Закономерности развития измерительных технологий
1.1 Современная НТР в области телекоммуникаций. Понятие измерительной технологии
Современное развитие информационных и телекоммуникационных технологий можно охарактеризовать как научно-техническую революцию (НТР).
НТР в области телекоммуникаций связана с широкомасштабным внедрением микропроцессорной техники и переходом к цифровым методам коммутации и передачи.
технологическая революция.
Чем обусловлена необходимость введения понятия измерительной технологии как основного понятия для описания и классификации современных методов эксплуатационных измерений на сетях связи? Тому есть несколько причин.
фактор времени.
Во-вторых,, В-третьих,
На основании всего перечисленного выше технологический подход к описанию эксплуатационных измерений на сетях связи является оправданным. Этот подход положен в основу настоящей книги, посвященной вопросам эксплуатационных измерений на сетях связи. В результате рассмотрена динамика развития измерительных технологий, классификация современных технологий измерений, для каждой технологии приводятся конкретные подходы к организации измерений и интерпретации результатов, даются описания измерительных средств, представленных на современном мировом рынке.
Предлагаемый подход является в отечественной практике новым, и автор надеется, что такой метод описания будет наиболее понятен для специалистов в области эксплуатации современных систем связи.
Предлагаемая глава посвящена технологическому подходу к описанию процессов, имеющих место в современных телекоммуникациях.
Для начала описания важными можно считать следующие несколько вопросов, ответы на которые сразу дают фундамент для понимания динамики развития новых технологий.
-
Как технологии сменяют друг друга?
-
Как развивается технология на рынке?
-
Какие социально-психологические процессы сопутствуют развитию технологии на рынке?
Рассмотрение данных аспектов в условиях отечественного рынка особенно важно для связного сообщества. Рыночные отношения уже основательно вторглись в область телекоммуникаций, однако до конца не нашли отражение в менталитете специалистов. До последнего времени даже в статьях экономической направленности командно-административное (директивное) видение развития рынка явно преобладает над видением развития как непрерывного диалога поставщиков и заказчиков оборудования и услуг.
Спутниковые технологии телекоммуникаций на современном этапе
... большей закрытости космической программы развитие спутниковой связи в социалистических странах шло иначе чем в западных странах. Развитие гражданской спутниковой связи началось соглашением между ... Все современные спутники связи являются активными. Активные ретрансляторы оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала. Спутниковые ретрансляторы ...
Рассмотрение упомянутых выше вопросов важно тем более, что неправильные на них ответы приводят и будут приводить к существенным ошибкам стратегического планирования, в том числе и в области измерительной техники.
Ниже мы постараемся дать ответы на перечисленные вопросы и сделать по возможности выводы, касающиеся текущего положения дел в связи и будущих перспектив. Сразу необходимо оговориться, что предлагаемый материал является результатом аналитических выводов автора, которые могут быть оспорены.
1.2 Динамика развития технологии на рынке
Рассматривать процессы развития технологий в виде «волн» было бы слишком упрощенно. Чтобы иметь полное представление о том, что несет с собой новая технология, и для всестороннего анализа ее развития, необходимо также рассмотреть социально-экономические процессы, которые сопровождают прохождение «волны».
В качестве иллюстрации на рис.1.2 представлена динамика развития во времени технологии на рынке и соответствующее поведение ряда важных параметров, сопровождающих этот процесс. Эти параметры определяют возможность использования технологии в телекоммуникациях. К ним относятся параметр стоимости технических решений, средний уровень знаний связного сообщества о технологии, а также надежность технических решений.
стоимость технических решений
Средний уровень знаний связного сообщества
закономерность развития надежности технических решений с использованием технологии.
Помимо объективных тенденций, связанных с развитием технологии на рынке, на него оказывают существенное влияние социально-психологические процессы, идущие в связном сообществе. Новая технология представляет собой сумму новых знаний, которые должны быть восприняты и внедрены связным сообществом, специалистами, операторами, поставщиками и заказчиками. Процесс принятия новых знаний является социально-психологическим процессом и требует отдельного рассмотрения, что мы и сделаем ниже. Для этого зная процессы, сопровождающие развитие технологии, можно условно разделить ее «жизненный цикл» на четыре периода и рассмотреть социально-психологические процессы в связном сообществе, характерные для каждого периода.
