Материал: Мониторинг кабельной сети

Средства управления системой (SystemManagement). Средства управления системой часто выполняют функции, аналогичные функциям систем управления, но по отношению к другим объектам. В первом случае объектом управления является программное и аппаратное обеспечение компьютеров сети, а во втором - коммуникационное оборудование. Вместе с тем, некоторые функции этих двух видов систем управления могут дублироваться, например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого трафика.

Встроенные системы диагностики и управления (Embeddedsystems). Эти системы выполняются в виде программно-аппаратных модулей, устанавливаемых в коммуникационное оборудование, а также в виде программных модулей, встроенных в операционные системы. Они выполняют функции диагностики и управления только одним устройством, и в этом их основное отличие от централизованных систем управления. Примером средств этого класса может служить модуль управления концентратором Distrebuted 5000, реализующий функции автосегментации портов при обнаружении неисправностей, приписывания портов внутренним сегментам концентратора и некоторые другие. Как правило, встроенные модули управления «по совместительству» выполняют роль SNMP-агентов, поставляющих данные о состоянии устройства для систем управления.

Анализаторы протоколов (Protocolanalyzers). Представляют собой программные или аппаратно-программные системы, которые ограничиваются в отличие от систем управления лишь функциями мониторинга и анализа трафика в сетях. Хороший анализатор протоколов может захватывать и декодировать пакеты большого количества протоколов, применяемых в сетях - обычно несколько десятков. Анализаторы протоколов позволяют установить некоторые логические условия для захвата отдельных пакетов и выполняют полное декодирование захваченных пакетов, то есть показывают в удобной для специалиста форме вложенность пакетов протоколов разных уровней друг в друга с расшифровкой содержания отдельных полей каждого пакета.

Экспертные системы. Этот вид систем аккумулирует знания технических специалистов о выявлении причин аномальной работы сетй и возможных способах приведения сетей в работоспособное состояние. Экспертные системы часто реализуются в виде отдельных подсистем различныз средств мониторинга и анализа сетей: систем управления сетями, анализаторов протоколов, сетевых анализаторов. Простейшим вариантом экспертной системы является контекстно-зависимая help-система. Более сложные экспертные системы представляют собой так называемые базы знаний, обладающие элементами искусственного интеллекта. Примером такой системы является экспертная система, встроенная в систему управления Spectrum компании Cabletron.

Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем. Условно это оборудование можно поделить на четыре основные группы: сетевые мониторы, приборы для сертификации кабельных систем, кабельные сканеры и тестеры (мультиметры).

Сетевые мониторы (называемые также сетевыми анализаторами) предназначены для тестирования кабелей различных категорий. Следует различать сетевые мониторы и анализаторы протоколов. Сетевые мониторы собирают данные только о статистических показателях трафика - средней интенсивности общего трафика сети, средней интенсивности потока пакетов с определенным типом ошибки и т. п.

Назначение устройств для сертификации кабельных систем, непосредственно следует из их названия. Сертификация выполняется в соответствии с требованиями одного из международных стандартов на кабельные системы.

Кабельные сканеры

Данные приборы позволяют определить длину кабеля, NEXT, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и провести оценку полученных результатов. Цена на эти приборы варьируется от $1’000 до $3’000. Существует достаточно много устройств данного класса, например, сканерыкомпаний MicrotestInc., FlukeCorp., DatacomTechnologies Inc., ScopeCommunicationInc. В отличие от сетевых анализаторов сканеры могут быть использованы не только специально обученным техническим персоналом, но даже администраторами-новичками.

Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания, неправильно установленного разъема и т. д.) используется метод «кабельного радара», или TimeDomainReflectometry (TDR). Суть этого метода состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс совсем отсутствует.

