earth10.gif (23976 bytes)

Причины создания DSL

DSL — Digital Subscriber Line — в русском переводе соответствует уже устоявшемуся термину “цифровая абонентская линия”. Мало кто знает, что первоначально эти три слова употреблялись для обозначения канала ISDN BRI. Вот как определяли термин DSL в Bellcore — научно-исследовательском центре компании AT&T, занимавшемся в 80-е гг. разработками и стандартизацией в области ISDN: “DSL — это трехканальная линия, соединяющая ISDN-терминал пользователя с коммутационной системой телефонной компании по четырем обычным телефонным проводам. Используя Basic Rate Interlace (два коммутируемых канала по 64 кбит/с и один 16-кбит/с канал передачи данных, основанный на технологии коммутации пакетов), DSL обеспечивает одновременную дуплексную транспортировку речи и данных, а также сигнальной ' и другой служебной информации”.

В конце 80-х гг. в Bellcore на базе технологии DSL был разработан новый метод высокоскоростной (в то время —до 1,5 Мбит/с) передачи данных по медным проводам, который, по аналогии со своим предшественником, получил наименование “высокоскоростная цифровая абонентская линия” (High bit rate Digital Subscriber Line, HDSL). Тогда и возникла путаница с употреблением аббревиатуры DSL по отношению к линии, оборудованию и технологии.

В настоящее время термин DSL полностью потерял былую связь с линией ISDN BRI и означает технологию (набор протоколов физического уровня ЭМВОС) высокоскоростной передачи дискретных сигналов по физической линии (медным проводам). Более того, под DSL-линией подразумевается не просто “цифровая абонентская линия”, которая организовывается на любом оборудовании (ISDN, модемах для физических линий, адаптерах цифровых линий CSU/DSU и т. п.). Эта цифровая линия связи — причем не обязательно абонентская (она может быть, например, соединительной или магистральной в кампусной сети) — строится только на xDSL-устройствах, т. е. на оборудовании, основывающемся на различных видах DSL-технологии: высокоскоростной (HDSL), асимметричной (ADSL), с подстройкой скорости (RADSL) и т. д.

pp7.jpg (42641 bytes)

Рис. 1. Классическая схема организации соединения с помощью DSL - оборудования.

         Необходимость увеличения скорости передачи данных привело к решению о создании данной технологии. Эта проблема решается несколькими путями.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ АБОНЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ОПТОВОЛОКНА

          Аппаратура для подключения абонентов с использованием оптического кабеля получила широкое распространение в странах Европы и США. Преимущества такого решения очевидны: высокие надежность, качество передачи, а также пропускная способность, следовательно, практически нелимитированная скорость по интерфейсу пользователя. Кроме того, следует иметь в виду, что стоимость как самого оптического кабеля, так и оборудования системы передачи постоянно снижается. К сожалению, данное решение имеет и недостатки. Во-первых, время, необходимое для прокладки кабеля и получения всех необходимых разрешений может быть довольно значительным, что снижает темпы окупаемости капиталовложений. Во-вторых, применение оптоволокна может быть экономически оправданно лишь при подключении большого числа сконцентрированных в одном месте, например в районах массовой застройки или в офисных зданиях, абонентов. В районах, где плотность абонентов невысока, ресурсы оптического кабеля используются лишь на 5 —10%, поэтому экономически выгоднее уплотнить существующую кабельную сеть или использовать радио доступ.

          Сейчас оптоволокно широко применяется вместо многожильных телефонных кабелей на участке между телефонным коммутатором (АТС) и удаленным концентратором, к которому подключаются, например, телефоны, установленные в квартирах многоэтажного дома или нескольких домов. Аппаратура, реализующая мультиплексирование/демультиплексирование линий индивидуального подключения абонентов, получила название Digital Loop Carrier (DLC), что можно перевести как “цифровая система концентрации телефонных линий”, Производят такие системы в США, Западной Европе, Азии (AFC, SAT, Siemens и др.).