1.3 Социально-психологические процессы, связанные с развитием технологии на рынке, Этап 1 — процесс становления технологии на рынке.
иллюзия единственно верного пути
В качестве примера можно рассмотреть современное состояние с технологией ATM на отечественном и мировом рынке. Критический анализ тех статей, которые посвящены этой технологии, покажет, что статей практической направленности почти нет, в основном это реклама новых приложений ATM. В то же время ATM в настоящее время является самой цитируемой технологией. Однако в современной практике системного проектирования приложения, в которых ATM оказалась бы единственным возможным вариантом решения, встречаются редко.
Нисколько не умаляя необходимости внедрения ATM на рынке России, хотелось бы еще раз указать, что такое внедрение является опытным. В этой связи включение концепции ATM в федеральную программу развития связи является правильным решением, решение о создании нескольких опытных зон внедрения ATM (еще лучше, если это будут затем зоны коммерческого использования) — решение безусловно прогрессивное. В то же время ориентация на технологию ATM как основу сетей некоторых ведомственных операторов — решение спорное.
Проблемы и перспективы развития денежной системы России
... динамику показателей денежной системы России; сформировать перечень выявленных проблем денежной системы России; сформировать перечень перспективных направлений денежной системы России. Объектом курсовой работы выбрана денежная система России. Предметом курсовой работы является проблемы и перспективы ее развития. В ...
Этап II — стабилизация технологии на рынке.
В качестве примеров на российском рынке можно указать технологию ISDN, которая только что миновала этап полемики о ее необходимости, но еще не достигла этапа здорового энтузиазма. Существенно, что последние статьи по этой технологии носят явно практический характер. Вторым примером можно назвать технологию Frame Relay. Ее развитие в полной мере должно начаться с широким внедрением ISDN, используемой Frame Relay в качестве транспортной среды.
Очень показательным примером является технология SDH, которая стала современной парадигмой цифровой первичной сети. На пороге этого этапа стоит технология ATM.
Этапы III-IV — зрелость и старость технологии.
В качестве примеров технологий этапа III могут быть указаны модемная передача данных (за исключением новых типов протоколов), PDH, квазиэлектронные АТС.
В качестве примеров технологии этапа IV — аналоговые системы передачи, координатные и декадно-шаговые АТС.
1.4 Повышение роли измерительной техники с развитием технологий телекоммуникаций
Теперь от рассмотрения технологии телекоммуникаций перейдем к рассмотрению движущих сил и динамики технологий измерений.
Основными тенденциями развития
Этот процесс наглядно виден на примере развития современных технологий цифровой связи. Так, сложность систем связи объективно повышается с переходом к цифровым системам передачи с высокой пропускной способностью (SDH), новым принципам мультиплексирования (ATM), новым концепциям систем сигнализации (ОКС 7 и протоколов ведомственных сетей ISDN), новым сетевым концепциям предоставления услуг пользователям (интеллектуальные сети).
Этот процесс связан с увеличением пропускной способности систем передач, снижением стоимости интеллектуальных внедрением в современные телекоммуникации принципов распределенной обработки информации. В связи с этим возникают задачи контроля работы интеллектуальных систем, каковыми в настоящее время являются сети связи. Этот процесс идет двумя путями: первый — развитие систем внутренней диагностики интеллектуальных узлов сетей, второй -применение современной измерительной техники.
Учитывая, что развитие средств связи идет очень динамично, разработка систем самодиагностики и их отработка несколько отстают от развития самих средств связи. Таким образом, применение независимых от оборудования систем контроля в ряде случаев является единственно корректным решением. В результате роль измерительной техники на сети связи повышается с развитием новых технологий.
