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.
|
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-NATE
K.S обеспечивает независимую работу четырех телефонных аппаратов по единственной абонентской линии (рис. 2.), а оборудование РСМ-8ВА (НТЦ “НАТЕКС”) - восьмикратное уплотнение абонентских линий.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 NT
U-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. .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.).
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. 2BIQ—это 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:
минимальным уровнем создаваемых электромагнитных помех и наводок, что обусловлено отсутствием излучения энергии на частоте свыше 240 кГц; отсутствием взаимовлияния и помех в диапазоне обычного телефонного сигнала ввиду отсутствия в спектре составляющих ниже 4 кГц; 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.
Начало параграфа. |