Testowanie sieci

Poprawne i niezawodne funkcjonowanie połączonych sieci telekomunikacyjnych i komputerowych wymaga wszechstronnej wiedzy metrologicznej administratora, wspartej współczesnymi narzędziami do wyszukiwania uszkodzeń w sieciach komputerowych, także analizy i diagnozy za pomocą testerów sieciowych, sond i analizatorów. Jeszcze kilkanaście lat temu powszechne usługi telekomunikacyjne były świadczone przy użyciu tylko jednej technologii przekazu, a mianowicie połączenia kablem miedzianym. Obecnie istnieje wiele innych technologii (chociaż upadek telekomunikacji tradycyjnej wcale nie nastąpił) umożliwiających wzajemne połączenia między rozproszonymi abonentami. Łącznie z przekazem tradycyjnym można je sklasyfikować w trzech kategoriach:

• sieci bezprzewodowe – wykorzystujące fale radiowe, mikrofale lub podczerwień do indywidualnej lub zbiorowej komunikacji;
• sieci kablowe – w których jako medium transportowe stosuje się bądź połączenia miedziane (przekazy sygnału elektrycznego w tradycyjnej telefonii i łączach telewizji kablowej), bądź światłowodowe do prowadzenia sygnałów optycznych;
• sieci satelitarne – traktowane oddzielnie ze względu na specyfikę transportu sygnałów radiowych, korzystających z pośrednictwa krążących na orbicie okołoziemskiej satelitów komunikacyjnych.

Nowe technologie cyfrowe, które szybko wkraczyły zarówno do telekomutacji, jak i teletransmisji, zatarły przy okazji różnice występujące do tej pory między sieciami komputerowymi i telekomunikacyjnymi. Sieci te są traz razem połączone i tworzą jedną pajęczynę światowego Internetu. Jak do tej pory żadna z nowych technologii nie zdominowała rynku, do czego mocno przyczyniają się producenci i operatorzy tradycyjnej telekomunikacji przewodowej POTS (Plain Old Telephone Services) – rozszerzając swoje usługi o dostęp szerokopasmowy „ostatniej mili” (xDSL, CATV i LMDS). I choć świat skłania się do komunikacji bez kabli, dotychczasowi monopoliści nie ustępują łatwo pola producentom urządzeń w „czystej” technologii bezprzewodowej. Tam, gdzie nie ma rozwiniętej sieci kablowej, operatorzy telefonii bezprzewodowej (ruchowej komórkowej i stacjonarnej typu DECT) szybko opanowują nawet ponad 20 proc. rynku. Są oni również dobrze widoczni w rejonach, gdzie sieć kablowa jest zbyt intensywnie eksploatowana – a więc w metropoliach o dużym zagęszczeniu abonentów, zwykle wymagających szerokiego pasma przenoszenia dla usług medialnych.

Cyfryzacja pomiarów

Różnorodność istniejących protokołów, wielorakie architektury sieci stacjonarnych LAN/WAN i bezprzewodowych WLAN (Wireless LAN) oraz stosowanych technologii w łączach telekomunikacyjnych powodują, że diagnozowanie poprawności działania takich sieci staje się coraz trudniejsze. Czasy, w których do pomiaru parametrów sieci telekomunikacyjnej opartej na miedzi wystarczały uniwersalne mierniki oporności (rezystancji), pojemności (konduktancji) czy indukcyjności (induktancji), raczej już minęły. Co więcej, nawet korzystanie z tak wszechstronnego urządzenia, jakim był i nadal pozostaje oscyloskop analogowy, bywa rzadkością w diagnozowaniu współczesnej sieci. Tym bardziej że coraz większe szybkości sygnałów (1 Gb/s), pochodzących z wielu niezależnych źródeł i razem zmieszanych strumieni danych, uniemożliwiają tradycyjny sposób interpretacji mierzonych wielkości przez zwykłą ich prezentację na ekranie testera.

Lata osiemdziesiąte zmieniły filozofię konstruowania narzędzi pomiarowych i to nie tylko w telekomunikacji – przez cyfryzację urządzeń testujących: najpierw za pomocą uniwersalnych mikroprocesorów, później specjalizowanych, ale nadal działających na informacjach bajtowych. W końcu do testerów wkroczyły specjalizowane procesory sygnałowe DSP (Digital Signal Processor) operujące poszczególnymi bitami, o mocach obliczeniowych znacznie przewyższających powszechnie używane mikroprocesory. Przy niewielkich rozmiarach i znikomym poborze mocy szybkość przetwarzania współczesnych układów DSP przekracza nawet moc silnych stacji roboczych i sięga powyżej 500 mln instrukcji na sekundę.

Cyfrowe technologie przenoszenia i zapisu danych odgrywają teraz coraz większą rolę we współczesnym sposobie informowania społeczeństwa: cyfrowa telekomunikacja, dźwięk cyfrowy, cyfrowa fotografia, obraz, radio i multimedia są obecnie podstawowymi środkami komunikacji. Wszystkie te nowoczesne środki przekazu wymagają również cyfrowych metod pomiarowych i właściwego zrozumienia indywidualnych problemów testowych, występujących w konkretnym środowisku pomiarowym, dając w rezultacie nowe, wyrafinowane i inteligentne systemy pomiarowo-diagnostyczne.

Dwie strategie testowe

Istnieją dwie strategie testowania, według których może przebiegać kompleksowe sprawdzanie sieci komunikacyjnej: testowanie odgórne i oddolne. Strategia testowania odgórnego (top down) zakłada początek testowania od najwyższej warstwy sieciowej, po czym kolejno są diagnozowane coraz niższe warstwy sieci. Jest ona stosowana głównie w sieciach już działających, nawet współbieżnie z eksploatacją sieci. W tym sposobie testowania najpierw sprawdza się poprawność aplikacji między głównymi węzłami sieciowymi, następnie komunikację węzłów pośredniczących i dopiero na końcu poprawność poszczególnych kanałów fizycznych sieci teletransmisyjnej.

W strategii testowania oddolnego (bottom up) testowanie sieci rozpoczyna się od warstwy najniższej, czyli sprawdzania kabli i połączeń fizycznych, i stopniowo przechodzi do diagnozowania coraz wyższych warstw. Chociaż testowanie oddolne stosuje się zwykle podczas uruchamiania sieci nowych, w praktyce używa się naprzemiennie obydwóch sposobów diagnozowania sieci teleinformatycznej.