УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра "Системы телематики"
Методические указания к практическим занятиям по курсу ТДЦС
"Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем"
Ташкент 2003
|
Методические указания к практическим занятиям по курсу "Техническая диагностика цифровых систем" направление образования "5522200 - Телекоммуникация". Рассмотрены на заседании кафедры СТ и рекомендованы к печати, протокол № 9 от 16 января 2003 года.
Составители: Джураев Р.Х. Джаббаров Ш.Ю. Юлдашев М.Д.
Ответственный редактор: Усманова Н.Б. Редакционно-корректурная комиссия: Корректор: Абдуллаева С.Х.
|
Практические занятия
Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем
1. Цель занятия
1.1. Изучение основных методов диагностирования цифровых устройств.
1.2. Изучение принципа организации дистанционного диагностирования
цифровых устройств.
2. Домашнее задание
2.1. Изучить теоретический материал, приведенный в настоящем пособии.
2.2. Изучить основные надежностные показатели цифровых систем.
Список использованных источников
1 "Правила технической эксплуатации цифровых междугородных и международных телефонных станций сети электросвязи общего пользования Российской федерации, "Москва", 1998.
2 Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. - М.: Радио и связь, 1988-156с.
3 Ярмолик В.Н. Контроль и диагностика цифровых узлов ЭВМ.- Мн: наука и техника, 1988-240с.
4 Гуляев В.А., Кудряшов В.К. Автоматизация наладки и диагностирования микро УВК. - М.: Энергоатомиздат, 1992-256с.
5 Джураев Р.Х, Минаров М.М. Экспериментальные исследования по применению сигнатурного анализа для диагностики цифровых узлов телеграфной аппаратуры. Тезисы докладов. Республиканской НТК "Проблемы развития и эксплуатации междугородной и международной связи Республики Узбекистан " Ташкент. 1993.с.59 - 60.
Оглавление
|
|
стр |
||
|
Введение…………………………………………..………………………………….. |
4 |
||
|
|
1 |
Особенности технического обслуживания цифровых систем……………… |
6 |
|
|
2 |
Принцип контроля и диагностики цифровых систем……………………….. |
8 |
|
|
3 |
Общие методы контроля и диагностики цифровых систем………………… |
12 |
|
|
4 |
Структура системы дистанционного диагностирования и процесс управления. Порядок проведения диагностической сессии………………... |
14
|
|
|
5 |
Стандарт ITU-T и структура соединений технических средств……………. |
22 |
|
|
6 |
Выбор метода для дистанционного диагностирования цифровых устройств……………………………………………………………………….. |
29 |
|
|
7 |
Сигнатурный анализ цифровых устройств - разновидность метода компактного тестирования……………………………………………………. |
31
|
|
Заключение……………………………………………………………………….…... |
35 |
||
Введение
Современные цифровые сети и системы телекоммуникаций представляют собой сложные комплексы оборудования. Основное направление совершенствования цифрового телекоммуникационного оборудования (ЦТО) связано с бурным развитием микроэлектроники и вычислительной техники. Конструктивная компановка ЦТО включает типовые элементы замены (ТЭЗ), сменные цифровые платы, заменяемые при ремонте. Для построения последних используется элементная база, основанная на применении БИС, СБИС и микропроцессорных комплектов (МПК). Их применение позволяет существенно повысить эффективность систем - увеличить производительность и надежность, повысить технологичность, расширить функциональные возможности систем, уменьшить стоимость, массу, габариты и потребляемую мощность.
В тоже время переход к широкому использованию БИС, СБИС и МПК в современном ЦТО создал вместе с бесспорными преимуществами и ряд серьезных проблем в их эксплуатационном обслуживании, связанных в первую очередь с процессами контроля и диагностики. Это обусловлено тем, что сложность и количество находящегося в эксплуатации ЦТО растет быстрее, чем число квалифицированного обслуживающего персонала. Главной задачей технической эксплуатации цифровых коммутационных систем, цифровых систем передачи, систем передачи данных, а также терминальных устройств является обеспечение их качественного функционирования. Решающим фактором, обеспечивающим высокую готовность ЦТО, является наличие средств контроля и диагностики, позволяющих оперативно проводить поиск неисправностей.
Особое значение имеет то обстоятельство, что традиционные средства контроля и диагностики требуют или наличия высококвалифицированного обслуживающего персонала, или сложного диагностического обеспечения. Поиск неисправностей в таких устройствах сопряжен с определенными трудностями и при использовании традиционных контрольно-измерительных приборов не даёт приемлемых результатов. Кроме того, использование традиционных технических средств (диагностики в платах с малыми и средними ИС) для решения задач локализации неисправностей в платах с БИС, СБИС, и МПК, является в ряде случаев практически невозможным.
