Nets2010 (1131259), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Таблица 2-39. Технологии организации последней мили

	WLL	ADSL	HFC	FTTH
Ширина полосы пропускания	Малая	Средняя	Большая	Очень большая
Круг пользователей	Индивидуальные абоненты, фирмы	Индивидуальные абоненты, небольшие фирмы	Индивидуальные абоненты	Крупные фирмы
Предоставляемые услуги	Телефон, радио, телевидение	То же, что у WLL, плюс видеотелефон, видео по заказу, компьютерные игры, дистанционные покупки	Радио, телевидение, телетекст	То же, что у ADSL, плюс видеоконференции, дистанционная медицина, газеты на экране и др.
Стоимость: первоначальные вложения развитие	Низкая Низкая	Низкая Средняя	Высокая Низкая	Высокая Средняя
Сроки ввода в эксплуатацию	Небольшой	Небольшой	Длительный	Длительный

Технологии xDSL.

xDSL – это семейство технологий, предназначенных для организации цифровых абонентских линий – DSL (Digital Subscriber Line) – с использованием в качестве среды передачи медных витых пар существующих локальных соединений телефонных кабельных систем. На современном этапе развития семейство xDSL включает следующие технологии:

• DSL

• IDSL

• HDSL, SDSL

• ADSL, RADSL, UADSL

• VDSL

Это весьма важное направление развития физических линий связи, поэтому мы хотя бы кратко опишем каждую из технологий этого семейства.

Родившееся как технология цифровых каналов в ISDN-сетях, семейство технологий xDSL получило развитие в новой сфере – абонентский доступ в Интернет.

По аналогии с модемами для работы по физической линии, модемы xDSL не ограничиваются для передачи информации спектром канала телефонных частот. Они используют всю полосу пропускания витой пары. Широкая полоса сигнала, используемого в этом семействе технологий, не позволяет работать по коммутируемым телефонным линиям (телефонные коммутаторы не рассчитаны на такой спектр частот). Поэтому xDSL-модемы могут работать только на участке телефонных кабельных систем между абонентом и сетью поставщика услуг или между двумя абонентами при непосредственном соединении их абонентских линий (без участия станции коммутации). Это так называемые выделенные линии.

Отличительной чертой семейства xDSL, по сравнению с модемами для физических линий, является использование спектра частот, не пересекающегося со спектром канала телефонных частот, благодаря чему по абонентской линии можно вести телефонные переговоры одновременно с передачей цифровой информации.

Технология DSL – «цифровая абонентская линия» – позволяет использовать существующие линии связи для передачи цифровой информации по одной витой паре со скоростью до 160 кбит/сек. (при этом в прямом и обратном направлении поддерживается одинаковая скорость). Реализация в оборудовании DSL-интерфейса ISDN BRI получила название IDSL. В оборудовании IDSL не предусматривается поддержка аналоговой телефонной линии, так как телефонная связь может осуществляться по цифровым каналам ISDN. Сейчас существуют модификации оборудования DSL – Fast DSL, передающие информацию со скоростью до 256 кбит/сек.

Технология DSL поддерживает аналоговую телефонную линию. Стандартный метод линейного кодирования – 2В1Q применяется практически во всех типах оборудования xDSL, за исключением оборудования подсемейств ADSL и VDSL. Максимальное расстояние (то есть максимальная длина двухпроводной линии, на которой может работать аппаратура) для этой технологии составляет 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм, что вполне покрывает длину абонентских линий в России.

Дальнейшим развитием DSL стала технология высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL (High-data-rate DSL). Оборудование HDSL обеспечивает дуплексный (симметричный) обмен на скорости 768 или 1024 кбит/с по одной витой паре и 2048 кбит/с по двум – трем витым парам. Система является однокабельной: по каждой паре проводов осуществляется и прием, и передача информации. Неисправность в одной паре кабеля не приводит к прекращению передачи, а только уменьшает ее скорость. Максимальная удаленность между репитерами (промежуточными усилителями) не более 3 км. Поэтому применение этой технологии в России требует в среднем использовать один репитер на каждую абонентскую линию. Стандартная ширина сигнала, используемого при передаче, - 80–196 кГц.

Оборудование HDSL в основном предназначено для применения в корпоративных сетях. Отсутствие поддержки аналоговой телефонной линии компенсируется возможностью передачи речи в цифровом виде через интерфейсы Е1.

SDSL (Single Line DSL) – разновидность технологии HDSL. Системы SDSL обеспечивают дуплексную передачу потока на скорости 2048 кбит/сек. по одной витой паре проводов на расстояние 3–4 км при диаметре жилы кабеля 0,4–0,5 мм. Сейчас не делают существенного различия между технологиями HDSL и SDSL и выпускают оборудование HDSL, передающее информацию как по нескольким, так и по одной паре проводов. Также иногда название SDSL расшифровывают как Symmetric DSL, подчеркивая тем самым симметричность потоков информации.

Технология VDSL (Very High-data-rate DSL) находится в стадии разработки. Ожидается, что с ее помощью будет достигнута скорость передачи по абонентской линии от 12 до 51 Мбит/с. Наряду с медным кабелем, рассматривается возможность использования оптического кабеля. Оборудование VDSL может функционировать в режиме как асимметричных, так и симметричных цифровых потоков. Метод кодирования – DМТ. Дискретное многочастотное кодирование (DMT – Discrete Multitone) предполагает разбиение всей полосы пропускания на подполосы по 4 КГц и в каждой подполосе использовать свою несущую. Метод кодирования в подполосе – квадратичная амплитудная модуляция (QAM).

Существующие образцы аппаратуры VDSL обеспечивают организацию канала связи при максимальных скоростях передачи на расстоянии не более 1,5 км. Применение оптического кабеля позволит значительно увеличить дальность связи, но потребует замены существующих медных абонентских кабелей. Предполагаемое разделение полосы частот таково:

• Голосовой телефонный сервис: 0-4 КГц

• ISDN: 4-80 КГц

• Исходящий поток: 300-700 КГц

• Входящий поток: 1 МГц

Асимметричная DSL (Asymmetric DSL) – дальнейшее развитие технологии HDSL – в настоящее время является наиболее продвинутой в семействе хDSL. Она обеспечивает передачу по витой паре потоков до 9 Мбит/с в одном направлении (как правило, в сторону пользователя) и до 640 кбит/с – в другом. По широкому входящему каналу абонент получает данные или видео из Интернета, а исходящий используется для отправки запросов на получение информации. Следует отметить, что пропускной способности исходящего канала достаточно для передачи электронной почты, файлов и для проведения голосовых переговоров через Интернет. ADSL ориентирована на абонентов индивидуального сектора и, благодаря применению внутренних или внешних речевых разделителей, позволяет вести обычные телефонные переговоры.

Указанные выше предельные скорости передачи в прямом и обратном направлении могут быть снижены в зависимости от конкретного типа оборудования, кабеля и протяженности абонентской линии. Оборудование ADSL способно автоматически или принудительно настраиваться так, чтобы на конкретной абонентской линии достичь максимальной скорости передачи с минимальным коэффициентом ошибок.

В ADSL используют усовершенствованный вариант частотной модуляции, позволяющей максимально использовать полосу в 1 МГц, обеспечиваемую витой парой. Максимальное расстояние передачи без повторителей 5.5 км.

Разновидностью ADSL-технологии является технология RADSL (Rate-adaptive DSL), которая может функционировать в асимметричном режиме как ADSL и в симметричном – как HDSL. Технология RADSL позволяет отслеживать текущее состояние кабеля (электрические параметры и уровень шума (помех)) и динамически регулировать пропускную способность каналов связи, а также поддерживать максимально возможную степень передачи при требуемом минимальном уровне ошибок в канале связи.

Существует вариант технологии ADSL, называемый UADSL (Universal ADSL). Эта версия является упрощенным вариантом цифрового доступа и потому более дешева. Она ориентирована на индивидуальных абонентов. Максимальные скорости обмена в ней снижены до 1,5/0,384 Мбит/сек. и упрощена настройка. При скорости 1,5 Мбит/сек. невозможно получать передачи кабельного ТВ, как в ADSL, но этого вполне достаточно для доступа абонента в Интернет.

20. Телефонные сети: структура, локальная петля, магистраль и мультиплексирование.

Магистрали и мультиплексирование

Наряду с абонентской линией, следующим важным компонентом телефонных систем являются магистрали, соединяющие узлы коммутации разного уровня. Здесь мы рассмотрим их организацию и функционирование.

Одним из существенных факторов при организации магистрали был и остается экономический. Дело в 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 технические характеристики, например, пропускная способность. Поэтому чем больше абонентов смогут использовать один и тот же кабель, тем быстрее окупятся затраты на его прокладку, тем дешевле будет стоить каждому из них его эксплуатация. За 100 лет существования телефона были инвестированы огромные средства в создание методов и оборудования, позволяющих использовать одну и ту же магистраль одновременно для передачи нескольких разговоров. Такой технический прием называют мультиплексированием, или уплотнением.

Созданные в телефонии схемы мультиплексирования можно разделить на два больших класса: мультиплексирование с разделением частот и мультиплексирование с разделением по времени. Кроме этого, были разработаны методы мультиплексирования на основе разделения длин волн и на основе разделения кодов. Метод разделения длин волн применяют в оптоволоконных системах. Методы разделения кодов используют в системах беспроводной связи.

Мультиплексирование с разделением частот.

Идея мультиплексирования с разделением частот очень проста: весь диапазон частот полосы пропускания кабеля разбивают на поддиапазоны, которые называют каналами. По каждому каналу идет независимая передача.

12 голосовых каналов с пропускной способностью по 4000 Гц мультиплексируют в полосе от 60 до 108 кГц. Такое соединение называют группой. Пять групп по 12 каналов мультиплексируют в супергруппу, затем пять супергрупп - в мастер-группу. Современные стандарты МКТТ позволяют объединять до 230 000 голосовых каналов.

Мультиплексирование с разделением длины волны.

Этот способ мультиплексирования используется для волоконноптических каналов. Два волоконнооптических кабеля с импульсами разной длины волны подводят к одной призме. Свет, пройдя через призму (или дифракционную решетку), смешивается в единый луч, который на другом конце разделяется с помощью другой призмы. Поскольку каждый канал занимает лишь несколько ГГц, а пропускная способность одного оптоволоконного канала около 25 000 ГГц (быстрее преобразовывать световой сигнал в электрический пока не могут), то возможности оптоволокна для мультиплексирования огромны. Метод мультиплексирования с разделением длин волн применяется в технологии FTTC.

Мультиплексирование с разделением по времени.

Частотное мультиплексирование требует применения аналоговых схем и малопригодно для управления компьютером. Мультиплексирование с разделением времени или TDM-мультиплексирование (Time Division Multiplexing), наоборот, предполагает использование цифрового оборудования и хорошо соответствует возможностям компьютера. Следует отметить, что оно подходит только для работы с данными в цифровой форме. Поскольку по абонентской линии телефонный сигнал передают в аналоговой форме, то его надо сначала оцифровать.

Оцифровка сигнала происходит на местном узле коммутации, куда сходятся абонентские линии с аналоговыми сигналами.

На местном узле коммутации аналоговые сигналы с абонентских линий оцифровываются, объединяются и передаются на узлы коммутации следующего уровня по магистральным шинам. Здесь мы рассмотрим, как это все происходит.

Есть два основных метода преобразования аналогового сигнала в цифровую форму и обратно. Это метод импульсно-кодовой модуляции (ИКМ-метод) и разностный метод Дельта-модуляции.

Когда метод ИКМ начал развиваться, МКТТ не смогло сразу договориться и ввести единый стандарт на применение этого метода в телефонии. В результате возникло два варианта: европейский (Е1) и Т1, получивший распространение в США и Японии.

Стандарт Е1 предполагает мультиплексирование 30 каналов. Каждая из 30 линий сканируется с частотой 8 000 Гц. Результаты каждого измерения представляют 8-битовое число. Это означает, что в методе ИКМ используются 256 уровней. В случае стандарта Т1 используются 7 бит, т.е. 128 уровней.

Полученные 240 бит упаковывают в кадр. Кадр в стандарте Е1 содержит 32 канала по 8 разрядов и занимает 125 мксек. 30 каналов используют для передачи данных, а два - для целей управления. Таким образом, стандарт Е1 обеспечивает скорость 2,048 Мбит/сек и мультиплексирует 30 линий одновременно.

Стандарт Т1 позволяет мультиплексировать 24 линии, но в каждом канале под данные используются лишь 7 разрядов и один разряд для целей управления. Кадр в Т1 содержит 193 бита и занимает 125 мксек, что обеспечивает скорость в 1,544 Мбит/сек. Отметим, что в Е1 из 256 битов кадра 16 используются для служебных целей, в Т1 из 193 битов для служебных целей используются 24, т.е. Е1 экономнее.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)