Абонентские линии xdsl

Как было неоднократно отмечено в этой главе, основная под­держиваемая ISDN скорость передачи пользовательской инфор­мации составляет 64 Кбит/с, что не так давно представлялось впол­не достаточным для телефона, соединенного с компьютером. Ос­нащенный таким базовым доступом пользователь может получить услуги традиционной телефонии, видеофона, передачи данных по протоколам Х.25, Frame Relay, выход в сеть Интернет со скоростью 64 Кбит/с или 128 Кбит/с и др. Но, к сожалению, сравнительно небольшие по сегодняшним меркам скорости передачи ISDN ис­ключают предоставление абонентам таких сетевых услуг, как передача подвижных изображений с высоким качеством, передача больших объемов данных с высокими скоростями, высококачест­венная видеотелефония, видеоконференция, широковещательная передача телевизионных (в том числе высокой четкости) и звуко­вых программ и т.п. Так как в этой области существует определен­ная терминологическая путаница, поясним, что имеется в виду. Ка­тегория видео использует, в частности, технику «замороженный кадр», которая характеризуется относительно низким временным разрешением от одного до шести кадров в секунду. Услугу, осно­ванную на этой технике, иногда называют видеофоном. Видеоизоб­ражение с полной передачей движения может иметь различные ка­чественные характеристики и разрешение. Наихудшее качество со­ответствует воспроизведению на бытовом кассетном видеомагни­тофоне (VCR). Наилучшее качество соответствует характеристи­кам, которые обеспечивают коммерческие студии телевидения. Между «замороженным кадром» и видео с полной передачей дви­жения располагается видеотелефония, характеризующаяся отно­сительно низкой резкостью и низким уровнем активности движе­ний, например, при показе головы и плеч одного человека. Отли­чающийся от этого другой тип услуги — видеоконференция — ха­рактеризуется почти полной передачей движений группы людей. И, наконец, высшую степень качества дает телевидение с высокой четкостью, или HDTV, которое требует чрезвычайно большой ши­рины полосы пропускания даже с применением компрессии.

Следует отметить, что еще на ранних стадиях разработки уз­кополосной ISDN появлялись разумные возражения против под­хода 2B+D, соответствующие известной формуле А. Дюма: «Для Атоса это слишком много, а для графа де Ла Фер это слишком мало», но, как обычно, они не были услышаны. Однако, спра­ведливость этих возражений проявилась в следующем этапе раз­вития ISDN: широкополосной ISDN (Broadband ISDN или B-ISDN) со скоростями передачи информации 155 Мбит/с и 622 Мбит/с, которая может предоставить пользователям упомя­нутые выше, а также многие другие интерактивные услуги и ус­луги распределения информации.

Протоколам широкополосных телекоммуникационных сетей автор планирует посвятить третий том данной монографии под общим названием «Телекоммуникационные протоколы», а сейчас представляется целесообразным оценить, что еще может быть сде­лано на базе существующей абонентской сети. Помимо ISDN имеется технология, позволяющая эффективно использовать уже уло­женный в землю медный кабель, достигая скоростей и качества передачи, доступных лишь на волоконно-оптических линиях. Это так называемая xDSL-технология, обеспечивающая, кстати, гораз­до большие скорости передачи по обычным медным проводам, чем предлагаемый ISDN канал 64 Кбит/с.

Существует несколько вариантов xDSL:

HDSL (High-data-rate Digital Subscriber Line), или высокоско­ростная цифровая абонентская линия, представляет собой два мо­дема, соединенных одной или несколькими кабельными парами. При этом обеспечивается симметричная дуплексная передача циф­ровых потоков на скорости 2.048 Мбит/с. Такой же тракт поддер­живает и аппаратура ИКМ-30, однако более новая технология HDSL позволяет значительно увеличить длину регенерационного участка и предъявляет гораздо менее жесткие требования к пере­ходному затуханию в используемых кабелях. В HDSL-технологии для передачи сигнала могут использоваться 1, 2 или 3 пары обыч­ного телефонного кабеля.

