Медный акцент 2008

В начале третьего тысячелетия на конференциях метрологов общим местом было убеждение о близкой смерти меди. Звучали сильные заявления о том, что медные кабели будут лежать, пока не сгниют - больше они никому не нужны. Основное внимание предлагалось уделять развитию оптоволоконных технологий и оборудования.

Тем не менее, кабельные предприятия сегодня наращивают объемы выпуска медных кабелей. В майском выпуске канадская газета The Globe and Mail с некоторым удивлением сообщила, что проводная сеть в 2006-2007 г.г. опередила сектор беспроводной связи. Это произошло в основном за счет увеличения широкополосного доступа в Интернет (другая составляющая специфически американская - развитие кабельного ТВ). Так новые DSL-технологии дали второе дыхание медной сети - городской сети и зоновым магистралям. В случаях умеренного трафика медь оказывается вполне конкурентоспособной: DSL-технологии на порядки дешевле оборудования ВОЛС. Между тем, можно с известной уверенностью утверждать, что в ближайшей перспективе DSL-трафик будет устраивать большинство пользователей. В городах ADSL ложится "поверх" существующей связи, используя имеющееся сетевой обеспечение. Это самый дешевый вариант. В магистральной области технологии SHDSL, сохранив трафик Е1, позволили избавиться от большого числа ИКМ-регенераторов, что значительно удешевило обслуживание магистралей.

Магистральные измерения

В области магистральных измерений стандарты задаются изготовителем оборудования: в отдельном кабеле никому не мешает увеличение мощности сигнала. Главное условие - обеспечить трафик и стык E1, т.е. осуществить дешевую модернизацию прежних ИКМ. Задача строителей добиться нужных показателей при сдаче кабеля. Как правило, измерителям известно, какие параметры они должны контролировать. Мостовые и рефлектометрические измерения в известной степени рутинны, а частотные измерения, условно говоря, сведены к "стандарту ALT 2000": Noice, Iloss, Rloss, Lbal, NEXT, FEXT.

Ситуация осложняется, когда наступает аварийная ситуация и параметры отличаются от заданных. Во-первых, необходимо быстро определить, по какому параметру линия "просажена". Понятно, что в этом случае требуется система индивидуальных масок, где измеритель может быстро сравнить показания с параметрами исправной линии. В приборе Гамма DSL (выполненном на платформе ИРК-ПРО Гамма) эта проблема решена достаточно эффектно: измеренные частотные характеристики (на рисунке слева) одним нажатием кнопки "создать маску" превращаются в маску, которые потом служат измерителю ориентиром в сложных ситуациях (справа).

Что измерять в ADSL?

Если стандарт измерений для зоновых магистралей достаточно уверенно определен и хорошо известен измерителям, то совсем по-другому обстоит дело, когда речь идет про выделенные линии ADSL в городских сетях. Как только ADSL-технологии шагнули в область высоких частот (до 2 МГц), в измерениях возникла известная неразбериха. Никаких стандартов или предписаний в этой области не существовало. Выделенные линии ложились на старые "по факту": получилось - хорошо, не получилось - нет технической возможности. Никаких измерений на кабелях не проводилось по двум причинам. Измерители не знали, что от них требуется (что и чем надо измерять), а провайдеры не знали, что им требовать.

Дело в том, что работа ADSL-передатчика в городских сетях жестко регламентируется: он не должен мешать соседним линиям. Передатчик на станционной стороне не имеет права выдавать энергии больше чем указано в стандарте [1, 2]. А это в свою очередь означает, что та часть энергии, которая попадет к абоненту, будет зависеть от качества и длины линии. Следовательно, трафик не может быть стандартным для различных абонентов. На первых порах измерения сводились к простому приему: модем подключался к компьютеру, измеритель связывался с DSLAMом и получал заключение по скорости и помехозащищенности.

Но что означают полученные данные? Никто толком не знал; ориентировались на скорость. В конференциях звучал один и тот же вопрос: это хорошая скорость? Беда в том, что часто не бывает просто "хорошей" или просто "плохой" скорости. Для короткой длины линии даже сравнительно "неплохая" скорость может быть "плохой", а для длинной линии и совсем "плохая" может оказаться единственно приемлемой. Длину линии изменить нельзя, но качество линии - контролировать можно и нужно. Особенно это касается случаев с нарушениями связи или резким снижением трафика. Здесь речь идет о грамотной диагностике и системе экспертных измерений.

