Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа

услуги и до 1,5 Мбит/с - от него,

высокоскоростной доступ в Интернет,

передача одного телевизионного канала с высоким качеством, видео-по-

запросу,

дистанционное обучение.

По сравнению с альтернативными кабельными модемами и волоконно-

оптических линиями главное преимущество ADSL состоит в том, что для нее

используется уже существующий телефонный кабель. На окончаниях действующей

телефонной линии устанавливаются частотные разделители (некоторые

используют кальку с английского сплиттер) - один на АТС и один у абонента.

К абонентскому разделителю подключаются обычный аналоговый телефон и ADSL

модем, который в зависимости от исполнения может выполнять функции

маршрутизатора или моста между локальной сетью абонента и пограничным

маршрутизатором провайдера. При этом работа модема абсолютно не мешает

использованию обычной телефонной связи, которая существует независимо от

того функционирует или нет ADSL линия.

В настоящее время имеются две модификации технологии ADSL: так

называемая полномасштабная ADSL, которую называют просто ADSL, и так

называемая "лёгкая" версия ADSL, которую называют "ADSL G. Lite". Обе

версии ADSL в настоящее время регламентированы рекомендациями МСЭ-Т G.992.1

и G.992.2 соответственно.

Концепция полномасштабной ADSL первоначально родилась как попытка

конкурентного ответа операторов местных телефонных сетей операторам

кабельного телевизионного вещания (КТВ). С момента появления технологии

ADSL прошло уже почти 7 лет, однако до сих пор она не получила массового

практического применения. Уже в процессе разработки полномасштабной ADSL и

первого опыта её внедрения выяснился целый ряд факторов, которые требовали

коррекции первоначальной концепции.

Основными из этих факторов являются следующие.

• Изменение основного целевого применения ADSL: в настоящее время

основным видом широкополосного абонентского доступа является уже не

предоставление услуг КТВ, а организация широкополосного доступа к Интернет.

Для решения этой новой задачи вполне достаточно 20% максимальной пропускной

способности полномасштабной ADSL, которой соответствует скорость

нисходящего потока (от сети к абоненту) 8,192 Мбит/с и скорости восходящего

потока (от абонента к сети) 768 Кбит/с.

• Неготовность сети Интернет для предоставления услуг полномасштабной

ADSL. Дело в том, что сама система ADSL является лишь частью сети

широкополосного доступа к сетевым услугам. Уже первые опыты внедрения ADSL

в реальные сети доступа показали, что сегодняшняя инфраструктура сети

Интернет не может поддерживать скорости передачи выше 300...400 Кбит/с.

Хотя магистральный участок сети доступа к Интернет обычно выполняется на

оптическом кабеле, однако не эта сеть, а другие элементы сети доступа к

Интернет- такие, как маршрутизаторы, серверы и РС, включая и особенности

трафика Интернет, определяют реальную пропускную способность этой сети.

Поэтому применение полномасштабной ADSL на существующей сети практически не

решает проблемы широкополосного абонентского доступа, а просто перемещает

её с абонентского участка сети в магистральную сеть, обостряя проблемы

инфраструктуры сети. Поэтому внедрение полномасштабной ADSL потребует

значительного увеличения пропускной способности магистрального участка сети

Интернет, и, следовательно, существенных дополнительных затрат.

• Высокая стоимость оборудования и услуг: для широкого развёртывания

технологии необходимо, чтобы стоимость абонентской линии ADSL была не более

500 $; существующие цены существенно превышают эту величину. Поэтому

реально используются другие продукты xDSL и в первую очередь модификации

HDSL (типа многоскоростной MSDSL) с пропускной способностью 2 Мбит/с по

одной медной паре.

• Необходимость модернизации инфраструктуры существующей сети доступа:

концепция полномасштабной ADSL требует применения специальных

разделительных фильтров - так называемых сплиттеров (splitter's),

разделяющих низкочастотные сигналы аналогового телефона или основного

доступа BRI ISDN и высокочастотные сигналы широкополосного доступа как в

помещении АТС, так и в помещении пользователя. Эта операция требует

значительных трудозатрат, особенно в кроссе АТС, где заканчиваются тысячи

абонентских линий.

