***** Google.Поиск по сайту:


9. Классификация и технологии измерений в волоконно-оптических системах передачи

Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах

9. Классификация и технологии измерений в волоконно-оптических системах передачи

9.1. Основные понятия и определения

В общем случае понятие измерение подразумевает нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств, хранящих в явном или неявном виде единицу этой величины. При этом средство измерений, предназначенное для воспроизведения и/или хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах, носит название меры. Здесь размер количественно определяет физическую величину, а значение физической величины является оценкой ее размеры в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Следует различать истинное и действительное значение физической величины, первое из которых идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта, а второе находится экспериментальным путем и настолько близко к истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может его заменить. Значение же величины, полученной путем ее измерения, носит название результат измерения, который в той или иной степени соответствует действительному (истинному) значению физической величины. Поэтому основной характеристикой измерения является погрешность измерения, которая представляет собой отклонения результата измерения от действительного (истинного) значения измеряемой величины, и в общем случае определяется вероятностью – количественным правдоподобием измеряемой случайной величины результата измерения [14].

Другим понятием, часто используемым совместно с измерением, является контроль. Контроль в общем случае представляет собой процесс установления соответствия между состоянием и свойствами объекта или процесса заданной норме путем восприятия контролируемых величин, сопоставления их с установками и формирования суждения – вывода. При этом нормой называется область в пространстве состояний физического объекта или процесса. При нахождении параметра в области пространства состояний техническими средствами контролируемый параметр представляется в виде, адекватном заданной области, и выражен физической величиной определенных размеров. Результат контроля в этом случае представляет собой соответствие или несоответствие значения контролируемой величины заданной норме. Поэтому контроль характеризируется достоверностью контроля – вероятностью нахождения контролируемой величины в норме или вне нормы.

Измерения и контроль имеют ряд отличий, в частности [14]:

  • результатом измерения является количественная характеристика, а результатом контроля – качественная;
  • измерение осуществляется в широком диапазоне измеряемой величины, а контроль выполняется в ограниченной области возможных состояний контролируемого параметра;
  • основной характеристикой измерения является погрешность измерения, а основной характеристикой процесса контроля является достоверность результата контроля.

В то же время для определения соответствия контролируемой величины норме, естественно, необходимо сравнить ее значение со значением меры, то есть вначале выполнить процедуру измерения, а затем результат измерения сопоставить с нормой. Если норма реализована в мере, то результатом контроля является результат измерения, выраженный полученным значением или его знаком. Таким образом, измерение обязательно предшествует контролю.

Учитывая специфику контроля в телекоммуникациях, представляется целесообразным в данной области использовать понятие тестирование. Его можно сформулировать как процесс установления опытным путем соответствия между состоянием и свойствами физической величины заданной норме с помощью специальных механических средств, хранящих в явном или неявном виде единицу или множество единиц этой величины. Полученное путем тестирования отношение порядка или отношение между размерами однородных величин определяет соответствие вида больше-меньше или приблизительно равно и носит название результат тестирования, который соответствует или не соответствует заданной форме. Поэтому основной характеристикой тестирования является достоверность тестирования, выражаемая из-за наличия процедуры измерения погрешностью тестирования – количественным правдоподобием тестируемой случайной величины результатам тестирования на границах нормы [14].

Особое место в области контроля в связи занимает понятие анализ протоколов передачи данных, который можно определить как процесс нахождения опытным путем равнозначности физической величины заданной норме с помощью специальных технических средств, хранящих в явном или неявном виде совокупность единиц этой величины. Здесь физическая величина отражает процесс соединения и обмена информационными сигналами при передачи данных в системах телекоммуникаций, а норме соответствует определенная совокупность дискретных состояний этой физической величины. Очевидно, что результат анализа в этом случае является качественной характеристикой процессов и выражен в виде соответствия или несоответствия норме.

Ниже приводятся основные метрологические термины и определения в соответствии с Рекомендациями по межгосударственной стандартизации РМГ29-99, используемые по тексту настоящего учебного пособия.

Физическая величина (physical quantity) – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого из них.

