Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

О пригодности телефонных каналов для передачи данных

А. В. Кочеров

Чем отличается телефонный канал тональной частоты (ТЧ), выделенный для передачи данных, от такого же канала, используемого по прямому назначению? Почему арендная плата за первый из них существенно выше, чем за второй, но, несмотря на это, обслуживающие его модемы время от времени разрывают соединение? Что нужно делать для повышения надежности канала? Автор данной статьи уже более пяти лет занимается проблемами, связанными с передачей данных по телефонным линиям, и постарается ответить на поставленные вопросы.

При выборе и настройке телефонных каналов, выделяемых для передачи данных, канальные операторы должны учитывать существенно большее число параметров, чем это необходимо при настройке каналов обычной телефонии. Это нашло свое отражение и в отечественной и в мировой практике. В табл. 1 представлены рекомендации Сектора стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т), которые регламентируют требования к качеству международных арендованных каналов. Подобные отечественные нормативы перечислены в приказе № 43 Министерства связи РФ от 15 апреля 1996 г. "Нормы на электрические параметры каналов ТЧ магистральной и внутризоновых первичных сетей". Нормируемые характеристики каналов ТЧ разделены на две группы:

· общие и основные (включают 15 параметров);

· дополнительные — для вторичных сетей передачи данных, тонального телеграфирования и факсимильной передачи; насчитывают еще 18 параметров.

Как видим, в отечественной и международной практике общее число параметров для каналов телефонии и передачи данных в нормативных документах примерно одинаковое. Но факт существования в приказе № 43 большего числа параметров для нормирования каналов ТЧ свидетельствует и о более глубоком и детальном подходе к нормированию.

На основании приказа № 43 предприятия связи обязаны производить паспортизацию имеющихся каналов ТЧ для получения объективных данных о их качестве. Вводить в эксплуатацию можно только удовлетворяющие дополнительным характеристикам каналы ТЧ.

Итак, отношение числа параметров для каналов передачи данных и обычных каналов равно 5:2. Оба типа каналов в системах связи физически могут соседствовать друг с другом, но в данной статье вопросы их взаимной настройки рассмотрены не будут. Впрочем, арендатора канала должно заботить лишь соответствие его особых качеств, за которые он платит дополнительно, нормам, обозначенным в договоре. В договоре же должны быть регламентированы вопросы контроля этого качества, указания по его проведению, механизмы предъявления претензий и урегулирования споров.

Приведенные соображения хорошо известны опытным операторам сетей передачи данных, они также знают, что заключение подробных договоров по аренде каналов ТЧ — дело не только хорошее, но и единственно верное. Но на практике в силу разных обстоятельств осуществление этих благих намерений затруднено. Часто при возникновении технических сбоев персонал решает проблемы непроходимости каналов самостоятельно, изобретая различные обходные пути. Автор может привести несколько примеров, когда в подобной ситуации пользователи каналов пытались обойтись без специальных измерительных приборов — анализаторов телефонных каналов. Обычный осциллограф, подключенный к линии, здесь тоже не поможет, и это даже не стоит обсуждать.

Модем в качестве измерителя

Предположим, модем основного канала работает на низкой скорости и соединение часто разрывается. Из-за высокой стоимости аренды каналов ТЧ наличие запасных каналов в сети обычно не предусмотрено, а если они есть, переключить на них основной трафик невозможно по причине их недостаточной пропускной способности. В этой ситуации переводить канал в режим обслуживания для проведения измерений крайне затруднительно. Поэтому и возникает желание тестировать канал непосредственно под полезной нагрузкой. У большинства профессиональных модемов имеется подходящий для этого дополнительный измерительный интерфейс, позволяющий использовать модем как индикатор канальных искажений. Сразу оговоримся, что подобные действия будут незаконными, их результаты нельзя предъявить администрации операторов связи — они могут лишь служить вспомогательным материалом. Хотя при этом оценку таких стационарных искажений сигнала, как затухание, сдвиг частоты и дрожание фазы (джиттер), можно считать достаточно достоверной. Отношение же сигнал/шум (с/ш), измеренное модемом, считается достоверным, только если уровни гармонических искажений и джиттера будут заведомо ниже уровня собственно шума. С помощью модема нельзя также учесть влияние на передачу данных случайных импульсных помех, разрывов связи, скачков амплитуды и фазы сигнала.

