В рубрику "Обслуживание и поддержка телефонных систем" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
И.И. Власов
Технический директор компании "Вилком"
С момента изобретения телефона прошло больше сотни лет, и за это время телефонные станции достигли технического совершенства, стали гораздо более надежными и наукоемкими, чем их предшественницы. Сегодня на рынке представлено огромное количество разнообразных решений и устройств телефонии: различные типы станций, разные принципы создания соединений и передачи голосового трафика. Одни технические решения одинаково успешно используются в станциях любого уровня, другие применимы только в отдельных сегментах телефонии. Прежде чем рассматривать собственно измерения в телефонных сетях и на АТС, попробуем разобраться в многообразии телефонных станций, работающих в сетях связи.
При классификации АТС необходимо учитывать несколько факторов: во-первых, место АТС в общей телефонной иерархии, которое во многом определяет их конструктивные особенности; во-вторых, корпоративную или операторскую принадлежность, определяющую прежде всего уровень ответственности АТС; и в-третьих, принципы работы АТС, заложенные в нее при проектировании. Введение последнего пункта в классификацию, возможно, вызовет возражения многих специалистов по АТС: ведь станция любого типа выполняет одни и те же функции - классическое соединение абонентов, и то, какие технологии при этом используются, не имеет значения. Это в общем случае верно, но появление технологии пакетной коммутации голоса с возможностями управления качеством соединения придало колоссальный импульс развитию сложившейся телефонной структуры, и не учитывать этот фактор сегодня нельзя.
Структура телефонной сети, характеристика разных уровней и сегментов
Все телефонные соединения в стране и в мире осуществляются прежде всего благодаря общемировой взаимоувязанной сети связи, которая в рамках нашей страны называется Взаимоувязанная сеть связи Российской Федерации (ВСС России). Это достаточно жесткая иерархическая структура связи, в рамках которой выделяется несколько уровней:
Уровень магистральной связи На магистральном уровне происходит коммутация и проключение каналов дальней междугородной и международной связи. Этот уровень обычно не связан с коммутацией соединений отдельных абонентов, если только последние не подключены непосредственно к междугородному коммутатору на правах городской или районной станции (такой способ подключения возможен, но требует колоссального количества ресурсов и используется только в государственных целях).
Необходимость качественной и безаварийной работы междугородных узлов даже не требует обсуждения: не случайно все междугородные АТС при модернизации ВСС России были заменены цифровыми в первую очередь.
Уровень зоновой связи
Уровень зоновой связи граничит с магистральным. По сути, это другая сторона той же междугородной станции, которая занимается коммутацией зоновых соединений с магистральными и друг с другом. К зоновым направлениям областной междугородной станции подключаются все районные центры, а также отдельные городские телефонные станции областного центра, в зависимости от схемы организации связи.
Обслуживанием таких каналов обычно занимаются работники междугородной телефонной станции. Уровень ответственности здесь также достаточно высок, ведь при выходе из строя одного только направления без связи с внешним миром может остаться целый районный центр, а это сотни тысяч жителей!
Уровень местной связи
Городская, районная или местная связь — это самый распространенный уровень телефонии: именно на нем чаще всего приходится общаться абонентам телефонной сети. Как уже упоминалось выше, телефонные станции местного уровня включены на правах зоновых в междугородный коммутатор.
Районные телефонные узлы областных центров, а также крупных населенных пунктов имеют емкость, как правило, более 10 тысяч номеров и соединяются между собой линиями межстанционной связи (МСС). МСС может строиться по различным схемам организации сети, обеспечивающим бесперебойность связи в ЧНН (часы наибольшей нагрузки) и создающим возможность передачи телефонного трафика даже при возникновении аварийных ситуаций.
Вероятность отказа как станционного, так и линейного оборудования в телефонных сетях достаточно велика - это связано со многими факторами. Одним из основных факторов можно назвать большую распределенность телефонной сети.
