CC BY
70
15 декабря 2011 г. 10:32
МЕТРОЛОГИЯ
Требования к метрологическому обеспечению технической эксплуатации цифровых транспортных систем
Кпочввш спола метрологическое обеспечение, техническая эксплуатация, цифровые транспортные системы, средства измерений электросвязи, метод»** измерений
Рассмотрены тенденции развития измерительных технологий в электросвязи и требования к метрологическому обеспеченно твхжчесхой эксплуатации цифровых транспортах систем, включая требования к измеряемым параметрам и показателям точности, определяющих качество функцион»фоеания цифровых транспортных систем, методикам иэмере-)«й, средствам измерений электросвязи и организационной структуре метрологического обеслечежя.
Алексеев EX., Желиов В А, Насонов А.Ю.,
МТУСИ
1. Тенденции развития измерительных
технологий в электросвязи
Развитие измерений и средств измерений параметров цифровых транслорпям систем (далее — измерительные технологии) неразрывно связано с развитием цифровых телекоммуникационных технологий Как правило, измерительные технологии тесно связаны с соответствующими технологиями телекоммуникаций и сопровождают их в своем развитии Однако развитие измерительной технологии имеет свои особенности. Эго связано с тем, что измерительная технология разрабатывается в виде системного измерительного оборудования и в виде эксплуатационного измерительного оборудования На этапе разработки новых тел» коммуникационных систем уже необходима измерительная техника, учитывающая особенности новой технологии телекоммуникаций В этой связи развитие измерительной технологии системного оборудования должно опережать развитие новой технологии телекоммуникаций В тоже время, эксплуатационное измерительное оборудование, связанное с настройкой и обслуживанием сетей, должно учитывать опыт эксплуатации новой телекоммуникационной технологии По этой причине развитие измерительной техники в плане эксплуатационного измерительного оборудования несколько отстает от развития новой технологии телекоммуникаций Обычно это отставание незначительно и связано с необходимостью
анализа проблем эксплуатации (например, при эксплуатации опытных зон внедрения новых телекоммуникационных технологий) с целью выбора достаточной спецификации измерений.
Таким образом, всю измерительную технику современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса системное и эксплуатационное измери тельное оборудование К системному оборудованию относится измерительное оборудование, обеспечивающее настройку сети в целом и ее отдельных узлов, а также последующий мониторинг состояния всей сети. Системнь** оно названо потому, что современное измерительное оборудование этого класса имеет широкие возможности интег рации в измерительные комплексы и входить в качестве подсистем в автоматизированные системы управления связью (Telecommunications Management Networks
— TMN) Эксплуатационное измерительное o6opy»oea»*ie должно обеспечивал» качественную эксплуатацию отдельтх узлов сети, сопровождение монтажных работ и оперативный поиск неисправностей
Для системного измерительного оборудования основным требованием является максимальная функциональность спецификация тестов должна удовлетворять всем существующим и большинству перспективных стандартов и методологий В противном случае системное измерительное оборудование не обеспечит полной настройки и оценки параметров сети Системное измеритель нов оборудова»**е обладает способностью интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных, что является существенным фактором для создания автоматизированных систем управлежя связью (TMN).
Эксплуатационное измерительное оборудование в первую очередь должно бып>
портативным и надежным и уже после этого многофункциональным
Вместе с тем, учитывая общую тенденцию миниатюризации изделий электронной промышленности, предлагаемая классификация измерительного оборудования является условной. С развитием техтки электросвязи системное измерительное оборудование постепенно будет становиться портативным, а эксплуатационное измерительное оборудование многофункциональным
С развитием цифровизации сетей связи произошла специализация современной измерительной техники Например, такие измерительные приборы, как анализаторы протоколов сигнализации, анализаторы цифровых систем передачи и др., относятся к специальным средствам измерений, которые применяются только в отрасли связи. Именно высокая степень специализирован-ности измерительной техники для телекоммуникаций привела к тому, что измерительное оборудование для систем электросвязи выделилось из общей массы измерительного оборудова»*«я в отдельный сегмент — средства измерений электросвязи
Под средствами измерений электросвязи подразумеваются средства измерений специального назначения, имеющие нормированные метрологические характеристики и стыки, аналогичные стыкам средств связи, и предназначенные для измерений параметров сетей электросвязи с целью оценки выполнения предъявляемых к ним требований
В настоящее время для каждой части современной системы электросвязи имеются независимые группы средств измерений электросвязи, а технологии техм^ческой эксплуатации сетей электросвязи включают в себя измерительные технологии, опирающиеся на соответствующие средства измерений электросвязи (1,2).
