Семейство технологий доступа, использующее телефонные абонентские кабели, называют DSL (Digital Subscriber Loop) или ЦСПАЛ (цифровая система передачи по абонентским линиям). Схему организации канала широкополосного доступа в оборудовании DSL можно представить так, как изображено на рис. 3.4. Как следует из рисунка, технологически все решения DSL представляют собой замкнутые системы. На концах телефонной линии устанавливаются модемы DSL, которые преобразуют цифровой поток данных в модулированный сигнал. На выходе системы пользователям предоставляются стандартные интерфейсы передачи данных: El, V.35/V.24, USB или Ethernet. Но внутри области решения DSL разработчик может использовать разные принципы и методы модуляции цифрового сигнала. Таким образом, за исключением некоторых технологий (ADSL, ADSL2+, VDSL), в технологии DSL совместимость модемов не требуется. В [18] технологии DSL были классифицированы по различным принципам, заложенным в основу технических решений. Для нашего исследования нет необходимости погружаться в проблематику столь глубоко. Достаточно заменить, что все решения DSL делятся на симметричные и асимметричные. Технологии IDSL, HDSL, SDSL, MDSL, G.SHDSL. Данные технологии симметричного доступа широко используют для цифровизации старых аналоговых систем передачи. Для работы оборудования необходимы одна или несколько телефонных пар, а на выходе формируется симметричный канал (обычно Е1 — 2048 кбит/с) (рис. 3.5).

П ервой технологией симметричного доступа DSL, получившей распространение в России, стала технология HDSL [5, 18, 19]. В этой технологии предусматривалось использование от одной до трех телефонных

Врезка4 Рис. 3.5. Формирование канала симметричного доступа пар для формирования симметричного цифрового капала разной пропускной способности (рис. 3.6).

Н аибольшее распространение получили различные модификации HDSL с использованием одной телефонной пары. Здесь разработка шла в двух направлениях. Одна группа разработчиков использовала разные методы модуляции (2B1Q. САР и пр.) для формирования потока с постоянной скоростью [5, 19]. Так появились технологии 1DSL и HDSL разного типа. Альтернативным подходом стала разработка технологий симметричного доступа, обеспечивающих переменную скорость цифровой передачи в зависимости от состояния кабельной пары. Оборудование этого типа диагностирует состояние пары и устанавливает максимально возможную скорость передачи. Так появились технологии MDSL, MSDSL и SDSL. В настоящее время оба подхода были объединены под единой технологией симметричного доступа G.SHDSL, которая в настоящее время является одной из лидирующих технологий мирового рынка NGN. Технологии ADSL, ADSL2, ADSL2+, RE-ADSL. Технологии симметричного доступа были изначально ориентированы на решение задачи цифровизации сетей и редко использовались для предоставления широкополосного доступа отдельным пользователям. Для этого более удобен асимметричный доступ, который в современных сетях NGN применяется для организации связи «клиент-сервер». В традиционных услугах, таких как доступ в Интернет, электронная почта, IPTV, интерактивные игры и пр., всегда возникает асимметричность обмена данными: данные от пользователя представляют собой по большей части запрос па предоставление информации, данные от сервера - запрошенную информацию. Как следствие, объем данных от пользователя в среднем значительно меньше, чем от сервера. Развитие технологии асимметричного доступа привело к созданию семейства технологий ADSL, которые доминируют в мировой практике в качестве технологии широкополосного доступа NGN. Технология ADSL отличается от других DSL-техпологий тем, что ее структура, используемый принцип модуляции (DMT), а также архитектура протоколов стандартизированы, так что оборудование разных производителей оказывается совместимым. ADSL изначально ориентировалась на использование телефонных абонентских пар. Успех этой технологии во многом связан с эффективной методикой совмещения обычной телефонной сети и сети ADSL (рис. 3.7). В АТС устанавливается станционное окончание ADSL — DSLAM. Рядом с ним, а также па стороне абонента устанавливаются разветвители (сплиттеры), которые разделяют сигнал традиционной телефонии и высокочастотный сигнал ADSL. В результате связь АТС - телефон остается рабочей, но появляется новая связь модем - DSLAM. которая обеспечивает широкополосный доступ.

В основе типовой схемы абонентского подключения лежит частотное разделение сигналов на три диапазона (рис. 3.8): традиционная телефония, линии ADSL вверх (от абонента) и вниз. Поскольку объем данных от абонента к сети заведомо меньше, чем объем данных от сети к абоненту, для передачи данных по линии вверх отводится меньший частотный

диапазон. В первой версии технологии ADSL предполагалось использовать общий диапазон до 1,1 МГц, но в новых версиях стандарта ADSL2+ диапазон был расширен до 2,2 МГц. Еще одним преимуществом технологии ADSL является стандартизированный стек околов, который обеспечивает совместимость сегментов ADSL с другими системами NGN. Технология ADSL не ограничивается только физическим и канальным уровнем, но и выполняет преобразование данных от оборудования оконечного пользователя (СРЕ), те. компьютера, до сервера Интернет-провайдера (ISP). На рис. 3.9 показана цепочка различных устройств, участвующих в процессе передачи данных от абонента к сети, в частности сети Интернет, и наиболее частая схема взаимодействия протоколов. Данные пользователя передаются в виде запросов по протоколу верхнего уровня HТТР, который используется в Интернете. Для передачи данных кадры

H TTP упаковываются в транспортные кадры TCP/IP и передаются па модем ADSL. Для этого могут использоваться различные интерфейсы обмена, наиболее часто — Ethernet или USB. Роль модема ADSL состоит в том, чтобы преобразовать данные пользователя в формат, удобный для передачи через ADSL. Модем не работает с данными верхних уровней, для него существуют только кадры TCP/IP. Для передачи кадров но цепи абонентского доступа модем формирует четырехуровневую структуру ADSL, включающую физический уровень протокола ADSL, канальный уровень на основе ATM, уровень РРР для контроля связности канала в режиме «точка-точка» и собственно TCP/IP. Сформированные в модеме кадры ADSL в виде модулированного сигнала поступают в используемую для передачи телефонную линию и передаются на DSLAM. Обычно на один DSLAM приходится несколько (иногда несколько сотен) подключений модемов. В современной концепции NGN технология ATM сохранена только как служебная, а ячейки ATM преобразуются в данные на основе TCP/IP. Для этой цели в состав цепи абонентского доступа был включен сервер широкополосного удаленного доступа BRAS (Broadband Remote Access Server). Это устройство представляет собой оконечный маршрутизатор IP для интеллектуального управления широкополосным доступом. BRAS позволяет управлять параметрами трафика от пользователей ADSL на уровне капала передачи данных пакетного трафика. Например, регулирование скорости передачи данных от пользователя в сеть осуществляется именно BRAS. В настоящее время операторы сетей доступа DSL для ограничения прямого и обратного трафика используют на узлах доступа ATM фиксированные профили скоростей, что можно реализовать без помощи BRAS. Но на перспективу для предоставления адаптируемой пропускной способности будут необходимы более тонко настраиваемые механизмы, и реализовать такие функции без оконечного мультиплексора затруднительно. Развитие технологии ADSL привело к появлению семейства из четырех технологий, выполняющих разные функции: ADSL, ADSL2, ADSL2+ и RE-ADSL2 [3]. В технологии ADSL максимальная полоса передачи по линии вниз составляет 8 Мбит/с, тогда как минимальными требованиями систем Triple Play являлась скорость 24 Мбит/с. По этой причине стандарты были модифицированы. Несколько новых алгоритмов позволили оптимизировать структуру ADSL и улучшить технические показатели технологии. Так появилась технология ADSL2. Затем эта технология использовалась как каркас для решения двух совершенно разных задач. С одной стороны, на небольших расстояниях требовалось уве личить скорость передачи, что привело к появлению ADSL2+, с другой стороны, нужно было при той же самой скорости передачи повысить помехоустойчивость широкополосного доступа на длинных линиях, что привело к появлению технологии RE-ADSL2.

Врезка5 Р ис. 3.10. Сравнение скоростей передачи данных для семейства технологий ADSL На рис. 3.10. представлены зависимости скорости широкополосного доступа (по линии вниз) от длины абонентской линии для четырех рассмотренных технологий ADSL. Как следует из рисунка, для этих технологий есть несколько критических точек. Первая точка соответствует длине абонентской пары 2,5 км. На более длинных линиях различие между технологиями ADSL2


+ и ADSL2 уже не существенно. На расстояниях до 5 км все технологии равноценны и лишь далее имеется некоторое превосходство технологии RE-ADSL2. В настоящее время на сетях NGN присутствуют все четыре технологии семейства, что также служит иллюстрацией принципа демократичности NGN. Технологии HPNA, VDSL. Технологии DSL часто используют не только для симметричного и асимметричного доступа на кабельных парах оператора, по и для организации сети внутри зданий. Большая часть потенциальных пользователей NGN живет в многоквартирных домах. В таком случае задача организации широкополосного доступа может решиться двумя способами. Во-первых, можно подключать пользователей индивидуально, так как было рассмотрено выше. Во-вторых, возможно создание новой абонентской сети доступа, при этом канал широкополосного доступа доводится до дома или подъезда, а затем распределяется между абонентами по квартирам. Поскольку наиболее активные пользователи находятся в деловом сектоpe города, где много офисов, часто дом/подъезд называют обобщенно офисом. Следовательно, для организации широкополосного доступа с привлечением нового строительства необходимы две системы: внеофисная и внутриофисная.

Т ехнологии HPNA и VDSL были разработаны для внутриофисной системы широкополосного доступа (рис. 3.11), для организации каналов передачи данных они используют абонентскую телефонную проводку внутри здания. Обе технологии ориентированы на короткие длины кабелей: от нескольких метров до нескольких сот метров. В обоих случаях для обеспечения внутриофисной системы доступа в техническом помещении дома/подъезда размещается концентратор HPNA/VDSL. Концентратор соединяется с транспортной сетью NGN через систему внеофисного доступа. Основная роль концентратора состоит в объединении трафика от пользователей NGN и разделении традиционного телефонного трафика и трафика данных. Поскольку в качестве среды для распределения данных используется телефонная проводка здания, система доступа должна сохранить возможность абонентам пользоваться телефонами. Здесь есть две стратегии: 1) телефонный трафик здания переводится концентратором в трафик VoIP и затем по единому каналу доступа передается в транспортную сеть NGN; 2) концентратор должен иметь отдельный канал доступа в традиционную городскую телефонную сеть. В последнее время в мировой и отечественной практике операторы ориентируются на первую стратегию как наиболее перспективную с точки зрения перехода к концепции услуг Triple Play. На этажах и в квартирах дома устанавливаются абонентские устройства внутриофисной системы доступа. Обычно технология HPNA предлагает целый спектр устройств: платы в компьютер, внешние персональные адаптеры HPNA, конвертеры HPNA/Ethernet и пр. Во всех случаях телефонный сигнал и данные от компьютера (через порт USB, Ethernet или специальную плату) преобразуются в формат HPNA. Аналогичные преобразования выполняются в технологии VDSL, хотя здесь решения в части абонентских устройств более структурированы. На сети могут присутствовать несколько типов внешних модемов.

Врезка6

Врезка7 В технологии VDSL и ее новом варианте VDSL2 продолжено развитие принципов ADSL, но на телефонные кабели очень малой протяженности. Концентратор VDSL по своим функциям очень напоминает DSLAM. Технологии HPNA и VDSL отличаются по принципам модуляции, преобразования и линейного кодирования цифрового сигнала, а также по протоколам. Технология HPNA обеспечивает скорость передачи данных до 1 Мбит/с. Появившаяся позже технология VDSL позволяет адаптировать скорость передачи к параметрам затухания и длине абонентской линии. Эта технология может рассматриваться как продолжение разработок ADSL в направлении высоких скоростей передачи и сверхмалых абонентских кабелей. Для передачи данных по абонентской паре иснользуется частотный диапазон до 30 МГц. Так же, как и ADSL, технология VDSL использует сплиттеры и асимметричный режим передачи (скорость передачи к абоненту выше скорости от абонента). Как и в случае ADSL, здесь предусмотрена совместимость оборудования разных прородителей, так что позже появились стандарты Euro-VDSL и Euro-VDSL2. Первый вариант спецификации технологии, получивший наподобие VDSL или VDSL1, позволял передавать данные со скоростью до 24 Мбит/с, что соответствует предельным значениям передачи для технологии ADSL2+. Новая спецификация VDSL2 ра

Рубрика:

Теги: