Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Если один абонент звонит другому абоненту, телефон к,," торого подключен к другой местной ТС, то местная ТС звоняш соединяется с надлежашей ТС вышерасположенного уровня, котор „ устанавливает соединение с местной ТС того, кому звонят. В резулв:,' .,й тате созлается прямое соединение между абонентами. ТС соединя„- ются между собой магистральными линиями. На самом деле иерархия промежуточных узлов коммутации н,' сколько сложнее, но сейчас это для нас не принципиально.
Главно., слелует уяснить, что имеется несколько уровней ТС, каждая из кото рых может осуществлять коммутацию. Далее телефонные станци,.„, любого уровня будем называть просто узлами коммутации. Соедине.:; ния между узлами коммутации должны обладать большой пропускно способностью, чтобы по ним можно было передавать одновремени„ несколько разговоров. Пропускная способность местной лин,. 192 должна быть достаточной для одного телефонного разговора. Для абонентских линий чаще всего применяли и применяют витую пару.
дгя магистралей между узлами коммутации используют коаксиальные кабели, оптоволокно и радиорелейные линии на микроволнах. В прошлом телефонная система на всех уровнях была аналоговой, г с. по проводам передавали колебания напряжения, соответствующие акустическим колебаниям, принимаемым мембраной микрофона. С |появлением цифровых метолов передачи аналоговая техника стала вьпссняться, и в настоящее время аналоговыми остались только абонентские линии, да и то не везде.
Итак, современная телефонная сеть включает в себя: ° абонентскую линию (соедипение типа клиент — местная ТС); ° магистрали оптоволоконные или микроволновые (соединение типа ТС вЂ” ТС); * станции коммутации (ТС). Рассмотрим подробно функционирование и организацию этих трех компонентов телефонной сети. 5. г.4. Абонентская пиния Аппаратура в помещеннн нользовагеля Аппаратура в номегденнн пользователя Цифровые Аналоговый данные 1 Аналоговый' сигнал (магнегралн~ сигнал телефонной, Кодек компании) Комззьюгер Модем Цнфровой Компьютер ':,",). Модем ЦнфройвойА Абонентская пункт Абонентский пункт Ценгоальнаяя( Атс сигнал сигнал Рнс. 5.4. Схема передачи цифровых данных по телефонной сети г" '»м иа 193 Абонентская линия, или локальное соединение, связывает абонента с ближайшим узлом коммутации.
Это соединение также называется последней милей. Организация локального соединения показана на рис. 5.4, из которого видно, что при передаче данные приходится преобразовывать четыре раза из цифровой формы в аналоговую и обратно. Несмотря на то, что между узлами коммутации передача осуществляется в цифровой форме, в локальном соединении она часто аналоговая. Напомним, что при передаче аналогового сигнала имеются три источника искажений: затухание, искюкение формы, шум (см. гл. 3). Поскольку степень телефонизации современного общества очень высока, например по России в среднем более 90 %, то абонентские линии представляются очень перспективными для доставки инфор,.~ мационных услуг потребителям.
Основной проблемой здесь являет,:~; ся неприспособленность витой пары для высокоскоростной перв';::;" дачи данных. Рассмотрим несколько решений этой проблемы. Модем Как мы уже знаем, из-за наличия искажений желательно исполь';::,:!" зовать при передаче сигнал с как можно меньшим числом гармониК:,';„- Однако скачкообразная форма цифрового сигнала как раз требуете для более точного его воспроизведения использование большогц-',-', числа гармоник при передаче, а следовательно, широкой полосы про'.,~ пускания канала. Решение проблемы заключается в использовании при передаче':;; несугдей частоты в сочетании с разными способами модуляции сит,"~, нала. Три основных способа молуляции — амплитудная, частотная,'!- фазовая и их комбинации рассматривались в гл. 3.
И мы уже знаем'",:."'- что устройство, которое преобразует поток битов в модулированньЩ!. сигнал и обратно, называется модем, Наряду с функциями модуляции сигнала в модем также встраива",',. ются средства для контроля и коррекции ошибок (см. гл. 3), а такхгв;,. для сжатия передаваемой последовательности битов. Проблема последней мили По мере развития сетевых услуг (информационного обслуживания»-,: образования, видеоинформации по заказу и т.д.) росла потребностй доступа в сеть у индивидуальных абонентов.
Пропускной способ;:. ности 3 кГц обычной телефонной абонентской линии стало недо-,'::, статочно. Возникла проблема, как обеспечить частные квартиры'Ф. дома линиями связи надлежашей пропускной способности, — тай,. называемая проблема последней мили. Работы по решению этой проблемы велись в четырех направле,"~. ниях.
Первое направление, достаточно «прямолинейноегч т.е, свя-",=,'! ванное с подведением оптоволокна прямо в квартиру (рис. 5.5, а);.'! называется Р(Ьег То ТЬе Ноте (РТТН), Такое решение обеспсчивалй::;, огромную пропускную способность линии, какую индивидуальньн~';: пользователь вряд ли сможет в полной мере использовать в ближай ';; шее время. При этом стоимость такой линии была под стать ес про;.' пускной способности, и это решение имело смысл только для круи-::„"'; '( ных фирм, а не для инливидуальных абонентов.
Второе направление было связано со стремлением сократить дли-".„'"; ну локального соединения до минимума. Поданным 153), в городских2" ': телефонных сетях России средняя длина абонентской линии состаВ'-:::) ляет 1280 м (коэффициент вариации 0,59), и ни одна абонентскЫ~"' линия ни в гороле, ни в сельской местности не превышает 5 к~~'" 194 ,' '1 комм Медньгй комм Рис.
5.5. Схемы сокрашения длины абонентской линии с помощью витой пары (а) и с помощью коаксиального кабеля (б) Поэтому было предложено протягивать оптоволокно от местного узла коммутации до опорного шкафа развязки внутри микрорайона, а далее были возможны два варианта: использовать от опорного шкафа либо обычную витую пару с технологией НьгЯ.
из семейства хВЯ (семейство этих технологий будем рассматривать палее), либо коаксиальные кабели сети кабельного телевидения (рис. 5.5, б). Это решение получило название НуЬгЫ НЬег Соас (НЕС). Коаксиальнгяй кабель в сочетании с оптоволокном обеспечивают одновременную передачу 40... 50 аналоговых каналов, в том числе Радиовещания, телевизионных передач, телетекста. При использовании асимметричной Р5Е-технологии (АВБ(.), обеспечивающей интерактивность, добавляются видеоинформапия по заказу, игры и доступ в Интернет. 195 с о ОеО О \ ос» До м о, ~с Д ххо х ЕО О О Х О х О х .4 х е х х М :х .4 д х й~ о Ю л х о О х М о О а ОО О х с х х М О М О О Я ,О х Й » л » х х О х х о Ю Х М о О ,О О~ Б л о ~О д х а О д Х я х о х х х о х м к к Г'" к р о Е о х О, о х х х О.
о о х 'к к ах х Х О ех х х о и о |О ж ы л х х О о х а с о к к О. Д л О о с о х х к к Х О х я х о й Х к о с о О О к д О о И х о о 19б й ~х Б 5 о !и о. о 3 р о р О к '„-' ее х" л Х Я о Й= д ы х х я хд х Д. йд х О х с х Рр ~ о ое к ао о х е О х О О к с х х о х Х О О о.ом О Хо О ХО -хс д х к х х х о с х х х х х о д О х к к х Д Е2Х ОООО Мсх аоо~.
к с Хк к к Третий вариант решения проблемы последней мили — это использование беспроводных технологий Ъ'1ге1езз !.оса! ).оор — ЪЧЛ., которые булут рассмотрены далее. Сейчас лишь отметим, что доступный для них диапазон частот сильно ограничен международными соглашениями. Четвертый вариант решения рассматриваемой проблемы — это использование стандартов серии хРЯ . В табл.
5.1 приведены краткие характеристики технологий решения проблемы последней мили. 5. 1.5. Технологии семейстаа хВ81. Семейство технологий хОэ! (О!я)га! БцЬзсг(Ьег (лпе) предназначено для цифровой передачи данных по медной витой паре существуюших локальных соединений телефонных кабельных систем. На современном этапе развития семейство хРЯ. включает в себя следуюшие технологии: РЯ., 1ОЯ.,НОЯ, ЯЭЯ., ЧЭЯ., АОЯ„, ВАРЯ., ПАРЯ.. Это весьма важное направление развития физических линий связи, поэтому кратко опишем каждую из технологий этого семейства.
Семейство технологий хР5!., родившееся как технология цифровых каналов в !ВРХ-сетях (см. подразд. 5.4), получило развитие в новой сфере — абонентском доступе в Интернет. По аналогии с модемами для работы на физической линии модемы хР51. не ограничиваются передачей информации в спектре телефонных частот, а используют всю полосу пропускания витой пары. Широкая полоса сигнала, используемого в этом семействе технологий, не позволяет применять такой сигнал в коммутируемых телефонных линиях (телефонные коммутаторы не рассчитаны на такой спектр частот). Модемы хОЯ могут работать только на участке телефонных кабельных систем между абонентом и ближайшей телефонной станцией поставщика услуг или между двумя абонентами при непосредственном соединении их абонентских линий (без участия станции коммутации).
Это так называемые выделенные линии. Технологии семейства хРЯ- используют спектр частот, не пересекающихся со спектром частот телефонного канала, благодаря чему по абонентской линии можно вести телефонные переговоры одновременно с передачей цифровой информации. Рассмотрим, что представляет собой физический сигнал в хОЯ; системах [10), где используется цифровое кодирование. Стандартный метод цифрового кодирования 2В10 (см. разд, 3.2.2) применяется практически во всех типах оборудования хРЯ.
за исключением технологий АОЯ. и УОЯ . Гораздо чаще в компьютерных сетях используется метод ОАМ и его модификация — РМТ. Поскольку 12АМ (Опас(га!е Ашр(1!ис(е Мап)ри1аг)оп) означает квадратурную амплитудную манипуляцию 197 (здесь манипуляция тождественна модуляции, применимой к циф=',,::;:, ровым сигналам), ОАМ-сигнал представляет собой сумму двух гар:;;,' монических колебаний с амплитудами, дискретно изменяющимися:!' и сдвинутыми на !80' относительно друг друга. При этом одну со ':,:~ ставляющую называют синфазной, а вторую — квадратурной. Квадратурная амплитудная модуляция обычно является многопо-::;:,'~ зиционной, т.
е. за счет множества разрешенных уровней амплитудЫ;":," за один такт работы модулятора может быть передано несколько бит';:,' информации. Число комбинаций (их также называют сигнальными:,-" точками) указывается через дефис в обозначении РАМ, например;.:,, ()АМ-4, РАМ- 16, РАМ-256. За один цикл работы модулятора РАМ-16;,':. передается 4 бит информации, а модулятора ()АМ-256 — 8 бит. В настоящее время в подавляющем большинстве х08Ь-линий!: используется ОМТ-модуляция (О!зсгеге Ми!В-Топе), при которой.";; все частотное пространство разбивается на 256 каналов шириной' по 4 3!2,5 Гц, и в каждом из этих каналов используется квадратурн~, амплитудная модуляция с различным числом сигнальных точек=,:;: Для каждого конкретного соединения число сигнальных тече~ различно, т.е. передающее и приемное устройства сами выбирают! число сигнальных позиций в зависимости от наличия в кабеле по.,',; мех на той или иной частоте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