Отсюда следует, что необходимо вместе с новой ЦТО разрабатывать и новые методы обнаружения неисправностей в цифровых устройствах для ускорения поиска, и ремонта неисправностей для снижения стоимости ремонта цифровых устройств (ЦУ). Целесообразнее было бы организовать дистанционное диагностирование цифровых устройств под которым подразумевается простая оперативная связь между техником на месте и специалистом из обслуживающего центра. Дистанционная диагностика обеспечивает непосредственное диагностирование ЦУ методом компактного тестирования на основе сигнатурного анализа, для чего используются микропроцессорные контроллеры. Для этого используются мощные ПЭВМ для хранения центральной базы данных (БД), доступ к которой имели бы удаленные микропроцессорные контроллеры, тестирующие цифровые платы. Центральная ПЭВМ должна передавать контроллерам запрашиваемую ими информацию, необходимую для тестирования цифровых плат. При этом контроллеры запрашивают ту информацию, которой не хватает в их собственной БД.
Дистанционная диагностика снижает стоимость ремонта и значительно сокращает число специалистов высокой квалификации, требуемых для обслуживания нового ЦТО, а также с ее помощью можно добиться снижения времени поиска неисправностей, которое в свою очередь приведет к повышению коэффициента готовности ЦТО.
1.Особенности технического обслуживания цифровых систем
Системы телекоммуникаций, как и другие технические изделия, создаются для удовлетворения потребностей людей и общества в целом. Объективно таким системам присущи иерархичность структуры, связь с внешней средой, взаимосвязь элементов, из которых состоят подсистемы, наличие управляющих и исполнительных органов и т.п. В результате взаимодействия систем со средой и другими системами происходит перераспределение энергии и информации, изменения в системе происходят во множестве форм, крайними и противоположными из которых являются развитие (усовершенствование системы, ее усложнение) и деградация (износ, разрушение). Все эти изменения системы, начиная с момента ее создания (возникновения необходимости ее создания) и кончая ее полным разрушением, образуют жизненный цикл (ЖЦ).
Стадиями ЖЦ являются:
- исследование и проектирование, где происходит исследование и отработка замысла, формирование уровня качества (соответствующего достижениям научно-технического прогресса), разработка проектной и рабочей документации, изготовление и испытания опытного образца, разработка рабочей конструкторской документации. На этой стадии, наряду с проработкой вопросов функционирования системы как таковой, разрабатываются системы;
- изготовление изделий, включающие технологическую подготовку производства, становление производства, подготовку изделий к транспортированию и хранению;
- эксплуатация, которая является основой в ЖЦ системы и включает:
а) целевое использование в соответствии с назначением;
б) техническое обслуживание;
в) ремонт и восстановление после отказов.
На последнем этапе эксплуатации, после потери устройством потребительских качеств, реализуется операция его утилизации.
На рисунке 1 приведено типовое распределение стадий и этапов ЖЦ системы. Мы будем рассматривать проблемы, возникающие на третьей стадии жизненного цикла. Проблема, возникающая на третьей стадии ЖЦ системы, заключается в том, что отказы, дефекты, неисправности вызывают сбой в работе систем, которые становятся неработоспособными, в связи с чем наблюдаются простои в системах связи. Без анализа статистики и природы появления сбоев невозможно обеспечить безотказность функционирования таких систем. Поэтому изучение статистики и природы появления сбоев позволяют свести к минимуму наносимый вред от потери информации в процессе управления и контроля. Еще раз подчеркнем, что качество работы и особенности действий на этой стадии во многом определяются тем, что было заложено в систему на первых двух - чем лучше, полнее задача диагностики и контроля решена на стадии проектирования, тем эффективнее она реализуется при эксплуатации. Строго говоря, для оценки эффективности системы, задачи, решаемые на всех стадиях ЖЦ, неразрывны.
На рисунке 2 приведен жизненный цикл систем в период их эксплуатации, который можно характеризовать через l - интенсивность отказа.
На кривой можно выделить три характерные области:
I Предэксплуатационная тренировка и испытания;
II Нормальная эксплуатация;
III Старение, износ и утилизация.
В первый период предэксплуатационных испытаний выявляются, в основном, большинство производственных дефектов и неисправностей. Они составляют до 70 – 80% отказов системы в целом.
Во второй период система проходит нормальную эксплуатацию, поэтому наблюдаются отказы и неисправности с минимальной интенсивностью отказа - l..
В третьем периоде l резко возрастает в виду деградационных процессов и система нуждается в капитальном ремонте или в утилизации.
Характер и вид отказов в эти три периода технической эксплуатации систем в основном разнотипные: если в первый период перерастают производственные ошибки, то в третьем – наблюдается резкое отклонение численных значений основных параметров элементов, обусловленное процессами деградации и
 |
Рисунок 1 Типовое распределение стадий и этапов ЖЦ системы
Обозначения:
- ЭП - эскизный проект; - ОЖ - ожидание;
- ТЗ - техническое задание; - ТО - техническое обслуживание;
- ФИ - функциональное использование; - Хр - хранение.
 |
t
Рисунок 2 Три этапа эксплуатации цифровых систем
устранением в определённой мере способом регулировок и подстроек. Анализ причин и видов отказов в разные временные отрезки позволяет активно вмешиваться в производственный процесс и минимизировать погрешности за счет влияния человеческого фактора (проводить обучение техперсонала, снабжать их прогрессивной контрольно - измерительной техникой и т.д.)
2.Принцип контроля и диагностики цифровых устройств
В связи с широким внедрением ЦС на базе БИС и микропроцессорных комплектов (МПК) задача диагностики, т.е. процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью до неисправного элемента, во многих случаях является трудноразрешаемой. Зарубежный опыт эксплуатации аппаратуры связи на базе БИС и МПК показал, что обеспечить надежное функционирование последней невозможно без соответствующей организации контроля и технической диагностики. Это связанно со значительным ростом количества находящихся в эксплуатации сложных цифровых плат, а также различным подходом к вопросам обеспечения контролепригодности различными предприятиями - изготовителями цифровых систем. Большинство специалистов, занимающихся обслуживанием сложной аппаратуры, достаточно ясно осознало, что к проблеме контроля и диагностики нельзя относится как к вопросу второстепенной важности. Поэтому повышение технических и эксплуатационных характеристик сложной аппаратуры на базе БИС и МПК неразрывно связано с разработкой новых методов и средств диагностики, с необходимостью всестороннего учета и анализа цифровых плат и их составных частей, как объекта контроля и диагностики.
Эффективная система технической диагностики должна обеспечивать двухступенчатую стратегию поиска неисправностей в ЦТО с глубиной поиска, соответственно, до ТЭЗа (платы) и микросхемы. С учётом расширения номенклатуры ЦТО возникает необходимость в снижении требований к квалификации обслуживающего персонала систем технического диагностирования, особенно для центров сервисного обслуживания и ремонта. Диагностическая аппаратура, предназначенная для этих центров, должна иметь по возможности минимальные массогабаритные показатели и обеспечивать учёт специфики каждого объекта диагностирования.
Двухступенчатая стратегия технической диагностики состоит из следующих этапов:
- локализация неисправностей ЦТО до типового элемента замены (ТЭЗа) или группы ТЭЗов (осуществляется встроенной системой автоматической диагностики.) При этом диагностические тесты запускаются по требованию системы техобслуживания. Неисправный ТЭЗ должен заменяться исправным ТЭЗом из состава ЗИП;
- ТЭЗ, который заменили, маркируется как неисправный и отправляется в центр ремонта. В последнем с помощью диагностических средств осуществляется поиск, локализация неисправного компонента и его замена. Количество и состав ЗИП в центрах должны обеспечить её непрерывную работу с учётом возврата ТЭЗов из ремонта.
Особенности контроля и диагностики цифровых плат с БИС заключаются в следующем:
- широкий диапазон характеристик БИС;
- количество контрольных тестов может достигать несколько тысяч;
- цифровые платы с БИС имеют магистральный принцип организации, что требует обеспечения обмена данными по 4, 8, 16 -разрядными шинами за один период тактовой частоты, а также одновременный многоканальный контроль;
- магистральные шины в большинстве БИС имеют двунаправленный режим работы, поэтому контрольное оборудование должно обеспечивать переключение с передачи на приём в течение одного периода тактовой частоты;
- цифровые платы с БИС могут иметь в интерфейсных схемах несколько двунаправленных каналов ввода/вывода;
- так как временные характеристики играют важную роль, то операции контроля должны производится на частоте, близкой к рабочей частоте, до 10-20 МГц.
На основании вышеизложенного можно отметить, что в условиях эксплуатации аппаратуры связи требуется решение следующих задач контроля и диагностики:
- снижение себестоимости контрольно-диагностических работ с целью минимизации себестоимости ремонтно - восстановительных работ (РВР);
- сбор и обработка информации об эксплуатационной надежности цифровых плат и их составных частей, а также о временных и экономических затратах на поиск и устранение неисправностей.