Точность измерения расстояния зависит от того, насколько точно известна скорость распространения электромагнитных волн в кабеле. В различных кабелях она будет разной. Скорость распространения электромагнитных волн в кабеле (NVP - nominalvelocityofpropagation) обычно задается в процентах к скорости света в вакууме. Современные сканеры содержат в себе электронную таблицу данных о NVP для всех основных типов кабелей и позволяют пользователю устанавливать эти параметры самостоятельно после предварительной калибровки.

Наиболее известными производителями компактных (их размеры обычно не превышают размеры видеокассеты стандарта VHS) кабельных сканеров являются компании MicrotestInc., WaveTekCorp., ScopeCommunicationInc.

Тестеры

Кабельный тестер - устройство, обычно состоящее из двух частей, проверяющее состояние кабеля или кабельной линии. Некоторые приборы позволяют проводить измерения характеристик кабеля или кабельной линии. На данный момент существует три класса приборов: для базовой проверки кабеля, для квалификации кабельной системы, для сертификации кабельной системы. Тестеры кабельных систем - наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не дают ответа на вопрос о том, в каком месте произошел сбой.

.3 Система автоматического мониторинга ЛКС ВОЛП

Системы автоматического мониторинга оптических кабелей, которые нередко называют системами удаленного контроля оптических волокон (remote fiber test system - RFTS), начали внедряться на сетях связи сравнительно недавно. Сегодня интерес к ним достаточно велик, так как в условиях все возрастающих требований к качеству и надежности связи, они обеспечивают повышение качества обслуживания, сокращают время и затраты на аварийно-восстановительные работы. Повышение качества обслуживания достигается за счет прогнозирующего контроля параметров оптического кабеля, повышения живучести линии связи при ограниченных возможностях маршрутизации, предотвращения несанкционированного доступа. Время и затраты на аварийно - восстановительные работы сокращаются за счет централизованного управления устранения неисправностей, сокращения времени устранения неисправностей при использовании дистанционной диагностики, сокращения затрат на персонал при автоматизации измерений и дистанционной диагностике.

Практически все системы автоматического мониторинга волоконно-оптических кабелей(САМ-ВОК) позволяют контролировать не только параметры оптических волокон, но и другие параметры линейно-кабельных сооружений. В частности, сопротивление изоляции, целостность металлических покровов, открытие дверей и люков необслуживаемых пунктов, температуру и влажность в помещениях необслуживаемых пунктов и т.п.

Функциональные возможности, принципы работы, структура всех выше перечисленных систем в целом идентичны. Отличия касаются в основном интерфейса, формы представления данных, организации связи, конкретных технических решений.

Рассмотрим общие положения работы САМ-ВОК. К основным задачам системы мониторинга относятся:

автоматизированный контроль состояния оптических волокон в процессе эксплуатации на распределенной кабельной сети;

выдача сигнала аварии при повреждении кабеля;

дистанционная диагностика волокон и устранение неисправностей на распределенной сети из центров управления.

При этом системы поддерживают следующие функции:

управление документированием линейно-кабельных сооружений;

установки индикаторов качества (порогов);

прогнозирование повреждений линии;

обнаружение повреждений оптических волокон, сигнализация об аварии, определение места повреждения;

выявление тенденций изменения параметров волокна;

дистанционное управление.

Главное из того, что получает эксплуатация при внедрении САМ-ВОК, это прогнозирующий контроль, который основан на мониторинге параметров линейно-кабельных сооружений, отслеживании тенденций их изменения в процессе эксплуатации объекта и сравнении текущих результатов измерений с контрольными значениями параметров. Это позволяет прогнозировать состояние оптических волокон и оптического кабеля в целом, планировать ремонтно-восстановительные работы и, соответственно, сокращать простои связей.

Диагностирование оптических волокон осуществляется методом обратного рассеяния оптическими рефлектометрами, работающими во временной области - Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Оценка состояния оптических волокон осуществляется путем сравнения текущей и опорной рефлектограмм и сопоставления отклонений параметров волокна с заданными для них пороговыми значениями. (рисунок 2.2). Алгоритм работы САМ-ВОК поясняет рисунок 2.1.

Рисунок 2.1- Алгоритм работы САМ-ВОК

При инсталляции системы и настройке ее на периодические измерения снимаются эталонные (контрольные) рефлектограммы и задаются пороги на отклонение текущих рефлектограмм от эталонных. Как правило, это две группы порогов: предупредительные и аварийные (рисунок 2.2):

Рисунок 2.2-Установка аварийного и предупредительного порога

Отклонения параметров волокна, определяемых по текущей рефлектограмме, от контрольных значений, заданных контрольной рефлектограммой, сравниваются с заданными порогами. Если эти отклонения превышают один из установленных порогов, САМ-ВОК автоматически формирует предупредительное или аварийное сообщение и по результатам сканирования (определение величин вносимых потерь локальными событиями и расстояния до них) определяет расстояние до места повреждения ОК. Это сообщение выводится на экран монитора оператора, либо, в случае отсутствия персонала в ГНЦ, передается по факсу (электронной почте, пейджеру, сотовому телефону) дежурному. Если САМ-ВОК оснащена электронными картами место повреждения оптического волокна отмечается на трассе прокладки кабеля, на карте местности и также отображается на экране монитора оператора (рисунок 2.3). Также место повреждения отображается на паспорте участка линии, с указанием всех необходимых привязок.

Рисунок 2.3-Отображение аварии на электронной карте местности

В общем случае в состав системы мониторинга (рисунок 2.4) входят устройство управления системой тестирования (test system control - TSC), устройство удаленного контроля (remote test unit - RTU) и программное обеспечение (ПО) . TSC включает в себя контроллер, ПО и один или несколько модулей связи. RTU включает в себя один или несколько модулей связи, контроллер, модуль оптического рефлектометра, модуль доступа к оптическим волокнам и ПО.

Рисунок 2.4-Состав системы мониторинга ВОК

.4 Виды повреждений кабелей и их устранение

Ремонт телефонных линий для опытного специалиста не представляет особой сложности. А вот если вам ранее этим заниматься не приходилось, то несколько рекомендаций вам не помешают.

Рассмотрим основные неисправности:

обрыв;

короткое замыкание (КЗ);

земля;

постороннее напряжение;

пониженное сопротивление изоляции;

повышенное сопротивление шлейфа.

Обрыв

Это наиболее часто встречающаяся неисправность, т.к. создать ее могут сами абоненты. Начинают поиск решения (как и во всех других случаях) с измерения линии на КРОССе АТС. Можно воспользоваться обыкновенной "цешкой" (или любым другим мультиметром). Отключаем линию от АТС (оба провода), устанавливаем прибор на измерение сопротивления (предел - сотни кОм) и подключаем прибор к линии. Стрелка должна отклониться на несколько делений и вернуться обратно (как при измерении емкости). Если так и случилось, то линия, скорее всего, исправна, и проблема кроется в телефонном аппарате. Если же (при исправном приборе) стрелка не отклоняется, то возможны следующие ситуации:

телефонный аппарат отключен от линии;

аппарат подключен, но у него физически отключен звонок;

обрыв на линии.

В таком случае необходимо с помощью монтерской трубки подключить линию к АТС и проверить наличие ответа станции на КРОССе АТС. Если его нет, то проблема в АТС (или вдруг произошло замыкание линии), нужно записать необходимые сведения и проверить линию по КРОССам, распределительным коробкам и т.д. Хотя наиболее часто обрыв случается непосредственно в кабинете абонента (проводка, линейный шнур и т.д.).

