Лекция 10 (Лекции по системам передачи данных), страница 2

RS коды функционируют точно так же как и двоичные коды. Единственным различием являются не двоичные символы. Алфавит RS кодов состоит из 256 элементов. Именно поэтому данный класс кодов является не двоичным.

(n,k) RS код представляет из себя циклический код, который преобразует блок из k байтов в блок из n байтов (n255).

С точки зрения кодового расстояния RS коды функционируют наилучшим образом для заданных n и k, т.е. d_min=n-k+1 (d_min – минимальное расстояние Хэмминга).

Аппаратная реализация RS кодера выполняется в виде одного чипа, и позволяет добавить к вектору сообщения до 32 байт, причем максимальный размер кодового вектора может достигать 255 байт.

Наиболее часто используется RS код (255,239). С помощью 16 проверочных байт осуществляется коррекция до 8 ошибочных байт в кодовом векторе

d_min=255-239+1=17=2q+1.

R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения)

Технология R-ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость передачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или по сигналу, поступающему от станции.

G . Lite (ADSL.Lite) представляет собой более дешёвый и простой в установке вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость «нисходящего» потока данных до 1,5 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных до 512 Кбит/с или по 256 Кбит/с в обоих направлениях.

HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия)

Стандарт HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) берет свое начало от стандарта ISDN-BA. Оригинальная концепция HDSL была разработана в Северной Америке, разработчики DSL пытались повысить тактовую частоту ISDN, чтобы увидеть, насколько далеко и насколько быстро могут работать системы высокоскоростной передачи данных. Следует также учитывать, что одновременно также очень быстро развивалась технология DSP (технология цифровой обработки сигнала). Исследовательская работа привела к удивительному открытию. Оказывается, даже простая 4-уровневая модуляция PAM (амплитудно-импульсная модуляция) позволяет работать на скоростях до 800 Кбит/с при вполне приемлемой длине линии (в США данная зона называется Carrier Serving Area — зона обслуживания оператора). Была снова использована технология компенсации эхо-сигналов, которая позволила организовать двустороннюю передачу данных со скоростью 784 Кбит/с по одной паре проводов, отвечая при этом всем требованиям по расстоянию передачи и запасу по помехоустойчивости, которые должны быть выполнены для предоставления необходимого качества обслуживания.

Концепция высокоскоростной цифровой абонентской линии (HDSL).

Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Благодаря скорости передачи (1,544 Мбит/с по двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1. (Линии Т1 используются в Северной Америке и обеспечивают скорость передачи данных 1,544 Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2,048 Мбит/с.) Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3,5 — 4,5 км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для недорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут установить специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для соединения серверов Интернет, локальных сетей и т.п. Технология HDSL2 является логическим результатом развития технологии HDSL. Данная технология обеспечивает характеристики, аналогичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов.

Работа линии HDSL основывается на применении эхокомпенсаторов, использующих методы цифровой обработки сигнала. Однако несмотря на большую корректирующую способность эхокомпенсаторов, их возможности не безграничны.

Физическая цепь линии HDSL, как правило, неоднородна и представляет собой совокупность последовательно включённых отрезков витой пары различной длины и различного диаметра. Как правило, диаметр витой пары увеличивается по мере удаления от коммутационной станции, что диктуется экономическими и конструктивными соображениями. Кроме того, типовая абонентская линия имеет достаточно большое количество паяных соединений, поскольку строительная длина многопарных низкочастотных абонентских кабелей сравнительно невелика. Так, например, многопарные кабели телефонной сети имеют строительные длины 150 м; таким образом, при средней длине абонентской линии 3 км она может содержать примерно 10 сростков. С учётом различия диаметра провода на отдельных участках типовая абонентская линия является очень неоднородной средой передачи.

Кроме того, абонентские линии могут содержать параллельные отводы (bridged taps). Вышеуказанные факторы отклонения реальной абонентской линии от идеальной однородной симметричной пары увеличивают число и уровень отражённых сигналов и, таким образом, требуют значительного увеличения корректирующих возможностей эхокомпенсатора, что практически недостижимо. Поэтому реально наличие неоднородностей реальной абонентской линии сокращает величину перекрываемого затухания.

Требования к параметрам витых пар симметричных кабелей местных сетей США и Западной Европы, определяющие условия применения на этих линиях технологий xDSL, регламентированы соответственно стандартами ANSI и ETSI.

Практически эти минимальные условия состоят в следующем:

- абонентская линия не должна содержать пупиновских катушек;

- должна использоваться только витая пара или пара кабеля четверочной скрутки;

- дополнительное экранирование отдельных абонентских пар не является необходимым;

- количество параллельных отводов не должно быть более двух, а длина каждого из них не должна превышать 500 метров.

Основным показателем качества линии HDSL является коэффициент ошибок. В соответствии с требованиями стандарта ETSI ETR-152 допустимая вероятность ошибок линии HDSL должна быть не более 10^—7. Эта величина совпадает с допустимой вероятностью ошибок абонентской линии сети связи России.

Величина коэффициента ошибок однозначно определяется отношением сигнал/шум приёмника HDSL. Мощность шумов линии HDSL определяется внутренними и внешними источниками помех. К внутренним источникам относятся тепловой шум абонентской линии и собственный шум аппаратуры HDSL, обусловленный эхокомпенсатором. Внешними источниками помех системы HDSL являются переходные влияния со стороны систем передачи, работающих в том же кабеле, а также импульсные шумы коммутационной станции, электростатические разряды и др.

Исходной идеальной моделью шумов линии HDSL является модель, при которой линия является однородной и не имеет отводов, переходные влияния от соседних пар кабеля пренебрежимо малы а определяющими помехами являются собственные шумы линии и аппаратуры. Вторая, реальная модель шумов линии HDSL учитывает все источники помех и называется моделью шумов ETSI.

SDSL (Single Line Digital Subscriber Line — однолинейная цифровая абонентская линия)

Симметричная или двухпроводная линия DSL (SDSL) является симметричной и базируется на более ранней технологии HDSL, но имеет целый ряд усовершенствований, которые позволяют более гибко организовать передачу данных по одной паре проводов. Кроме того, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. Технология SDSL может найти применение как в сфере бизнеса, так и в частном секторе, что создает ей очень высокую потенциальную ценность.

Стоит заметить, что некоторые современные производители узкополосного коммутационного оборудования рассматривают данную технологию как один из способов продления существования оборудования данного типа. Технология SDSL может использоваться в виде встроенных линейных карт, способных передавать 2 канала В коммутируемого трафика через коммутационную сеть. Любые другие возможности высокоскоростного доступа выводятся из коммутируемой сети в некоммутируемую сеть высокоскоростной передачи данных IP или ATM. Кроме того, технология SDSL может использоваться в качестве дополнения к таким технологиям доступа как HDSL, ADSL и VDSL.

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)

Технология VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) является результатом естественной эволюции технологии ADSL в сторону увеличения скорости передачи данных и использования еще более широкой полосы частот. Данная технология может быть успешно внедрена путем сокращения эффективной длины абонентской линии за счет расширения сети волоконно-оптических линий и их внедрения в существующую сеть доступа.

Концепция сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии (VDSL).

Технология VDSL является наиболее «быстрой» технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.

Ниже в таблице показаны зависимости скорости передачи и дальности от технологии.