 |
Физические принципы организации связи в телекоммуникационных системах.
|
|
|
|
Базовые принципы
Сеть ATM строится на основе соединенных друг с другом АТМ-коммутаторов. Технология реализуется как в локальных, так и в глобальных сетях. Допускается совместная передача различных видов информации, включая видео, голос.
Ячейки данных, используемые в ATM, меньше в сравнении с элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:
Совместно передавать данные с различными классами требований к задержкам в сети, причем по каналам как с высокой, так и с низкой пропускной способностью;
Работать с постоянными и переменными потоками данных;
Интегрировать на одном канале любые виды информации: данные, голос, потоковое аудио- и видеовещание, телеметрия и т.п.;
Поддерживать соединения типа точка–точка, точка–многоточка и многоточка–многоточка.
Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.
Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают трёх видов:
постоянный виртуальный канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;
коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.
автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал, SPVC (Soft Permanent Virtual Circuit). Каналы SPVC по сути представляют собой каналы PVC, которые инициализируются по требованию в коммутаторах ATM. С точки зрения каждого участника соединения, SPVC выглядит как обычный PVC, а что касается коммутаторов ATM в инфраструктуре провайдера, то для них каналы SPVC имеют значительные отличия от PVC. Канал PVC создаётся путём статического определения конфигурации в рамках всей инфраструктуры провайдера и всегда находится в состоянии готовности. Но в канале SPVC соединение является статическим только от конечной точки (устройство DTE) до первого коммутатора ATM (устройство DCE). А на участке от устройства DCE отправителя до устройства DCE получателя в пределах инфраструктуры провайдера соединение может формироваться, разрываться и снова устанавливаться по требованию. Установленное соединение продолжает оставаться статическим до тех пор, пока нарушение работы одного из звеньев канала не вызовет прекращения функционирования этого виртуального канала в пределах инфраструктуры провайдера сети.
|
|
|
Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов:
-VPI (англ. virtual path identifier) — идентификатор виртуального пути (номер канала)
-VCI (англ. virtual circuit identifier) — идентификатор виртуального канала (номер соединения)
Система технической эксплуатации и технического обслуживания
Плоскость Администрирования (Management plane)
Плоскость менеджмента разделена на две секции
Управления уровнями
Управление плоскостями
Назначение: Мониторинг сети и управление уровнями и плоскостями с целью обеспечения корректного и эффективного функционирования сети
Основные функции
• Обработка отказов
• Конфигурирование сети
• Текущий Учет
• Обеспечение безопасности
• Управление трафиком
Для реализации этих функций и обмена служебной информацией предусмотрены информационные потоки эксплуатации и технического обслуживания – ЭТО (Operation Administration and Maintenance (OAM).
Потоки ЭТО организованы в 5 иерархических уровней
F5 между конечными точками виртуального канала (VC)
|
|
|
F4 между конечными точками виртуального пути (VP)
F3 между элементами/ реализующими сборку/разборку ячеек (физический уровень)
F2 между элементами цифровой секции (физический уровень)
F1 между элементами регенерационной секции (физический уровень)
Принадлежность ячейки потоку ЭТО определяется заголовком ячейки
Техническое обслуживание и ремонт (ТОиР, ТОРО — техническое обслуживание и ремонтное обеспечение) — комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности производственного оборудования при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировке.
Меры и методы
Основная цель, достигаемая комплексом технического обслуживания и ремонта — устранение отказов оборудования, для её достижения в рамках комплекса могут реализовываться следующие меры:
инспекция в определенном объёме с определенной периодичностью;
плановая замена деталей по состоянию, наработке;
плановая замена смазочно-охлаждающих жидкостей, смазка по состоянию, наработке;
плановый ремонт по состоянию, наработке.
Способы планирования мер по техническому обслуживанию и ремонту классифицируются следующим образом:
по событию — например, устранение поломки оборудования, используется если себестоимость ремонта относительно низкая, а брак продукции, который получается в результате поломки оборудования, невысок и не повлияет на выполнение обязательств перед заказчиками;
регламентное обслуживание — для оборудования, с предусмотренными режимами и регламентами обслуживания, изначально предполагающего регулярное применение соответствующих мер по поддержанию работоспособности, такой вид обслуживания дает самый высокий процент готовности оборудования, но он и самый дорогой, поскольку реальное состояние оборудования может и не требовать ремонта;
по состоянию — экспертным путем или с помощью измерителей, установленных на оборудовании, проводится оценка состояния оборудования, и на основании этой оценки делается прогноз, когда это оборудование надо выводить в ремонт. Плюсы этого вида обслуживания — его себестоимость меньше, а готовность оборудования к выполнению производственных программ достаточно высока.
|
|
|
По способам ремонта, применение мер подразделяется на текущий ремонт — устранение отказов и неисправностей путём замены износившейся детали (кроме базовых) и капитальный ремонт — восстановление работоспособности деталей и агрегатов (методами наплавки, напыления), при этом допускается замена любой детали, включая базовые.
Организация комплекса
Организация комплекса технического обслуживания и ремонта на производственных предприятиях обычно реализуется созданием единого специализированного подразделения, руководитель которого (называемый на русском языке, как правило, главный механик) несёт ответственность перед руководством предприятия за технически исправное и работоспособное состояние всего оборудования. Таким подразделениям подчинены ремонтные цеха, а на небольших предприятиях — и энергетическое хозяйство.
Для информационной поддержки управленческих задач в области организации и совершенствования комплекса технического обслуживания и ремонта и для автоматизации операций, выполняемых персоналом предприятиях используются соответствующие модули ERP-систем или специализированные программные продукты (EAM-системы, CMMS-системы).
Техническая эксплуатация — совокупность мероприятий, направленных на приведение и поддержание объекта в работоспособном состоянии.
На этапе организации эксплуатационного процесса определяется необходимый набор операций, их периодичность, необходимые материалы и трудовые затраты (персонал), а также оцениваются экономическая эффективность, надежность и пр. факторы. Наборы операций распределяют по группам, в соответствии с их периодичностью. Условно техническую эксплуатацию можно разбить:
1. ТО-1 — ежедневное техническое обслуживание
2. ТО-2 — ежемесячное техническое обслуживание
3. ТО-3 — сезонное техническое обслуживание
4. ТО-4 — квартальное техническое обслуживание
5. ТО-5 — годовое техническое обслуживание
6. ТО-6 — полугодовое техническое обслуживание
7. ТО-7 — еженедельное техническое обслуживание
|
|
|
8. ТО-8 — техническое обслуживание, периодичность которого зависит от многих факторов. Например — покраска металлических опор антенн раз в 8 лет.
Для каждой операции определяются:
1. Трудозатраты, измеряются в человеко-часах
2. Материалы, инструменты, необходимые для выполнения операции
3. Результат операции
4. Квалификация персонала, выполняющего операцию
Результатом обработки, обобщения вышеперечисленных сведений является технологическая карта обслуживания объекта. По технологической карте обслуживающий персонал осуществляет обслуживание объекта. Отклонения от инструкций технологической карты приводят к выходу параметров объекта за пределы установленных норм, а также к выходу из строя.
Физические принципы организации связи в телекоммуникационных системах.
Телекоммуникационная система – это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. На Рис. 1 показаны компоненты типичной телекоммуникационной системы. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию. В этой главе описаны основные компоненты телекоммуникационных систем. В следующих разделах объясняется, как эти компоненты работают совместно друг с другом, образуя различные виды сетей.
В состав типичной коммуникационной системы входят серверы, пользовательские компьютеры, каналы связи (на рисунке они обозначены красными линиями), а также активное оборудование – модемы, концентраторы и проч.
Физические принципы
Сообщения, сигналы и методы модуляции
При обмене информацией используется понятие сообщения.
Сообщение - это законченный информационный блок. передаваемый или принимаемый в рамках одного сеанса связи. В общем случае сообщение, помимо полезной информации, может содержать служебную информацию, содержащую сведения об адресе, имени абонента, срочности или типе сообщения, методах коррекции ошибок и т.д.
В телекоммуникационных системах для транспортировки сообщений используются системы электросвязи, то есть системы, использующие в качестве носителя электрические сигналы. В общем случае - электромагнитные (включая радиосигналы, инфракрасные лучи и оптические сигналы).
Сообщения подразделяются на непрерывные (аналоговые) и дискретные.
Принцип передачи сообщения по сети связи
Источник может генерировать как непрерывное, так и дискретное сообщение.
В любом случае для его передачи по сети электрической связи необходимо преобразовать сообщение в электрический сигнал S(t). Электрический сигнал также может быть непрерывным или дискретным. Непрерывный электрический сигнал характеризуется частотой передачи, а дискретный – скоростью передачи элементов-(импульсов)
|
|
|
На приемной стороне принятый сигнал преобразуется в сообщение, которое и передается получателю.
В процессе передачи сигнал может исказиться. В связи с этим, для обнаружения и устранения этих искажений при передаче применяется помехозащищенное кодирование сигнала. А на приемной стороне – декодирование.
При преобразовании исходного сообщения в электрический сигнал используется модуляция - то есть, изменение какой либо характеристики несущего сигнала в соответствии с исходным сигналом или сообщением. На приемной стороне осуществляется обратное преобразование - демодуляция.
Модуляция осуществляется на передающей стороне, а демодуляция - на приемной. В системах двунаправленной связи на взаимодействующих объектах должна осуществляться как модуляция так и демодуляция. Устройства. осуществляющие эти функции называются модемами (МОдулятор-ДЕМодулятор).
Все виды модуляции можно разделить на непрерывные и импульсные.
Непрерывные виды модуляции - амплитудная, частотная и фазовая.
При этом в качестве несущего сигнала используется гармоническое колебание “несущей частоты”. В зависимости от вида модуляции в соответствии с исходным сигналом изменяется амплитуда, частота или фаза несущего сигнала.
Импульсные виды модуляции
В качестве переносчика сигналов используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов.
Виды модуляции
Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ)
Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ)
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
Фазо-импульсная модуляция (ФИМ). А также их комбинации.
В современных системах связи используется в основном импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), основанная на кодировании амплитуд импульсов, полученных с использованием АИМ. При этом мгновенное значение амплитуды представляется в виде цифрового двоичного кода. Поэтому системы с ИКМ называются цифровыми системами передачи.
При ИКМ осуществляется дискретизация и квантование исходного непрерывного сигнала.
Дискретизации сигнала
Проблема дискретизации широко освещена в литературе. Считается, что первыми основополагающими работами в этой области были работа Котельникова В.А. “О пропускной способности “эфира” и провол1оки в электросвязи”, вышедшая в 1933г. и независимо от него статья “Связь при наличии шума”, написанная К. Шенноном и опубликованная в 1949г Теорема Котельникова-Шеннона (называемая часто теоремой отсчетов) позволяет выбрать частоту дискретизации с учётом граничной частоты спектра дискретизируемой функции
|
|
|