          Кроме использования оптоволокна также можно использовать уже имеющиеся медные кабеля.. Нельзя ли повысить эффективность использования миллионов и миллионов километров кабельных линий, уложенных в землю за время безраздельного господства аналоговой телефонии? В последние годы разработано несколько новых методов для организации цифровых трактов на обычном медном кабеле, которые позволяют добиться высокой пропускной способности, низкой себестоимости включения и высокого качества связи. Общее название технологии — цифровая абонентская линия (Digital Subscriber Loop, DSL). Технология DSL нашла широкое применение в обычной (аналоговой) телефонии, в сетях с интеграцией услуг и передачи данных.

           Термин “цифровая абонентская линия” впервые появился в документации по ISDN. Идеология построения сети ISDN сходна с принципами создания обычной коммутируемой телефонной сети, однако к абоненту подводится не аналоговый канал, как в обычной сети, а цифровой со скоростью от 64 до 144 Кбит/с. Далее абонент может использовать его для телефонной связи и/или подключения к сети компьютера. В ходе разработки технологии ISDN были созданы комплекты микросхем и методы кодирования, позволяющие транслировать потоки 64, 128 и 2048 Кбит/с по обычным медным парам, которые ранее использовались для аналоговой передачи телефонного трафика.

ТЕХНОЛОГИЯ DSL (160 КБИТ/С)

           Использование этой технологии позволяет организовать дуплексную передачу со скоростью до 160 Кбит/с по одной медной паре. Максимальная длина линии, на которой может работать соответствующая аппаратура — 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм. Увеличить дистанцию можно с помощью регенераторов (repeater), каждый из которых добавляет еще по 7,5 км. В настоящее время регенераторы производят только в России (НТЦ “НАТЕКС”), так как в развитых странах длина абонентских линий обычно не превышает предельной дистанции DSL.

           Одним из важнейших применений DSL-оборудования стало уплотнение абонентских аналоговых линий. Например, аппаратура TOPGAIN-4-NATEK.S обеспечивает независимую работу четырех телефонных аппаратов по единственной абонентской линии (рис. 2.), а оборудование РСМ-8ВА (НТЦ “НАТЕКС”) - восьмикратное уплотнение абонентских линий.

ss22.jpg (47247 bytes)

Рис. 2. Принцип действия цифровой аппаратуры уплотнения.

           В восьмиканальной системе РСМ-8 ВА (Bandwidth Adaptive), впервые для оборудования такого типа, применено динамическое распределение полосы пропускания. Скорость группового тракта в новой системе та же, что и в четырехканальной, — 160 Кбит/с (128 Кбит/с информационных плюс сигнализация и управление). Однако степень сжатия сигнала в каждом из каналов автоматически изменяется в зависимости от общего числа задействованных в данный момент каналов. Например, если заняты четыре канала (разговаривают четыре абонента), трафик в каждом канале сжимается в 2 раза (требуемая полоса пропускания — 32 Кбит/с), а если все восемь — в 4 раза (требуемая полоса —16 Кбит/с).

         Другой реализацией DSL, не связанной с ISDN, являются модемы для физических линий, или, как их еще называют, модемы ближнего действия (Short Range Modem, SRM). Типичным примером может служить аппаратура NTU-128, производимая для компании “НАТЕКС” заводами TAICOM Data Systems. Модем NTU-128 поддерживает синхронный дуплексный обмен на скоростях от 48 до 128 Кбит/с и располагает пользовательскими интерфейсами V.24 (RS232), V.35 или G.703.

ТЕХНОЛОГИЯ  HDSL  (2 МБИТ/С).

Следующим видом DSL является высокоскоростная цифровая абонентская линия (HDSL). Оборудование этого типа обеспечивает дуплексный обмен на скорости 2,048 Мбит/с (Е1). Для передачи используются две или три пары обычного кабеля (например КПП, КСПП) без подбора параметров и симметрирования. Высокая скорость связи позволяет использовать системы HDSL не только как средство доступа в сеть, но и для решения корпоративных задач, например соединения двух ЛС (рис. 3.).

pp12.jpg (26309 bytes)

Рис. 3. Соединения двух   локальных сетей.

          

          Следующим поколением технологи DSL стала асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL). Она обеспечивает передачу по электрическому кабелю потоков в одном направлении до 8 Мбит/с, а в другом — до 640 Кбит/с. Данная технология рассматривается как очень перспективная для доступа в Internet и корпоративные сети. В данных приложениях принимаемый пользователем (сотрудником, работающим дома или в филиале) информационный поток всегда намного больше встречного, состоящего в основном из запросов к Web-страницам или базам данных. С конца прошлого года некоторые операторы в США начали предоставлять услуги ADSL. Существуют и другие разновидности xDSL, но в России пока нашли применение только HDSL-устройства.