Если оказалось, что на КРОСС сигнал с АТС уже не приходит, то первым делом нужно проверить термические предохранители. Предохранители нужно проверять путем замены на заведомо исправные, т.к. проверка омметром иногда может подвести. Ну а если предохранитель явно сработал, то это будет сразу заметно, соответственно рисунку 2.5. На рисунке 2.5а - исправный предохранитель. На рисунке 2.5б -неисправный. Неисправный предохранитель можно при необходимости восстановить (рисунок 2.5в). Для этого нагреваем паяльником латунный штырек и вдавливаем его в предохранитель. Затем прижимаем каким-нибудь металлическим предметом и держим несколько секунд. Таким же образом можно поступить с "подозрительными" предохранителями, которые выглядят как исправные и даже могут "прозваниваться" омметром, но с телефонной линией, на которой они установлены, происходят разные "глюки".

Рисунок 2.5-Термический предохранитель (термичка)

Короткое замыкание (КЗ)

Тоже довольно распространенная неисправность. Опять измеряем линию на КРОССе. Если в трубке прибора слышно "питание" - своеобразный несильный шум, при этом могут прослушиваться голоса и т.п., то абонент просто забыл положить трубку (либо ТА неисправен). Можно попытаться вызвать абонента тональным сигналом (зуммером) или позвонить в соседний кабинет и попросить кого-нибудь проверить, правильно ли уложены трубки на аппаратах. Если же в трубке прибора тишина или прослушиваются очень тихо короткие гудки, то где-то на линии (или опять же в телефоне) конкретное КЗ. Устранять КЗ лучше вдвоем - один на АТС (на приборе), а другой на линии. Но и одному можно справиться. Если ваша АТС автоматически включает линию после устранения неисправности, то это хорошо. Тогда просто идете по всем КРОССам, начиная от АТС. Отключаете линию и слушаете на магистральной паре трубкой - если сигнал (ответ станции) появился, то неисправность дальше. Подключаете линию и идете к следующему КРОССу или в кабинет (квартиру) абонента. Таким образом вы локализуете неисправность, а затем уже будете думать, как ее устранить - менять пару, чинить проводку или телефонный аппарат. А если у вас древняя декадно-шаговая АТС, то придется вам взять с собой мультиметр и также последовательно "отсекать" участки линии. Только в этом случае начинать лучше от конечной точки, т.е. с кабинета, где установлен ТА.

Земля

Это когда один или оба провода имеют контакт с землей. Довольно часто такие неисправности бывают вместе с КЗ. По причине этой неисправности обычно происходят ошибки при наборе номера и бывает трудно дозвониться по этому номеру. В трубке обычно слышен сильный фон переменного тока и/или "поет" радио. Если у вас из всех приборов только телефонная трубка, то методика поиска неисправности будет аналогична поиску КЗ. Только при отключении линии нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО отключать ОБА провода. После отключения слушаем линию - если фон переменного тока исчез, то подключаем линию и идем дальше. Когда найден поврежденный участок, действуем следующим образом:

если неисправность в кабеле, то меняем пару;

если неисправность в проводке, то либо полностью меняем проводку, либо внимательно ее осматриваем. Особенно те места, где поработали уборщицы или прошел дождь (или соседи затопили). Если помещение само по себе влажное, а проводка прибита гвоздями, то выдергиваем эти гвозди по одному (в самых влажных местах), пока неисправность не исчезнет.

Фон переменного тока и радио могут прослушиваться и по другой причине - в том случае, если телефонная проводка проходит рядом с радиолинией или с электрической проводкой.

Постороннее напряжение

Это очень нехорошая неисправность. Обычно она случается, когда на воздушную линию падает электрический провод или ударяет молния. В этом случае выгорает все - кабель, абонентские комплекты, а иногда и АТС может "крякнуть". Целыми остаются только предохранители (шутка). Однако может случиться и менее страшная ситуация. Например, в моей практике народные умельцы однажды пытались провести самостоятельно радио и подключили радиолинию к телефонной проводке. Искать такие неисправности нужно осторожно - кто его знает, кто там чего и куда подцепил. Методика примерно такая же, как и в предыдущих пунктах.