• Проблема электромагнитной совместимости, заключающаяся в

недостаточной изученности влияния полномасштабной ADSL на другие

высокоскоростные цифровые системы передачи ( в том числе и типа xDSL),

работающие параллельно в том же кабеле.

• Большая потребляемая мощность и занимаемая площадь: существующие

модемы ADSL кроме высокой стоимости, требуют ещё много места и расходуют

значительную мощность (до 8 Вт на модем ADSL в активном состоянии). Чтобы

технология ADSL оказалась приемлемой для размещения на коммутационной

станции, необходимо снижение потребляемой мощности и увеличение плотности

портов.

• Асимметричный режим работы полномасштабной ADSL: при постоянной

пропускной способности линии ADSL он является препятствием для некоторых

приложений, требующих симметричного режима передачи - например,

видеоконференций, а также для организации работы некоторых пользователей,

имеющих собственные серверы Интернет. Поэтому необходима адаптивная ADSL,

способная работать как в асимметричном, так и в симметричном режиме.

• Аппаратное и программное обеспечение помещения пользователя, как

показали испытания, являются также узким местом систем ADSL.,Проведенное

тестирование показало, например, что популярные программы - браузеры Web и

платформы аппаратного обеспечения PC могут ограничивать пропускную

способность PC величиной 600 Кбит/с. Таким образом, для полного

использования высокоскоростных соединений ADSL необходимы улучшения

клиентского аппаратного и программного обеспечения пользователя.

Перечисленные проблемы полномасштабной ADSL инициировали появление её

"лёгкого" варианта, которым является уже упоминавшаяся ADSL G.Lite.Приведём

наиболее существенные особенности этой технологии.

• Основное назначение G.Lite - быстрый доступ в Интернет.

• Возможность работы как в асимметричном, так и симметричном режимах: в

асимметричном режиме при скорости передачи до 1536 Кбит/с в нисходящем

направлении (от сети к абоненту) и до 512 Кбит/с в восходящем направлении

(от абонента к сети); в симметричном режиме - до 256 Кбит/с в каждом

направлении передачи. В обоих режимах благодаря использованию кода DMT

обеспечивается автоматическая подстройка скорости передачи ступенями по 32

Кбит/с в зависимости от длины линии и мощности помех.

• Упрощение процесса установки и настройки модемов ADSL G.Lite путём

отказа от использования разделительных фильтров (сплиттеров) в помещении

пользователя, что позволяет выполнять эти процедуры самому пользователю.

При этом не требуется замены внутренней проводки в помещении пользователя.

Однако, как показывают результаты испытаний, это можно сделать не всегда.

Эффективной мерой защиты широкополосного канала передачи данных от сигналов

импульсного набора номера и вызывных сигналов является установка

специальных микрофильтров прямо в телефонной розетке.

• Реализуемые длины линий ADSL G.Lite позволяют обеспечить

высокоскоростным доступом к Интернет подавляющее большинство пользователей

домашнего сектора.

Следует отметить, что многими производителями оборудования ADSL выбрана

концепция оборудования ADSL, поддерживающего как режим работы

полноскоростной ADSL, так и режим ADSL G.Lite.

Предполагается, что появление оборудования ADSL G.Lite резко

активизирует рынок устройств широкополосного доступа к услугам Интернет.

Велика вероятность того, что он займёт нишу широкополосного доступа к

сетевым услугам пользователей домашнего сектора.

Появление промежуточной ступени ADSL в виде ADSL G.Lite создаёт

возможность плавного перехода от существующих аналоговых модемов к

широкополосному доступу - сначала к Интернет с помощью G.Lite, а затем к

мультимедийным услугам с помощью полномасштабной ADSL.

Миграция от аналогового модема к любой из модификаций ADSL выгодна

провайдеру услуг, поскольку вызовы повышенной продолжительности, какими

являются обращения пользователя в сеть Интернет, направляются в обход

коммутируемой телефонной сети общего пользования. Если провайдером услуг

является традиционный оператор местной сети, то этот сценарий даёт ему ещё

одно дополнительное (но не менее важное) преимущество, поскольку отпадает

необходимость дорогостоящей модернизации коммутатора существующей

телефонной сети в коммутатор ISDN, который понадобился бы для увеличения

скорости доступа к услугам сети Интернет при варианте миграции от услуг

телефонной сети общего пользования к услугам сети ISDN. Столь значительные

дополнительные инвестиции при переходе от аналоговой ТфОП к ISDN

объясняются тем, что последняя является сетевой концепцией с собственным

очень мощным многоуровневым стеком протоколов. Поэтому для указанной

модернизации требуются существенные изменения аппаратного и программного

обеспечения цифровой коммутационной станции ТфОП. В то же время модем ADSL

представляет собой просто высокоскоростной модем, для поддержки которого

используются стандартные протоколы сети передачи данных, базирующейся на

передаче пакетов или ячеек АТМ. Это существенно сокращает сложность доступа

к сети Интернет и, следовательно, необходимые инвестиции.

Кроме того, с точки зрения пользователей Интернет, операторов сети и

провайдеров услуг Интернет имеет больший смысл прямой переход от модема

ТфОП не к модему ISDN, а прямо к модему ADSL. При максимальной пропускной

способности узкополосной ISDN, равной 128 Кбит/с (которая соответствует

объединению двух В - каналов основного доступа ISDN), переход к ISDN даёт

увеличение скорости доступа по сравнению с сетью ТфОП потенциально немногим

более, чем в 4 раза и требует к тому же значительных инвестиций. Поэтому

промежуточный этап перехода от ТфОП к ISDN в качестве эффективного средства

доступа к Интернет практически теряет смысл. Разумеется, это не относится к

тем регионам, где уже имеет место широкое внедрение ISDN. Здесь,

естественно, определяющим фактором является защита сделанных инвестиций.

Таким образом, основными стимулами рассматриваемого способа миграции

сети доступа являются:

• Огромное увеличение скорости доступа к услугам сети Интернет

• Сохранение аналогового телефона или основного доступа к ISDN (BRI

ISDN)

• Перемещение трафика Интернет из сети ТфОП в сеть IP или АТМ

• Отсутствие необходимости модернизации коммутатора ТфОП в коммутатор

ISDN

Если основным стимулом миграции от аналогового модема к модему ADSL

является высокоскоростной доступ к сети Интернет, то наиболее

целесообразным способом реализации этой услуги следует считать выполнение

удалённого терминала ADSL, называемого ATU-R, в виде платы персонального

компьютера (ПК). Это уменьшает общую сложность модема и устраняет проблемы

внутренней проводки (от модема до ПК) в помещении пользователя. Однако

операторы телефонной сети обычно не желают сдавать в аренду модем ADSL,

если он является внутренней платой ПК, поскольку не хотят быть

ответственными за возможное повреждение ПК. Поэтому большее распространение

пока получили удалённые терминалы ATU-R в виде отдельного блока,

называемого внешним модемом ADSL. Внешний модем ADSL подключается к порту

ЛВС (10BaseT) или к последовательному порту (универсальной последовательной

шине USB) компьютера. Эта конструкция является более сложной, поскольку она

требует дополнительного места и отдельного питания. Но такой модем ADSL

может быть куплен абонентом местной телефонной сети и запущен в работу

пользователем ПК самостоятельно. Кроме того, внешний модем может

подключаться не к ПК, а к концентратору или маршрутизатору ЛВС в тех

случаях, когда пользователь имеет несколько компьютеров.

А такая ситуация является типичной для организаций, бизнес центров и

жилых комплексов.

Миграция к ADSL при наличии в сети доступа ЦСПАЛ.

Предыдущий сценарий миграции требует наличия непрерывной физической

медной пары между помещением местной АТС и помещением пользователя. Такая

ситуация более типична для развивающихся стран со сравнительно

слаборазвитой телекоммуникационной сетью, к которым относится и Россия. В

странах с развитой телекоммуникационной сетью на абонентской телефонной

сети для увеличения перекрываемых расстояний широко применяются цифровые

абонентские системы передачи (ЦСПАЛ) в основном с использованием аппаратуры

первичных цифровых систем передачи плезиохронной иерархий (Е1). Например, в

США в начале 90-х годов примерно 15% всех абонентских линий обслуживалось с

помощью ЦСПАЛ (в США они называются Digital Local Carrier - DLC), в

дальнейшем предполагается увеличение их суммарной ёмкости до 45% от общего

числа абонентских линий. В настоящее время строятся очень надёжные сети

абонентского доступа, в которых используется комбинированная медно-

оптическая среда передачи и защищённые кольцевые структуры с применением

аппаратуры синхронной цифровой иерархии SDH.

Современные ЦСПАЛ не только мультиплексируют сигналы некоторого числа

абонентов в цифровой поток, передаваемый по двум симметричным парам, но и

могут выполнять также функции концентрации нагрузки (2:1 или более), что

позволяет снизить нагрузку на коммутационные станции. При этом один

оконечный терминал ЦСПАЛ размещается в помещении АТС, а другой - в

промежуточном пункте между АТС и помещением пользователя. Поэтому

индивидуальная физическая абонентская линия существует только между

помещением пользователя и удалённым терминалом ЦСПАЛ. Поэтому мультиплексор

доступа ADSL (DSLAM - DSL access multiplexor) и его составная часть -

станционный терминал ADSL ATU-С должны размещаться не на АТС, а в месте

установки удалённого терминала (RDT). При этом для организации систем ADSL

используются следующие технические решения:

• Удалённый DSLAM, который размещается в отдельном контейнере вблизи

контейнера c RDT и рассчитан на обслуживание большого числа пользователей

(обычно от 60 до 100 линий ADSL). В этом случае не требуется специальной

системы управления и обслуживания, поскольку используется система

управления настройкой и контролем состояния линий ADSL типового DSLAM,

устанавливаемого в помещении АТС. Такой DSLAM может работать практически с

любым оборудованием ЦСПАЛ, поскольку является совершенно автономным

оборудованием; DSLAM просто отделяет трафик ТфОП от трафика собственно

линии ADSL и передаёт его в оборудование ЦСПАЛ в аналоговой форме. Вместе с

тем, такое решение является весьма дорогостоящим: поскольку оборудование

DSLAM автономно, то необходимы серьёзные установочные и монтажные работы,

организация электропитания оборудования и многое другое; поэтому это

решение целесообразно только при большом числе пользователей ЦСПАЛ.

• Линейные платы ADSL, встроенные в аппаратуру ЦСПАЛ. При этом

используются свободные места в платах оборудования ЦСПАЛ, размещаемом в

контейнере RDT, причём возможны два варианта:

а) оборудование ЦСПАЛ используется только для размещения и механической

защиты плат ADSL, а все соединения выполняются с помощью кабелей, что

типично для традиционных ЦСП;

б) линейная плата ADSL является частью аппаратуры ЦСПАЛ и просто

интегрирована в последнюю. Этот второй способ обычно используется в новом

поколении аппаратуры ЦСПАЛ и позволяет исключить необходимость проведения

каких-либо монтажных работ в блоке ЦСПАЛ.

• Удалённый мультиплексор доступа (RAM - remote access multiplexor),

который выполняет те же функции, что и DSLAM. Отличается от DSLAM тем, что

интегрирован в существующую инфраструктуру ЦСПАЛ и не требует связанной со

значительными затратами модернизации существующей инфрастуктуры сети

абонентского доступа. Применение RAM является универсальным, поскольку

обеспечивает возможность совместной работы с любым типом аппаратуры ЦСПАЛ.

Обычно блоки RAM имеют малые габариты и могут размещаться в существующих

контейнерах c оборудованием RDT. Основной проблемой известных в настоящее

время RAM является их недостаточная масштабируемость.

От ISDN к ADSL.

В 90-е годы в качестве способа более быстрого доступа к Интернет там,

где это было возможно, стали широко использоваться линии ISDN. Со временем,

когда пропускная способность ISDN окажется недостаточной, естественным

решением будет "дополнение" абонентской линии ISDN высокоскоростным каналом

ADSL. Так же как и в случае с обычными аналоговыми линиями, такой способ,

называемый "ISDN ниже ADSL" ("ISDN under ADSL"), предусматривает

использование фильтров для разделение сигналов ADSL и ISDN.

Такое решение особенно привлекательно тем, что оно практически не

вызывает никаких проблем с выполнением стандартов узкополосной ISDN и,

следовательно, с реализацией способа перехода от ISDN к ADSL. Поэтому

данный способ эволюции будет особенно популярен в странах, где широко

внедрилась узкополосная ISDN, причём вероятнее всего будет преобладать

переход от ISDN к полномасштабной ADSL.

От HDSL к ADSL.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9