Измеряемая физическая величина (measurand) – физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи.

Истинное значение физической величины (true value) – значение физической, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину.

Действительное значение физической величины (conventional true value) – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Размерность физической величины (dimension of a quantity) – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающие связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

Единица измерения физической величины (unit) – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.

Измерение физической величины (measurement) – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Однократное измерение – измерение выполняется один раз.

Многократное измерение – измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений.

Динамическое измерение – измерение изменяющейся по размеру физической величины.

Абсолютное измерение – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использования значений физических констант.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.

Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

Совокупные измерения – проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.

Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.

Средство измерений (measuring instrument) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Измерительный преобразователь (measuring transducer) – техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи.

Измерительная цепь (measuring chain) – совокупность элементов средств измерений, образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигнала одной физической величины от входа до выхода.

Метрологическая характеристика средства измерений – характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность.

Диапазон измерения средств измерений (specified measuring range) – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средств измерений.

Методика выполнения измерений (measurement procedure) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.

Результат измерения физической величины (result of a measurement) – значение величины, полученное путем ее измерения.

Погрешность результата измерения (error of a measurement) – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Систематическая погрешность измерения (systematic error) – составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.

Случайная погрешность измерения (random error) – составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины.

Абсолютная погрешность измерения (absolute error of a measurement) – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения (relative error) – погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины.

Погрешность средства измерения (error of a measuring instrument) – разность между показанием средства измерения и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Случайная погрешность средства измерений (repeatability error) – составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.

Основная погрешность средства измерений (intrinsic error) – погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность средств измерений (complementary error) – составляющая погрешности, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

Метрологическая служба (service of legal metrology) – служба, создаваемая в соответствии с законодательством для выполнения работ по обеспечению единства измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора.

Государственный метрологический надзор (metrological supervision) – деятельность, осуществляемая органами государственной метрологической службы по надзору за выпуском, состоянием и применением средств измерений (включая рабочие эталоны), за аттестованными методиками измерений, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров при продаже, а также за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Утверждение типа средства измерений (pattern approval) – решение (уполномоченного на это государственного органа управления) о признании типа средств измерений узаконенным для применения на основании результатов их испытаний государственным научным метрологическим центром или другой специализированной организацией, аккредитованной Госстандартом страны.

Поверка средств измерений (verification) – установление органом государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Сертификационные испытания средств измерений – контрольные испытания средств измерений, проводимые с целью установления соответствия характеристик их свойств национальным и международным нормативным документам.

9.2. Виды измерений в волоконно-оптических системах передачи

В общем случае весь спектр измерений в волоконно-оптических системах передачи можно разделить на два основных типа: апертурные и линейные. Первые включают следующие измерения [15]:

  • измерения параметров источников излучения;
  • измерения параметров фотоприемника;
  • итовой скорости, коэффициента ошибок (BER), дрейфа фазы (вандера) и фазового дрожания (джиттера) цифрового сигнала.

Измерения параметров источника излучения определяются типом источника и включают измерение выходной мощности, центральной длины волны, количества мод, ширины спектра излучения, полосы частот модуляции, ЛЧМ оптического импульса, ширины линии, поля гауссовского луча, размера источника и поля удаленной зоны, а также временных параметров импульсов и шумов оптического излучения.

Светодиоды (LED) характеризуются почти линейной зависимостью мощности излучения от тока возбуждения, контролируемой посредством измерителя мощности, по показаниям которого может быть определен коэффициент передачи и нелинейность преобразования. Вследствие большой ширины спектра излучения, точность измерения определяется зависимостью длины волны фотодетектора от составляющих спектра (см. раздел: светоизлучающие диоды).

При измерении полосы частот модуляции, LED модулируется генератором, а PIN диод используется для преобразования модулированного оптического сигнала в электрический сигнал измеряемый осциллографом, который отображает частотную характеристику. Лучшим решением в этом случае является анализатор сети с оптико-электронным преобразованием на входе приемника.

