ГЛАВНАЯ
БАЗЫ ДАННЫХ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ
  УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ   
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ
ЭЛЕКТРОНИКА
КОМПЬЮТЕР
ЗАРАБОТАЙ В СЕТИ
 
 


Яндекс цитирования

Besucherzahler dating websites
счетчик посещений





Rambler's Top100

 

 

 

 

 

Технология ADSL - техническое описание

 

 

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) — Асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных, известных как технологии DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL. К другим технологиям DSL относятся HDSL (High data rate Digital Subscriber Line — Высокоскоростная цифровая абонентская линия), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line — Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и другие.

Общее название технологий DSL возникло в 1989 году, когда впервые появилась идея использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов. Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного (можно даже сказать мегабитного) доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям).

Так что же такое ADSL? Прежде всего, ADSL является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет два модема ADSL, которые подключены к каждому концу витой пары телефонного кабеля (смотрите рисунок 1).


Рисунок 1

 

При этом организуются три информационных канала — нисходящий поток передачи данных, восходящий поток передачи данных и канал обычной телефонной связи (POTS) (смотрите рисунок 2). Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.


Рисунок 2

 

ADSL является асимметричной технологией — скорость нисходящего потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону конечного пользователя) выше, чем скорость восходящего потока данных (в свою очередь передаваемого от пользователя в сторону сети). Сразу же следует сказать, что не следует искать здесь причину для беспокойства. Скорость передачи данных от пользователя (более медленное направление передачи данных) все равно значительно выше, чем при использовании аналогового модема. Фактически же она также значительно выше, чем ISDN (Integrated Services Digital Network — Интегральная цифровая сеть связи).

Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используется цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Телефонные линии большой протяженности могут ослабить передаваемый высокочастотный сигнал (например, на частоте 1 МГц, что является обычной скоростью передачи для ADSL) на величину до 90 дБ. Это заставляет аналоговые системы модема ADSL работать с достаточно большой нагрузкой, позволяющей иметь большой динамический диапазон и низкий уровень шумов. На первый взгляд система ADSL достаточно проста — создаются каналы высокоскоростной передачи данных по обычному телефонному кабелю. Но, если детально разобраться в работе ADSL, можно понять, что данная система относится к достижениям современной технологии.

Технология ADSL использует метод разделения полосы пропускания медной телефонной линии на несколько частотных полос (также называемых несущими). Это позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии. Точно такой же принцип лежит в основе кабельного телевидения, когда каждый пользователь имеет специальный преобразователь, декодирующий сигнал и позволяющий видеть на экране телевизора футбольный матч или увлекательный фильм. При использовании ADSL разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Этот процесс известен как частотное уплотнение линии связи (Frequency Division Multiplexing — FDM) (смотрите рисунок 3). При FDM один диапазон выделяется для передачи восходящего потока данных, а другой диапазон для нисходящего потока данных. Диапазон нисходящего потока в свою очередь делится на один или несколько высокоскоростных каналов и один или несколько низкоскоростных каналов передачи данных. Диапазон восходящего потока также делится на один или несколько низкоскоростных каналов передачи данных. Кроме этого может применяться технология эхокомпенсации (Echo Cancellation), при использовании которой диапазоны восходящего и нисходящего потоков перекрываются (смотрите рисунок 3) и разделяются средствами местной эхокомпенсации.


Рисунок 3

 

Именно таким образом ADSL может обеспечить, например, одновременную высокоскоростную передачу данных, передачу видеосигнала и передачу факса. И все это без прерывания обычной телефонной связи, для которой используется та же телефонная линия. Технология предусматривает резервирование определенной полосы частот для обычной телефонной связи (или POTS — Plain Old Telephone Service). Удивительно, как быстро телефонная связь превратилась не только в простую (Plain), но и в старую (Old); получилось что-то вроде старой доброй телефонной связи. Однако, следует отдать должное разработчикам новых технологий, которые все же оставили телефонным абонентам узенькую полоску частот для живого общения. При этом телефонный разговор можно вести одновременно с высокоскоростной передачей данных, а не выбирать одно из двух. Более того, даже если у вас отключат электричество, обычная старая добрая телефонная связь будет работать по-прежнему и с вызовом электрика у вас никаких проблем не возникнет. Обеспечение такой возможности было одним из разделов оригинального плана разработки ADSL. Даже одна эта возможность дает системе ADSL значительное преимущество перед ISDN.

Одним из основных преимуществ ADSL над другими технологиями высокоскоростной передачи данных является использование самых обычных витых пар медных проводов телефонных кабелей. Совершенно очевидно, что таких пар проводов насчитывается гораздо больше (и это еще слабо сказано), чем, например, кабелей, проложенных специально для кабельных модемов. ADSL образует, если можно так сказать, наложенную сеть. При этом дорогостоящей и отнимающей много времени модернизации коммутационного оборудования (как это необходимо для ISDN) не требуется.

ADSL является технологией высокоскоростной передачи данных, но насколько высокоскоростной? Учитывая, что буква А в названии ADSL означает asymmetric (асимметричная), можно сделать вывод, что передача данных в одну сторону осуществляется быстрее, чем в другую. Поэтому следует рассматривать две скорости передачи данных: нисходящий поток (передача данных от сети к вашему компьютеру) и восходящий поток (передача данных от вашего компьютера в сеть).

Факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются состояние абонентской линии (т.е. диаметр проводов, наличие кабельных отводов и т.п.) и ее протяженность. Затухание сигнала в линии увеличивается при увеличении длины линии и возрастании частоты сигнала, и уменьшается с увеличением диаметра провода. Фактически функциональным пределом для ADSL является абонентская линия длиной 3,5 — 5,5 км при толщине проводов 0,5 мм. В настоящее время ADSL обеспечивает скорость нисходящего потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Общая тенденция развития данной технологии обещает в будущем увеличение скорости передачи данных, особенно в нисходящем направлении.

Для того, чтобы оценить скорость передачи данных, обеспечиваемую технологией ADSL, необходимо сравнить ее с той скоростью, которая может быть доступна пользователям, использующим другие технологии. Аналоговые модемы позволяют передавать данные со скоростью от 14,4 до 56 Кбит/с. ISDN обеспечивает скорость передачи данных 64 Кбит/с на канал (обычно пользователь имеет доступ к двум каналам, что в сумме составляет 128 Кбит/с). Различные технологии DSL дают пользователю возможность передавать данные со скоростью 144 Кбит/с (IDSL), 1,544 и 2,048 Мбит/с (HDSL), нисходящий поток 1,5 — 8 Мбит/с и восходящий поток 640 — 1500 Кбит/с (ADSL), нисходящий поток 13 — 52 Мбит/с и восходящий поток 1,5 — 2,3 Мбит/с (VDSL). Кабельные модемы имеют скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с (при этом следует учитывать, что полоса пропускания кабельных модемов делится между всеми пользователями, одновременно имеющими доступ к данной линии, поэтому число одновременно работающих пользователей оказывает значительное влияние на реальную скорость передачи данных каждого из них). Цифровые линии Е1 и Е3 имеют скорость передачи данных, соответственно, 2,048 Мбит/с и 34 Мбит/с.

При использовании технологии ADSL полоса пропускания той линии, с помощью которой конечный пользователь связан с магистральной сетью, принадлежит этому пользователю всегда и целиком. Нужна ли вам линия ADSL? Решать вам, но для того, чтобы вы приняли правильное решение, рассмотрим некоторые преимущества ADSL.

Прежде всего, скорость передачи данных. Цифры были указаны двумя абзацами выше. Причем эти цифры не являются пределом. В новом стандарте ADSL 2 реализованы скорости 10 Мбит/с нисходящего и 1 Мбит/с восходящего потока при дальности до 3 км, а в технологии ADSL 2+, стандарт которой должен быть утверждён в 2003 году, фигурируют скорости нисходящего потока в 20, 30 и 40 Мбит/с (соответственно по 2,3 и 4 парам).

Для того, чтобы подключиться к сети Интернет или к ЛВС, не нужно набирать телефонный номер. ADSL создает широкополосный канал передачи данных, используя уже существующую телефонную линию. После установки модемов ADSL вы получаете постоянно установленное соединение. Высокоскоростной канал передачи данных всегда готов к работе — в любой момент, когда вам это потребуется.

Полоса пропускания линии принадлежит пользователю целиком. В отличие от кабельных модемов, которые допускают разделение полосы пропускания между всеми пользователями (что в значительной мере оказывает влияние на скорость передачи данных), технология ADSL предусматривает использование линии только одним пользователем.

Технология ADSL позволяет полностью использовать ресурсы линии. При обычной телефонной связи используется около одной сотой пропускной способности телефонной линии. Технология ADSL устраняет этот недостаток и использует оставшиеся 99% для высокоскоростной передачи данных. При этом для различных функций используются различные полосы частот. Для телефонной (голосовой) связи используется область самых низких частот всей полосы пропускания линии (приблизительно до 4 кГц), а вся остальная полоса используется для высокоскоростной передачи данных.

Многофункциональность данной системы является не самым последним аргументом в ее пользу. Так как для работы различных функций выделены различные частотные каналы полосы пропускания абонентской линии, ADSL позволяет одновременно передавать данные и говорить по телефону. Вы можете звонить по телефону и отвечать на звонки, передавать и принимать факсы, одновременно с этим находясь в сети Интернет или получая данные из корпоративной сети ЛВС. Все это по одной и той же телефонной линии.

ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с).

Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем и провайдером.
Не следует забывать и о затратах. Технология ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. То есть, если у вас дома или в офисе есть подключенный телефонный аппарат, вам не нужно прокладывать дополнительные провода для использования ADSL. (Хотя есть и ложка дегтя. Компания, обеспечивающая вам возможность обычной телефонной связи, должна при этом предоставлять и услугу ADSL.)

Для того, чтобы линия ADSL работала, необходимо не так уж много оборудования. На обоих концах линии устанавливаются модемы ADSL: один на стороне пользователя (дома или в офисе), а другой на стороне сети (у провайдера Интернет или на телефонной станции). Причем пользователю совсем не обязательно покупать свой модем, но достаточно взять его у провайдера в аренду. Кроме того, пользователю для того, чтобы модем ADSL работал, необходимо иметь компьютер и интерфейсную плату, например, Ethernet 10baseT.

По мере того, как телефонные компании постепенно вступают на еще неосвоенное поле передачи данных форматов видео и мультимедиа конечному пользователю, технология ADSL продолжает играть большую роль. Разумеется, через какое-то время широкополосная кабельная сеть охватит всех потенциальных пользователей. Но успех этих новых систем будет зависеть от того, какое количество пользователей будет вовлечено в процесс использования новых технологий уже сейчас. Принося кинофильмы и телевидение, видеокаталоги и Интернет в дома и офисы, ADSL делает данный рынок жизнеспособным и прибыльным как для телефонных компаний, так и для других компаний, предоставляющих услуги в различных областях.

Стандарты xDSL

Мы не откроем большого секрета, если скажем, что основной целью стандартизации является обеспечение совместимости аппаратуры разных производителей в рамках единой сети связи. Для решения задач стандартизации существуют и активно работают специальные как национальные, так и международные организации. В силу глобального характера телекоммуникаций критически важной является в первую очередь роль именно международных организаций по стандартизации и их эффективное взаимодействие с национальными организациями по стандартизации ведущих промышленных стран мира. В области телекоммуникаций такой ведущей международной организацией по стандартизации является Сектор Стандартизации Телекоммуникаций Международного Союза Электросвязи ( ITU – T ). Он несёт основную ответственность за разработку, согласование и утверждение международных телекоммуникационных стандартов, которые обычно называют Рекомендациями. Авторитет ITU – T как главной международной организации в области стандартизации телекоммуникаций столь велик, что несоответствие параметров конкретной аппаратуры или системы связи этим рекомендациям считается, как правило, серьёзным недостатком этой аппаратуры или системы связи.

Все рекомендации ITU – T имеют краткие обозначения, первым символом которых обычно является заглавная буква римского алфавита, которая обычно дополняется несколькими арабскими цифрами. Например, рекомендации ITU – T серии V являются стандартами модемов коммутируемой сети общего пользования ТФОП. В то же время стандарты ITU – T модемов х DSL имеют индекс “ G ”. Отнесение модемов xDSL к рекомендациям серии “ G ”, является вполне логичным, поскольку рекомендации этой серии стандартизуют практически все системы передачи, работающие по кабельным линиям связи. Именно такой системой передачи является любая кабельная линия, окончаниями которой являются два модема типа xDSL .

Ведущими национальными организациями по разработке и внедрению телекоммуникационных стандартов в мире являются Американский Национальный Институт Стандартов ANSI и E вропейский Институт Телекоммуникационных стандартов ETSI . Кроме того, как ANSI , так и ETSI принимают самое активное участие в разработке, апробации, согласовании и утверждении стандартов ITU – T . Кроме трёх указанных организаций активно работают в области стандартизации технологий xDSL Форум ADSL ( ADSLF ) и Рабочая Группа Универсальной ADSL ( UAWG ).

 

 

Ниже приводятся функции и результаты работы указанных организаций по стандартизации.


1.  ITU – T (МСЭ-Т).

Рекомендации ITU – T , касающиеся сетей абонентского доступа, изложены в рекомендациях ITU – T серий G , I , Q и Y . Рекомендации ITU – T , касающиеся технологий xDSL , как уже упоминалось, входят в раздел рекомендаций серии G . Основополагающей рекомендацией этого раздела, относящейся к абонентскому доступу, является рекомендация G .902 “Framework Recommendation on functional access networks (AN). Architecture and functions, access types, management and service node access ”, посвящённая архитектуре сети доступа AN ( Acess Network ), выполняемым ею функциям, видам доступа, техническому обслуживанию и назначению узла, предоставляющего услуги связи. Рекомендация G .902 была утверждена в ноябре 1995 г. Ведущей рабочей группой ( Study Group - SG ) по стандартизации абонентского доступа (в том числе и модемов xDSL ) является SG 15.

Остановимся более подробно на рассмотрении рекомендации G .902.

Точка UNI (user-network interface) является точкой интерфейса пользователь-сеть. Рекомендация ITU – T I.112 определяет UNI как интерфейс между оконечным оборудованием пользователя и сетевым окончанием NT, где используются аппаратные средства и протоколы доступа, поддерживающие доступ пользователя к услугам сети. Далее следует непосредственно сеть доступа AN, которая через интерфейс сетевого узла доступа SNI (Service Node Interface) обеспечивает непосредственный доступ пользователя к сетевым услугам. Верхний фрагмент рис.1 представляет собой сеть технической эксплуатации сети электросвязи TMN (Telecommunications Management Network), выполнение функций которой поддерживается показанными на рис.1 интерфейсами Q3.

 

В табл.1 представлены рекомендации ITU – T , являющиеся практическими стандартами для семейства цифровых абонентских линий xDSL

 

Обозначение рекомендации

Название рекомендации

Время утверждения (мес./год)

Примечание

G.960

Цифровая линия основного абонентского доступа ( ISDN )

1993

Другое распростра-нённое название: интерфейс “ U ”

G.961

Цифровая система передачи по металлическому кабелю для основного абонентского доступа ( ISDN )

1993

 

G.989.1

Приёмопередатчики по линиям телефонной сети. Основы.

01/2002

HPNA

G .982.2

Приёмопередатчики по линиям телефонной сети. Формат полезной нагрузки и требования к установке соединения.

11/2001 -

предварит.

редакция

HPNA

G.991.1

Приёмопередатчики высокоскоростной цифровой абонентской линии ( HDSL )

10/1998

Наиболее распростра-нённое применение: эффективная замена первичных цифровых систем передачи типа Т1 или Е1 на соединительных лини-ях местных сетей, не требующая примене-ния промежуточных регенераторов

G.991.2 (G.shdsl)

Приёмопередатчики высокоскоростной цифровой абонентской линии, работающей по одной паре ( SHDSL )

01/ 2002

(Amend.1 11/2001)

 

G .992.1 ( G . dmt )

Приёмопередатчики асимметричной цифровой абонентской линии ( ADSL )

07/19 99

(Corr.1 11/2001)

( Corr .2 07/2002)

( Annex H 10/2000)

“Интернационализированная” версия стандарта T 1.413. i 2

G .992.2 ( G . lite )

Приёмопередатчики бессплиттерной цифровой абонентской линии ( ADSL )

07/19 99

(Corr.1 07/2002)

Имеет меньшую пропускную способ-ность по сравнению с модемами G .992.1 и предназначена в первую очередь для массового рынка доступа к Интернет

G .992. 3

Приёмопередатчики асимметричной цифровой абонентской линии -2 ( ADSL 2)

07/ 2002

Предварительная редакция

G.992.4

Приёмопередатчики бессплиттерной цифровой абонентской линии -2 ( ADSL 2)

07/ 2002

Предварительная редакция

G.992. 5

Приёмопередатчики асимметричной цифровой аб-ской линии -2+ ( ADSL 2+)

01/2003

Ожидается

G.993 .1

Высокоскоростная цифровая абоненская линия ( VDSL ). Основы.

11/2001

Начальная информация

G .994.1

( G . hs )

Процедуры подтверждения установления соединения приёмопередатчиков DSL

07/1999 – отменено

07/2002 – предв. ред.

Облегчает совместную работу модемов G .992.1 и G .992.2

G .995.1

( G . ref )

Обзор рекомендаций цифровой абонентской линии DSL

02/2001

(07/1999 – отменено)

 

G996.1 (G.test)

Процедуры тестирования оборудования цифровой абонентской линии DSL

02/2001

(07/1999 – отменено)

 

G997.1 (G.ploam)

Управление физическим уровнем приёмопередатчиков цифровой абонентской линии DSL

07/1999

Включает вопросы обеспечения бесперебойной работы, административные функции и эксплуатационное обслуживание

модемов xDSL

 


2. ANSI

В США Комитет ANSI T1 отвечает за национальные телекоммуникационные стандарты и участвует в работе МСЭ-Т по созданию международных стандартов.

Подкомитет Т1Е1 подкомитета Т1 ANSI занимается стандартами, относящимися к интерфейсам, пропускной способности и защите сетей.

Рабочая группа Т1Е1.4 подкомитета Т1Е1 отвечает за технологии DSL. Эта группа разработала первый стандарт ADSL, известный как Т1.413, основанный на использовании линейного кода DMT и одобренный в 1995 году. Этот стандарт выдержал ряд редакций, называемых версиями (issues). Последняя версия известна под названием “T1.413 Issue 2” или просто “Т1.413i2”. Она была одобрена в 1998 году. В 2001 году было выпущено дополнение к T 1.413-1998, озаглавленное T 1.423 a (определение идентификационного номера вендора ADSL ).

Первая редакция Т1.413 стандарта ADSL содержала наиболее важные свойства и параметры модемов ADSL, включая эхокомпенсацию, модуляцию с использованием решётчатого кода, два канала задержки сигнала (dual latency), поддерживающих как чувствительный к задержке трафик (например, телефонный и интерактивное видео), так и нечувствительный к задержке трафик (например, трафик данных). Вторая редакция этого стандарта Т1.413i2 определяет дополнительные возможности ADSL (передачу эталонного синхросигнала, использование для транспортирования сигналов способов TDM и/или АТМ, а также режима сокращённого служебного заголовка)

Первая редакция T1.413 (Issue I) стандарта ADSL была ограничена одним интерфейсом в помещении пользователя (СРЕ). Вторая редакция этого стандарта T1.413i2 расширила возможности доступа пользователя путём введения в оборудование пользователя специального интерфейса мультиплексирования, протоколов конфигурации и управления сетью, а также целого ряда других улучшений.

В настоящее время рабочая группа Т1Е1.4 работает над 3-ей редакцией стандарта Т1.413, который учитывает требования международных стандартов (и в первую очередь рекомендаций МСЭ-Т G992.1 и G.992.2). Поэтому эта последняя редакция Т1Е1.4 13 имеет все основания претендовать на роль международного стандарта для технологий ADSL.


3. ETSI

ETSI отвечает за разработку европейских телекоммуникационных стандартов и участвует в работе МСЭ-Т по созданию международных стандартов.

В ETSI имеется Технический комитет по технике передачи и мультиплексированию (ТМ), отвечающий за стандартизацию функций и характеристик транспортных сетей и их элементов. В его состав входит рабочая группа ТМ6, областью деятельности которой являются технологии хDSL. В частности, ETSI TM6 занимается адаптацией стандарта ANSI T1.413i2 к европейским условиям.

Нормативные документы ETSI, относящиеся к технологиям xDSL, приведены в Табл.2.

 

Таблица 2 Нормативные документы ETSI, относящиеся к технологиям xDSL

 

Название документа

Условное обозначение

Тип технологии

Передача и мультиплексирование (Т M ); Цифровая абонентская линия передачи основного доступа ( ISDN - BA ) DSL

ETSI TS 102 080

v 1.3.2 (2000-05)

v 1.4.1 (план. 2003-03)

Основной доступ ISDN ( ISDN - BA ( DSL ))

Передача и мультиплексирование (Т M ); Высокоскоростная цифровая абонентская линия передачи ( HDSL ) по металлическим линиям местной сети; техническая спецификация HDSL и приложений для совместной передачи по линии HDSL сигналов основного доступа ( ISDN - BA ) и первичного доступа 2048 Кбит/с.

ETSI TS 101 135

v1.5.3 (2000-09)

HDSL

Передача и мультиплексирование (Т M ); система доступа по металлическим кабелям доступа местной сети; Симметричная цифровая высокоскоростная абонентская линия передачи по одной паре ( SDSL ); Часть 1: Функциональные требования.

ETSI TS 101 524-1

v1.1. 3 (200 1 - 11 )

v 1.2.1 (план. 2002-12)

v 1.2.1 amendment (план. 2003-06)

SDSL

Передача и мультиплексирование (Т M ); Асимметричная цифровая абонентская линия передачи ( ADSL ); требования и характеристики

ETR 328 ( 199 6-11)

ADSL

Передача и мультиплексирование (Т M );системы доступа по металлическим кабелям доступа местной сети; Асимметричная цифровая абонентская линия передачи ( ADSL ) - совместная передача сигналов ADSL и основного доступа ISDN ( ISDN - BA ) по той же паре.

(переработанная версия стандарта Т1.413 - 1998 ANSI ).

ETSI TS 101 388

v 1.2.1 (2001-10)

v 1. 3 .1 (200 2 -0 5 )

ADSL и ISDN-BA

Передача и мультиплексирование (Т M );системы доступа по

металлическим кабелям доступа местной сети; Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия передачи ( VDSL );

Часть 1: Функциональные требования.

TS 101 270-1

v 1. 2 .1 ( 1999 - 1 0)

v 1. 3 .1 (план. 2003-0 1 )

VDSL

 

Примечание.

В таблице 2 следует обратить внимание на техническую спецификацию ETSI TS 101 388, которая стандартизует линию ADSL, обеспечивающую совместную передачу сигналов ADSL и сигналов основного доступа ISDN (ISDN-BA) по одной паре.

Эта спецификация особенно актуальна для стран Западной Европы (и в первую очередь Германии и Швейцарии), где широко используется основной доступ ISDN. Быстрая разработка этого стандарта прекрасно иллюстрирует стремление операторов связи защитить уже сделанные инвестиции в ISDN.

 

Частотные разделители для ADSL

Большинство используемых в настоящее время медных телефонных линий прокладывались именно для обеспечения нормальной телефонной связи (и только для этого). То есть, если говорить проще, с целью передачи голоса. Те, кто хотел и хочет передавать данные по коммутируемым телефонным линиям, должны были приобрести (и приобретают до сих пор) модем, позволяющий конвертировать данные в аналоговый формат и передавать их по телефонной линии. Но, необходимость жить и вести свой бизнес в современном мире, значительно поднявшем планку требований к телекоммуникациям, неизбежно выливается в необходимость использования соответствующих технических возможностей. Все большее количество пользователей отдает предпочтение технологиям DSL (в частности, ADSL), позволяющим использовать существующую кабельную телефонную сеть для быстрой, экономичной и надежной передачи данных.

Впрочем, использование даже самых современных технологий ни в коей мере не сводит к нулю потребность в традиционном общении по телефону. К счастью, технология ADSL позволяет одновременно и передавать данные, и говорить по телефону, используя одну и ту же (во многих случаях единственную) телефонную линию. Доступная полоса пропускания медного телефонного кабеля разделяется на две, скажем мягко, неравные части — частоты до 4 кГц используются для традиционной телефонной связи, а вся остальная полоса используется для высокоскоростной передачи данных (рис. 1). Использование новых возможностей медного телефонного кабеля равноценно обнаружению новой золотой (или медной, что более подходит к нашему случаю) жилы на давно заброшенном руднике. Голос и данные объединяются на абонентской стороне линии и разделяются на станционной стороне той же линии (и наоборот) с помощью специальных разделяющих устройств — сплиттеров (splitter) или частотных разделителей (которые мы в дальнейшем будем называть ЧР).

 



Рисунок 1. Использование частотных разделителей на линиях ADSL.

 

Внедрение новой надстройки на старом базисе неизбежно требует решения как технических, так и организационных вопросов. С технической стороны расширение использования телефонной линии меняет не слишком много. Объединяемые на абонентской стороне линии голос и данные передаются на станцию, где успешно разделяются. Голосовой сигнал направляется на коммутационное оборудование телефонной станции, а данные передаются на мультиплексор доступа DSL и затем в сеть передачи данных. С вопросами организационными все гораздо сложнее. Хорошо, если оператор местной связи, который обычно является владельцем кабельной телефонной сети, сам станет предоставлять услуги высокоскоростной передачи данных. Тогда и оборудование, и ответственность за его исправное функционирование целиком лягут на его плечи. Возможно, этот оператор не возьмет на себя бремя предоставления новых услуг, но будет достаточно расчетлив, чтобы за определенное вознаграждение допустить к своим залежам меди других операторов. Тогда коммутационное оборудование телефонной связи и оборудование передачи данных будут принадлежать разным владельцам (а кому будет принадлежать ЧР, еще предстоит выяснить). И кто будет в ответе перед абонентом — вот в чем вопрос.

Одновременное использование абонентской телефонной линии для традиционной телефонной связи и для высокоскоростной передачи данных всегда выдвигалось и выдвигается в число самых главных преимуществ технологии ADSL. Одним из ключевых устройств этой технологии и является ЧР, уже упоминавшийся выше несколько раз.

На самом деле ЧР представляет собой обычное электронное устройство — фильтр, имеющий три порта. Некоторые производители предлагают активные ЧР иногда даже встроенные в модем. Однако при использовании такого ЧР авария электропитания или отказ модема приведут к потере телефонной связи. Пассивный же ЧР поддерживает функционирование телефонной линии даже тогда, когда неисправен модем, потому что традиционный телефонный аппарат получает питание постоянного тока по абонентской телефонной линии. ЧР включает в себя фильтр нижних частот и фильтр верхних частот. Фильтр верхних частот представляет собой комбинацию устройств, находящихся на ЧР и модеме ADSL (обычно разделительные по постоянному току конденсаторы). Фильтр нижних частот, предназначенный для выделения голосового канала, как правило, находится на самом ЧР. Одной из основных функций ЧР является фильтрация импульсных помех, создаваемых телефонным аппаратом и коммутационным оборудованием телефонной станции и способных помешать нормальной работе модема. С другой стороны осуществляется фильтрация высокочастотного сигнала модема ADSL, который может снизить качество работы традиционной телефонной связи. Большинство используемых на практике ЧР — пассивные. Это объясняется их более высокой надежностью, которая крайне необходима для обеспечения надежной телефонной связи.

Несмотря на кажущуюся простоту выполняемых ЧР функций, только хорошо продуманная его конструкция позволяет получить максимально высокие характеристики всей системы. Фильтр низкого качества может хорошо работать в одной полосе частот, в то же время значительно ухудшая все характеристики системы в другой частотной полосе. Простой пример. Если фильтр нижних частот, предназначенный для выделения голосового канала, имеет слишком низкую граничную частоту, он может отрицательно повлиять на характеристики факсимильного аппарата или модема V.90, снизив, например, скорость передачи данных. Если же неправильно подобраны разделительные конденсаторы фильтра верхних частот, это может в определенной мере уменьшить рабочее расстояние модема DSL.

Рабочие параметры системы определяются следующими характеристиками ЧР (рис. 2):

- минимальным вносимым затуханием в диапазоне частот 0 — 4 кГц и максимальными обратными потерями в том же частотном диапазоне;

- особенностями характеристики в переходной полосе частот (4 кГц — 16 кГц;

- максимальной симметрией линии;

- плоской амплитудно-частотной характеристикой в диапазоне голосовых частот и диапазоне ADSL;

- согласованием импеданса портов во всем диапазоне используемых частот;

- максимальной изоляцией между портами;

- минимальной задержкой сигнала в рабочем диапазоне частот;

- сопротивлением по постоянному току каждого тракта передачи сигнала;

- использованием подходящих конденсаторов, включая компенсацию перенапряжения из-за наличия индуктивности между контактами разъема;

- граничными частотами, необходимыми для поддержания факсимильной связи и работы модема V.90.

 


Рисунок 2. Пример разделения спектра голосового сигнала
и ADSL по ANSI T1.413 

 

Не следует думать, что выбор подходящего ЧР — это предельно простая задача. В обязательном порядке должны учитываться все технические стандарты, используемые в местной телефонной связи, а также технические характеристики кабельной сети.

Перед тем, как выбрать ЧР, необходимо точно знать, с кабелями какого типа и какими типами абонентских телефонных линий предстоит иметь дело. Использование ЧР неправильно выбранного типа на определенных абонентских линиях на кабелях с бумажной изоляцией, например, может привести к появлению серьезных задержек. Кроме того, перед тем, как заказать ЧР, необходимо четко понять и те ограничения, которые имеет оборудование DSL. Неправильный выбор может привести к появлению в цепи вашей системы откровенно слабого звена. При использовании пассивного ЧР должно быть выбрано оптимальное соотношение между вносимым затуханием и обратными потерями. Если затухание, вносимое фильтром нижних частот в частотном диапазоне xDSL, будет низким, это может привести к появлению таких проблем, как перекрестные помехи в тракте xDSL. Низкие обратные потери (особенно это относится к диапазону звуковых частот) могут привести к ухудшению рабочих характеристик факса или модема V.90. Обычно вносимое затухание считается более важным параметром по сравнению с обратными потерями. Возможность достижения высокой скорости передачи данных в диапазоне DSL, несомненно, перевешивает некоторое ухудшение характеристик в области звуковых частот. Небольшое уменьшение скорости передачи данных модема V.90 гораздо менее заметно, чем ухудшение характеристик xDSL.

Вернувшись к вопросам организационным, следует учитывать, что консервативные операторы местной телефонной связи, которые десятилетиями занимались только телефонной связью и ничем больше, очевидно захотят оставить контроль над разделительным оборудованием за собой. Ведь только это позволит им гарантировать качественное предоставление именно своих услуг и сохранить контроль над всей абонентской телефонной линией, от телефонного аппарата абонента до коммутационного оборудования телефонной станции. Что же касается операторов, предоставляющих услуги передачи данных по абонентской телефонной линии, то для них выгоды от наличия доступа к ЧР не так однозначны.

С одной стороны, не всегда удобно (как для оператора, так и для его пользователей) ждать реакции местных операторов в случае какой-либо неисправности или при необходимости внесения каких-либо изменений. Контроль над ЧР означает еще и легкий доступ к тестированию, которое необходимо для предварительной проверки абонентских линий (без этой проверки внедрение высокоскоростных технологий на кабельной телефонной сети потеряет большую долю эффективности), обслуживания и поиска неисправностей. Именно это может привлечь операторов передачи данных. Но оборотной стороной медали остается ответственность за все сигналы, которые проходят через ЧР. Кроме того, тестирование требует значительных капитальных вложений в оборудование, что приемлемо не для каждой компании.

С другой стороны, не на последнем месте стоит и вопрос ответственности за качественную работу телефонной связи. Наличие исправной телефонной связи очень часто является вопросом жизни или смерти. Операторы местной связи, взвалив на себя груз предоставления услуг телефонной связи, принимают на себя эту ответственность как часть своей деятельности. Когда же полный или частичный контроль переходит к другому оператору, последний должен разделить и эту ответственность.

Судя по мировому опыту, наиболее целесообразным для этих операторов является отказ от контроля над ЧР в пользу оператора телефонной связи взамен на договор о быстром реагировании на все возникающие заявки о неисправностях. К сожалению, в нашей стране возложить какие-либо дополнительные обязанности на местных операторов достаточно сложно и платить за все будет тот, кто предлагает новые услуги.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что ЧР, используемый при установке систем ADSL, не является предметом массового потребления, а требует тщательно продуманного подхода в каждом случае установки. Кроме того, он оказывает существенное влияние на технические и организационные аспекты использование телефонных кабельных линий. При выборе правильного ЧР обязательно следует учитывать несколько важных моментов.

По мере внедрения систем высокоскоростной передачи данных на абонентской кабельной сети на станции будет устанавливаться все большее количество оборудования, поэтому через какое-то время возникнет вопрос нехватки места для его установки. Чем больше портов имеет ЧР, тем меньше места в сумме будет занимать оборудование; поэтому при выборе ЧР следует учитывать количество портов каждого устройства.

Технология ADSL позволяет системе адаптироваться к условиям работы. Она реагирует на разнообразные отрицательные внешние воздействия, например, на шумы, снижением скорости передачи данных. Чем меньше воздействие ЧР оказывает на сигнал, тем более высокими будут характеристики системы. Более высокие характеристики означают увеличение рабочего расстояния, а значит получение возможности обслуживания удаленных абонентов, что расширяет рынок предоставления услуги высокоскоростной передачи данных. Кто экономит на мелочах — тот проигрывает в целом.

 
Hosted by uCoz