ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 528
Скачиваний: 24
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Классификация систем доступа к высокоскоростным сетям [6]
ТфОП
ISDN
LAN
DSL
KTB
OAN
СКД
– FTTx;
– FTTH;
– FTTB;
– FTTC;
– FTTCab.
Симметр.
доступ
– IDSL;
– HDSL;
– SDSL;
– SHDSL;
– MDSL;
– MSDSL;
– VDSL.
– телефон;
– факс;
– модем ПД;
– выделенная линия.
– ISDN-BRA;
– ISDN-PRA.
– Ethernet;
– Fast Ethernet;
– Gigabit Ethernet;
– Token Ring;
– HSTR;
– FDDI;
– CDDI;
– SDDI;
– EoV.
Асимметр.
доступ
– ADSL;
– RADSL;
– G.Lite;
– ADSL2;
– ADSL2+;
– VDSL.
– DOCSIS 1.0;
– DOCSIS 1.1;
– DOCSIS 2.0;
– Euro-DOCSIS ;
– J.112 ;
– IPCable-Com;
– Packet-Cable.
– PON ;
– APON ;
– EPON ;
– BPON ;
– GPON
– HPNA 1.x ;
– HPNA 2.0 ;
– HPNA 3.0 ;
– PLC ;
– EFM.
Общая классификация систем доступа к высокоскоростным сетям при- ведена в таблице 6.2.
6.4 Анализ технологий доступа
в сетях связи России
По оценкам различным оценкам экспертов основными наиболее рас- пространенными технологиями сетей доступа являются:
технология PON;
технология FTTH (как правило, на основе семейства технологий xPON);
технология ADSL 2+.
Технология PON по экономическим показателям более приспособлена к «ковровому» покрытию, чем к точечным инсталляциям. При помощи тех- нологии GPON стало возможным обеспечить доступ в Интернет на скорости до 50 Гбит/с и более. Протяженность оптоволоконного кабеля от сетевого уз- ла до потребителя может достигать 20 км. При этом ведутся разработки, ко- торые позволят увеличить расстояние до 60 км. Технология основывается на перспективном стандарте G.984.4, который постоянно совершенствуется для добавления новых сервисов и интерфейсов в систему PON.
129
Технология активных оптических сетей FTTB является основным конкурентом пассивных сетей FTTH сегодня и в среднесрочной перспективе.
Данная технология на сегодняшний момент удовлетворяет потребности пользователей и широко используется как в России, так и за рубежом. Техно- логия FTTB в совокупности с Fast Ethernet обеспечивает оптимальное соот- ношение по качеству, пропускной способности и затратам на строительство сети, и в отличие от технологии PON более выгодна при точечных подклю- чениях.
Технология ADSL 2+, согласно мнению экспертов, является домини- рующей технологией построения широкополосных сетей доступа для тради- ционных операторов в России. Технология была разработана для расширения возможностей технологии ADSL, утвержденной ITU в 1999 году. На данный момент сети, построенные на ADSL 2+, развернуты во многих странах мира, однако, технология постепенно устаревает и в ближайшее время уже не смо- жет удовлетворять растущие потребности абонентов по скорости передачи информации. Основными преимуществами данной технологии являются низкая стоимость развертывания сети, в том числе низкая стоимость або- нентских устройств (в среднем по миру – $40), а также возможность инстал- лировать абонентские устройства по мере получения заявок абонентов.
В мире не существует технологии ШПД, однозначно признанной наи- более эффективной. Традиционные операторы во многих странах до сих пор эксплуатируют медные сети доступа с технологией асинхронной передачи данных семейства ADSL.
Среди оптических сетей доступа предпочтения по технологиям в раз- ных странах могут диаметрально отличаться. Среди стран мира наибольшее проникновение технологии FTTH зафиксировано в ОАЭ – 55%. Далее сле- дуют Япония и Южная Корея – 26% и 16% соответственно. Россия заметно отстает по данному показателю – проникновение составляет примерно 0,5%.
Таблица 6.3. Различие в выборе архитектуры PON
Регион
Используемая архитектура
Северная Америка
BPON, EPON, GPON
Япония
EPON
Европа
GPON
Россия
GPON
Технология FTTH доминирует в ОАЭ, Норвегии, Словении, Латвии,
Дании, Португалии, Нидерландах, Малайзии, Италии, Канаде и Румынии.
Технология FTTB доминирует в Южной Корее, Гонконге, Тайване, России,
Болгарии, Эстонии, Китае, Финляндии, Чехии, Франции, Украине и Турции.
В остальных странах FTTB и FTTH делят рынок приблизительно пополам.
В мире нет единого мнения о лучшем стандарте семейства xPON.
В США встречаются как минимум три варианта пассивных оптических сетей.
Европа и Япония ориентируются на единые, но различные архитектуры
(см. табл. 6.3).
130
Все российские операторы, использующие пассивные оптические сети
доступа, остановили свой выбор на GPON (стандарт G.984.4).
Доля xPON на рынке российского фиксированного ШПД на 2008 год была крайне мала: 0,5% от всех ШПД-подключений. В технологической структуре развития российского рынка доля технологии FTTB и PON будут увеличиваться в среднем на 4% в год, и планируется, что к 2015 году их доля составит около 65% от всех ШПД-подключений в России.
Первым российским оператором, начавшим строительство и развитие оптоволоконных сетей до квартир потенциальных пользователей на базе тех- нологии GPON, является Ростелеком.
Ростелеком в краткосрочной и среднесрочной перспективах остается основным потребителем технологии xPON. Планы по широкомасштабному внедрению сетей доступа xPON имеют как минимум четыре макрорегио- нальных филиала (Центр, Северо-Запад, Урал и Сибирь). Три макрорегио- нальных филиала (Волга, Юг и Дальний Восток) определенных планов по этой технологии не публиковали.
Материал раздела 6 подготовлен на основе работы [6] и за счет обобще- ния работ [24-33].
131
7 ТЕХНОЛОГИИ ДОСТУПА НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ
АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЙ DSL
7.1 Обзор технологии цифровой абонентской линии DSL
В последние годы сети доступа (СД) являются наиболее динамичным сегментом телекоммуникационной отрасли. Они непосредственно связаны с предоставлением операторских услуг абонентам, поэтому СД хорошо оку- паются даже в условиях неблагоприятной экономической ситуации. Поэтому можно с уверенностью сказать, что СД находятся в фазе развития, что делает их технически и финансово привлекательными.
Традиционно абонентские кабельные сети состояли из двух видов [33]:
телефонные сети на медных НЧ кабелях;
распределительные коаксиальные сети кабельного или эфирного те- левидения.
Хотя телефония и сейчас остается наиболее востребованной услугой, значительно вырос спрос на услуги доступа к транспортным сетям (не только среди офисных центров, но и среди домашних пользователей. В последнее время популярна концепция «тройной услуги» которая предусматривает пре- доставление через одну сеть услуг: телефонии, передачи данных и видеоин- формации. Кроме того, повышение спроса на широкополосный доступ опре- деляется развитием новых технологий [33]:
видео по запросу (VOD);
потоковое видео, видеоконференции;
интерактивные игры;
передача голоса в компьютерных сетях (VoIP);
телевидение высокой четкости (HDTV);
и др.
Сеть, состоящая из пар витых медных проводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи между различ- ными абонентами (рис. 7.1), постепенно превращается в сеть широкополос- ных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие широкополосные телекоммуникационные службы.
Разработанная для аналоговых телефонных линий технология (аналого- вые модемы, предназначенные для передачи по телефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных – до 56 Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных технологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии, ко- торые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных со скоростью до 56 Кбит/с, могут поддерживать эффективную высо- коскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможность одновре- менного использования абонентской линии и для традиционной телефонной связи.
132
Рис. 7.1.Использование полосы пропускания канала в телефонии
Новую ступень развития удалось преодолеть благодаря использованию технологий DSL (рис. 7.2) [34].
Рис. 7.2.Использование полосы пропускания канала при организации DSL
Для конечных пользователей технологии DSL обеспечивают высокоско- ростное и надежное соединение между сетями или с сетью Интернет, а теле- фонные компании получают возможность исключить потоки данных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для традиционной телефонной связи.
Обеспечение высокоскоростной передачи данных по медной двухпровод-
ной абонентской телефонной линии достигается установкой оборудования
DSL на абонентском конце линии и на «конечной остановке» магистральной
сети высокоскоростной передачи данных, которая должна находится
на телефонной станции, которой подключена данная абонентская линия.
Если на абонентской линии с использованием технологии DSL организована
высокоскоростная передача данных, информация передается в виде цифро-
вых сигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обыч-
но используется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позво- ляет значительно расширить коммуникационные возможности существую- щих витых пар телефонных проводов [34].
Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии по- зволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоро- стной передачи данных [34]. Кроме обеспечения высокоскоростной передачи данных, технологии DSL являются эффективных средством организации многоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL
(голос по DSL) можно объединить большое количество каналов телефонной
133
(голосовой) связи и передать их по одной абонентской линии, на которой ус- тановлено оборудование DSL [34]. Все технологии DSL (ISDN, HDSL, SDSL,
ADSL, VDSL и SHDSL) разработаны для обеспечения высокоскоростной пе-
редачи данных по телефонным линиям, изначально предназначенным для
осуществления голосовой связи в спектре частот 300 Гц-3,4 кГц.
Развитие технологий цифровой обработки сигнала (DSP) в сочетании с новейшими алгоритмами и технологиями кодирования позволили поднять информационную емкость сетей доступа до 55 Мбит/с. Ширина используе- мой полосы частот увеличилась на два порядка за последнее десятилетие: от приблизительно 100 кГц для узкополосной ISDN до более чем 10 МГц для VDSL (см. рис. 7.3, 7.4) [34].
Рис. 7.3. xDSL-технологии и занимаемые ими частоты
(по данным компании ZyXEL)
Рис. 7.4. Зависимость скорости передачи данных от расстояния для пары сечением 0,4 мм (по данным компании ZyXEL)
134
Пополняемое семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, цифро-
вая абонентская линия) является достаточно новым и позволяет эффек-
тивно использовать полосу пропускания медных телефонных линий. Благо-
даря многообразию xDSL пользователь может выбрать для себя подходя-
щий вариант по скорости приема/передачи данных – от 32 Кбит/с до более
чем 50 Мбит/с. И в первую очередь выбор будет основываться на типе и ко-
личестве имеющихся у пользователя пар, их качестве и протяженности.
При этом следует определиться с необходимостью одновременного исполь- зования и аналоговой телефонной связи, и цифровой высокоскоростной пе- редачи данных по одним и тем же линиям, соединяющим телефонные стан- ции с абонентами [36].
На данный момент все многообразие протоколов DSL можно разделить
на два класса [36]:
−
симметричные;
−
несимметричные.
Первые, как правило, требуются крупным компаниям для налаживания равноправного обмена. Например, SHDSL-оборудование изначально нацеле- но на решение задач, требующих высокой надежности передачи данных с га- рантированным качеством обслуживания. Передачи симметричных потоков данных в обе стороны необходимы, при многоканальном голосовом обмене и для видеоконференц-связи.
Вторые отражают суть работы с IT-технологиями мелких компаний, фи- лиалов, удаленных офисов и частных пользователей – большая часть трафика загружается из глобальных сетей, а от клиента зачастую исходят лишь запро- сы на получение информации и отсылаются квитанции-подтверждения. По- этому вполне закономерно, что по числу подключенных клиентов ADSL ста- ла наиболее востребованной и массовой технологией широкополосного уда- ленного доступа в мире [36].
В настоящее время наибольшее распространение в мировой практике получили следующие разновидности технологии xDSL:
ADSL – ассиметричная цифровая абонентская линия;
HDSL – скоростная цифровая абонентская линия;
MDSL – среднескоростная цифровая абонентская линия;
VDSL – высокоскоростная цифровая абонентская линия;
RA-HDSL – цифровая абонентская линия со ступенчатой регулиров- кой скорости;
SDSL – симметричная абонентская линия, работающая по одной па- ре;
SHDSL – симметричная высокоскоростная абонентская линия, рабо- тающая по одной паре;
IDSL – цифровая абонентская линия для одной пары проводов, ис- пользуемой для передачи сигналов ISDN.
Подробные технические характеристики отдельных технологий DSL, а также их типовое применение приведены в таблицах 7.1-7.4 ниже.
135
Таблица 7.1. Сравнительные возможности наиболее значимых xDSL
Критерий
G.SHDSL
ADSL ADSL2 ADSL2+ ADSL2++
VDSL
Число пар в линии
До 4 1
1 1
1 до 2
Длина линии сечением 0,4 мм, км до 6 без регене- рации, до n×6 с регенерацией
5 5
5 5 до 1,2 по 1 паре до 2 по 2 парам
Максимальная скорость
(к абоненту/ от абонента),
Мбит/с
2,3 по 1 паре
4,6 по 2 парам
8/1 12/1 24/2 48/3 18/16 (QAM)
50/30 (DMT)
Работа «поверх» телефонной линии нет да да да да да
Регенерация
Только для цифровых потоков нет нет нет нет нет
Возможность работы модема
«друг на друга» да нет нет нет нет да
Таблица 7.2. Сравнение технологий хDSL
Технология
DSL
Тип передачи
Максимальная скорость
(прием/передача)
Max расстояние
Кол-во те- лефонных пар
Основное применение
ADSL
Асимметричный
24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с
5,5 км
1
Доступ в Интернет, голос, видео, HDTV
(ADSL2+)
IDSL
Симметричный
144 кбит/с
5,5 км
1
Передача данных
HDSL
Симметричный
1,544…2,048 Мбит/с
4,5 км
1,2
Объединение сетей, услуги E1
SDSL
Симметричный
2 Мбит/с
3 км
1
Объединение сетей, услуги E1
VDSL
Асимметричный
62 Мбит/с / 26 Мбит/с
1,3 км на max. скорости
1
Объединение сетей,
HDTV
SHDSL
Симметричный
2,32 Мбит/с до 7,5 км
1
Объединение сетей
UADSL
Асимметричный
1,5 Мбит/с / 384 кбит/с
3,5 км на max. скорости
1
Доступ в Интернет, голос, видео
RADSL
Асимметричный
8 Мбит/с / 640 кбит/с
3-5 км в зависимости от диаметра провода
--
--
MDSL
Диапазон может быть в любой пропорции разделен между нисходя- щим и восходящим тра- фиком 768 кбит/с
3-5 км в зависимости от диаметра провода
--
--
Ether Loop
Симметричный до 1,5 Мбит/c
--
--
--
136
Таблица 7.3. Подробные технические характеристики популярных
технологий DSL в зависимости от дальности расположения абонентов
ADSL
ADSL2
ADSL2+
SHDSL
1
VDSL2
Симметрия по ско- рости передачи
Нет
Нет
Нет
Да
Да/нет
Нисхо- дящий поток
8 Мбит/с
11 Мбит/с
10 Мбит/с
25 Мбит/с
23 Мбит/с
5,7 Мбит/с
100 Мбит/с
Восхо- дящий поток
1 Мбит/с
1 Мбит/с
3 Мбит/с
1 Мбит/с
3 Мбит/с
5,7 Мбит/с
100 Мбит/с
Макс. скорость переда- чи
5, 7
На дис- танции
1,5 км
1,5 км
1,0 км
3,0 км
0,3 км
Макс. Дистанция
5,6 5-6 км
7-8 км
7 5-6 км
> 10 км
< 3 км
5
Нисхо- дящий поток
8 Мбит/с
7 Мбит/с
14 Мбит/с
4 Мбит/с
25 Мбит/с
Скорость передачи для дис- танции
1 км
5,7
Восхо- дящий поток
1 Мбит/с
2 Мбит/с
2 Мбит/с
4 Мбит/с
5 Мбит/с
Нисхо- дящий поток
1,6 Мбит/с
1,4 Мбит/с 1,7 Мбит/с
1 Мбит/с
1,7 Мбит/с
Скорость передачи для дис- танции
3 км
5,7
Восхо- дящий поток
0,5 Мбит/с
0,7 Мбит/с 0,5 Мбит/с
1 Мбит/с
1 Мбит/с
Нисхо- дящий поток
-
-
-
1 Мбит/с
-
Скорость передачи для дис- танции
8 км
5,7
Восхо- дящий поток
-
-
-
1 Мбит/с
-
Регенератор
Нет
Нет
Нет
Да нет
Объединение PHY
1 1
1 1/2/3/4 1
Голосовой интер- фейс
POTS/
ISDN
POTS/
ISDN
POTS/
ISDN
Внутрипо- лосный (in- band)
POTS/
ISDN
Стандарты
ITU G992.1,
T1.413,
ETSI TS 101388
ITU G992.3,
G.bis
ITU G992.5
ITU G991.2,
T1.413,
ETSI TS 101524
ITU G993.2 1
Поддерживает SHDSL.bis;
2
макс. восходящий поток;
3
PSD макс. дистанции;
4
Более этой дистанции инициализация критична;
5
канал без шума;
6
шум: 12 selfNEXT disturber для VDSL, FSAN B – для других;
7
все результаты основаны на симуляции для РЕ04 медных проводов.
Перечисленные технологии используются для организации как симмет- ричных так и асимметричных связей. Данный перечень не исчерпывается приведенным выше списком, в который вошли только перспективные, по
ТфОП
ISDN
LAN
DSL
KTB
OAN
СКД
– FTTx;
– FTTH;
– FTTB;
– FTTC;
– FTTCab.
Симметр.
доступ
– IDSL;
– HDSL;
– SDSL;
– SHDSL;
– MDSL;
– MSDSL;
– VDSL.
– телефон;
– факс;
– модем ПД;
– выделенная линия.
– ISDN-BRA;
– ISDN-PRA.
– Ethernet;
– Fast Ethernet;
– Gigabit Ethernet;
– Token Ring;
– HSTR;
– FDDI;
– CDDI;
– SDDI;
– EoV.
Асимметр.
доступ
– ADSL;
– RADSL;
– G.Lite;
– ADSL2;
– ADSL2+;
– VDSL.
– DOCSIS 1.0;
– DOCSIS 1.1;
– DOCSIS 2.0;
– Euro-DOCSIS ;
– J.112 ;
– IPCable-Com;
– Packet-Cable.
– PON ;
– APON ;
– EPON ;
– BPON ;
– GPON
– HPNA 1.x ;
– HPNA 2.0 ;
– HPNA 3.0 ;
– PLC ;
– EFM.
Общая классификация систем доступа к высокоскоростным сетям при- ведена в таблице 6.2.
6.4 Анализ технологий доступа
в сетях связи России
По оценкам различным оценкам экспертов основными наиболее рас- пространенными технологиями сетей доступа являются:
технология PON;
технология FTTH (как правило, на основе семейства технологий xPON);
технология ADSL 2+.
Технология PON по экономическим показателям более приспособлена к «ковровому» покрытию, чем к точечным инсталляциям. При помощи тех- нологии GPON стало возможным обеспечить доступ в Интернет на скорости до 50 Гбит/с и более. Протяженность оптоволоконного кабеля от сетевого уз- ла до потребителя может достигать 20 км. При этом ведутся разработки, ко- торые позволят увеличить расстояние до 60 км. Технология основывается на перспективном стандарте G.984.4, который постоянно совершенствуется для добавления новых сервисов и интерфейсов в систему PON.
129
Технология активных оптических сетей FTTB является основным конкурентом пассивных сетей FTTH сегодня и в среднесрочной перспективе.
Данная технология на сегодняшний момент удовлетворяет потребности пользователей и широко используется как в России, так и за рубежом. Техно- логия FTTB в совокупности с Fast Ethernet обеспечивает оптимальное соот- ношение по качеству, пропускной способности и затратам на строительство сети, и в отличие от технологии PON более выгодна при точечных подклю- чениях.
Технология ADSL 2+, согласно мнению экспертов, является домини- рующей технологией построения широкополосных сетей доступа для тради- ционных операторов в России. Технология была разработана для расширения возможностей технологии ADSL, утвержденной ITU в 1999 году. На данный момент сети, построенные на ADSL 2+, развернуты во многих странах мира, однако, технология постепенно устаревает и в ближайшее время уже не смо- жет удовлетворять растущие потребности абонентов по скорости передачи информации. Основными преимуществами данной технологии являются низкая стоимость развертывания сети, в том числе низкая стоимость або- нентских устройств (в среднем по миру – $40), а также возможность инстал- лировать абонентские устройства по мере получения заявок абонентов.
В мире не существует технологии ШПД, однозначно признанной наи- более эффективной. Традиционные операторы во многих странах до сих пор эксплуатируют медные сети доступа с технологией асинхронной передачи данных семейства ADSL.
Среди оптических сетей доступа предпочтения по технологиям в раз- ных странах могут диаметрально отличаться. Среди стран мира наибольшее проникновение технологии FTTH зафиксировано в ОАЭ – 55%. Далее сле- дуют Япония и Южная Корея – 26% и 16% соответственно. Россия заметно отстает по данному показателю – проникновение составляет примерно 0,5%.
Таблица 6.3. Различие в выборе архитектуры PON
Регион
Используемая архитектура
Северная Америка
BPON, EPON, GPON
Япония
EPON
Европа
GPON
Россия
GPON
Технология FTTH доминирует в ОАЭ, Норвегии, Словении, Латвии,
Дании, Португалии, Нидерландах, Малайзии, Италии, Канаде и Румынии.
Технология FTTB доминирует в Южной Корее, Гонконге, Тайване, России,
Болгарии, Эстонии, Китае, Финляндии, Чехии, Франции, Украине и Турции.
В остальных странах FTTB и FTTH делят рынок приблизительно пополам.
В мире нет единого мнения о лучшем стандарте семейства xPON.
В США встречаются как минимум три варианта пассивных оптических сетей.
Европа и Япония ориентируются на единые, но различные архитектуры
(см. табл. 6.3).
130
Все российские операторы, использующие пассивные оптические сети
доступа, остановили свой выбор на GPON (стандарт G.984.4).
Доля xPON на рынке российского фиксированного ШПД на 2008 год была крайне мала: 0,5% от всех ШПД-подключений. В технологической структуре развития российского рынка доля технологии FTTB и PON будут увеличиваться в среднем на 4% в год, и планируется, что к 2015 году их доля составит около 65% от всех ШПД-подключений в России.
Первым российским оператором, начавшим строительство и развитие оптоволоконных сетей до квартир потенциальных пользователей на базе тех- нологии GPON, является Ростелеком.
Ростелеком в краткосрочной и среднесрочной перспективах остается основным потребителем технологии xPON. Планы по широкомасштабному внедрению сетей доступа xPON имеют как минимум четыре макрорегио- нальных филиала (Центр, Северо-Запад, Урал и Сибирь). Три макрорегио- нальных филиала (Волга, Юг и Дальний Восток) определенных планов по этой технологии не публиковали.
Материал раздела 6 подготовлен на основе работы [6] и за счет обобще- ния работ [24-33].
131
7 ТЕХНОЛОГИИ ДОСТУПА НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ
АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЙ DSL
7.1 Обзор технологии цифровой абонентской линии DSL
В последние годы сети доступа (СД) являются наиболее динамичным сегментом телекоммуникационной отрасли. Они непосредственно связаны с предоставлением операторских услуг абонентам, поэтому СД хорошо оку- паются даже в условиях неблагоприятной экономической ситуации. Поэтому можно с уверенностью сказать, что СД находятся в фазе развития, что делает их технически и финансово привлекательными.
Традиционно абонентские кабельные сети состояли из двух видов [33]:
телефонные сети на медных НЧ кабелях;
распределительные коаксиальные сети кабельного или эфирного те- левидения.
Хотя телефония и сейчас остается наиболее востребованной услугой, значительно вырос спрос на услуги доступа к транспортным сетям (не только среди офисных центров, но и среди домашних пользователей. В последнее время популярна концепция «тройной услуги» которая предусматривает пре- доставление через одну сеть услуг: телефонии, передачи данных и видеоин- формации. Кроме того, повышение спроса на широкополосный доступ опре- деляется развитием новых технологий [33]:
видео по запросу (VOD);
потоковое видео, видеоконференции;
интерактивные игры;
передача голоса в компьютерных сетях (VoIP);
телевидение высокой четкости (HDTV);
и др.
Сеть, состоящая из пар витых медных проводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи между различ- ными абонентами (рис. 7.1), постепенно превращается в сеть широкополос- ных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие широкополосные телекоммуникационные службы.
Разработанная для аналоговых телефонных линий технология (аналого- вые модемы, предназначенные для передачи по телефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных – до 56 Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных технологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии, ко- торые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных со скоростью до 56 Кбит/с, могут поддерживать эффективную высо- коскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможность одновре- менного использования абонентской линии и для традиционной телефонной связи.
132
Рис. 7.1.Использование полосы пропускания канала в телефонии
Новую ступень развития удалось преодолеть благодаря использованию технологий DSL (рис. 7.2) [34].
Рис. 7.2.Использование полосы пропускания канала при организации DSL
Для конечных пользователей технологии DSL обеспечивают высокоско- ростное и надежное соединение между сетями или с сетью Интернет, а теле- фонные компании получают возможность исключить потоки данных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для традиционной телефонной связи.
Обеспечение высокоскоростной передачи данных по медной двухпровод-
ной абонентской телефонной линии достигается установкой оборудования
DSL на абонентском конце линии и на «конечной остановке» магистральной
сети высокоскоростной передачи данных, которая должна находится
на телефонной станции, которой подключена данная абонентская линия.
Если на абонентской линии с использованием технологии DSL организована
высокоскоростная передача данных, информация передается в виде цифро-
вых сигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обыч-
но используется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позво- ляет значительно расширить коммуникационные возможности существую- щих витых пар телефонных проводов [34].
Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии по- зволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоро- стной передачи данных [34]. Кроме обеспечения высокоскоростной передачи данных, технологии DSL являются эффективных средством организации многоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL
(голос по DSL) можно объединить большое количество каналов телефонной
133
(голосовой) связи и передать их по одной абонентской линии, на которой ус- тановлено оборудование DSL [34]. Все технологии DSL (ISDN, HDSL, SDSL,
ADSL, VDSL и SHDSL) разработаны для обеспечения высокоскоростной пе-
редачи данных по телефонным линиям, изначально предназначенным для
осуществления голосовой связи в спектре частот 300 Гц-3,4 кГц.
Развитие технологий цифровой обработки сигнала (DSP) в сочетании с новейшими алгоритмами и технологиями кодирования позволили поднять информационную емкость сетей доступа до 55 Мбит/с. Ширина используе- мой полосы частот увеличилась на два порядка за последнее десятилетие: от приблизительно 100 кГц для узкополосной ISDN до более чем 10 МГц для VDSL (см. рис. 7.3, 7.4) [34].
Рис. 7.3. xDSL-технологии и занимаемые ими частоты
(по данным компании ZyXEL)
Рис. 7.4. Зависимость скорости передачи данных от расстояния для пары сечением 0,4 мм (по данным компании ZyXEL)
134
Пополняемое семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, цифро-
вая абонентская линия) является достаточно новым и позволяет эффек-
тивно использовать полосу пропускания медных телефонных линий. Благо-
даря многообразию xDSL пользователь может выбрать для себя подходя-
щий вариант по скорости приема/передачи данных – от 32 Кбит/с до более
чем 50 Мбит/с. И в первую очередь выбор будет основываться на типе и ко-
личестве имеющихся у пользователя пар, их качестве и протяженности.
При этом следует определиться с необходимостью одновременного исполь- зования и аналоговой телефонной связи, и цифровой высокоскоростной пе- редачи данных по одним и тем же линиям, соединяющим телефонные стан- ции с абонентами [36].
На данный момент все многообразие протоколов DSL можно разделить
на два класса [36]:
−
симметричные;
−
несимметричные.
Первые, как правило, требуются крупным компаниям для налаживания равноправного обмена. Например, SHDSL-оборудование изначально нацеле- но на решение задач, требующих высокой надежности передачи данных с га- рантированным качеством обслуживания. Передачи симметричных потоков данных в обе стороны необходимы, при многоканальном голосовом обмене и для видеоконференц-связи.
Вторые отражают суть работы с IT-технологиями мелких компаний, фи- лиалов, удаленных офисов и частных пользователей – большая часть трафика загружается из глобальных сетей, а от клиента зачастую исходят лишь запро- сы на получение информации и отсылаются квитанции-подтверждения. По- этому вполне закономерно, что по числу подключенных клиентов ADSL ста- ла наиболее востребованной и массовой технологией широкополосного уда- ленного доступа в мире [36].
В настоящее время наибольшее распространение в мировой практике получили следующие разновидности технологии xDSL:
ADSL – ассиметричная цифровая абонентская линия;
HDSL – скоростная цифровая абонентская линия;
MDSL – среднескоростная цифровая абонентская линия;
VDSL – высокоскоростная цифровая абонентская линия;
RA-HDSL – цифровая абонентская линия со ступенчатой регулиров- кой скорости;
SDSL – симметричная абонентская линия, работающая по одной па- ре;
SHDSL – симметричная высокоскоростная абонентская линия, рабо- тающая по одной паре;
IDSL – цифровая абонентская линия для одной пары проводов, ис- пользуемой для передачи сигналов ISDN.
Подробные технические характеристики отдельных технологий DSL, а также их типовое применение приведены в таблицах 7.1-7.4 ниже.
135
Таблица 7.1. Сравнительные возможности наиболее значимых xDSL
Критерий
G.SHDSL
ADSL ADSL2 ADSL2+ ADSL2++
VDSL
Число пар в линии
До 4 1
1 1
1 до 2
Длина линии сечением 0,4 мм, км до 6 без регене- рации, до n×6 с регенерацией
5 5
5 5 до 1,2 по 1 паре до 2 по 2 парам
Максимальная скорость
(к абоненту/ от абонента),
Мбит/с
2,3 по 1 паре
4,6 по 2 парам
8/1 12/1 24/2 48/3 18/16 (QAM)
50/30 (DMT)
Работа «поверх» телефонной линии нет да да да да да
Регенерация
Только для цифровых потоков нет нет нет нет нет
Возможность работы модема
«друг на друга» да нет нет нет нет да
Таблица 7.2. Сравнение технологий хDSL
Технология
DSL
Тип передачи
Максимальная скорость
(прием/передача)
Max расстояние
Кол-во те- лефонных пар
Основное применение
ADSL
Асимметричный
24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с
5,5 км
1
Доступ в Интернет, голос, видео, HDTV
(ADSL2+)
IDSL
Симметричный
144 кбит/с
5,5 км
1
Передача данных
HDSL
Симметричный
1,544…2,048 Мбит/с
4,5 км
1,2
Объединение сетей, услуги E1
SDSL
Симметричный
2 Мбит/с
3 км
1
Объединение сетей, услуги E1
VDSL
Асимметричный
62 Мбит/с / 26 Мбит/с
1,3 км на max. скорости
1
Объединение сетей,
HDTV
SHDSL
Симметричный
2,32 Мбит/с до 7,5 км
1
Объединение сетей
UADSL
Асимметричный
1,5 Мбит/с / 384 кбит/с
3,5 км на max. скорости
1
Доступ в Интернет, голос, видео
RADSL
Асимметричный
8 Мбит/с / 640 кбит/с
3-5 км в зависимости от диаметра провода
--
--
MDSL
Диапазон может быть в любой пропорции разделен между нисходя- щим и восходящим тра- фиком 768 кбит/с
3-5 км в зависимости от диаметра провода
--
--
Ether Loop
Симметричный до 1,5 Мбит/c
--
--
--
136
Таблица 7.3. Подробные технические характеристики популярных
технологий DSL в зависимости от дальности расположения абонентов
ADSL
ADSL2
ADSL2+
SHDSL
1
VDSL2
Симметрия по ско- рости передачи
Нет
Нет
Нет
Да
Да/нет
Нисхо- дящий поток
8 Мбит/с
11 Мбит/с
10 Мбит/с
25 Мбит/с
23 Мбит/с
5,7 Мбит/с
100 Мбит/с
Восхо- дящий поток
1 Мбит/с
1 Мбит/с
3 Мбит/с
1 Мбит/с
3 Мбит/с
5,7 Мбит/с
100 Мбит/с
Макс. скорость переда- чи
5, 7
На дис- танции
1,5 км
1,5 км
1,0 км
3,0 км
0,3 км
Макс. Дистанция
5,6 5-6 км
7-8 км
7 5-6 км
> 10 км
< 3 км
5
Нисхо- дящий поток
8 Мбит/с
7 Мбит/с
14 Мбит/с
4 Мбит/с
25 Мбит/с
Скорость передачи для дис- танции
1 км
5,7
Восхо- дящий поток
1 Мбит/с
2 Мбит/с
2 Мбит/с
4 Мбит/с
5 Мбит/с
Нисхо- дящий поток
1,6 Мбит/с
1,4 Мбит/с 1,7 Мбит/с
1 Мбит/с
1,7 Мбит/с
Скорость передачи для дис- танции
3 км
5,7
Восхо- дящий поток
0,5 Мбит/с
0,7 Мбит/с 0,5 Мбит/с
1 Мбит/с
1 Мбит/с
Нисхо- дящий поток
-
-
-
1 Мбит/с
-
Скорость передачи для дис- танции
8 км
5,7
Восхо- дящий поток
-
-
-
1 Мбит/с
-
Регенератор
Нет
Нет
Нет
Да нет
Объединение PHY
1 1
1 1/2/3/4 1
Голосовой интер- фейс
POTS/
ISDN
POTS/
ISDN
POTS/
ISDN
Внутрипо- лосный (in- band)
POTS/
ISDN
Стандарты
ITU G992.1,
T1.413,
ETSI TS 101388
ITU G992.3,
G.bis
ITU G992.5
ITU G991.2,
T1.413,
ETSI TS 101524
ITU G993.2 1
Поддерживает SHDSL.bis;
2
макс. восходящий поток;
3
PSD макс. дистанции;
4
Более этой дистанции инициализация критична;
5
канал без шума;
6
шум: 12 selfNEXT disturber для VDSL, FSAN B – для других;
7
все результаты основаны на симуляции для РЕ04 медных проводов.
Перечисленные технологии используются для организации как симмет- ричных так и асимметричных связей. Данный перечень не исчерпывается приведенным выше списком, в который вошли только перспективные, по