С точки зрения диагностики, процессу обнаружения и устранения неисправностей в условиях эксплуатации присущи нижеследующие специфические особенности:
- в большинстве случаев достаточна локализация неисправностей на уровне сменной цифровой платы;
- высокая вероятность появления к моменту ремонта не более одной неисправности;
- в большинстве систем предусмотрены некоторые возможности контроля и диагностики, возможность контроля состояния работоспособности;
- при правильно организованных профилактических осмотрах возможно раннее обнаружение потенциального отказа;
- контроль и диагностика небольшого количества аппаратуры связи при большом числе разнообразных типов цифровых плат.
Процесс автоматического диагностирования (в системах функционального и тестового диагностирования) может быть реализован следующими способами:
- аппаратным;
- программным;
- программно - аппаратурным.
Аппаратный способ диагностирования может быть использован применительно к различным техническим объектам. В отличии от него программный способ диагностирования применим только для объектов, работающих по сменной программе. Примерами таких объектов являются специализированные и универсальные, управляющие и вычислительные машины.
Программный способ диагностирования реализуется с помощью программ, под управлением которых работает объект диагностирования.
Наиболее эффективным является программно - аппаратный способ диагностирования сочетающий в себе преимущества первых двух способов.
С целью разработки автоматизированного устройства диагностики цифровых плат (АУДЦП) на базе ПЭВМ и создания базы диагностических данных должны быть рассмотрены:
- методика анализа номенклатуры и технических данных заданных типов цифровых плат электронного оборудования, как объекта контроля и диагностики для средств компактного тестирования;
- методика анализа статистических данных подконтрольной эксплуатации заданной аппаратуры для определения надёжностных характеристик цифровых плат.
По первому направлению проводится анализ номенклатуры и технических данных отдельных цифровых плат и их составных частей, необходимых при разработке устройства сопряжения АУДЦП на базе ПЭВМ и объекта диагностики цифровой платы:
- распределение числа различных по функциональному назначению цифровых плат в оконечной и каналообразующей аппаратурах;
- число типонаименований цифровых плат и их размеры, типы, серии и число ИМС, БИС и МПК;
- типы и число разъёмов, число контактов разъёмов в различных типах цифровых плат;
- рабочие частоты функционирования узлов в рассматриваемых цифровых платах;
- градации напряжения источников питания для различных цифровых плат с ИМС, БИС и МПК.
По второму направлению проводится анализ существующей подсистемы ремонтно - восстановительных работ, связанных с цифровыми платами:
- общая организация, способы и средства контроля и диагностики, используемые при РВР;
- временные и стоимостные затраты на проведение контрольно-диагностических операций для заданных цифровых плат и ремонтно-восстановительных работ в целом;
- анализ надёжностных характеристик цифровых плат и их составных частей по результатам обобщенного опыта эксплуатации.
С целью определения основных количественных показателей эксплуатационной надёжности цифровых плат, учёт которых позволит снизить реальные трудозатраты на проведение контрольно-диагностических операций, проводится анализ:
- интенсивности отказов цифровых плат;
- доля отказов отдельных цифровых плат в общем количестве отказов аппаратуры;
- среднее время поиска неисправности;
- наработка на отказ и среднее время восстановления цифровых плат;
- ранжирование цифровых плат по критерию эксплуатационной надежности.
Таким образом, в создаваемой базе диагностических данных АУДЦП предусматривается хранение:
- сведений о типах ИМС, БИС и МПК и их эталонных сигнатурах, необходимых при их замене и для организации входного контроля;
- сведений о проверяемых цифровых платах и их эталонных сигнатурах, непосредственно на контактах разъёмов;
- сведений о топологической модели схемы цифровых плат;
- алгоритмов для поиска и локализаций места неисправности в цифровых платах карты поиска неисправности;
- сведений о внешних стыковочных параметрах, необходимых при настройке и проверке работоспособности восстановительных цифровых плат и доведения этих параметров до норм, указанных в технических условиях.
При этом, как показывает зарубежный и отечественный опыт создания автоматизированных средств контроля и диагностики, пользователю АУДЦП необходимо представить на выбор один из ниже следующих режимов:
- режим словаря "журнал" эталонных сигнатур, для заданных типов цифровых плат. Подобный словарь сигнатур цифровых плат даёт возможность контролировать по ним состояние цифровой схемы в произвольном порядке, отыскивая неправильные или нестабильные сигнатуры;
- режим обратного прослеживания ошибок по заданному алгоритму карты поиска неисправности в цифровой плате. В этом режиме оператор получает указания по последовательному контролю набора точек, что позволяет оператору, начиная с неправильной сигнатуры, определить всю цепочку сигнатур, ведущую к неисправному элементу или узлу схемы с точностью, которую обеспечивают методы компактного тестирования.
В обоих режимах отображение диагностической информации осуществляется на дисплее, а носитель диагностической программы заложен в память ПЭВМ.
При этом в АУДЦП по окончании контрольно-диагностических процедур должно обеспечиваться автоматическое документирование и хранение результатов:
- даты и времени проявления неисправности;
- режима работы аппаратуры в момент появления неисправности;
- места и средств, применяемых для поиска и локализации места неисправности;
- места и причины неисправности.
3.Общие методы контроля и диагностики цифровых устройств
С целью выявления перспективных направлений, исследований и понимания принципиальных изменений в методах и средствах контроля и диагностики, которые могут быть использованы для диагностики цифровых устройств, рассмотрим существующие методы контроля и диагностики. Анализ многочисленных зарубежных работ, посвященных проблемам контроля и диагностики цифровых устройств показал, что в настоящее время широкое распространение находят различные методы. Все методы контроля и диагностики могут быть разделены на три основные группы:
- параметрический;
- тестовый;
- функциональный.
Параметрический контроль включает традиционные измерения
параметров на постоянном токе и временные параметры: напряжений, токов, сопротивлений, частоты, скважностей, фронтов длительностей импульсов, времени задержки распространения сигнала, длительности нарастания, длительности спада и др.
Кроме того, параметрическим измерениям подлежат токи утечки входных контактов БИС, взаимные проводимости выводов микросхем, коэффициенты усиления, а в ряде случаев и параметры входных и выходных сигналов, получаемых в процессе упрощения тестовой проверки логических узлов. Известно три основных метода параметрического контроля элементов, установленных на плату: метод функциональных проб, метод двухполюсников, метод "потенциального" разделения.
Анализ показывает, что использование первого и второго методов связано с выпаиванием электронных элементов из схем, что в свою очередь может стать источниками отказов в электронном узле. В связи с этим, в настоящее время широкое распространение получил третий параметрический метод измерения без разрыва связей между элементами. Сущность этого метода заключается в искусственном расчленении многополюсной схемы на двухполюсники путем приложения электрических потенциалов, компенсирующих действие связанных с двухполюсником элементов при измерении его параметров.
В отличии от параметрического контроля, задача функционального контроля включает:
- проверку исправности;
- поиск неисправности.
Методы функционального контроля различаются по четырем основным признакам: способу генерации входных воздействий, способу генерации выходных реакций, способу сравнения выходных реакций испытуемой системы с истинными, способу анализа и постановки диагноза.
В зависимости от масштаба времени в котором производится функциональный контроль, различают статический и динамический контроль. Если статический, функциональный контроль осуществляется при низкой скорости протекания процесса, то динамический контроль осуществляется в реальном масштабе времени при быстродействии контролируемой системы, близкой к максимальной. В соответствии с этим статический контроль обнаруживает относительно простые неисправности, а динамический контроль позволяет выявить сложные динамические неисправности. Рассмотренные параметрические и функциональные методы контроля основываются на существенно различных подходах к контролю, обнаруживают различные виды неисправностей, дают различную степень достоверности контроля и отличаются по стоимостным показателям.
Параметрические методы обеспечивают проверку отдельных компонентов в параллельном режиме и поэтому обладают очень высокой производительностью. Кроме того, эти методы при реализации обеспечивают меньшую стоимость оборудования и небольшие расходы на программное обеспечение. Недостатком является низкая степень выявления дефектов и высокая стоимость зажимов, необходимых для сопряжения с контролируемым объектом.
В отличии от параметрического метода функциональный контроль проверяет, например, печатные платы как функциональное целое. При этом, из-за последовательного поиска неисправности снижается реальная производительность. Однако при функциональном контроле обеспечивается очень высокая степень выявления неисправностей.
В отличие от схемы организации функционального контроля, схема организации тестового контроля и диагностики отличается возможностью подачи на контролируемые объекты специальных тестовых воздействий, в то время как в процессе функционального контроля используются только рабочие воздействия. Таким образом, при использовании тестового метода возникает задача синтеза контролирующих и диагностических тестов для заданного класса неисправностей: константные неисправности, короткие замыкания, обрывы, неисправности элементов и т.д. Из чаще всего применяемых при тестовых методах ограничений типа неисправностей можно назвать неисправность типа "тождественный 0" и "тождественная 1", далее количество одновременно появляющихся неисправностей до одной и ограничение на неисправности постоянного вида, т.е. неисправности появляющиеся одинаковым способом за все время теста. В качестве тестовых методов, учитывающих и не учитывающих логику схемы и позволяющих производить синтез обнаруживающих тестов, используются: метод таблиц истинности, метод дифференцирования Булева, алгоритм Армстронга, метод Х- кубов и метод Д-кубов.
4.Структура системы дистанционного диагностирования и процесс управления. Порядок проведения диагностической сессии
В общем виде любую вычислительную систему с удаленным доступом можно представить в виде центральной станции, соединенной через каналы связи с рядом удаленных станций. На центральную станцию системы возлагаются такие задачи как обработка данных, так и управление функционированием систем в целом, в том числе управление обменом информацией с удаленными станциями.
На удаленные станции возлагаются задачи ввода-вывода данных непосредственно пользователю систем, а также управление обменом информацией с центральной станцией системы.
Таким образом, такая система выполняет две основные функции:
- обработку данных;
- управление телеобработкой.
Обработка данных осуществляется средствами центральной ЭВМ, а
управление телеобработкой - как средствами системной телеобработки, так и программными средствами пользователя.
К стандартным функциям телеуправления относятся:
- управление каналами ПД;
- управление обменом информацией по каналам ПД;
- исправление ошибок при передаче сообщений;
- обработка заголовков сообщений;
- установка сообщений в очередь;
- динамическое распределение памяти для сообщения;
- сбор статистики ошибок;
- преобразование кодов;
- проведение редактирования;
- тестирование звеньев системы телеобработки.
В системах телеобработки передача информации между удаленными станциями осуществляется по заранее определенным алгоритмам обмена информацией. В системах телеобработки применяют несколько унифицированных алгоритмов обмена информацией:
- синхронный;
- асинхронный;
- телеграфный.
Каждый из унифицированных алгоритмов ориентирован на использование
с конкретными типами абонентских пунктов.
Удаленная станция или группа удаленных станций, подключаемых к одному каналу связи, образуют совместно с ЦС звено системы. Взаимодействие станций в звене системы осуществляется по процедурам, определяемым конкретным алгоритмом обмена информацией. Для непосредственной передачи информации между станциями в звене системы проводится процедура логического соединения, которая приводит к установлению звена данных. Под звеном данных понимается совокупность двух или более станций, логически объединенных через общую физическую среду и одновременно участвующих в процедуре передачи данных. Понятие звено данных используется только тогда, когда станции звена системы подсоединены к одной и той же линии связи и работают с одной скоростью передачи и единым кодом.
Передача информации в звене данных осуществляется в процессе выполнения процедуры ПД, во время которой станции звена системы распознают и формируют определенный набор управляющих символов, используемых для разделения информации на блок и сообщения, изменения направления передачи, формирования различных вопросов и ответов, защиты информации от ошибок и других целей.
В общем случае весь процесс передачи информации в звене системы телеобработки можно рассматривать как объединение различных фаз связи. В каждой фазе связи одна из станций руководит работой звена системы и является ответственной за продолжение связи, другая только реагирует.
В системах телеобработки используются следующие фазы связи:
- фаза 1- установление соединения;
- фаза 2- установление звена данных, направление передачи данных;
- фаза 3- передача данных;
- фаза 4- разъединение звена данных;
- фаза 5- разъединение соединения.
Отметим, что фазы 1 и 5 используются в звеньях системы коммутируемых каналов связи.
В процессе ПД можно выделить 2 основных состояния, в которых находится оборудование телеобработки данных:
- состояние ПД (фаза 3);
- состояние управления (фаза 1,2,4,5)
Передача информации между двумя пунктами телеобработки осуществляется по соответствующим протоколам управления звеном данных.
Протоколы определяют процедуры установления и завершения логического соединения между узлами сети, управления переносом данных и обеспечение целостности сообщений при передаче информации. Одними из протоколов, используемыми в системах телеобработки являются протоколы, использующие режим подчинения, централизованную работу. Процедура установления-разъединения звена данных при использовании режима подчинения, централизованной работы приведена на рисунке 3. Передача сообщений между управляющей и подчиненной станциями осуществляется в звене данных, т.е. после установления состояния "Главная - зависимая" станции. Передача и разъединение звена данных завершается посылкой главной станцией управляющего символа КП
Для дистанционного обслуживания в большинстве случаев применяются сети передачи данных.
Система дистанционного обслуживания (ДО) организуется из трех связанных подсистем:
- автоматизированной системы диспетчеризации обслуживания цифровых систем;
- информационно - справочной системы на базе сервисного банка данных;
- системы оперативного диагностирования.
Наличие сервисного банка и возможность доступа к нему позволяет определить характер предполагаемой неисправности, с определенной вероятностью произвести статистику и анализ для выявления интегральных
показателей надежности, позволяет решать задачи прогнозирования для диспетчеризации, кроме того, позволяет внести коррективы при конструировании новых цифровых устройств.
Информационно - справочная система является информационным отображением состояния и динамики двух систем - совокупности объектов обслуживания и сервисной организации.
Система ДО ЦУ организуется как автоматизированная система дистанционного управления обслуживанием (АСДУО) ЦУ. Основная задача АСДУО - диагностика состояния ЦУ, находящейся на расстоянии от центра обслуживания, средствами, располагающимися в центре и в самой ЦУ.
 |
Рисунок 3 Процедура установления - разъединения звена данных
Под диагностикой здесь подразумевается определение исправного либо неисправного состояния ЦУ в целом и отдельных ее технических (программных) средств, и в случае обнаружения неисправности установка диагноза, определяющего существо и место неисправности ЦУ. Подсистему, занимающуюся дистанционной диагностикой (ДД) будем называть автоматизированной системой дистанционной диагностикой (АСДД).
На рисунке 4 представлена схема основных процедур диагностики. Первым шагом автоматизации согласно приведенной схеме считается автоматизация процедуры проведения контроля, т.е. автоматизация элементов контроля работоспособности и диагностического контроля ЦУ. Снабжение ЦУ средствами контроля, в том числе программными, не входит в состав функции АСДД. Более или менее автоматизированными, вплоть до полной автоматизации, могут быть и остальные четыре приведенные на рисунке 5 процедуры, объединёные в понятие управления диагностикой. При этом считается, что в основном управление диагностикой автоматизируется за счет средств центра обслуживания (ЦО). В общем случае, в пользовательском центре (ПЦ) предполагается наличие средств контроля и средств автоматического управления.
Структура управления этим средствами представлена на рисунке 5. При распределении средств контроля и диагностики (КД) в ПЦ на внутримашинные и внешнемашинные средства, в составе АСДД можно выделить подсистему АСДУ со встроенными средствами обслуживания (ВСО) и АСДУ внемашинными средствами КД. Под ВСО здесь подразумевается внутри машинная система средств КД и средств управления КД.
Для простоты разработки на первых порах вместо АСДУ предлагается создать неавтоматизированную систему дистанционного управления (СДУ), в которой в роли средств ручного управления ЭВМ ПЦ выступали бы соответствующие средства центра обслуживания (ЦО), т.е. во-первых, рекомендуется разработать и применить режим удаленного пультового устройства, во - вторых, рекомендуется ввести в состав ВСО автоматизированные процедуры диагностики, находящиеся непосредственно не под ручным, а под автоматизированным управлением ЦО. Средства автоматного управления КД ВСО, находящиеся в ЦО будем называть средствами автоматной диагностики (АД). Возможность применения центральных автоматных средств диагностики с ПЦ обеспечивает более оперативную и эффективную диагностику под управлением высококвалифицированного специалиста, производящего обслуживание на месте расположения ЦУ.
Структура систем централизованного обслуживания, представлена на рисунке 6.
На рисунке рассмотрены следующие системы:
- СЦО - система централизованного обслуживания;
- АСДУО - автоматизированная система дистанционного обслуживания;
 |
Рисунок 4 Схема основных процедур диагностики
 |
Рисунок 5 Структура управления средствами диагностики.
- АСДД - автоматизированная система дистанционной диагностики;
- ВСО -встроенная система обслуживания.
Помимо рассмотренных здесь систем на рисунке изображены: система диспетчеризации при централизованном обслуживании и система снабжения средствами обслуживания. Вопрос применения системы диспетчеризации в целях АСДД рассматривается далее, а одной из задач системы снабжения считается дистанционная передача недостающих программных информационных средств КД, или исправных программных средств КД, или исправных программных средств ПЦ.
Структура технических средств для функционирования системы АСДУО представлена на рисунке 7. В систему через сервисный пульт (СП) входят встроенные средства обслуживания обслуживаемых цифровых устройств (ЦУ) в пользовательских центрах, средства в центре обслуживания, и сеть передачи данных централизованного обслуживания (СПД ЦО).
 |
Рисунок 6 Структура систем централизованного обслуживания ЦУ.
Основным техническим средством системы АСДУО является вычислительный комплекс на базе ЭВМ, в состав периферийных устройств которого входит множество дисплеев обслуживания. Дисплей с клавиатурой является основным средством работника ЦО, непосредственно выполняющего дистанционную диагностику. Назовем этого работника ЦО специалистом (С) и обозначим его дисплей через ДС (дисплей специалиста).
Для диспетчеризации обслуживания множества систем организуется система диспетчеризации с диспетчером (Д), управляющим при помощи соответствующего дисплея (ДД) ходом обслуживания.
В пользовательских центрах в систему АСДД через СП включаются средства встроенных систем обслуживания цифровых устройств (ЦУ). В систему АСДД через стык физической линии сети ПД на месте расположения ЦУ могут быть подключены переносные внемашинные средства контроля и диагностики с автоматическим управлением.
Сеть ПД состоит из аппаратуры окончания канала данных (АКД), средства коммутации (каналов или пакетов), линий связи (ЛС). АКД конструктивно необязательно отделена от соединяемого с ним средства, т.е. АКД может быть составным элементом сервисного пульта.
В первое время предлагается организовать сеть ПД на базе некоммутируемых и коммутируемых одно - и много - точечных телефонных линий со скоростью передачи от 1200 бит/с. В случае телефонной линий АКД - модем или вместе с устройством автоматического вызова
Рассмотрим порядок проведения сессии диагностики. Централизованный контроль технического состояния ЦУ может быть осуществлен либо по инициативе центра обслуживания, либо по инициативе пользователя. В любом случае требование диагностики проходит этап диспетчеризации, завершающийся либо назначением сессии диагностики, либо отказом обслуживания.
Под сессией диагностики подразумевается процесс диагностики, состоящий из чередующихся этапов определения специалистом заданий диагностики для проведения определенных диагностических процедур, выполнения этих заданий, завершающихся отображением полученной диагностической информации и этапов обдумывания. Сессия может быть успешной и завершаться установкой диагноза, либо безуспешной. В любом случае результаты сессии после ее окончания передаются системе диспетчеризации для организации дальнейшего обслуживания. В случае неуспешного завершения сессии может быть назначена новая сессия.
Сессию проводят специалист (С) и пользователь (П) через соответствующие дисплеи (ДС и ДП). Для проведения сессии требуется на это согласие обеих сторон. Сессия может быть прервана пользователем или специалистом. Во время сессии П и С могут обмениваться между собой сообщениями, а также с диспетчером ЦО.
Сессия может протекать двумя способами:
- под управлением специалиста (основной способ);
- под управлением пользователя.
Во время сессии роль управляющего и управляемого может быть взаимно
перераспределена.
Этими двумя способами протекания сессии ставятся в соответствие режимы диагностики в АСДД:
- дистанционный (Д);
- местный системный (МС).
Функциональная структура диагностики в этих двух режимах представлена
на рисунке 8. Применяются следующие сокращения:
- ПЦ - пользовательский центр;
- ЗД - задание диагностики;
- РУ - ручное управление;
- ЗСП - задание специалиста пользователю;
- ИПС - информация пользователю специалисту;
- ЗПС - задание пользователя специалисту;
- ЦО - центр обслуживания;
- ДИ - диагностическая информация;
- АУ - автоматное управление.
Элементы, представленные на рисунке 8, как правило функционируют последовательно. Диагностика в режиме Д, например, может протекать в определенном с ДС ЗД РУ, чему следует ответ в виде ДИ РУ, далее может быть для П передан приказ (ЗСП) установки некоторого носителя, чему П отвечает ИПС. Рассмотренный пример свойственен для диагностики в режиме удаленного пультового устройства. При наличии автоматных средств диагностики (АД) в ЦС, и соответствующих им средствах КД в ПЦ, ЗД АД выполняется в контуре ЗД АД, АД, ЗД АУ, КД, ДИ АУ, ДИ АД.
Затем после обдумывания результатов, может быть представлено новое задание. Аналогично протекает сессия и в режиме МС.
5. Стандарты ITU-T и структура соединений
технических средств
Для более ясного объяснения материала оговорим смысл некоторых терминов, встречающихся ниже DTE и DCE. Эти термины относятся к передаче данных. DTE (Data Terminal equipment) - это оборудование терминала данных (компьютер). DCE (Data Communication Equipment) - это оборудование передачи данных (модем). RS-232-C или EIA-232-D - это рекомендованный стандарт Ассоциации электронной промышленности, определяющий последовательный коммуникационный интерфейс между DTE и DCE. Число 232 - это исходный серийный номер данного стандарта. Между вариантами "C" "D" практически нет никакой разницы. Стандарт RS-232-C эквивалентен стандарту ITU-T (MЭC-T, бывший МККТТ) V.24 и V.28. Обычный коннектор (разъем, соединитель) RS-232-C имеет 25 штырей. UART - универсальный асинхронный приемопередатчик. Это устройство используется в DTE и DCE для приема и передачи асинхронных данных. Обычно в РС (ПК) используется UART, типа NS 16450. Во время приема данных на высоких скоростях (38.400 бит/с и выше) РС может недостаточно