Измерительная техника на сетях современных телекоммуникаций играет важную роль — настройка и оптимизация сетей связи, поиск неисправностей и причин конфликтов, разрешение конфликтных ситуаций. Таким образом, основной движущей силой развития измерительных технологий является усложнение современных систем связи.
«Информационные технологии в системе образования»
... информационных технологий. Новые информационные технологии в процессе реформирования системы образования Информационные технологии ... работа выполняется на компьютере, включенном в сеть, то появляется также возможность совместной работы ... дипломного исследования, тема информационных технологий очень востребована в современном мире. История информационных технологий бер Термин «информационные технологии» ...
Распространенное мнение о том, что цифровые системы связи лучше, надежнее и поэтому требуют в меньшей степени обслуживания на этапе эксплуатации, не верно. Действительно, верно, что цифровые технологии обеспечивают лучшее качество связи, меньшие эксплуатационные затраты, лучший контроль за ресурсом сети. Верно также, что хорошо отлаженная, «ухоженная» цифровая сеть требует в меньшей степени обслуживания. Однако также верно, что «неухоженная» цифровая сеть деградирует гораздо быстрее аналоговой и требует при восстановлении гораздо больших затрат. Это — объективная плата за сложность технологии цифровой передачи. Цифровым те-лекоммуникациям’свойственен так называемый «пороговый эффект деградации», когда ухудшение параметров не приводит долгое время к ухудшению качества связи. При достижении определенного порога параметры качества изменяются скачкообразно. Обычно в этом случае довольно сложно выделить сразу причину нарушения связи, поскольку причиной является накопленные в течении длительного времени отклонения от нормы нескольких параметров.
На практике часто заблуждение о том, что иностранные фирмы, обеспечивающие пуск участков цифровых сетей, должным образом и в дальнейшем ее работа не потребует квалифицированной эксплуатации. Такой подход ведет к зависимости операторов сети от инофирм, что является негативным фактором. С уверенностью можно сказать, что использование современной измерительной техники дает операторам ключ к пониманию процессов, происходящих в сети. В этом случае поиск конфликтных ситуаций и противоречий, «тонкая настройка» сети помогают добиться максимальной эффективности ее работы, а также понять принципы новой технологии.
Эта роль измерительной техники является новой в практике отечественной связи. До сих пор измерительная техника служила для контроля работы сети и соответствия ее узлов отечественным стандартам. В этом случае имелись четкие рекомендации по методологии измерений на сетях связи, т.е. указания на прибор, методику измерений и параметры измерений. В современной ситуации процесс стандартизации технологии значительно отстает от развития самих технологий. Четких рекомендаций по использованию измерительной техники и эксплуатационной методологии нет и в ближайшем будущем не предвидится. Измерительная техника, применяемая современными операторами, используется не только для проверки на соответствие стандартам (в первую очередь международным), но и для изучения процессов, протекающих в сети. Это позволяет операторам новые технологии на международном уровне, что является необходимым условием дальнейшей успешной работы.
специализированной техники,
цифровой сети связи.
2. Системное и эксплуатационное измерительное оборудование
Всю измерительную технику современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное измерительное оборудование.
Как показано ниже, требования к обоим классам значительно отличаются, соответственно, отличаются функции приборов, схемы их использования, спецификации тестов и т.д.
системному оборудованию
Эксплуатационное измерительное оборудование
Разделив весь спектр оборудования на два основных класса, легко понять требования к каждому из них. Эти требования существенно различны для перечисленных классов и представлены ниже в порядке уменьшения приоритетности.
Технология и оборудование для ремонта кузовов автомобилей, кабин ...
... обоснованных новых технических решений в области технологии и оборудования для сервисного обслуживания машин, а именно в области кузовного ремонта. В качестве исходных данных использовались ... сварки зависит от типа производства, конструкции кузова, принятой технологии, конструкции сборочно-сварочных приспособлений и применяемого оборудования. Так, например корпуса кузова легкового автомобиля на ...
Требования к измерительному оборудованию, Системное оборудование Эксплуатационное оборудование
функциональность тестов
- портативность
возможность интеграции в системы
- стоимость
быстрота и легкость модернизации
- надежь
удобство эксплуатации
- удобство эксплуатации
надежность
- функциональность тестов
стоимость портативность
системного оборудования
Вторым требованием является возможность интеграции в системы приборов и интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных. Это также существенно в условиях создания TMN, куда должны быть включены и измерительные средства.
Требование модернизируемости важно в силу технологии и принятия новых стандартов.
Удобство работы является важности параметром. Имеется ряд многофункционального системного оборудования с «недружественными» интерфейсами. Использование таких приборов требует от специалиста долгого изучения прибора, что не всегда эффективно.
Стоимость для системного оборудования не является первичным критерием выбора, поскольку для приборов этого класса стоимость находится в прямой зависимости от функциональности. Портативность для этого класса оборудования не требуется.
эксплуатационное оборудование,
Следует сразу отметить, что предлагаемая классификация измерительного оборудования является условной, учитывая общую тенденцию к миниатюризации в современной электронной промышленности. В связи с этим системное оборудование становится постепенно портативным, тогда как эксплуатационное оборудование становится все более многофункциональным.
Тем не менее разделение оборудования на системное и эксплуатационное полезно при сравнении оборудования различных производителей.
3. Методология измерений
В философском смысле методология — это учение о логической организации, методах и средствах деятельности человека. Необходимость использования в настоящей книге понятия «методология» обусловлена тем, что в отечественной литературе нет понятия, определяющего общие подходы и внутреннюю логику проведения измерений. Использовать для этой цели понятия «метод», «технология» и «методика» не совсем корректно. Поэтому в дальнейшем для описания «внутренней технологии» эксплуатационных измерений будем пользоваться понятием «методология», как наиболее подходящим для этой цели.
4. Основная задача методологии измерений. Особенности методологии измерений сигналов систем связи
физических величин,
Пример 4.1.
В зависимости от природы влияния на систему, характер функции p(t) может существенно отличаться для различных систем. Для проектирования необходим расчет функции вероятности в зависимости от параметров внешнего влияния на систему для определения качественных параметров работы проектируемой системы, определения ее устойчивости к внешним условиям и т.д. Проверить результаты расчетов можно только путем проведения эксперимента или путем измерений на опытном образце. Однако теоретическая величина — функция вероятности возникновения ошибки в системе — не может быть измерена. Вместо нее измеряется параметр ошибки по битам — BER, который может быть представлен как:
Совершенствование методов измерения, передачи и обобщения параметров ...
... измерений продукции добывающих скважин выпускаемыми промышленностью техническими средствами замеров. 2. Технология дестабилизации нефтяных эмульсий перед входом в замерную емкость измерительных аппаратов технических средств ("https:// ", 11). 3. Способ измерения параметров трехфазной продукции ...
nr
ВЕК = , где BITS err ~ количество битов, пораженных ошибками,
BITS
a BITS — общее количество переданных битов. Эта величина связана с функцией вероятности возникновения ошибки отношением:
представляет собой математическое ожидание функции вероятности. По
значению математического ожидания функция вероятности может быть восстановлена лишь с определенной степенью достоверности.
В описанном примере для того, чтобы на основании результатов можно было бы восстановить функцию вероятности без ошибок, необходимо было бы проводить измерение ВЕЯ в течении бесконечно большого интервала измерений, что практически невозможно. Таким образом, полученное значение всегда оказывается неким приближением теоретического и зависит от условий измерения, которые определяются методологией измерений, ориентированной на минимизацию ошибки оценки теоретической величины.
В нашем примере основными параметрами измерения ВЕЯ выступают: алгоритм проведения измерений, интервал времени измерения и выбор тестовой последовательности для измерения. Значения этих параметров зависят от предполагаемого характера функции р(0 и должны определяться в ходе разработки методики измерений.
Знание методологии измерений не является обязательным для проведения эксплуатационных измерений при обслуживании современных систем связи, которые и составляют предмет настоящей книги. Тем не менее включение этого материала в книгу по технологии измерений необходимо хотя бы потому, что всегда остаются такие вопросы, как: «Когда я измеряю ВЕЯ, что же я действительно измеряю, как я это измеряю и не ошибаюсь ли я при измерении?» Для ответа на эти вопросы необходимо знать основы методологии измерений. Неправильно выбранная методология может привести к ошибке измерений, неправильной трактовке результатов и т.д. Поэтому даже самые общие сведения о методологии могут быть чрезвычайно полезны при организации эксплуатационных измерений.
Автор постарается не перегружать данный раздел математическими выкладками, которые могут быть найдены в специальной литературе по методологии. Цель данного раздела — показать основные методы измерений, которые затем будут встречаться в книге, выделить подходы к разработке методик измерений, нашедших отражение в международных стандартах. Тема методологии охватывает вторую часть книги и главы 4-7. Основной упор в материале делается на описание методологии эксплуатационных измерений цифровых каналов (гл. 6).
Специфика цифровых сигналов и возможность их представления в виде диаграммы описана в гл. 5, это рассмотрение полезно, поскольку в дальнейшем приведенные диаграммы будут широко использоваться в материале книги, так что необходимо описание алгоритмов их построения. Широкий интерес к измерениям джиггера у отечественных специалистов привел к необходимости выделить методологию измерений джиггера в отдельную главу — гл. 7. Дополнительно, некоторые специальные вопросы методологии измерений параметров цифровых радиочастотных систем передачи рассматриваются в гл. 10. Представляется нецелесообразным отделять методологию измерений радиочастотных сред передачи от реальных практических методик эксплуатационных измерений.
Цифровые измерительные приборы
... работы, числа оборотов, частоты, числа импульсов, скорости вращения, периода и ряда иных параметров. Для отображения результата используют интерфейс RS485. Цифровые измерительные приборы ... вольтметра. Признак классификации Разновидности измерительных приборов Выполняемые метрологические функции Эталоны, образцовые приборы, рабочие приборы Характер измерений, вид измеряемых величин, основные ...
Следует отметить, что основным предметом настоящего раздела является «внутренняя технология» измерений, а не конкретные методы эксплуатационных измерений. Читатели, ориентированные на изучение технологии эксплуатационных измерений при обслуживании сетей связи, могут без ущерба пропустить этот материал, используя его при необходимости как справочный.
5. Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале
Как уже отмечалось выше, технология измерений параметров бинарного цифрового канала является фундаментом для измерений любых цифровых каналов, в связи с чем практически все параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале, будут встречаться в технологии измерений цифровых каналов первичной и вторичных цифровых сетей.
Прежде чем рассматривать технологию измерений параметров бинарного цифрового канала, необходимо определить эти параметры. Ниже приведены основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале, которые описаны в соответствии с сокращениями, используемыми в меню большинства приборов. В основном это параметры, используемые для анализа характеристик бинарного канала согласно рекомендациям ITU-T G.821, G.826 и M.2100.
AS — availability seconds
AS (%) — availability seconds относительное время готовности канала — параметр, характеризующий готовность канала, выраженный в процентах. В отличие от AS, AS (%) является первичным параметром и входит в число основных параметров рекомендации G.821. Его можно интерпретировать как вероятностную меру качества предоставляемого пользователю канала.
ВВЕ — background block error
BIT или BIT ERR- bit errors
ЕВ — error block
BBER — background block error rate
BER или RATE — bit error rate
BLER — block error rate
Например, для сетей ATM принята кадровая передачи в виде кадров длины 53 бита. Ошибочный кадр уничтожается (дискартируется).
В этом случае можно считать кадр ATM как блок длиною в 53 бита, а эквивалентом BLER будет параметр ошибки по кадрам CER (Cell Error Rate).
В другом примере в качестве эквивалента блока может выступать сверхцикл ИКМ, а эквивалентом BLER будет ошибка по CRC.
CLKSLIP или SLIP — clock slips
CRC ERR — CRC errors