28
Спецвыпусх "Метрология", 2011
Таким образом, измерительные технологии являются составной частью технической эксплуатации, которая в общем виде представляет собой синтез концепции TMN и измерительных технологий
Под метрологическим обеспечением технической эксплуатации цифровых транспортных систем (далее — метрологическое обеспечение) подразумевается комплекс технических и организационных мероприятий проводимых с целью достижения единства измерений параметров цифровых транспортных систем и требуемой достоверности результатов этих измерений (3J Другими словами основу метрологического обеспечения составляют измерения, выюлняемые для определения количественных значений измеряемых величин с точностью не выходящей за установленные границы, результаты которых выражены в допущениях к применению в Российской Федерации единицах величин, а также средства измерений, прослеживаемые с соответствующими государственными первичными эталонами посредством сличения (поверки, калибровки)
Исходя из определения термина "метро логическое обеспечение", требования к метрологическому обеспечению технической эксплуатации цифровых транспортных систем должны включал» в себя:
—требования к измеряемым параметрам и показателям точности, определяющих качество функционирования цифровых транспортных систем.
— требования к методикам измерений,
— требования к средствам измерений электросвязи,
— требования к организационной структуре метрологического обеспечения
2. Требования к измеряемым параметрам и показателям точности
Требования к параметрам, измеряемым при технической эксплуатации цифровых транспортных систем, и показателям точно сти определены по результатам НИР "Разработка предложений к проекту нормативного правового акта Требования к сети связи общего пользования, в части транспортных сетей и сетей доступа, устанавливающих перечень измерений и показатели точности, связанных с обеспечением целостности, устойчивого функционирования и безо пасности" (шифр темы ЦА/29-09), проведенной МТУСИ в 2009 г В настоящее время этот нормативный правовой акт проходит стадию утверждения
Номенклатура измеряемых параметров цифровых транспортных систем при вводе их в эксплуатацию и в процессе эксплуатации включает в себя не то/ъко параметры и показатели точности цифровых сетевых и оптических стыков, обеспечивающих про-до/ьигую и поперечную совместимость в точке присоединения, но и сетевые норды на показатели качества функционирования цифровых транспортных систем, к которым относятся фазовое дрожание сетевых трактов плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) и компонентных трактов синхронной цифровой иерархии (СЦИ) независимо от средь* передачи, а также показатели ошибок для сетевых трактов ПЦИ и компонентных трактов СЦИ
3. Требования к точности измерений и методикам измерений
Требования к точности измерений устанавливают в виде пределов допускаемых значений характеристик абсолютной или относительной погрешности иэмере*#1й или в виде границы допускаемого интервала, в котором с заданной вероятностью должна находиться погрешность измерений. Ха рак теристики погрешности измерений указываются в единицах измеряемой величины (абсолютные) или в процентах (относительные) относительно результата измерений
С учетом международной практики при выборе методов и средств измерений допускается использование соотношения между пределом допускаемой погрешности измерений и границей симметричного поля допуска равным 1 : 3.
Методики измерений должны содержать правила, приемы и способы выполнения измерений, позволяющих получить результаты измерений с требуемой погрешностью
В методиках измерений должны был» приведены численные значения отдельных составляющих (методической, инструментальной и субъективной погрешностей) и суммарной погрешности измерений, приписываемой конкретнь** методикой измерений
В методиках измерений должны применяться единицы величин Международной системы единиц (СИ), а также производные единицы СИ и отдельные внесистемные единицы величин в соответствии с правилами применения, регламентированными в [4].
Методики измерений целесообразно разрабатывать в виде стандарта организации по ГОСТ Р 1 4-2004 [5] с учетом исходных данных, включающих назначение и об-
лостъ применения методик измерений, требования к точности измерений, операции измерений и условия выполнения измерений.
Стандарты организации на методики измерений должны содержать следующие структурные элементы и разделы титульный лист; предисловие, содержание, наименование, область применения, нормативные ссылки, определения и сокращения, методику измерений, а также приложения
Раздел "Методика измерений" должен содержать следующие подразделы
— назначение методики измерений;
— требования к погрешности измерен**,
— средства измерений и вспомогательные устройства,
— метод измерений.
