Файл: Учебное пособие СанктПетербург 2014.pdf

123
Сначала появился вариант HDSL для двух пар, нормированный в ANSI, который использует кодирование 2B1Q. Затем прошла стандартизация HDSL для трех, двух и одной пар в ETSI с использованием 2B1Q или CAP. Часто употребляются обозначения HDSL2 и SDSL2, причем технология HDSL2 рассчитана исключительно на передачу Т1, a SDSL2 поддерживает скорости от 384 кбит/c до 2,304 Мбит/с (с шагом 64 кбит/с).
Зачастую полная скорость (544 или 2,304 Мбит/с) не требуется или не- обходимая дальность при этих скоростях не достигается. Поэтому появились новые системы, заполняющие «зазоры в скоростях»: сначала это были систе- мы MDSL, работающие со скоростью от 160 до 784 кбит/с, позднее – систе- мы MSDSL, обеспечивающие скорость передачи 160-320 кбит/с. MDSL пред- ставляет собой множество подсистем MSDSL, которые не были нормирова- ны, а используемая технология соответствует HDSL.
Технологии SDSL2 предназначались в основном для делового сектора.
Но возможности комбинированной передачи речи и данных, повышенная по- требность частного сектора в скорости передачи и хороших технических ха- рактеристиках (таких, как спектральная совместимость, аварийное питание и т. д.) могут в будущем привести к тому, что SDSL2 заменят ISDN в частном секторе и тем самым создадут серьезную конкуренцию асимметричным службам xDSL.
Системы SHDSL способны работать по одной или по двум витым парам со скоростью передачи соответственно от 192 до 2312 кбит/с с шагом
8 кбит/с и от 384 до 4624 кбит/с с шагом 16 кбит/с (рис. 6.10, 6.11).
Рис. 6.10. Классификация симметричных xDSL-технологий по числу пар используемых проводов [6]
Рис. 6.11. Симметричные технологии xDSL для одной пары [6]

124
В линии может быть установлено до 8 регенераторов (Рек. G.991.2
ITU-T). Длина линии при максимальной скорости достигает 20-30 км в зави- симости от диаметра провода. Технология HDSL2/4 является аналогом
SHDSL для потока Т1 и стандартизирована в ANSI T1.TRQ.06-2001.
6.3.4 Технологии асимметричного DSL-доступа
Если первоначально развитие симметричных технологий xDSL в основ- ном было ориентировано на потребности делового сектора, то асимметрич- ные технологии xDSL (ADSL) предназначались для частного сектора. Такой подход определяет существенную разницу в требованиях к ним. В частном секторе было необходимо, чтобы уже существующая телефонная служба
(ТфОП или BRI-ISDN) продолжала работать и при переходе на ADSL.
Классификация асимметричных xDSL-технологий приведена на рис. 6.12.
Рис. 6.12. Классификация асимметричных xDSL-технологий [6]
ADSL (так называемая Full-rate ADSL) первоначально требовала нали- чия разветвителя. Технология обеспечивала максимальную скорость переда- чи в прямом направлении – 6,144 Мбит/с, а в обратном – 0,640 Мбит/с. Раз- деление осуществляется с помощью эхокомпенсации или методом частотно- го разделения. Разветвители необходимы как со стороны АТС, так и со сто- роны абонентов. В ADSL после долгой конкуренции САР (амплитудно- фазовая модуляция) и DMTV (дискретная мультитоновая технология) по- следний вид модуляции получил наибольшее распространение.
Первые линии ADSL предполагали работу только на постоянных скоро- стях. Между тем современные решения ADSL могут регулировать скорость передачи в зависимости от качества линии. Из-за адаптивности скорости пе- редачи эту технологию иногда называют RADSL (Rate Adaptive DSL). Она базируется на САР и включена ANSI в спецификацию TR-59. Различают

125
ADSL over POTS и ADSL over ISDN. В зависимости от вида применения ис- пользуются различные диапазоны частот.
Первые версии ADSL имели следующие отношения скоростей передачи в прямом и обратном направлениях [6]:
 ADSL1: 1,5 Мбит/с-16 кбит/с;
 ADSL2: 3 Мбит/с-16 кбит/с;
 ADSL3: 6 Мбит/с-64 кбит/с.
Очень высокие скорости передачи в прямом и обратном направлениях достигаются с помощью VDSL. Ранее для VDSL использовались также обо- значения VADSL, BDSL (Broadband DSL) или VHDSL (Very High bitrate
DSL). Стандартизация VDSL пока не закончена и не решено, какая из техно- логий будет выбрана: упомянутая выше технология, основанная на TDD, или технология на основе FDD. В настоящее время нормирование этих техноло- гий не может быть полностью завершено, так как ни у одной из них нет осо- бых преимуществ по сравнению с другой.
Внедрение ADSL на практике показало, что установка разветвителей связана с большими затратами, поэтому были начаты поиски технологий
ADSL без разветвителя. Целым рядом фирм были предложены различные ва- рианты, исходя из уменьшения скорости передачи в обоих направлениях по сравнению с ADSL (например, MVL – Multiple virtual Line DSL, CDSL –
Consumer DSL, CiDSL – Consumer installable DSL). Удалось реализовать без разветвителя и «full rate ADSL». Технологии ADSL, не требующие разветви- теля, были нормированы в МСЭ (G.992.1) и получили название G.Lite (а так- же ADSL.Lite или DSL.Lite). VDSL.Lite – технология, которая должна занять нишу между ADSL и VDSL.
Одним из самых популярных в последнее время является термин –
VoDSL (Voice over DSL), что буквально означает передачу речевых сигналов по цифровым линиям сети абонентского доступа. В целом данное обозначе- ние подходит почти ко всем высокоскоростным технологиям xDSL. Отдель- но выделяют VoSDSL и VoADSL, особенностью которых является сочетание сжатия речевых сигналов и АТМ.
Положительный опыт производства и использования DSL-оборудования в сетях абонентского доступа привел к появлению аналогичных систем для цифровизации существующих магистральных медно-кабельных линий, кото- рые пока еще слишком дорого заменять на волокно. Поэтому хотя техноло- гии xDSL и рассматриваются как временная замена оптоволоконных або- нентских линий, они еще долго будут востребованы в сетях абонентского доступа, включая сети специального назначения.
6.3.5 Технологии кабельных телевизионных сетей
Использование сетей кабельного телевидения (КТВ) для построения ин- терактивных сетей доступа к мультимедийным услугам стало возможным с появлением в 1997 году стандарта DOCSIS (Data over Cable Service Interface
Specification), разработанного по инициативе организации операторов ка-

126 бельных сетей Северной Америки MCNS (Multimedia Network System
Partners Ltd.). Для построения гибридных (HFC – Hybrid Fiber Coaxial) сетей
КТВ сегодня имеется пять стандартов [6]:
 три американских (DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1 и DOCSIS 2.0);
 один европейский (Euro-DOCSIS);
 один международный (Рек. J.112 ITU-T), объединяющий требования американских и европейского стандартов.
Дальнейшее развитие европейского (IPCableCom) и американского
(PacketCable) вариантов спецификаций на HFC-сети продолжается в части создания дополнительных возможностей и внедрения новых услуг.
Для организации прямого канала в сетях КТВ США применяется полоса частот 6 МГц (Рек. J.83.B. ITU-T) в диапазоне частот 88-860 МГц. При ис- пользовании модуляции 256QAM скорость передачи данных в прямом канале достигает 42 Мбит/с. В Европе для этих целей занимается полоса частот
8 МГц (Рек. J.83.A ITU-T) в диапазоне частот 108-862 МГц, а скорость пере- дачи составляет 52 Мбит/с [6].
Отличие европейских и американских сетей КТВ не ограничивается только указанными характеристиками. Они разнятся также методами сигна- лизации и организации интерфейса V5, методами обеспечения безопасности и т.д. В целом эти различия и определили появление двух стандартов на об- ратный канал в интерактивных сетях КТВ [6, 28, 31]:
 DOCSIS;
 EuroDOCSIS.
Рассмотрим различные реализации данных стандартов.
DOCSIS 1.0. Этот стандарт был создан для сетей КТВ США. Он опреде- ляет физический и МАС-уровни, уровень управления для кабельных модемов и головных станций, принципы обеспечения сетевой безопасности и качества обслуживания. Для организации обратного канала используется диапазон
5…42 МГц. Метод доступа к обратному каналу – TDMA, методы модуляции
– QPSK и QAM-16, скорость передачи – до 1 Мбит/с. Для защиты информа- ции используется стандарт цифрового шифрования DES с длиной ключа
40 бит. Модель обеспечения качества обслуживания основана на классах об- служивания QoS. Прямой канал с полосой частот 6 МГц (Рек. J.83.B ITU-T) может быть организован в диапазоне частот 88…860 МГц. Методы модуля- ции в прямом канале – QAM-64 и QAM-256, скорости передачи соответст- венно 30,34 и 42,88 Мбит/с.
DOCSIS 1.1. Вторая версия стандарта была создана в 1999 г. В ней была увеличена скорость передачи в обратном канале до 5 Мбит/с, улучшена эф- фективность использования пропускной способности обратного канала за счет введения механизмов фрагментации пакетов и подавления заголовков, повышена сетевая безопасность благодаря введению аутентификации ка- бельных модемов.
DOCSIS 2.0. В третьей версии стандарта, опубликованной в 2002 г., пропускная способность обратного канала увеличена до 30,72 Мбит/с при ширине полосы частот до 6,4 МГц. В качестве метода доступа к обратному

127 каналу используются варианты Advanced TDMA (A-TDMA) или Synchronous
CDMA (S-CDMA). В обратном канале дополнительно используются методы модуляции QAM-8, QAM-32, QAM-64, а также QAM-128 с решетчатым ко- дированием.
Euro-DOCSIS. Эта спецификация представляет собой вариант амери- канского стандарта DOCSIS, адаптированного к европейским кабельным се- тям. Для организации обратного канала выделен диапазон 5…65 МГц, для прямого канала – 108…862 МГц. Полоса частот в прямом канале – 8 МГц
(Рекомендации J.83.A ITU-T). Методы модуляции в прямом канале –
QAM-64 и QAM-256, скорости передачи соответственно около 37 Мбит/с и 52 Мбит/с.
Рек. J.112. В 1998 году версия DOCSIS 1.0 была принята ITU-T в каче- стве международного стандарта J.112. Расширения этого стандарта изложены в опубликованных позднее приложениях А, В и С.
Разработки европейской спецификации технологии интерактивных НFС- сетей ведется в настоящее время под общим названием IPCablcCom. В США подобная разработка проводится в лаборатории CableLabs в рамках проекта
PacketCable. Совершенствование этих технологий идет но пути создания до- полнительных возможностей и внедрения новых услуг. Основные отличия спецификации связаны с особенностями построения телекоммуникационных сетей в Европе и США.
6.3.6 Технологии доступа на волоконно-оптических линиях
В настоящее время для предоставления пользователям широкополосных услуг используются обычно смешанные медно-оптические сети доступа.
В настоящее время существует несколько основных концепций разворачива- ния сети доступа смешанного типа с использованием волоконно-оптических линий связи [6, 28]:
− технология HFC (Hybrid Fiber Coaxial)предполагает доведение оптики до точки концентрации, при этом распределительная або- нентская сеть строится на основе коаксиальных кабелей. Данная ар- хитектура не получила широкого распространения и используется обычно лишь операторами кабельного телевидения;
− концепция FTTx и ее различные варианты;
− технология пассивных оптических сетей (PON).
Варианты доступа FTTH и FTTB не так широко распространены как системы DSL доступа. Связано это в основном с тем, что их реализация тре- бует от оператора значительно больших инвестиций, чем построение DSL- инфраструктуры, поскольку для предоставления абоненту высокоскоростно- го канала (до нескольких Гбит/с) необходимо во много раз увеличить пропу- скную способность опорных сетей, протянуть оптоволокно до абонента, раз- работать немало новых приложений и, самое главное, убедить абонента за- платить за это деньги. Поэтому многие операторы до сих пор стараются ис- пользовать имеющуюся медно-кабельную инфраструктуру.

128
Таким образом, вложения в инфраструктуру ВОЛС являются эффектив- ными и долговременными, а внедрение технологий FTTx становится оправ- данным и весьма перспективным направлением, в том числе и в России [6].
В связи с актуальностью применения технологий FTTx и PON их техни- ческие параметры и особенности реализации далее рассматриваются более подробно.
Таблица 6.2.