5.3. XDsl – сети

Одна из существенных особенностей работы в среде Internet со­стоит в том, что объем информации, передаваемой от пользователя к сети, и поток данных в обратном направлении различаются, в общем случае, на несколько порядков. Следовательно, пропускная способ­ность каналов прямого и обратного направления, создаваемых для обмена информацией между терминалом пользователя и соответству­ющим сервером Internet, может быть разной. От пользователя к сети организуется канал передачи данных с относительно низкой скорос­тью, а от сервера Internet к терминалу пользователя создается высо­коскоростной канал передачи данных.

Еще более ярко возможность использования таких несиммет­ричных каналов передачи информации проявляется в системах, предоставляющих услуги "Видео по заказу". Абонент, фактичес­ки, осуществляет только выбор программ и выполняет неслож­ные процедуры управления процессом получения интересующей его информации. От видеосервера к терминалу передаются, в основном, движущиеся изображения (чаще всего – фильмы), что подразумевает использование каналов с достаточно широкой по­лосой пропускания.

В этом случае в сети абонентского доступа могут применяться каналы обмена информацией с разной пропускной способностью в направлениях приема и передачи. Таким образом, появляется воз­можность использования существующих АЛ для введения определен­ного класса услуг. Данное решение обладает двумя неоспоримыми преимуществами: быстрое введение новых услуг и минимальные затраты на модернизацию сети абонент­ского доступа.

Спрос, как известно, рождает предложение. Разработчики обору­дования передачи достаточно быстро нашли оригинальные решения, что привело к появлению нескольких новых технологий, обычно обо­значаемых аббревиатурой xDSL. Последние три буквы (DSL) – сокращение от "Digital Subscriber Line" – цифровая абонентская ли­ния. Латинская буква "х" используется подобно "переменной" в ал­гебре. Чаще всего используются пять ее значений (A, RA, H, S и V), определяющих следующие технологии передачи информации по су­ществующим АЛ:

1) ADSL – Asymmetrical Digital Subscriber Line (асимметричная циф­ровая абонентская линия);

2. RADSL – Rate Adaptive Digital Subscriber Line (цифровая або­нентская линия с адаптивной скоростью);

3. HDSL – High Bit Rate Digital Subscriber Line (цифровая абонен­тская линия с высокой скоростью передачи битов);

4. SDSL – Symmetrical Digital Subscriber Line (симметричная циф­ровая абонентская линия);

5. VDSL – Very High Bit Rate Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия с очень высокой скоростью передачи битов).

Считается, что основными технологиями будут ADSL и VDSL. Но идея VDSL ориентирована на короткие АЛ, что опреде­ляет достаточно узкую сферу применения соответствующего обо­рудования.

Подтверждением актуальности ADSL служит создание специ­альной международной организации по разработке соответству­ющих стандартов – ADSL Forum. Подобные организации формируются только по тем направлениям, которые требуют ускоренной разработки стандартов, то есть по самым актуаль­ным проблемам развития телекоммуникационной системы. В ка­честве подтверждения можно привести такие названия как ATM Forum и UMTS Forum. ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим переноса информации, который, как счи­тают многие специалисты, будет широко применяться в широ­кополосных сетях электросвязи. UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) – перспективная концепция универсальной телекоммуникационной системы для поддержки ус­луг "Мобильность терминала" и "Персональная мобильность".

Рассмотрим общую идеологию xDSL с точки зрения частот­ного диапазона. Учитывая характеристики эксплуатируемых АЛ, необходимо использовать весьма ограниченные ресурсы частотного диапазона и сложные методы модуляции сигнала.

Технология ADSL. Большой интерес к технологии ADSL объясняется рядом причин, из которых существенны две:

• на телекоммуникационном рынке сформировался платежеспо­собный спрос на услуги, допускающие использование каналов обме­на информацией с существенно различной полосой пропускания внаправлениях приема и передачи сигналов;

• максимальная длина физической цепи, на которой может рабо­тать оборудование ADSL, будет, как правило, больше, чем длина подавляющего большинства существующих АЛ.