— требования безопасности;
— требования к квалификации операторов,
— условия измерений,
— подготовка к выполнению измерений,
— выполнение измерений;
— оброботка результатов измерений,
— оформление результатов измерений Методики измерений параметров цифровых транспортных сетей, связанных с обеспечением их устойчивого функционирования должны был» аттестованы в соответствии с законодательством Российской Федерации в области обеспечения единства измерений
Аттестованные методики измерений параметров цифровых транспортных сетей, связанных с обеспечением их устойчивого функционирования должны обеспечивать коэффициент точности измерений не менее 3 (меньшее значение приведет к потере достоверности измерений, а большее значение связано с увеличением затрат)
Методики измерений, предназначенные для выполнения прямых измерений, аттестации не подлежат Подтверждение соответствия таких методик измерений метрологическим требованиям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений в порядке устанювленном приказом Минпромторга России (6]
4. Требования к средствам измерений электросвязи, предназначенным для измерения параметров качества функционирования цифровых транспортных систем.
Требования устанавливаются к средствам измерений электросвязи (далее — СИЭ), предназначенным для определения
Спецвыпуск "Метрология", 2011
29
показателей ошибок, а также параметров фазового дрожания и дрейфа фазы на электрических и оптических стыках средств связи при настройке, вводе в эксплуатацию, эксплуатации и техническом обслуживании цифровых каналов и трактов
СИЭ, предиазначенные для измерения параметров цифровых транспортных систем с прекращением связи или без прекращения связи должны выполнять функции
— генерация испытательного (и тактового) сигнала,
— измерение показателей ошибок,
— измерение дрожания фазы;
— измерение параметров дрейфа фазы. В СИЭ должны реализовываться одна из
приведенных функций или их комбинация {две или более)
При использовании СИЭ для измерений с прекращением связи они, как правило, должны подключаются к измеряемым объектам в согласованном режиме В этом случае характеристики стыков СИЭ (входное и выходное сопротивление, затухание аси\*лет рии для симметричных стыков) должны быть идентичны требованиям к стыкам средств связи в точках подключения
При использовании СИЭ для измерений без прекращения связи входные гюрты стыков СИЭ должны быть россчитаны на подключение к измеряемым средствам связи в защищенных точках контроля (имеющих развязывающие устройства) и (или) иметь высо коомное значение входного сопротивления, которое должно быть больше или равно 5 значениям номинального сопротивления ли-нми При этом в СИЭ должно обеспечиваться допогыительное усиление входного сигнала для компенсации затухания стыковой цепи или затухания развязывающих устройств Средства измерений электросвязи, прн*ле-няелые в 1пфровых транспортных системах для измерения педометров, связанных с обеспечением устойчивого функцюнироеания и целостности цифровых сетей связи, должны быть утвержденных типов и поверенными
Утверждение типа средств измерений электросвязи осуществляется в соответствии с приказом Минпромторга России [6]
Поверка средств измерений электросвязи осуществляется в соответствии с правилами по метрологии ПР 502 006-94 [7].
5. Требования к организационной структуре#,
С развитием в отрасли связи рыночных отношений стал формироваться новый под-
ход к организации работ по обеспечению единства измерений на сетях связи Для этого подхода характеры*
а) переход от прямого директивного управления к децэнтрализовезпому управлению с использованием экономических стимулов,
б) расширение свободы в разработке измерительных технологий на местах их прн*»е-нения в виде стандартов организаций;
в) свобода выбора средств измерений по критерию минимизации затрат со стороны операторов связи на их приобретение и обеспечения при этом требуемой достоверности измерений,
г) иирокое применение как отечественной так и зарубежной измерительной техники
Директивный метод управления обеспечением единства измерений сетей связи предусматривал разработку измеритель ных технологий за счет бюджетных ассигнований в отраслевых научно-исследовательских институтах, включающих в себя спецификации измерений, грофик их проведения, допустимые нормы на параметры и спецификацию средств измерений В настоящее время этот подход не работает.
