Способ диагностирования основных элементов приёмо-передающей аппаратуры сетей связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способ диагностирования основных элементов приёмо-передающей аппаратуры сетей связи

С.Е. Потапов, А.А. Потапова,

Л.Ю. Лобанова, М.В. Сагиров,

В.В. Храмогин, А.Н. Кривоногов

Аннотация

В статье изложен способ диагностирования основных элементов приёмо-передающей аппаратуры сетей связи, основанный на отслеживании динамики отклонений их работы в процессе передачи информации. Работоспособность и общее состояние аппаратуры связи определяется по величине комплексного параметра состояния приборов с учетом их важности для процесса передачи данных.

Ключевые слова: сеть связи, способ диагностирования, надёжность, радиопередающий тракт.

The article describes a method for diagnosing the main elements of the receiving and transmitting equipment of communication networks based on tracking the dynamics of deviations of their work in the process of transmitting information. The operability and general condition of communications equipment is determined by the value of the complex parameter of the state of the devices, taking into account their importance for the data transfer process

Keywords: communication network, diagnostic method, reliability, radio transmission path.

Содержание

• Введение
• 1. Методика периодического диагностирования аппаратуры связи
• Заключение
• Литература

Введение

Сеть связи, как известно, состоит из каналов связи и коммутационных устройств, а также абонентского оборудования для доступа пользователей к ресурсам сети [1]. При этом, для эффективного управления информационными потоками необходимо точно знать техническое состояния элементов оборудования сетевых устройств и каналов связи. Для повышения коэффициента готовности сетевого и каналообразующего оборудования необходимо своевременно выявлять и устранять потенциальные неисправности данного оборудования [2]. Поэтому одной из важных задач управления сетями связи является задача диагностики состояния сетевого и каналообразующего оборудования.

1. Методика периодического диагностирования аппаратуры связи

Диагностика канала связи в целом осуществляется на основе анализа состояний его составных частей. При этом анализу подлежат различные по физической природе и функциональному предназначению параметры работы основных блоков оборудования, что порой затрудняет формирование комплексного показателя состояния канала связи и его использование при принятии решений в той или иной ситуации. Для более точного оценивания состояния оборудования сети предлагается следующий способ диагностирования, основанный на вычислении и интерпретации комплексного параметра состояния оборудования связи. Иллюстрация указанного способа производится на примере диагностирования передающего тракта канала связи (рисунке 1).

Рис. 1 Блог схема устройства диагностирования передающего тракта

Способ диагностирования передающего тракта канала связи реализуется следующим образом. Технические характеристики передающего тракта (средняя длительность импульсов на выходе кодера канала, значение опорной частоты модулированного колебания и значения коэффициента усиления мощности радиосигнала) являются случайными величинами [3]. Поэтому при оценивании их на интервале тестирования получают оценки данных случайных величин [3]. Для оценивания работоспособности передающего тракта канала связи измеряются технические характеристики его основных блоков (оценка длительности импульсов на выходе кодера канала, оценка опорной частоты модулированного колебания и оценка коэффициента усиления мощности радиосигнала). В процессе эксплуатации передающего тракта канала связи измеряемые величины могут изменять свои значения. При этом для правильной работы канала связи отклонения измеряемых величин от их среднего значения не должно превышать определённых пределов [4]. В случае, если отклонения измеренных значений указанных технических характеристик приближаются к критическому порогу, то необходимо производить регламентное обслуживание блоков передающего тракта. Оценивание величин отклонения технических характеристик от среднего значения производится с помощью комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи, вычисляемого по формуле (1):

, (1)

где - соответственно математическое ожидание, дисперсия и измеренная оценка средней длительности импульсов;

- соответственно математическое ожидание, дисперсия и измеренная оценка опорной частоты;

- соответственно математическое ожидание, дисперсия и измеренная оценка коэффициента усиления;

- коэффициенты важности комплексного учёта отклонений измеряемых величин от их среднего значения.

Коэффициенты важности комплексного учёта отклонений измеряемых величин от их среднего значения введены вследствие неодинаковой значимости измеряемых характеристик для состояния передающего тракта канала связи.

Диагностика состояния передающего тракта канала связи производится с помощью тестовых последовательностей. Тестовых последовательностей может быть несколько в зависимости от вида передаваемой информации, например, текст, цифровое видео и прочее. Соответственно, коэффициенты важности отклонений измеряемых величин от их среднего значения, а также сами средние значения и дисперсия значений рассчитываются для каждой тестовой последовательности отдельно. При этом, для формирования математического ожидания и дисперсии измеряемых параметров передающего тракта [3] производится многократная прокрутка тестовых сообщений при заведомо исправном состоянии передающего тракта канала связи. связь аппаратура передача отклонение

Оператор через интерфейс пользователя осуществляет выдачу в передающий тракт канала связи информационное сообщение, сформированное в источнике информационных сообщений. Перед тем, как выдать подлежащую передаче информацию в эфир через все основные блоки передающего тракта канала связи пропускается тестовая последовательность, сформированная в генераторе тестовых сообщений. Эта последовательность преобразуется в кодере в избыточную последовательность в соответствии с принятым алгоритмом кодирования информации [5]. Длительность каждого символа избыточной последовательности измеряется в блоке вычисления оценки длительности импульсов и затем вычисляется их оценка. Избыточная последовательность символов кодовой комбинации подается на вход модулятора, на выходе которого формируется гармоническое колебание с определёнными параметрами в соответствии с принятым способом модуляции [6]. Значение опорной частоты, поступающего на вход блока формирования выходного сигнала гармонического колебания измеряется в блоке вычисления оценки опорной частоты и затем вычисляется её оценка. С выхода блока формирования выходного сигнала подготовленный к передаче по физической линии связи аналоговый сигнал поступает на вход усилителя сигнала и одновременно происходит измерение его мощности в блоке вычисления оценки коэффициента усиления. С выхода усилителя сигнала радиосигнал подается на вход антенно-фидерного устройства и одновременно происходит измерение его мощности в блоке вычисления оценки коэффициента усиления. Вычисленное значение коэффициента усиления сигнала усредняется для всей тестовой последовательности. Радиосигнал тестовой последовательности в антенно-фидерном устройстве подаётся на эквивалент нагрузки антенны и в эфир не излучается. Полученные значения оценки длительности импульсов, оценки опорной частоты и оценки коэффициента усиления подаются на вход соответствующих блоков вычисления отклонений измеряемых параметров, на другие входы этих блоков подаются значения математического ожидания и дисперсии измеряемых параметров, хранящиеся в соответствующих блоках вычисления статистических характеристик. Расчёт отклонений измеряемых параметров производится по формуле (1). Затем полученные значения поступают в соответствующие блоки нормировки отклонений измеряемых параметров, на другой вход которых подаются значения коэффициентов важности из соответствующих блоков хранения коэффициентов важности. Уточнённые значения отклонений измеряемых параметров с выходов всех блоков поступают на сумматор, где формируется комплексный параметр состояния передающего тракта канала связи. Сформированный в сумматоре комплексный параметр состояния передающего тракта канала связи поступает на вход блока сравнения, на второй вход которого с выхода блока хранения эталонных значений комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи поступают эталонные значения комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи. Результаты сравнения вычисленного и эталонных значений передаются на пользовательский интерфейс. При этом, если значение вычисленного комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи находится в пределах допустимого интервала значений данного показателя, то осуществляется передача информационного сообщения. В случае, если значение вычисленного комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи находится в пределах интервала значений, соответствующего предкритическому состоянию передающего тракта, как показано на рисунке 2, то осуществляется соответствующая сигнализация оператору и передача информационного сообщения. В случае, если значение вычисленного комплексного параметра состояния передающего тракта канала связи больше критического значения состояния передающего тракта, то осуществляется соответствующая сигнализация оператору и передача информационного сообщения не осуществляется.

Рис.2 Иллюстрация работы блока сравнения

Вследствие случайности величины R² её отдельные значения могут сильно отличаться от предыдущего ряда значений и последующих результатов измерений. Такие события вносят необоснованные изменения средних величин и снижают достоверность оценки состояния передающего тракта. Поэтому, для уменьшения влияния таких явлений применяются сглаживающие фильтры измеренной информации как, например, показано в.

Заключение

Таким образом, применение описанного выше способа диагностирования составных частей сетевого оборудования позволит на этапе эксплуатации более точно отслеживать динамику контролируемых параметров сетевого и каналообразующего оборудования, а также своевременно принимать меры по выявлению и предупреждению скрытых отказов техники связи.

Литература

1. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации, уч. пособие. - М: "финансы и статистика", 2004 г.

2. Р. Галлагер Теория информации и надёжная связь. - М.: "Советское радио", 1974, 720 с.

3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 2003. - 564 с.

4. Гречишников Е.В., Иванов В.А., Поминчук О.В., Белов А.С. Способ диагностирования и обеспечения технической готовности элементов сетей связи. RU 2 325 031 С 2, заяв. 11.05.2006, опубл. 20.05.2008.

5. М. Вернер. Основы кодирования. Учебник для ВУЗов М.: Техносфера, 2004. - 288с. ISBN 5-94836-019-9.

6. Л.Н. Пуртов, А.С. Замрий, А.И. Захаров и др. Теория и техника передачи данных и телеграфия. - СПб.: ВАС, 1973, 482 с.

7. Потапов С.Е. Математическая модель статистической обработки информации о состоянии сети / В сборнике: Радиолокация, навигация, связь XXII международная научно-техническая конференция. 2016. С. 500-507.

Размещено на Allbest.ru