3.3. Системы беспроводного доступа. Интегральные и оптические сети

Интегральные и оптические сети

3.3. Системы беспроводного доступа

3.3.1. Технологии радио доступа

3.3.2. Мультиплексирование и концентрация нагрузки в сети доступа

3.3.3. Интерфейсы сети доступа

3.3.4. Управление сетью доступа

3.3.5. Терминалы пользователей

3.3.6. Классификация оборудования доступа

3.3.6.1. Комплексные решения для среды передачи

Системы беспроводного доступа с точки зрения физической среды реализуются через передачу сигналов в атмосфере и ближнем космосе в радиочастотном и оптическом диапазонах электромагнитных волн.

Диапазоны радиочастот для беспроводного доступа определены следующим образом [17].

Диапазон 300 МГц. Для радио доступа определены частоты: 307,5 – 308 и 343,5 – 344 МГц.

Диапазон 800 МГц. Для радио доступа бесшнуровых телефонов выделены частоты: 864 – 868,2 МГц для стандарта доступа СТ-2 с мощностью передатчиков не более 10 мВт.

Диапазон 1427 - 1525 МГц. Этот диапазон в основном предназначен для связи “Земля - Космос”, однако в нем выделены участки спектра для радио доступа (Multi Gain Wireless, IRT 2000 – Франция, A 9800 Alcatel).

Диапазон 1880 - 1900 МГц определен для развертывания систем абонентского доступа технологии DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication).

Диапазон 2,1 – 2,7 ГГц отведен для радиолокации, спутниковых служб, космических исследований и имеет категорию правительственного назначения. Однако в настоящее время участок спектра частот 2,1 – 2,3 ГГц используется для радио доступа (Alcatel A 9800).Согласно решений ГКРЧ (государственный комитет по радиочастотам) диапазон 2,3065 – 2,4815 ГГц отведен для развертывания систем радио доступа.

Диапазон 3,4 – 3,8 ГГц может быть использован по индивидуальному согласованию с ГКРЧ РФ для радио доступа.

Диапазон 10 – 10,7 ГГц имеет участки, которые в перспективе определены для высокоскоростного радио доступа (10,15 – 10,3 и 10,5 – 10,65 ГГц).

Диапазон 24,5 – 25,25 ГГц имеет участки спектра (24,549 – 25,053 и 25,557 – 26,061 ГГц) рекомендованные к развертыванию сетей доступа с высокой скоростью передачи данных. Участок спектра радиочастот 27,5 – 29,5 ГГц выделен целевым образом для сотового телевидения.

Диапазон 40,5 – 42,5 ГГц свободен. Для его использования рекомендовано развернуть системы телевизионного вещания (сотовое телевидение высокой четкости).

Диапазоны оптических частот для беспроводного доступа определяются свойствами воздушной атмосферы в зависимости от времени года, выпадения осадков, пыли, загазованности и т.д. На рисунке 3.35 представлена характеристика пропускания атмосферы.

Рисунок 3.35. Характеристика пропускания атмосферы для оптических волн

Рисунок 3.35. Характеристика пропускания атмосферы для оптических волн

Основными источниками излучения для связи через атмосферу являются лазеры. Атмосферное рассеяние лазерного луча является функцией длины волны излучения, числа и размера частиц пыли и газа в воздухе, на которых и происходит рассеивание. Для оптической связи в атмосфере используется диапазон 0,8 -1,1 мкм. В этом диапазоне оптических волн работают простые и надежные источники излучения (в основном полупроводниковые лазеры на основе GaAs, а также светодиоды). Излучение этих приборов сильно подвержено рассеянию в тумане и при выпадении дождя и снега [20].

Туман является одним из основных препятствий, ограничивающих видимость при оптической передаче. Туман появляется, когда относительная влажность воздуха превышает точку насыщения. При значительном превышении этой точки может происходить объединение мельчайших частичек влаги в капли воды (размер несколько микрон).

Туман вызывает рассеяние луча во всех направлениях. В результате этого эффекта приемника достигает лишь небольшая доля этого излучения. Таким образом, уверенный прием окажется невозможным, если видимость или метео видео дальность (МДВ) (расстояние, на котором человеческий глаз может различать черный объект, имеющий площадь 1 м2, на белом фоне) на пути прохождения луча окажется хуже 80%. То есть, если дальность связи составит 1000 метров, а видимость 800 метров, то связь будет практически невозможной. Зависимость между МДВ и дальностью передачи почти линейна (рисунок 3.36).

Рисунок 3.36. Дальность оптической передачи в зависимости от МДВ

Рисунок 3.36. Дальность оптической передачи в зависимости от МДВ

Дождь также как и туман может сильно ослабить оптический сигнал. Для характеристики дождя используют понятие плотности. Для сильного ливня плотность составляет 1000 мг/м2, что в 10 раз больше, чем для густого тумана. Однако размер дождевых капель в 1000 раз больше размера капель воды тумана. Поэтому вызванное дождем затухание сигнала в 100 раз меньше, чем из-за тумана. Для лазерной связи перебои возникают только при скорости выпадения осадков 75 – 85 мм/ч.

Снег также приводит к рассеянию сигнала, однако, его влияние определяется содержанием воды в нем. Мокрый снег подобен дождю. Сухой снег подобен туману. Реальное затухание сигнала, вызванное снегом, находится внутри диапазона затухания для дождя и для тумана и может составлять величину от 6 до 40 дБ/км.

Примеры характеристик некоторых систем атмосферной оптической связи приведены в таблице 3.

Таблица 3.8 Характеристики систем оптической связи в атмосфере

Изделие OmniBeam 4000 LOO Freespace Freespace Turbo ЛАЛ 2+
Пропускная способность 34 – 155 Мбит/с 10 – 20 Мбит/с 10 Мбит/с до 155 Мбит/с до 10 Мбит/с
Расстояние (макс.) до1200 м до 1000 м до 450 м до 1200 м до 5000 м
Граница замирания 15 дБ 15 дБ 17 дБ мин., 20 дБ номинально 17 дБ мин., 20 дБ номинально 25 – 30 дБ
Мощность излучения 20 мВт 20 мВт 20 мВт 40 мВт до 100 мВт
Чувств. приёмника 1 мкВт 0,7мкВт 1 мкВт 2 мкВт -54 дБм
Достоверность передачи 99,9% 99,9% 99,9% 99,9% 99,9%
Частота появления ошибок по битам 1Е - 9 1Е - 9 1Е - 10 1Е - 10 1Е - 10
Исполнение корпуса Всепого дный Всепого дный Всепого дный Всепого дный Всепого дный
Температурный диапазон от –30о до +150оC от –30о до +150оC от –30о до +150оC от –30о до +150оC от –40о до +65оC
Поддерживаемые протоколы 34Мбит/с; SONET или АТМ 51 Мбит/с; Fast Ethernet 802.3u 100 Мбит/с; FDDI 125 Мбит/с; SONET или АТМ155 Мбит/с 2Мбит/с Е1; Etherne 10 Мбит/с; Token Ring 4/16 Мбит/с Token Ring 4/16 Мбит/с; Ethernet 10 Мбит/с, полудуплексный Ethernet 10 Мбит/с FDDI 100 Мбит\с; Fast Ethernet в полу-и полно дуплексном режиме 100 Мбит/с; ОС3/АТМ 155 Мбит/с Е1,4?Е1, Ethernet 10 Мбит/с

Необходимо отметить, МДВ зависит от конкретной местности. Поэтому приведенные в таблице 3.8 показатели являются усредненными. Для проведения точных расчетов необходимо воспользоваться методиками, которые приведены с примерами в следующей литературе [19, 21, 22, 23, 53].

Также необходимо заметить, что возможности радио доступа должны быть определены в конкретной местности для заданного диапазона частот и технологии радио доступа.



3.3.1. Технологии радио доступа

Существует несколько видов технологий радио доступа, которые различаются по ряду характеристик.

Все абонентские устройства доступа подразделяются на индивидуальные, предназначенные для подключения отдельных абонентов, и коллективные системы, способные обсуживать от десятков до тысяч пользователей. Кроме того, по максимальной дальности связи базовой станции с абонентским блоком (окончанием) в обеих группах различают устройства малого (до 1 км), среднего (1-10 км) и большого (10-100 км) радиуса действия. В отдельную группу нужно выделить средства спутникового радио доступа.

К группе индивидуальных средств радио доступа можно отнести радио удлинители телефонного канала, беспроводные телефоны со средним и малым радиусом действия.

Для радио удлинителя телефонного канала выделены полосы частот 307,5 - 308 МГц и 343,5 – 344 МГц при ширине канала 25 кГц. Мощность передатчика канала может достигать 10 Вт. При этом обеспечивается дальность до 100 км. Массовое применение радио удлинителей при большой телефонной плотности невозможно из-за больших взаимных помех.