Что же дает технология HDSL? Чем обусловлен высокий спрос на эти системы во всем мире?

              Во-первых, HDSL применяется далеко не только для решения задач “последней мили”. Соединение цифровых и подключение учрежденческих АТС, замена линейных трактов в системах для межстанционной связи (ИКМ-ЗО), связь базовых станций в сотовых сетях связи, уплотнение абонентских линий — вот далеко не полный перечень приложений HDSL.

             Во-вторых, длина линии, доступная для технологии HDSL, позволяет решить 90% задач, связанных с обеспечением доступа в сеть. Например, для HDSL-системы WATSON типовая дистанция составляет от 5 км (диаметр провода 0,5 мм) до 18 км (диаметр провода 1,2 мм). И это без применения регенераторов!

             В-третьих, благодаря использованию существующей инфраструктуры (кабель и сооружения) и высокой степени “интеллекта” самой  аппаратуры, ее установка занимает НЕСКОЛЬКО ЧАСОВ. Попробуйте сравнить с финансовыми и временными затратами на прокладку ВОЛС!

В HDSL-системах используются две технологии кодирования — 2В I Q или CAP. 2BIQэто тот же алгоритм, который используется в DSL-системах, в том числе ISDN, т. е. четырехуровневое кодирование с симметричным спектром. Затухание в кабеле пропорционально частоте сигнала, поэтому дистанция передачи в HDSL существенно больше, чем в традиционных системах ИКМ 30.

Считается, что наиболее передовым методом кодирования линии, применяемым в HDSL-устройствах, является CAP — амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей. Системы, основанные на САР-модуляции, обладают рядом преимуществ:

Q минимальным уровнем создаваемых электромагнитных помех и наводок, что обусловлено отсутствием излучения энергии на частоте свыше 240 кГц;

Q отсутствием взаимовлияния и помех в диапазоне обычного телефонного сигнала ввиду отсутствия в спектре составляющих ниже 4 кГц;

Q нечувствительностью к высокочастотным и импульсным шумам, так же как и к низкочастотным наводкам и искажениям, возникающим, например, при пуске мощных электрических машин (ж/д, метро) или электросварке.

        Важным новшеством, примененным в аппаратуре HDSL, является использование процессоров цифровой обработки сигналов для эхоподавления. Это позволяет вести по каждой из задействованных линий (медных пар) одновременную передачу в обоих направлениях, так как система автоматически “вычитает” из принимаемого сигнала эхо собственного передатчика. Благодаря эхоподавлению в одном кабеле могут одновременно задействоваться несколько десятков пар.

       Одним из ведущих производителей HDSL-устройств является швейцарская фирма Schmid Telecommunications. В начале текущего года она запустила в производство систему WATSON 3, которая основана на новом поколении приемопередатчиков CAP, что значительно улучшает ее линейные показатели по сравнению с предыдущими моделями. Кроме того, новые компоненты имеют существенно более низкое энергопотребление, что делает возможным дистанционное питание регенераторов и удаленных модулей. Таким образом, WATSON 3 станет абсолютным лидером по дистанции передачи, Интересной новинкой является также система WATSON 4, которая позволяет передавать дуплексный поток 2 Мбит/с по одной паре (!). Что касается функций и выбора интерфейсов, то WATSON 3 и WATSON 4 полностью совместимы с более ранней моделью WATSON 2. То же можно сказать и о конструктивном исполнении. Некоторые модули (например, интерфейсные) WATSON 2, WATSON 3 и WATSON 4 будут взаимозаменяемы.

       В заключение отметим, что системы TOPGAIN, NTU-128 и WATSON сертифицированы в Министерстве связи России, поэтому никаких дополнительных разрешений на их эксплуатацию на телефонных линиях не требуется. Оборудование Tangara RD и DLC также сертифицируется в соответствующих центрах.


book2.gif (10175 bytes)

Начало параграфа.
Hosted by uCoz