Центральная длина волны и ширина спектра могут быть измерены при помощи оптического анализатора спектра. Это измерение является очень важным, потому что его результат позволяет оценить влияние дисперсии на передачу импульсов.

Размер излучающей области и излучение на удаленном конце должны быть измерены непосредственно на микросхеме LED, т.е., без волокна. Размер может быть определен путем анализа его изображения, тогда как измерение углового распределения мощности должно производиться на некотором расстоянии от источника. Для обеспечения высокой эффективности соединения необходимы узкие ближнее и дальнее поля [14].

Зависимость выходной мощности от тока лазерного диода (LD) может быть измерена при помощи различных источников тока и измерителя мощности. Основным измерением в данном случае является определение значения порогового тока, так как оно определяет начало стимулированной эмиссии лазера (см. раздел: лазерные диоды). Другим важным результатом измерения является определение коэффициента передачи преобразователя, выраженного в Вт/А. Вместо возбуждения LD постоянным током в этом случае из-за исключения перегрева микросхемы лучше использовать импульсное возбуждение.

Полоса частот модуляции LD может быть измерена описанным выше способом, за исключением того, что для выполнения измерений требуется соответствующее измерительное оборудование из-за значительно более высокой полосы пропускания LD.

Центральная длина волны и количество мод должны быть измерены при помощи анализатора оптического спектра. Этих измерений обычно достаточно для использования LD в системах использующих модуляцию по интенсивности излучения с последующим прямым детектированием. Измерение ЛЧМ импульса, рассматриваемого как нежелательное смещение длины волны, вызванного модуляцией интенсивности, может оказаться важным для обеспечения высокого уровня функционирования при прямом детектировании. Для когерентных систем необходимы лазерные диоды, излучающие одну длину волны (продольную моду). В этом случае особое значение приобретают измерения спектральной ширины линии, что позволяют осуществить интерферометрические методы.

Характеристики излучения лазерного диода в удаленной зоне могут быть аппроксимированы эллиптической формой луча Гаусса, которая связана с тем фактом, что излучающая область представляет собой длинную полосу вместо идеального круга. Удаленное измерение, т.е., анализ интенсивности на некотором расстоянии от излучающей области, дает параметры луча Гаусса, которые в дальнейшем позволяют осуществить подсчет эффективности соединения, особенно эффективности соединения с одномодовым волокном.

Измерения параметров фотоприемника, также как источников излучения, определяются типом фотодиода и включают измерение спектральной чувствительности, полосы пропускания, коэффициента усиления (для лавинного – APD фотодиода), темнового тока, эквивалентной мощности шумов (NEP) и избыточного шума.

Оптические детекторы созданы для выполнения двух целей - обнаружения сигнала в телекоммуникационных приемниках и измерения оптической мощности. В первом случае, необходим как можно меньший диаметр активной области, потому что NEP пропорциональна его значению, а полоса пропускания обратно пропорциональна площади активной области. В случае измерения мощности необходима большая активная область, так как это способствует повышению точности измерения.

Чувствительность фотодетектора – это отношение генерируемого тока к входной мощности оптического излучения, причем чувствительность PIN и APD фотодиодов в значительной степени зависит от длины волны. В связи с этим, измерение проводится обычно с использованием вольфрамовой лампы и перестраиваемого монохроматора калиброванной длины волны. При использовании APD, приложенное к нему высокое напряжения вызывает умножение количества генерированных носителей, что приводит к эффекту усиления, который также может быть измерен с применением вышеописанного метода.

Полоса пропускания (демодуляции) фотодетектора может быть определена с помощью лазерного источника гармонических колебаний, а лучше всего с помощью сетевого анализатора с электронно-оптическим преобразованием сигнала генератора. Более сложным из-за ограниченной полосы пропускания модуляции лазерных диодов является измерение детекторов с полосой пропускания равной нескольким ГГц. Единственно возможным решением является внешняя модуляция LD при помощи модулятора и смешения двух лучей лазерных диодов с узкой шириной линии посредством нелинейного электрического преобразования поле-ток тестируемого детектора. В этом случае частота генерируемого фототока будет равна разности двух используемых оптических частот.