Пример применения технологии ADSL показан на рис. 5.7. Для функциональных блоков сохранены (внут­ри соответствующих прямоугольников) оригинальные названия.

АЛ, используемая для телефонной связи, присоединяется к уда­ленному модулю ADSL через телефонную розетку. Удаленный модуль ADSL обеспечивает передачу в направлении соответствующего тер­минала цифрового потока 2,048 Мбит/с и двухсторонний обмен сиг­налами управления со скоростью 16 кбит/с.

Рисунок 5.7 – Функциональная архитектура технологии ADSL

Таким образом, из помещения абонента к кроссу идет линия, по которой передается сигнал, объединяющий цифровой поток от тер­минала, использующего технологию ADSL, и информацию, переда­ваемую по АЛ (например, речь или факсимильные сообщения). По этой причине на рис. 5.7 использовано обозначение "АЛ". Воз­можно, что более точным было бы обозначение типа "канал ТЧ".

Через кросс осуществляется подключение цифрового тракта к ус­тройству, названному на рис. 5.7 "Станционный модуль ADSL". В этом устройстве происходит обработка сигнала, передаваемого между двумя модулями ADSL. В результате, выделяются два цифровых пото­ка – ADSL (2,048 Мбит/с и 16 кбит/с) и аналоговая АЛ, которая через кросс подключается к коммутационной станции ТФОП.

Технология ADSL позволяет, в определенном смысле, осуществить интеграцию средств абонентского доступа. На рис. 5.8, в каче­стве примера, приведен вариант использования технологии ADSL для организации абонентского доступа к трем телекоммуникационным сетям.

Рисунок 5.8 – Интеграция средств абонентского доступа

В качестве примеров терминального оборудования, которое может использовать абонент, на рис. 5.8 показаны три устройства:

• телевизор с приставкой, позволяющей управлять процессом по­лучения видеоинформации;

• терминал ЦСИО, используемый для выхода на сеть интеграль­ного обслуживания;

• персональный компьютер, подключаемый (в данном варианте) к сети передачи данных.

С левой стороны рис. 5.8 показаны соответствующие сети. Для терминала, названного "телевизор с приставкой", приведен наиболее простой пример сети – кабельное телевидение (КТВ). Сеть переда­чи данных с коммутацией пакетов (ПД-КП) показана как типичный вариант подключения персонального компьютера.

Функциональный блок, названный на рис. 5.8 "Сеть в поме­щении абонента" (в оригинале – Premises Distribution Network), пред­ставляет широкий спектр оборудования различной сложности.

Узел доступа (Access Node) может выполнять такие функции, как концентрация нагрузки, преобразование протоколов и маршрутиза­ция вызовов. Он может располагаться в МС или в какой-либо точке сети абонентского доступа. Для концепции использования ОК, на­званной FTTOpt, узел доступа может, в частности, распола­гаться в точке сопряжения различных сред распространения сигнала – оптических волокон и медных проводников.

Сокраще­ние ATU-C образовано из сочетания слов "ADSL Transceiver Unit, Central Office" – приемопередатчик ADSL, расположенный на ком­мутационной станции. Аналогично, аббревиатура ATU-R составлена из выражения "ADSL Transceiver Unit, Remote Terminal", то есть приемопередатчик ADSL, расположенный в удаленном модуле.

Интересным дополнением рис. 5.8 может считаться эталон­ная модель системы, разработанная ADSL Forum.

Рисунок 5.9 – Эталонная модель ADSL

Технология VDSL. Принципы передачи сигналов для технологий ADSL и VDSL очень похожи друг на друга. Интересны их основные различия в области примене­ния соответствующего оборудования. Их проще всего рассматривать в категориях "длина – скорость передачи".

Очевидно, что областью потенциального применения технологии ADSL может стать практически вся абонентская сеть. Это связано с тем, что для российской ТФОП характерны достаточно короткие АЛ. Важно отметить, что на практике могут возникать сложности с обо­рудованием ADSL даже на очень коротких АЛ. Проблема заключается в эксплуатационных характеристиках абонентской сети, которые мо­гут существенно отличаться от ожидаемых.

