Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Оба решения проиллюстрированы на рисунке 2-38.Рисунок 2-38. Сокращение длины локального соединения: (а) с помощью витойпары; (b) с помощью коаксиального кабеляКоаксиальный кабель в сочетании с оптоволокном обеспечивает одновременную передачу 40-50аналоговых каналов, в том числе радиовещание, телевизионные передачи, телетекст. При использованииADSL – асимметричной DSL-технологии (о которой речь пойдет чуть ниже), обеспечивающейинтерактивность, добавляются видео по заказу, игры, доступ в Интернет.Третий вариант решения – это использовать беспроводные технологии (WLL – Wireless Local Loop).Мы их будем рассматривать позднее.
Сейчас лишь отметим, что доступный для них диапазон частот сильноограничен международными соглашениями. Скорости передачи данных уступают проводным технологиям.Четвертый вариант решения – это использовать стандарты серии xDSL.В таблице 2-39 собраны краткие характеристики этих 4-х направлений решения проблемыпоследней мили.Таблица 2-39. Технологии организации последней милиWLLADSLШирина полосыпропусканияМалаяКругпользователейИндивидуальные Индивидуальныеабоненты, фирмы абоненты, небольшиефирмыПредоставляемые Телефон, радио,услугителевидениеСтоимость:первоначальныевложенияразвитиеСроки ввода вСредняяHFCFTTHБольшаяОчень большаяИндивидуальныеабонентыКрупные фирмыТо же, что у WLL, плюс Радио,видеотелефон, видео по телевидение,заказу, компьютерные телетекстигры, дистанционныепокупкиТо же, что у ADSL, плюсвидеоконференции,дистанционная медицина,газеты на экране и др.НизкаяНизкаяНизкаяСредняяВысокаяНизкаяВысокаяСредняяНебольшойНебольшойДлительныйДлительныйэксплуатацию2.5.4.
Технологии xDSLxDSL – это семейство технологий, предназначенных для организации цифровых абонентских линий –DSL (Digital Subscriber Line) – с использованием в качестве среды передачи медных витых парсуществующих локальных соединений телефонных кабельных систем. На современном этапе развитиясемейство xDSL включает следующие технологии:§DSL§IDSL§HDSL, SDSL§ADSL, RADSL, UADSL§VDSLЭто весьма важное направление развития физических линий связи, поэтому мы хотя бы краткоопишем каждую из технологий этого семейства.Родившееся как технология цифровых каналов в ISDN-сетях, семейство технологий xDSL получилоразвитие в новой сфере – абонентский доступ в Интернет. ISDN-сети (Integrated Service Digital Network –сети с интегрированным сервисом) будут рассмотрены позже.По аналогии с модемами для работы по физической линии, модемы xDSL не ограничиваются дляпередачи информации спектром канала телефонных частот.
Они используют всю полосу пропусканиявитой пары. Широкая полоса сигнала, используемого в этом семействе технологий, не позволяет работатьпо коммутируемым телефонным линиям (телефонные коммутаторы не рассчитаны на такой спектр частот).Поэтому xDSL-модемы могут работать только на участке телефонных кабельных систем между абонентом исетью поставщика услуг или между двумя абонентами при непосредственном соединении их абонентскихлиний (без участия станции коммутации). Это так называемые выделенные линии.Отличительной чертой семейства xDSL, по сравнению с модемами для физических линий, являетсяиспользование спектра частот, не пересекающегося со спектром канала телефонных частот, благодарячему по абонентской линии можно вести телефонные переговоры одновременно с передачей цифровойинформации.2.5.4.1.
Технология DSLТехнология DSL – «цифровая абонентская линия» – позволяет использовать существующие линиисвязи для передачи цифровой информации по одной витой паре со скоростью до 160 кбит/сек. (при этом впрямом и обратном направлении поддерживается одинаковая скорость). Технология разрабатывалась дляорганизации цифровой абонентской линии для сетей ISDN BRI (сети ISDN будут рассмотрены в разделе2.5.8). Реализация в оборудовании DSL-интерфейса ISDN BRI получила название IDSL.
В оборудованииIDSL не предусматривается поддержка аналоговой телефонной линии, так как телефонная связь можетосуществляться по цифровым каналам ISDN. Сейчас существуют модификации оборудования DSL – FastDSL, передающие информацию со скоростью до 256 кбит/сек.Технология DSL поддерживает аналоговую телефонную линию. Стандартный метод линейногокодирования – 2В1Q (мы рассматривали этот метод в разделе 2.2.1) применяется практически во всехтипах оборудования xDSL, за исключением оборудования подсемейств ADSL и VDSL, речь о которых чутьниже. Максимальное расстояние (то есть максимальная длина двухпроводной линии, на которой можетработать аппаратура) для этой технологии составляет 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм, что вполнепокрывает длину абонентских линий в России.2.5.4.2.
Технология HDSLДальнейшим развитием DSL стала технология высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL(High-data-rate DSL). Оборудование HDSL обеспечивает дуплексный (симметричный) обмен на скорости768 или 1024 кбит/с по одной витой паре и 2048 кбит/с по двум – трем витым парам.
Система являетсяоднокабельной: по каждой паре проводов осуществляется и прием, и передача информации.Неисправность в одной паре кабеля не приводит к прекращению передачи, а только уменьшает еескорость. Максимальная удаленность между репитерами (промежуточными усилителями) не более 3 км.Поэтому применение этой технологии в России требует в среднем использовать один репитер на каждуюабонентскую линию. Стандартная ширина сигнала, используемого при передаче, - 80–196 кГц.Оборудование HDSL в основном предназначено для применения в корпоративных сетях.
Отсутствиеподдержки аналоговой телефонной линии компенсируется возможностью передачи речи в цифровом видечерез интерфейсы Е1 (стандарт E1 будет рассмотрен в разделе 2.5.5.3).Технология SDSLSDSL (Single Line DSL) – разновидность технологии HDSL. Системы SDSL обеспечивают дуплекснуюпередачу потока на скорости 2048 кбит/сек. по одной витой паре проводов на расстояние 3–4 км придиаметре жилы кабеля 0,4–0,5 мм.
Сейчас не делают существенного различия между технологиями HDSL иSDSL и выпускают оборудование HDSL, передающее информацию как по нескольким, так и по одной парепроводов. Также иногда название SDSL расшифровывают как Symmetric DSL, подчеркивая тем самымсимметричность потоков информации.2.5.4.3. Технология VDSLТехнология VDSL (Very High-data-rate DSL) находится в стадии разработки. Ожидается, что с еепомощью будет достигнута скорость передачи по абонентской линии от 12 до 51 Мбит/с. Наряду с меднымкабелем, рассматривается возможность использования оптического кабеля. Оборудование VDSL можетфункционировать в режиме как асимметричных, так и симметричных цифровых потоков.
Методкодирования – DМТ. Дискретное многочастотное кодирование (DMT – Discrete Multitone) предполагаетразбиение всей полосы пропускания на подполосы по 4 КГц и в каждой подполосе использовать своюнесущую. Метод кодирования в подполосе – квадратичная амплитудная модуляция (QAM), которую мырассмотрели в разделе 2.2.1.Существующие образцы аппаратуры VDSL обеспечивают организацию канала связи примаксимальных скоростях передачи на расстоянии не более 1,5 км. Применение оптического кабеляпозволит значительно увеличить дальность связи, но потребует замены существующих медныхабонентских кабелей. Предполагаемое разделение полосы частот таково:§Голосовой телефонный сервис: 0-4 КГц§ISDN: 4-80 КГц§Исходящий поток: 300-700 КГц§Входящий поток: 1 МГц2.5.4.4.
Технология ADSLАсимметричная DSL (Asymmetric DSL) – дальнейшее развитие технологии HDSL – в настоящее времяявляется наиболее продвинутой в семействе хDSL. Она обеспечивает передачу по витой паре потоков до 9Мбит/с в одном направлении (как правило, в сторону пользователя) и до 640 кбит/с – в другом. Поширокому входящему каналу абонент получает данные или видео из Интернета, а исходящий используетсядля отправки запросов на получение информации. Следует отметить, что пропускной способностиисходящего канала достаточно для передачи электронной почты, файлов и для проведения голосовыхпереговоров через Интернет.
ADSL ориентирована на абонентов индивидуального сектора и, благодаряприменению внутренних или внешних речевых разделителей, позволяет вести обычные телефонныепереговоры.Указанные выше предельные скорости передачи в прямом и обратном направлении могут бытьснижены в зависимости от конкретного типа оборудования, кабеля и протяженности абонентской линии.Оборудование ADSL способно автоматически или принудительно настраиваться так, чтобы на конкретнойабонентской линии достичь максимальной скорости передачи с минимальным коэффициентом ошибок.В ADSL используют усовершенствованный вариант частотной модуляции, позволяющей максимальноиспользовать полосу в 1 МГц, обеспечиваемую витой парой.
Максимальное расстояние передачи безповторителей 5.5 км.Технология RADSLРазновидностью ADSL-технологии является технология RADSL (Rate-adaptive DSL), которая можетфункционировать в асимметричном режиме как ADSL и в симметричном – как HDSL. Технология RADSLпозволяет отслеживать текущее состояние кабеля (электрические параметры и уровень шума (помех)) идинамически регулировать пропускную способность каналов связи, а также поддерживать максимальновозможную степень передачи при требуемом минимальном уровне ошибок в канале связи.Технология UADSLСуществует вариант технологии ADSL, называемый UADSL (Universal ADSL).
Эта версия являетсяупрощенным вариантом цифрового доступа и потому более дешева. Она ориентирована наиндивидуальных абонентов. Максимальные скорости обмена в ней снижены до 1,5/0,384 Мбит/сек. иупрощена настройка. При скорости 1,5 Мбит/сек. невозможно получать передачи кабельного ТВ, как вADSL, но этого вполне достаточно для доступа абонента в Интернет.Таблица 2-40. Сравнение характеристик разных технологийсемейства xDSLADSLСкоростьРежимHDSLSDSLVDSL1,5-9 Мбит/сек. входящий трафик16-640 кбит/сек.исходящий трафик1,544 или 2,048Мбит/сек.1,544 или 2,048Мбит/сек.13-52 Мбит/сек.
входящий трафик1,5-2,3 Мбит/сек. исходящий трафикАсимметричныйСимметричныйСимметричныйАсимметричныйКоличество пар проводов1211Радиус действия(неэкранированная витаяпара, 24-й калибр)3,7-5,5 км3,7 км3,0 км1,4 кмТип сигналаАналоговыйЦифровойЦифровойАналоговыйКод передачиCAP/DMT2B1Q2B1QDMTЧастота1-5 МГц196 кГц196 кГц10 МГцБит/циклВарьируется44Варьируется2.5.5. Магистрали и мультиплексированиеНаряду с абонентской линией, следующим важным компонентом телефонных систем являютсямагистрали, соединяющие узлы коммутации разного уровня. Здесь мы рассмотрим их организацию ифункционирование.Одним из существенных факторов при организации магистрали был и остается экономический. Делов том, что затраты на прокладку кабеля в значительной степени определяют внешние условия (город,сельская местность, глубина залегания, наличие инженерных коммуникаций и т.д.), а не техническиехарактеристики, например, пропускная способность.
Поэтому чем больше абонентов смогут использоватьодин и тот же кабель, тем быстрее окупятся затраты на его прокладку, тем дешевле будет стоить каждомуиз них его эксплуатация. Вспомним историю. Вестерн Юнион объявила в свое время конкурс на решениепроблемы передачи нескольких телеграмм по одной линии, которым заинтересовался Александр Белл. За100 лет существования телефона были инвестированы огромные средства в создание методов иоборудования, позволяющих использовать одну и ту же магистраль одновременно для передачинескольких разговоров. Такой технический прием называют мультиплексированием, или уплотнением. (Внашем курсе мы будем использовать термин мультиплексирование.)Созданные в телефонии схемы мультиплексирования можно разделить на два больших класса:мультиплексирование с разделением частот и мультиплексирование с разделением по времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