Модем в качестве генератора

Предположим, что, несмотря на все старания, нам не удалось справиться с проблемой разрывов соединения с помощью модема и для проведения измерений все же придется отключить канал. При этом в удаленном узле сети нужного измерительного оборудования может не оказаться. Тогда в ряде случаев в роли генератора используется модем, способный формировать гармонический сигнал частотой 1800 Гц, и возможно (в зависимости от применяемого "на ближнем конце" кабеля анализатора) получение данных о затухании, сдвиге частоты, джиттере, отношении сигнал/шум, паразитной модуляции, а также статистических данных случайных помех, перерывов и скачков. Конечно, заменять измерительный генератор модемом некорректно, так как в этом качестве модемы формально не аттестуют (во всяком случае, автор не знает ни одного случая метрологической аттестации модема), хотя генерируемый им сигнал фактически может иметь очень высокие показатели защищенности и стабильности. Такой способ оценки качества всех параметров линии может быть применен только как экспериментальный. Кроме того, частота гармонического сигнала 1800 Гц не является измерительной для каналов ТЧ, она не нормирована и работать с ней способно небольшое число анализаторов телефонных каналов. Значит, при предъявлении официальных претензий опираться на результаты этих измерений нельзя.

Применение шлейфа

Описанные выше измерения оценивают качество канала только в одном направлении. Чтобы протестировать канал в двух направлениях одновременно, следует подумать об установке в его удаленной точке шлейфа (перемычки). Согласно п. 2.8 приказа № 43, "...в некоторых случаях (при отсутствии измерительного прибора на одной из станций) допускается, в виде исключения, измерения электрических характеристик канала ТЧ (кроме защищенности от внятных переходных влияний, коэффициента нелинейности, защищенности от продуктов паразитной модуляции, уровня каждого вида селективных помех, изменения частоты сигнала, дрожания фазы) проводить с организацией шлейфа исходя из удвоенного числа транзитных участков этого канала при расчете норм". На практике такой режим измерений пригоден для локализации участка составного канала ТЧ, имеющего явный дефект (сначала шлейф устанавливается на удаленном конце канала, а затем последовательно переносится от пункта к пункту вдоль его трассы к месту установки измерительного оборудования). Во время этого измерения может быть произведен подсчет помех, перерывов и скачков, а полученные результаты соотнесены с нормативными.

Анализаторы каналов ТЧ

Если с помощью указанных способов неисправность найти не удалось, придется измерить канал в каждом направлении отдельно, установив измерительные приборы на обоих его концах. Для этого применяются современные комбинированные анализаторы каналов ТЧ. Приказ № 43 рекомендует всего два из них: DLA-9 фирмы Wandel & Goltermann и K3301 фирмы Siemens (обе фирмы из ФРГ). В табл. 2 приведены сравнительные характеристики этих моделей, а также анализаторов Auto-Tims III фирмы Consultronics (Канада), AnCom TDA-3 и AnCom TDA-5 НПП "Аналитик-ТС" (Россия).

Заметим, что среди приведенных приборов только анализатор AnCom TDA-5 позволяет проводить измерения всех указанных характеристик канала ТЧ, определяемых отечественными нормативами. А учитывая, что анализатор AnCom TDA-5, помимо указанных в табл. 2 параметров, измеряет затухание эхосигнала, и сопоставив перечни параметров табл. 1 и 2, можно сделать вывод о возможности его применения и для измерения международных арендованных каналов.

Анализатор TDA-5, представляющий собой подключаемый к ПК измерительно-генераторный блок, обеспечивает измерения со всеми указанными сигналами. Специальное ПО, загружаемое в ПК, управляет работой анализатора, обеспечивает индикацию и сохранение результатов. Отличительной особенностью прибора TDA-5 является его способность производить одновременный анализ всех искажений гармонического сигнала в интервале от 10 с до 100 ч со временем усреднения результатов от 1 с до 10 мин (SIN, рис. 1). Для счета скачков, помех и перерывов обычно используются интервалы 15 и 60 мин. Но если эти событийные характеристики канала не важны, то стационарные параметры (остаточное затухание, защищенность от сопровождающих помех, величина нелинейных искажений, защищенность от продуктов паразитной модуляции, изменение частоты, джиттера и амплитуды) измеряются за время не более 20 с, причем полученные результаты могут усредняться.

Еще одна особенность анализатора TDA-5 — его способность автоматически распознавать вид измерительного сигнала. При работе с ним оператору не надо тратить время на переговоры (хотя в анализатор встроены микрофон и громкоговоритель), выбор и установку режима измерений, соответствующего поступающему измерительному сигналу — он только задает режим работы генератора. Так, после измерений загруженного канала с помощью гармонического сигнала можно произвести аналогичные измерения незагруженного канала, на что дополнительно потребуется около 20 с (на рис. 2 см. данные уровней невзвешенного и псофометрического шума селективных помех).

Для проведения измерения защищенности сигнала от сопровождающих помех с применением псевдослучайного сигнала по Рекомендации O.131 требуется 20 с. Еще столько же необходимо для измерения продуктов нелинейных искажений и перекрестной модуляции по 4-частотному сигналу (Рекомендация О.42).

Измерение АЧХ и ГВП с применением многочастотного сигнала (на рис. 3 см. график и для МЧ-сигнала — МЧС) осуществляется менее чем за 20 с.

Управляющее ПО позволяет сохранять результаты измерений (в файле на диске) для последующего их изучения, при этом не требуется занимать канал еще раз. Таким образом, на проведение экспресс-анализа канала требуется не более 100 с (20+20+20+20 +20) или даже 40 [20 (SIN) + 20 (АЧХ, ГВП)], после этого эксплуатация канала немедленно возобновляется.

Помимо традиционных для подобных приборов применений как средства паспортизации каналов ТЧ, анализатор наделен возможностями, расширяющими представление о канале передачи сигнала путем предоставления пользователю максимально полной информации об измеряемом объекте. Так, наряду с традиционно нормируемыми характеристиками (см. табл. 1 и 2), измеряются частотные характеристики импеданса линии и затухание эхосигнала с построением эхограммы. Это полезно, например, при исследовании спутниковых каналов связи или при выводе частотной характеристики входного импеданса канала, необходимой при настройке дифференциальных систем. Кроме того, процесс измерений сопровождается индикацией спектра сигнала (см. рис. 1—3), а измерение АЧХ и ГВП с применением многочастотного сигнала1 — еще и дополнительной индикацией распределения отношения сигнал/шум в диапазоне частот. Спектр МЧ-сигнала в точке измерений и частотные характеристики АЧХ, ГВП и с/ш представлены на рис. 3. Если две первые характеристики нормируются (на рис. 3 форма кривых АЧХ и ГВП сопоставляется с соответствующими масками по Рекомендации M.1025), то частотная характеристика соотношения с/ш не нормирована, однако является весьма важной для поиска причин неудовлетворительной связи.

Подтвердим это примером. На рис. 1—3 графически представлены результаты измерений одного и того же канала протяженностью 5000 км, содержащего пять участков транзита по ТЧ. Сопоставим результаты измерений с нормами Рекомендации M.1025. При измерениях с использованием гармонического сигнала частотой 1020 Гц и уровнем –23 дБм, что на 10 дБ ниже номинального уровня на входе канала ТЧ согласно п. 2.8 M.1025, получены следующие результаты (см. рис. 1):

· за 15 мин насчитано 9 скачков амплитуды (Асч), превышающих ПОРОГ = 2дБ (см. панель "Скачки"), что соответствует норме (не более 10 скачков согласно п. 2.4.1 M.1025);

· значение остаточного затухания, определяемого по графику уровня мощности измерительного сигнала на выходе канала (см. панель "Сигнал", график белого цвета), укладывается в допуск (4 дБ согласно п. 2.4.2 M.1025);

· за 15 мин насчитано 15 пиков импульсной помехи (Исч), превысивших ПОРОГ, равный –17 дБм, (см. панель "Импульсные помехи"), что на 21 дБ ниже номинального выходного уровня канала ТЧ и соответствуют допуску (не более 18 импульсных помех согласно п. 2.6 M.1025);

· величина джиттера j =1,9° (см. панель "Дрожание"), также соответствует норме (10° согласно п. 2.7 M.1025);

· величина суммарного искажения сигнала равна 29,6 дБ, что допустимо (не менее 28 дБ согласно п. 2.8 M.1025);

· вносимое каналом отклонение частоты (ИзмЧаст) — 1,6 Гц, что не превышает норму (5 Гц согласно п. 2.10 M.1025);

· нелинейные искажения сигнала с частотой 1020 Гц не превышают 0,3% как по второй (Кг2), так и по третьей (Кг3) гармонике, т. е. на 20ґlg (100/0,3) = 50 дБ ниже уровня основного сигнала, что с запасом соответствует норме (25 дБ согласно п. 2.11 M.1025).

При измерениях незагруженного канала (см. рис. 2) установлено:

· уровень псофометрической мощности шума (УрШумПс) составляет –40,9 дБмп, что соответствует норме — п. 2.5 M.1025 (при L, равной 5000 км, допустим псофометрический шум с уровнем на 43 дБ ниже номинального выходного уровня +4 дБм, т. е. значение +4 – 43 = –39 дБмп);

· уровень селективной помехи в диапазоне частот от 300 до 3400 Гц соответствует норме; согласно п. 2.9 M.1025, он должен быть ниже –42 дБм (–39–3), однако измеренное значение максимально равно –46 дБм на частоте около 2400 Гц — см. спектрограмму.

При измерениях с использованием МЧ-сигнала с уровнем –23 дБм (см. рис. 3) выяснилось, что форма кривых АЧХ и ГВП практически не выходит за ограничения шаблонов п. 2.2 и 2.3 Рекомендации M.1025 (исключением являются частота 100 Гц, на которой затухание становится на 1,8 дБ ниже нормы, и частота 600 Гц, на которой величина относительного времени прохождения, равная 3,4 мс, незначительно превышает норму — 3,0 мс).

Сопоставляя результаты проведенных измерений проверяемого канала с нормативными, указанными в Рекомендации M.1025, можно сделать заключение о их соответствии. Далее, имея параметры помехозащищенности применяемых модемов, определим номинальную скорость передачи на выбранном канале. Так, согласно данным фирмы-производителя, для модема Tainet T288C (если отношение с/ш равно 29,6 дБ и прочие характеристики канала соответствуют требованиям Рекомендации M.1025) скорость передачи должна быть не ниже 19 200 бит/с.

Именно такой вывод можно сделать по результатам измерений, проведенных с помощью любого анализатора, отличного от TDA-5. Однако частотная характеристика распределения отношения с/ш, измеренная именно им (см. рис. 3), свидетельствует о невозможности достичь указанного значения скорости на данном канале, поскольку в диапазоне частот 2200—2600 Гц из-за появления помех величина отношения с/ш может быть ниже 24 дБ и даже опускаться до 20 дБ. Это ограничивает скорость передачи данных в пределах от 12 000 до 14 400 бит/с.

***

Анализатор TDA-5 сертифицирован Госстандартом и Госкомсвязи РФ. С мая 1997 г. его серийный выпуск освоен НПП "Аналитик-ТС". По многим показателям TDA-5 существенно превосходит выпускающуюся с 1994 г. модель TDA-3. Как уже отмечалось, прибор AnCom TDA-5 совместим с перечисленными в табл. 2 анализаторами. Это гарантировано соблюдением требований Рекомендаций МСЭ-Т серии O его разработчиками. Помимо паспортизации каналов ТЧ первичной сети, инспектирования и исследования любых телефонных каналов на пригодность передачи данных, анализатор TDA-5 также способен проводить измерения каналов телефонных сетей общего пользования (ТфОП) на соответствие их нормативам Приказа Госкомсвязи РФ № 74 от 3 июня 1997 г. Этому вопросу будет посвящена следующая статья.





  
12 '1997
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Старая песня о главном

локальные сети

• Средства кластеризации серверов Windows NT

• Главный недостаток Windows NT в России, или Почему я за архитектуру клиент—сервер

• Серверы NetWare в зеркальном отражении

• ЭМС и Европейская Директива

• Оценка эффективности работы персонала

• Novell Education: кузница сетевых инженеров

корпоративные сети

• Службы LANE — мост в XXI век?

• Новейшая история транзакционных технологий

• Внезапные потери связи

• Новейшие Интернет-технологии от Novell

услуги сетей связи

• Телефонные станции для быстро растущих и крупных предприятий

• CDMA — россиянам

• О пригодности телефонных каналов для передачи данных

• Тарификационные системы для учрежденческих АТС

• Маршрутизаторы ISDN со встроенными концентраторами

интернет и интрасети

• Распределение нагрузки Web-сервера

• Естественная эволюция индустрии Интернет

• Игры в Интернет

защита данных

• Управление ИБП

новые продукты

• Network Exchange 2550 фирмы Netrix

только на сервере

• Технология Dynamic HTML: "раздвоение личности"

• Тестируем АТМ-адаптеры



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх