Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Цифровые сети доступа технологии xDSL
.pdf
Заметим, что в ВСС РФ не входят внутрипроизводственные, технологические и выделенные сети. Она является
иерархической системой и включает в себя три уровня. Первый – это первичные сети, второй – вторичные сети, третий
уровень образуют системы (службы) электросвязи определенного типа в зависимости от вида предоставляемых абонентам
услуг электросвязи.
В настоящее время трехуровневое предоставление первичной сети общего пользования все чаще заменяется двухуровневым: транспортной сетью и сетью доступа (а бонентской
сетью). Составной частью абонентской сети доступа являются
абонентские линии (АЛ). Это один из самых дорогостоящих
элементов системы связи, который используется наименее эффективно.
Повысить эффективность уже существующей абонентской сети позволяет установка на ней оборудования технологии xDSL [38–47].
Современные технологии xDSL дают возможность организовать высокоскоростной доступ в сеть Интернет для каждого индивидуального пользователя или каждого небольшого
предприятия, превращая обычные телефонные кабели (рис.
1.1, а) в высокоскоростные цифровые каналы (рис. 1.1, б).
xDSL включает в себя целый набор различных технологий,
позволяющих организовать цифровую абонентскую линию и
различающихся по расстоянию, на которое передается сигнал,
скорости передачи данных, а также по разнице в скоростях передачи «нисходящего» (от сети к пользователю) и «восходящего» (от пользователя в сеть) потока данных [48–57].
Те х нология xDSL классифицируется [58]:
– по отдельным средам передачи: радиопередача, оптоволокно, линии электропередач (ЛЭП), медные линии
– по способу передачи: симплекс, дуплекс, полудуплекс.
При дуплексной передаче различают симметричные
xDSL (SDSL – Single Pair Symmetrical Digital Subscriber Loop,
;
11
Symmetric DSL – симметричная высокоскоростная цифровая
Абонентская телефонная линия
ТФОП
Узел доступа
Коммутатор
(АТС)
Помещение
абонента
64 кбит/с
Аналоговые сигналы
Ширина полосы пропускания
Абонентская телефонная линия
Узел доступа
Коммутатор
(АТС)
6 Мбит/с
Ширина полосы пропускания
Цифровая линия (DSL)
Интернет
Частотный
разделитель
Помещение
абонента
xDSL модем
Частотный
разделитель
xDSL модем
Шлюз
ТФОП
абонентская линия, работающая по одной паре); асимметричные xDSL (АDSL – Asymmetric DSL – асимметричная цифровая абонентская линия).
а)
Рис. 1.1. Организация высокоскоростного доступа в сеть Интернет
Симметричные технологии xDSL (SDSL) различают по
числу пар используемых проводов. При использовании трех
пар проводов применяют технологию HDSL (High-bit-rale
Digital Subscriber Loop – высокоскоростная цифровая абонент-
ская линия) со скоростью передачи 784 кбит/с, нормированную в ETSI (European Telecommunications Standards Institute
– Европейский институт стандартизации электросвязи). При
использовании двух пар проводов применяют технологию
12
б)
на базе xDSL
HDSL, нормированную в ETSI и ANSI (American National
SDSL
(Симметричные DSL)
Количество
пар проводов
Стандарт
SDSL/SP-DSL
Single Line DSL/
Single Pair DSL)
HDSL
ETSI
784 кбит/с
HDSL (2)
784 кбит/с
HDSL (2)
1168 кбит/с
wDSL
2 пары
Отсутствует
1 пара
3 пары
ANSI
ЕТSI
Standards Institute – Американский национальный институт
стандартов). При использовании одной пары проводов применяют ненормированную технологию SDSL/SP-DSL [59].
Те х нологии HDSL позволяют организовать передачу данных с различными скоростями передачи, которые в процессе
работы могут оставаться постоянными или изменяться. В зависимости от технического использования возможна ручная
или автоматическая установка оптимального значения скорости.
Те х нологии HDSL применяют на существующих электрических кабелях с медными жилами для симметричной дуплексной безрегенерационной передачи цифровых потоков на
большие расстояния в частном и деловом секторах. В технологии HDSL используются различные типы линейных кодов.
Классификация симметричных технологий xDSL приведена на
рис. 1.2 [54].
Асимметричные технологии xDSL. Если первоначально
развитие симметричных технологий xDSL в основном было
Рис. 1.2. Симметричные технологии xDSL
13
ориентировано на потребности делового сектора, то асиммет-
ADSL
Без разветвителя DMT
С динамическими
микрофильтрами
(без разветвителя)
Разделение
QAM
QAM
QAM
С разветвителем
Разделение
MVL
1-Meg
Megabit
Modem
CiDSL
≤1,536 Мбит/с
UDSL
UADSL
RDSL
CDSL
DSL.Lite
ADSL.Lite
≤1,536 Мбит/с
RDSL
(Revers
ADSL)
VDSL
(FDD)
UADSL
BDSL
VHDSL
VDSL
Lite
RADSL
G.dmt-«full rate»
ADSL1
ADSL2
ADSL3
G.Heavy
ADSL
Heavy
G.Lite
≤52 Мбит/с
≤6,144 Мбит/с
≤8,192 Мбит/с
ричные технологии xDSL были предназначены для частного
сектора. Такой подход определил существенную разницу в
требованиях к ним. В частном секторе было необходимо, чтобы уже существующая телефонная служба продолжала работать и при переходе на ADSL [60]. Иначе говоря, помимо телефонной службы требовалось обеспечить и передачу данных.
С целью разделения речевых сигналов и сигналов передачи
данных были введены частотные разветвительные фильтры
(разветвители-сплиттеры).
Схема построения сетей с использованием асимметричных технологий xDSL представлена на рис. 1.3 [54], где ТФОП
– телефонная сеть общего пользования; QAM – квадратурноамплитудная модуляция; САР – амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей; DMT – дискретная многочастотная
модуляция.
14
Рис. 1.3. Асимметричные технологии xDSL
Асимметричные технологии xDSL с разветвителем
(АDSL). АDSL – самая известная технология xDSL. Первона-
чально она требовала наличия разветвителя. По этой технологии максимальная скорость передачи в прямом направлении
достигала 6,144 Мбит/с, в обратном – 0,640 Мбит/с. Разделение
осуществлялось с помощью эхокомпенсации или методом частотного разделения. При этом разветвители необходимы как
со стороны автоматической телефонной станции (АТС), так и
со стороны потребителя.
Во многих решениях ADSL можно регулировать скорость
передачи автоматически или вручную в зависимости от качества линии: на линиях хорошего качества можно использовать
более высокие скорости передачи. Различные виды технологии ADSL могут использовать различные диапазоны частот.
Например: RADSL (Rate Adaptive DSL) – скорость передачи
≤ 8,192 Мбит/с. Тип кода САР. VDSL на основе FDD (Frequency
Division Duplex) – скорость передачи ≤ 52 Мбит/с [61–64].
Асимметричные технологии xDSL без разветвителя.
Ус т ановка разветвителей связана с большими затратами, поэтому были разработаны технологии ADSL без разветвителей,
которые нормированы в международном союзе электросвязи
(МСЭ) (Рекомендации G.992.1). Они получили на звание G.Lite,
их скорости ≤1,5 Мбит/с.
В технологиях ADSL без разветвителей используются различные виды модуляции: QAM – квадратурно-амлитудная
модуляция; САР – амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей; DMT – дискретная многочастотная модуляция. В последнее время стали популярными технологии ADSL,
сочетающие сжатие речевых сигналов и ATM (Asynchronous
Tra nsfer Mode – режим асинхроной передачи) [65–67].
В России более 95% абонентских подключений в настоящее время осуществляются медной парой. На этих линиях
зачастую не установлено никакого оборудования уплотнения
(ни аналогового, ни цифрового). Это облегчает решение воп-
15
С разветвителем
≤52 Мбит/с
Радио
skyDSL
AirDSL
wDSL
Медь
xDSL
Сим-
Полудуп-
Дуп-
UDSL
EnterLoop
Асимметричный
АDSL
Симплекс
полудуплекс
или дуплекс
Симмет-
ричный
SDSL
1 пара
3 пары
2 пары
Количество
витых пар
Нет
wDSL
ANSI
ETSI
HDSL (2)
784 кбит/с
HDSL (2)
1168 кбит/с
SDL/SP-DSL
(Single Line DSL/
Single Pair DSL)
Стандарт
HDSL ETSI
784 кбит/с
Без разветвителя
Цифровой поток
симметричный
асимметричный
MVL
PDST-
splitter
CDSL
EZ-DSL
≤1,5 Мбит/с
G.Lite
≤1,5 Мбит/с
≤1,5 Мбит/с
Скорости
передачи
≤8,2 Мбит/с
АDSL
RАDSL
VDSL
(FDD)
UADSL
BDSL
VHDSL
АDSL
VoDSL
VoADSL
X2/DSL
Скорости
передачи
Постоянная
скорость
передачи
Переменная
скорость
передачи
UDSL
UADSL
RDSL
CDSL
DSL.Lite
ADSL.Lite
Выбор
скорости
передачи
160
кбит/с
1552
кбит/с
2320
кбит/с
ISDN
DSL
HDSL (1)
(ANSI)
HDSL (1)
(ETSI)
IDSL
(64n+16)
кбит/с
2<n<13
160…
2320
кбит/с
2 Мбит/с
Скорости
передачи
MDSL
GDSL
FDSL
EDSL
TurbolSDN
MSDSL
MR-SDSL
Turbo
SDSL
S-SDSL
WaDSL
Ea-sDSL
TR-SDSL
(1Мбит/с)
2320
кбит/с
HDSL2
(ANSI)
SDSL2
(ETSI)
wDSL
SDSL2
(ITU-TI)
MultiMode
DSL
16
Рис. 1.4. Классификация технологии xDSL
роса по обеспечению электромагнитной совместимости при
использовании технологий xDSL.
Оставшиеся 5% в сетях абонентского доступа распределяются приблизительно поровну между оборудованием абонентского уплотнения (2%) и HDSL/ISDN-технологиями, использующимися преимущественно в цифровых системах передачи
для абонентских линий (ЦСПАЛ).
Подключение абонентов к сети по цифровому каналу с
цифровым интерфейсом на абонентской стороне составляет
менее 1%. В этом 1% подключений с огромным перевесом преобладают абоненты корпоративного сектора.
Другой сферой применения DSL-технологий является уплотнение межстанционных соединительных линий. Для этого
широко используется HDSL-оборудование. Замена устаревших линейных трактов на основе кода HDВ-3 (ИКМ-30) на
технологии xDSL пока широко не производится.
Классификация технологии xDSL приведена на рис. 1.4.
В последнее время появились отечественные решения,
специально адаптированные с учетом состояния отечественных кабельных линий (например, серия Flex DSL, НТЦ НАТЕКС, оборудование IDSL фирмы Зелакс и др.). На длинных
медных линиях внутризоновой сети возможно использование
технологии xDSL-MEGATRANS совместно с аппаратурой К-60
[68–70].
1.2. Анализ оборудования цифровых сетей
доступа технологии xDSL
Проанализируем наиболее распространенное в настоящее время оборудование, применяемое для технологии HDSL,
предназначенное для симметричной дуплексной безрегенераторной передачи цифровых потоков со скоростью 2 Мбит/с на
большие расстояния.
17
Оборудование HDSL применимо для работы по кабелю
любого типа –симметричному городскому (ТПП и аналогич-
ный), магистральному (МКС, КСПП, ЗКП) и даже, после некоторой переработки линейных согласующих блоков, по коаксиальному.
Гл а вные факторы, влияющие на качество работы оборудования HDSL, это параметры линии связи, ключевыми из которых для хDSL являются:
1. Ослабление сигнала. Затухание сигнала в кабельной линии зависит от типа кабеля, его длины и частоты сигнала. Чем
длиннее линия и выше частота сигнала – тем выше затухание.
2. Нелинейность амплитудно-частотной характеристики
(АЧХ). Как правило, кабельная линия связи представляет собой фильтр низких частот.
