Lektsia_5_DSL (Электронные лекции)
Описание файла
Файл "Lektsia_5_DSL" внутри архива находится в папке "Электронные лекции". PDF-файл из архива "Электронные лекции", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "сетевые технологии" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "сетевые технологии" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Лекция 10Технологии DSL.При подключении абонентов к сети Интернетважнейшую рольиграет выбор среды передачи данных для организации "последнеймили", то есть линий, по которым помещения абонентов подключаются кточкам доступа оператора. В настоящее время известны и широкоиспользуютсявгородскихусловияхследующиесредствадляорганизации "последней мили": телефонные медные провода; волоконно-оптические кабели; телевизионные кабельные сети; радиоэфир (технология "радио-Ethernet"); каналы спутникового телевиденияНаиболее доступны с точки зрения затрат те средства передачиданных,которыеиспользуютлиниителефоннойсетиобщегопользования и технологии DSL.
Сокращение DSL расшифровываетсякак Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия).Технологии DSL позволяют значительно увеличить скоростьпередачи данных по медным парам телефонных проводов безнеобходимости модернизации абонентских телефонных линий. Именновозможность преобразования существующих телефонных линий ввысокоскоростные каналы передачи данных и является главнымпреимуществом технологий DSL.DSLявляетсядостаточнозначительнорасширитьтелефонныхлиний,индивидуальныминовойполосупропусканиясоединяющихабонентами.технологией,Любойстарыхтелефонныеабонент,позволяющеймедныхстанциипользующийсясвнастоящий момент обычной телефонной связью, имеет возможность спомощью технологии DSL значительно увеличить скорость своегосоединения, например, с сетью Интернет.
Следует помнить, что дляорганизациилинииDSLиспользуютсяименносуществующиетелефонные линии; данная технология тем и хороша, что не требуетпрокладывания дополнительных телефонных кабелей. В результате выполучаете круглосуточный доступ в сеть Интернет с сохранениемнормальной работы обычной телефонной связи.Благодаря многообразию технологий DSL пользователь можетвыбрать подходящую именно ему скорость передачи данных — от 32Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Данные технологии позволяют такжеиспользовать обычную телефонную линию для таких широкополосныхсистем, как видео по запросу или дистанционное обучение.
Причемскоростьпередачиданныхзависиттолькооткачестваипротяженности линии, соединяющих пользователя и провайдера.DSLпредставляетсобойнаборразличныхтехнологий,позволяющих организовать цифровую абонентскую линию.Все технологии DSL (ISDN-BA, ADSL, HDSL, SDSL , VDSL иSHDSL) разработаны для обеспечения высокоскоростной передачиданных по телефонным линиям, изначально предназначенным дляосуществления голосовой связи в спектре частот 300 Гц - 3,4 кГц. Вкачестве предварительно меры, призванной обеспечить нормальнуюработутехнологийпередачиданныхDSL,сиспользуемыхтелефонныхлинийдлядолжнывысокоскоростнойбытьудаленыпупиновские катушки.
Такие катушки устанавливались на некоторыхсетях через определенное расстояние и позволяли повысить качествотелефонной связи по длинным линиям. Развитие технологий цифровойобработки сигнала (DSP) в сочетании с новейшими алгоритмами итехнологиямикодированияпозволилизначительноподнятьинформационную емкость сетей доступа. Ширина используемой полосычастот увеличилась на два порядка за последнее десятилетие: отприблизительно 100 кГц для узкополосной ISDN-ВА до более чем 10МГц для VDSL.Рассмотрим технологии, которые DSL объединяет под своейкрышей.ISDN-BA (DSL)Эта технология использует 4-уровневый линейный код PAM(амплитудно-импульснаямодуляция,прямая,немодулированнаяпередача), известный как 2B1Q.В большинстве своем модемы ISDN-BA используют технологиюкомпенсации эхо-сигналов, которая позволяет организовать полностьюдуплексную передачу по одной паре телефонных проводов. ТрансиверыISDN-BA, в которых используется технология эхоподавления, позволяютиспользовать полосу частот приблизительно от 10 кГц до 100 кГц, а пикспектральной плотности мощности систем DSL, базирующихся на 2B1Q,находится в районе 40 кГц .СистемыISDN-BAвыгодноотличаютсятем,чтомогутиспользоваться на длинных телефонных линиях, и большая частьабонентских линий допускает использование данных систем.
Даннаятехнология уже используется в течение значительного времени, и запоследние годы было достигнуто значительное улучшение рабочиххарактеристик трансиверов.МеждународныестандартыISDN-BAвбольшейстепениопределяют аспекты передачи для физического уровня для интерфейсаISDN«U»(толькопроводнойинтерфейс)иобслуживанию,предоставляемому по шине S/T(сетевой интерфейс пользователя).Передача данных по линии DSL обычно осуществляется по двумканалам «В» (каналам передачи информации) со скоростью 64 Кбит/с покаждому, плюс по каналу «D» (служебному каналу), по которому соскоростью 16 Кбит/с передаются сигналы управления и служебнаяинформация.
Это обеспечивает пользователю возможность доступа соскоростью 128 Кбит/с Дополнительный служебный канал в 16 Кбит/снедоступен конечному пользователю.Рис 1. Концепция ISDN-BA базового уровня (DSL).ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричнаяцифровая абонентская линия)Технология ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия)была разработана в Северной Америке в середине 1990-х годов. Онабыла разработана для предоставления таких услуг, которые требуютасимметричной передачи данных, например, видео по запросу, когдатребуется передавать большой поток данных в сторону пользователя, ав сторону сети от пользователя передается гораздо меньший объемданных. При этом организуются три информационных канала —«нисходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачиданных и канал обычной телефонной связи (ТФОП) (рис.).
Каналтелефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантируетработу телефона даже при аварии соединения ADSL.Данная технология является асимметричной, то есть скоростьпередачи данных от сети к пользователю значительно выше, чемскорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, всочетании с состоянием «постоянно установленного соединения» (когдаисключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер иждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной дляорганизации доступа в сеть Интернет, доступа к локальным сетям (ЛВС)и т.п.
При организации таких соединений пользователи обычнополучают гораздо больший объем информации, чем передают.Технология ADSL обеспечивает по проводам диаметром 0,5 мм. : скорость «нисходящего» потока данных от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с ; скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с.; скорость 1,5 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой парепроводов; скорость 6-8 Мбит/с на расстояние не более 3,5 кмКроме«классической»технологиисовременноеADSLоборудование поддерживают улучшенные модификации технологииADSL — ADSL2, ADSL2+.В ADSL2 увеличена скорость и дальность передачи информации,реализована функция адаптивного изменения скорости. Благодаря этимизменениям стала возможной поддержка большого количества новыхприложений и дополнительных услуг. В ADSL2+ увеличена вдвоескорость приема информации на расстояниях до 1,5 км.Крометого,чтотехнологияADSLобеспечиваеткрайнеасимметричную передачу данных, она также отличается от ISDN-BAтем, что позволяет использовать ту же самую пару проводов длятрадиционной телефонной связи.
Для этого используются специальныеустройства разделения сигналов – фильтры (сплиттеры) (рис).Концепция асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL).Технология ADSL использует частотное уплотнение линии связи(Frequency Division Multiplexing — FDM) (рис.). При FDM один диапазонвыделяется для передачи «восходящего» потока данных, а другойдиапазон (более широкий) для «нисходящего» потока данных.
Диапазон«нисходящего» потока в свою очередь делится на один или нескольковысокоскоростных каналов и один или несколько низкоскоростныхканалов передачи данных. Диапазон «восходящего» потока такжеделится на один или несколько низкоскоростных каналов передачиданных. Кроме этого может применяться технология эхокомпенсации(EchoCancellation),прииспользованиикоторойдиапазоны«восходящего» и «нисходящего» потоков перекрываются и разделяютсясредствами местной эхокомпенсации.Одним из наиболее важных вопросов при стандартизации системпередачи является вопрос выбора типа используемой модуляции.
Впроцессе стандартизации ADSL, ANSI определил три потенциальныхтипа модуляции:КвадратурнаяамплитуднаяModulation - QAM)модуляция(QuadratureAmplitude Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей (CarierelessAmplitude/Phase Modulation – CAP) Дискретная многотональная модуляция (Discrete MultiTone Modulation– DMT)Исследования показали, что наиболее производительной являетсяDMT, он и был принят в качестве стандарта для применения в ADSL.DMTиспользуетмодуляциюсомногиминесущими.Времяразбивается на стандартные «периоды символа» (symbol period), вкаждый из которых передается один DMT – символ, переносящийфиксированное количество бит.
Биты объединяются в группы иприсваиваютсясигнальнымнесущимразличнойчастоты.Следовательно, с частотной точки зрения, DMT разбивает канал набольшое число подканалов. Пропускная способность зависит отполосы частот, то есть подканалы с большей пропускной способностьюпереносят больше бит. Биты для каждого подканала преобразуются всложное число, от значения которого зависит амплитуда и фазасоответствующего сигнальной несущей частоты. Таким образом, DMTможнопредставитьфункционируюткакнаборпараллельно,каждаяКAMсистем,которыеначастотенесущейсоответствующей частоте подканала DMT (смотри рисунок).
Итак,DMT передатчик по существу осуществляет модуляцию путемформированиясоответствующегопакетовсигнальныхколичестванесущихчастотныхдляподканалов,объединения их вместе и затем посылки их в линию как «символаDMT».Распределение частот для передачи сигналов ADSL.Модуляция/демодуляциясиспользованиеммногихнесущихреализуется в полностью цифровой схеме с помощью развития методовбыстрого преобразования Фурье БПФ (Fast Fourier Transform – FFT).РанниереализацииDMTфункционировалиплоховследствиисложности обеспечения равных промежутков между подканалами.Современные реализации функционируют успешно благодаря наличиюинтегральныхмикросхем,реализующихБПФ-преобразованиеаппаратно, что позволяет эффективно синтезировать сумму КAMмодулированных несущих.Для достижения оптимальной эффективности главной задачейявляетсявыборколичестваподканалов(N).Дляабонентскихтелефонных линий оптимальным является значение N=256, котороепозволяет не только достигнуть оптимальной производительности, но исохранить достаточную простоту реализации системы.При поступлении данных они сохраняются в буфере.