Очень важной характеристикой фотодетектора является эквивалентная мощность шума (NEP) из-за ее влияния на предельную чувствительность приемника. В идеале, NEP пропорциональна квадратному корню темнового тока, что и позволяет выполнять ее измерение. Более точным является измерение, проводимое при помощи электрического анализатора спектра для того, чтобы охарактеризовать спектральную плотность NEP. В APD фактор дополнительного шума вызывается процессом умножения и может быть измерен при помощи того же анализатора спектра.

Линейные измерения включают в себя:

  • измерения параметров оптического волокна;
  • измерения вносимых и возвратных потерь.

В зависимости от типа волокна первая группа включает измерение затухания, межмодовой и хроматической дисперсии, цифровой апертуры, диаметра сердцевины, длины волны отсечки и размера модового пятна [14].

Многомодовое волокно. Наиболее важным параметром оптических волокон является затухание, измерение которого осложняется распространением большого количества мод в данном волокне, каждая из которых имеет свои собственные характеристики распространения. Поэтому, пользователи волоконно-оптических сетей пришли к мнению, что для тестирования ослабления, волокно должно быть возбуждено в режиме равновесного распределения мод (EMD), представляющем собой распределение мод после достаточно большой длины волокна, а измерение должно быть проведено путем сравнения потерь вставки короткого эталонного волокна с потерями всего тестируемого волокна. Для этой цели могут использоваться источник и измеритель оптической мощности, добиваясь идентичной эффективности соединения в обоих случаях. При необходимости получения дополнительной информации о равномерности ослабления на всей протяженности волокна, необходимо проводить анализ обратно рассеянного сигнала при помощи оптического рефлектометра.

Межмодовая дисперсия – это технический термин для обозначения расширения импульса (сужения полосы пропускания) вследствие неравных скоростей распространения различных мод. Основная концепция измерения межмодовой дисперсии заключается в возбуждении волокна коротким EMD импульсом, с последующим измерением ширины импульса на конце волокна. При этом, для измерения должен быть использован источник с узкой шириной спектра, например, как у лазерного диода. Хроматическая дисперсия – это расширение импульса вследствие отличия скоростей различных длин волн, содержащихся в спектре источника, которое отражает свойство материала волокна. Поэтому при хроматической дисперсии, расширение импульса непосредственно зависит от ширины спектра источника. Так как хроматическая дисперсия не может быть непосредственно измерена, для ее определения необходимо к результату измерения добавить значение межмодовой дисперсии.

Цифровая апертура (NA) и диаметр сердцевины определяют, то значение мощности, которое можно ввести в многомодовое волокно. NA определяет максимальный угол направленных лучей в волокне и всегда измеряется на выходе волокна (на его отделенном конце) допуская, что максимальный угол, наблюдаемый на выходе, приблизительно равен максимальному углу на входе, а в волокно введены все моды. Диаметр сердцевины измеряется на выходном конце волокна путем измерения распределение мощности при полном возбуждении на входе.

Одномодовое волокно. Если длина волны измерения больше длины волны отсечки одномодового волокна, в нем будет распространяться только одна мода. При таком условии измерения ослабления одномодового волокна значительно проще, чем аналогичные измерения многомодовых кабелей и согласно методу обрыва, выполняются в два этапа: сначала измеряется выходная мощность на удаленном конце волокна, с повторным измерением на части отрезанного у входного конца волокна. Разность уровней мощности, выраженная в оптических дБ, и является ослаблением. При необходимости получения дополнительной информации о равномерности ослабления на всей протяженности волокна необходимо проводить анализ обратно рассеянного сигнала при помощи оптического рефлектометра.

Полоса пропускания одномодового волокна зависит только от хроматической дисперсии, поэтому для ее определения, влияние модовой дисперсии можно не принимать в расчет. Основная идея измерения в этом случае заключается в измерении импульсной характеристики волокна путем сравнения импульсов на его входе и выходе, а так же в измерении амплитуды выходного сигнала, при возбуждении волокна гармоническим сигналом переменной частоты.