Беспроводные телефоны со средним и малым радиусом действия используются в 40 каналах с шагом 25 кГц в полосах частот 814 – 905 МГц. Выбор свободного канала осуществляется автоматически. Мощность разрешенных устройств не превышает 10 мВт. Однако для массовой эти телефоны непригодны из-за больших взаимных помех в ограниченном числе каналов.

Системы беспроводного доступа это совокупность средств и возможностей по коммутации услуг. В состав системы радио доступа входят: центральный контроллер; коммутационная станция; стыки с сетью общего пользования; одна или несколько базовых станций радио доступа; абонентские блоки; система управления сетью.

Системы радио доступа используются на малых и средних расстояниях. В литературе они получили название Wireless Local loop (WLL).Типовая архитектура системы WLL приведена на рисунке 3.37.

Такие системы позволяют обслуживать районы с высокой плотностью терминалов (сотни и тысячи).

Рисунок 3.37. Типовая архитектура системы WLL

Рисунок 3.37. Типовая архитектура системы WLL

Контроллер базовых станций предназначен для концентрации и возможно коммутации трафика WLL, обработки вызовов и обеспечения связи с коммутаторами сети общего пользования, например, ТФОП (АТС). Связь с сетью общего пользования обеспечивается через интерфейсы (n?E1, V5.x) или многочисленные аналоговые двухпроводные линии. Кроме того, контроллер поддерживает функции через интерфейсы Q2, Q3 и терминал технического обслуживания.

Базовые станции WLL осуществляют радиосвязь со стационарными или ограничено мобильными абонентами в пределах своих зон обслуживания, величина которых зависит от используемой в системе радио технологии, и обеспечивает передачу вызовов контроллеру. Базовая станция состоит из антенно-фидерного тракта, одно- или многоканальной приемопередающей аппаратуры, локальной подсистемы управления, коммутационных интерфейсов и системы питания.

Абонентские терминалы представляют собой портативные беспроводные трубки, обеспечивающие ограниченную подвижность связи; специальные настольные аппараты с трансивером и антенной и стационарные блоки на одну или более телефонных линий, к которым подключаются телефоны, факсы, модемы. В широкополосных радиосистемах доступа предоставляются услуги ISDN и B – ISDN. Стационарный абонентский терминал может размещаться внутри или снаружи зданий и иметь внешнюю или встроенную антенну, а также резервное питание от батареи.

Терминал обслуживания – это персональный компьютер с программными установками по мониторингу и управлению.

Необходимо обратить внимание на антенные устройства систем радио доступа.

В рамках организации системы беспроводного многоточечного доступа важную роль играют такие факторы, как качество связи, устройство антенн, а также средства планирования и управления сетью. Для таких систем разработаны специальные конструкции антенн, которые не только обладают свойствами гибкости по отношению к системным требованиям, но удовлетворяют и эстетическим запросам. Основным решениям для базовой станции является конструкция антенны, разделенной на сектора обзора с малыми боковыми лепестками диаграммы направленности. Оконечная станция оборудуется антенной, обладающей таким же малым излучением на боковых лепестках и, вместе с тем, высоким усилением, что позволяет свести к минимуму влияние шумовых излучений. Этот принцип совмещается с использованием метода двойной поляризации.

Планарные антенны представляют собой простое и экономичное решение, совмещающее модульность структуры и эстетически приемлемый внешний вид. В антеннах, разработанных к настоящему времени, применяются ленточные микроволноводы, что позволяет легко удовлетворять разнообразные запросы потребителей, в частности, по высокому усилению и модульному выбору вариантов секторного обзора с различными углами раскрытия. Отдельные антенны сектора могут крепиться отдельно друг от друга (например, на стенах зданий). На рисунках 3.38, 3.39 показаны примеры типовых решений по секторизации ячеек обслуживания.

Рисунок 3.38. Пример разбиения на секторы с одинаковыми углами раскрытия

Рисунок 3.38. Пример разбиения на секторы с одинаковыми углами раскрытия

Рисунок 3.39. Пример разбиения на секторы с разными углами раскрытия

Рисунок 3.39. Пример разбиения на секторы с разными углами раскрытия

В каждом из секторов в зависимости от его величины, полосы частот, кодирования возможно подключения различного числа абонентов. По указанным характеристикам и стоимости одного окончания могут сравниваться различные WLL между собой.

Как правило, системы радио доступа делаются многоточечными и базовые станции размещаются в центре зон обслуживания. Например, система DMS (Digital Multipoint System) компании Bosch поддерживает топологию “точка – много точка” с возможностью охвата зоны действия на местности, где располагаются узлы связи. Для достижения максимальной пропускной способности зона действия (ячейка) делится на сектора обзора с углами 90о, 45о и 15о (рисунок 3.40).

Рисунок 3.40. Пример образования секторов радио доступа

Рисунок 3.40. Пример образования секторов радио доступа

Обозначено на рисунке 3.39: RNU – Radio Network Unit – сетевой радиоблок; CRS – Central Radio Station – базовая радиостанция.

Пропускная способность системы радио доступа зависит от выбора режима работы:

  • постоянного распределения полосы пропускания FBA (Fixed Bandwidth Allocation), режим, который применяется в случае выделенных линий LL (Lized Line) или аналогичных протоколов;
  • динамическое распределение полосы пропускания DBA (Dinamic Bandwidth Allocation), режим, приспособленный для предоставления коммутируемых услуг.

В случае DBA каждая связь индивидуально адаптируется к текущему трафику на локальном терминале. Поэтому удается создавать существенно большее число каналов (беспроводная концентрация трафика). Алгоритмы управления DBA исключают блокировку вызова от абонента, пока в полосе частотного канала существуют свободные номиналы рабочей частоты. Каждая DBA процедура непосредственно связана со сменой пары несущих частот и под новые каналы отводятся свободные полосы частот в пределах общей рабочей полосы конкретного сектора CRS.


Таким образом, назначение частот при радио доступе играет важнейшую роль. При этом для разделения радиочастотных сигналов могут быть использованы различные методы доступа:

  • FDMA, Frequency Division Multiple Access – многостанционный доступ с частотным разделением;
  • TDMA, Time Division Multiple Access – многостанционный доступ с временным разделением;
  • CDMA, Сode Division Multiple Access – многостанционный доступ с кодовым разделением;

Все эти методы применяются в системах радио доступа и имеют свои достоинства (преимущества) и недостатки.

Ниже приведены ряд соотношений, которые указывают на сравнительные возможности методов разделения радиоканалов.

Метод FDMA позволяет обеспечить высокие битовые скорости связи с абонентами. В принципе нет каких-либо ограничений на пропускную способность и битовую скорость связи.

Метод FDMA позволяет оптимизировать каждое соединение индивидуально, независимо от других каналов радиосвязи.

Метод FDMA обеспечивает наиболее гибкий способ оперативной оптимизации любой отдельной связи в отношении частотных характеристик, битовой скорости, модуляции, мощности сигнала и исправления ошибок.

Во взаимодействии с технологией динамического распределения частотного диапазона DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) метод FDMA способен наиболее экономичным образом разрешить проблему связи с малой битовой скоростью (например, канал 1 x 64 кбит/с до каждого клиента).

Цифровой метод FDMA проверен на практике и доказал свою эффективность в отношении быстрого развития и внедрения на рынке.

TDMA базируется на технологии FDMA, но каждый частотный канал дополнительно делится на несколько временных интервалов (тайм - слотов).Каждому абоненту выделяется один тайм – слот. TDMA является основой GSM (Global System for Mobile).

В применениях с радиосвязью в зоне прямой видимости (LOS – Line of Sight), где необходимо учитывать интерференционные помехи по частотам, метод FDMA имеет преимущество по сравнению с методом TDMA,так как каждому пользователю выделяется лишь малая часть полосы пропускания.

Ошибки синхронизации менее критичны для метода FDMA по сравнению с технологией TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов).

В методе CDMA всеми абонентами сети используется общая полос частот. Разделение сигналов производится с помощью специальной кодовой комбинации, которая добавляется к информационному сигналу.

Несмотря на то, что методу CDMA присущ эффект подавления входных сигналов малой амплитуды (despreading), что позволяет уменьшить мощность сигнала за счет снижения уровня помех, этот метод не выгоден в условиях, когда необходимы высокие битовые скорости передачи, так как для реализации данного эффекта нужно слишком широкие полосы пропускания.

Метод CDMA развивается и прошел на этом пути ряд этапов стандартизации:

  • IS – 95A – передача голоса и данных до 14,4 кбит/с;
  • IS – 95B – передача голоса и данных до 115 кбит/с;
  • CDMA 2000 1x – увеличение емкости сети для речевых связей в 2 раза, а скорости передачи данных до 307 кбит/с;
  • CDMA 2000 1 x ЕV – скорость передачи данных до 2,4 Мбит/с в полосе 1,25 МГц.

Метод FDMA/DBA/FBA может быть использован для передачи данных на скоростях от 2,048 Мбит/с до 155 Мбит/с в сетях B-ISDN на основе АТМ.

Эффективное использование спектра частот радио доступа связано не только с методом разделения каналов, но и обусловлено методом модуляции несущих радиочастот. В системах радио доступа нашли применение следующие виды модуляции [35,51]: GFSK, QPSK (Q – 4, 8, 16), DQPSK и т.д.

Для широкого использования систем радио доступа в мире разрабатываются и применяются стандарты. Ниже кратко приводятся в качестве примера характеристики двух стандартов.

Стандарт DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) представляет собой технологию радио доступа с малой мощностью излучения. Был разработан в середине 90х годов в ETSI. Стандартом определены три основные сферы применения: цифровые телефоны для дома и офиса; микросотовые системы для учреждений; системы радио доступа WLL. Стандартом предусмотрено 10 частотных каналов в диапазоне 1880-1900 МГц. Общее число дуплексных каналов – 120, модуляция GMSK, кодирование AДИКМ 32 Кбит/с, измеряемая мощность (средняя) 10 мВт, метод доступа FDMA/TDMA и дуплекс с разделением во времени. Радиочастотные каналы располагаются через 1728 кГц. На каждом канале может вестись до 12 телефонных разговоров одновременно, но в разные временные интервалы. Подробные сведения о DECT приведены в [35, 50].

Стандарт CT2/CAI определяет работу в диапазоне 864,1 – 868,1 МГц при многостанционном доступе FDMA с дуплексом и разносом каналов 100 кГц. Суммарные скорости передачи на несущую 72 кбит/с. Число речевых каналов – 40.

Кроме того, ранее были уже приведены обозначения стандартов на базе СDМА.



3.3.2. Мультиплексирование и концентрация нагрузки в сети доступа

Мультиплексирование и концентрацию нагрузки в сети доступа могут выполнить различные системы с такими технологиями как PDH, SDH, ATM, Frame Relay, IP, HDLC, Ethernet. Целью их применения является снижение стоимости одного окончания для доступа. Указанные технологии базируются на различных стандартах, но могут быть совместимыми между собой.

Технологии PDH и SDH – это мультиплексирование с разделением во времени общего ресурса передачи. Например, в PDH общим ресурсом передачи может быть цифровой поток E1 со скоростью 2,048 Мбит/с, который может быть разделен на 30 канальных интервалов по 64 кбит/с, предоставляемых для отдельных независимых передач сообщений. При этом совершенно не учитывается статистика сообщений, а ресурс (64кбит/с) доступен только одному источнику информации. В итоге ресурс сети доступа может использоваться очень неэффективно. В тоже время технологии PDH и SDH обеспечивают высокое качество передачи и высокую защищенность от ошибок. Сочетание этих технологий с другими (ATM, Frame Relay, IP, Ethernet), учитывающими статистические характеристики сообщений, позволяют выстроить гибкую систему доступа. Однако рассмотреть все указанные технологические решения в объеме небольшого конспекта лекций не представляется возможным.

Поэтому рекомендуется самостоятельно изучить ряд учебных изданий:

ATM [61, 73]; Frame Relay [75]; IP [58, 62];Ethernet [62, 74].

Первым широко признанным методом гибкого доступа стал метод набора подходящих интерфейсов для пользовательских окончаний в плезиохронных гибких мультиплексорах, выполняемых в соответствии с рекомендациями ITU-T G.797. На рисунке 3.41 представлена структура такого доступа.

Рисунок 3.41. Функциональная схема системы гибкого доступа

Рисунок 3.41. Функциональная схема системы гибкого доступа

Выбираемыми при проектировании составляющими этой структуры доступа могут быть: плезиохронные физические стыки со 100% дублированием (радиочастотные, атмосферные лазерные, проводные электрические, проводные оптические); компонентные физические стыки (для 2-х или 4-хпроводной аналоговой телефонии, цифровой телефонии, ISDN, передачи данных, Ethernet и т.д.); мультиплексирование канальных интервалов; мультиплексирование цифровых потоков (E2 = 4 E1, E3 = 4 E2, E4 = 4 E3); дистанционное управление через канал управления всеми функциями гибкого мультиплексора; формирование выделенных линий.

Сочетание возможностей гибкого мультиплексора PDH (G.797) и синхронного мультиплексора SDH (G.707, G.783) могут обеспечить структуру доступа со скоростями передачи данных от 64 кбит/с до 155 Мбит/с для пользователей, что предусмотрено в рекомендации ITU-T G.785 и реализуется в последнем поколении оборудования SDH для сетей доступа [76].

В настоящее время (2003-2004 гг) сети доступа с точки зрения мультиплексирования и создания трактов передачи выполняются интегрированными. Например, мультиплексоры доступа DSLAM(Digital Subscriber Loop Access Multiplex) выполняют две основные функции: оконечные устройства для линий пользователей xDSL; статистическое мультиплексирование для потоков ячеек ATM. В них используются виртуальные соединения ATM (виртуальные каналы VC). DSLAM направляет потоки данных в сети данных, а речевые сообщения в телефонные узлы.

Другим примером комплексного использования технологий мультиплексирования в сети доступа выступают интегрированные устройства доступа VoDSL [4], в котором сочетается передача речевых сообщений телефонии, IP передачи для Internet и пакетной передачи речи VoIP, передача сжатого трафика видеосигналов (VoATM) (рисунок 3.42).

Рисунок 3.42. Пример структуры комплексного мультиплексирования в сети доступа

Рисунок 3.42. Пример структуры комплексного мультиплексирования в сети доступа

Уровень ATM в этом примере обеспечивает статистическое мультиплексирование информационных и служебных ячеек (53 байта) с приоритетным обслуживанием сегментов, образуемых на AAL2 (48 байт второго типа адаптационного уровня ATM). Физическая медная цепь, в которой идет передача методом xDSL (модемом xDSL), сохраняет возможность использования обычного телефонного соединения. С другими примерами мультиплексирования, многопротокольной маршрутизации, концентрации и гибкого управления трафиком можно познакомиться в следующей литературе [45, 46, 47, 48, 49, 50].



3.3.3. Интерфейсы сети доступа

Интерфейсы сети доступа подразделяются на следующие виды:

  • интерфейсы пользовательские (абонентские);
  • интерфейсы узла предоставления услуг;
  • интерфейсы управления;
  • интерфейсы синхронизации.

По определению, ИНТЕРФЕЙС – граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена и так далее.

На рисунке 3.42 обозначены все упомянутые виды интерфейсов (пользовательские, UNI; узлов услуг, SNI или NNI; управления, Qx, F; синхронизации G703/10). Кроме того, в распределительной сети могут использоваться интерфейсы электрической передачи G.703, оптической передачи G.707, G.709, G.957, G.958, G.955 и т.д. Основное внимание в этой части будет уделено интерфейсам UNI, NNI, SNI.

Интерфейсы UNI образуют очень широкий спектр возможностей для пользователей услуг телекоммуникаций. Эти интерфейсы подразделяются на аналоговые и цифровые. Аналоговые, прежде всего, обеспечивают услуги телефонии и также услуги аналоговой передачи данных (модемами). Цифровые интерфейсы имеют более широкий спектр возможностей и могут быть “прозрачными” для многих видов услуг, в том числе аналоговых. Примеры некоторых интерфейсов аналоговой передачи и низкоскоростной цифровой передачи приведены в таблицах 3.10, 3.11, 3.12 и 3.13.

Таблица 3.10. Интерфейс для передачи речевых сигналов по двухпроводной линии

Функции Характеристики
Диапазон частот речевых сигналов 700Гц – 3400Гц
Интерфейс 2-х проводный
Уровень передачи/приема От 0 до -19дБм
Регулировка уровня Автоматическая с шагом 0,1дБ
Полное сопротивление Комплексное (емкостное)
Сигнализация По шлейфу в кольце
Сопротивление шлейфа Менее 4 кОм
Сигнал вызова 16, 25 и 50 Гц
Сигнал тарификации 12 и 16 кГц

Таблица 3.11. Интерфейс для передачи речевых сигналов по 2-х/4-х проводной линии с AДИКМ

Диапазон частот речевых сигналов 300Гц – 3400Гц
Интерфейс 2х/4хпроводный
Уровень передачи От +9дБм до -15,5дБм
Уровень приема +7дБм до -17,4дБм (4проводный)
от +8дБм до -16,5дБм (2проводн.)
Полное сопротивление 600Ом или комплексное
(емкостное)
Режимы работы 64 кбит/с ИКМ
32 или 16 кбит/с AДИКМ
Сигнализация E&M

Таблица 3.12. Интерфейс для передачи речевых сигналов E&M с 4-х проводным подключением

Функции Характеристики
Диапазон частот речевых
сигналов
300Гц – 3400Гц
Тип интерфейса 4-хпроводный
Уровень передачи +4дБм, +9дБм
Специальный уровень От +9дБм до -20дБм
Уровень приема -14дБм, -17дБм
Специальный уровень От -17дБм до +9дБм
Регулировка уровня Ручная
Полное сопротивление 600 [Ом]
Сигнализация E&M

Таблица 3.13. Интерфейс для передачи речевых сигналов E&M с 2-х или 4-х проводным подключением

Функции Характеристики
Диапазон частот речевых сигналов
300Гц – 3400Гц
Интерфейс 2х/4х проводный
Уровень передачи От +9дБм до -15,4дБм
Уровень приема От +8дБм до -17,4дБм
Регулировка уровня Автоматическая с шагом 0,1дБ
Полное сопротивление 600 [Ом]
Сигнализация E&M

Сигнализация типа E&M предназначена для подключения учрежденческой АТС к сети общего пользования по медным низкочастотным проводам. В этом типе сигнализации УАТС имеет батарейное питание для проводов E и M. Известно пять типов построения сигнализации E&M [63]. E обозначает Ear, M обозначает Mouth, что для сигнальных сообщений будет свидетельствовать “трубка снята”, “трубка положена”. В этой сигнализации используются отдельные провода для передачи сообщения и для сигнализации.

Цифровые и универсальные интерфейсы для пользователей представлены в таблицах 3.14, 3.15.

Таблица 3.14. Интерфейсы ISDN

Функции Характеристики
ISDN So (базовый доступ)  
Скорость передачи 2B+D 192 кбит/с
Интерфейс 4-хпроводный вида шины с
подключением до 8 терминалов
Полное сопротивление 100 [Ом]
Дистанционное электропитание
терминалов пользователей
По выбору
ISDN Upo (доступ канала HO)  
Скорость передачи 6B 384 кбит/с
Интерфейс 2-хпроводный дуплексный с
разделением времени
Полное сопротивление 100 [Ом]
Дистанционное электропитание По выбору
ISDN Uko (базовый доступ)  
Линейное кодирование 2B1Q
Скорость передачи 80 кбит/с
Интерфейс 2-хпроводный с компенсацией
эхо-сигнала
Полное сопротивление 135 Ом
Дистанционное электропитание По выбору

Таблица 3.15. Интерфейсы для передачи сигналов данных

Функции Характеристики
G.703.1 64кбит/с  
Скорость передачи данных
64 кбит/с или 128 кбит/с
Тип интерфейса сонаправленный
Синхронизация тактовая
64 кГц
Синхронизация цикловая
8 кГц (октетная)
Тип линии витая пара симметричная передача/прием для каждого направления
Амплитуда импульса 1.0 В
Пауза 0 0,1 В
Линейное кодирование AMI
V.24/V.28 (RS232)  
Скорость
передачи данных
Асинхронно до 19,2 кбит/с
Синхронно до 19,2 кбит/с
и n по 64 кбит/с (n=1,2…8)
X.21/V.11  
Скорость
передачи данных
Асинхронно до 19,2 кбит/с
Синхронно 48; 56 кбит/с
и n по 64 кбит/с (n=1…8)
V.35  
Скорость
передачи данных
Асинхронно до 19,2 кбит/с
Синхронно 48; 56 кбит/с и n по 64 кбит/с
(n=1…8)

Приведенные в таблицах краткие характеристики интерфейсов не исчерпывают их список, который может быть продолжен: RS 449/V.36; RS 530; Ethernet 10 Base T; RS 422; оптоволоконные модемы FOM-485, FOM-8, FOM-40 и т.д.

Широкое применение в сетях связи и в частности в сетях доступа нашли интерфейсы G.703, общая характеристика которых представлена в таблице 3.16.

Таблица 3.16. Характеристики интерфейса G.703

Таблица 3.16. Характеристики интерфейса G.703

Позиции интерфейса G.703.2; G.703.3; G.703.4; G.703.5 определены для передачи данных по стандартам Северной Америки и Японии, а G.703.1 – это описание характеристик канала 64кбит/с, приводимое ниже.

Через интерфейс G.703.1 проходят следующие сигналы передачи:

  • 64 кбит/с информационный сигнал;
  • 64 кГц тактовый синхросигнал;
  • 8 кГц сигнал циклового синхронизма.

Интерфейс G.703.1 может быть реализован в одном из трех вариантов: сонаправленный, централизованный и противонаправленный (рисунок 3.43).

Рисунок 3.43. Варианты организации стыка (интерфейса) G.703.1

Рисунок 3.43. Варианты организации стыка (интерфейса) G.703.1

На рисунке 3.44 иллюстрируются основные этапы преобразования информационного сигнала на скорости 64 кбит/с в интерфейсный сигнал на скорости 256 кбит/с.

Основные этапы состоят в замене каждого двоичного знака “1” и “0” на четыре временных позиции соответственно 1100 и 1010, инвертирование очередных групп из четырех знаков по правилу AMI, формирование блоков двоичных символов по 8 групп для октетной синхронизации.

Рисунок 3.44. Преобразование сигнала 64 кбит/с в интерфейс G.703.1 в сигнал 256 кбит/с (сонаправленный стык)

Рисунок 3.44. Преобразование сигнала 64 кбит/с в интерфейс G.703.1 в сигнал 256 кбит/с (сонаправленный стык)

На рисунках 3.45 и 3.46 иллюстрируются временные диаграммы импульсных сигналов в противонаправленном и централизованном стыках G.703.1.

Рисунок 3.45. Преобразование сигнала в противонаправленном стыке G.703.1

Рисунок 3.45. Преобразование сигнала в противонаправленном стыке G.703.1

Рисунок 3.46. Преобразование сигнала в централизованном стыке G.703.1

Рисунок 3.46. Преобразование сигнала в централизованном стыке G.703.1

В противонаправленном и централизованном стыках формат передачи данных и октетная синхронизация выполняются одинаково, однако эти стыки отличаются трансляцией тактового синхронизма.

Еще одной важнейшей тестируемой в стыках характеристикой является маска импульса, которая задает возможные отклонения формы импульса от номинала. На рисунке 3.47 приведен пример маски импульса для стыка G.703.6. Аналогичные маски предусмотрены и для других стыков.

Рисунок 3.47. Пример маски импульса интерфейса G.703.6

Рисунок 3.47. Пример маски импульса интерфейса G.703.6

Характеристики стыка G.703.1 приведены в таблице 3.17.

Таблица 3.17. Характеристики стыка G.703.1

Таблица 3.17. Характеристики стыка G.703.1

Интерфейсы узлов предоставления услуг SNI/NNI имеют меньшую номенклатуру, но им предписаны важнейшие функции, о которых пойдет речь ниже.

ITU-T в своих рекомендациях поделил интерфейсы SNI/NNI на узкополосные и широкополосные, указав им обозначения:
Vx – узкополосные, VBx – широкополосные.

Общее описание и обозначение интерфейсов Vx приведено в рекомендации Q.512[5]. Это интерфейсы V1, V2, V3, V4, V5.

Общее описание и обозначение интерфейсов VBx приведено в рекомендации I.414[77]. Это интерфейсы VB1, VB2, VB3, VB4, VB5.

В таблице 3.18 приведен краткий обзор основных функций указанных интерфейсов. Необходимо подчеркнуть, что интерфейсы Vx предназначены для цифровых сетей на скоростных режимах до 2,048Мбит/с, а VBx для цифровых сетей АТМ со стандартами передачи 155 и 622 Мбит/с. Для эффективного использования скоростных режимов в интерфейсах может быть предусмотрена концентрация трафика в виде объединения физических или виртуальных каналов.

Интерфейсы управления, применяемые в составе сетей доступа, могут обеспечить локальное и сетевое управление.

Интерфейс локального управления обозначается F. Это стандартизированное обозначение. Обычно физический уровень F поддерживается через разъем RJ45 по правилам интерфейса RS-232 [60].

Однако локальное управление может поддерживаться и через фирменные интерфейсы, которые не стандартизированы для систем других производителей [64, 68, 70].

Для сетевого управления с помощью системы предусмотрены интерфейсы типа Qx (x=1,2,3). Эти интерфейсы предусматривают физическую организацию передачи данных с помощью модемов, Ethernet по протоколам TCP/IP (Telnet, SNMP). Использование управления напрямую выполненных по протоколам TMN признано в сети доступа нерациональным из-за высокой стоимости интерфейсов и программных продуктов управления. В следующем разделе приводится описание основ управления сетевого доступа. Эти сведения обобщены из руководящих документов, рекомендаций ITU-T, ETSI и технических описаний оборудования.

Интерфейс синхронизации, который может быть применен в аппаратуре сети доступа, это G.703.10, представленный ранее в разделе синхронизации.

Таблица 3.18

Тип доступа Обозначение Рекомендации
ITU-T
Управление Краткое функциональное
определение
Место применения
Базовый доступ (2B+D) ISDN V1 G.961 M.3606 Функционально определен для базового доступа (2B+D) ISDN. Поддерживает битовую скорость, цикловой синхронизм, активацию / деактивацию, управление, электропитание ISDN базовый доступ по 2-х проводной линии
Интерфейс общей цифровой секции V2 G.703
G.704
Нет определения Функциональные характеристики зависят от приложений. Характеристики не определены ITU-T. Оборудова-ние цифровых сетей для поддержки комбиниро-ван-
ного доступа
Доступ секции первичный ISDN V3 G.703
G.704
G.706
G.962
G.963
M.3604 Интерфейс определен как цифровой для подключения пользовательского оборудования на первичной скорости доступа в ISDN. Функциональные процедуры описаны в G.962, G.963. Первичный доступ ISDN (УАТС ->
сеть общего пользования)
Линия цифрового доступа со статистическим мультиплексир. V4 - - Интерфейс не применяется -
Конфигурируемая сеть доступа V5
(V5.1)
(V5.2)
G.703
G.704
G.706
G.964
G.965
M.3603
M.3604
Для мультиплексирования аналоговых абонентских линий, всех линий ISDN, с концентрацией или без концентрации нагрузки, автоматическим резервированием неисправных трактов 2,048 Мбит/с. Функциональные процедуры описаны в G.964, G.965. Физическое сопряжение определено в G.703, G.704, G.706. Аналоговые и цифровые линии к узлу коммутации. Применяется в сетях радио доступа
Индивидуальный доступ в B-ISDN 2,048; 155,52; 622,08 Мбит/с VB1 G.902
I.414
I.434
G.707, G.703
I.610 Предназначен для индивидуального подключения терминала пользователя B-ET к широкополосной сети B-NT <--->АТМ
коммутатор, мультиплексор, концентратор
- VB2,
VB3,
VB4
- - Нет определения функций ITU-T -
Подключение широкополосной сети доступа в B-ISDN VB5x
(VB5.1)
(VB5.2)
G.902
G.967
I.432
Q.2931
Также определено рекомендациями ETSI
I.610
I.751
Предназначены для подключения широкополосной сети доступа в B-ISDN. Предусматривается кроссирование виртуальных путей (VP) и виртуальных каналов (VC), контроль и управление трафиком. Поддерживается сигнальная система DSS2, UNI 4.0. Универсаль-ное применение, активные и пассивные оптические сети (AON, PON)


3.3.4. Управление сетью доступа

Общая функциональная архитектура управления сетью доступа приведена на рисунке 3.48.

AN, Access Network – сеть доступа;
MCF, Message Communication Function – функции передачи Сообщений;
OSF, Operations System Function – функции операционной системы (управление сетью доступа).

Рисунок 3.48. Функциональная архитектура управления сетью доступа

Рисунок 3.48. Функциональная архитектура управления сетью доступа

Функции управления концентрируются в пяти блоках:

  • Управление пользовательскими портами (интерфейсами), УПП (И);
  • Управление портами (интерфейсами) узлов предоставления услуг (служб), УПУПУ (С);
  • Управление транспортировкой, УТ;
  • Управление основными функциями сети доступа, УОФ, т.е. мультиплексированием, концентрацией, адаптацией;
  • Управление функциями сетевых элементов управления, УФСЭУ, входящих в состав сети доступа (в системах передачи, концентрации, электропитания и других).

Информационный поток управления, который порождается через реализацию функций управления указанных блоков, может быть разбит на две большие группы информации:

  • критичной ко времени прохождения;
  • некритичной к временному интервалу ее доставки.

Примером критичной ко времени информации управления может служить авария порта первичного доступа ISDN (30B+D), которым может пользоваться большое учреждение. Примером некритичной ко времени информации может служить обмен данными в сети управления, реализуемый через интерфейс X (рисунок 3.49).

Рисунок 3.49. Пример физической архитектуры взаимосвязи сетей управления (TMN) сетью доступа (AN) и узлами предоставления услуг (SN)

Рисунок 3.49. Пример физической архитектуры взаимосвязи сетей управления (TMN) сетью доступа (AN) и узлами предоставления услуг (SN)

Обозначение OSan и OSsn указывает на операционные системы управления доступа и узла услуг.

В таблице 3.19 приведены рекомендуемые ITU-T функции управления и участки их реализации в сети управления доступом.

Таблица 3.19. Функции управления и участки реализации

Информация управления
Потребители потока информации управления
УПП(И)
УОФ
УТ
УПУПУ(С)
УФСЭУ
Операцион.
система
Узел услуг
Управление функциями портов (интерфейсов) пользователей
Установка
Порта пользователя:
- - - - - - -
- активен / не активен
x - - - x x x
- блокирован /
- не блокирован
x - - - x x x
- конфигурация
x - - - x x -
- тестирование x - - - x x -
Мониторинг порта
пользователя:
- - - - - - -

- обнаружение / индикация повреждений

x - - - x x -
- исполнения
- мониторинга
x - - - x x x
Относительный статус
события порта пользователя:
- - - - - - -
- событие блокирования /
разблокирования
x - - - x x x
Управление основными функциями сети доступа
Контроль основных функций:

- - - - - - -
- конфигурация основных
функций, критичных ко
времени

- x - - x - -
- конфигурация основных
функций, некритичных ко времени
- x - - x x -
Мониторинг основных
функций:
- - - - - - -
- индикация повреждений,
критичных ко времени
- x - - x - -
- обнаружение
/ индикация повреждений
- x - - x x -
- исполнение мониторинга
- x - - x x -
Управление функциями портов предоставления услуг
Контроль портов для
предостав. услуг:
- - - - - - -
- блокирован / не блокирован
- - - x x x -
- конфигурация
- - - x x x -
Мониторинг порта
предоставлен. услуг:
- - - - - - -
- обнаружение
/ индикация
повреждений
- - - x x x -
- исполнение
мониторинга
- -   x x x -
относительн. статус события
порта предоставлен. услуг:
- - - - - - -
- событие блокировки / разблокиров.
- - - x x x -
Управление функциями транспортировки
Контроль функций
транспортировки:
- - - - - - -
- конфигурирование
- - - - x x -
- защитная коммутация
- - - - x x -
Мониторинг Функций
транспорт:
- - - - - - -
- обнаружение / индикация
повреждений
- - - - x x -
- исполнение мониторинга
- - - - x x -
- событие защитного
переключения
- - - - x x -
Управление функциями сетевых элементов
Контроль системы
управления сетью доступа:
- - - - - - -
- конфигурация
- - - - x x -
- проверки - - - - x x -
Мониторинг системы
управления:
- - - - - - -
- обнаружение / индикация
повреждений
- - - - x x -


3.3.5. Терминалы пользователей

Многочисленность и многообразие пользовательских терминалов, включаемых в телекоммуникационные сети, осложняет их совместное функционирование. Для решения этой проблемы в ITU-T была разработана группа рекомендаций, описывающих физическое и логическое взаимодействие терминалов с множеством услуг (мультисервисных или мультимедийных терминалов).

Определены шесть типов терминалов:

  • терминалы для телефонных сетей общего пользования (общая рекомендация H.324);
  • терминалы для узкополосных сетей N-ISDN (общая рекомендация H.320);
  • терминалы для широкополосных сетей B-ISDN (с повышенным качеством передачи изображения в рекомендации H.310, с качеством N- ISDN, адаптированным к B-ISDN, в рекомендации H.321);
  • терминалы для локальных вычислительных сетей LAN (с гарантированным качеством услуг в рекомендации H.322, без гарантированного качества услуг в рекомендации H.323).

Общими для всех терминалов объектами стандартизации должны быть по определению ITU-T:

  • аудиокодек;
  • видеокодек;
  • методы формирования цикловой или кадровой структуры информации, мультиплексирование / демультиплексирование;
  • сетевой интерфейс;
  • сигналы и протоколы передачи данных для обмена файлов и пользовательских приложений с многосторонней связью;
  • сигналы и протоколы управления и синхронизации.

В таблице 3.20 приведены документы ITU-T, которые определяют функции всех видов терминалов мультимедийной связи.

Таблица 3.20. Документы ITU-T по мультимедийным терминалам

Документ
ITU-T
Представляемые функции
H.221 Определена структура кадра в диапазоне от 64 кбит/с до 1920 кбит/с. Внутри этого диапазона строго определены значения промежуточных скоростей:
- от 64 кбит/с до 384 кбит/с, кратные 64 кбит/с;
- от 384 кбит/с до 1920 кбит/с, кратные 384 кбит/с.
H.223 Протокол мультиплексирования для связи мультимедиа при низкой битовой скорости
передачи. На уровне мультиплексирования информация логического канала разбивается на пакеты. Границы этих пакетов определяются флагами и их длина кратна целому числу байт. Каждый пакет содержит однобайтовый заголовок и переменное число информационных байт.
H.225 Пакетирование физического потока и синхронизация в видеотелефонных системах LAN с
негарантированным качеством услуг.
H.230 Функции внутриканальной кадровой синхронизации Определены четыре категории сигналов контроля и индикации:
- контроль и индикация видеофункций;
- контроль и индикация аудиофункций;
- контроль и индикация функций управления;
- контроль и индикация для организации
многоточечных соединений.
H.231 Определены функции блоков управления многосторонней связью в аудиовизуальных системах при использовании цифровых каналов со скоростью до 1920 кбит/с.
H.242 Определена система установления связи между аудиовизуальными терминалами при использовании цифровых каналов со скоростью до 2 Мбит/с.
H.243 Определяют процедуры взаимодействия между тремя и более терминалами и протоколы работы системы управления многоточечными соединениями для групповых конференций.
H.245 Определен протокол управления для связи мультимедиа. Описываются процедуры определения параметров и режима работы приемного и передающего терминалов при конфигурации соединения “точка-точка”.
H.261 Определены функции видеокодека для аудиовизуальных служб на скорости n 64 кбит/с, где
n=1,2,…30. Описывается механизм кодирования и схема организации видеоданных. Скорость формирования кадров 29,97 кадр/с. Возможно ограничение скорости кадров до 15,10 и 7,5 кадр/с. В кадре 288 строк, 352 пикселя в строке.
H.262 Определены алгоритмы сжатия видеопоследовательностей. Требуются процедуры
коррекции ошибок в кодере и декодере
H.263 Определены возможности видеокодирования для связи на низких скоростях.
T.120 Серия стандартов: протоколы взаимодействия от транспортного до прикладного (модемы OSI) для передачи данных.
T.121 – обобщенный шаблон приложений.
T.122/125 – служба многоточечных соединений.
T.123 – протоколы транспортного уровня.
T.124 – управление телеконференциями.
T.126 – передача неподвижных изображений.
T.127 – протокол многоточечной передачи двоичных файлов.
V.34 Модем, работающий для передачи данных на скорости до 33600 бит/с на коммутируемых
телефонных сетях и по выделенным двухпроводным линиям.
G.711 Импульсно-кодовая модуляция для спектра аудиосигнала 300-3400 Гц, частота дискретизации 8кГц, 8 разрядов кодирования, скорость передачи 64 кбит/с.
G.721 и G.726 Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (АДИКМ) для спектра аудиосигнала 300-3400 Гц.Скорость передачи 32 кбит/с.
G.722 Цифровая передача аудиосигнала с повышенным качеством. Полоса аудиосигнала до 7 кГц при скорости передачи 64 кбит/с.
G.723
G.728
G.729
Кодирование с линейным предсказанием.
G.723 на скорости цифрового потока 4,8 кбит/с; 6,4 кбит/с; 7,2 кбит/с и 8,0 кбит/с.
G.723.1 на скорости цифрового потока 5,3 кбит/с и 6,3 кбит/с.
G.728 на скорость цифрового потока 16 кбит/с.
G.729 на скорость цифрового потока 8кбит/с.

Применение указанных рекомендаций ITU-T в мультимедийных терминалах приведено в таблице 3.21.

Таблица 3.21. Стандартные характеристики терминалов

Тип терминала H.320 H.321 H.322 H.323 H.324
Тип сети N- ISDN B- ISDN LAN с гарантиров. качеством LAN без гарантий кач- ва Аналоговая телефон ная сеть общего пользов.
Услуги видеосвязи H.261 H.263 H.261 H.263 H.261 H.263 H.261 H.263 H.261 H.263
Услуги аудиосвязи G.711 G.722 G.728 G.723.1 G.729 G.711 G.722 G.728 G.711 G.722 G.728 G.711 G.722 G.728 G.723 G.729 G.723.1
Мультиплек- сирование H.221 H.221 H.221 H.225 H.223
Сигнализац. и контроль H.230 H.242 H.242 H.230 H.242 H.245 H.245
Групповые конференц. H.231 H.243 H.231 H.243 H.231 H.243 H.231 -
Обмен данными T.120 T.120 T.120 T.120 T.120
Сетевой интерфейс I.400 I.363 I.361 I.400 I.400 TCP/IP TCP/IP V.34 модем

Примечание: рекомендации серии I.400 определяют возможности физического уровня N-ISDN (например, 2B+D) и B-ISDN (например, UNI 155 Мбит/с); I.361,363 определяют возможности адаптации АТМ.



3.3.6. Классификация оборудования доступа

Продукция для сетей доступа, представляемая на рынке телекоммуникаций, выпускается как отдельными образцами, так и комплексно (“сеть под ключ”). Ниже приведены классификационные примеры оборудования доступа.

Комплексные решения для доступа к телекоммуникационным сетям определяются следующими признаками:

  • комплексное решение для среды передачи (радио доступ соответствующего стандарта и технологии, например, DECT, CDMA; пассивная оптическая сеть B-PON; смешанное решение – проводное / беспроводное);
  • мультисервисные многофункциональные платформы доступа на сочетании различных физических сред передачи, к которым относятся: мультисервисные узлы доступа; мультиплексоры доступа; отдельные устройства доступа;
  • системы управления для сетей доступа.

К продукции отдельных видов доступа обычно относят:

  • различные модемы и модемные стойки (например, хDSL модемы);
  • оптоволоконные решения с оптическими конверторами (оптическими модемами);
  • радиомодемы и модемы атмосферных оптических линий;
  • устройства доступа к отдельным видам сетей (АТМ, IP, TDM, Ethernet, HDLC, Frame Relay);
  • устройства сжатия сигналов (сжатие речевых и видео сообщений);
  • преобразователи интерфейсов;
  • средства управления.


3.3.6.1. Комплексные решения для среды передачи

В этом разделе представлены примеры комплексных решений для доступа.

Универсальная проводная система доступа Fast Link (Siemens) обеспечивает услуги:

  • аналоговые (телефонная сеть общего пользования; выделенные 2/4-х проводные линии; выделенные линии 2-х проводные с местной батареей);
  • цифровые на скорости nx64 кбит/с (X.21/V.11; V.24/V.28 на скорости <=64 кбит/с; V.35; V.36; G.703 на скорости >=64 кбит/с);
  • услуги базового доступа ISDN-BA (S0, UKO2B1Q, UKO4B3T (в России не применяется));
  • услуги на скорости передачи 2,048 Мбит/с (ISDN – первичный доступ (PRA); 2,048 Мбит/с G.703.6; 2,048 Мбит/с G.703/G.704; V.35; V.36: nx64 кбит/с);
  • широкополосные услуги (10 Base T, ATM-25).

Сетевые окончания NT по запросу пользователя могут быть оснащены ADSL-модемами и другими хDSL продуктами. Оптические сетевые блоки ONU и сетевые сервисные блоки SNU могут быть предназначены для подключения к сетям общего пользования и к корпоративным сетям. При этом обслуживаются как жилой сектор, так и производственный. Для под-ключения сети доступа к узлам коммутации предусмотрены интерфейсы V.5.1, V.5.2. Оборудование может располагаться в помещении или на улице. Сетью поддерживаются топологии: кольцо; точка-точка; каскад; смешанная.

Оборудование SNU поддерживает функции мультиплексирования, кроссовой коммутации и линейного тракта.

Линейный тракт может быть построен на волоконном световоде, медном кабеле или радиоканалах (точка-точка, точка - много точек). Общая архитектура Fast Link представлена на рисунке 3.50.

Рисунок 3.50. Общая архитектура Fast Link

Рисунок 3.50. Общая архитектура Fast Link

Возможности ONU:

ONU-20 - это 20 ТФОП; 15 ISDN; V.5.1;
ONU-30 – это 30 ТФОП; 15 ISDN; V.5.1;
ONU-100 – это 128 ТФОП; 64 ISDN; V.5.1, V.5.2;
ONU-500 – это 512 ТФОП; 256 ISDN; V.5.1, V.5.2;
ONU-2000 – это > 2000 ТФОП; > 1000 ISDN; V.5.1, V.5.2.

Отображение Fast Link в системе управления предусматривает:

  • главное меню; меню;
  • иерархический вид сети;
  • карту сети; карту подсети;
  • вид ONU; вид отдельного блока ONU;
  • вид линейной карты;
  • конфигурацию линейной карты;
  • конфигурации других карт;
  • информацию о статусе и авариях и т.д.

Управление производится через интерфейсы QD2 (TCP/IP), QD2 (OSI, т.е. на основе TMN), SNMP, CORBA.

Цифровая многоточечная система широкополосного радио доступа DMS (Bosch) состоит из многоточечного радиоузла с открытыми интерфейсами и разнообразными абонентскими, сетевыми и коммутационными интерфейсами. Топология с одной или многими секциями. Скорость передачи данных от 64 кбит/с до 8 Мбит/с (в перспективе до 155 Мбит/с – STM-1). Общая архитектура системы DMS приведена на рисунке 3.45.

Характеристики системы DMS приведены в таблице 3.22.

Таблица 3.22. Характеристики системы DMS

Название Характеристики
Конфигурации системы
Точка - много точек с перекрытием смежных секций
Виды системы FBA – фиксированное распределение полосы частот
DBA – динамическое распределение полосы частот
Диапазоны частот по ITU-T
1,9 – 2,3 ГГц; 17,7 – 19,7 ГГц;
21,2 – 23,0 ГГц; 24,5 – 26,5 ГГц.
Размер секции 5-10 км по радиусу в зависимости от частоты,
антенны, мощности.
Возможности систем
FBA скорость на один терминал 64кбит/с – 8Мбит/с
DBA скорость на один терминал 64кбит/с – 2Мбит/с
Число абонентов на секцию
FBA : 2 Мбит/с (64 кбит/с)
Все направления QPSK 16 (480)
Модуляция 8 TCM 23 (690)
16 TCM 35 (1050)
DBA : 64 кбит/с
Сектор 45 750 – терминалов
Все направления 5000 – линий на секцию
Характеристики интерфейсов Терминал Электрические ТФОП (64 кбит/с, 32 кбит/с ADИКМ), ISDN (2B+D), передача данных 64 кбит/с, G.703.6 (2 Мбит/с), RS-485
Базовая станция электрические V5.x, STM 1, STM 4, 34 Мбит/с, 140 Мбит/с

Мультисервисная многофункциональная платформа RAD Data Communications включает в свой состав:

  • многофункциональные узлы доступа DXC-3000, DXC-STM-1;
  • интегрированные узлы доступа Megaplex 2100, 2200 В, 2200 F;
  • модульные устройства доступа FCD-E1 и другие.

Модульные платформы характеризуются возможностью выбора подходящих линейных интерфейсов (оптических одноволновых и многоволновых, электрических хDSL, E1, E3, STM-1).

Платформы DXC-3000 и аналогичные обеспечивают мультиплексирование и концентрацию трафика с TDM по скоростям передачи до STM 1. Также возможно установление кроссовых соединений. На рисунке 3.51 приведена схема включения многофункционального узла доступа.

Рисунок 3.51. Пример включения мультисервисной платформы доступа DXC 30

Рисунок 3.51. Пример включения мультисервисной платформы доступа DXC 30

Интегрированный узел доступа Megaplex 2100 обеспечивает передачу трафика ТФОП, ISDN, передачи данных в следующих возможностях:

  • 120 аналоговых линий ТФОП;
  • 132 канала V.24/RS232;
  • 120 каналов nx64 кбит/с (или ISDN (2B+D));
  • до 44 каналов G.703/V.110.

Рассмотренные устройства призваны обеспечить многофункциональный доступ к узкополосным цифровым сетям. Однако в серии продукции RAD Data Communications предусмотрены отдельные интегрирующие устройства для доступа в широкополосные сети на базе АТМ. Например, многофункциональный концентратор ACE 2002. Он является оконечным устройством АТМ - сети и служит для передачи через сеть АТМ трафика локальных сетей, Frame Relay, речевых сообщений, передачи данных и т.д. ACE 2002 поддерживает все известные скоростные режимы доставки информации (CBR, VBRrt, VBRnrt, VBR) и интерфейсы STM-1, STM-4, 4 E1, E3, АТМ UNI 25 Мбит/с, E1. Схема подключения ACE-2002 приведена на рисунке 3.52.

Рисунок 3.52. Пример схемы подключения концентратора доступа АТМ ACE 2002

Рисунок 3.52. Пример схемы подключения концентратора доступа АТМ ACE 2002

На рисунке 3.52 также обозначены некоторые виды отдельных устройств доступа:

  • AMC-101 – универсальный повторитель-преобразователь среды передачи;
  • FOM-E3 – оптоволоконный модем.

AMC-101 поддерживает следующие типы сред:

  • одномодовое стекловолокно (1310нм и 1550нм);
  • многомодовое стекловолокно (850нм и 1310нм);
  • витые экранированные (STP) и неэкранированные (UTP) пары и коаксиальный кабель.

Использование лазерного модуля может обеспечить дальность передачи до 110км. Поддерживается преобразование сигналов на скоростях передачи:

  • STM-0, 51 Мбит/с;
  • Ethernet, 100 Мбит/с;
  • STM-1, 155 Мбит/с;
  • FDDI (волоконно-оптический распределительный интерфейс), 100 Мбит/с.

Примеры схем включения AMC-101 приведены на рисунке 3.53.

Рисунок 3.53. Примеры включения AMC-101

Рисунок 3.53. Примеры включения AMC-101  

Контрольные вопросы

1. Что определяют архитектура и модель сети доступа?
2. Из каких частей состоит базовый прототип сети доступа?
3. Чем отличается базовый прототип сети доступа от схемы построения абонентской линии ГТС?
4. Какие виды медных кабелей могут применяться в сети доступа?
5. Какие из медных кабелей в большей степени отвечают требованиям широкополосного доступа?
6. Что следует понимать под категорией медного кабеля с витыми парами?
7. Что входит в структуру СКС?
8. Какие коаксиальные кабели предпочтительно использовать в сети доступа?
9. Какие волоконно-оптические кабели находят применение в сети доступа?
10. Что ограничивает возможность использования волоконно-оптических кабелей?
11. Какое назначение имеет кодирование линейных сигналов?
12. Какие возможности могут обеспечить модемы xDSL?
13. Какие технологии волоконно-оптической передачи могут быть применены в сети доступа?
14. Какие преимущества имеют технологии B-PON?
15. Какие радиочастотные диапазоны могут быть использованы для систем радио доступа?
16. Какие оптические частоты могут быть использованы для беспроводного доступа?
17. Что такое метео видео дальность?
18. Чем характеризуются системы оптической связи в атмосфере?
19. Чем различаются технологии радио доступа?
20. Какое назначение имеют базовые станции WLL?
21. Чем обеспечивается увеличение числа пользователей телекоммуникационных сетей при радио доступе?
22. Какие методы разделения радиосигналов используются в радио доступе?
23. Что предусматривает стандартизация системы радио доступа?
24. Какие методы мультиплексирования и концентрации могут быть использованы в сети доступа?
25. Какие виды интерфейсов поддерживают сеть доступа?
26. Какие интерфейсы могут быть предусмотрены для пользователей в сети доступа?
27. Какое назначение имеют интерфейсы G.703?
28. Что характерно для интерфейсов V.x, VB.x?
29. Какие функции управления могут быть реализованы в системе управления сетью доступа?
30. Какие виды терминалов пользователей могут быть включены в сеть доступа?
31. Какое назначение имеет стандартизация терминалов пользователей?
32. Какие функции являются предметом стандартизации в терминалах пользователей?
33. Могут ли взаимодействовать терминалы узкополосных и широкополосных сетей?
34. Какими признаками различается оборудование для доступа?

Список литературы

1. ITU-T Recommendation G.902. Framework recommendation on functional access network (AN).
2. Gillespie A., Orth B., Profumo A., Webster S. Evolving Access Networks: a European perspective // IEEE Communications Magazine, 1997, March.-C.47-54.
3. Kenji Nakanishi, Yoichi Maeda. Standardization Activities of FSAN: International Standardization Trends Concerning the Broadband PON (B-PON) // NTT Review, 2002, March.-C.108-110.
4. Masayasu Yamaguchi. Feasibility Study of an Access System for DоPN // NTT Review, 2002, March.-C.44-52.
5. ITU-T Recommendation Q.512.Digital Exchange Interfaces for Subscriber Access.
6. Aarthun L. Wireline broadband access network // Telectronikk, 1999, №2,3,-C.73-87.
7. Mondo E. Design of broadband access network // CSELT Technical Reports, 1998, April.-C.159-176.
8. Парфенов Ю.А., Мирошников Д.Г. Последняя миля на медных кабелях.- М.: ЭКО-Трендз, 2001.-222с.
9. Соколов Н.А. Сети абонентского доступа. Принципы построения.- М.: ЗАО “ИГ” Энтер-профи, 1999.
10. Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. Т.2.- М.: Радио и связь, 1999.-317с.
11. Шмалько А.В. Цифровые сети связи. Основы планирования и построения.- М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.-222с.
12. Колпаков И., Васькин О., Смирнов С. Универсальная мультисервисная транспортная среда на базе сетей кабельного телевидения (часть 1) // Теле-Спутник, 2002, январь.- С.54-56.
13. Б.Кий. Легенды и мифы о коаксиальных кабелях // Теле-Спутник, 2002, январь.- С.64-66.
14. Гальперович Д.Я. Итальянские коаксиальные кабели // Технологии и средства связи, 2002, №5.- С.42-44.
15. Рысин Л.Г. Новые возможности LAN-кабеля // Технологии и средства связи, 2002, №5.- с.40-41.
16. Зеленюк Ю.И. Беспроводная оптическая связь: решение сегодняшнего дня или перспективная технология? // Технологии и средства связи, 2002, №5.- с.36-37.
17. Лукьянов С.В. Как использовать оборудование радиодоступа в России? // Технологии и средства связи,2000, №4.- с.10-16.
18. Шельгов В.И. Системы WLL на российском рынке // Сети и системы связи, 1998, №3.- с.72-83.
19. Гребнев А.К., Гридин В.Н., Дмитриев В.П. Оптоэлектронные элементы и устройства.- М.: Радио и связь, 1998.- с.303-208.
20. У природы нет плохой погоды // LAN MAGAZINE, 1996, декабрь.- с.102.
21. Зеленюк Ю.И. Влияние погодных условий на надежность атмосферной оптической связи // Вестник связи, 2002, №4.- с.136-138.
22. Медвед Давид Б. Влияние погодных условий на беспроводную оптическую связь // Вестник связи, 2001, №4.- с.154-157.
23. Садовников М.А., Троицкий А.И. и др. Влияние метеоусловий на дальность лазерной связи // Электромагнитные волны и электронные системы, 2001, №2-3. с.85-89.
24. Дориан Э. Беспроводная оптика: волокно дешево, но воздух бесплатно // Журнал сетевых решений, LAN, 2002, ноябрь.- с.46-51.
25. Орлов С. Последнее поколение неэкранированной медной проводки // Журнал сетевых решений, LAN, 2002, март.- с.57-69.
26. Ригер В. Многомодовые оптические волокна и гигабитовые приложения // Сети и системы связи, 2002, №3.- с.24-28.
27. Кириллов В.И. Расчет длины регенерационного участка для ЦСП по технологиям HDSL и SDSL // Электросвязь, 2001, №10.- с.20-23.
28. Елисеев И. Доверие к беспроводной оптике // Сети, 2001, май.- с.20-25.
29. Зубков А.И., Хижняк С.Д. Полимерные световоды // Химические волокна, 2000, №1. с.46-50.
30. Ларин Ю.Т., Нестеренко В.А. Полимерные оптические волокна // ИНФОРМОСТ Радиоэлектроника и телекоммуникации.- 22. 2002.- с.28-33.
31. Кирсанов И.А. Прокладка оптических кабелей в зданиях // Вестник связи, 2000, №10.- с.66-68.
32. Никульский И.Е., и другие. Оптическая сеть переноса системы абонентского доступа АТСЦ-90 // Вестник связи, 2000, №11.- с.58-61.
33. Молта Д. Беспроводные технологии // Сети и системы связи, 2001, №2.- с.53-61.
34. Новое поколение отечественного оборудования систем радиодоступа стандарта DECT // Информ Курьер Связь, 2001, №6.- с.53-54.
35. Дингес С.И. Мобильная связь: технология DECT.- М.: СОЛОН-Пресс, 2003.-266с.
36. Мирошников Д.Г. G.shdsl – новый всемирный стандарт на симметричный DSL // Вестник связи, 2001, №1.- с.70-75.
37. Элбин Йохинссон. ADSL Lite: широкополосные услуги – в массы // Сети и системы связи, 1999, №7.- с.86-94.
38. Systems Aspects of Apon / VDSL Deployment // IEEE Communication. Magazine, 2000, №5.- с.66-72.
39. Иванов П. Инфракрасные системы связи фирмы PAY // Сети, 2000, август.- с.52-55.
40. Игуменов С., Немцев А. Технологии широкополосного доступа // Мир связи. Connect. 2000, №5.- с.82-87.
41. Структурированные кабельные системы-2000 // Вестник связи, 2000, №5.- с.36-39.
42. Смирнов И.Г. СКС - фундамент интеллектуального здания // Вестник связи, 2000, №5.- с.40-44.
43. Семенов А.Б. Принципы производства оборудования для построения волоконно-оптических подсистем СКС // Вестник связи, 2000, №5.- с.44-52.
44. Заркевич Е.А., Скляров О.К. Внедрение волоконно-оптических технологий на абонентском участке сети // Технологии и средства, 2000, №2.- с.14-19.
45. Нечипоренко А.Н. xDSL: Технологии высоких скоростей // Технологии и средства связи. Отраслевой каталог. 2000.
46. Сеть абонентского доступа на базе универсальной платформы // Вестник связи, 2000, №2.- с.77-79.
47. Технологические платформы для мультисервисных сетей ВСС РФ // Информ Курьер Связь, 2002, №2.- с.36-38.
48. Горнак А.М. Универсальная система мультисервисного доступа // Вестник связи, 2002, №4.- с.146-148.
49. Мусий А.В., Журавлев П.Ю. Цифровая система беспроводного абонентского доступа Multigain Wireless // Мобильные системы, 2000, №6.- с.14-17.
50. Нагорский М.В., Коваленко А.В. Опыт организации системы абонентского радиодоступа на базе оборудования миником – DECT // Мобильные системы, 2000, №6.- с.18-21.
51. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Перевод с англ. – М.: Радио и связь, 2000.- 520с.
52. Пекарев Д.С. Радиоудлинители и возможности их применения // Технологии и средства связи, 2001, №1.- с.20-24.
53. Ален Д. Второе пришествие беспроводной оптики // Журнал сетевых решений, LAN, 2001, №4.- с.38-45.
54. Адрианова Ю.С. Решения для широкополосных сетей проводного доступа // Вестник связи, 2001, №3.- с.72-75.
55. Подгурский Ю., Заборовский В. Технологии и компоненты передачи данных по линиям электропитания // Сети, 1999, октябрь.- с.38-47.
56. Шаронин С. Что необходимо для внедрения xDSL? // LAN, Журнал сетевых решений, 2000, №7-8.- с.26-29.
57. Пол Корзениовски. Даешь сети доступа на базе DWDM // Сети и системы связи, 1999, №5.- с.84-85.
58. Росляков А.А., Самсонов М.Ю., Шабиева Н.В. IP – телефония.- М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.- 250с.
59. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи, аппаратура и элементы.- М.: СОЛОН-Р, 2001.-237с.
60. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей.- СПб.: Питер, 2002.- 576с.
61. Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. АТМ: технические решения создания сетей.- М.: Горячая линия – Телеком, 2001.- 379с.
62. Таненбаум Э. Компьютерные сети. Третье издание.- СПб.: Питер, 2002.- 848с.
63. Корпоративные территориальные сети связи. Выпуск З.- М.: Информсвязь, 1997.
64. Решения доступа следующего поколения для общественных и частных сетей. Каталог RAD data communications.2002.-188с.
65. Corning. Accessories for Fiber Optic Networks. Corning Cable Systems. CATALOG. 2002.-245с.
66. DSL Standardization Activities in DSL Forum // NTT REVIEW, 2002, May.-с.43-47.
67. Siemens. ICCS и Future Link. Структурированные кабельные системы для зданий. Кабели и компоненты. Каталог, 99.- 72с.
68. ZyXEL. Total Internet Access Solution. Каталог решений 2001.- 33с.
69. Huawei Technologies. HONET – платформа доступа с интеграцией услуг.- 20с.
70. Flex Gain. Универсальная платформа абонентского доступа. Каталог.- 8с.
71. Мальке Г., Гессинг П. Волоконно-оптические кабели. Издание 2-е. Перевод с нем.- Новосибирск, Lingua-9, 2001.- 351с.
72. Фокин В.Г. Оптические системы передачи. Учебное пособие. Новосибирск, СибГУТИ, 2002.
73. Фокин В.Г. Основы АТМ. Учебное пособие, Новосибирск, СибГУТИ, 2003.
74. Казаков С.И. Основы сетевых технологий.- М.: Микроинформ, 1995.
75. Бакланов И.Г. ISDN и FRAME RELAY: Технология и практика измерений.- М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998.
76. Нетес В.А. Оборудование SDH следующего поколения // Вестник связи, 2002, №10.- с.32-38.
77. ITU-T Recommendation I.414. Overview of Recommendations on Layer 1 for ISDN and B-ISDN Customer Access.

Интегральные и оптические сети







© Банк лекций Siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки. Карта сайта
E-mail: formyneeds@yandex.ru