Ситуация стала меняться, когда появились отечественные приборы с методикой измерений - такие как AnCom А-7 или BERcut-NG. Вслед за ними появилась линейка приборов: недорогая модель Дельта-ПРО DSL и мощная инженерная платформа Гамма DSL. Главное, что объединяет все эти приборы - они нацелены на вполне конкретные задачи измерителей, в отличие от приборов прошлого, представляющих собой простой набор измерительных функций. Возник отчетливый численный критерий качества линии: скоростной потенциал линии.

Другими словами, появилась возможность сравнивать различные пары в кабеле не по сложным частотным характеристикам, а по интегрированному критерию. В вопросе сравнения появилась некоторая ясность. Но по качеству линии еще остается некоторая невнятность. Часто измерения пытаются подвести под провайдера: показать стандартный запас помехозащищенности и другие параметры, интересующие провайдера.

Однако нам кажется, что кабельные измерения должны быть на стороне линейщика. Все-таки измеритель-линейщик оценивает качество кабельной линии, за которую отвечает, а не ADSL-канала. Измеритель должен отчетливо понимать, соответствует ли измеренный скоростной потенциал нужному качеству линии или в кабельной линии есть проблемы, требующие разрешения. В этой области все еще нет однозначного критерия, как, например, при приемке кабеля по сопротивлению изоляции и переходному влиянию между парами.

В определении скоростного потенциала линии все сводится к соотношению сигнал/шум на абонентской стороне. При жестко заданном уровне сигнала станционного передатчика сигнал у абонента определяется затуханием в линии. Затухание в линии - нормированная величина, определяемая длиной линии. Шум также нормируется (в частности, стандартами ETSI/ANSI). Разработчики прибора Гамма DSL сделали то, что требует логика измерений на выделенных линиях: ввели понятие расчетного скоростного потенциала линии для кабелей типа ТПП 0,4 и ТПП 0,5 в зависимости от их длины. Если измеренный скоростной потенциал линии близок к расчетному, можно считать выбор линии оптимальным. Это не значит, что провайдер автоматически получает ADSL-канал нужного качества. Это означает физическое заключение: на таком расстоянии от станции скорость у абонента не может быть выше указанного значения. Такое решение проблемы на стороне линейщика, и это вполне определенное решение. По такому принципу работают приборы Дельта-ПРО DSL и Гамма DSL.

На рисунке показан режим паспортизации линии ADSL2+ в приборе Гамма DSL. В строке "Скоростной потенциал (кбит/с)" в первой ячейке указан скоростной потенциал линии, полученный при измерении АЧХ и шума в линии. Этот измеренный потенциал сравнивается с расчетным (в третьей ячейке). Если бы они были близки, это можно было бы считать хорошим результатом. Но в приведенном примере мы видим, что измеренная скорость чуть ли не в 5 раз ниже расчетной (характеристика расчетной скорости выведена. Это плохой результат, и для измерителя важно понять причину "провала" скорости. Как уже говорилось, причины может быть две: аномально высокое затухание сигнала или интенсивные помехи в линии. Прибор помогает измерителю установить причину занижения скорости. Как это делается?

Включается "антишум" - режим шумоподавления до уровня -110 дБм/Гц. Результат измерения скоростного потенциала в режиме шумоподавления во второй ячейке "антишум". Мы видим, что шумоподавление практически не повлияло на результат: скоростной потенциал не изменился. Это означает, что причиной занижения скорости линии является аномально высокое затухание сигнала. Действительно, на графике частотной характеристики скорости передача информации обрывается приблизительно на 176 бине, а расчетная скорость, показанная фоновой маской, использует все бины до 511-го. И наоборот, если бы шумоподавление подняло бы скорость в линии на уровень расчетной, это указывало бы на интенсивные помехи в линии. Порядок устранения причин неисправности линии описывается в Руководстве по эксплуатации прибора.

Точно такой же подход применяется при мониторинге прерываний скорости. Прибор Гамма DSL в течении суток не просто фиксирует прерывания скорости, но сопровождает их измерениями сигнала и помех в линии. Частотные характеристики можно вызвать из любого места графика суточного мониторинга, чтобы установить причину прерывания: это пропадание сигнала в линии или резкое возрастание уровня помех в линии.

Другими словами, всегда при сравнении скорости с первоначальным уровнем при мониторинге прерываний или расчетным уровнем при тестировании выделенной линии прибор Гамма DSL проводит анализ причин потери скорости. Это позволяет быстро и эффективно устранять неисправности, используя богатый функционал платформы (xDSL-измерения , мощный вейвлет-рефлектометр, измерительный мост).