Существует множество рекомендаций, отраслевых документов и норм эксплуатации и строительства телефонных сетей, жестко определяющих правила проектирования, строительства и обслуживания оборудования телефонных коммутаторов, линейного и межстанционного хозяйства телекоммуникационной сети. Только строгое выполнение подобных норм при учете дополнительных факторов, накладываемых местными условиями, позволяет поддерживать качество работы телефонной сети на должном уровне. Соответственно необходим постоянный и строгий контроль параметров телефонных коммутаторов и МСС, производимый адекватным набором измерительного и эксплуатационного оборудования. Современные цифровые АТС, все более активно вытесняющие отслужившие свой срок аналоговые станции, позволяют существенно сократить уровень эксплуатационных расходов, автоматизировать многие операции контроля и тестирования параметров. Однако они, в свою очередь, требуют более пристального внимания к качеству цифровых стыков, синхронизации сетевого оборудования и параметрам абонентских линий.
Учрежденческие сети
Ведомственные и корпоративные сети связи по иерархии очень близки к районным узлам связи. Существует множество примеров, когда такие сети оказывают услуги местной телефонной связи сторонним (неведомственным) абонентам, являясь в этом случае неким расширением районного узла.
Ведомственные станции обычно включаются в так называемый коммутаторный узел, расположенный на городской телефонной станции и представляющий собой дополнительную ступень искания, общую для всех корпоративных сетей города (района и т.п.). Для абонента ведомственной станции это проявляется в наборе дополнительной цифры перед внешним номером. С модернизацией городских сетей связи и переводом их на цифровые станции коммутаторные узлы реализуются в общей емкости городской сети, и проблема "дополнительной цифры" для абонента постепенно уходит в прошлое.
Подключение корпоративных станций в городскую телефонную сеть "на общих основаниях" способствует повышению качества обслуживания абонентов, которое до недавних пор находилось далеко не на должном уровне. При организации эксплуатации подобных узлов начинают прослеживаться те же принципы, которые заложены в эксплуатацию сетей, принадлежащих ведущим операторам связи, с привлечением стандартных, а не "облегченных" корпоративных норм обслуживания абонентов и международных рекомендаций качества сети.
Для того чтобы соответствовать современным требованиям, многие компании вынуждены проводить техническое перевооружение своих сетей, искать новые решения структуры ведомственной связи. Корпоративные сети, как правило, имеют гораздо менее жесткую схему телекоммуникаций и более свободны в выборе технологий. Именно в этом состоит одна из основных причин быстрого внедрения здесь АТС, построенных на принципах пакетной коммутации и реализующих технологию передачи голоса по IP-сетям - VoIP. Другие не менее важные причины - это простота наращивания емкости и организации новых сервисов для клиентов, возможность интеграции телефонной сети с существующей или строящейся корпоративной сетью передачи данных. Подобные системы позволяют с относительно небольшими затратами строить распределенные телефонные сети, в чем часто нуждаются крупные компании с разветвленной филиальной структурой. Однако при строительстве таких сетей необходимо понимать, что подходы к их эксплуатации должны кардинальным образом отличаться от методов обслуживания традиционных телефонных сетей.
Офисные сети
Последняя категория телефонных станций — это мини-АТС: маленькие офисные телефонные коммутаторы на 10—100 номеров. Их основное предназначение — организация связи внутри небольших компаний и распределение входящих/исходящих вызовов между работниками офисов. Как правило, подключение таких АТС к ТфОП происходит по стандартным абонентским линиям городских телефонных сетей.
Обслуживанием подобного оборудования занимается IT-персонал компании-пользователя, то есть специалисты, незнакомые с правилами эксплуатации стандартной телефонии. О сколько-нибудь серьезном уровне обслуживания здесь говорить не приходится, однако компактное исполнение мини- и микро-АТС приносит свои плоды: станции работают достаточно надежно. Относительно небольшое количество проблем, возникающих в подобных сетях, связано только с малой емкостью офисных АТС.
Следует отметить, что в последнее время абсолютное большинство АТС этого класса выпускается с использованием технологий VoIP. Такие станции предоставляют пользователям высочайший уровень сервиса, реализовать который до недавнего времени можно было только на больших цифровых АТС. В число стандартных услуг входят голосовая почта, системы распределения и обработки вызовов (call-центры), системы речевого автоматического взаимодействия с клиентами (IVR), интеграция сетей передачи данных и телефонии и многое другое.
IP в сетях ТфОП
Впрочем, IP-технологии в телефонии развиваются не только в сегменте корпоративных сетей. Появившийся недавно термин "программный коммутатор" (Softswitch) сегодня хорошо знаком многим техническим специалистам, занимающимся развитием и эксплуатацией операторских коммутационных сетей. Во многих областях России уже разрабатываются первые проекты и строятся опытные зоны с применением технологии программных коммутаторов. При этом основную роль в осуществлении телефонной связи пока все же играют традиционные системы коммутации.
Особенности проведения измерений на различных АТС
Цифровые АТС
В общем виде стандартная ЦАТС представлена на рис. 1: это "черный ящик" с определенным набором стыков (интерфейсов), связывающих его с окружением в сети. Представление о качестве работы коммутатора дает информация, получаемая при тестировании этих стыков. Все внешние интерфейсы можно разделить по их функциональному назначению:
Соответственно и все измерения, проводимые на цифровых АТС, можно разделить на три основные группы:
Аналоговые АТС
Аналоговые АТС имеют похожую на ЦАТС структуру (рис. 2), но лишь на первый взгляд: здесь можно выделить всего два типа внешних стыков:
Соединительные линии служат для связи с другими станциями или подстанциями (ПС К) и бывают 3- или 4-проводными. Для стыковки с цифровой телефонной сетью устанавливается промежуточное звено преобразования аналоговой сигнализации и каналов тональной частоты (ТЧ) в цифровые потоки - первичные мультиплексоры ИКМ-30.
Основные измерения, проводимые на аналоговых АТС, можно разделить на следующие группы:
Кроме перечисленных основных видов тестирования для аналоговых АТС существует огромное количество специализированных "внутренних" тестов, которые определяются конструкцией конкретной станции. Это настройка и регулировка сигнально-вызывных устройств (СВУ), регистров всех ступеней искания, оборудования координатных соединителей (МКС), проверка параметров шаговых искателей для де-кадно-шаговых АТС и многое другое. Именно с относительно низкой надежностью подобных устройств и связаны большие эксплуатационные затраты аналоговых АТС.
VoIP-АТС
Структура программных коммутаторов, предназначенных для использования в сетях ТфОП, довольно сложна. Softswitch можно представить в виде трехуровневой модели, где на каждом из уровней выполняются свои задачи (рис. 3).
Первый - это уровень доступа. Здесь локализуются все абонентские окончания: как цифровые, подключаемые непосредственно по сети IP, так и аналоговые, подключаемые через специальные преобразователи - медиа-шлюзы. Такие же устройства используются для подключения УПАТС и корпоративных мини-АТС. Кстати, современные УПАТС, спроектированные на принципах пакетной коммутации, сами могут выполнять роль медиа-шлюзов для своих абонентов и приложений.
Второй уровень - это основная транспортная сеть, реализованная на АТМ- или IP-технологиях. Здесь происходит маршрутизация голосового и управляющего трафиков. Часто производители стараются развести эти два вида потоков для реализации функций управления качеством сервиса (QoS).
Наконец, третий - это уровень управления вызовами и услугами. Здесь сосредоточены серверы приложений, бил-линга и, конечно, управления всеми соединениями, медиа-шлюзами и виртуальными каналами. Этот же уровень заведует и соединением программного коммутатора с внешней телекоммуникационной средой.
Подходы к обслуживанию и эксплуатации программных коммутаторов отличаются от методов, применимых к классическим телефонным коммутаторам. Основные задачи при проектировании голосовых пакетных сетей - это обеспечение качественной коммутации пакетов, гарантирование достаточной пропускной способности цифровых потоков на всех уровнях сети и создание механизмов QoS. Тестирование здесь определяется теми же уровнями, на которых строится Softswitch:
Виды измерений
Итак, мы выделили основные направления тестирования АТС различных типов и видим, насколько они отличаются друг от друга. Теперь наша задача -определить конкретные типы измерений.
Тестирование абонентских линий и окончаний
Этот вид измерений является наиболее общим для всех видов коммутаторов. Даже при развертывании IP-сети качество абонентской линии играет решающую роль. Естественно, критерии тестирования "меди" для аналоговой и цифровой телефонии сильно отличаются, но общие принципы остаются одними и теми же.
При тестировании медных абонентских линий требуется измерение как первичных, так и вторичных параметров медной пары. Для стандартной аналоговой телефонии достаточным будет измерений шлейфа, балансировки, емкости пары и затухания ее в полосе частот от 300 Гц до 3,4 кГц. Для предоставления цифрового сервиса перечень измерений становится несколько длиннее. На первый план выходят такие параметры, как затухание в широкой полосе частот (до 2 МГц), уровень импульсных помех, отношение сигнал/шум, перекрестные помехи на ближнем и дальнем концах пар, коэффициент отражения сигнала. Абонентские линии становятся критичными к наличию перекроссировок, ответвлений и т.п. Для определения этих параметров абонентских линий выпускается целый ряд приборов. Из наиболее известных можно назвать (рис. 4): DSLk-12/22 и HST-3000 (Acterna), Cab-leSHARK (Consultronix), ALT2000 (Trend Communications), ELQ2 (Elektro-nika), 965DSP (3M), SunSet MTT (Sunrise Telecom), AnCom A-7 ("Анали-тик-ТС").
Кроме перечисленных видов измерений важную роль играют измерения параметров АТС и телефонных аппаратов. Для проведения подобных тестов разработаны специализированные тестеры, применяемые на кроссах и абонентских окончаниях: ЕТТ-10 (Elektronika), "ПК-60" (ООО "Оборудование средств связи") и другие.
Тестирование цифровых абонентских окончаний
Этот вид тестирования необходим прежде всего при обслуживании ЦАТС, применяющих ISDN-коммутацию, а также УПАТС, подключенных по цифровым стыкам ISDN PRI/BRI. Существует широкая номенклатура приборов, с помощью которых проводится подобное тестирование на различных уровнях (рис. 5):
Тестирование каналов ТЧ
Несмотря на то что анализ каналов тональной частоты применяется, в основном, при эксплуатации аналоговых АТС, он до сих пор является достаточно распространенным видом измерений. Зачастую подобные измерения проводят даже при анализе абонентских линий для предоставления цифровых сервисов.
Номенклатура приборов, позволяющих проводить подобные измерения, постепенно сокращается: западные фирмы-производители прекращают выпуск подобных приборов по причине уменьшения рынка сбыта. Из наиболее популярных устройств можно назвать: "ТДА-5" ("Аналитик-ТС"), ИПКТЧ ("Балтпри-борсервис"), AM-5 (Ameritec).
Тестирование цифровых потоков МСС и доступа
В настоящее время это один из самых распространенных видов тестирования ЦАТС всех уровней. При анализе цифровых потоков проверяются прежде всего стыки Е1 на двух уровнях: физическом и канальном.
На физическом уровне измеряются такие параметры, как: структура и состояние потока, синхронизация, коэффициент ошибок, джиттер, физические параметры стыка (по уровню и маске импульса).
На канальном уровне проверяется правильность прохождения сигналов взаимодействия различных коммутационных систем между собой. Для этого необходимо производить декодирование команд протоколов взаимодействия сетевых элементов. Для потоков МСС такими протоколами являются SS7, ISDN и CAS (R1.5 в российской спецификации); для потоков доступа -V5.1/V5.2.
Пожалуй, выбор измерительного оборудования в этой нише самый широкий: от простых и дешевых мониторов Е1, предоставляющих минимум информации, до полнофункциональных анализаторов протоколов, позволяющих производить анализ соединений в многопротокольном режиме - с отслеживанием одного и того же соединения по всем интерфейсам, имеющим разный вид сигнализации.
Приборы, предназначенные для тестирования потоков Е1 на физическом уровне (рис. 6): EST-120/125, EDT-130/135 и FST-2230 (Acterna); SunLite E1 и SunSet E20 (Sunrise Telecom); Puma 4300 (Consultronix); "ТИС Е1" ("Технодалс"); Victor (Trend Communications).
Приборы, предназначенные для тестирования межстанционной сигнализации:
Заключение
Очевидно, что многообразие телекоммуникационных решений обусловливает огромное количество видов и средств измерений, которые невозможно перечислить в одной журнальной статье. Однако выбор методик измерения определенных систем всегда ограничен теми конкретными параметрами, которые в наибольшей степени влияют на качество предоставляемого сервиса. И для того чтобы система работала качественно и безаварийно, необходимо строго придерживаться разработанных методов ее эксплуатации.
Опубликовано: Каталог "АТС. Коммутационное оборудование"-2005
Посещений: 37461
Автор
| |||
В рубрику "Обслуживание и поддержка телефонных систем" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
