Насколько разнообразен спектр технологий, используемых в компьютерных и телекоммуникационных сетях, настолько же широк ассортимент оборудования для тестирования и измерения характеристик сетевых элементов.

В этой связи попросту невозможно представить в рамках одного обзора все имеющееся на рынке оборудование и всех его игроков. По сложности такая задача сопоставима с попыткой описать весь рынок средств связи в рамках одной публикации. Поэтому мы лишь обозначим ключевые направления использования контрольно-измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА) в соответствии с максимально упрощенной классификационной моделью.

Трудности классификации

Прежде всего, контрольно-измерительную технику необходимо подразделять на средства общего назначения и продукты, предназначенные для компьютерных и телекоммуникационных сетей.

Конечно, средства общего назначения так или иначе используются при строительстве и эксплуатации сетей — это осциллографы, измерители мощности, мультиметры, частотомеры, генераторы и т. д. Функциональное назначение этих приборов понятно из их названия. Абсолютное большинство мировых вендоров имеют в своем арсенале КИПиА общего назначения, но эксперты отмечают, что в России зарубежные поставщики уступают пальму первенства отечественным производителям. Правда, речь идет не об объеме доходов, а о числе проданных изделий — наше оборудование все-таки значительно доступнее по стоимости.

Совершенно особый мир КИПиА представлен в сфере беспроводных сетей. К устройствам этого класса относятся анализаторы спектра, тестеры сетей радиосвязи, измерители мощности сигнала и др. В данном сегменте традиционно работают компании Anritsu, Avcom, Agilent, Bird, Rohde & Schwarz, Tektronix и др. Однако в этом обзоре мы сконцентрируемся на КИПиА для фиксированных проводных сетей связи.

Что касается решений для проводных сетей, в вопросах их классификации среди экспертов царит полный плюрализм мнений. Выяснилось, что в зависимости от полноты продуктового ряда и рыночного позиционирования те или иные производители используют разные классификационные модели. Так, в каталогах продукции Fluke Networks все изделия разделены на три основные категории: для тестирования и сертификации СКС, диагностики корпоративных (читай — локальных) сетей и тестирования телефонных линий общего пользования (в этой области у Fluke Networks всего одно решение — CopperPro).

Некоторые эксперты выделяют в самостоятельные направления продукты для пакетных сетей и для традиционной телефонии. Кроме того, можно разделить всю гамму контрольно-измерительных устройств на группы в соответствии с сетевыми технологиями, на которые они ориентированы, либо их основным функциональным назначением (например, тестеры — для тестирования, анализаторы — для анализа линий). Наконец, можно дифференцировать КИПиА на программные и аппаратные средства. Отдельные производители, чьи продуктовые линейки полнее покрывают нужды измерений в локальных и глобальных пакетных сетях, а также в системах телефонии, предлагают классифицировать контрольно-измерительную технику в соответствии с известной семиуровневой моделью OSI. Как бы то ни было, большинство предлагаемых решений зачастую пересекаются по продуктовым позициям и по своему функциональному назначению.

Предложенная ниже схема классификации продиктована соображениями лаконичности и целостности картины. Сначала мы исследуем физический уровень, проведя условную границу между оборудованием для медных и оптических линий связи. Данная категория приборов предназначена для проверки состояния среды передачи и не «затрагивает» нюансов анализа самого трафика и используемых транспортных протоколов. На верхнем уровне окажутся системы мониторинга сетевых приложений. А между ними — широкое поле универсальной техники, которая отчасти выполняет как промежуточные, так и пограничные функции в предложенной иерархии.

Тестеры медных линий

Для медных соединений, которые широко используются в нашей стране, на рынке предлагается широчайший спектр контрольно-измерительного оборудования. Здесь необходимо выделить две группы устройств.

Первая — простейшие приборы под общим наименованием «кабельные тестеры». Они предназначены для проверки возможных механических повреждений, обрывов, замыканий между парами и других дефектов сетевых соединений. Применение тестеров позволяет и существенно повысить производительность процедур установки кабельной разводки, установки коннекторов и интерфейсного оборудования.

ТЕСТЕРЫ и анализаторы протоколов уже давно стали привычным атрибутом всех узлов телекоммуникационных сетей и центров данных

Верхняя ступень в данной подкатегории — кабельные анализаторы, которые не только определяют физическую целостность линии, но и обеспечивают замеры ее различных амплитудно-частотных характеристик для определения соответствия той или иной категории или классу СКС. В глобальных сетях, где сертификация кабелей на определенную категорию не производится, такие приборы не применяются.

В сегменте решений для тестирования СКС активно действует компания Fluke Networks. Среди ее новинок стоит отметить серию кабельных анализаторов DTX CableAnalyzer, которые способные сертифицировать СКС на соответствие седьмой категории. Для сертификации СКС шестой категории у Fluke имеется серия приборов DSP 4300 и OMNI Scanner 2.

На рынке кабельных тестеров и анализаторов для медных соединений заметны еще несколько крупных фирм, в том числе Acterna, Agilent и Ideal Industries. При этом большинство производителей предлагают к своим изделиям дополнительные опции, позволяющие проверять не только медные, но и волоконно-оптические тракты. Существуют и универсальные решения для обеих физических сред, но «самодостаточные» решения для ВОЛС правильнее выделить в самостоятельную группу продуктов КИПиА.

Измерение ВОЛС

В группе продуктов, предназначенных для контроля и измерений на волоконно-оптических линиях, выделим несколько простейших подгрупп. К ним относятся измерители мощности оптического излучения, источники оптического излучения, оптические тестеры и аттенюаторы.

Измерители мощности используются во время инсталляции, настройки и технического обслуживания систем передачи и с целью обнаружения неисправностей в ВОЛС. С их помощью проводятся различные виды тестирования многомодовых локальных, одномодовых магистральных и городских сетей связи. Пары таких устройств применяются для двунаправленного измерения затухания при тестировании для аттестации кабельных систем.

Источники оптического излучения находят применение в сочетании с измерителями оптической мощности для измерений затухания, идентификации волокон, тестирования сварок и разъемных соединений, сквозного тестирования оптических линий передачи. Основные направления использования оптических аттенюаторов — измерение границ оптических потерь сигнала; моделирования системных потерь, калибровка измерителя мощности и других инструментов тестирования.

Перейдем к более сложным и дорогостоящим системам для контроля и измерений характеристик ВОЛС. К таковым, во-первых, относятся оптические рефлектометры, которые предназначены для измерения характеристик одномодовых и многомодовых оптических волокон методом временной рефлектометрии (он позволяет в сжатые сроки находить повреждения на линии). Как правило, такие приборы питаются от батарей, имеют небольшие габариты и высокую прочность при работе в полевых условиях.

Во-вторых, это анализаторы оптического спектра, предназначенные для решения измерительных задач и анализа спектральных характеристик систем передачи, основанных на технологии спектрального уплотнения оптических каналов WDM/DWDM. Такие приборы автоматически обнаруживают оптические каналы внутри волокна и определяют их параметры, в том числе — центральную длину волны, мощность сигнала, канальные интервалы и соотношение сигнал/шум.

В-третьих, упомянем анализаторы поляризационной модовой дисперсии (ПМД). Они необходимы для быстрого высокоточного тестирования ВОЛС. В общем случае ПМД представляет собой вид искажений импульса, который связан с поляризационными свойствами волокна. Высокий уровень ПМД может привести к неспособности приемника правильно интерпретировать исходный сигнал и к снижению качества функционирования волоконно-оптических сетей, особенно поддерживающих большие скорости передачи или использующих спектральное уплотнение оптических каналов (DWDM). Поэтому измерение ПМД является одним из важнейших этапов прокладки и эксплуатации ВОЛС.

В-четвертых, хроматическая дисперсия также является одной из важнейших характеристик ВОЛС и представляет собой искажение, которое возрастает по мере увеличения протяженности линии. Оно связано с различной скоростью распространения сигналов различных длин волн по оптическому волокну. Усиление искажений, в свою очередь, приводит к увеличению межсимвольной интерференции и вероятности битовых ошибок. Так как уровень хроматической дисперсии зависит от типа используемого волокна, для некоторых оптических волокон ее значение может оказаться весьма значительным. Это приведет к ограничению использования или полному прекращению функционирования сети на скоростях STM-16 и STM-64, а тем самым будет исключена возможность внедрения DWDM-технологии. При строительстве и модернизации волоконно-оптических сетей очень важно определять значения хроматической дисперсии с целью ее эффективной компенсации. Для измерения хроматической дисперсии используются специальные анализаторы.

На рынке представлен богатейший ассортимент приборов различных классов, типов и производителей, предназначенных для тестирования ВОЛС. Среди наиболее известных зарубежных производителей следует упомянуть Acterna, Agilent, NetTest, а среди отечественных — петербургский институт ЛОНИИР.

Процессы конвергенции приводят к постепенному стиранию граней между телекоммуникационными сетями в традиционном понимании и пакетной средой передачи данных. Естественно, аналогичная тенденция «проникла» и в мир контрольно-измерительной техники. В частности, некоторые кабельные рефлектометры позволяют выявлять повреждения цифровых и аналоговых линий голосовой связи и каналов передачи данных. Тем не менее эксперты рекомендуют выделить в сегменте интегрированных решений КИПиА несколько специализированных направлений.

Спецпродукты

Следующая группа контрольно-измерительной техники отчасти смыкается с линейкой оборудования для ВОЛС. Речь идет о средствах анализа транспортных сетей, к которым относятся анализаторы магистралей ATM, PDH/SDH, DWDM и Gigabit Ethernet. Анализаторы для транспортных сетей применяются в процессе инсталляции последних, реконструкции и ввода в эксплуатацию нового узлового оборудования. Они помогают решать и проблемы качества обслуживания клиентов. Например, SunSet 10G компании Sunrise Telecom предназначен для измерения рабочих характеристик систем передачи SONET/SDH в соответствии со стандартами ANSI, Telcordia и рекомендациями МСЭ. Устройства семейства OmniBER от Agilent поддерживают оптические и электрические интерфейсы для сетей PDH, SDH, ATM с различной полосой пропускания. В этом секторе рынка большинство изделий — зарубежных производителей.

В отдельную категорию контрольно-измерительной техники следует вынести анализаторы протоколов межстанционной сигнализации. Они выполняют функции сбора статистических данных о прохождении вызовов по соединительным линиям и нередко сочетают в себе функции мониторинга, симулятора активного оборудования и анализатора. Используя встроенные функции фильтрации, обработки и статистики, такие системы позволяют определить реальное состояние сети (от ее общих характеристик до детализации отдельных вызовов) с последующим документированием измерений в виде отчетов. Результаты могут быть использованы для анализа производительности, управления трафиком и планирования сети. Анализаторы протоколов межстанционной сигнализации нужны для пусконаладочного тестирования, анализа производительности, эксплуатации и устранения неполадок в сетях ОКС-7 (включая транспортный уровень инфраструктуры мобильных операторов), а также в интеллектуальных сетях. К числу крупнейших игроков этого рыночного сегмента, представленных на отечественном рынке, можно отнести Acterna, Agilent, NetTest, RADCOM Equipment и российское предприятие ЛОНИИС.

НОВЫЕ продукты Fluke семейства DTX Cable Analazer способны сертифицировать СКС на соответствие седьмой категории

Обратим внимание на группу продуктов под условным наименованием «анализаторы доступа» предназначенных для линий xDSL, E1 и ISDN. Новейшие средства тестирования и измерений востребованы провайдерами кабельного телевидения при внедрении новых широкополосных услуг доступа к Internet или пакетной телефонии. Поэтому приборы, используемые для контроля сетей HFC, тоже относятся к разряду решений для сетей доступа. Для наглядности приведем краткое описание некоторых продуктов из перечисленных категорий.

Например, предназначенный для полевых условий анализатор 1586T(E) компании Amrel представляет собой средство предварительных испытаний линий xDSL, тестирования целостности двух- и четырехпроводных линий, инсталляции и ввода в действие абонентских окончаний ТфОП, линий передачи данных, DDS, ISDN, HDSL и ADSL. Данный анализатор отображает базовые параметры обслуживания (такой, как скорость соединения), а также более сложные характеристики. С его помощью можно быстро идентифицировать источники шума в кабельных связках путем анализа битов данных в тональном сигнале. Кроме того, он выявляет сетевые соединения с помощью встроенной функции тестирования IP Ping, выявляет и считывает загрузочные катушки, идентифицирует разрывы и замыкания.

Тестер интерфейсного сигнала ТИС-Е1 производства российской компании «Технодалс» осуществляет необходимые измерения при настройке, наладке и обслуживании цифровых систем передачи информации плезиохронной и синхронной цифровых иерархий, имеющих стыки E1. Тестер обеспечивает измерения с прерыванием связи по шлейфу и направлению, а также без прерывания в защищенных контрольных точках и контрольных выходах оборудования.

Полноуровневый анализ линий ISDN осуществляет система Lite3000 компании NetTest. С ее помощью можно проводить мониторинг трафика с полноуровневым декодированием сообщений, а также сбор статистики по трафику. Возможности прибора включают в себя контроль тракта 2 Мбит/с и его подключение к аудиоканалам. Опция эмуляции вызова в сети ISDN обеспечивает необходимые испытания контроля соединений для BRI-и PRI-интерфейсов. Прибор может устанавливать и принимать вызовы ISDN с задаваемыми пользователем параметрами.

Как уже отмечалось, HFC сети также требуют передовых методов тестирования в полевых условиях. Для решения этих задач предлагается широкая гамма оборудования, в том числе специальные рефлектометры. Последние служат для быстрого обнаружения повреждений кабеля, которые вызывают переходные помехи, утечку сигнала и снижение его уровня. А специальные анализаторы сетей кабельного телевидения способны измерять соотношение сигнал/шум, определять цифровые несущие и выполнять комплексные проверки во всех точках сети CATV.

Непосредственно для анализа эксплуатационных характеристик сетей LAN/WAN предлагается широчайший спектр устройств известных поставщиков — Acterna, Agilent, RADCOM и др. Отметим, что компания Fluke, которая прежде позиционировалась главным образом как поставщик продуктов для LAN, несколько месяцев назад предложила собственные решения для анализа глобальных сетей. Она вывела на рынок новый анализатор Optiview WAN Analyzer, который необходим для оптимизации производительности WAN-канала с целью поддержки критически важных приложений, проверки надежности систем сетевой безопасности, создания отчетов об изменении загрузки канала, количестве ошибок за определенный временной интервал, а также проверки параметров соглашений об уровне сервиса (SLA).

Вдобавок продукт реализует быстрый поиск подключенных устройств, а в случае обнаружения проблемы автоматически ее протоколирует с указанием времени обнаружения. OptiView WAN Analyzer поддерживает технологии ATM, Packet over SONET на уровнях STM-1, STM-4, E1/T1, PPP, HDLC и позволяет осуществлять мониторинг одномодовых и многомодовых оптоволоконных каналов WAN.

Помимо аппаратных решений, в линейке анализаторов протоколов LAN/WAN значатся прикладные программные продукты. Если первые, как правило, представляют собой специализированные компьютеры с установленным ПО, специфическими сетевыми платами и быстродействующими RISC-процессорами, то программные решения инсталлируются на стандартных ПК. Среди программных средств нужно упомянуть протокольные анализаторы Software Adviser компании Agilent, OptiView Protocol Expert производства Fluke Networks и Sniffer от Network Associates.

Между тем эксперты сошлись во мнении, что применение программных средств в высокоскоростных сетях неоправданно из-за низкой производительности подобных решений. Поэтому разработаны промежуточные модели, которые являют собой симбиоз автономной аппаратной части и стандартного ПК, предназначенного для установки ПО и отображения контрольной информации. В частности, семиуровневый анализатор протоколов Protocol Expert производства Fluke Networks разработан для платформы Windows и может функционировать как самостоятельно, так и совместно с продуктами OptiView. Он способен обеспечивать как онлайновый анализ пакетов, захваченных с помощью OptiView LinkAnalayzer, так и экспертный анализ трафика, перехваченного модулями OptiView?s Workgroup Analyzer и Integrated Network Analyzer в режиме off-line. Опция программного обеспечения VoIP позволит заказчику контролировать качество голосовых соединений в сети IP.

От узкофункциональных и специализированных продуктов перейдем к глубоко интегрированным средствам, способным выполнять практически весь комплекс необходимых измерений в фиксированных сетях связи.

Интегрированные решения

Интегрированные продукты представляют собой мощные анализаторы для локальных и глобальных сетей, снабженные высокопроизводительными процессорными модулями и широким набором сетевых интерфейсов (WAN, Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM и др.). Они способны осуществлять анализ трафика на высоких скоростях в режиме реального времени и его полное семиуровневое декодирование, измерять задержки и потери передачи пакетов. Такие продукты содержат гибко настраиваемые фильтры, системы сбора статистики и интеллектуальные экспертные системы, помогающие выявлять ошибки в работе сети.

Так, компания Agilent выпускает мощный универсальный анализатор протоколов локальных и глобальных сетей WAN/LAN/ATM — Agilent Advisor J6800A. Прибор содержит встроенную экспертную систему, средства автоматического обнаружения неисправностей и реализует полный комплекс необходимых измерений, начиная с параметров физического уровня и заканчивая анализом сетевых протоколов. J6800A относится к новому поколению анализаторов и в полном объеме поддерживает функционал контрольно-измерительного оборудования другого типа — анализаторов протоколов межстанционной сигнализации.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ платформа SunSet MTT имееет номенклатуру из 30 различных измерительных модулей

Другой пример — универсальная портативная измерительная платформа SunSet MTT с семейством измерительных модулей, которая применяется при инсталляции, техническом обслуживании и ремонте сетей доступа, цифровых абонентских линий xDSL и оптических линий связи. SunSet MTT имеет номенклатуру, состоящую более чем из 30 измерительных модулей, которые способны удовлетворить большую часть потребностей операторов связи и корпоративных пользователей. Эти модули вставляются в шасси SunSet MTT и придают прибору соответствующую функциональность. Диапазон поддерживаемых функций необычайно широк и включает в себя тестирование витой пары, физических интерфейсов ISDN, каналов тональной частоты, DDS-4, HSSI. Поддерживаются анализ xDSL-линий, голосовых каналов, джиттера, стандартный набор функций тестирования потоков E1, межстанционной сигнализации по протоколам ОКС-7, GSM/GPRS, R2, V5.x, измерение пропускной способности ATM, анализ сетей Ethernet/Gigabit Ethernet и т. д.

7 июня 2004 года, компания Fluke Networks объявила о выходе новой версии анализатора OptiView Series II Integrated Network Analyzer (INA). В данном приборе объединены все функциональные возможности, необходимые для комплексной диагностики сетей. Этот семиуровневый анализатор протоколов со встроенной экспертной системой может работать и в качестве простейшего кабельного тестера. Он является универсальным средством для администрирования, диагностики и поиска неисправностей в локальных вычислительных сетях. На данный момент это единственное диагностическое средство для сетей 10/100/1000 Ethernet и беспроводных сетей стандарта 802.11a/b/g.

Компания Acterna недавно выпустила анализатор DA-3400. Вместе с программным обеспечением для анализа протокола Ethernet он является инструментом оптимизации IP-трафика в электрических и оптических сегментах Ethernet глобальных (WAN), региональных (MAN) и локальных (LAN) вычислительных сетей. Анализатор предоставляет необходимый набор инструментов для поиска и разрешения проблем в сети, включая классификацию, фильтрацию событий и составление статистических отчетов по всей базе VLAN или подсетей IP. Этот прибор способен генерировать трафик на скорости передачи линейного сигнала и анализировать физический уровень среды передачи. Опция программного обеспечения VoIP позволит заказчику контролировать качество голосовых соединений в конкретном сегменте сети.

К категории универсальных комплексных продуктов следует отнести платформенные решения, ориентированные на применение в конвергентных сетях нового поколения NGN, в том числе — с поддержкой технологии VoIP. В этом рыночном сегменте хорошо зарекомендовали себя NavTel, SunRise, RADCOM Equipment и другие вендоры. Они предлагают продукты, с помощью которых инженерный персонал может проводить все необходимые измерения в современных мультисервисных сетях. Например, продуктовая линейка RADCOM помимо анализаторов протоколов включает в себя программно-аппаратный комплекс Performer, предназначенный для измерений в конвергентных сетях VoIP. В его состав входят программная консоль управления, мониторы характеристик передачи VoIP, генераторы вызовов в соответствии с протоколами SIP и H.323, симулятор неисправностей в IP-сетях и средство для написания сценариев тестирования.

Средства мониторинга

В отдельную категорию продуктовов эксперты рекомендуют выделить средства сетевого мониторинга. Такие системы необходимы для предоставления в режиме реального времени сведений о состоянии всей сети. Они обеспечивают раннее предупреждение ошибок, накопление статистики, отслеживание в режиме реального времени сеансов связи и выявление неисправностей. В этом сегменте рынка действуют компании Acterna, Agilent, EXFO, FastNet, NetTest, Inet Technologies, Network Instruments, Tektronix, ЛОНИИС.

Отметим, что в данной подгруппе представлено немало программных продуктов, среди которых наиболее известным является Observer от Network Instruments. Данное решение позволяет в масштабе реального времени наблюдать за всеми процессами в сетях Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI, Token Ring и на основании полученных данных делать достоверные выводы о качестве обслуживания и о причинах сбоев.

В качестве примера программно-аппаратного комплекса сетевого мониторинга можно указать решение для обслуживания сетей связи GeoProbe фирмы Inet Technologies. Эта система служит для централизованного обзора всех сетевых элементов на каждом уровне протокола SS7. Она непрерывно отслеживает звонки и итоговую производительность приложений. GeoProbe обеспечивает полный анализ, независимо от топологии сети, числа задействованных протоколов и компонентов разных производителей. Информация, собранная системой, позволяет расширить возможности оптимизации сети и повысить качество обслуживания потребителей.

Снова о плюрализме

К сожалению, рынок КИПиА не избалован вниманием авторитетных аналитических агентств, поэтому нам не удалось получить репрезентативных оценок объема российского рынка контрольно-измерительных средств. Остается полагаться на мнения самих игроков. Но в данном вопросе, как и в случае с классификационной моделью, среди экспертов нет единодушия.

В частности, менеджер по продуктам Fluke Networks дистрибьюторской компании Landata Игорь Панов предположил, что суммарный объем продаж средств КИПиА для LAN на российском рынке составляет не менее 5 млн долл. Технический директор московского представительства Acterna Артур Вослаев считает, что валовая выручка производителей тестовой и измерительной техники в нашей стране может составить от 35 до 40 млн долл. в год.

Директор департамента контрольно-измерительного оборудования Syrus Systems Сергей Некрасов убежден, что объем российского рынка КИПиА значительно больше. В своих расчетах он опирается на усредненную стоимость контрольно-измерительной техники. Действительно, если КИПиА общего назначения и кабельные тестеры трудно отнести к разряду дорогостоящих продуктов (в среднем их цена не превышает 1,5 тыс. долл.), то протокольные анализаторы могут стоить до 150 тыс. долл.

Стоимость систем для измерения оптических сетей, таких как анализатор хроматический дисперсии, достигает 130 тыс. долл., анализаторов SDH колеблется в пределах 50—100 тыс. долл. Но самые дорогие продукты относятся к группе решений для сетей NGN — они могут стоить почти 400 тыс. долл. По мнению экспертов, среднестатистический поставщик КИПиА ежемесячно продает в России оборудование на сумму 200 тыс. долл. Учитывая число активных игроков (а их не менее 20), годовой оборот российского рынка КИПиА может составлять от 70 до 90 млн долл.