Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

14. Принципы построения сетей абонентского доступа. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

14. Принципы построения сетей абонентского доступа

14.1. Понятие систем абонентского доступа

14.2. Проблема «последней мили»

14.2.1. Проблемные вопросы абонентского доступа

14.2.2. Направления решения проблемы «последней мили»

14.2.3. Технологии решения проблемы «последней мили»

14.3. Классификация и краткая характеристика технологий проводного абонентского доступа

14.3.1. Технологии локальных сетей

14.3.2. Технологии сетей коллективного доступа

14.3.3. Технологии симметричного DSL-доступа

14.3.4. Технологии асимметричного DSL-доступа

14.3.5. Технологии использующие кабельные телевизионные сети

14.3.6. Технологии доступа на волоконно-оптических линиях

14.4. Анализ технологий доступа получивших распространение в России

14.5. Технологии цифровых абонентских линий DSL

14.5.1. Обзор технологии цифровой абонентской линии DSL

14.5.2. Технологии цифровых абонентских линии DSL и их функциональные особенности

14.5.2.1. Цифровая абонентская линия IDSN

14.5.2.2. Асимметричная цифровая абонентская линия ADSL

14.5.2.3. Цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения R-ADSL

14.5.2.4. Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия VDSL

14.5.2.5. Высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL

14.5.2.6. Однолинейная цифровая абонентская линия SDSL

14.5.2.7. Высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL 2

14.5.2.8. Сверхбыстродействующие цифровые абонентские линии SHDSL и G.shdsl

14.5.2.9. Цифровой абонентский доступ по линии электропередачи PCL

14.5.3. Стандартные конфигурации проводного широкополосного доступа

14.6. Технологии доступа на оптических линиях связи

14.6.1. Технологии группы FTTx

14.6.2. Технология пассивной оптической сети PON

14.6.3. Технология Ethernet FTTH



14.1. Понятие систем абонентского доступа

Одной из самых проблемных и динамично развивающейся частей современных сетей связи является доступ пользователей и абонентов к узлам связи транспортных сетей для предоставления телекоммуникационных услуг. При этом наблюдаются следующие тенденции развития доступа:

- использование существующей инфраструктуры низкочастотных медных линий для предоставления доступа к узкополосным и широкополосным услугам средствами модемов цифровых абонентских линий xDSL (Digital Subscriber Line) в разновидностях симметричных, асимметричных и высокоскоростных линий (HDSL, ADSL, VDSL), в которых могут передаваться сигналы на скоростях от десятков кбит/с до десятков Мбит/с (64 кбит/с – 50 Мбит/с) на относительно небольших расстояниях от десятков и сотен метров до нескольких километров;

- использование технологий: «волокно в дом», «волокно в распределительный шкаф», «волокно в офис» и т. д., обозначаемых FTTx (Fiber To The Home, …), например, пассивной оптической сети PON (Passive Optical Network), основанных на сети волоконно-оптических линий, для организации доступа к любым видам услуг;

- использование технологий радиодоступа RLL (Radio Local Loop) для фиксированного и мобильного, узкополосного и широкополосного доступа с разделением радиочастотных ресурсов по спектру частот, по времени, кодовым разделением, пакетной передачей; пример последнего – технология WiMAX.

Плоскость пользовательских услуг отражает все известные и востребованные услуги электросвязи, к которым относятся:

- телефония с коммутацией каналов и IP-телефония (Voice),

- видеосвязь, видеоконференции,

- Интернет, электронная почта,

- звуковое вещание,

- цифровое телевидение,

- и т.д.

Для реализации услуг необходимы различные терминалы для пользователей. Это и обычные телефонные аппараты, теле- и радиоприемники, терминалы сетевых подключений цифровых сетей с интеграцией услуг (ЦСИУ) или служб (ЦСИС) – ISDN (Integrated Services Digital Network), персональные компьютеры и т. д.

В связи с качественными изменениями, происходящими в развитии современных телекоммуникационных сетей (ТКС), и в частности с созданием мультисервисных сетей, осуществляется внедрение современных технологий и на абонентских сетях доступа. Новые концептуальные подходы к их построению приводят к тому, что понятие "абонентская линия" уже не отражает самой сути элемента сети электросвязи между терминалом пользователя и коммутационной станцией. Поэтому появился новый, принятый уже в международных стандартах и рекомендациях термин "Access Network" – "сеть доступа". В отечественных концепциях ТКС чаще используется словосочетание "сеть пользовательского (абонентского) доступа" (САД), что дает более четкое представление о соответствующем фрагменте телекоммуникационной системы. На рис. 14.1 показан фрагмент телекоммуникационной сети с выделенными типовыми элементами САД [20, 21].


Рисунок 14.1 - Типовая структура и состав сетей абонентского доступа

Абонентская сеть в простейшем случае состоит из трех основных элементов:

- абонентского (пользовательского) терминала (AT);

- абонентской (пользовательской) линии (АЛ);

- узла коммутации (УК).

В общем случае под сетями пользовательского (абонентского) доступа понимается совокупность линий, оконечных и промежуточных узлов, включаемых в коммутационное оборудование транспортной сети непосредственно или через выносной модуль (концентратор, мультиплексор) [20, 21].

Структурно САД располагается между оборудованием, помещающемся непосредственно в месте расположения абонентов (пользователей), и транспортной сетью. Границей между САД и терминальным оборудованием может быть распределительная коробка или розетка, к которой подключается AT. Граница между САД и транспортной сетью проходит в месте установки УК, в абонентские комплекты которого входят подключаемые АЛ [20].

На рис. 14.2 представлена модель САД, основанная на новых подходах к ее построению. В соответствии с этой моделью, САД состоит из двух узловых элементов. Первый представляет собой совокупность подсетей АЛ, образующих сеть АЛ, а второй – непосредственно подсеть доступа (именуемую еще базовой сетью, распределительной сетью или сетью переноса). Каждая подсеть АЛ обеспечивает подключение абонентов (пользователей) к узлу доступа (УД) или УК непосредственно или через мультиплексор [20].


Рисунок 14.3 - Модель сети абонентского доступа



14.2. Проблема «последней мили»



14.2.1. Проблемные вопросы абонентского доступа

Проблему абонентского доступа к услугам телекоммуникационной сети на участке «абонентский терминал – узел доступа» с тем же качеством, что и непосредственно в телекоммуникационной сети, принято называть проблемой «последней мили» [20].

Сети абонентского доступа с малой пропускной способностью (низкой скоростью передачи информации и соответственно с узкой полосой пропускания – «узким горлышком бутылки») в настоящее время перестали обеспечивать растущие потребности пользователей. Поэтому во многих странах мира построение высокоскоростных, то есть широкополосных, сетей доступа стало приоритетным направлением их развития.

Различные концептуальные решения по этому направлению разрабатывались в международных организациях. Так, например, в отчете МСЭ-Т за 2001 г. широкополосный доступ (ШПД) определяется как возможность передачи с достаточной полосой пропускания, позволяющей предоставлять услуги голосовой связи, передачи данных и видео в одном потоке. Более точные требования к полосе пропускания определяются используемыми абонентом приложениями: такими как электронная почта, просмотр Web-страниц, загрузка аудио- и видеоклипов, игры on-line (infotainment – информация и развлечения), видеоконференции, интерактивное телевидение, доступ к дискуссионным группам и базам данных и т.п.

Исследователями и разработчиками международных организаций и промышленных компаний в последние годы формировались различные концептуальные положения по решению проблемы «последней мили». Эти положения базируются на ряде технологий, физической основой для которых способны стать как проводные, так и радиосреды передачи [20].

Специальные технологии абонентского доступа прежде всего нацелены на образование цифровых каналов на основе доступной физической среды, разновидности которой можно разделить на две группы [20].

1. Физические среды проводного доступа [20]:

- оптическое волокно;

- коаксиальный медный кабель;

- витая пара (тоже медный кабель).

2. Физические среды беспроводного доступа [20]:

- оптические электромагнитные волны;

- радиоволны (тоже электромагнитные);

- звуковые (акустические) волны (неэлектромагнитные).

Перспективные концепции построения САД ориентируются, в основном, на физические среды, позволяющие передавать высокоскоростные потоки информации, то есть, прежде всего – на оптоволокно.



14.2.2. Направления решения проблемы «последней мили»

Главной движущей силой развития технологий абонентского доступа становятся новые информационные потребности абонентов (пользователей) в услугах электросвязи. При этом с одной стороны (со стороны сети) появились службы, готовые удовлетворить данные потребности (в основном, в виде соединений с заданным качеством отдельных абонентов и в виде предоставления доступа к общим информационным ресурсам), а с другой стороны (со стороны абонентов) остались преимущественно старые физические линии доступа, не способные реализовать новые потребности.

Выделяют три направления удовлетворения новых информационных потребностей пользователей за счет развития технологий абонентского доступа [20]:

1. увеличение скорости передачи и предоставление новых услуг тем абонентам, которые уже имели доступ к сети, и в тех точках доступа, которые уже существовали ранее;

2. подключение новых абонентов в тех местах, где прежде не было точек подключения, с предоставлением полного набора современных услуг;

3. подключение подвижных абонентов и предоставление им сервисов, соизмеримых по качеству с услугами, которые предоставляются фиксированным абонентам.

Если первые два направления не исключают «персональную мобильность абонентов», перемещающихся между фиксированными точками доступа (подключения), то третье направление призвано обеспечить «мобильность терминалов». В целом же от сети абонентского доступа требуется гарантировать персональный доступ к любым информационным и телекоммуникационным услугам любым абонентам – независимо от их местонахождения, то есть обеспечить персональную глобальную связь по принципу «всегда и везде».

В настоящее время наметились четыре наиболее характерных пути решения проблемы «последней мили» [20].

1. Строительство ВОЛС на абонентском участке. Строительство волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) на участке «последней мили» имеет ряд очевидных достоинств и соответствует перспективным концепциям. Стоимость оптического кабеля (ОК) неуклонно снижается, причем оптические АЛ служат достаточно долго и не требуют особого внимания. Однако для прокладки кабеля необходимы трудовые и временные затраты специально подготовленных работников, а также недешевое оконечное оборудование приема/передачи и мультиплексирования, что увеличивает стоимость АЛ.

2. Прокладка медно-кабельных абонентских линий. Это традиционное решение имеет ряд положительных моментов: простое проектирование, наличие опытного персонала по строительству и эксплуатации, приемлемая стоимость. Основные недостатки: дорогое обслуживание и ограниченная – по сравнению с ВОЛС – пропускная способность при тех же трудовых и временных затратах на строительные работы. В последнее время отмечается еще один "специфический" недостаток -привлекательность медных кабелей для сборщиков металлолома.

3. Уплотнение существующих (медно-кабельных) абонентских линий.Идея уплотнения АЛ родилась давно. Аналоговое оборудование высокочастотного уплотнения широко используется в телекоммуникационных сетях до сих пор. Однако своим подлинным развитием данное решение обязано появлению цифровых абонентских линий ЦАЛ (DSL – Digital Subscriber Loop или Line). Технологии xDSL (где х является обобщенным символом различных аббревиатур, соответствующих различным вариантам DSL) позволили организовать высокоскоростную цифровую передачу по существующим АЛ.

Технологии DSL открыли новые возможности для предоставления коммуникационных услуг, так как полоса пропускания абонентского шлейфа теперь не ограничивается 4 кГц, как это было в традиционной аналоговой телефонии. Расширить полосу пропускания оказалось реальным с помощью специальных линейных кодов и техники цифровых сигнальных процессоров. Технологии DSL используют различные схемы линейного кодирования: CAP, 2B1Q, РАМ и др. Линейное кодирование – это алгоритм преобразования сигнала, предназначенный для надежной помехоустойчивости передачи данных по медному проводу. Например, новая технология линейного кодирования Trellis Coded – РАМ (ТС-РАМ), лежащая в основе нового перспективного стандарта SHDSL, уменьшает мощность сигнала, увеличивает дальность передачи и позволяет кодировать больше данных внутри частотного спектра [20, 22].

Допустимая длина ЦАЛ, как правило, составляет не более 5-6 км (в слу чае диаметра жилы кабеля 0,4-0,5 мм). Используя регенераторы, несложно увеличить допустимую длину ЦАЛ. "Допустимой" обычно считается длина, при которой вероятность ошибки на бит не превышает 10-7. Существуют и более строгие международные и российские ведомственные нормативы, разработанные для цифровых первичных сетей, которые часто применяют для оценки пригодности ЦАЛ.

Дополнительным резервом построения САД на базе существующих проводных «абонентских линий» служат [20]:

- проводная разводка радиоточек;

- линии электропередач (например, известны технологии Х.10 и DPL – Digital Power line, которая позволяет передавать данные по электропроводке со скоростью до 1 Мбит/с и др.);

- сети кабельного телевидения (во многих городах уже применяются для доступа в Интернет).

4. Использование технологий беспроводного абонентского доступа. В последнее время значительно возрос интерес к технологиям беспроводного абонентского доступа, именуемым WLL-технологиями (Wireless Local Loop). Более распространенные технологии радиодоступа (в отличие от технологий оптического беспроводного доступа) сокращенно называют RLL (Radio Local Loop) [20].

Технологии беспроводного абонентского доступа имеют бесспорное преимущество перед проводными решениями [20]:

- применение в местах отсутствия кабельной инфраструктуры, а также в труднодоступных и малонаселенных районах;

- быстрое развертывание и ввод в эксплуатацию,

- организация доступа в любом месте (в пределах зон покрытия),

- поддержание связи при движении абонентов.

Главные недостатки WLL – ограниченная пропускная способность и относительно высокая стоимость в расчете на одного абонента, а также традиционные для радиосвязи проблемы «открытости» к внешним воздействиям.

В настоящее время существует огромное множество WLL-технологий, которые условно разделяются на две большие группы [20]:

- фиксированной связи,

- подвижной связи.

Традиционно аббревиатуру WLL применяют в узком смысле для обозначения первой группы технологий – фиксированного беспроводного абонентского доступа. Технологии же подвижной, или иначе мобильной, связи обычно рассматривают как самостоятельную группу технологий, среди которых принято различать технологии сотовой, транкинговой, пейджинговой и спутниковой связи.

Очевидно, что подвижную связь всегда можно использовать как фиксированную. Обратное же не всегда приемлемо. С другой стороны, фиксированная связь позволяет обеспечить предоставление широкополосных услуг с качеством, соизмеримым с качеством услуг, предоставляемых проводными технологиями, что пока не в состоянии позволить себе подвижная связь.



14.2.3. Технологии решения проблемы «последней мили»

Технологии обеспечения доступа к транспортным сетям можно разделить на три категории, в зависимости от того, какая физическая среда используется для передачи данных [23]:

- витая пара телефонных проводов;

- оптико-волоконные кабели (к этой категории также следует отнести системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели);

- беспроводные системы (например, системы сотовой, радиорелейной или спутниковой связи).

Рассмотрим все три категории более подробно, причем начнем в обратном порядке.

1. Беспроводные системы доступа. Развитие беспроводных систем доступа идет в двух основных направлениях [23]:

- системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей (рисунок 14.4),

- наземные радиорелейные системы на СВЧ,

- спутниковые системы (рисунок 14.5).

2. Системы доступа основанные на новых и уже существующих оптико-волоконных и коаксиальные кабелях [23]:

- оптико-волоконные систем передачи,

- сети кабельного телевидения,

- телефонные сети связи на витой медной паре.


Рисунок 14.4 - Доступ в транспортную сеть может быть организован посредством существующей системы сотовой связи


Рисунок 14.5 - Спутниковая система связи с ассиметричным каналом связи


Рисунок 14.6 - Гибридная система кабельного телевидения, построенная на комбинации оптико-волоконных и коаксиальных кабелей


Рисунок 14.7 - Система кабельного телевидения, позволяющая организовать высокоскоростную передачу данных в обоих направлениях


Рисунок 14.8 - Организация доступа по существующим телефонным проводам по технологии xDSL



14.3. Классификация и краткая характеристика технологий проводного абонентского доступа

В соответствии с работой [24] технологии проводного абонентского доступа можно разбить на пять основных групп по критерию среды передачи и категориям пользователей (рис. 14.9).

- LAN (Local Area Network) – технологии предоставления корпоративным пользователям услуг доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей и использующих в качестве среды передачи структурированные кабельные системы категорий 3, 4 и 5, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

- DSL (Digital Subscriber Line) – технологии предоставления пользователям ТфОП услуг мультимедиа и использующих в качестве среды передачи существующую инфраструктуру ТфОП.

- Кабельное телевидение (КТВ) – технологии, предоставления пользователям сетей КТВ мультимедийных услуг (за счет организации обратного канала) и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный и коаксиальный кабели.

- Optical Access Networks (OAN) – технологии предоставления пользователям широкополосных услуг, линии доступа к мультимедийным услугам и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный кабель.

- Сети коллективного доступа (СКД) – гибридные технологии для организации сетей доступа в многоквартирных домах; в качестве среды передачи используется существующая в домах инфраструктура ТфОП, радиотрансляционных сетей и сетей электропитания.


Рисунок 14.9 - Классификация технологий проводного доступа



14.3.1. Технологии локальных сетей

В группе LAN более 90% всех сетей построены с использованием технологии Ethernet, она обеспечивает пользователям корпоративных сетей скорости передачи информации от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с. Широкое распространение сетей Ethernet при организации LAN, в первую очередь, связано с низкой стоимостью, легкостью управления и простотой используемого оборудования. Разрабатывавшаяся в конце 70-х гг. прошлого столетия исключительно для передачи данных технология Ethernet обеспечивает сейчас поддержку широкого набора услуг, включая передачу речи и видео с требуемым качеством обслуживания QoS (IEEE 802.1p), а также организацию VLAN (IEEE 802.1Q).

Для построения LAN был разработан и ряд других технологий, которые не получили широкого распространения [24]:

- маркерная бесколлизионная кольцевая технология Token Ring (IEEE 802.5) со скоростью передачи до 16 Мбит/с и ее высокоскоростная версия HSTR – High-Speed Token Ring (100 Мбит/с и 1 Гбит/с);

- технология 100VG-AnyLAN (IEEE 802.12) была разработана для совместного использования в одной сети Ethernet и Token Ring.

- технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) которая в силу высокой стоимости технология не применяется при построении LAN, однако, обладая высокой отказоустойчивостью и скоростью передачи (100 Мбит/с), она используется для построения городских кольцевых магистралей с диаметром кольца до 100 км.

В технологиях доступа в последнее время наметилась интеграция технологии Ethernet с различными технологиями DSL (гибридный Ethernet). Наиболее известным вариантом такой интеграции является технология EoV. При скорости передачи порядка 10 Мбит/с сеть Ethernet может располагаться на расстоянии до 1,5 км от узла доступа, а при скоростях 3-4 Мбит/с это расстояние возрастает до 3-4 км. Стандарт на EoV разрабатывается в IEEE (IEEE 802.3ah) как EFM (Ethernet in the First Mile) в двух вариантах [24, 25]:

- EFMC (EFM Copper), имеющий характеристики обслуживания, аналогичные EoV,

- EFMF (EFM Fiber), обеспечивающий скорость передачи от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с на расстояние в несколько десятков километров до узла доступа.

Известны также следующие решения:

- Ethernet с использованием ADSL компании Ericsson (EDA – Ethernet DSL Access) со скоростями передачи 8/2,8 Мбит/с и дальностью до 4 км;

- Ethernet с использованием SHDSL компании Shmid telecom со скоростью передачи 2,3 Мбит/с и дальностью до 5 км.

Необходимо отметить, что в настоящее время в данной группе все большее распространение получают беспроводные сети доступа к глобальной сети организованные по стандартам WiFi, WiMAX, а так же доступ через сети мобильных операторов сотовой связи по стандартам 3,5G и 4G.



14.3.2. Технологии сетей коллективного доступа

Для организации относительно недорогого доступа в Интернет жителей многоквартирных домов разработаны технологии сетей коллективного доступа (СКД) [24]:

- Home PNA (HPNA),

- Power Line Communication (PLC).

Сеть доступа развертывается на существующей в доме кабельной инфраструктуре (витая медная пара, проводка радиотрансляционных сетей, электрическая проводка), а концентратор трафика может подключаться к узлу служб с использованием различных систем передачи (кабельных, радио и др.).

Для домашних сетей подходит оборудование гибридных Ethernet или mini-DSLAM при использовании в качестве концентратора трафика мультиплексоров DSL [24].

Стандарты HPNA появились в результате деятельности альянса Ноmе Phoneline Networking Alliance, созданного в 1996 г. для разработки технологии, которая на основе существующей в домах кабельной сети должна была обеспечить относительно недорогой доступ в Интернет. Технология НРNА стандартизована в ITU-T (Рекомендации G.989.1 и G.989.2). Стандарт HPNA 1.0 создан в 1998 г. Для передачи сигналов используется полоса частот 4…10 МГц, поэтому системы HPNA не оказывают влияния па телефонные и другие системы, работающие по тому же кабелю.

Системы доступа HPNA 1.0 обеспечивают коллективный доступ к каналу с пропускной способностью 1 Мбит/с на расстояние до 150 м. В качестве метода доступа к среде передачи применяется CSMA/CD (IEЕE 802.3). Для передачи информации используется модуляция DMT. Типовая топология сети – «звезда». Ядро сети - коммутатор HPNA, порты которого подключаются к соответствующей абонентской линии. Максимальное количество абонентов в сети - 32. В стандарте HPNA 1.1 дальность действия оборудования увеличена до 300 м.

В сетях стандарта HPNA 2.0, появившегося в 2000 г., пропускная способность коллективного канала увеличена до 10 Мбит/с при дальности действия системы до 350 м. Типовая топология сети – «шина». Работа такой сети не требует применения коммутаторов и других активных устройств.

В настоящее время ведется разработка нового стандарта HPNA 3.0, по которому пропускная способность домашней сети должна достигнуть 100 Мбит/с [24].

Разработкой стандартов технологии PLC (Power Line Communications), реализуемой на базе инфраструктуры сетей электропитания, занимаются различные международные организации, такие как PLC Forum. Powerline World и Home Plug Powerline Alliance. Последняя из них приняла в 2001 г. единый стандарт HomePlug 1.0 specification, в котором определены скорости передачи данных до 14 Мбит/с, методы доступа к среде передачи CSMA/CD или CSMA/CA и модуляции OFDM. Стандартизация PLC-технологии ведется также и в ETSI (стандарты: TS 101 867, TS 101 896, TR 102 049) [24].



14.3.3. Технологии симметричного DSL-доступа

Технологии симметричного DSL-доступа используются при предоставлении услуг объединения LAN, организации выносов, подключении оборудования пользователя к транспортным сетям по симметричным медным линиям. К этой группе относятся технологии: HDSL, SDSL, MDSL, MSDSL, SHDSL, HDSL2/4 и VDSL [24].

Симметричные технологии xDSL различают по числу пар используемых проводов. При этом часть «родословное дерево» xDSL для симметричных технологий представлена на рис. 14.10 [24, 25].

Сначала появился вариант HDSL для двух пар, нормированный в ANSI, который использует кодирование 2B1Q. Затем прошла стандартизация HDSL для трех, двух и одной пар в ETSI с использованием 2B1Q или CAP. Часто употребляются обозначения HDSL2 и SDSL2, причем технология HDSL2 рассчитана исключительно на передачу Т1, a SDSL2 поддерживает скорости от 384 кбит/c до 2,304 Мбит/с (с шагом 64 кбит/с).


Рисунок 14.10 - «Родословное дерево» xDSL с разделением по средствам и направлению передачи

Зачастую полная скорость (544 или 2,304 Мбит/с) не требуется или необходимая дальность при этих скоростях не достигается. Поэтому появились новые системы, заполняющие "зазоры в скоростях": сначала это были системы MDSL, работающие со скоростью от 160 до 784 кбит/с, позднее – системы MSDSL, обеспечивающие скорость передачи 160 ‑320 кбит/с. MDSL представляет собой множество подсистем MSDSL, которые не были нормированы, а используемая технология соответствует HDSL.

Технологии SDSL2 предназначались в основном для делового сектора. Но возможности комбинированной передачи речи и данных, повышенная потребность частного сектора в скорости передачи и хороших технических характеристиках (таких, как спектральная совместимость, аварийное питание и т.д.) могут в будущем привести к тому, что SDSL2 заменят ISDN в частном секторе и тем самым создадут серьезную конкуренцию асимметричным службам xDSL.

Системы SHDSL способны работать по одной или по двум витым парам со скоростью передачи соответственно от 192 до 2312 кбит/с с шагом 8 кбит/с и от 384 до 4624 кбит/с с шагом 16 кбит/с (рис. 14.11). В линии может быть установлено до 8 регенераторов (Рек. G.991.2 ITU-T). Длина линии при максимальной скорости достигает 20-30 км в зависимости от диаметра провода. Технология HDSL2/4 является аналогом SHDSL для потока Т1 и стандартизирована в ANSI T1.TRQ.06-2001.


Рисунок 14.11 - Классификация симметричных xDSL-технологий по числу пар используемых проводов


Рисунок 14.12 - Симметричные технологии xDSL для одной пары



14.3.4. Технологии асимметричного DSL-доступа

Если первоначально развитие симметричных технологий xDSL в основном было ориентировано на потребности делового сектора, то асимметричные технологии xDSL (ADSL) предназначались для частного сектора. Такой подход определяет существенную разницу в требованиях к ним. В частном секторе было необходимо, чтобы уже существующая телефонная служба (ТфОП или BRI-ISDN) продолжала работать и при переходе на ADSL. Классификация асимметричных xDSL-технологий приведена на рис. 14.13.


Рисунок 14.13 - Классификация асимметричных xDSL-технологий

ADSL (так называемая Full-rate ADSL) первоначально требовала наличия разветвителя. Технология обеспечивала максимальную скорость передачи в прямом направлении – 6,144 Мбит/с, а в обратном – 0,640 Мбит/с. Разделение осуществляется с помощью эхокомпенсации или методом частотного разделения. Разветвители необходимы как со стороны АТС, так и со стороны абонентов. В ADSL после долгой конкуренции САР (амплитудно-фазовая модуляция) и DMTV (дискретная мультитоновая технология) последний вид модуляции получил наибольшее распространение.

Первые линии ADSL предполагали работу только на постоянных скоростях. Между тем решения ADSL могут регулировать скорость передачи в зависимости от качества линии. Из-за адаптивности скорости передачи эту технологию иногда называют RADSL (Rate Adaptive DSL). Она базируется на САР и включена ANSI в спецификацию TR-59. Различают ADSL over POTS и ADSL over ISDN. В зависимости от вида применения используются различные диапазоны частот.

Первые версии ADSL имели следующие отношения скоростей передачи в прямом и обратном направлениях:

- ADSL1: 1,5 Мбит/с - 16 кбит/с;

- ADSL2: 3 Мбит/с - 16 кбит/с;

- ADSL3: 6 Мбит/с - 64 кбит/с.

Очень высокие скорости передачи в прямом и обратном направлениях достигаются с помощью VDSL. Ранее для VDSL использовались также обозначения VADSL, BDSL (Broadband DSL) или VHDSL (Very High bitrate DSL). Стандартизация VDSL пока не закончена и не решено, какая из технологий будет выбрана: упомянутая выше технология, основанная на TDD, или технология на основе FDD. В настоящее время нормирование этих технологий не может быть полностью завершено, так как ни у одной из них нет особых преимуществ по сравнению с другой.

Внедрение ADSL на практике показало, что установка разветвителей связана с большими затратами, поэтому были начаты поиски технологий ADSL без разветвителя. Целым рядом фирм были предложены различные варианты, исходя из уменьшения скорости передачи в обоих направлениях по сравнению с ADSL (например, MVL – Multiple virtual Line DSL, CDSL – Consumer DSL, CiDSL – Consumer installable DSL). Удалось реализовать без разветвителя и «full rate ADSL». Технологии ADSL, не требующие разветвителя, были нормированы в МСЭ (G.992.1) и получили название G.Lite (а также ADSL.Lite или DSL.Lite).

VDSL.Lite – технология, которая должна занять нишу между ADSL и VDSL.

Одним из самых популярных в последнее время является термин – VoDSL (Voice over DSL), что буквально означает передачу речевых сигналов по цифровым линиям сети абонентского доступа. В целом данное обозначение подходит почти ко всем высокоскоростным технологиям xDSL. Отдельно выделяют VoSDSL и VoADSL, особенностью которых является сочетание сжатия речевых сигналов и АТМ.

Положительный опыт производства и использования DSL-оборудования в сетях абонентского доступа привел к появлению аналогичных систем для цифровизации существующих магистральных медно-кабельных линий, которые пока еще слишком дорого заменять на волокно. Поэтому хотя технологии xDSL и рассматриваются как временная замена оптоволоконных абонентских линий, они еще долго будут востребованы в сетях абонентского доступа, включая сети специального назначения.



14.3.5. Технологии использующие кабельные телевизионные сети

Использование сетей кабельного телевидения (КТВ) для построения интерактивных сетей доступа к мультимедийным услугам стало возможным с появлением в 1997 году стандарта DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specification), разработанного по инициативе организации операторов кабельных сетей Северной Америки MCNS (Multimedia Network System Partners Ltd.). Для построения гибридных (HFC – Hybrid Fiber Coaxial) сетей КТВ сегодня имеется 5 стандартов:

- три американских (DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1 и DOCSIS 2.0),

- один европейский (Euro-DOCSIS)

- один международный (Рек. J.112 ITU-T), объединяющий требования американских и европейского стандартов.

Дальнейшее развитие европейского (IPCableCom) и американского (PacketCable) вариантов спецификаций на HFC-сети продолжается в части создания дополнительных возможностей и внедрения новых услуг.

Для организации прямого канала в сетях КТВ США применяется полоса частот 6 МГц (Рек. J.83.B. ITU-T) в диапазоне частот 88-860 МГц. При использовании модуляции 256QAM скорость передачи данных в прямом канале достигает 42 Мбит/с. В Европе для этих целей занимается полоса частот 8 МГц (Рек. J.83.A ITU-T) в диапазоне частот 108-862 МГц, а скорость передачи составляет 52 Мбит/с.

Отличие европейских и американских сетей КТВ не ограничивается только указанными характеристиками. Они разнятся также методами сигнализации и организации интерфейса V5, методами обеспечения безопасности и т.д. В целом эти различия и определили появление двух стандартов на обратный канал в интерактивных сетях КТВ [24, 27]:

- DOCSIS,

- EuroDOCSIS.

Рассмотрим различные реализации данных стандартов.

DOCSIS 1.0. Этот стандарт был создан для сетей КТВ США. Он определяет физический и МАС-уровни, уровень управления для кабельных модемов и головных станций, принципы обеспечения сетевой безопасности и качества обслуживания. Для организации обратного канала используется диапазон 5…42 МГц. Метод доступа к обратному каналу – TDMA, методы модуляции – QPSK и QAM-16, скорость передачи – до 1 Мбит/с. Для защиты информации используется стандарт цифрового шифрования DES с длиной ключа 40 бит. Модель обеспечения качества обслуживания основана на классах обслуживания QoS. Прямой канал с полосой частот 6 МГц (Рек. J.83.B ITU-T) может быть организован в диапазоне частот 88…860 МГц. Методы модуляции в прямом канале – QAM-64 и QAM-256, скорости передачи соответственно 30,34 и 42,88 Мбит/с.

DOCSIS 1.1. Вторая версия стандарта была создана в 1999 г. В ней была увеличена скорость передачи в обратном канале до 5 Мбит/с, улучшена эффективность использования пропускной способности обратного канала за счет введения механизмов фрагментации пакетов и подавления заголовков, повышена сетевая безопасность благодаря введению аутентификации кабельных модемов.

DOCSIS 2.0. В третьей версии стандарта, опубликованной в 2002 г., пропускная способность обратного канала увеличена до 30,72 Мбит/с при ширине полосы частот до 6,4 МГц. В качестве метода доступа к обратному каналу используются варианты Advanced TDMA (A-TDMA) или Synchronous CDMA (S-CDMA). В обратном канале дополнительно используются методы модуляции QAM-8, QAM-32, QAM-64, а также QAM-128 с решетчатым кодированием.

Euro-DOCSIS. Эта спецификация представляет собой вариант американского стандарта DOCSIS, адаптированного к европейским кабельным сетям. Для организации обратного канала выделен диапазон 5…65 МГц, для прямого канала - 108…862 МГц. Полоса частот в прямом канале – 8 МГц (Рекомендации J.83.A ITU-T). Методы модуляции  в прямом  канале – QAM-64  и QAM-256, скорости передачи соответственно около 37 и 52 Мбит/с.

Рек. J.112. В 1998 г. версия DOCSIS 1.0 была принята ITU-T в качестве международного стандарта J.112. Расширения этого стандарта изложены в опубликованных позднее приложениях А, В и С.

Разработки европейской спецификации технологии интерактивных НFС-сетей ведется в настоящее время под общим названием IPCablcCom. В США подобная разработка проводится в лаборатории CableLabs в рамках проекта PacketCable. Совершенствование этих технологий идет но пути создания дополнительных возможностей и внедрения новых услуг. Основные отличия спецификации связаны с особенностями построения телекоммуникационных сетей в Европе и США.



14.3.6. Технологии доступа на волоконно-оптических линиях

В настоящее время для предоставления пользователям широкополосных услуг используются обычно смешанные медно-оптические сети доступа. В настоящее время существует несколько основных концепций разворачивания сети доступа смешанного типа с использованием волоконно-оптических линий связи [24]:

- технология HFC (Hybrid Fiber Coaxial) предполагает доведение оптики до точки концентрации, при этом распределительная абонентская сеть строится на основе коаксиальных кабелей. Данная архитектура не получила широкого распространения и используется обычно лишь операторами кабельного телевидения;

- концепция FTTx и ее различные варианты;

- технология пассивных оптических сетей (PON).

Варианты доступа FTTH и FTTB не так широко распространены как системы DSL доступа. Связано это в основном с тем, что их реализация требует от оператора значительно больших инвестиций, чем построение DSL-инфраструктуры, поскольку для предоставления абоненту высокоскоростного канала (до нескольких Гбит/с) необходимо во много раз увеличить пропускную способность опорных сетей, протянуть оптоволокно до абонента, разработать немало новых приложений и, самое главное, убедить абонента заплатить за это деньги. Поэтому многие операторы до сих пор стараются использовать имеющуюся медно-кабельную инфраструктуру.

Таким образом, вложения в инфраструктуру ВОЛС являются эффективными и долговременными, а внедрение технологий FTTx становится оправданным и весьма перспективным направлением, в том числе и в России [5].

В связи с актуальностью применения технологий FTTx и PON их технические параметры и особенности реализации, далее рассматриваются более подробно.

Общая классификация систем доступа к высокоскоростным сетям рассмотренным в разделе 14.3 приведена в таблице 14.2.

Таблица 14.2 – Классификация систем доступа к высокоскоростным сетям

ТфОП

ISDN

LAN

DSL

KTB

OAN

СКД

– телефон;

– факс;

– модем ПД;

– выделенная линия.

– ISDN-BRA;

– ISDN-PRA.

– Ethernet;

– Fast Ethernet;

– Gigabit Ethernet;

– Token Ring;

– HSTR;

– FDDI;

– CDDI;

– SDDI;

– EoV.

Симметр.

доступ

– IDSL;

– HDSL;

– SDSL;

– SHDSL;

– MDSL;

– MSDSL;

– VDSL.

– DOCSIS 1.0;

– DOCSIS 1.1;

– DOCSIS 2.0;

– Euro-DOCSIS ;

– J.112 ;

– IPCable-Com;

– Packet-Cable.

FTTx;

– FTTH;

– FTTB;

– FTTC;

– FTTCab.

– HPNA 1.x ;

– HPNA 2.0 ;

– HPNA 3.0 ;

– PLC ;

– EFM.

– PON ;

– APON ;

– EPON ;

– BPON ;

– GPON.

Асимметр.

доступ

– ADSL;

– RADSL;

– G.Lite;

– ADSL2;

– ADSL2+;

– VDSL.



14.4. Анализ технологий доступа получивших распространение в России

По оценкам различным оценкам экспертов основными наиболее распространенными 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 технологии GPON стало возможным обеспечить доступ в Интернет на скорости до 50 Гбит/с и более. Протяженность оптоволоконного кабеля от сетевого узла до потребителя может достигать 20 км. При этом ведутся разработки, которые 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.

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. Технология FTTB в совокупности с Fast Ethernet обеспечивает оптимальное соотношение по качеству, пропускной способности и затратам на строительство сети, и в отличие от технологии PON более выгодна при точечных подключениях.

Технология ADSL 2+, согласно мнению экспертов, является доминирующей технологией построения широкополосных сетей доступа для традиционных 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 сможет удовлетворять растущие потребности абонентов по скорости передачи информации. Основными преимуществами данной технологии являются низкая стоимость развертывания сети, в том числе низкая стоимость абонентских устройств (в среднем по миру - $40), а также возможность инсталлировать абонентские устройства по мере получения заявок абонентов.

В мире не существует технологии ШПД, однозначно признанной как наиболее 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 разных странах могут диаметрально отличаться. Среди стран мира наибольшее проникновение технологии FTTH зафиксировано в ОАЭ - 55%. Далее следуют Япония и Южная Корея – 26% и 16% соответственно. Россия заметно отстает по данному показателю – проникновение составляет примерно 0,5%.

Таблица 14.3 - 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.

Все российские операторы, использующие пассивные оптические сети доступа, остановили свой выбор на GPON (стандарт G.984.4).

Несмотря на то, что 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 технологии 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 макрорегиональных филиала (Центр, Северо-Запад, Урал и Сибирь). Три макрорегиональных филиала (Волга, Юг и Дальний Восток) определенных планов по этой технологии не публиковали.



14.5. Технологии цифровых абонентских линий DSL



14.5.1. 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 окупаются 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 [29]:

- телефонные сети на медных НЧ кабелях

- распределительные коаксиальные сети кабельного или эфирного телевидения.

Хотя телефония и сейчас остается наиболее востребованной услугой, значительно вырос спрос на услуги доступа к транспортным сетям (в том числе доступа к сети Интернет) не только среди офисных центров, но и среди домашних пользователей. В последнее время популярна концепция «тройной услуги» (Triple Play) которая предусматривает предоставление через одну сеть услуг: телефонии, передачи данных и видеоинформации. Кроме того, повышение спроса на широкополосный доступ определяется развитием новых технологий [29]:

- видео по запросу (VOD),

- потоковое видео, видеоконференции,

- интерактивные игры,

- передача голоса в компьютерных сетях (VoIP),

- телевидение высокой четкости (HDTV)

- и другие.

Сеть, состоящая из пар витых медных проводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи между различными абонентами (рисунок 14.14), постепенно превращается в сеть широкополосных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие широкополосные телекоммуникационные службы. Разработанная для аналоговых телефонных линий технология (аналоговые 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, которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных со скоростью до 56 Кбит/с могут поддерживать эффективную высокоскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможность одновременного использования абонентской линии и для традиционной телефонной связи. Новую ступень развития удалось преодолеть благодаря использованию технологий DSL (рисунок 14.15) [30].


Рисунок 14.14 - Использование полосы пропускания канала в телефонии


Рисунок 14.15 - Использование полосы пропускания канала при организации DSL

Для конечных пользователей технологии DSL обеспечивают высокоскоростное и надежное соединение между сетями или с сетью Интернет, а телефонные компании получают возможность исключить потоки данных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для традиционной телефонной связи.

Обеспечение высокоскоростной передачи данных по медной двухпроводной 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 цифровых сигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позволяет значительно расширить коммуникационные возможности существующих витых пар телефонных проводов [30].

Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоростной передачи данных [30]. 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 (голосовой) связи и передать их по одной абонентской линии, на которой установлено оборудование DSL [30].

Все технологии DSL (ISDN, HDSL, SDSL, ADSL, VDSL и SHDSL) разработаны для обеспечения высокоскоростной передачи 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 используемой полосы частот увеличилась на два порядка за последнее десятилетие: от приблизительно 100 кГц для узкополосной ISDN до более чем 10 МГц для VDSL [30].

Пополняемое семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, цифровая абонентская линия) является достаточно новым и позволяет эффективно использовать полосу пропускания медных телефонных линий. Благодаря многообразию xDSL пользователь может выбрать для себя подходящий 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 количестве имеющихся у пользователя пар, их качестве и протяженности. При этом следует определиться с необходимостью одновременного использования и аналоговой телефонной связи, и цифровой высокоскоростной передачи данных по одним и тем же линиям, соединяющим телефонные станции с абонентами [32].

Рисунок 14.16 - xDSL-технологии и занимаемые ими частоты (по данным компании ZyXEL)

Рисунок 14.16 - Зависимость скорости передачи данных от расстояния для пары сечением 0,4 мм (по данным компании ZyXEL)

На данный момент все многообразие протоколов DSL можно разделить на два класса [32]:

- симметричные

- несимметричные.

Первые, как правило, требуются крупным компаниям для налаживания равноправного обмена. Например, SHDSL-оборудование изначально нацелено на решение задач, требующих высокой надежности передачи данных с гарантированным 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, филиалов, удаленных офисов и частных пользователей – большая часть трафика загружается из глобальных сетей, а от клиента зачастую исходят лишь запросы на получение информации и отсылаются квитанции-подтверждения. Поэтому вполне закономерно, что по числу подключенных клиентов ADSL стала наиболее востребованной и массовой технологией широкополосного удаленного доступа в мире [32].

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 регулировкой скорости;

- SDSL – симметричная абонентская линия, работающая по одной паре;

- SHDSL – симметричная высокоскоростная абонентская линия, работающая по одной паре;

- IDSL – цифровая абонентская линия для одной пары проводов, используемой для передачи сигналов ISDN.

Подробные технические характеристики отдельных технологий DSL, а также их типовое применение приведены в таблицах ниже.

Таблица 14.4 - 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 регенерации, 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 14.5 – Сравнение технологий хDSL

Технология DSL

Тип передачи

Максимальная скорость

(прием/передача)

Max расстояние

Количество телефонных 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 нисходящим и восходящим трафиком 768 кбит/с

3-5 км в зависимости от диаметра провода

--

--

Ether Loop

Симметричный

до 1,5 Мбит/c

--

--

--

Таблица 14.6 - Типовое применение популярных стандартов DSL

Таблица 14.7 - Подробные технические характеристики популярных технологий DSL в зависимости от дальности расположения абонентов

Перечисленные технологии используются для организации как симметричных так и асимметричных связей. Данный перечень не исчерпывается приведенным выше списком, в который вошли только перспективные, по мнению авторов, технологии. Самые распространенные из них более подробно рассматриваются ниже. Опыт внедрения в России и за рубежом показал, что их применение позволяет уменьшить затраты на организацию абонентского доступа к высокоскоростным услугам сети примерно вдвое по сравнению с вариантом использования оптического кабеля. Выбор конкретной технологии зависит от характера абонентской сети, типа передаваемой информации и экономической целесообразности ее применения.

Резюмируя, можно сформулировать некоторые рекомендации по применению описанных выше технологий. В целом можно отметить, что xDSL-технологии эффективны для решения телекоммуникационных задач на этапах развития проектов начального уровня [60]:

- как «удлинитель» Ethernet — организациям и компаниям с территориально ограниченной сетевой инфраструктурой (учебные, научно-исследовательские центры, складские комплексы, аэропорты, заводы, супермаркеты и т. д.), планирующими быстрое объединение разнесенных подразделений в единую сеть;

- операторам связи и Интернет-провайдерам, предоставляющим доступ в Интернет по выделенным линиям и желающим увеличить скорость подключения абонентов на существующих линиях;

- когда требуется оперативно и недорого объединить в локальную сеть несколько удаленных подразделений, один из которых расположен в непосредственной близости от телефонной станции или между ними уже имеется телефонная проводка, а дополнительное кабилирование технически или экономически затруднительно.

Технология SHDSL эффективна в следующих случаях [60]:

- когда требуется быстрое и надежное объединение разнесенных подразделений, расположенных на относительно большом расстоянии (до 7–8 км), в единую сеть;

- когда необходимо обеспечить симметричное дуплексное соединение с гарантированной полосой пропускания и высокими параметрами скорости и дальности передачи данных по витой паре; при наличии другого SHDSL-оборудования взаимная совместимость SНDSL-устройств с оборудованием разных производителей позволяет совместно использовать как модульные концентраторы, так и отдельные пары модемов, соответствующие этому стандарту;

- в критически важных приложениях — в системах управления производством, в ведомственных сетях передачи данных благодаря дальности и надежности связи;

- в любых случаях при условии, что можно «пожертвовать» линией аналоговой телефонной связи, так как SHDSL не оставляет возможности сохранить обычную телефонную связь на линии одновременно с передачей данных.

Технологии ADSL эффективны в следующих случаях [60]:

- для интернет-провайдеров, предоставляющих массовый доступ в Интернет, поскольку базой для внедрения ADSL-сервисов является существующая инфраструктура распределительной телефонной сети, а также на предприятиях при концентрации пользователей в зонах обслуживания местной АТС,

- когда требуется быстро и дешево подключить несколько территориально разнесенных пользователей в единую сеть узлов, расположенных на относительно небольшом расстоянии (до 4–5 км), при этом, однако, на центральном узле необходимо использовать многопортовые концентраторы;

- при дефиците кабельной емкости на магистральных и распределительных кабелях и необходимости сохранить обычную телефонную связь на используемых линиях.

Технология VDSL эффективна в следующих случаях [60]:

- операторам связи и интернет-провайдерам наряду с ADSL— и SНDSL-решениями на небольших удалениях (до 1,5 км) от точек присутствия с целью предоставления услуг нового качества в рамках имеющегося бюджета;

- для интеграции существующих Ethernet-сетей со строящейся телефонной сетью, например в отелях, офисах, складских комплексах;

- для предоставления интегрированных услуг передачи данных и телефонии в бизнес-центрах, гостиничных комплексах, коттеджных поселках с возможностью сохранить обычную телефонную связь на используемых линиях;

- в многоквартирных жилых домах, когда требуется оперативно и надежно предоставить доступ в Интернет и есть доступ к домовой телефонной проводке;

- при сверхвысоких требованиях к пропускной способности канала передачи данных, дефиците кабельной емкости на магистральных и распределительных телефонных кабелях и необходимости сохранить обычную телефонную связь на используемых медных линиях.



14.5.2. Технологии цифровых абонентских линии DSL и их функциональные особенности

DSL представляет собой набор различных технологий, позволяющих организовать цифровую абонентскую линию. Для того, чтобы понять данные технологии и определить области их практического применения, следует понять, чем эти технологии различаются. Прежде всего, всегда следует держать в уме соотношение между расстоянием, на которое передается сигнал, и скоростью передачи данных, а также разницу в скоростях передачи «нисходящего» (от сети к пользователю) и «восходящего» (от пользователя в сеть) потока данных.



14.5.2.1. Цифровая абонентская линия IDSN

Сокращение DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия) изначально использовалось по отношению к ISDN-BA (доступ базового уровня к цифровой сети связи с интеграцией услуг) [31].

В большинстве своем модемы ISDN-BA используют технологию компенсации эхо-сигналов, которая позволяет организовать полностью дуплексную передачу на скорости 160 Кбит/с по одной ненагруженной паре телефонных проводов. Трансиверы ISDN-BA, в которых используется технология эхоподавления, позволяют использовать полосу частот приблизительно от 10 кГц до 100 кГц, а пик спектральной плотности мощности систем DSL, базирующихся на 2B1Q, находится в районе 40 кГц с первым спектральным нулем на частоте 80 кГц. 4-уровневый линейный код PAM (амплитудно-импульсная модуляция, прямая, немодулированная передача), известный как 2B1Q, был разработан компанией BT Laboratories. ETSI (Европейский институт телекоммуникационных стандартов) адоптировал этот код для Европы и также в качестве альтернативы разработал линейный код 4B3T (MMS43), в основном используемый в Германии [31].

Системы ISDN-BA выгодно отличаются тем, что могут использоваться на длинных телефонных линиях, и большая часть абонентских линий допускает использование данных систем. Данная технология уже используется в течение значительного времени, и за последние годы было достигнуто значительное улучшение рабочих характеристик трансиверов [31].

Передача данных по линии DSL обычно осуществляется по двум каналам «В» (каналам передачи информации) со скоростью 64 Кбит/с по каждому, плюс по каналу «D» (служебному каналу), по которому со скоростью 16 Кбит/с передаются сигналы управления и служебная информация, иногда он может использоваться для пакетной передачи данных. Это обеспечивает пользователю возможность доступа со скоростью 128 Кбит/с (плюс передача служебной информации — итого 144 Кбит/с). Дополнительный служебный канал в 16 Кбит/с предоставляется для встроенного служебного канала, который предназначен для обмена информацией (например, статистики работы линии передачи данных) между LT (линейным окончанием) и NT (сетевым окончанием). Обычно встроенный эксплуатационный канал недоступен конечному пользователю [31].


Рисунок 14.17 - Концепция ISDN-BA базового уровня (DSL)

По всему миру было установлено несколько миллионов линий ISDN‑BA. Потребность в линиях ISDN значительно увеличилась, так как значительно выросла потребность в высокоскоростном доступе в сеть Интернет [31].

Технология IDSL обеспечивает полностью дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. В отличие от ADSL возможности IDSL ограничиваются только передачей данных. Несмотря на то, что IDSL, также как и ISDN, использует модуляцию 2B1Q, между ними имеется ряд отличий. В отличие от ISDN линия IDSL является некоммутируемой линией, не приводящей к увеличению нагрузки на коммутационное оборудование провайдера. Также линия IDSL является «постоянно включенной» (как и любая линия, организованная с использованием технологии DSL), в то время как ISDN требует установки соединения [33].



14.5.2.2. Асимметричная цифровая абонентская линия ADSL

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия) также была разработана в Северной Америке в середине 1990-х годов. Она была разработана для предоставления таких услуг, которые требуют асимметричной передачи данных, например, видео по запросу, когда требуется передавать большой поток данных в сторону пользователя, а в сторону сети от пользователя передается гораздо меньший объем данных [31].

Такая асимметрия, в сочетании с состоянием «постоянно установленного соединения» (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа к локальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объем информации, чем передают. Технология ADSL обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6 —8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм [33, 34].

Для ADSL требовалось очень высокое качество передачи (коэффициент битовых ошибок BER не менее 1´10—9), потому что была нужна технология передачи потоков видеоданных с кодировкой MPEG, характеризующейся очень высоким битрейтом и низкой избыточностью, когда даже единичные ошибки оказывают значительное влияние на качество изображения. Это потребовало использования технологий чередования данных и FEC (упреждающая коррекция ошибок), которые никогда не рассматривались по отношению к ISDN-BA или HDSL. Ценой за это послужило увеличение времени ожидания. Именно поэтому ранние системы ADSL имели задержку в 20 мс по сравнению с ISDN-BA или HDSL, которые не превышали предел в 1,25 мс [31].

Кроме того, что технология ADSL обеспечивает крайне асимметричную передачу данных, она также отличается от ISDN-BA/HDSL тем, что позволяет использовать ту же самую пару проводов для традиционной телефонной связи. Для этого используются специальные устройства разделения сигналов (сплиттеры)  - см. рис. 14.18 [31].


Рисунок 14.18 - Концепция асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL)

ADSL использует технологию FDD (частотное разделение для обеспечения дуплексной связи), которая позволяет выделить одну полосу частот для восходящего потока данных (направление от пользователя к станции), а другую полосу частот — для нисходящего потока данных (от станции к пользователю) - рисунок 14.19 [31].


Рисунок 14.19 - Пример ADSL с частотным уплотнением и сплиттером

Технология FDD позволяет расширить используемую полосу частот приблизительно до 1 МГц. В некоторых вариантах ADSL используется технология подавления эхо-сигналов, что позволяет еще лучше использовать доступный спектр частот, перекрывая часть диапазона, занятого нисходящим потоком данных, передачей данных в восходящем направлении.

Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN HDSL и SHDSL – то, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам. Это связано с тем, что ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделяется от двух других каналов передачи данных [32].

Оборудование ADSL, размещенное на АТС, и абонентский ADSL-модем, подключаемые к обоим концам телефонной линии, образуют три группы каналов (три поддиапазона) передачи данных и телефонии [32]:

- высокоскоростную из сети в компьютер (скорость – от 32 Кбит/с до 8 Мбит/с);

- скоростную от компьютера в сеть (скорость – от 32 Кбит/с до 1 Мбит/с)

- простой канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры.

Технология OFDM для ADSL ‑ DMТ (Discrete Multi Tone)

В рамках скоростных каналов для передачи данных используется устойчивая к узкополосным помехам и шумам технология DMT, в соответствии с которой вся свободная от телефонии полоса (от 26 кГц до 1,1 MГц для базовой технологии и до 2,2 МГц для ADSL2+) делится на элементарные каналы шириной немногим более 4 кГц, и разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Величина максимально достижимой скорости передачи/приема данных при этом, повторимся, зависит от длины и качества телефонной линии [32].

Основные положения метода модуляции DMT (Discrete Multi Tone) были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications еще в начале 1990-х гг. С 1993 г. технология стандартизирована ANSI в качестве метода линейного кодирования для систем передачи данных. Сложности технической реализации этого метода на первоначальном этапе развития DSL-технологий ограничивали область его возможного применения. Однако на настоящий момент DMT является одной из основных схем модуляции для технологий ADSL и VDSL [32].

Рисунок 14.20 - Технологии ADSL/ADSL2+: использование частотного диапазона линии

Технология DМТ использует не одну, а группу частот несущих колебаний. Весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4,3125 кГц. Каждый из них используется для организации независимого канала передачи данных. На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На «чистых» каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы «продвинутые» методы модуляции с высоким уровнем, например QAM-64, на более зашумленных участках – типа QPSK. Такой принцип регулирования скорости обмена позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемнику остается выполнить операцию демультиплексирования и восстановить исходный информационный поток [32].

Скорости нисходящего и восходящего потоков данных в ADSL изменяются и зависят от длины абонентской телефонной линии и уровня шумов. В основном на ADSL оказывают влияние помехи на дальнем конце линии (FEXT), в то время как ISDN-BA и HDSL обычно имеют ограничения из-за помех на ближнем конце линии (NEXT). Именно то, что основные ограничения касаются помех на дальнем конце линии, позволяет достигнуть скорости передачи для нисходящего потока данных в 2 Мбит/с по большинству абонентских телефонных линий. Полоса частот, используемая для восходящего потока данных, по технологии значительно уже, поэтому обычно скорость передачи восходящего потока данных достигает нескольких сотен Кбит/с [32].

Трансивер ADSL может выступать не только средством битовой передачи, но и средством передачи ячеек АТМ, т.е. иметь мультисервисные возможности [32].



14.5.2.3. Цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения R-ADSL

Технология цифровой абонентской линии с адаптацией скорости соединения R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line) обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость передачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или по сигналу, поступающему от станции [33].

Технология ADSL2+

Требования к технологии ADSL2+ определены в Рекомендациях G.992.5 ITU-T, принятой в феврале 2003 г. Увеличенная полоса используемых частот (до 22 МГц) позволит передавать данные со скоростью до 25 Мбит/с на расстояние около 1 км.

Цифровая абонентская линия G.Lite (ADSL.Lite)

G.Lite (ADSL.Lite) представляет собой более дешёвый и простой в установке вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость «нисходящего» потока данных до 1,5 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных до 512 Кбит/с или по 256 Кбит/с в обоих направлениях на расстояние до 3,5 км [33].



14.5.2.4. Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия VDSL

Технология сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line) является наиболее «быстрой» ассиметричной технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 м до 1300 м. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п. [33]

Технология VDSL является результатом естественной эволюции технологии ADSL в сторону увеличения скорости передачи данных и использования еще более широкой полосы частот. Данная технология может быть успешно внедрена путем сокращения эффективной длины абонентской линии за счет расширения сети волоконно-оптических линий и их внедрения в существующую сеть доступа. Концепция VDSL показана на рисунке 14.21 [31].


Рисунок 14.21 - Концепция технологии VDSL



14.5.2.5. Высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL

Стандарт HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия) берет свое начало от стандарта ISDN-BA. Оригинальная концепция HDSL была разработана в Северной Америке, разработчики DSL пытались повысить тактовую частоту ISDN, чтобы увидеть, насколько далеко и насколько быстро могут работать системы высокоскоростной передачи данных. Следует также учитывать, что одновременно также очень быстро развивалась технология DSP (технология цифровой обработки сигнала). Исследовательская работа привела к удивительному открытию. Оказывается, даже простая 4-уровневая модуляция PAM (амплитудно-импульсная модуляция) позволяет работать на скоростях до 800 Кбит/с при вполне приемлемой длине линии (в США данная зона называется Carrier Serving Area — зона обслуживания оператора). Была снова использована технология компенсации эхо-сигналов, которая позволила организовать двустороннюю передачу данных со скоростью 784 Кбит/с по одной паре проводов, отвечая при этом всем требованиям по расстоянию передачи и запасу по помехоустойчивости, которые должны быть выполнены для предоставления необходимого качества обслуживания [31].

Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Благодаря скорости передачи (1,544 Мбит/с по двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1 (линии Т1 используются в Северной Америке и обеспечивают скорость передачи данных 1,544 Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2,048 Мбит/с). Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (порядка 3,5 — 4,5 км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для недорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании устанавливают специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для соединения АТС, серверов Интернет, локальных сетей и т.п.

Технология HDSL представляет собой систему двухсторонней симметричной передачи данных (смотрите рисунок 14.22), которая позволяет передавать данные со скоростью 1,544 Мбит/с или 2,048 Мбит/с по нескольким парам проводов сети доступа. Рекомендованы два линейных кода: амплитудно-импульсная модуляция 2B1Q и амплитудно-фазовая модуляция без несущей (CAP). Модуляция CAP используется для передачи со скоростью 2,048 Мбит/с, в то время как для модуляции 2B1Q определены два различных цикла [31].


Рисунок 14.22 - Концепция высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL

Стандарт 2B1Q для скорости 2,048 Мбит/с обеспечивает как двустороннюю передачу по одной паре проводов, так и параллельную передачу по двум или трем парам проводов. Это позволяет распределить данные по нескольким парам и снизить скорость передачи символов для увеличения предельной длины линии, по которой может осуществляться передача. Стандарт CAP позволяет передавать данные только по одной или двум парам проводов, а стандарт 2B1Q для скорости 1,544 Мбит/с предназначен только для двух линий [31].


Рисунок 14.23 - Эволюция систем передачи HDSL

Всем опытом эксплуатации HDSL доказал свои высокие эксплуатационные характеристики. В подавляющем большинстве случаев монтаж HDSL оборудования проводится без дополнительного подбора пар или кондиционирования линии. Благодаря этому сегодня большая часть линий Е1 подключена с применением HDSL оборудования. Более того, сам факт появления технологии, которая обеспечила возможность экономичных решений по организации цифровых подключений абонентов, привел к тому, что число таких подключений стало стремительно расти. Иными словами, именно появление HDSL стало своеобразным катализатором развития цифровых сетей [35].



14.5.2.6. Однолинейная цифровая абонентская линия SDSL

Технология однолинейной цифровой абонентской линии SDSL (Single Line Digital Subscriber Line) также как и технология HDSL, обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом технология SDSL имеет два важных отличия:

- используется только одна витая пара проводов,

- максимальное расстояние передачи ограничено 3 км.

В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В определенном смысле технология SDSL является предшественником технологии HDSL2 [33].

Симметричная или двухпроводная линия DSL (SDSL) является симметричной и базируется на более ранней технологии HDSL, но имеет целый ряд усовершенствований, которые позволяют более гибко организовать передачу данных по одной паре проводов. Технология SDSL может найти применение как в сфере бизнеса, так и в частном секторе, что создает ей очень высокую потенциальную ценность [31].

Стоит заметить, что некоторые современные производители узкополосного коммутационного оборудования рассматривают данную технологию как один из способов продления существования оборудования данного типа. Технология SDSL может использоваться в виде встроенных линейных карт, способных передавать 2 канала типа В коммутируемого трафика через коммутационную сеть. Любые другие возможности высокоскоростного доступа выводятся из коммутируемой сети в некоммутируемую сеть высокоскоростной передачи данных IP или ATM. Кроме того, технология SDSL совместима с архитектурой мультиплексора доступа цифровой абонентской линии (DSLAM) и может использоваться в качестве дополнения к таким технологиям доступа как HDSL, ADSL и VDSL [31].



14.5.2.7. Высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL 2

Новая технология, появившаяся в результате огромной трехлетней работы, получила название HDSL2 (нужно отметить, что работа над ее стандартизацией ввиду некоторых разногласий между основными производителями пока не окончена и стандарт существует в виде рабочей версии Т1.418-2000). Изначально в качестве основы для реализации HDSL2 рассматривались симметричная передача с эхоподавлением (SEC) и частотное мультиплексирование (FDM), но обе были отклонены из-за присущих им недостатков. Первая имеет серьезные ограничения в условиях помех на ближнем конце, что делает ее неприменимой для массового развертывания. Вторая, хотя и свободна от недостатков первой, но требует использования более широкого спектра и не обеспечивает требований по взаимному влиянию с системами передачи других технологий [35].

В результате, в качестве основы была принята система передачи с перекрывающимся, но несимметричным распределением спектральной плотности сигнала, передаваемого в различных направлениях, использующая 16-уровневую модуляцию PAM (Pulse Amplitude Modulation). Выбранный способ модуляции PAM-16 обеспечивает передачу трех бит полезной информации и дополнительного бита (кодирование для защиты от ошибок) в одном символе. Сама по себе модуляция PAM не несет в себе ничего нового. Хорошо известная 2B1Q — это тоже модуляция PAM, но четырехуровневая. Использование решетчатых (Trellis) кодов, которые за счет введения избыточности передаваемых данных позволили снизить вероятность ошибок, дало выигрыш в 5 Дб. Результирующая система получила название TC-PAM (Trellis coded PAM). При декодировании в приемнике используется весьма эффективный алгоритм Витерби (Viterbi). Дополнительный выигрыш получен за счет применения прекодирования Томлинсона (Tomlinson) — искажении сигнала в передатчике на основе знания импульсной характеристики канала. Суммарный выигрыш за счет использования такой достаточно сложной технологии кодирования сигнала составляет до 30% по сравнению с ранее используемыми HDSL/SDSL системами [35].


Рисунок 14.24 - Спектральная плотность сигнала G.shdsl

Но все-таки, ключевым элементом успеха новой технологии является идея несимметричного распределение спектра, получившее название OPTIS (Overlapped PAM Transmission with Interlocking Spectra) и послужившее основой HDSL2 и, впоследствии, G.shdsl. При выборе распределения спектральной плотности для OPTIS решалось одновременно несколько задач (рис. 14.24). В первой области диапазона частот (0-200 кГц), где переходное влияние минимально, спектральные плотности сигналов, передаваемых в обе стороны одинаковы. Во втором диапазоне частот (200-250 кГц), спектральная плотность сигнала от LTU (оборудования на узле связи) к NTU (абонентскому оборудованию) уменьшена, чтобы снизить его влияние на сигнал в обратном направлении в этой области частот. Благодаря этому переходные влияния на ближнем конце в обоих диапазонах частот оказываются одинаковыми. В свою очередь мощность сигнала от NTU к LTU во втором диапазоне частот уменьшена, что даёт дальнейшее улучшение отношения сигнал/шум в этой области частот. Следует отметить, что это уменьшение не ухудшает отношения сигнал/шум на входе NTU по двум причинам:

- во-первых, полоса частот сигнала от LTU к NTU увеличена по сравнению с полосой частот сигнала в обратном направлении,

- во-вторых, абонентские модемы NTU пространственно разнесены, что также уменьшает уровень переходной помехи.

В третьем диапазоне частот спектральная плотность сигнала от LTU к NTU максимальна, поскольку сигнал в обратном направлении в этой области почти отсутствует, и отношение сигнал/шум для сигнала на входе NTU оказывается высоким. Выбранная форма спектра является оптимальной не только в случае, когда в кабеле работают только системы HDSL2. Она будет оптимальна и при работе с ADSL, поскольку сигнал HDSL2 от NTU к LTU выше частоты 250 кГц, где сосредоточена основная мощность составляющих нисходящего потока ADSL, практически подавлен. Предварительные расчёты показали, что помехи от системы HDSL2 в нисходящем тракте системы ADSL (от LTU к NTU) меньше помех от системы HDSL, работающей по двум парам, и существенно меньше помех от системы HDSL, использующей код 2B1Q и работающей по одной паре на полной скорости [35].



14.5.2.8. Сверхбыстродействующие цифровые абонентские линии SHDSL и G.shdsl

Технологии сверхбыстродействующих цифровых абонентских линий SHDSL (англ. Single-pair High-speed DSL) и G.shdsl утвержденные ITU G.991.2 — одна из технологий цифровой абонентской линии, обеспечивает симметричную дуплексную передачу данных по паре медных проводников. Основные идеи взяты из технологии HDSL2.

По стандарту технология SHDSL обеспечивает симметричную дуплексную передачу данных со скоростями от 192 кбит/с до 2.3 Mбит/c (с шагом в 8 Кбит/с) по одной паре проводов, соответственно от 384 кбит/c до 4,6 Mбит/c по двум парам.

При использовании методов кодирования TC-PAM 128, стало возможным повысить скорость передачи до 15,2 Мбит/сек по одной паре и до 30,4 Мбит/сек по двум парам соответственно.

В 1998 году в ITU-T началась работа над всемирным стандартом G.shdsl (стандарт G.991.2 утвержден в феврале 2001 г.), европейской версией этого стандарта занимается и ETSI (сейчас он оформлен в виде спецификации TS 101524) [35].

В основу технологии G.shdsl были положены основные идеи HDSL2, получившие дальнейшее развитие. Была поставлена задача, используя способы линейного кодирования и технологию модуляции HDSL2, снизить взаимное влияние на соседние линии ADSL при скоростях передачи выше 784 Кбит/с [35].

Поскольку новая система использует более эффективный линейный код по сравнению с 2B1Q, то при любой скорости сигнал G.shdsl занимает более узкую полосу частот, чем соответствующий той же скорости сигнал 2B1Q. Поэтому помехи от систем G.shdsl на другие системы xDSL имеют меньшую мощность по сравнению с помехами, создаваемыми HDSL типа 2B1Q. Более того, спектральная плотность сигнала G.shdsl имеет такую форму, которая обеспечивает его почти идеальную спектральную совместимость с сигналами ADSL [35].

Есть и другие достоинства G.shdsl. По сравнению с двух парными вариантами, однопарные варианты обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно, надежности изделия. Ресурс снижения стоимости составляет до 30% для модемов и до 40% для регенераторов — ведь каждая из пар требует приемопередатчика HDSL, линейных цепей, элементов защиты и т.п. [35].

Таблица 14.8 – Сравнительный анализ характеристик технологий симметричного доступа НDSL и G.shdsl по данным работы [60]

Система передачи

Тип модуляции

Скорость передачи, Кбит/с

Количество пар (d = 0,4 мм)

Длина линии, км

HDSL

2B1Q

784

3

3

HDSL

2B1Q/CAP

1168

2

2,5

HDSL

2B1Q/CAP

2320

1

2

G.SHDSL

TC-PAM

2320

1

2

G.SHDSL

TC-PAM

192

1

6

G.SHDSL

TC-PAM

4624

2

2

G.SHDSL

TC-PAM

384

2

6

В целях поддержки клиентов различного уровня, в G.shdsl предусмотрена возможность выбора скорости в диапазоне 192 Кбит/с — 2320 Кбит/с с шагом 8 Кбит/с. Уменьшая скорость, можно добиться увеличения дальности в тех случаях, когда установка регенераторов невозможна. Так, если при максимальной скорости рабочая дальность составляет около 2 км (для провода 0,4 мм), то при минимальной — свыше 6 км (рис. 14.25).


Рисунок 14.25 - Возможности систем передачи G.shdsl

В технологии G.shdsl, так же предусмотрена возможность использования для передачи данных одновременно двух пар, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 4624 Кбит/с. Но, главное, можно удвоить максимальную скорость, которую удается получить на реальном кабеле, по которому подключен абонент [35].

Для обеспечения взаимной совместимости оборудования различных производителей в стандарт G.shdsl был инкорпорирован стандарт G.hsbis (G.844.1), описывающий процедуру инициализации соединения. Предусмотрено два варианта процедуры:

1. оборудование LTU (установленное на АТС) диктует параметры соединения NTU (оборудованию клиента),

2. оба устройства «договариваются» о скорости передачи с учетом состояния линии.

Учитывая неизвестные начальные условия, при обмене данными во время инициализации для гарантированного установления соединения применяется низкая скорость передачи и один из классических методов модуляции DPSK.

Кроме установки скорости, стандарт G.shdsl описывает и порядок выбора протокола в процессе установки соединения. Чтобы обеспечить совместимость со всеми используемыми на сегодня сервисами. G.shdsl модем должен реализовать возможность работы с такими протоколами, как E1, ATM, IP, PCM, ISDN. Для обеспечения гарантированной работоспособности приложений реального времени, стандартом G.shdsl ограничена максимальная задержка данных в канале передачи (не более 500 мс). Наиболее используемыми приложениями этого вида для G.shdsl являются передача голоса VoDSL во всех ее разновидностях (PCM — обычный цифровой канал телефонии, VoIP — голос через IP и VoATM- голос через ATM) и видеоконференцсвязь [35].

За счет оптимального выбора протокола во время инициализации в G.shdsl удается дополнительно снизить задержки в канале передачи. Например, для IP трафика устанавливается соответствующий протокол, что позволяет отказаться от передачи избыточной информации, по сравнению с IP пакетами, инкапсулированными в ATM ячейки. А для передачи цифровых телефонных каналов в формате ИКМ непосредственно выделяется часть полосы DSL канала [35].

Стоит отметить, что упомянутые выше передача голоса и видеоконференцсвязь требуют передачи симметричных потоков данных в обе стороны. Симметричная передача необходима и для подключения локальных сетей корпоративных пользователей, которые используют удаленный доступ к серверам с информацией. Поэтому, в отличие от других высокоскоростных технологий (ADSL и VDSL), G.shdsl как нельзя лучше подходит для организации последней мили. Так, при максимальной скорости она обеспечивает передачу 36 стандартных голосовых каналов. Тогда как ADSL, где ограничивающим фактором является низкая скорость передачи от абонента к сети (640 Кбит/с), позволяет организовать лишь 9 голосовых каналов, не оставляя места для передачи данных [35].

Еще одна задача, которая успешно решена в G.shdsl — снижение энергопотребления. Поскольку для дистанционного питания используется одна пара, важность этой задачи трудно переоценить. Еще одна положительная сторона — снижение рассеиваемой мощности — открывает путь к созданию высоко интегрированного станционного оборудования [35].



14.5.2.9. Цифровой абонентский доступ по линии электропередачи PCL

Для линий связи PDSL (Power Digital Subscriber Line — цифровой абонентский доступ по линии электропередачи) так же применим термин PLC (англ. Power line communication) — термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью более 1 Мбит/с, и NPL (англ. Narrowband over Power Lines — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями передачи данных [36, 37].

Технология PLC базируется на использовании силовых электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Эксперименты по передаче данных по электросети велись достаточно давно, но низкая скорость передачи и слабая помехозащищенность были наиболее узким местом данной технологии. Но появление более мощных DSP-процессоров (цифровые сигнальные процессоры) дали возможность использовать более сложные способы модуляции сигнала, такие как OFDM-модуляция, что позволило значительно продвинуться вперед в реализации технологии PLC [36, 37].

В 2000 году несколько крупных лидеров на рынке телекоммуникаций объединились в HomePlug Powerline Alliance с целью совместного проведения научных исследований и практических испытаний, а также принятия единого стандарта на передачу данных по системам электропитания. Прототипом PowerLine является технология PowerPacket фирмы Intellon, положенная в основу для создания единого стандарта HomePlug1.0 (принят альянсом HomePlug 26 июня 2001 года), в котором определена скорость передачи данных до 14 Мбит/с [36, 37].

Основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбирается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал. Реально в технологии PowerLine используются 84 поднесущие частоты в диапазоне 4—21 МГц [36, 37].

При передаче сигналов по бытовой электросети могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что может привести к потере данных. В технологии PowerLine предусмотрен специальный метод решения этой проблемы — динамическое включение и выключение передачи сигнала. Суть данного метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта, использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания [36, 37].

Существует также проблема возникновения импульсных помех (до 1 мкс), источниками которых могут быть галогенные лампы, а также включение и выключение мощных бытовых электроприборов, оборудованных электрическими двигателями [36, 37].

Преимущества [36, 37].

- Простота использования.

- Не требуется прокладка отдельного кабеля.

Недостатки [36, 37].

- Крайне уязвима со стороны радиопередающих устройств коротковолнового диапазона (включая легальные радиовещательные и радиолюбительские радиостанции).

- Пропускная способность сети по электропроводке делится между всеми ее участниками.

- Требуются специальные совместимые сетевые фильтры и ИБП. Через обычные не работает.

- Нарушается радиоприём, особенно на средних и коротких волнах.

- На качество связи оказывают отрицательное влияние энергосберегающие лампы, импульсные блоки питания, зарядные устройства, выключатели освещения и т.п. и т.д.(снижение скорости около от 5 до 50%).

- На качество и скорость связи оказывает отрицательное влияние исполнения/топология/качество электропроводки, тип/режим/мощность бытовых электроприборов и устройств, наличие скруток (снижение скорости до полного пропадания).

- Монтаж требует работы под напряжением.

- Поскольку стандарт пересекается с коротковолновым диапазоном частот, то создаются взаимные помехи для связной и радиовещательной аппаратуры. Повсеместное распространение стандарта делает невозможным прием коротковолновых передач на расстоянии от сотен метров до километров от зданий и вблизи ЛЭП, где применяется данная технология.

- В связи с вышеперечисленным, а также широкой доступностью помехоустойчивых Ethernet и DSL технологий, PLC не может серьезно рассматриваться как техническое решение для Интернет-доступа из-за высокой уязвимости к помехам и их излучениям.



14.5.3. Стандартные конфигурации проводного широкополосного доступа

При решении проблемы широкополосного доступа пользователей с помощью технологий xDSL, кабельных модемов и беспроводных технологий, провайдеры услуг Интернет (ISP) и сетевые операторы ищут оптимальные способы конфигурации доступа, которые позволили бы минимизировать затраты, связанные с модернизацией существующих инфраструктур абонентского доступа, а также упростить и ускорить процесс предоставления новых услуг [38].

Существует целый ряд альтернативных способов конфигурации доступа, важнейшими из которых являются следующие [38]:

- метод доступа с использованием статической адресации IP;

- метод доступа с использованием динамической адресации IP на основе протокола DHCP (Dynamic Host Control Protocol);

- метод доступа с использованием протокола РРР (Point-to-Point Protocol, точка-точка) «поверх» («over») АТМ (РРРоА);

- метод доступа с использованием протокола PPP «поверх» Ethernet (РРРоE).

Хотя каждый из этих способов может потенциально применяться в определённых приложениях, метод РРРоE наиболее полно удовлетворяет требованиям пользователей, позволяя провайдерам услуг использовать существующее аппаратное и программное обеспечение, включая системы обеспечения доступа и оплаты услуг связи.

Рассмотрим более подробно перечисленные способы конфигурации доступа к сетевым услугам.

1. Статическая адресация IP является наиболее прямым и, вместе с тем, наиболее дорогим способом, поскольку каждому абоненту присваивается индивидуальный IP-адрес. Очевидно, что этот способ имеет недостаточную масштабируемость; его применение целесообразно в локальной сети, где количество компьютеров мало и не предполагается их дальнейшее увеличение. Пользователи такой сети имеют доступ практически к любым сетевым услугам, поскольку эта архитектура доступа не поддерживает процедуры аутентификации пользователя, т.е. адресации невозможны. Поскольку каждая статическая IP адресация требует жёсткой конфигурации для каждого абонента, возможные модификации сети затруднены, а вся архитектура требует существенных затрат на инсталлирование и неудобна при смене конфигурации сети. Однако для пользователей из сферы бизнеса, имеющих достаточные финансовые возможности, наличие постоянного доступа в Интернет является хорошим вариантом [38].

2. Протокол динамического распределения адресов DHCP, выгодно отличается от статической адресации прежде всего своей гибкостью, поскольку она опирается на использование серверов DHCP, которые автоматически приписывают IP адреса и конфигурируют доступ абонентов к сети прозрачно для пользователей. Поэтому предоставление широкополосных услуг с помощью DHCP оказывается более простым, чем в случае применения статической адресации. Кроме того, DHCP позволяет выполнять централизованно изменения в сети [38].

Способ DHCP лучше подходит для крупной сети. Когда абонент, использующий протокол DHCP, выходит в сеть, сервер DHCP выдаёт ему разрешение на использование адресов IP в течение определённого времени, называемого временем аренды (причем это время может быть и неограниченным) [38].

Однако подобно статической адресации, способ DHCP неспособен аутентифицировать конечных пользователей и поэтому при этом способе возможно применение только метода постоянной оплаты пользователем сетевых услуг. Способ DHCP в сочетании с дополнительным ПО аутентификации является чрезвычайно сложным, поскольку он требует организации интерфейсов в реальном масштабе времени между сервером DHCP, сервером аутентификации пользователей RADIUS (Remote Authentication Dial In User Service), сервером широкополосного доступа BRAS (Broadband Remote Access Server) и сервером биллинга (т.е., расчёта оплаты услуг связи). Кроме трудности исполнения, этот способ требует также выполнения дополнительных эксплуатационных и административных условий, поскольку необходимо тесно интегрировать множество различных приложений, чтобы сделать процедуру аутентификации успешной. Но даже в случае нормальной работы вышеуказанного способа все равно остаётся возможность несанкционированного доступа в сеть до момента начала процедуры аутентификации [38].

Рассмотренные выше механизмы конфигурирования конечных пользователей на основе статических IP и протоколе DHCP требуют подготовительных операций и ограничены возможностью установления соединения одновременно только с одним провайдером услуг [38].

3. Протокол «точка-точка» РРР. Наибольшее применение уже более десяти лет нашла архитектура, основанная на применении протокола PPP (Point-to-Point Protocol, точка-точка), требующего подтверждения пользователем его пароля перед началом процесса конфигурирования сети. Таким образом, органичной особенностью этого способа является встроенная процедура аутентификации, позволяющая корректно отслеживать время предоставления и оплату сетевых услуг [38]. Эта архитектура уже более 10 лет успешно используется десятками миллионов пользователей в качестве основной в системе коммутируемого абонентского соединения (dial-up networking) через телефонную сеть общего пользования (ТФОП). Благодаря встроенным универсальным механизмам идентификации пользователя и расчёта стоимости предоставляемых услуг (известным также под названием функций ААА - Authentication, Authorization, Accounting) не требуется изменений существующих серверов баз данных при добавлении новых услуг (в том числе и услуг, предоставляемых технологиями xDSL). Иными словами, архитектура РРР позволяет провайдерам услуг Интернет ISP защитить прошлые инвестиции уже при создании новых широкополосных услуг с целью привлечения новых пользователей на отличающемся сильной конкуренцией рынке услуг связи [38].

Протокол PPP может выполняться двумя способами [38]:

- PPP «поверх» («over») АТМ (PPРoA);

- PPP «поверх» («over») Ethernet (PРPoE).

3.1 PPРoA. Ключевое преимущество РPPoA — это способность обеспечения заданного качества услуг QoS (и в первую очередь максимально допустимого времени задержки и гарантированной пропускной способности для всего соединения). Однако этот метод требует применения элементов технологии ATM в оборудовании пользователя, что увеличивает цену последнего и сложность организации широкополосных услуг, поскольку интерфейсные карты АТМ достаточно сложны и дороги. Однако даже при наличии такой совместимости требуются ещё дополнительные драйверы конфигурирования. Кроме того, для полного использования преимуществ архитектуры РPPoA необходимы коммутируемые виртуальные каналы SVCs, которые пока ещё не получили широкого распространения на сети. И, наконец, программное обеспечение РPPoA предусмотрено далеко не для всех платформ: оно не поддерживается домашними LAN, а также кабельным и беспроводным доступом [38].

3.2 РРРоЕ. Основное достоинство метода РРРоЕ заключается в использовании двух широко распространённых стандартизованных сетевых структур, которыми являются стек протоколов РРР и локальная сеть Ethernet, что требует минимальных изменений существующей инфраструктуры сети доступа (оборудования, операционных систем и т.д.) определяет минимальные затраты и минимальное время развёртывания новых широкополосных сетевых услуг. Указанные факторы важны как для операторов связи и провайдеров сетевых услуг, так и для пользователей. Для последних особенно важно то, что процедура доступа к новым сетевым услугам остаётся для них практически той же, что и при прежнем доступе, например, к Интернет с помощью аналоговых модемов ТфОП [38].

Ключевым достоинством способа РРРоЕ является упрощение многопользовательской инсталляции линий доступа xDSL: протокол РРРоЕ идеально подходит для абонентов представляющих собой локальные сети, а также для малых и домашних офисов. Совместно используемая несколькими пользователями сеть Ethernet при способе РРРоЕ очень похожа на одновременный доступ нескольких индивидуальных пользователей коммутируемой ТФОП к услугам Интернет с помощью аналоговых модемов (рис. 14.26).

Как видно из рис. 14.26, при способе PPPoE для организации одновременного широкополосного доступа нескольких пользователей локальной сети Ethernet принципиально достаточно одного постоянного виртуального канала РVС [38].


Рисунок 14.26 - Аналогия метода PPPоЕ с одновременным доступом нескольких пользователей аналоговых модемов

Для сравнения на рис. 14.27 представлена традиционная инфраструктура передачи данных с использованием аналоговых модемов ТФОП [38].


Рисунок 14.27 - Традиционная инфраструктура передачи данных с помощью аналогового модема ТФОП

Сравнение рис. 14.26 и рис. 14.27 показывает ограниченность необходимых изменений сети доступа при переходе от традиционного доступа (рис. 14.27) к широкополосному с использованием метода PPPoE, который обеспечивает управление доступом и функции выставления счёта за предоставленные услуги связи способом, используемым в стеке протокола РРР для коммутируемых соединений ТФОП и ISDN. Причём управление доступом, выбор типа услуги и функции биллинга выполняются для каждого пользователя, а не объекта в целом [38].

По сравнению с PPРoA, инфраструктура PPРoE проста: после установления соединения циклы РРР транспортируются внутри циклов Ethernet вместе со специальным служебным заголовком, обеспечивающим мультиплексирование сеансов связи [38].

Важно также отметить, что метод РРРоЕ не зависит от типа технологии доступа [38]. Хотя выше упоминались лишь технологии доступа типа xDSL, способ РРРоЕ с таким же успехом применим к таким методам доступа, как кабельные модемы, системы беспроводного доступа и комбинированные медно-оптические системы типа FTTC («Оптическое волокно до шкафа») и др.

У метода РРРоЕ есть ещё одно полезное свойство, которое предоставляет конечным пользователям функцию дополнительного выбора услуги. Она позволяет конечным пользователям изменять адресат сети по требованию (точно так же, как это можно делать в случае доступа с помощью традиционных аналоговых модемов) и даже иметь множество сеансов связи разными сетями связи одновременно из одного помещения через единственную линию доступа xDSL (рис. 14.28) [38].


Рисунок 14.28 - Динамический выбор услуги с помощью метода PPPoE

Следует особо обратить внимание на то, что опираясь на способ РРРоЕ и систему динамического выбора услуги и используя систему управления абонентским доступом можно практически обеспечить в одной сети доступа лучшие свойства выделенной и коммутируемой линий — высокую пропускную способность и «выделенность» соединения первой с гибкостью и низкой платой за услуги второй [35].

Однако протокол PPPoE не универсален и занимает лишь свою нишу во всём многообразии структур широкополосного доступа: будучи превосходным решением для малых локальных сетей типа Ethernet, он не может быть признан удовлетворительным, например, для сетей больших комплексов административных, университетских зданий и др., больших удалённых офисов и мультипротокольных сетей, требования которых к услугам широкополосного доступа очень многообразны [35].

Метод РPPoE требует также применения стороннего клиентского программного обеспечения. Этот недостаток является одновременно и сильной стороной этого метода, поскольку позволяет провайдерам услуг связи управлять предоставляемыми услугами и защищать их [35].



14.6. Технологии доступа на оптических линиях связи



14.6.1. Технологии группы FTTx

Группа технологий FTTx (Fiber To The x - оптическое волокно до …) предназначена для совместного использования с технологиями ADSL и VDSL и позволяет более эффективно использовать пропускную способность этих технологий благодаря сокращению длины медно-кабельных линий связи [24, 28, 41]. Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить основные:

- FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);

- FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания).

Варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:

- FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла;

- FTTO - Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);

- FTTC - Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);

- FTTCab - Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);

- FTTR - Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);

- FTTOpt - Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта);

- FTTP - Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента).

Отдельно нужно отметить концепцию

- FITB (Fiber In The Building) — организация распределительной сети внутри здания.

Выше указанные технологии отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель (рис. 14.29).


Рисунок 14.29 - Технологии оптического доступа FTTx

На данный момент интенсивно растет интерес к развертыванию оптических сетей доступа с прокладкой кабеля до здания (FTTB), а также непосредственно до абонента (FTTH). В большей степени, такая ситуация объясняется постоянным ростом требований к пропускной способности каналов связи, поскольку сейчас наблюдается бум развития «тяжелых» интернет-приложений, включая онлайн-видео, онлайн-игры и прочие сервисы.

При этом запланированный набор услуг и необходимая для его предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Поэтому чем выше скорость доступа и чем больше набор предоставляемых абоненту услуг, тем ближе к абонентскому терминалу должно подходить оптическое волокно, т.е. нужно использовать технологии FTTH. В случае, когда приоритетом является сохранение уже имеющейся сетевой инфраструктуры и оборудования, оптимальным выбором будет FTTB.

Если же говорить о сегодняшних реалиях, архитектура FTTB преобладает в новостройках и у крупных операторов связи, тогда как FTTH востребована в новом малоэтажном строительстве (например, в коттеджных городках в окрестностях крупных городов).

Рассмотрим особенности реализации и применении наиболее распространенных технологий.

Технология FTTN используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная "медная" инфраструктура и прокладка оптики нерентабельна. Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле.

Технология FTTC – это улучшенный вариант FTTN, лишенный части его недостатков. Архитектура FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения. Реализация архитектуры FTTC позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, а также выделяемую каждому из них полосу пропускания. В России этот тип подключения часто применяется небольшими операторами Ethernet-сетей. Связано это с более низкой стоимостью медных решений и с тем, что монтаж оптического кабеля требует высокой квалификации исполнителя.

Технология FTTB предполагает доведение волокна до здания, и получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet – это, зачастую, единственная технически возможная схема построения сети. Кроме того, в структуре затрат на создание Ethernet-сети разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая. Также не следует забывать, что операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше.

Технологию FTTB целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе планируется использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH [39].

В случае FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре» (рис. 14.30).

Технология FTTH является наиболее затратной, но в то же время и наиболее перспективной, среди всех типов доступа FTTx. FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. В этом случае оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически целесообразно) и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре» (рис. 14.31).

FTTB

FTTH

Рисунок 14.30 - Технология FTTB

Рисунок 14.31 - Технология FTTH

На первый взгляд, строительство сети FTTH — это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс, но опыт подсказывает, что основные затраты при развертывании сети FTTH приходятся на строительные работы, а стоимость самого оптоволоконного кабеля составляет относительно небольшую часть. Это означает, что в случае необходимости проведения строительных работ количество прокладываемого оптоволоконного кабеля уже не имеет большого значения.

Более того, хотя жизненный цикл сети FTTH и ее электронных компонентов составляет несколько лет, оптоволоконный кабель и оптическая распределительная сеть имеют более длительный срок службы (по крайней мере, 30 лет).

Архитектуры развернутых сетей FTTH можно разделить на три основные категории:

- «Кольцо» Ethernet-коммутаторов.

- «Звезда» Ethernet-коммутаторов.

- «Дерево» с использованием технологий пассивной оптической сети PON.



14.6.2. Технология пассивной оптической сети PON

Подгруппа технологий пассивных оптических сетей (PON) – это семейство быстроразвивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну. Суть технологии пассивных оптических сетей, вытекающая из ее названия, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности – сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.

Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT(optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT(optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) с коэффициентом разветвления до 1:64 или даже 1:128. – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры [29, 39, 40, 41].

Архитектура PON сети

Рисунок 14.32 - Архитектура PON сети

Для передачи прямого и обратного канала используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA). В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока (downstream), что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP.

Для построения PON используется топология «точка – многоточка» и сама сеть имеет древовидную структуру. Каждый волоконно-оптический сегмент подключается к одному приемопередатчику в центральном узле (в отличие от топологии “точка-точка”), что также дает значительную экономию в стоимости оборудования. Один волоконно-оптический сегмент сети PON охватывает до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км для технологий EPON / BPON и до 128 абонентских узлов в радиусе до 60 км для технологии GPON (рис. 14.33). Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и в свою очередь может охватывать сотни абонентов. Все абонентские узлы являются терминальными, и отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не влияет на работу остальных [29, 40, 41].

Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. Центральный узел PON может иметь сетевые интерфейсы ATM, SDH (STM-1), Gigabit Ethernet для подключения к магистральным сетям. Абонентский узел может предоставлять сервисные интерфейсы 10/100Base-TX, FXS (2, 4, 8 и 16 портов для подключения аналоговых телефонных абонентов), E1, цифровое видео, ATM (E3, DS3, STM-1).

Рисунок 14.33 – Принцип временного разделения абонентов в технологии PON

На рисунке 14.34 изображена типичная пассивная оптическая сеть PON, в которой используются различные терминаторы оптической сети (optical network termination, ONT) или устройства оптической сети (optical network unit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента [40].

Рисунок 14.34 – Структура типичной пассивной оптической сети PON

В семействе сетей PON существует несколько разновидностей, отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи. Причем стандарты PON активно совершенствуются в направлении увеличения скорости передачи и дальности связи.

Стандарт сети APON был создан международным консорциумом FSAN (Full Service Access Network) в 1995 году. В состав сети APON входят:

- один сетевой узел OLT (Optical Line Terminal),

- до 32 абонентских терминалов ONU (Optical Network Unit),

- пассивные оптические ответвители (splitter).

В стандарте APON обеспечивалась скорость передачи прямого и обратного потоков по 155 Мбит/с (симметричный режим) или 622 Мбит/с в прямом потоке и 155 Мбит/с в обратном (асимметричный режим). Во избежание наложения данных, поступающих от разных абонентов, OLT направляло на каждый ONU служебные сообщения с разрешением на отправку данных. Прямой и обратный каналы организуются в одном оптическом волокне за счет волнового уплотнения – передача к абонентам ведется на длине волны 1550 нм, а в обратном направлении – 1310 нм. Скорость передачи информации для индивидуального пользователя составляет 20 Мбит/с, а максимальное удаление пользователя от узла доступа – 20 км. В настоящее время APON в своем первоначальном виде практически не используется [29, 41].

Стандарт BPON появился в результате эволюционного совершенствования технологии PON. В BPON скорость прямого и обратного потоков доведена до 622 Мбит/с в симметричном режиме или 1244 Мбит/с и 622 Мбит/с в асимметричном режиме. Предусмотрена возможность передачи трех основных типов информации (голос, видео, данные), причем для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы между отдельными абонентами. После разработки более высокоскоростной технологии GPON, применение BPON практически утратило смысл чисто экономически [29, 41].

Cтандарт EPON (Ethernet PON) появился в результате использования технологии Ethernet в локальных сетях и построение на их основе оптических сетей доступа. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов. Исходя из скорости передачи, в статьях и литературных источниках часто фигурирует название GEPON (Gigabit Ethernet PON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20 км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP). В GEPON также поддерживается операция bridging - обмена информацией между пользователями [29, 41].

Технология GPON которая наследует линейку APON – BPON, но с более высокой скоростью передачи – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с (в асимметричном режиме) и 1244 Мбит/с (в симметричном режиме) считается наиболее удачной для больших операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования. За основу GPON был принят базовый протокол SDH (а точнее SDH на протоколе GFP) со всеми вытекающими преимуществами и недостатками. В GPON возможно подключение до 32 (или 64) абонентов на расстоянии до 20 км (с возможностью расширения до 60 км). GPON поддерживает трафик ATM, IP, речь и видео (инкапсулированные в кадры GEM — GPON Encapsulated Method), а также модули SDH. Сеть работает в синхронном режиме с постоянной длительностью кадра. Линейный код NRZ со скремблированием обеспечивают высокую эффективность полосы пропускания. Единственным серьезным недостатком GPON является высокая стоимость оборудования [29, 41].

Технология WDM PON является следующим эффективным шагом по увеличению скорости передачи построенных систем PON за счет применения систем оптического уплотнения WDM. В рекомендации ITU-T G.983.2 описана возможность передачи сигналов на выделенных для каждого абонента длинах волн. В сети передается общий поток, а каждый абонентский терминал имеет оптический фильтр для выделения своей длины волны. Технически возможно обеспечить производительность системы со скоростями около 4-10 Гбит/с по каждому каналу. После такой реконструкции провайдеры получат возможность настраивать пропускную способность в соответствии с требованиями клиента и успешно добавлять или удалять устройства ONU без вмешательства в общую систему. То есть, в будущем внедрение систем WDM PON принесет реальные преимущества операторам при незначительных затратах [29].

Отдельные разновидности PON имеют свои преимущества и недостатки, но в целом BPON, основанный на платформе АТМ, уже не обеспечивает высокую скорость передачи и практически не имеет перспектив. Технология GPON является более удачной для сетей большой протяженности и емкости. Базовая платформа SDH обеспечивает хорошую защиту информации в сети, широкую полосу пропускания и другие преимущества. Однако более сложное и дорогостоящее оборудование хорошо окупается при высокой степени загрузки [29].

В GEPON, в отличие от GPON, отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений, что делает эту технологию самой экономичной из всего семейства. Особенно это касается небольших операторов, ориентированных на IP-трафик, а впоследствии и IPTV. К тому же предполагается дальнейшее развитее этого ряда – 10GEPON (по аналогии с 10 Gb Ethernet). Поэтому из-за наилучшего соотношения цена/качество при среднем размере сети, в нашей стране вариант GEPON получил наибольшее распространение [29].

Технология PON имеет ряд неоспоримых преимуществ [29, 33]:

- невысокая стоимость построения сети;

- экономия оптико-волоконного кабеля на участке;

- низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети;

- возможность постепенного наращивания сети;

- перспективность создания распределительной инфраструктуры, обеспечивающей в будущем развитие любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;

- высокая надежность за счет использования пассивного оборудования.

Таблица 14.8 - Сравнительная таблица по характеристикам стандартов PON

Характеристики

APON (BPON)

EPON

(GEPON)

GPON

Институты стандартизации / альянсы

ITU-T SG15 / FSAN

IEEE / EFMA

ITU-T SG15 / FSAN

Дата принятия стандарта

октябрь 1998

июль 2004

октябрь 2003

Стандарт

ITU-T G.981.x

IEEE 802.3ah

ITU-T G.984.x

Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с

155/155
622/155
622/622

1000/1000

1244/155, 622, 1244
2488/622, 1244, 2488

Базовый протокол

ATM

Ethernet

SDH (GFP)

Линейный код

NRZ

8B/10B

NRZ

Максимальный радиус сети, км

20

20 (>30¹)

20

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно

32

16

64 (128²)

Приложения

любые

IP, данные

любые

Коррекция ошибок FEC

предусмотрена

нет

необходима

Длины волн прямого/обратного потоков, нм

1550/1310
(1480/1310)

1550/1310
(1310/13103)

1550/1310
(1480/1310)

Динамическое распределение полосы

есть

поддержка4

есть

IP-фрагментация

есть

нет

есть

Защита данных

шифрование открытыми ключами

нет

шифрование открытыми ключами

Резервирование

есть

нет

есть

Оценка поддержки голосовых приложений и QoS

высокая

низкая

высокая

Динамический диапазон, дБ:

– класс А

5-20

5-20

– класс В

10-25

10-25

– класс С

15-30

15-30

Интерфейс РХ-10 (10 км)

5-20

Интерфейс РХ-20 (20 км)

10-24

Примечания:

1 - обсуждается в проекте;

2 - стандарт допускает наращивание сети до 128 ONT;

3 - допускается передача в прямом и обратном направлении на одной и той же длине волны;

4 - осуществляется на более высоких уровнях.

Отметим типовые проблемные вопросы, с которыми сталкиваются провайдеры, при развертывании пассивной оптической сети PON [40].

Общая полоса пропускания. Полоса пропускания в дереве оптоволоконных линий сети PON используется как можно большим числом абонентов. Хотя технология GPON обеспечивает общую пропускную способность нисходящего потока, равную 2,5 Гбит/с, она не может соответствовать росту будущих требований абонентов в долгосрочной перспективе, поскольку потребности в пропускной способности растут экспоненциально. Особенно, если некоторую часть полосы пропускания необходимо резервировать для потоковых услуг (например, IPTV).

Шифрование. Поскольку PON — это технология с общей средой передачи, то необходимо шифрование всех потоков данных. В технологии GPON проводится шифрование AES с 256-разрядными ключами только нисходящего потока. Однако использование стандарта AES снижает производительность сети, т.к. для при шифровании необходима передача существенного объема служебной информации вместе с каждым пакетом.

Высокая рабочая скорость оконечных устройств. В связи с использованием в пассивных оптических сетях PON общей передающей среды, каждое оконечное устройство (ONT или OLT) вынуждено работать на единой максимальной скорости передачи данных. Даже если абоненту необходима скорость 25 Мбит/с, каждая конечная точка оптической сети (ONT) в дереве PON должна работать на скорости стандарта (2,5 Гбит/с для GPON). Работа электронных и оптических устройств со скоростью, в 100 раз превышающей необходимую скорость передачи данных, повышает цену компонентов.

Необходимость большей мощности оптического сигнала. При каждом разветвлении в соотношении 1:2 энергетический потенциал линии связи падает на 3,4 дБ. Следовательно, при разветвлении в соотношении 1:64 энергетический потенциал линии связи уменьшается на 20,4 дБ (эквивалентно отношению мощностей 110). В этом случае, все оптические передатчики должны обеспечивать в 110 раз большую мощность оптического сигнала по сравнению с архитектурой FTTH «точка-точка» при передаче на то же расстояние.

Доступ к абонентским линиям. Отделение абонентских линий (Local Loop Unbundling (LLU) — это метод, применяемый в сетях операторов телефонии для обеспечения доступа альтернативным операторам к абонентским медным линиям связи. Сети PON пока не удовлетворяют требованиям LLU, поскольку имеется только одна оптоволоконная линия для подключения группы абонентов, которая, следовательно, не может быть разделена на физическом уровне, а только на логическом уровне. Эта особенность пассивной оптической сети на базе PON предполагает массовую продажу услуг основного оператора без предоставления прямого абонентского доступа посредством отделения абонентских линий (LLU).

Неоптимальное использование ресурса сети. Обычно при развертывании сети FTTH выполняется одновременное подключение оптоволоконных линий связи для всех потенциальных абонентов в данном районе. Абоненты могут подписаться на сервис FTTH только после развертывания всех оптоволоконных линий. При развертывании услуг для частных абонентов провайдеры редко достигают 100% подписки. Обычно этот показатель близок к 30%, что означает, что часть структуры PON простаивает, а сеть в целом используется не оптимально.

Сложность обслуживания, поиска и устранения неисправностей. Пассивные оптические разветвители не могут передавать информацию о неисправностях в центр управления сетью. Поэтому сложно обнаружить неисправность оптоволоконной линии между разветвителем и точкой терминации оптической сети (ONT) абонента. Это значительно усложняет поиск и устранение неисправностей в сетях PON и повышает затраты на их эксплуатацию. Так же при повреждении точки терминации оптической сети (ONT) она может передавать в дерево оптоволоконных линий постоянный световой сигнал, что приводит к нарушению связи для всех абонентов этой сети, причем найти поврежденное устройство очень трудно.

Вместе с тем указанные проблемные вопросы не являются критичными и по мнению многих аналитиков, рынок систем PON будет поступательно развиваться в течение ближайших трех-четырех лет, после чего начнется массовое внедрение систем в жилищном секторе.

Пример использования технологии PON для разворачивания телекоммуникационной сети в коттеджном поселке приведен на рисунке 14.35.

Рисунок 14.35 - Пример использования технологии PON для разворачивания телекоммуникационной сети в коттеджном поселке



14.6.3. Технология Ethernet FTTH

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами.

В основе первых европейских проектов сетей Ethernet FTTH лежала архитектура, при которой коммутаторы, расположенные на цокольных этажах многоквартирных домов, были объединены в кольцо по технологии Gigabit Ethernet. Кольцевая структура обеспечивала прекрасную устойчивость к различного рода повреждениям кабеля и была весьма рентабельной, но к ее недостаткам можно было отнести разделение полосы пропускания внутри каждого кольца доступа (1 Гбит/с), что давало в перспективе сравнительно небольшую пропускную способность, а также вызывало трудности масштабирования архитектуры [40].

Рисунок 14.36 – Архитектура сети Ethernet FTTH типа «звезда»

Затем широкое распространение получила архитектура Ethernet типа «звезда» (см. рис. 14.36). Такая архитектура предполагает наличие выделенных оптоволоконных линий (обычно одномодовых, одноволоконных линий с передачей данных Ethernet по технологии 100BX или 1000BX) от каждого оконечного устройства к точке присутствия (point of presence, POP), где происходит их подключение к коммутатору. К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей. Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой [29, 40].

Рассмотрим преимущества решений Ethernet FTTH перед архитектурой на базе PON в соответствии с [40].

Практически неограниченная дискретная полоса пропускания. Оптоволоконная линия может обеспечить практически неограниченную полосу пропускания, что позволяет достичь максимальной гибкости в наращивании предоставляемых сервисов в будущем, когда потребность в пропускной способности возрастет. Архитектура Ethernet FTTH позволяет провайдеру гарантировать каждому абоненту необходимую пропускную способность и создавать в сети индивидуальные профили полосы пропускания для каждого клиента.

Большой радиус действия. В типовых конфигурациях сетей доступа Ethernet FTTH применяются недорогие одноволоконные линии, использующие технологию 100BX или 1000BX, с заданным максимальным радиусом действия 10 км. Для работы на больших расстояниях имеются оптические модули, позволяющие увеличить мощность оптического сигнала, а также оптоволоконные пары с оптическими модулями, которые можно подключить к порту любого Ethernet- оборудования.

Гибкое масштабирование сети. В случае появления новых абонентов можно добавить дополнительные карты Ethernet с высокой степенью модульности. Напротив, при использовании архитектуры на базе PON подключение первого абонента к оптическому дереву требует наличия наиболее дорогостоящего порта OLT, а при добавлении абонентов к тому же дереву PON стоимость подключения каждого абонента только увеличивается за счет приобретения ONT.

Технологическая независимость оптико-волоконного канала. Хотя текущие конфигурации Ethernet FTTH могут использовать технологию Gigabit Ethernet, она может стать неактуальной в течение последующих 30-40 лет. Однако одномодовая оптоволоконная линия является средой, способной поддерживать любую новую технологию передачи. В отдельных случаях для подключения корпоративных абонентов используются оптоволоконные технологии, например SONET/SDH или Fibre Channel. Эти технологии могут быть легко развернуты по тем же оптоволоконным линиям, что и Ethernet FTTH, с использованием той же Ethernet-платформы агрегирования.

Гибкое масштабирование скорости обслуживания абонентов. Поскольку одномодовые оптоволоконные линии не зависят от используемой технологии и скорости передачи данных, можно легко увеличить скорость для одного абонента, не влияя на работу других. Это означает, что абонент, использующий технологию Fast Ethernet, может перейти на Gigabit Ethernet за счет переключения оптоволоконной линии абонента на другой порт коммутатора и замены только Ethernet-устройства абонента.

Отделение абонентских линий — это свойство, присущее архитектурам Ethernet FTTH. Реализация принципа отделения абонентских линий явилась главным критерием выбора технологии FTTH некоторыми компаниями в Европе, поскольку они стремились построить сети, где доступ к инфраструктуре оптоволоконной сети доступа могли бы иметь несколько провайдеров.

Безопасность обеспечивается за счет того, что выделенная оптоволоконная линия является защищенной средой на физическом уровне. Кроме того, коммутаторы Ethernet, использующиеся у провайдеров, призваны обеспечить разделение физического уровня портов и логического уровня абонентов и имеют функции защиты, которые в состоянии предотвратить попытки вторжений.

К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования телекоммуникационного ресурса [39].

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru