Предисловие

Для обслуживания аналоговых систем связи применялась общеизмерительная техника, например, генераторы сигналов, вольтметры, осциллографы, частотомеры, анализаторы, измерители мощности и другие приборы.

Развитие цифровых систем передачи и коммутации привело к тому, что измерительную технику для телекоммуникаций в большинстве случаев уже невозможно использовать для других областей измерительной деятельности.

Учебное пособие состоит из 13 разделов, в которых описаны методы и средства измерений на основе классических измерений напряжения, тока, частоты, мощности, параметров электромагнитного поля и параметров волоконно-оптических систем.

В учебном пособии дается материал по методам и средствам измерения в цифровых сетях передачи информации, например, АТМ.

Учебное пособие предназначено для студентов кафедры ТКС при изучении курса лекций «Методы и средства измерений в ТКС».

2.Измерения в телекоммуникационных системах

Метрология и измерительные технологии в современных телекоммуникационных сетях

Классическая метрология занимается изучением проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств измерений и контроля, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений. Несомненное преимущество классической метрологии - использование математического аппарата для анализа погрешностей и обоснования метода измерений.

Современное развитие информационных и телекоммуникационных технологий связано с внедрением в современные средства связи микропроцессорной техники и переходом к цифровым методам коммутации и передачи. На современном этапе развития технологической революции понятие технологии, как набора технических решений, выходит на первый план и требует нового подхода к анализу процессов, происходящих в стремительно развивающихся средствах связи. Для адекватного описания и классификации методов измерений в современных сетях связи вводится понятие «измерительные технологии». В литературе [1] приводится определение этого термина - измерительная технология - это совокупность методов, процедур организации измерений и интерпретации результатов измерений и контроля, а также средств измерений и контроля для обслуживания соответствующего направления развития средств связи.

Необходимость введения этого понятия обусловлена рядом причин. Во-первых, скорость смены технологий телекоммуникаций настолько высока, что не позволяет большой части специалистов, работающих в этой области, воспринимать и осознавать все её нюансы в полной мере. Отставание связано так же с отсутствием учебно-справочных материалов, малым количеством специалистов в области телекоммуникаций. В результате появляется необходимость рассматривать не только технологию измерений, но и учитывать динамику её развития на рынке. Во-вторых, развитие измерительной техники идет по пути высокой специализации, т.е. на рынке появилась техника для обслуживания и эксплуатации только телекоммуникационных систем. Рынок специальной измерительной техники меняется столь динамично, что возникает задача её классификации, которую трудно решить без технологического подхода. В-третьих, в последнее время более половины средств мирового телекоммуникационного рынка отводится на развитие программных средств. Программное обеспечение в современных устройствах телекоммуникаций обновляется в среднем раз в 2 года, радикально меняя структуру и возможности телекоммуникационных систем. Технологичность в области измерительной техники связана с появлением и развитием целого класса измерительных приборов - анализаторов протоколов и логического взаимодействия интеллектуальных устройств. Этот класс измерительной техники пока не нашел своего места в классической метрологии и классификации средств измерений и контроля, хотя её эксплуатационная значимость очень велика.

Совершенствование измерительных технологий связано с общей тенденцией усложнения высоких технологий и, как следствие, миниатюризацией, экономичностью, номенклатурой услуг, представляемых телекоммуникационными системами. Это наглядно видно на примере развития современных технологий цифровой связи. Сложность систем связи объективно повышается с переходом к цифровым системам с высокой пропускной способностью (SDH), новым принципам мультиплексирования (ATM), новым концепциям систем сигнализации (ОКС 7 и протоколы ведомственных сетей ISDN), новым сетевым концепциям предоставления услуг пользователям (интеллектуальные сети).

Цифровые технологии обеспечивают лучшее качество связи, требуют меньших эксплуатационных затрат, обеспечивают лучший контроль за ресурсами сети. Цифровые телекоммуникации по сравнению с аналоговыми имеют так называемый «пороговый эффект деградации». В этом случае сложно выделить причину нарушения связи, поскольку причиной является накопленные в течение длительного времени отклонения от нормы нескольких параметров.

До сих пор измерительная техника служила для контроля работы сети и соответствия её узлов требованиям отечественных стандартов. В современной ситуации процесс стандартизации заметно отстает от применяемых на практике технологий и четких рекомендаций по использованию измерительной техники и методов измерений 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, что позволяет быстро осваивать новые технологии.