Таким образом, для скоростей передачи свыше 10 Мбит/с не­обходимо ориентироваться на технологию VDSL. Но такое решение ограничивает число потенциальных абонентов из-за того, что допустимо использовать только весьма короткие АЛ. В част­ности, скорость передачи 52 Мбит/с достигается для АЛ, длина которой примерно равна 300 м. По этой причине технологию VDSL обычно рассматривают в комбинации с другими методами построения АЛ. Как правило, практический интерес вызывают решения типа FTTOpt + VDSL. Один из возможных сце­нариев, основанных на подобном компромиссе, показан на ри­с. 5.10.

Рисунок 5.10 – Использование технологии VDSL

Для этого сценария выделено пять вариантов использования технологии VDSL. В четырех случаях предполагается совместное использование ОК и абонентского кабеля с медными жилами. Для всех пяти вариантов линии максимальной протяженности обозначены как Li. Эти значения могут различаться, но всегда должно соблюдаться условие Li < L max (L max – предельной длины фи­зической цепи, которая может быть использована для установки оборудования VDSL).

Первый вариант иллюстрирует возможность применения оборудо­вания VDSL в АЛ, расположенных в зоне прямого питания. В этом случае среда распространения сигналов остается однородной. Оче­видно, что подобное решение будет весьма экономичным.

Второй вариант предусматривает совместное использование або­нентского кабеля с медными жилами и ОК. В данном случае ОК рас­полагается между кроссом коммутационной станции и мультиплек­сором. К мультиплексору подключаются АЛ разной длины, максимальная из которых обозначена как L2. По этим линиям может пере­даваться цифровая информация с использованием технологии VDSL.

Аналогичное решение, но основанное на установке концентрато­ра, представлено третьим вариантом. Существенной особенностью этого решения может считаться возможность более эффективного использования ОК на участке между концентратором и кроссом ком­мутационной станции.

Четвертый вариант подразумевает использование УПАТС. Это ре­шение, с точки зрения технологии VDSL, эквивалентно третьему варианту. УПАТС, как правило, поддерживает более широкий спектр услуг по сравнению с тем коммутационным оборудованием ТФОП, которое обслуживает абонентов квартирного сектора. Это обстоятель­ство позволяет прогнозировать широкое применение технологии VDSL владельцами УПАТС.

Пятый вариант иллюстрирует применение технологии VDSL для выхода на устройство, названное мультиплексором доступа к услугам (Service Access Multiplexer – SAM). Подобные устройства мо­гут подключаться не только к коммутационным станциям, но и к каким-либо серверам. Характерным примером такого мультиплексора служит оборудование, обеспечивающее подключение клиентов к сер­веру, поддерживающему услугу "Видео по заказу".

Таким образом, существует несколько вариантов применения тех­нологии VDSL. Соответствующие сценарии, как правило, ориенти­рованы на совместное использование эксплуатируемых абонентских кабелей с медными жилами и ОК, обеспечивающих передачу широ­кополосных сигналов на большое расстояние.

В настоящее время появляется технология, называемая U-ADSL. Под буквой "U" скрывается слово Universal, то есть универсальная или всеобщая.

Основные цели, ради которых разрабатывается технология U-ADSL, заключаются в решении следующих задач:

• упростить монтаж оборудования, максимально используя кон­цепцию "Plug and Play", что можно перевести как девиз "Подключай и работай";

- предложить вариант реализации, предусматривающий размеще­ние аппаратных средств в персональном компьютере, о чем практически договорились такие известные поставщики вычислительной техники как Compaq, Intel и ряд других крупных компаний;

• ввести в следующую версию Microsoft Windows программное обес­печение для поддержки оборудования U-ADSL;

• обеспечить возможность работы оборудования U-ADSL практи­чески при любых (в пределах допустимых для ТФОП норм) парамет­рах АЛ.

Естественно, что такие требования определяют относительно низ­кие скорости обмена информацией: в направлении к терминалу эта величина оценивается уровнем 1,5 Мбит/с, а в направлении к сети – 512 кбит/с. Если такие скорости будут приемлемы для большой груп­пы потенциальных пользователей, то эта новая технология сможет найти достойную нишу на рынке оборудования xDSL.