4 Лекция 4. Сети абонентского доступа isdn. Технологии xDsl
Цель лекции: изучение студентами принципов построения и функционирования интерфейсов S и U в ISDN и видов технологий xDSL.
Содержание:
организация доступов в ISDN (BRI, PRI);
построение шины S;
принципы функционирования интерфейса S. Структура цикла на интерфейсе S;
интерфейс U;
классификация технологий xDSL: симметричные и асимметричные.
Организация доступов в ISDN (BRI, PRI)
Интерфейс S – это четырехпроводная разводка внутри квартиры или офиса компании. Технически правильно называть интерфейс S интерфейсом S0 [5, 6]. S0 - это соединительная шина, через которую ISDN-совместимое оборудование может соединяться с основной ISDN станцией через стандартный разъём. Для учрежденческой станции S0-интерфейс - это точка, в которой учрежденческая станция соединяется с основной ISDN станцией. Длина шины S0 не должна превышать одного километра. По интерфейсу S0 в каждом из направлений информация передаётся со скоростью 192 кбит/с.
Интерфейс U – это двухпроводная АЛ длиной до 8 км, при диаметре жилы 0,6 мм или 4,2 км при диаметре жилы 0,4 мм (160 кбит/с), также называется интерфейсом Uk0.
Базовый доступ BRI реализуется на обоих интерфейсах S0 и Uk0. Только скорость работы BRI на этих интерфейсах различна:
Интерфейс Uk0 - BRI (BRA) = 2B + D + S = 2*64+16+16 = 160 кбит/с.
Интерфейс S0 - BRI (BRA) = 2B + D + S = 2*64+16+48 = 192 кбит/с.
Если линию ИКМ 30 использовать для обеспечения первичного доступа ISDN, то тогда временные интервалы с 1 по 15 и с 17 по 31 используются как пользовательские каналы, в то время как сигнальная информация передаётся, как обычно, во временном интервале 16. По аналогии с основным доступом временные интервалы с 1 по 15 и с 17 по 31 называются В-каналами (основные каналы с В1 по В31), в то время как временной интервал 16 рассматривается как D-канал. Звено ИКМ, работающее как первичный доступ с 30В+D, называется Uk2pm интерфейсом или Uk2m интерфейсом. Окончание линии со стороны абонента оформлено как сетевое окончание (NT), где интерфейс Uk2m трансформируется в S2m интерфейс. От NT до учрежденческой станции расстояние не должно превышать одного километра. Учрежденческая станция соединяется со станцией посредством S2рm интерфейса. При использовании учрежденческой станции S0-интерфейс выступает как шина для подключения терминального оборудования.
На интерфейсах S2рm и Uk2pm первичный доступ BRI:
PRI (PRA) = 30B + D + S = 30*64+64+64 = 2048 кбит/с.
Построение шины S. Согласно рекомендации ITU-Т I.430 шина S может быть выполнена в нескольких вариантах, представленных на рисунке 11.1: короткая пассивная шины S, "точка-точка", расширенная пассивная шины S [5, 7].
Принципы функционирования интерфейса S.
Конструктивно шина S представляет собой четырехпроводную кабельную линию с подключением терминалов к интерфейсу S через разъем RJ45 стандарта DIS 8877. Структура интерфейса и тип сигналов на контактах разъема представлены на рисунке 4.1 [7].
Рисунок 4.1 - Структура интерфейса S
Передача данных по шине S осуществляется со скоростью 192 кбит/с в виде фрейма длиной 48 бит и структурой цикла, определяемой рек. I.430, рисунок 4.2.
48 бит цикла организуются следующим образом:
16 бит на каждый B - канал;
4 бита на D - канал;
12 бит на синхронизацию и эхоподавление.
Рисунок 4.2 - Структура цикла интерфейса S
В интерфейс U питание постоянным напряжением от 90 до 120 В. Минимальным считается напряжение 30...40 В. Интерфейс U, использующий существующие абонентские кабели (в первую очередь витую пару), не является полностью стандартизированным. Для линейного кодирования в интерфейсе U могут применяться различные варианты линейных кодов: 2В1Q и 4В3Т; код Up0 является модификацией 2B1Q.
Технологии xDSL - Digital Subscriber Line - технологии цифровой абонентской линии
Данные технологии можно разделить на две подгруппы – технологии симметричного и асимметричного DSL-доступа, рисунок 4.3 [8, 3].
Технологии симметричного DSL-доступа:
IDSL (ISDN DSL) - нестандартизованная технология передачи данных по одной медной паре со скоростью до 128 кбит/с по информационным каналам. Используются метод линейного кодирования 2B1Q с эхокомпенсацией, а также те же модемы или терминальные адаптеры, что и в сетях ISDN. Может применяться для организации одновременной передачи речи и данных по одной витой паре на большие расстояния (до 40 км);
- HDSL (High-Bit-Rate DSL) - технология передачи потоков Т1 (1544 кбит/с) по двум «витым» парам (стандарт ANSI - T1.TR.28) или потоков Е1 (2048 кбит/с) по трем «витым» парам (стандарт ETSI -TS 101 135). В технологии используется метод линейного кодирования 2B1Q или модуляция QAM (QAM-B-QAM-256). Системы передачи на базе технологии HDSL имеют большую длину регенерационного участка. (Рекомендации G.991.1);
- SDSL (Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант HDSL, рассматриваемый как самостоятельная технология, в которой для передачи используется одна «витая» пара. Реализуемая скорость - от 128 до 2320 кбит/с, метод линейного кодирования - 2B1Q. Оборудование SDSL используется, в частности, для связи локальных сетей по телефонным линиям;
Рисунок 4.3 – Классификация технологий xDSL
- MDSL (Moderate Speed DSL) - среднескоростной вариант SDSL (от 384 до 1168 кбит/с). Реализуется код 2B1Q с адаптацией скорости передачи к условиям связи;
- MSDSL (Multirate Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант SDSL со скоростью передачи от 144 до 2320 кбит/с. Используется технология линейного кодирования САР с адаптацией скорости передачи к условиям связи;
SHDSL (Single-Pair High-speed DSL) - стандартизованная ITU-технология (Рекомендация 0.991.2) передачи цифровых потоков со скоростью от 192 до 2320 кбит/с по одной «витой» паре. Предусмотрена возможность работы по двум «витым» парам со скоростью от 384 до 4640 кбит/с. Способ модуляции ТС-РАМ;
- HDSL2/4 - стандартизованная ANSI (TLTRQ.06-2001) технология передачи потока Т1 по одной или двум «витым» парам - аналог SHDSL для скоростей передачи до 1,5 Мбит/с. Способ модуляции - ТС-РАМ;
- VDSL (Very High Speed DSL) - симметричный режим работы VDSL-систем, предусмотренной стандартом TS 101 270 организации ETSI. Скорость передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре достигает 13 Мбит/с.
Технологии асимметричного DSL-дocтyna:
- ADSL (Asymmetrical DSL) - технология передачи цифровых потоков со скоростями (Рекомендация 0.992.1 ITU-T) не менее 6,144 Мбит/с в сторону пользователя и 640 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 2,7 км. Использование метода кодирования DMT позволяет обеспечить одновременную высокоскоростную передачу данных и речевых сигналов по одной «витой» паре;
- RADSL (Rate Adaptive DSL) - нестандартизованный в ITU-T вариант ADSL, позволяющий изменять скорость передачи в линии по желанию оператора либо по такому критерию, как качество линии;
- G.Lite (Universal ADSL) - технология передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре со скоростями (Рекомендация 6.992.2 ITU-T) не более 1,536 Мбит/с в сторону пользователя и 512 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 3,5 км. Используется метод передачи DMT;
- ADSL2 - технология передачи цифровых потоков по «медной» паре со скоростями (Рекомендация 0992.3 3 ITU-T) не менее 8 Мбит/с в сторону пользователя и 800 кбит/с в обратном направлении. Планируется, что скорость передачи в оборудовании ADSL2 будет достигать 12 Мбит/с на расстоянии до 1,5 км, а при использовании технологии инверсного мультиплексирования для АТМ IMA скорость потока, направленного в сторону абонента по четырем «витым» парам, - 40 Мбит/с;
- G.Lite2 (второе поколение G.Lite). Требования к технологии определены в Рекомендации 6.992.4 ITU-T;
- ADSL2+. Требования к технологии определены в Рекомендации 0.992.5 ITU-T. Увеличенная полоса используемых частот (до 2,2 МГц) позволит передавать данные со скоростью до 25 Мбит/с на расстояние около 1 км;
- ADSL2++ ширина полосы частот в сравнении с ADSL увеличена в четыре раза (до 4,4 МГц), а также и максимальная скорость ПД при удлинении линии передачи составляет до 6,5 –7 км;
- VDSL - технология передачи цифровых потоков по медной паре со скоростью до 52 Мбит/с в сторону пользователя на расстояние до 300 м.