Длина волны отсечки одномодового волокна определяет самую низкую длину волны, которую следует использовать, если особую важность имеет высокая полоса пропускания, так как ниже длины волны отсечки будет распространяться большее количество мод. Поэтому длина волны отсечки измеряется вводом в короткое волокно широкого спектра излучения, например, от вольфрамовой лампы, а затем осуществляется измерение ослабления каждой спектральной составляющей. Длина волны отсечки в этом случае определяется, как отсутствие непрерывности кривой ослабления, ибо наличие большего количества мод позволяет большему объему возбужденной мощности достичь конца волокна. Другой метод измерения основан на условии, что моды высокого порядка более чувствительны к изгибам волокна, чем фундаментальные моды. Для проведения этих измерений источник должен обеспечивать стабильность интенсивности излучения и постоянство длины волны согласованной со спектральной чувствительностью детектора.

Диаметр модового пятна характеризует расстояние между двумя точками, в которых измеренная мощность составляет 1/е от максимальной мощности при условии аппроксимации излучения фундаментальной моды одномодового волокна лучом Гаусса как внутри него, так и снаружи. Особенностью луча Гаусса является то, что он полностью определяется только двумя показателями: радиусом точки и длиной волны. Поэтому характеристики излучения, в частности, поле на выходе волокна может быть определено исходя их этих показателей.

Измерения вносимых потерь включают измерение потерь вставки, возвратных потерь и при необходимости повторяемости потерь, вносимых вводимым в линию связи компонентом.

потерь вносимых вводимым в линию связи компонентом.

Данные измерения рассмотрим на примере оптических коннекторов, которые могут существенно ухудшить функционирование систем передачи и осуществление волоконно-оптических измерений. Поэтому потери вставки коннекторов являются наиболее важной характеристикой соединения, а их измерение выполняется посредством LED источника излучения, двух коротких волоконно-оптических кабелей с двумя тестируемыми коннекторами и измерителя мощности. На первом этапе производится измерение оптической мощности, излучаемой от одного конца первого кабеля и первого коннектора. Затем осуществляется соединение, и измеряется мощность на конце второго кабеля. Разница между двумя измеренными значениями мощности (выраженная в оптических дБ) и определяет потери вставки. В случае использования многомодовых коннекторов результаты измерений должны учитывать характер возбуждения, а при использовании одномодовых коннекторов - должно контролироваться распространение только фундаментальной моды [15].

Для процесса измерения особое значение имеет повторяемость потерь вставки. Она может быть протестирована путем измерения потерь вставки при ряде соединений коннекторов.

Возвратные потери одномодовых коннекторов так же представляют существенный интерес, что связано с чувствительностью лазера к обратному отражению, которое вызывает дополнительный шум и изменение излучаемого спектра. Другой причиной является то, что предельные возвратные потери всегда сопровождаются помехами в соединении коннекторов, что влечет за собой невозможность воспроизведения измерений. Возвратные потери определяются как отношение передаваемой оптической мощности к отраженной оптической мощности, и выражается в оптических дБ. Они могут быть измерены при помощи рефлектометра с высокой разрешающей способностью. Более простым способом является измерение с помощью лазерного источника и измерителя мощности с разделением отражения от тестируемой пары коннекторов с помощью волоконно-оптического ответвителя.

9.3. Основные виды и характеристики контроля в волоконно-оптических системах передачи

Различают прямой контроль, выполняемый в единицах контролируемой физической величины, и косвенный контроль, осуществляемый исходя из прямого контроля других величин, которые связаны с искомой величиной известной функциональной зависимостью. Для проведения контроля с целью установления соответствия контролируемых параметров ожидаемым или допустимым значениям, выполняется [15]:

  • настроечный контроль, который проводится при первоначальной настройке каналов и трактов с целью выявления соответствия настроечным нормам и характеризуется строгой последовательностью, определяемой взаимозависимостью работы устанавливаемого оборудования;
  • приемо-сдаточный контроль, назначение которого заключается в проведении полного объема процедур измерений, анализа и тестирования на соответствие установочным нормам с отражением результатов в техническом паспорте;
  • профилактический контроль, выполняемый в процессе эксплуатации системы передачи на соответствие эксплуатационным нормам;
  • внеплановый контроль, являющийся составной частью ремонтно-восстановительных работ, в которые на заключительном этапе могут входить как настроечные, так и приемо-сдаточные измерения и тестирование.

Здесь первые два вида контроля нередко объединяются под одним общим названием «инсталляционный контроль», а последующие – под названием «эксплуатационного контроля», при этом под настроечными и эксплуатационными нормами понимаются те значения параметров и характеристик системы передачи, при которых она обеспечивает требуемое качество работы при запуске и последующей работе, соответственно. Учитывая, что в процессе эксплуатации системы из-за влияния ряда дестабилизирующих факторов качество ее функционирования снижается, эксплуатационные нормы устанавливаются менее жесткими по сравнению с установочными нормами и соответствуют удовлетворительному качеству связи в любое время между профилактическими настройками. Установочные нормы являются наиболее жесткими нормами и определяются как минимальные отклонения параметров и характеристик оборудования, каналов и трактов системы передачи от номинальных значений, регламентируемых соответствующими стандартами [15].

По режиму выполнения контроля следует различать ручной, автоматический и автоматизированный режимы, осуществляемые только техническим персоналом при частичном участии и без участия технического персонала, соответственно.

В зависимости от режима работы оборудования системы передачи при контроле, он может осуществляться без прекращения функционирования оборудования, с прерыванием функционирования и прекращением некоторых функций оборудования.

Учитывая, что при контроле посредством тестирования используются внешние воздействия с определенными характеристиками, например, сигналы генераторов той или иной формы и структуры, такой контроль является активным. В противоположность ему пассивный контроль характеризуется отсутствием внешних воздействий и может осуществляться путем измерений и анализа ФВ. Как активный, так и пассивный контроль могут осуществляться непрерывно, периодически или в произвольные (случайно выбранные) моменты времени при подключении средств контроля в контролируемую цепь бесконтактным или контактным методом, осуществляемым путем разрыва или без разрыва цепи с представлением результата в аналоговом, цифровом или графическом виде.

Учитывая особенности контроля сетей телекоммуникаций, разделим его на контроль транспортного уровня сети, включая параметры среды распространения, и контроль абонентского уровня, и затем на трафиковый контроль и контроль протоколов передачи, которые могут осуществляться программными, программно-аппаратными и аппаратными (техническими) средствами. При этом трафиковый контроль выполняется путем формирования и обработки тестовых сигналов, например, с помощью сетевых компьютеров, осуществляющих тестирование как собственно сети (конкретных сетевых конфигураций), так и сетевых устройств. Такое тестирование осуществляется с целью проверки устойчивости работы последних при различных уровнях нагрузок и различных типах сетевого трафика, выявления «скрытых дефектов» в оборудовании и «узких мест» в архитектуре сети, а также с целью определения допустимых в сети пороговых значений трафика. Кроме этого, такой подход позволяет определить требования к сетевым ресурсам (характеристикам канала связи, сервера и т.п.), выполняя, например, тестирование программного обеспечения при передаче данных. Контроль протоколов передачи осуществляется с целью установления соответствия параметров физических сред, устройств и сигналов, включая логически структурированные сигналы, требуемые нормам. Для этих целей может использоваться широкий спектр средств измерений, анализа и тестирования [15].

Рассмотренные аспекты контроля определяют качественные характеристики и частные структурные решения систем контроля не оказывая влияния на их обобщенную архитектуру которая позволяет решить также вопросы диагностики сети и прогнозирования ее поведения. Это достигается сопоставлением текущих результатов измерений и тестирования с предварительно установленными значениями или масками а затем проводится статистическая обработка или экспертная оценка тенденций изменения результатов такого сопоставления т.е. осуществляются прогнозирование и диагностика нарушений в сети.

Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах



***** Яндекс.Поиск по сайту:



© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.