Курсовая работа: Измерительные технологии, их использование и развитие
Рассматривать процессы развития технологий в виде "волн" было бы слишком упрощенно. Чтобы иметь полное представление о том, что несет с собой новая технология, и для всестороннего анализа ее развития, необходимо также рассмотреть социально-экономические процессы, которые сопровождают прохождение "волны".
В качестве иллюстрации на рис.1.2 представлена динамика развития во времени технологии на рынке и соответствующее поведение ряда важных параметров, сопровождающих этот процесс. Эти параметры определяют возможность использования технологии в телекоммуникациях. К ним относятся параметр стоимости технических решений, средний уровень знаний связного сообщества о технологии, а также надежность технических решений.
 |
??? ????? ?? ????????, ?????????????? ?? ???. 1.2, ? ?????? ???????? ?????????? ????????? ??????????? ??????? ??????????? ??????. ????? ????????? ?? ?????? ????????? ?????? ???????????????????? ????????????, ?? ? ???????, ??????????? ??? ?????????? ??????????? ????????? (?? ?????? ????? ?????????? ?????? ????? ????? ?? ??????????), ?????????? "???????" ????????? ?????? ???????????? ???????, ?????????????? ????????? ????????? ??? ?????????? ? ???????????? ?????. ??????? ?? ?????? ??????? ????????? ????????? ?????????? ?????? ??????. ?????, ?? ???? ?????????? ????? ????????? ?????????? ? ??????? ???????? ?????????? ? ??????? ?????????? ?????????, ????????? ???????? ?????? ? ??????? ?? ???????????? ?????????????????? ??????. ????? ????, ??? ?????????? ?????????? ?????????? ? ?????????? ???????? ??????? ? ?????, ????????? ??????????? ??????? ?????????????. ???? ???????????? ???????? ?? ?????? ????????????. ? ????? ???????? ???????? ????? ? ?????????? ?????????, ??? ??????????? ??????????? ????????? ???????????? ??????????.
Средний уровень знаний связного сообщества включает в себя знания как пользователей (заказчиков) оборудования, так и знания поставщиков. Поставщики получают новые знания о технологии первыми, но и это требует определенного времени. В начале развития технологии на рынке знаний о ней практически нет. Существенно, что начало графика стоимости опережает начало графика уровня знаний, сперва технология приходит на рынок, а уже потом появляются реальные практические знания о ней. По мере накопления опыта, появления литературы, написанной профессионалами, уровень знаний о технологии увеличивается, достигая необходимого максимума. Затем происходит снижение уровня знаний о технологии, когда она становится устаревшей. Это связано с тем, что часть специалистов по технологии переквалифицируются на новую технологию, а другие - уходят на пенсию. В конце концов технология становится достоянием политехнических музеев, где практические знания о ней хранят только историки.
Интересна закономерность развития надежности технических решений с использованием технологии. График надежности технических решений отстает от графиков стоимости и уровня знаний. Новая технология в руках неквалифицированных пользователей не может быть основой надежной работы системы связи. По мере развития самой технологии и стабилизации опыта ее использования надежность технических решений повышается, достигая стабилизации. Дальнейшее повышение надежности в период старения технологии связано с известным статистическим процессом "что сломалось, то уже сломалось, а что работает, то и будет продолжать работать" даже при отсутствии запасных частей.
Помимо объективных тенденций, связанных с развитием технологии на рынке, на него оказывают существенное влияние социально-психологические процессы, идущие в связном сообществе. Новая технология представляет собой сумму новых знаний, которые должны быть восприняты и внедрены связным сообществом, специалистами, операторами, поставщиками и заказчиками. Процесс принятия новых знаний является социально-психологическим процессом и требует отдельного рассмотрения, что мы и сделаем ниже. Для этого зная процессы, сопровождающие развитие технологии, можно условно разделить ее "жизненный цикл" на четыре периода и рассмотреть социально-психологические процессы в связном сообществе, характерные для каждого периода.
1.3 Социально-психологические процессы, связанные с развитием технологии на рынке
Этап 1 - процесс становления технологии на рынке. Новые технические решения только появились на рынке. Они очень дороги. Ни потенциальные заказчики, ни поставщики оборудования в полной мере не представляют всех нюансов и обучаются в процессе работы. Первые решения работают нестабильно и требуют доработки в "полевых" условиях. Единственный актив состоит в том, что они обещают в будущем существенные преимущества. Основывать свои технические решения на новой технологии этого этапа развития - значить ставить на заведомо неконкурентоспособное решение, дорогое, непонятное и ненадежное. Позволить такое себе могут только крупные операторы в опытных зонах внедрения. Другие операторы, поставив на новую технологию, рискуют банкротством. Внедрение технологии на этом этапе ее развития представляет собой благотворительный взнос ради будущего технологии связи. Есть существенный риск, что закупленное оборудование, будучи новым и опытным, не даст возможности в будущем пользоваться всеми преимуществами новой технологии.
Рассмотрим теперь социально-психологические факторы понимания технологии связным сообществом. Этап характеризуется становлением технологии на рынке. Законы рынка требуют от фирм-поставщиков направить все свои усилия на рекламу новой технологии. О ней говорят как о новом прорыве, всячески описывая ее преимущества и замалчивая целесообразность текущего внедрения. Ей посвящены новые обзоры, проблемные статьи, рапорты о новых внедрениях и их результатах (обычно в мажорных тонах). В результате возникает иллюзия единственно верного пути - внедрить технологию у себя, т.е. основания для слепого оптимизма. "Отсутствие реальных практических знаний о технологии, проблемах, с ней связанных и путях их решения, приводит к идеализации технологии. Рождается миф о ее великом потенциале и решении всех проблем. Поддавшиеся на искушение финансируют развитие новых технологий.
В качестве примера можно рассмотреть современное состояние с технологией ATM на отечественном и мировом рынке. Критический анализ тех статей, которые посвящены этой технологии, покажет, что статей практической направленности почти нет, в основном это реклама новых приложений ATM. В то же время ATM в настоящее время является самой цитируемой технологией. Однако в современной практике системного проектирования приложения, в которых ATM оказалась бы единственным возможным вариантом решения, встречаются редко.
Нисколько не умаляя необходимости внедрения ATM на рынке России, хотелось бы еще раз указать, что такое внедрение является опытным. В этой связи включение концепции ATM в федеральную программу развития связи является правильным решением, решение о создании нескольких опытных зон внедрения ATM (еще лучше, если это будут затем зоны коммерческого использования) - решение безусловно прогрессивное. В то же время ориентация на технологию ATM как основу построения сетей некоторых ведомственных операторов - решение спорное.
Этап II - стабилизация технологии на рынке. В начале этого этапа появляется "прозрение заблуждающихся", характеризующееся полемикой в технической прессе, настолько ли эффективна новая технология, и действительно ли она необходима на рынке. Такого рода вопросы - закономерный процесс перехода от первичной эйфории к конструктивному обсуждению на основе первого опыта. Обсуждение очень важно, поскольку раскрывает все основные и дополнительные нюансы технологии, она становится знакомой, известной, в широком смысле отработанной на рынке. На этом этапе можно порекомендовать ее использование большинством операторов, что в конце концов и происходит. В результате новая технология становится модной в хорошем смысле этого слова, она становится парадигмой и используется большинством операторов. Конец этого периода характеризуется отношением здорового энтузиазма к внедрению новой хорошо знакомой технологии. Решения становятся надежными, знания о технологии постепенно наполняют учебные пособия и становятся классическими. Полемика в прессе умолкает - технология заняла свое достойное место.
В качестве примеров на российском рынке можно указать технологию ISDN, которая только что миновала этап полемики о ее необходимости, но еще не достигла этапа здорового энтузиазма. Существенно, что последние статьи по этой технологии носят явно практический характер. Вторым примером можно назвать технологию Frame Relay. Ее развитие в полной мере должно начаться с широким внедрением ISDN, используемой Frame Relay в качестве транспортной среды.
Очень показательным примером является технология SDH, которая стала современной парадигмой построения цифровой первичной сети. На пороге этого этапа стоит технология ATM.
Этапы III-IV - зрелость и старость технологии. Как правило, оба этапа характеризуются полным молчанием относительно технологии в технической прессе. В этом нет необходимости. Технология известна, она вошла в учебники и пособия. Появились хорошие инструкции по эксплуатации, имеется широкий штат специалистов с большим опытом обслуживания технических средств. Сами технические средства включены в программы ВУЗов. Изредка появляются статьи, в которых рассказывается об упущенных в ходе обсуждения на этапе II нюансах и скрытых резервах технологии, но в целом обсуждение технологии исчезает до исчезновения самой технологии.
В качестве примеров технологий этапа III могут быть указаны модемная передача данных (за исключением новых типов протоколов), PDH, квазиэлектронные АТС.
В качестве примеров технологии этапа IV - аналоговые системы передачи, координатные и декадно-шаговые АТС.
1.4 Повышение роли измерительной техники с развитием технологий телекоммуникаций
Теперь от рассмотрения технологии телекоммуникаций перейдем к рассмотрению движущих сил и динамики технологий измерений.
Процесс совершенствования измерительных технологий тесно связан с общей тенденцией усложнения высоких технологий в процессе их развития во второй половине XX века. Основными тенденциями развития являются: миниатюризация, экономичность и, как следствие, усложнение.
Этот процесс наглядно виден на примере развития современных технологий цифровой связи. Так, сложность систем связи объективно повышается с переходом к цифровым системам передачи с высокой пропускной способностью (SDH), новым принципам мультиплексирования (ATM), новым концепциям систем сигнализации (ОКС 7 и протоколов ведомственных сетей ISDN), новым сетевым концепциям предоставления услуг пользователям (интеллектуальные сети). Этот процесс связан с увеличением пропускной способности систем передач, снижением стоимости интеллектуальных устройств и внедрением в современные телекоммуникации принципов распределенной обработки информации. В связи с этим возникают задачи контроля и настройки работы интеллектуальных систем, каковыми в настоящее время являются сети связи. Этот процесс идет двумя путями: первый - развитие систем внутренней диагностики интеллектуальных узлов сетей, второй -применение современной измерительной техники.
Учитывая, что развитие средств связи идет очень динамично, разработка систем самодиагностики и их отработка несколько отстают от развития самих средств связи. Таким образом, применение независимых от оборудования систем контроля в ряде случаев является единственно корректным решением. В результате роль измерительной техники на сети связи повышается с развитием новых технологий.
Измерительная техника на сетях современных телекоммуникаций играет важную роль - настройка и оптимизация сетей связи, поиск неисправностей и причин конфликтов, разрешение конфликтных ситуаций. Таким образом, основной движущей силой развития измерительных технологий является усложнение современных систем связи.
Распространенное мнение о том, что цифровые системы связи лучше, надежнее и поэтому требуют в меньшей степени обслуживания на этапе эксплуатации, не верно. Действительно, верно, что цифровые технологии обеспечивают лучшее качество связи, меньшие эксплуатационные затраты, лучший контроль за ресурсом сети. Верно также, что хорошо отлаженная, "ухоженная" цифровая сеть требует в меньшей степени обслуживания. Однако также верно, что "неухоженная" цифровая сеть деградирует гораздо быстрее аналоговой и требует при восстановлении гораздо больших затрат. Это - объективная плата за сложность технологии цифровой передачи. Цифровым те-лекоммуникациям'свойственен так называемый "пороговый эффект деградации", когда ухудшение параметров не приводит долгое время к ухудшению качества связи. При достижении определенного порога параметры качества изменяются скачкообразно. Обычно в этом случае довольно сложно выделить сразу причину нарушения связи, поскольку причиной является накопленные в течении длительного времени отклонения от нормы нескольких параметров.
На практике часто встречается заблуждение о том, что иностранные фирмы, обеспечивающие пуск участков цифровых сетей, должным образом настроят сеть и в дальнейшем ее работа не потребует квалифицированной эксплуатации. Такой подход ведет к зависимости операторов сети от инофирм, что является негативным фактором. С уверенностью можно сказать, что использование современной измерительной техники дает операторам ключ к пониманию процессов, происходящих в сети. В этом случае поиск конфликтных ситуаций и противоречий, "тонкая настройка" сети помогают добиться максимальной эффективности ее работы, а также понять принципы новой технологии.
Эта роль измерительной техники является новой в практике отечественной связи. До сих пор измерительная техника служила для контроля работы сети и соответствия ее узлов отечественным стандартам. В этом случае имелись четкие рекомендации по методологии измерений на сетях связи, т.е. указания на прибор, методику измерений и параметры измерений. В современной ситуации процесс стандартизации технологии значительно отстает от развития самих технологий. Четких рекомендаций по использованию измерительной техники и эксплуатационной методологии нет и в ближайшем будущем не предвидится. Измерительная техника, применяемая современными операторами, используется не только для проверки на соответствие стандартам (в первую очередь международным), но и для изучения процессов, протекающих в сети. Это позволяет операторам быстро осваивать новые технологии на международном уровне, что является необходимым условием дальнейшей успешной работы.
Еще одна важная особенность современной измерительной техники для телекоммуникаций состоит в том, что с развитием цифровизации сетей связи происходит упомянутая выше специализация измерительной техники. Еще 15-20 лет назад для обслуживания аналоговых сетей связи применялась общеизмерительная техника (генераторы, осциллографы, частотомеры и т.д.) или ее модификации с учетом параметров систем связи. Развитие цифровых систем передачи и коммутации привело в тому, что измерительная техника для телекоммуникаций стала высоко специализированной. Это означает, что ее в большинстве случаев невозможно использовать в других областях человеческой деятельности. Современные измерительные приборы для телекоммуникаций, такие как анализаторы протоколов сигнализации, анализаторы цифровых систем передачи, измерительные приборы ВОЛС и др., составляют рынок специализированной техники, который до последнего времени не рассматривался ни в технической, ни в экономической литературе. Автор надеется, что настоящая книга станет первым шагом к такому рассмотрению.
Необходимо сразу оговорить, что предметом книги является рассмотрение современной цифровой сети связи. В отечественной практике пока 50-60% сетей аналоговые. Однако технология измерений таких сетей хорошо известна, закреплена стандартами и практическим опытом обслуживающего персонала, в то время как уровень знаний о технологии измерений на цифровой сети пока невелик и практически не всегда подкреплен. Поэтому предметом настоящей книги является описание технологий измерений в цифровых системах связи, под структурой системы электросвязи будет пониматься структура цифровой системы связи и т.д. И хотя для достижения общности можно было бы рассмотреть отдельно технологию измерений на аналоговых системах передачи и коммутации, автор считает это излишним, поскольку основной интерес у современных специалистов вызывает технология измерений именно в цифровых системах, где не до конца разработаны методики и нет четкого понимания задач и методов измерений.
2. Системное и эксплуатационное измерительное оборудование
Всю измерительную технику современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное измерительное оборудование.