Измерения в спутниковых системах связи

Измерительное оборудование, используемое для спутниковых систем связи, может быть представлено:

● Цифровыми АТС (измеряют параметры абонентских линий);

● Аналоговыми приборами, измеряющими те же параметры абонентских линий для аналоговых АТС;

● Диагностические, измерительные, управляющие комплексы, применяемые для соответствующего оборудования (ADSL и т. д.);

● Отдельные измерительные приборы, имеющие различное применение и назначение.

Измерения в системах связи классифицируются по нескольким параметрам.

Передача сигнала в системах спутниковой связи осуществляется посредством:

● Электрического кабеля;

● Оптического кабеля (передача сигнала осуществляется не по медным жилам, а по оптоволокну);

● Радиочастотных систем (беспроводная передача).

Сеть может быть:

● Первичной — объединением коммутационных узлов со станцией, оконечными устройствами, сетевыми трактами;

● Вторичной (распределительной, магистральной) — совокупностью каналов, линий, образованных первичной сетью, а также станций, узлов переключений, коммутации.

По виду (способу передачи) сети делятся на:

● Аналоговые (трансляция непрерывного сигнала);

● Цифровые (передача информации, заключенной в дискретную форму).

Способ применения делит сети на несколько видов:

● PSTN — всеобщая сеть, для доступа к которой необходимы АТС, телефонные аппараты, передающее оборудование;

● WAN — компьютерная сеть, отличающаяся широким охватом территорий, большим количеством узлов, которые могут располагаться в разных городах, странах;

● LAN (локальная вычислительная сеть) — компьютерная сеть, покрытие которой охватывает небольшую территорию или группу зданий (дом, институт и т. д.);

● АТМ — сетевая технология коммутации, мультиплексирования пакетов, отличающаяся высокой производительностью.

Классификация видов услуг включает:

● Беспроводную телефонию (специальные терминалы, которые подключаются к сети через Wi-Fi, GSM);

● Проводную телефонию (передача сигнала происходит посредством оптических или медных проводов — кабелей);

● xDSL — технология, значительно повышающая пропускную способность абонентской линии с помощью кодов линейного типа, а также адаптивных способов коррекции искажений;

● ISDN — совокупность методов трансляции цифрового сигнала, обеспечивающая его передачу по телефонным каналам с предоставлением различных служб;

● Wi-Fi — беспроводная локальная сеть, включающая устройства, созданная на базе стандартов IEEE 802.11;

● IPTV (интерактивное телевидение) — стандарт цифрового телевидения нового поколения в IP-сетях, используемый для цифрового кабельного ТВ.

По назначению измерения делятся на несколько типов:

● Приемо-сдаточные (проводятся на этапе сдачи объекта в эксплуатацию);

● Периодические, мониторинговые, регламентные;

● Определение места повреждений, их характера;

● Проверка качества ремонтных работ.

Подобные причины можно разделить на две группы:

К данному типу относят:

● Затухание линии;

● Непостоянство тактовой частоты;

● Межсимвольные помехи;

● Варианты задержки;

● Увеличение уровня шума, возникающее из-за старения аппаратуры.

Внешними причинами выступают:

● Импульсные, переходные помехи;

● Механические повреждения контактов;

● Влияние электромагнитных полей;

● Перепады температур;

● Повышенная влажность;

● Конденсация.

Основные задачи средств измерения, разработанных для систем связи — поиск технических неисправностей с последующим их устранением, проверка корректности трансляции сигнала в системах связи.

Актуальными задачами также выступают измерения цифровых стандартов телевещания, сотовой связи, проверка серверов синхронизации времени, постоянное совершенствование возможностей измерительных средств.

Измерения также решают следующие задачи:

● Измерение параметров цифровых линий ADSL, а также абонентских линий связи;

● Диагностика, анализ состояния каналов;

● Мониторинг состояния линий различных типов, необходимый для предупреждения неисправностей;

● Создание единого хранилища данных по результатам измерений;

● Разработка стандартизированной системы измерений для цифровых и аналоговых АТС;

● Создание единых интерфейсов для доступа к средствам измерения, диагностики, созданных для информационных систем внешнего типа.

Проводится для электрических, а также волоконно-оптических линий связи и осуществляется:

Параметрами физического состояния могут выступать такие проблемы, как обрыв, повреждение, короткое замыкание, вносимое затухание.

Направлено на выявление отсутствия кодовых, битовых ошибок при трансляции сигнала от отправителя к получателю.

Существует несколько способов измерений параметров спутниковых систем.

Измерения выполняются человеком, управляющим данной процедурой, с сохранением результатов на бумажном носителе (отчет), в памяти портативного измерительного прибора или переносного компьютера, оснащенного специальным программным обеспечением.

Данный способ подразумевает низкую автоматизацию (только процесс загрузки результатов измерений с носителей информации в корпоративную систему).

Подобные измерения выполняются специальной системой без непосредственного участия человека, а лишь при его взаимодействии с ней. Измерительными средствами выступают приборы, имеющие внешние интерфейсы управления, стационарно подключаемые к системе измерений, которая управляет приборами посредством сети доступа. Подобная автоматизированная система также получает результаты, сохраняет их в хранилище данных.

Уровень автоматизации при использовании данного способа измерений максимален, что обеспечивает оперативное получение информации, высокую эффективность работы эксплуатационных служб.

Производятся организациями, которые занимаются монтажом аппаратуры передающих систем после строительства новой линии, модернизации или ремонтных работ на существующей.

Такие измерения последовательны, что предусматривает в первую очередь настройку оборудования, планируемого к использованию на последующих этапах работ. Сначала по основным параметрам осуществляется проверка, настройка оборудования промежуточных, оконечных станций, выявляющая соответствие его заводским документам. Одновременно с этим проверяется и настраивается аппаратура необслуживаемых станций, после чего она развозится по линии с последующим монтажом.

Подобные измерения бывают плановыми и внеплановыми.

Первые проводятся с определенной периодичностью, направлены на определение, контроль параметров, изменяющихся во времени, что позволяет своевременно подстраивать оборудование передающих систем. Поддержание параметров на уровне эксплуатационных норм обеспечивает хорошее качество передачи данных.

Внеплановые измерения позволяют локализовать места, где возникли отказы, а также применяются при подстройке, ремонте аппаратуры с целью восстановления значений параметров, которые вышли за пределы норм эксплуатации.

Измерения могут производиться как с закрытием, так и без закрытия связей. Последние используются чаще, поскольку не снижают коэффициент готовности.

Методики измерения без закрытия связей должны соответствовать следующим условиям:

● Измерительные сигналы должны иметь спектры, которые не совпадают со спектрами информационных сигналов, а также сигналов сервисных систем, передаваемых по трактам, где проводятся измерения;

● Измерительные сигналы, вводимые в тракты, должны обладать уровнями, не изменяющими заметно нагрузку последних;

● Информационные сигналы не должны попадать в измерительную аппаратуру;

● Подключение измерительного оборудования не должно вызывать изменения уровней информационных сигналов в каналах, трактах;

● Операции по подключению, а также сама аппаратура должны соответствовать инструкциям, где прописана техника безопасности.

Измерения с закрытием связей проводятся оперативно по распоряжению руководящей станции. Они должны соответствовать следующим требованиям:

● Частоты измерительных сигналов не должны совпадать с частотами линейных контрольных сигналов;

● Необходимо подключение устройств, обеспечивающих временное разделение вводимых и выводимых измерительных сигналов для сохранения состояния синхронизма оконечного оборудования;

● Первоочередно измеряются тракты, занимающие высшие ступени иерархии (если измерения их параметров сопровождаются подстройкой).

Построение системы измерений основано на следующих базовых принципах:

● Возможности измерительной системы должны решать все задачи эксплуатационных служб компании;

● Все объекты, составляющие телекоммуникационную структуру компании, подлежат контролю, тестированию, измерению их параметров;

● Измерения должны быть максимально автоматизированы;

● Результаты измерений должны отправляться в хранилище для последующей обработки, анализа и т. д.;

● Результаты измерений, полученные от различных измерительных средств, должны быть стандартизированы;

● Измерительная система должна взаимодействовать с другими информационными системами компании для получения от них необходимых данных.

Обобщенной характеристикой качества цифровых систем передачи данных выступает коэффициент битовых ошибок, который представляет собой отношение количества битов, принятых ошибочно, к общему количеству принятых битов.

Анализ ошибок осуществляется двумя методами:

1. На принимающем конце задается определенное число наблюдаемых бит, а затем регистрируется соответствующее число бит, имеющих ошибки. Данный подход обеспечивает точно известное время измерения, но отличается низкой надежностью при малом количестве ошибок.

2. Время измерений определяется заданным количеством ошибок. Измерение продолжается до тех пор, пока не будет зафиксировано их конкретное заданное число (например, 50 или 100). Затем вычисляется коэффициент ошибок на основании соответствующего количества битов данных.

Еще одним способом оценки качества передачи выступает измерение блочных ошибок, основанный на применении информационного сигнала без прерывания связи. При использовании данного метода в информационный сигнал добавляется избыточность, после чего он обрабатывается по определенному алгоритму, результат передается к принимающей стороне, где происходит обработка сигнала по тому же алгоритму с последующим сравнением двух результатов. Если между ними существует разница, переданный блок определяется как ошибочный.

Измерения, относящиеся к системам связи, задействованы в нескольких основных сферах применения.

Измерительные процедуры включают испытания с использованием контрольно-измерительного оборудования, отличающегося высоким уровнем точности, отработку, проверку ПО, последующий анализ результатов.

Производятся оперативные измерения параметров аппаратуры, а также их сравнение с эталонными, осуществляется контроль комплектующих, проверка дистанционного управления.

Включает измерения, производимые с перерывом связи, сохранение результатов, долговременный анализ, применение стандартных и высокоточных устройств.

Задействованы измерения, осуществляемые с перерывом связи или без него, включая постоянный мониторинг посредством интегрированных тестирующих систем и измерения, производимые при помощи стандартных приборов. Также возможен контроль качества каналов, имитация аварийных сигналов, ошибок.

Используется лабораторное оборудование, обеспечивающее проверку на соответствие нормативным документам, а также испытательные стенды.