Análise de falhas dos cabos utilizados nas redes metálicas em telecomunicações com as técnicas de Time Domain Reflectometry (TDR)

Abstract

Por muitos anos, os cabos de telecomunicações, bem como as suas junções de emendas foram tratadas como um sistema que poderia ser instalado o qual tinham a capacidade de funcionar por uma vida útil acima de 40 anos no setor de telecomunicações. À medida que os cabos e/ou suas junções de emendas envelhecem, os sistemas de transmissões em funcionamento nestes cabos começam a apresentar defeitos, reduzindo o nível de confiabilidade dos sistemas operando nesses cabos. Logo, as reclamações de clientes por insuficiência de serviços são característicos. A presente dissertação apresenta e discute as metodologias para a análise de linhas de transmissão através de novos métodos de teste envolvendo sinais da reflectometria no domínio do tempo do espectro de dispersão (SSTDR) e a reflectometria no domínio do tempo de sequência (STDR). São analisados os sinais comumente presentes nos cabos telefônicos, com o objetivo de localizar falhas intermitentes. Essa análise se faz necessária porque a linha telefônica, inicialmente usada somente para serviços de voz, apresenta fatores limitantes reduzido o desempenho dos serviços de acesso à Internet em banda larga que trafegam na linha. Os códigos de pseudo-ruído são usados para a geração de sinais dos sistemas STDR e SSTDR para aplicação no sistema de teste na presença de ruído. Os efeitos do ruído branco nos sinais de testes, bem como os parâmetros elétricos dos sinais, são discutidos analiticamente. Um sistema de hardware de teste usando o método de domínio do tempo de sequência e espectro de dispersão é implementado, sendo usado ainda, um conversor ADC para aquisição dos dados do sistema via programa LabView e após, os referidos sinais do sistema de teste serão interpretados via software MatLab. Os dados coletados com o hardware de teste STDR / SSTDR são analisados e comparados com os resultados de um equipamento de uso comercial de reflectometria no domínio do tempo (TDR), marca JDSU VIAVI Solutions, modelo One Expert ONX-580. Os dados dos resultados dos testes executados em cabos ativos que apresentam defeito, podendo ser circuitos abertos e/ou curtos circuitos, usando o sistema SSTDR e um algoritmo de ajuste de curva, mostram um erro absoluto máximo na ordem de 0,43 m, para os cabos de pares trançados de até 1.425,00 m do ponto de falha. O sistema de teste SSTDR foi capaz de localizar um circuito aberto em um cabo com ruído presente de -47 dBm. Os sistemas STDR e o SSTDR, demonstraram ser eficazes na detecção e localização de falhas e umidade nos fios dos cabos com um alto índice de ruído existente.

For many years, telecommunication cables as well as their splice junctions were treated as a system which could be installed which had the ability to function for over 40 years in the telecommunications industry. As the cables and / or their splice joints age, the transmission systems operating in these cables begin to malfunction, reducing the reliability of the systems operating in these cables. Therefore, customer complaints about insufficient services are characteristic. The present dissertation presents and discusses the methodologies for the analysis of transmission lines through new test methods involving scatter spectrum time domain reflectometry (SSTDR) signals and sequence time domain reflectometry (STDR) signals. Signals commonly found in telephone cables are analyzed for intermittent faults. This analysis is necessary because the telephone line, initially used only for voice services, has limited performance limiting factors for the broadband Internet access services that travel on the line. Pseudo noise codes are used for signal generation from STDR and SSTDR systems for application to a noise testing system. The effects of white noise on test signals, as well as the parameters of the test signals, are discussed analytically. A test hardware system using the sequence time domain and spread spectrum is implemented, an ADC converter will be used to acquire system data via LabView program and after, those test system signals will be interpreted via MatLab software. The data collected with the STDR / SSTDR test hardware is analyzed and compared with the results of a commercial time domain reflectometry (TDR) model One Expert ONX-580. Data from test results performed on defective active cables for open circuits and short circuits using SSTDR and a curve fitting algorithm shows an absolute maximum error of the order of 0,43 m for twisted pair cables up to 1.425 m from the point of failure. The SSTDR test system was able to locate an open circuit on a cable with present noise of -47 dBm. STDR and SSTDR have been shown to be effective in detecting and locating wet wire bows in cables with a high noise level.