Во-первых, темп внедрения новой телекоммуникационной техники настолько вы сок, что директивный метод разработки технологий измерений не успевает учитывать реальньй опыт эксплуатации телекоммуникационной техники
Во-вторых, наличие конкуренции требует анализа необходимой спецификации измерений на сетях связи с точки зрения обеспечения высокого качества связи Появилось такое понятие как "обязательные требования" к измеряемым параметрам и точностным характеристикам, вводимые в действие директивными методами. Другие требования к измерениям оператор связи имеет возможность выполнять в добровольном порядке
В третьих, некорректно рекомендовать оператору связи те ти иные конкретные типы средств измерений в директивной форме, так как рынок измерительной техники постоянно изменяется Любая директива с указанием применения тех или тых типов средств измерений устаревает в течении года
Выход из этого положения можно сформулировать следующим образом
а) требования к измерениям и показателям точности, связанным с обеспечением устойчивого функционирования и целостности цифровых транспортных систем относятся к требованиям, которые операторы связи выполняют в обязательном порядке Такие требования к измерениям и показателям точно-
сти устанавливаются федеральным органом исполнительной влости в области связи. Разработка требований осуществляется за счет бюджетных ассигнований;
6) требования к измерениям и показателям точности, которые не относятся к обязательным требованиям оператор связи выполняет в добровольном порядке. Разработку таких требований оператор связи может осуществлять в виде стандартов организаций с учетом обеспечения качественного функционирования своих сетей связи
Данные обстоятельства должны учитываться в структуре организации работ по обеспечению единства измерений
С развитием в России рыночных отношений структура управления системой обеспечения единства измерений претерпела существенные изменения В настоящее время регулирование сферы обеспечения единства измерений на общероссийском уровне осуществляется двумя федератыыми органами исполнительной власти: Минпромторгом России и Росстандартом При этом Минпромгорг России осуществляет нормативное правовое регулирование вопросов формирования государственной политики в области обеспечения единства измерений, а на Росстамдарт возложен»! функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в облости обеспечения единства измерении а также государственный метро логический надзор.
Возложение полномочий по нормативному правовому регулированию на Мин-лромторг России позволило сконцентрировать усилия Росстандартом на решении таких задач, как прогнозирование потребности государства и общества в измерениях, организация и осуществление мониторинга объектов и видов измерений, прогнозирование развития эталонной базы страны, разработка предложений о необходимых финансовых вложениях в фундаментальные исследования в области единства измерений, а также необходимых инвестициях в разработку технических средств измерений и решение других проблем метрологии
Учитывая, что государственное регулирование обеспечения единства измерений (в соответствии с Федеральным законом [8]) распространяется на измерения, к которым установлены обязательные требования и которые выполняются при осуществлении деятельности в различных областях экономики, появилась необходимость создания в соответствующих федеральных органах исполнительной влости метрологических
30
Спецвыпусх "Метрология", 2011
служб или назначения должностных лиц, ответственных за организацию деятельности по обеспечению единства измерений в пределах своей компетенции
В отрасли связи управление обеспечением единства измерений на нормативном правовом уровне осуществляет Минкомсвя-зи России. Минкомсвязи России обобщает практику реализации законодательства Российской Федерации в сфере обеспечения единства измерений сетей связи и готовит предложения по его совершенствованию с учетом интересов отрасли Кроме этого, Минкомсвязи России обеспечивает разработку нормативных правовых актов, регламентирующих метрологические требования к измерениям и показателям точности, связанных с обеспечением целостности и устойчивого функционирования сети связи общего пользования, а также к применяемым средствам измерений электросвязи
Минкомсвязи России в своей деятельности по обеспечению единства измерений сетей связи осуществляет взаимодействие с Минпромторгом России и Росстандартом
Непосредственная практическая работа по обеспеченно единства измерений осуществляется метрологическими службами операторов связи и техническим персоналом, вьпо/ыяющим измерения параметров сетей связи при их эксплуатации На метрологические службы операторов связи возлагается
а) осуществление поверки и калибровки средств измерений в соответствии с областью аккредитации в этой сфере деятельности,
б) осуществление метрологического контроля XI состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками измерений (при их наличии), а также выполнением требований нормативных правовых документов в области обеспечения единства измерений
Таким образом в настоящее время для организации работ по обеспечению единства измерений в отрасли связи сложилась трехуровневая система управления
а) на уровне федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих функции по выработке государственной политики и нормативного правового регулирования в области обеспечения единства измерений (Минпромторг России, Росстандарт), разрабатываются общегосударственные требования к обеспечению единства измерений.
