Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Главный недостаток заключается в том, что полоса пропускання весьма ограничена и должна разделяться между большим количеством пользователей, Расположенных на весьма немалой территории. Узкая полоса пропускания ММР8 привела к тому, что разработчики заинтеРесовались миллиметровыми волнами, которые могли бы стать альтернативой стандартному диапазону. В диапазонах 28-31 ГГц (в США) н 40 ГГц (в Европе) никто не работает, поскольку не так просто создать кремниевые интегральные схемы, работающие с подходящей скоростью. Проблема была решена, когда появились схемы, построенные на арсеннде галлия.
Появилась возможность использовать миллиметровые диапазоны в радиокоммуникациях. В ответ на это достижение комиссия ЕСС предоставила полосу пшриной 1,3 ГГц новой службе беспроводной местной связи — ЬМРЯ (местная многоадресная распределительная служба). Это была беспрецедентная акция ЕСС, поскольку никогда под одно 170 Глава 2. Физический уровень применение не выделялась столь широкая полоса. В Европе для 1МР5 была выделена примерно такая же полоса, но на частотах начиная с 40 ГГц. работа ЕМР5 изображена на рис. 2.26. Показана вышка с несколькими антеннами, направленными в разные стороны. Поскольку миллиметровые волны довольно-таки узконаправленные, каждая антенна захватывает свой сектор, не связанный с другими. Зона приема на используемых частотах ограничена 2 — 5 км.
Это означает, что для того, чтобы услугами ЕМР5 мог пользоваться большой город, необходимо установить множество таких башен. Как и АРЗУ, ЕРМО использует асимметричное распределение полосы пропускания, отдавая предпочтение входящему трафику пользователя. В результате каждый сектор, разделяемый между всеми пользователями, может передавать данные со скоростями 36 Гбит/с и 1 Мбит/с (соответственно для каждого из направлений передачи). Если, скажем, каждый пользователь скачивает три 5-килобайтных веб-страницы в минуту, то на него уходит примерно 2000 бит/с.
Это означает, что всего в секторе могут одновременно работать 18 000 таких пользователей. Тем не менее, чтобы уменьшить задержки, обычно ограничиваются 9 тысячами абонентов. Имея 4 сектора (см. рис. 2.26), получаем аудиторию, состоящую из 36 000 абонентов. Предполагая, что в час пик на линии находится каждый третий абонент, можно рассчитывать на 100 000 клиентов, пользующихся одной и той же башней и находящихся на расстоянии менее 5 км от нее. Примерно так представляют себе ситуацию многие компании СЕЕС.
Исходя нз этих подсчетов, они сделали вывод о том, что при весьма скромных вложениях в систему можно получать от нее высокий доход, конкурируя с телефонными компаниями и традиционными провайдерами. Предлагаемая скорость передачи при этом сравнима с кабельным телевидением, а цены гораздо ниже. рис. 2.26.
Архитектура системы ЬЬтПЭ Коммутируемая телефонная сеть общего пользования 171 Тем не менее, есть определенные проблемы и в технологии ЕМ()Я. Во-перввгх, миллиметровые волны распространяются исключительно по прямой, поэтому антенны, установленные на башнях, должны находиться в зоне прямой видимости антенн, установленных на крышах домов. Неплохо вбирают в себя сигнал любопытные листья деревьев, поэтому башни должны быть достаточно высоки, чтобы на пути сигнала не оказалось растений. При этом декабрьская «чистая линия» сильно отличается от июльской, когда на деревьях много зелени. Дождь также вбирает в себя сигнал.
В некоторой степени можно исключить возникающие из-за этого ошибки путем применения специальных кодов с коррекцией ошибок или повышения мощности передатчиков при плохих погодных условиях, И все же идеальным для ьМгз5 является сухой климат. Скажем, в Санкт-Петербурге эта система будет работать значительно хуже, чем в Баку. Беспроводные местные линии не войдут в моду до тех пор, пока не будут выработаны официальные стандарты, которые заставят производителей оборудования создавать такую продукци|о, которую абонентам не пришлось бы менять при смене компании С|ЕС.
Для создания этого стандарта институт 1ЕЕЕ выделил отдельный комитет 802.16. Результаты его работы были опубликованы в апреле 2002 года. 1ЕЕЕ называет стандарт 802.16 стандартом беспроводных региональных вычислительных сетей (Ъ'1ге1езз МАХ). 1ЕЕЕ 802.16 регламентирует применение цифровой телефонии, доступа к сети Интернет, соединение удаленных ЛВС, теле- и радиовещание и др. Более детально мы рассмотрим этот стандарт в главе 4. Магистрали и уплотнение Экономия ресурсов играет важную роль в телефонной системе. Стоимость прокладки и обслуживания магистрали с высокой пропускной способностью и низкокачественной линии практически одна и та же (то есть львиная доля этой стоимостй уходит на рытье траншей, а не на сам медный илп оптоволоконный кабель). По этой причине телефонные компании совместно разработали несколько схем передачи нескольких разговоров по одному физическому кабелю, Схемы мультиплексирования (уплотнения) могут быть разделены на две основные категории; РОМ (Ргеццепсу Г)1уЬ(оп Мп111р!ех1пя — частотное уплотнение) и ТРМ (Типе Г)1т1з(оп Мп!ВР1ех(пй — мультиплексирование с временным уплотнением).
При частотном уплотнении частотный спектр делится между логическими каналами, при этом каждый пользователь получает в исключительное владение свой поддиапазон. При мультиплексировании с временным уплотнением пользователи по очереди (циклически) пользуются одним и тем же каналом, и каждому на короткий промежуток времени предоставляется вся пропускная способность канала. Радиовещание с амплитудной модуляцией (АМ) является иллюстрацией обеих идей мультиплексирования. Весь спектр имеет ширину около 1 МГц, примерно от 500 до 1500 кГц.
Он поделен между логическими каналами (радиостанция'ии). Каждая станция работает лишь в отведенной ей части спектра, при этом Разделение между каналами должно быть достаточно большим, чтобы предотвРатить взаимные помехи каналов. Такая система является примером частотного мУльтиплексирования. Кроме того, в некоторых странах отдельные рэлиостан- 172 Глава 2.
Физический уровень ции имеют два логических субканала, один из которых предназначен для музыки, другой — для рекламы. Они работают на одной и той же частоте, но в разное время, сменяя друг друга. Это — типичный пример системы с разделением времени (то есть временного уплотнения).
Далее мы рассмотрим частотное мультиплексирование. Затем обратимся к вопросу о том, как частотное мультиплексирование может быть реализовано в оптоволоконных каналах (мультиплексирование с использованием разных длин волн). Затем мы обсудим мультиплексирование с разделением времени, закончив данный раздел системой, используемой в оптоволоконной связи (БОХЕТ). Частотное уплотнение На рис. 2.2? показано, как три речевых телефонных канала могут объединяться в одну линию с использованием частотного уплотнения. Фильтры ограничивают используемую полосу частот примерно 3(00 Гц на каждый речевой канал. При мультиплексировании нескольких каналов каждому из них выделяется полоса частот шириной 4000 Гц, что позволяет как следует разделить их. Для начала сигналы повышаются по частоте, причем для разных каналов величины сдвигов разные.
После этого их можно суммировать, поскольку каждый канал теперь сдвинут в свою область спектра. Обратите внимание на то, что соседние каналы немного перекрыватотся, несмотря на разрыв между ними (последний называется защитной полосой). Происходит это из-за того, что частотная характеристика обрезанного фильтром сигнала вовсе не выглядит прямоугольной, а имеет некоторый наклон с обеих сторон. Это означает, что сильный всплеск в одном канале может ощущаться как нетермальный шум соседнем канале.
Канал 1 ,Б Канал 2 и Канал 2 Канал 1 Канал 3 Частота, кГц 300 3100 00 04 бв Частота, Гц Частота,кГц Рис. 2.27. Частотное уплотнение: исходные спектры сигналов (а); спектры, сдвинутые по частоте (б); уплотненный канал (в) Используемые во всем мире схемы Н)М в определенной степени стандартизированы. Широко распространенным стандартом является использование 12 речевых каналов с полосой канала 4000 Гц, уплотняемых в диапазоне от 60 до 108 кГц. Эти 12 каналов образуют базовую группу. Диапазон от 12 кГц до 60 кГц иногда используется для другой группы.
Многие операторы связи предоставляют выделенные линии с пропускной способностью от 48 до 56 Кбит/с, основанные на группах. Пять групп (60 речевых каналов) могут быть уплотнены, тем самым они образуют супергруппу. Следующая единица в этой иерархии, состоящая из пяти (стандарт СС1ТТ) или десяти (стандарт Ве!! Зузгеш) супергрупп, называется главной группой. Кроме того, существуют и другие стандарты, объединяющие до 230 000 речевых каналов, Спектральноеуплотнение В оптоволоконных каналах используется особый вариант частотного уплотнения. Он называется спектральным уплотнением (Ю1)М, ЪЧауе1епйГЬ-Г)1у(з(оп Мц11(р1ехш8).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