3. Перекрестные наводки на ближнем NEXT (Near-End
Crosstalk) и дальнем FEXT (Far-End Crosstalk) окончаниях.
4. Радиоактивная интерференция.
5. Групповое время задержки. Так как скорость распространения сигнала в кабеле зависит от его частоты, то даже
если АЧХ кабеля равномерна, при передаче форма импульса
все равно искажается.
Основу оборудования HDSL составляет линейный тракт,
т. е. способ кодирования (или модуляции) цифрового потока для его передачи по медной линии. Технология HDSL предусматривает использование двух технологий линейного кодирования – 2B1Q (2 binaru, 1quartenaru) и CAP (Carrierless
Amplitude and Pahe Modulation). Обе они основаны на цифровой обработке передаваемого и принимаемого сигналов так
называемым сигнальным процессором и обладают рядом общих принципов.
Та к, для снижения частоты линейного сигнала, а следовательно, повышения дальности работы в технологии HDSL применена адаптивная эхокомпенсация. Суть ее в том, что прием
18
и передача ведутся в одном спектральном диапазоне, разделение сигналов осуществляет микропроцессор.
Приемник модема HDSL как бы вычитает из линейного
сигнала сигнал собственного передатчика и его эхо (сигнал,
отраженный от дальнего конца кабеля или от места сочленения составного кабеля). Настройка системы HDSL под параметры каждой линии происходит автоматически, оборудование динамически адаптируется к параметрам каждого кабеля,
поэтому при установке аппаратуры или ее переносе с одного
участка на другой не требуется каких-либо ручных настроек
или регулировок.
Применение эхокомпенсации и снижение частоты линейного сигнала позволило вести передачу в обоих направлениях
не только по одной паре, но и в одном кабеле, что также является ключевым преимуществом технологии HDSL перед применяемыми ранее методами линейного кодирования HDB3.
Напомним, что построенные до появления технологий
xDSL тракты T1 или E1, помимо установки множества линейных регенераторов (через каждые 1000–1500 м), требовали
прокладки двух кабелей, в одном из которых все пары задействовались под передачу, а в другом – под прием.
Существует большое разнообразие различных типов аппаратуры, применяемой в цифровых сетях с использованием
технологии xDSL. В табл. 1.1 и 1.2 приведены основные технические характеристики оборудования транспортных сетей
и сетей абонентского доступа на примере оборудования, разработанного и изготовленного НТЦ «НАТЕКС» и нашедшего
наиболее широкое применение на отечественном рынке [12].
Те х нические характеристики широко представленного на
российском рынке HDSL- и SDSL-оборудования, а также устройств ADSL, RADSL и IDSL подробно отражены в Приложении.
19
Та блица 1.1
Те хнические характеристики оборудования для цифровых
сетей абонентского доступа
Ти п
аппаратуры
FlexGain PCM 4/5
FlexGain PCM
11/12
NTU-128
Vo ice
FlexGain
UG5
Примечание. V – информационная скорость передачи; F – расчетная час-
тота: Ку – усилительная способность; Rл – сопротивление цепи (шлейфа)
линии.
Число кана-
лов
4/5
(тлф)
11/12
(тлф)
2(тлф, факс,
пд)
5
(2В+D)
Код V,
кбит/с
2В1Q 336 63 44 1150
2В1Q 784 150 31 870
2В1Q 160 40 42 1300
2В1Q 784 150 31 870
F,
кГц
Ку, дБRл, Ом,
не более
Та блица 1.2
Те хнические характеристики оборудования для цифровых
транспортных сетей
Система
Ти п
аппаратуры
FlexDSL
HDSL
FlexDSL
MDSL
FlexDSL
CAP-64
организа-
ции
связи
2-проводная
2-проводная
4-проводная (две
пары)
N
Код
к
30
2В1Q
4–30
2В1Q
30 САР-
64
V,
кбит/с
2048 196 13,5
144 кбит/с
– 2,3 Мбит/с
с шагом 16
кбит/с
1168 260 13,5
F,
кГц
36, 68,
144, 196,
260, 388,
516
U
вых
дБ
13,5
,
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]