б) на уровне федерального органа ис-погыительной власти в области связи (Минкомсвязи России) разрабатываются требования к измерениям, средствам изме-
рении элекросвязи и показателям точности, связанных с обеспечением целостности и устойчивого функционирования сети связи общего пользования,
в) на уровне операторов связи осуществляется реализация требований к обеспечению единства измерений, установленных в нормативных правовых документах Минпромторг а России, Росстанда рта и Минкомсвязи России Реализацию других требований операторы связи осуществляют в рамках стандартов организаций, где эти требования ими устанавливаются
Предполагается, что трехуровневая система управления обеспечением единства измерений в отрасли связи будет обладать достаточной устойчивостью и жизнеспособностью
Литература
1 Алексеев Е.Б. Концепция технической эксплуатации цифровых волоконно-оптических систем передачи по критерию надежности // "Фотон-Экс пресс", 2004 - №№ 2, 3
2 Бакланов И. Г. Тестирование и диагностико систем связи // М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001
3 Алексеев Е.Б., Бубук ГА, Жеяное В А, Насонов АЮ. К вопросу о реализации Федерального закона от 26 иноия 2008 г, 102-ФЗ "Об обеспеченна единства измерений’ в сфере связи и массовых коммуникаций // 'Электросвязь*, 2010,-№6
4. Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерац ии -Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 31 декабри 2009 года № 879
5. ГОСТ Р 1.4-2004 'Стандартизация в Российской Федерации Стандарты организаций, Общие положения*.
6. Приказ Минпромторга России от 30 ноябре 2009 г. № 1081 ’Об утверждении Порядка проведения испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа, Порядка утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений, Порядка выдачи С8идете*ъств об утверждении типа стандартных образцов или типа средств измерений, установления и изменения срока действия уко-зо^иых свидетельств и интервала между поверками средств измерений, требований к знакам утверждения типа стандартных образцов или типа средств измерений и порядка их нанесения" (зарегистрирован в Минюсте России 25 декабря 2009 г № 15866).
7 Правила по метрологии ПР 50.2.006-94 ’Порядок проведения поверки средств измерений*. — Зарегистрированы в Миняосте России 21 июля 1994 года N*640.
8. Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ 'Об обеспечении единства измере-
Ростидромет, группа компаний РСК и корпорация ІпГвІ представили инновационный энергоэффективный высокопроизводительный кластер
Федеральная служба по щарометеораю гии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). труппа компаній РСК и корпорадо ІШеІ представили новый энергоэффективный высокопроизводительный кластер, создонвьвп на основе процессоров Іпіе)® Хеоп® серии 5600с использованием жидкостного охлаждения. Группа компанвй РСК выступила разработчиком технологического решения и интегратором установки пилотной кластерной системы с пиковой производительностью 15,33 ТНОРБ (триптвонов операций в секунду) с возможностями да/ьнейшего расширенна Эго вьюокопроизеодитегьное решение является инструментом российских метеорологов для датънейшего развития оперативных технологий с целью повьвиения толости, заблаговременности и детотизации прогнозов погода
В настоящее время Росгидромет решает широкий спектр сложных задач в области обработки гидрометеоропотичеасих денных, моделирования и прогнозирования процессов в атмосфере и океане, требующих больших вы чистительных ресурсов и высокой эффективности их использования. Метеорологический центр в Москве, наряду с центрами в Вашингтоне и Мельбурне, является одним из трех Мировых метеорологических центров Всемф-ной метеорологической организации (ВМО)
В рамках ВМО Мировой метеорологический центр в Москве обеспеивает выпо/иемие международных обязательств России по обме-нгу прогностической информацией и данными гидрометеоропотичеасих наб/кданий
Введении Росгидрометом в эксплуатадоо в марте 2009 г вьгислитегъни комплекс с суммарной пиковой произво»ттельностью 27 ТНОР5 позволил ученым (йдронметцрнтра России реа/июеатъ накоппенвный к данному моменту научный потенциал в развитии про-постичесхих моделей
Взрьвной характер внедрения в оперативную практику глобальных моделей с шагом 30-40 км и меэомааитабнвах медалей с шагом 2-7 км в течение двух лег прзаичесхи исчерпал выислительные ресурсы ранее установленного вычислительного кластера
Спецвыпуск "Метрополія", 2011
31
