Лекции по Основам построения узкополосных цифровых сетей с интеграцией служб   

3. Особенности реализации типовых схем абонентского доступа к узкополосной цифровой сети с интеграцией служб

3.3. Организация передачи цифровой информации по двухпроводным абонентским линиям в узкополосной ЦСИС

Одним из основных принципов построения У-ЦСИС является обеспечения возможности использования для абонентского доступа существующих двухпроводных АЛ. Для выполнения этого требования U-интерфейс основного абонентского доступа подразумевает применение различных методов разделения сигналов встречных направлений передачи, основными из которых являются методы частотного и временного мультиплексирования. С этой же целью могут применяться дифференциальные системы (ДС) и адаптивные методы компенсации эха.

Выбор конкретного варианта реализации U-интерфейса зависит от характеристик используемой абонентской линии и, главным образом, от ее протяженности [14].

U-интерфейс с частотным разделением направлений может быть представлен в виде двухполосной системы связи (рис. 3.4).

 

Следовательно, разделение направлений передачи по частоте требует как минимум удвоения полосы пропускания АЛ и подразумевает применение сложных фильтров нижних и верхних частот (ФНЧ и ФВЧ). Из-за громоздкости последних этот метод редко применяется на практике.

Более простыми в реализации являются методы временного разделения (рис. 3.5), например метод поочередного переключения направлений передачи, называемый в некоторых источниках как метод "пинг-понга" [12].

Сущность метода состоит в том, что за интервал в 250 мс, выделенный в 4-проводной схеме S-интерфейса для цикла одного направления передачи, в 2-проводной схеме U-интерфейса должны быть переданы данные двух циклов – по одному циклу из обоих направлений передачи. Следовательно, скорость передачи, а вместе с ней и требуемая полоса пропускания цифровой АЛ, увеличивается в 2 раза, также как в схемах с частотным разделением.

Достоинством метода поочередного переключения направлений передачи является относительная простота его технической реализации. Для этого необходимо обеспечить синхронность и синфазность функционирования пары электронных ключей (ЭК). Естественно, временные методы разделения направлений передачи предъявляют повышенные требования к точности и стабильности генераторного оборудования и устройств тактовой синхронизации (УТС) абонентских терминалов и АТС У-ЦСИС (см. рис. 3.5).

 

Уменьшение требуемой для передачи сигнала BRI полосы пропускания абонентской линии может быть достигнуто на основе применения специального линейного кода, например четырехуровневого кода 2B1Q (2 Binari 1 Quaternari), где два бита исходного сигнала преобразуются в один четверичный символ (рис. 3.6). При случайном чередовании бит униполярного сигнала спектр 2B1Q-сигнала в два раза уже, так как при той же битовой скорости длительность тактового интервала увеличивается в два раза. Следовательно, при прочих равных условиях по одной и той же абонентской линии код 2B1Q позволяет передавать данные со скоростью в два раза большей, чем применяемый в S-интерфейсе код AMI.

Указанные достоинства такого кодирования обусловили его широкое применение в различных устройствах связи. Документами Госкомсвязи РФ (в частности, "Общими техническими требованиями на средства связи") предписано применение линейного кода 2B1Q для организации U-интерфейса в отечественных У-ЦСИС [10]. Это позволило обеспечить дуплексную передачу сигналов BRI по двухпроводным абонентским линиям на расстояние до двух километров.

Дальнейшие исследования свойств потенциальных кодов 2B1Q позволило разработать новый подход к организации U-интерфейса основного абонентского доступа, в основу которого положено разделение направлений передачи дифференциальными системами, реализуемое с применением средств адаптивной эхокомпенсации.

 

Было доказано, что при согласовании выходного сопротивления передатчика с комплексным сопротивлением цифровой абонентской линии амплитуда сигнала на входе приемника будет равна половине амплитуды передаваемого сигнала. Следовательно, амплитуда принимаемого сигнала может быть получена путем вычитания половины амплитуды выходного сигнала передатчика из амплитуды суммарного сигнала, полученного из линии (рис. 3.7).

К сожалению, реализуемые к настоящему времени стандартные ДС не могут обеспечить полного разделения трактов передачи и приема. Для сохранения требуемого соотношения перечисленных выше характеристик в схему введены адаптивные эхокомпенсаторы (ЭХК), реализованные на сигнальных процессорах и препятствующие проникновению импульсов из тракта передачи ДС в тракт приема. Кроме того, предусмотрена система автоматической подстройки балансного контура ДС.

Организация U-интерфейса BRI на основе ДС с адаптивной эхокомпенсацией приводит к значительному усложнению оборудования абонентского доступа. Вместе с этим данный подход обеспечивает дуплексную передачу сигналов BRI по двухпроводным медным цифровым АЛ на расстояние до 5,5 километров [12, 14].

Таким образом, к настоящему времени разработано значительное число технологий, обеспечивающих основной абонентский доступ к коммутационной системе У-ЦСИС. Определяющим критерием при выборе варианта построения абонентского доступа У-ЦСИС можно считать удаленность абонентской установки от АТС. При удаленности пользовательского оборудования от АТС порядка 200–500 метров целесообразнее использовать S-интерфейс шинных конфигураций.

Если терминал расположен от АТС на расстояние порядка 1 км, можно использовать конфигурацию "точка-точка" S-интерфейса или U-интерфейс двухпроводной АЛ с временным разделением направлений передачи.

При удаленности терминалов на расстояние свыше двух километров следует применять U-интерфейс двухпроводной АЛ на основе ДС с адаптивной эхокомпенсацией. Более протяженные системы абонентского доступа можно организовать только с использованием систем передачи, например технологий xDSL.

Здесь следует заметить, что исследование вопросов организации дуплексной передачи сигналов BRI по протяженным двухпроводным цифровым АЛ продолжается до сих пор, и вполне возможно, что в скором будущем будут найдены новые технические решения по организации основного абонентского доступа У-ЦСИС.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.