Как и в цифровых абонентских линиях ISDN, рассмотрен­ных в предыдущих параграфах этой главы, в HDSL для разделения направлений передачи и приема на каждом конце каждой из двух­проводных линий используются дифсистема и эхокомпенсатор.

Первоначальные спецификации для HDSL в Соединенных Штатах предусматривали работу в режиме двойного дуплекса с линейным кодом 2В1Q (четырехуровневое кодирование с симмет­ричным спектром), уже рассмотренным в п.2.2. Выбор линейного кода мотивировался быстротой реализации, поскольку 2В1Q уже являлся стандартом США для цифровой передачи. В Европе тоже был принят код 2В1Q, но с двумя опциями. Первая — троичный дуплексный вариант, который отнюдь не идеален, поскольку нуж­на дополнительная пара, но обладает тем достоинством, что мо­жет использовать преимущества разработанной в Соединенных Штатах технологии. Второй вариант — метод двойного дуплекса с работой на более высокой скорости.

Типовая HDSL, использующая две кабельные пары, показа­на на рис.2.10. На станции устанавливаются станционные модули HDSL, а в помещениях абонентов — удаленные модули HDSL. Оборудование TadiGain фирмы Tadiran, например, поддерживает скорости передачи:

• по одной паре 2064 Кбит/с

• по двум парам (на каждую пару) 1168 Кбит/с

• по трем парам (на каждую пару) 784 Кбит/с

Рис.2.10. Пример HDSL

Так как затухание сигнала в кабеле возрастает с его частотой, благодаря более узкому частотному спектру дальность передачи в HDSL с кодом 2B1Q существенно больше, чем в аппаратуре ИКМ-30. HDSL успешно используется во всем мире уже на про­тяжении многих лет.

SDSL (Single-line Digital Subscriber Line) представляет собой однопарную версию HDSL. Эта система обеспечивает симметрич­ную дуплексную передачу цифрового потока со скоростью 2048 Кбит/с по одной паре телефонного кабеля.

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line), или асимметрич­ная цифровая абонентская линия, представляет собой два модема, соединенных одной кабельной парой. Первоначально принципы ADSL возникли с целью предоставления услуги «видео по запро­су» (VoD), которая позволяет пользователю выбрать из библиоте­ки видеозаписей видеофильм для просмотра и конкурирует с ши­роковещательным телевидением. Рекламировалась и другая услу­га — торговля на дому, позволяющая пользователю просмотреть товары виртуального супермаркета. Еще одно планируемое исполь­зование технологии ADSL — обучение из удаленных аудиторий, когда учитель или лектор представляет учебный материал, а также получает вопросы и отвечает на них в процессе представления этого материала. Такое обучение может быть особенно полезно там, где обычная школа слишком мала, чтобы иметь учителя-предметника по некоторым учебным дисциплинам, или когда лекция проводит­ся узким специалистом. Однако, как это часто бывало в истории техники, в процессе разработки технологии ADSL возникли более интересные области ее применения. Это — поддержка высокоско­ростных интерактивных приложений и, в первую очередь, — доступ к Internet, а также циркулярная рассылка информации в ве­домственных сетях, включая доступ к централизованным базам данных из удаленных офисов компаний, предоставление в различ­ном виде информации по требованию, интерактивные игры, дру­гие услуги мультимедиа.

В модемах ADSL используются три типа модуляции:

• дискретная многочастотная модуляция DMT (Discrete Mul­tiTone), принятая не так давно Американским национальным институтом по стандартизации ANSI в качестве стандарта для линейного кодирования ADSL-каналов. Это стандарт ANSI Т1.413;

• амплитудно-фазовая модуляция без несущей CAP (Carrier-less Amplitude/Phase), которая была разработана раньше DMT. В большинстве эксплуатирующихся сегодня устройств ADSL применена именно САР-модуляция, а модуляция DMT ис­пользуется в самом новом оборудовании;

• квадратичная амплитудная модуляция QAM (Quadrature Am­plitude Modulation), которая используется весьма редко.

Сегодняшняя технология ADSL позволяет передавать данные на скоростях от 1.5 до 9 Мбит/с в прямом направлении и от 16 до 640 Кбит/с в обратном направлении. Максимальная длина линии около 5.5 км.

RADSL (Rate-Adaptive ADSL) — ADSL с адаптируемой ско­ростью. Эта технология может приспосабливаться к характеристи­кам конкретной линии (длина, соотношение сигнал—шум и др.), соответственно управлять скоростью передачи и за счет этого достигать максимальной пропускной способности в реальных условиях.

VDSL (Very-high-data-rate Digital Subscriber Line), или сверх­высокоскоростная цифровая абонентская линия, существует пока только в лабораториях, а общего стандарта еще не создано, но ожи­дается, что скорость передачи будет от 12.9 Мбит/с до 52.8 Мбит/с. VDSL предназначена для работы в АТМ-сетях, о чем будет сказа­но в томе 3 настоящей монографии. На линиях данного типа до­пускается наличие пассивных сетевых окончаний, поэтому к од­ной линии может быть подключено более одного VDSL-модема, подобно тому, как в настоящее время к абонентской линии под­ключаются дополнительные телефонные аппараты.

VDSL может использоваться на конце волоконно-оптической линии связи для оконечного абонентского ввода по паре медных проводов. В системах «волокно-к-распределительной-коробке» (FTTC) «хвост» VDSL может иметь длину до 500 м, а скорость пе­редачи предполагается в диапазоне от 25 до 51 Мбит/с. В системах «волокно-к-распределительному-шкафу» (FTTCab) «хвост» может быть несколько длиннее километра, а скорость передачи — равной 25 Мбит/с.

Рис. 2.11. Использование спектра:

(a) DSL ISDN; (б) HDSL; (в) ADSL

Более высокие скорости передачи данных делают для VDSL привлекательной систему модуляции DMT, особенно благодаря тому, что она стандартизована ANSI. Однако может оказаться луч­шим использовать разные каналы для разных направлений пере­дачи, поскольку это легче реализовать в многоканальной системе, особенно когда потоки данных асинхронны.

Спектр передачи для VDSL, по-видимому, существенно не превысит 10 МГц (в случае ADSL он составляет примерно 1 МГц). Однако, спектр для VDSL может начинаться на более высокой час­тоте (около 1 МГц), что позволяет уменьшить взаимное влияние систем передачи на более низких частотах и упростить специфи­кацию фильтра.

Единственным серьезным аргументом против xDSL-техно­логии является отсутствие соответствующих абонентских комплек­тов в современных цифровых АТС, в то время как абонентский комплект ISDN стал уже вполне привычным элементом этихАТС. Оборудование xDSL, к сожалению, требует гораздо больших уси­лий для его интеграции в современную цифровую АТС. Кроме того, телефонные компании затратили большие средства на внедрение ISDN, а в результате выяснили, насколько трудно и дорого исполь­зовать эту технологию. Технология xDSL, безусловно, имеет свои преимущества, иллюстрируемые рис.2.11, но все же операторские компании не готовы тратить значительные средства на ее внедре­ние.

В заключение этой главы автор хотел бы предложить читате­лю свою собственную, хотя и весьма банальную разгадку целого ряда труднообъяснимых ситуаций с цифровыми линиями сети дос­тупа. Эта разгадка сформулирована еще царем Соломоном следую­щим образом: «Всему свой час, и время всякой вещи под небеса­ми» и подтверждается нижеследующей хронологией.

Низкоскоростные цифровые системы передачи и линии ИКМ-30 (2048 Кбит/с) были разработаны в 1960-х гг. Цифровая сеть интегрального обслуживания (ISDN) была разработана в 1980-х гг. Технология цифровых высокоскоростных абонентских линий xDSL разработана в 1990 гг. Продолжим цитату: «... время рождаться и время умирать, время искать и время терять, время сберегать и время бросать».

Глава 3

Дата добавления: 2015-11-04