Проводной доступ
Принцип xDSL. Технология ADSL (архитектура, принцип, развитие)
Причины появления xDSL:
- желание использовать в качестве среды передачи существующие медные кабели (витые медные пары). В большинстве случаев это единственная возможность для оператора минимизировать экономические затраты.
Технологии xDSL классифицируются:
- в зависимости от среды передачи (медные линии, оптоволокно, эфир, линии электропередач);
- по способу передачи (симплекс, полудуплекс, дуплекс);
- по скорости в прямом (сеть – пользователь) и обратном (пользователь – сеть) направлении (симметричные, асимметричные).
Разработкой стандартов этой технологии занимаются ITU, ETSI, ANSI.
Принцип работы xDSL состоит в частотном разделении канала передачи данных на 3 потока: прием данных, передача данных, голос. Модем, установленный со стороны клиента соединяется с модемом установленным на ближайшем узле передачи данных по существующей телефонной линии, что позволяет значительно снизить затраты на организацию доступа к сети. Т.е на медной паре (телефонной линии) городской телефонной сети организуется цифровой канал, при этом существующая линия, используемая для телефонных разговоров, не занимается и характеристики телефонной линии не ухудшаются.
Технология ADSL (Asymmetrical DSL)
Стандартизована ITU-T и ETSI. В сторону пользователя скорость передачи не менее 6.144 Мбит/с, а в обратном направлении 640 кбит/с. Максимальное расстояние – 2.7 км. Использование метода дискретной многочастной модуляции DMT (Discret MultiTone) позволяет организовать одновременно высокоскоростную передачу данных и речевых сигналов по одной витой паре. Оборудование ADSL – доступа может подключаться к транспортным сетям с использованием транспортных технологий ATM и SDH. Решения ADSL поддерживают возможность регулировки скорости передачи автоматически или вручную.
На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока:
o высокоскоростной поток к абоненту
o двунаправленный служебный канал
o речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 кГц).
Частотные разделители (POTS Splitter) выделяют телефонный поток, и направляют его к обычному телефонному аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по телефону одновременно с передачей информации и пользоваться телефонной связью в случае неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный разделитель представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством.
Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).
Технология ADSL Lite
o не требует установки сплиттера на стороне пользователя
o устойчив к помехам
o меньше чем ADSL страдает от длины соединительной линии при той же пропускной способности
o ниже максимальная пропускная способность
Технология ADSL2
o Стандартизована ITU-T.
o В сторону пользователя скорость передачи не менее 8 Мбит/с, в обратном направлении - не менее 800 кбит/с.
o Выше скорость(новая модуляция и кодирование, меньше служебной информации)
o Быстрая инициация сеанса
o Может работать по нескольким линиям (4 –до 40 Мбит/с)
o Работа по ISDN
Технология ADSL2+
o Стандартизована ITU-T
o Полоса частот до 2,2 МГц
o Данные могут передаваться со скоростью до 24 Мбит/с на расстояние до 5 км.
Технология RADSL(Rate Adaptive)
o Та же скорость, что и в ADSL
o Адаптация скорости в соответствии с состоянием линии (Соединение, установленное по разным телефонным линиям, может иметь разную скорость передачи данных в зависимости от состояния и протяженности линии. Скорость передачи данных выбирается по специальному сигналу, поступающему от станции, либо выбирается при синхронизации линии во время установления соединения.)
Технологии HDSL и VDSL
1. HDSL
Высокоскоростная ЦАЛ обеспечивает симметричную, высокоскоростную передачу данных. В отличие от других технологий xDSL HDSL обычно использует две пары телефонного кабеля, а не одну. При этом по каждой паре передается половина потока данных в дуплексном режиме. В большинстве случаев HDSL обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Мбит/с или 2 Мбит/с (для Т1 и Е1) в обоих направлениях на расстояния, зависящие от типа применяемого кабеля. Основная сфера использования – СЛ местных телефонных сетей или выделенные линии связи Т1/Е1 в тех местах, где велика плотность абонентов-организаций (например, в офисных зданиях), когда HDSL используется в качестве замены оборудования первичных ЦСП для передачи цифровых потоков Т1или длина линий Е1. Благодаря использованию более эффективных линейных кодов 2B1Q и САР, а также метода эхокомпенсации протяженность линии HDSL в 2-3 раза превышает длину регенерационного участка первичных ЦСП типа Т1/Е1, что позволяет отказаться от применения регенераторов при использовании HDSL на СЛ между АТС.
Рекомендованы два линейных кода: амплитудно-импульсная модуляция 2B1Q (обеспечивает как двустороннюю передачу по одной паре проводов, так и параллельную передачу по двум или трем парам проводов) и амплитудно-фазовая модуляция без несущей CAP (позволяет передавать данные только по одной или двум парам проводов).
В настоящее время технология HDSL является наиболее опробованной и широко используемой технологией DSL.
•SHDSL (SDSL) –вариант для одной пары (G.SHDSL ->MAX=15296 Кбит/сек)
•MSDSL и HDSL2 –адаптация к параметрам линиии снижение влияния на другие линии
2. VDSL
VDSL (Very high bitrate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная ЦАЛ) Технология VDSL является наиболее высокоскоростной технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 54 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 33 Мбит/с, по одной витой паре телефонных проводов.
Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 до 1700 метров. Существует также симметричный вариант VDSL (до 33 Мбит/с в каждом направлении). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL (использовать параллельно телефонную линию для высокоскоростной передачи данных и традиционной телефонной связи).
•Конвергенция идей ADSLи G.SHDSL
•от 13 до 52 Мбит/с Downstream
•до 11 Мбит/с (Upstream)
•Расстояние <1500 м.
•Высокая стоимость оборудования
Архитектура доступа по Ethernet. Порядок возможных скоростей и расстояний передачи данных
Технологии семейства Ethernet обеспечивают скорости 10/100/1000˚Мбит/с. Используется метод коллективного случайного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Все они поддерживают полудуплексный режим работы, а Fast Ethernet и Gigabit Ethernet –дуплексный режим. В качестве среды передачи может использоваться как витая пара различных категорий, так и оптоволоконный кабель. Сеть поддерживает только конфигурацию с общей шиной. В зависимости от среды передачи протяженность сети может варьироваться от 100 до 2000 м.
Физические спецификации технологии Ethernet:
- 10BASE-T – использует неэкранированную витую пару (UTP). Образует звездообразную топологию с концентратором, от которого удаление оконечного узла допускается не более 100 м;
- 10BASE-2 – использует коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма («тонкий» коаксиал) с волновым сопротивлением 50 ом. Максимальная длина сегмента – 185 м (без повторителей);
- 10BASE-5 – использует коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма («толстый» коаксиал) с волновым сопротивлением 50 ом. Максимальная длина сегмента – 500 м (без повторителей);
- 10BASE-F – использует оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту по витой паре. Имеется несколько вариантов этой спецификации - 10BASE-FL, 10BASEFB.
Спецификации для Fast Ethernet:
- 100BASE-TX - использует двухпарный кабель на неэкранированной витой паре категории 5 или экранированной витой паре (STP – Shielded Twisted Pair, Type 1);
- 100BASE-T4 - использует четырехпарный кабель на неэкранированной витой паре категории 3, 4 или 5;
- 100BASE-FX – использует многомодовый волоконный кабель.
Для Gigabit Ethernet, который в качестве физической среды использует кабели трех
типов:
- двойной коаксиальный кабель (Twinax), по которому данные передаются по двум медным экранированным проводам (расстояние до 25 м);
- одномодовый волоконный кабель (расстояние до 5000 м);
- многомодовый волоконный кабель(расстояние до 500 м).
Протоколы сети, использующей эти технологии, не поддерживают современных требований к качеству обслуживания (QoS), поэтому для реализации требований по QoS необходимо использовать механизмы маршрутизаторов.
Оптический доступ. Архитектуры FTTx.
При использовании технологий оптического доступа пользователю может быть предоставлен наибольший объем услуг. Сети доступа, использующие технологию оптического доступа, – Optical Access Networks (OAN) – могут быть разделены не две большие группы:
- активные оптические сети (FTTx),
- пассивные оптические сети (xPON).
Технологии FTTx (FiberToTheX) подразумевают доведение кабеля с оптическим волокном до некоторой точки "x", после которой информация передается с использованием иной среды распространения сигналов. Для первой группы технологий интересны те решения FTTx, для которых после точки "x" используется физическая двухпроводная цепь. Такой способ построения сети доступа может оказаться экономически выгодным, если в точке "x" устанавливается выносной концентратор цифровой коммутационной станции.
•FTTN (FibertotheNode)—волокно до сетевого узла;
•FTTC (FibertotheCurb)—волокно до микрорайона, квартала или группы домов;
•FTTB (Fiber to the Building)—волокно до здания;
•FTTH (FibertotheHome)—волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).
