Коммерциялық емес акционерлік қоғам
Алматы энергетика және байланыс университеті
Автоматты электрбайланыс  кафедрасы

 

АБОНЕНТТІК ҚАТЫНАУДЫҢ МУЛЬТИСЕРВИСТІК  ЕЛІЛЕРІ

5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығының студенттеріне  арналған
дәрістер жинағы

 

Алматы 2013

Құрастырушылар: А.Д.Мухамеджанова, Ю.М. Гармашова. Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілері. 5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығының студенттеріне  арналған дәрістер жинағы. - Алматы: АЭжБУ, 2013.- 50 б.

 

Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілері пәнінен он бір дәрістің жинағы баяндалған. Онда абоненттік қатынаудың мультисервистік желілері туралы негізгі түсініктер, құрылу принциптері, функионалдануы және басқару көрсетілген.

Без.  24, кесте 2, әдеби көрсеткіші - 13 атау.

Пікір беруші: М.В.Башкиров

 «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2013 ж. баспа жоспары бойынша басылады

©"Алматы энергетика және байланыс университеті " КЕАҚ, 2013 ж.

Кіріспе

 

Пәнді оқытудың мақсаты абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің құрылымын және жұмыс істеуін үйрету болып табылады.

Пән желіде қолданылатын абоненттік қатынаудың сымды және сымсыз мультисервистік желісінің құрылымы мен жұмыс істеу себептері, желіде қолданылатын хаттамалар, беру әдістері қарастырылады.

Сондай-ақ, пәнде абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінде қолданылатын барлық технологиялары көрсетіледі.

Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің құрылымы мен жұмыс істеуінің негізгі принциптерін үйреніп, студент абоненттік қатынаудың мультқызметтік желілерін талдауды, жобалауды және пайдаланануды біледі, сондай-ақ жаңа желілерді жобалау кезінде қолайлы көзқараспен техникалық шешімді ұсынады. 

Пәнді оқыту мақсаты абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің құрылымы мен жұмыс істеудің негізгі принциптерін игерген, телекоммуникациялық байланыс желілері есептерін шешу үшін қажетті және оларды пайдалануды маманданған, студенттердің даярлығы болып табылады.

Пәнді оқыту міндеттері абоненттік қатынаудың мультисервистік желілері құрылымы мен жұмыс істеу принциптерін, желілер параметрлерінің есебін меңгеру болып табылады.

Осы пән үшін оқу жоспарымен 3 несие 135 сағат, оның ішінде аудитория сабақтары  үшін – 52, өзіндік жұмыс үшін -90 сағат белгіленген.

         

1 дәріс. Абоненттік қатынау желілерінің негізгі ұғымы (АҚЖ)

 

Дәріс мақсаты: студенттердің абоненттік қатынау желісінің негізгі ұғымын үйренуі.

Мазмұны:

-    абоненттік қатынау желісінің негізгі ұғымын үйрену;

-   абоненттік қатынау желілері туралы ұғым  (АҚЖ).

 

Абоненттік қатынау жүйесінің негізгі ұғымы.

Абоненттік қатынау желісі (АҚЖ) – бұл пайдаланушының үй жайында орналасқан, абоненттік құрылымдар мен техникалық құралдардың жиынтығы, сонымен бірге коммутациялық жабдықтармен, телекоммуникациялық терминалдар жүйесіне қосылатын нөмірлер жоспарына (немесе адресаттарға) қосылады [1].

Модель, абоненттік желі құрылысының негізгі көрсетілу варианттары 1.1 - суретінде келтірілген [1]. Бұл модель қала телефондарының желілері үшін, сондай - ақ ауыл телефон желілері үшін дұрыс. Сондай - ақ қала телефондары үшін 1.1-суретте келтірілген модель вариантына станция аралық құрылымына инвариантты. Ол мыналар үшін сәйкес:

-тек бір телефон станцияларында тұрған, аудандандастырылмаған желілерге;

-«әрбірі әрқайсысына» принциптері бойынша өзара біріккен, бірнеше аудандық АТС тұратын аудандастырылған желілерге;

-кіріс хабарлама тораптарымен  (КХТ) немесе шығыс хабарламалары тораптарымен құрылған  (ШХТ) және КХТ, аудандастырылған желілерге.

 

 

 

1.1 сурет - Абоненттік желі құрылымының негізгі нұсқалары

1.1 - суретте көрсетілген, модель коммутация станциясы типіне қатысты жан-жақты болып саналады. Негізінде, ол қол телефон станциясы үшін де, сондай-ақ ақпарат таратушы ең заманауи сандық жүйесі үшін де бірдей.

Сондай-ақ осы модель интерактивті желі түрлеріне инвариантты, мысалы телефонды немесе телеграфты [1].

АЛ магистральді аумағы (Direct service area) – кросстың линиялық жағынан абоненттік линия аумағы немесе жергілікті станцияның, концентратордың немесе басқа модульдің қосу-коммутациялық қондырғысынан таратқыш шкафқа дейінгі аумағы. АЛ магистральді аумағына "Main cable" термині сәйкес. Магистральді аумақ, сондай - ақ тура тұтыну зонасы болып табылады, себебі бұл аумақта таратқыш шкафтары абоненттік желі құрылымы үшін қолданылмайды. Тура тұтыну зонасы, телефон станциясынан 500 метрге дейінгі радиуста қолданылатын аймақта орын алады.

АЛ таратқыш желісі – таратқыш кабельдік шкафтан абоненттік пунктке дейінгі абоненттік линияның аумағы. Осы АЛ аумағына – қатынау желісінің құрылымына байланысты "Primary distribution cable" және "Secondary distribution cable" терминдері сәйкес келеді. Ал таратқыш аумақ орналасқан бөлігі әдетте "Cross-connection area" деп аталады.

Абоненттік таратқыш -  абоненттік желі аумағы  таратушы қорабынан абоненттік телефон құрылғысын қосатын розеткаға дейін. Ағылшын тілді техникалық әдебиетте екі термин қолданылады:

- "Subscriber's lead-in" – таратқыш қораптан абоненттің үйіне дейінгі аумақ;

-"Subscriber's service line" – таратқыш қораптан телефондық аппаратқа дейінгі аумақ.

Кросс, ВКУ – қала, ауыл және абоненттік станциялық желі қосылыстарының тоғысуының және құрамдасқан телефон жүйелерін жабдықтау. Осы қатынау жүйесінің элементі ағылшын тілді техникалық әдебиетте "Main distribution frame" аталады; MDF аббревиатурасы қолданылады.

Кабельді таратушы шкаф (ТШ) – кабельді құрылым, кабельді бокстарды орнату үшін арналған (электрлік қорғаныс элементтерінсіз, плинталармен), жергілікті телефон жүйесінің абоненттік желілерінің магистральді және таратушы кабельдердің жалғануымен іске асырылады. Кабельді таратушы шкафқа "Cross-connection point" термині сәйкес.  Егер АЛ екі таратушы шкафтан өтсе, онда ағылшын тілді техникалық әдебиетте екінші шкаф үшін "secondary" қосымша қосылады. Бұдан басқа, егер ТШ арнайы жабдықталған үй-жайда болғанда, онда ол "Cabinet" деп аталады. АЛ мұндай жағдайда таратушы шкаф ғимарат қабырғасында немесе басқа орында орналасқанда ол "Sub-cabinet" немесе  "Pillar" аталады. Бұл белгілер функционалды тағайындаудан кейін көрсетіледі - "Cross-connectionpoint". Техникалық әдебиетте ТШ – ға бірнеше қатысты тиісті терминдер қолданылады. Көбінесе  "Curb" сөзі кездеседі. 

Абоненттік таратушы қорап (ТҚ) – соңғы кабельді құрылым, абоненттік өткізгіштердің бір жұпты сымдармен таратушы қораптың плинтіне қосылған кабель жұптарының тоғысуымен іске асыруға арналған. Distribution point (DP) – терминнің ұқсастығы "Абоненттік таратушы қорап”.

Кабельдік канализация (Duct немесе Cable duct) – төсем, байланыс кабельдерін монтаждау және техникалық қызмет көрсету үшін арналған жерасты құбыр өткізгіштер мен құдықтардың жиынтығы (байқау құрылғылары). 

Кабельдік (байқау құрылғылары) канализацияның құдығы.  (Jointing chamber немесе Jointing manhole) – кабельді канализациялардың құбыр өткізгіштерінің кабель төсеніштері, кабель монтаждау, байланыс кабельдеріне тиісті жабдықтар орналастыру және техникалық қызмет көрсетуге арналған.

Кабельдік шахта (Exchange manhole) – телефон станциясының жертөлесіне орналасқан, кабельді канализацияның құрылысы, станция ғимаратынан өтетін және көпжұпты желілі кабельдер 100 жұп көлемдегі станционды кабельге дәнекерленеді.

Абоненттік линия туралы ұғым.

Абоненттік линия (АЛ) – жергілікті телефон желісінің линиясы, абоненттік телефондық құрылғы мен соңғы станциядағы абоненттік комплектіні (АК), концентраторды немесе модульді қосады. Ағылшын тілінің  техникалық әдебиетінде Subscriber line немесе Line қолданылады [1].

АЛ функциясының телекоммуникациялық жүйесінде қолданылуы:

-   терминалды пайдаланушы және станция ұшының абонент жиынтығы арасындағы хабарламаларды екі жақты тасымалдауды қамтамасыз ету;

-   қосылуды орнату және ажырату үшін қажетті,  сигналды ақпаратты алмастыру;

-   ақпараттарды беру сапасының берілген көрсеткіштерін және станция ұшының терминал байланысының сенімділігін ұстау.

ҚТС мен АТС үшін құрылым сызбасы мен абоненттік желі жабдықтарының түйісуі 1.2 суретті келтірілді.

АЛ құрылым сызбасы үшін (1.2 суреттің жоғарғы бөлігі) абоненттік терминалды қосудың үш нұсқасы көрсетілді.

Берілген суреттің жоғарғы тармағында ТА қосудың  кросс жабдықтау аралығын пайдаланусыз қосудың тиімді нұсқасы көрсетіледі. Кабель кросстан таратушы қорапқа дейін төселеді, абоненттік өткізгіштер арқылы ТА қосу жүзеге асырылады.

 

 

1.2 сурет – ҚТС және АТС үшін абоненттік желілердің құрылым сызбасы және жабдықтардың түйісуі

 

Ортаңғы суреттің ортаңғы тармағында шкафтық жүйе бойынша ТА қосу нұсқасы бейнеленген, кросс пен таратушы қорап арасында аралық жабдықтары орналасады. Моделдің рөлі осындай жабдықтың модел ролі таратушы шкафқа келтірілген. АЛ бірқатар жағдайларда әуе байланыс желілерін пайдалану ұйымдастырылады.

1.2 - суретте осы нұсқа төменгі тармақта көрсетілген. Осы жағдайда бағанада кабельді жәшік және енгізу-шығару оқшаулағыштары орнатылады. Таратушы қораптарды бірге орналастыруға, ТА әсер ететін қауіпті токтар мен кернеулерді қайтаратын абоненттік қорғаныс құрылымдары (АҚҚ) құрылады. Абоненттік желі ұйымы немесе оны жеке әуе байланыс желі құрылысы есебімен жеке аймақтарда қолданылмайда, бірақ бірқатар жағдайларда бұл ұйымның абоненттік қатынаудың бір ғана нұсқасы.

 

2 дәріс. Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің негізгі ұғымы

 

Дәріс мақсаты: студенттердің абоненттік қатынаудың мультисервистік  желілерінің негізгі ұғымын оқып үйрену.

Мазмұны: абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің негізгі ұғымын анықтау:

-        АҚМЖ технологиясы;

-        Сымды технологиясы.

 

АҚМЖ негізгі ұғымы.

Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілері соңғы тұтынушылар (жүйелер) және транспорттық желілер арасында біртекті трафикті таратуды қамтамасыз ететін, біркелкі желілік архитектураны қолданатын желі болып табылады, бұл жағдайда құрылғылар түрлері мен бірдей стандарттар қолдануды азайтуға мүмкіндік береді [1, 2].

АҚМЖ архитектурасы мен  функциялары ұсынатын үш қызмет түрін ұстануы тиіс:

-        хабарлау  (дыбыс, телефондық байланыс, хабарлама поштасы т.б.), - деректерді беру (интернет, электронды пошта, электронды төлемдер және т.б);

-        бейнеақпараттарды беру (сұраныс бойынша бейне, телебағдарламалар, бейнеконференция және т.б.).

Мультисервистік қатынау желілерінің концепциясы негізгі екі бағыттан тұрады:

-        қолданылатын  абоненттік желілерді тиімді пайдалану;

-        кіру жүйелерінің құрылысын жаңа технологиямен пайдалану.

АҚМЖ технологиясы.

АҚМЖ технологияны әртүрлі жіктеуге болады. Осындай тәсілдердің бірі – тасымалдау ортасына сәйкес технологияны екі топқа бөлу [1, 2]:

-        сымды;

-        сымсыз.

1)  Сымды – (толық немесе жекелей) физикалық тізбек қолданылады. Бұл оралған мыс сымдар жұбы, коаксилдық кабельдер, оптикалық талшық, электрлік қуат көзін өткізгіш сымдар және басқалары болуы мүмкін. Олардың арасында мыс сым жұптарын қолданатын, екі көзқарастағы технология топтарын атауға болады. Біріншіден, олар бірқатар жаңа инфокоммуникациялық қызметті қамтамасыз етеді. Екіншіден, осы технологияның дәстүрлі физикалық тізбегін пайдалана отырып қатынау желілерінің жаңарту шығындарын төмендетеді, тіпті егер жаңа қызметке төлем қабілеттілігіне  сұраныс болса да, төмен деңгейде болады.

Сымды құралдардың базасындағы технология келесі топтар бойынша бөлінген:

-        жалпы қолданылатын телефондық желіліердегі абоненттерге ұсынылған қызметтер;

-  интегралдық қызмет көрсететін цифрлық желілер қызметтеріне қатынау технологиясы (ISDN);

-  цифрлық абоненттік линиялардың технологиясы – xDSL (оралған мыс сымдар жұбы – симметриялық кабель);

-  локальді есептеуіш желілерінің технологиясы LAN (оралған жұбы, коаксиалді кабель және талшықты - оптикалық кабель);

-  оптикалық қатынау технологиясы OAN (оптикалық  кабель);

-  кабельдік телеарна желілерінің технологиясы (каоксиалды және талшықты – оптикалық кабельдер);

-  ұжымдық қатынау желілерінің технологиясы (электрлік қоректендіру желілерінің өткізгіші, радиотрансляция желілерінің өткізгіші).

Осы топта сондай-ақ сымсыз абоненттік желі физикалық тізбекпен үйлесетінін атап өту қажет. Мұндай жағдайда екі сымды физикалық тізбекке ауысу “x” арқылы жүзеге асады, бұл технология  ауылдық жерлерде қолдананылады.

Осы топтағы  технология классификациясы 2.1 - кестеде қолданылады.

2) Сымсыз – радиобайланысы базасында сымды байланыс мүмкіндігін толықтырып, кеңейтеді және толық спектрді іске асырады.Ақпараттық қызметтер: телефон хабарламаларын хабарлау, мәліметтермен алмасу.

Сымды технологиялар [1,2].

2.1 - кестеде келтірілген нақты сымды технологияны қарастырайық.

Жалпы қолданылатын телефондық желілер (ЖҚТф) телефон қызметін ұсыну үшін құрылды. ЖҚТф қызметі шектеулі жинағына абоненттердің кіруі  (телефондық және факсимильдық аппараттар және модемдер), телефондық қосылулардың алгоритммен орнатылуына сәйкес іске қосылатын, жабдықтары көмегімен мыс сымдар жұбы негізінде байланыс желісі бойынша жүзеге асырылады.

ISDN (Integrated Services Digital Network) желісі – интегралдық қызмет көрсететін цифрлық желілер – коммутация арналарының байланыс сандық желісі. ISDN желісіне кіру симметриялық абоненттік кабель арқылы жүзеге асырылады, сонымен бірге ұсынылған қызметтер жиыны ЖҚТф салыстырғанда көп.

 xDSL даму- қатынаудың мыс сымдарының орамдары бойынша сигналдарды беру тәсілдері көрсетіледі. Осы технология мультимедиялық ақпараттарды хабарлау бойынша кең спектрге кіруді қамтамасыз етеді. Стандарттау мәселелерімен, сондай-ақ  нарықта xDSL технологиясының дамуымен әртүрлі халықаралық ұйымдар айналысуда  (ITU, ANSI, ETSI, DAVIC, ATM Forum, ADSL Forum). Аталған технологияны келесі топтарға бөлуге болады:  xDSL-қатынаудың симметриялық және асимметриялық түрі. Алғашқылары корпоративтік секторда қолданылса, екіншілері көп жағдайда жеке пайданушыларға қызметін ұсынуға арналған.

 

2.1 кесте – Сымды технологиялар жіктелуі

Сымды технологиялар

ЖПТф

телефон

факс

модем ПД

Бөлінген линия

ISDN

ISDN-BRA

ISDN-PRA

ЛЕЖ (LAN) технологиялары

Ethernet жанұясы

Ethernet

Fast Ethernet

Gigabit Ethernet

Tokeng Ring жанұясы

Token Ring

HSTR

FDDI жанұясы

FDDI

CDDI

SDDI

Ethernet over VDSL (EoV)

xDSL технологиялары

Симметриялық

IDSL

HDSL

SDSL

SHDSL

MDSL

MSDSL

VDSL и т.д.

Асимметриялық

ADSL

RADSL

G.Lite

ADSL2

ADSL2+

VDSL и т.д.

Оптикалық қатынау технологиялары

FTTx активті желілері

FTTH

FTTB

FTTC

FTTCab ит.д.

xPON пассивті желілері

APON

EPON

BPON

GPONит.д.

Кабельді ТV технологиялары

DOCSIS 1.0

DOCSIS 1.1

DOCSIS 2.0

Euro-DOCSIS

J.112

IPCable-Com

Packet-Cable

Ұжымдық қатынау желілерінің технологиялары

– HPNA 1.x

– HPNA 2.0

– HPNA 3.0

Электрқоректендіру желілерінің негізінде

Home Plug 1.0 specification

Кабелді жүйенің негізінде

EFM

 

Қызметтің көп көлемі OAN оптикалық қатынау жүйесінің көмегімен пайдаланушыға ұсынылуы мүмкін (OpticalAccessNetworks) – активті (FTTH, FTTB. FTTC, FTTCab) немесе пассивті PON (PassiveOpticalNetworks). Қатынаудың жаңа технологиясымен, оптикалық технологияны жасау және алға жылжытумен халықаралық консорциум FSAN (Full Service Access Network) айналысады.

Ұжымдық қатынау желісі (ҰҚЖ) көп қабатты үйлерде тұратын жеке пайдаланушылар үшін қымбат емес Интернетке кіруді ұйымдастыру үшін арналған.

Ұжымдық қатынаудың идеясы үйлердегі кабельді инфраструктураны (орамды мыс сымды жұбы, радиотрансляциялық жүйе, электрөткізгіш сымдар) пайдаланудан тұрады. Интернетке қосылатын үйде трафик концентраторы орнатылады. Транспорт жүйесі қызметінің торабына концентраторды қосу үшін  (PON, FWA, спутник және т.б.) әртүрлі технологиялар қолданылады. Сонымен, ұжымдық қатынау желілері, өзіне ұжымдық қатынау желілерін қосатын гибридті болып табылады.

Кабелді телеарна желілері о бастан коаксилді кабель негізінде таратушы жүйе бойынша теледидарлық трансляцияларды ұйымдастыру үшін арналған және бір бағыт бойынша жасалған.

90-шы жылдардың басында сансыз көп болған телеарна арналары – Hybrid Fiber Coaxial (HFC). Телеарна арналарында гибридті жүйелерінің базасында мультимедиялық қызметке қатынаудың интерактивтік жүйелерінің технологиясын құрудың және енгізудің сәтсіздіктері болды. HFC-жүйелерін бұқаралық тарату DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) стандарты пайда болғаннан кейін басталды.

LAN технологиясы локальды желілердің ресурстарына пайдаланушылардың қатынауын қамтамасыз ету үшін жасалады. Басқа ресурстардың қызметіне пайдаланушылар қатынау үшін (Интернет, корпоративті жүйе және т.б.) LAN транспорттық жүйеге қосуды қамтамасыз ететін, заманауи LAN гибридті технологиямен жасалған және LAN өзіне және жүйеге қосады.

 

3 дәріс. ISDN абонеттік қатынау желісі

 

Дәріс мақсаты: студенттердің ISDN абонеттік қатынау желісін оқып үйренуі.

Мазмұны:

-ISDN  желісінің негізгі түсініктері;

-ISDN желісіндегі DSS1 абонеттік сигнализациясы.

 

ISDN  желісінің негізгі түсініктері.

ISDN  желісі (Integrated Services Digital Network - ISDN) телефонды цифрлық желiсi негiзде жасалынады және цифрлық түрде шеткi құрылғылардың арасындағы ақпарат таратуды қамтамасыз етедi. Бұл ретте  абонентке кең спектрлі дауыстар жеткiзiлiп берiледi (мысалы, жоғары сапалы телефондық байланысы және жоғары жылдамдықты мәліметтер тарату,мәтін жіберу,  видеобейнелердi, видео-байланыс мәтiндерін жіберу және т.б). ISDN қызметтеріне қол жеткiзу стандартталған [3, 4] интерфейстері арқылы жүзеге асады.

Қазіргі таңда ISDN желісінің негізінде таралған абоненттiк желi ресурстарының  екi түрі бар:

  -Базалық   (Basic Rate Interface - BRI)В= 64 кбит/c, D=16 кбит/c-тан тұратын негiзi  2B+D құрылымды, бұл ретте топтық жылдамдығы 144 кбит/с, синхронизациялық арна болған жағдайда линиядағы  берiлiс жылдамдығы 160 кбит/с немесе 192 кбит/с тең;

-Біріншілік (Primary Rate Interface - PRI) В= 64 кбит/c ,D=64 кбит/c-тан тұратын негізі 30В+D құрылымды,бұл ретте синхронды сигналдарды есептеудегі берiлiс жылдамдығы  - 2048 кбит/-шiболады.

ISDN негізгі қатынауы.

ISDN желісінде екі өткізгішті мыс сыммен цифрлық ақпарат беруі 160 кбит/с жылдамдықта (кабель ұзындығы 8 км аспайтын, көлденең қима диаметрі 0,6 мм немесе 4 км аспайтын, көлденең қима диаметрі 0,4 мм ) болатын нормальды шарттарда орындалады. 2B+D құрылымда жұмыс істейтін мыс жұбы (144 кбит/с пайдалы ақпараттан тұратын) синхронизациялы мәліметтерді қолдау (160 кбит/с ортақ ақпараты) Uk0-интерфейс құрамына кіреді. Мыс жұбы қолданушы жақтан (network termination NT ) терминалдық аяқталуды аяқтайды. Терминалдық аяқталу (160 кбит/с) екi өткiзгiштi Uk0-интерфейсін (192 кбит/с) төрт сымды S0-интерфейсіне  ауыстырады; 2B+D торлық аяқталу екі бағыттағы жағдай үшiн айқын. Желiнiң операторы терминалдық аяқталуға станциядан терминалға дейiн қосылуға ғана жауапты болады, ал NT абонентке дейiн бөлiмшеге, абонентке жауап бередi. S0 - интерфейсі негiзгi ISDN станциямен үйреншiктi тiркеуiш арқылы ISDN- жабдықтарының бірігуі мүмкiндігінің  сабақтастығын қарайтын жалғағыш шина (3.1 суретті қара). Кеңселік станция үшін S0-интерфейсі-бұл кеңселiк станциясының (3.2 суретті қара) негiзгi ISDN станциямен сабақтастырылатын нүктесі. S0 шина ұзындығы бiр шақырымнан аспауы керек.

ISDN біріншілік қатынауы.

Негiзгi қатынау тәрiздi, В- алғашқы қатынау арналарында пайдаланады және жеке-жеке ауыстырып қосады, ал (D-арнадық хабарлама) сигналдық ақпарат D-арнасына берiледi.

 

 

3.1 сурет - Жеке қолданушы үшiн негiзгi қатынау

 

 

3.2 сурет - Аз сыйымдылықты УАТС үшiн негiзгi қатынау

 

Бiрақ негiзгi қатынауға қарағанда, D-арнасы сигналдық ақпаратты беру, пакеттi-бағдарланған қолданбалы мәлiметтер кеңселiк станцияда сигналдық ақпараттан және берiлуден В-арналарына бөлiп алуы керек. ИКМ буыны, жұмыс iстейтiн алғашқы қатынау 30В+D, Uk2pm интерфейс деп аталады немесе Uk2m интерфейсі деп аталады. Абонент жақтан линияның аяқталуы жағынан Uk2m интерфейс S2m интерфейске басқа түрге өзгертетiн (NT) терминалдық аяқталу сияқты рәсiмделген. Қашықтығы кеңселiк станциядан NT кеңселiкке дейiн бiр шақырымнан аспауы керек.

Кеңселiк станция ISDN станциясымен қосылып S2рm интерфейсі арқылы ортақ пайдаланылады. Кеңселiк станцияны пайдалануда S0-интерфейсі шина сияқты терминалдық жабдықты (3.3 суреттi қара) қосуы үшiн пайдаланылады.

ISDN желісіндегі DSS1 абоненттік сигнализациясы.

ISDN желiсiнің  абоненттiк бөлiмшесiндегi жүйе сигнализациясы [3, 4] (Еуропалық цифрлық сигнализация жүйесi №1) EDSS1 деп аталады. Негізгі сигнализациялық жүйе базалық және біріншілік жүйеде қолданылады. EDSS1-дiң көмегiмен қосылуды және ажыратуды қамтамасыз етеді, қолданушылар мен абоненттер арасында тапсырыс орындалады, ақпараттар таратылады.

 

 

3.3 сурет - УАТС үшін орта және үлкен көлемді біріншілік желі

 

Қолданушы сигнализация - желi ашық жүйелердің өзара әсерлесуінің үш төменгi деңгейлерi шегiнде орналасады және келесi функцияларды орындайды:

-мәлiметтерді тарату деңгейi (физикалық деңгей, 1 деңгей) синхронизацияланылатын желiні ақпарат таратуды бiр мезгiлде екi бағыттағы арналарына таратуын қамтамасыз етедi және сонымен бiрге пайдаланылатын D – арнасына бiрнеше шеткi құрылғыларын бiр уақытта қатынауын реттейдi;

- D-арнасының қорғаныс деңгейі (деректерді беру звеносының деңгейі, 2 деңгей) 3 деңгей үшiн сигналдық ақпаратты беру қателіктерден қорғайды және тарату пакетін қамтамасыз етеді, D-арнасын және екі бағыттағы желі аралығын қолданушы құрылғысымен қамтамасыз етеді.

- D-арнасының коммутация деңгейi (желілік деңгей, 3 деңгей) тұтынушы – желі аумағында қосылысты ұйымдастырады және басқарады. Осы деңгейде тұтынушы – желі сигнализациясы аяқталады.

1 деңгей негізгі қатынау деңгейінде анықталады (3.1, 3.2, 3.3 суреттерді қара). 1 деңгей S0 және Uk0 интерфейсі бойымен D-арнасына сигнализацияның берілуін басқарусыз сигнализациямен жүзеге асырады.

Қосылудың анықтау рәсiмі  D-арнасының 2 деңгейі үшiн орындаудың жанында пайдаланылатын хаттама (Link Access Procedure on the D channel ) LAPD деп аталады. ISDN хаттаманың құрылымы немесе D-арналық хабарламасының екiншi деңгейі  немесе сигналдық пакет немесе сигналдық бiрлiк болып табылады (3.4 суретті қара).

Flag: Әр сигналдық бiрлiк флагпен басталады және аяқталады, ол сигналдық бірліктің басы мен соңын белгілейді. Флаг- бұл биттердiң тiзбегі: 01111110.

Address – Адрестiк жол екi байттан тұрады. Онда басқарушы сигналдық бiрлiктi алушымен және жiберiлген бiрлiктi хабарлағышпен анықталады.

 

 

7

6

5

4

3

2

1

 

0

1

1

1

1

1

1

0

байт 1 Flag

Address (бірінші байт)

2

Address (екінші байт)

3

Control field

4

5

Information

 

 

FCS

N-2

N-1

0

1

1

1

1

1

1

0

NFlag

 

3.4 сурет – D-арнасына хабарламасының екінші деңгейдегі өлшемі

 

Control field (басқарудың даласы). Басқарудың жолағы D –арнасының хабарлама түрін анықтайды, мүмкiн болған топтық хабарлама немесе сол топқа жауап. Басқару арнасы бір немесе екі байттан тұруы мүмкін. Оның өлшемі көлеміне байланысты болады. Басқару арнасының үш түрі бар: пакет нөмірі жөнінде ақпарат тарату ( І қалып), қадағалау функциясы (S қалып), нөмірленбеген ақпарат және ақпартты басқару (U қалып).

Information ақпараттық арна – пакетте болмауы да (пакет осы жағдайда үшiншi деңгейдiң ақпаратын алып жүрмейдi, ал мәлiметтерлердi беру буынын басқару үшiн екiншi деңгей пайдаланады), егер ол болған жағдайда басқару звеносының артында орналасады. Ақпараттық арнаның өлшемі 260 байтқа мүмкiн жету.

FCS (биттердің тексеру комбинация арнасы). Берілу кезінде желідегі пакеттер бірінші деңгейде бөгеуілдермен бұрмалануы мүмкін, олардың әрқайсыларында (Frame Check Sequence field) бақылау арнасының биттері қатысады, ол 16 тексеру биттерi және қателердi тексеру үшiн қабылданатын пакеттен тұрады. Егер тексеру биттерiнiң терiс тiзбегiмен қабылданған  пакет болса, онда оны лақтырып тастайды.

3-шi деңгей анықтауға жауап бередi және қосылуды басқарады. Ол екінші деңгейдегі хабарламаны жіберуге дайындайды, дайындалған ақпарат D-арнасының ақпараттық жолына орналастырылады. Үшінші деңгейдегі хабарлама - бұл ақпарат, қолланушы терминалы мен станция аралығында берілетін хабарлама. Үшінші деңгей коммутация режімінде шақыруларды басқару үшін қолданылады. Сонымен бірге D-арнасындағы пакеттер коммутациясы режіміндегі шақыруларды жүзеге асыру үшін ISDN пайдалануға рұқсат етілген.

 

4 дәріс. xDSL технологиялары

 

Дәріс мақсаты: студенттерге xDSL технологиясын оқыту.

Мазмұны:

-xDSL технологиясының негізгі түсініктері;

-ADSL технологиясы.

 

xDSL технологиясының негізгі түсініктері.

хDSL - (digital subscriber line, ағылшынша абоненттік цифрлық линиялар) тиiмдi сызықты кодтардың ортақ пайдалануы арқылы телефон желiсiнің абоненттiк линиясының  өткiзгiштiк қабiлетін едәуір жоғарылатуға болатын және микроэлектрониканың қазiргi жетiстiктерiнің негiзінде сызықты бұрмалауларын түзетудiң адапттивтi әдiстерi мен сигналдық цифрларға өңдеуiнiң технологиялық жиынтығы.

ISDN цифрлы абонентінің альтернативті аяқталуына байланысты 90- жылдардың ортасында хDSL технологиясы пайда болды.

хDSL аббревиатурасында «х» символы нақты технологияның атауында символдың бiрiншi белгiсі үшiн пайдаланады, ал DSL цифрлық абоненттік линияны білдіреді (Digital Subscriber Line - цифрлық абоненттiк линия; бұл атаудың басқа да нұсқасы бар - Digital Subscriber Loop - цифрлық абоненттiк шлейф).

хDSL технологиясы жылдам ақпарат таратуды қамтамасыз етеді, едәуiр үлкен жылдамдықта, тiптi жақсы аналогты және цифрлық модемдерге рұқсат етіледі. Бұл технология абоненттер үшін де, провайдерлер үшін де дыбыстың берілуін қамтамасыз етеді, жоғары жылдамдықты ақпараттар мен видео сигналдарды таратуды реттейді.

хDSL технологиялары мәлiметтердi және дауысты жоғары жылдамдықпен бір ғана мыс сыммен беруді қамтамасыз етеді. хDSL технологиясының түрлері модуляцияның пайдаланатын формасы және ақпарат тарату жылдамдығына байланысты бөлінеді.

хDSL технологиясын былай бөлуге болады:

 - симметриялы;

 - асимметриялы.

ADSL технологиясы.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметриялық цифрлық абоненттiк линия) –модемдік технология, өткізу жолағы қатынау арнасы арасындағы кіріс және шығыс трафиктері ассимметриялы болып келеді. Көптеген қолданушылардың кіріс трафигінің көлемі шығыс трафигінің көлемі көп болатындықтан, шығыс трафигінің жылдамдығы төмен болып келеді [3.5].

ADSL технологиясы арқылы мәліметтерді тарату аналогтық телефондық линияның көмегімен абоненттік құрылғы - ADSL модем және қатынау мультиплексері арқылы жүзеге асады, бұл құрылғылар тұтынушының телефондық линиясы қосылған АТС-те орналасады, ал DSLAM сол АТС-тің жабдығына дейін қосылады. Нәтижесінде олардың арасындағы арнаның телефон желіге қойылатын шектеулерге қатысы болмайды. DSLAM DSL-дің көптеген абоненттік линияларын бір жоғары жылдамдықты магистралды желіге мультиплексирлейді.

ADSL қосу құрылымдық сұлбасы  4.1 суретте келтірілген.

 

 

4.1 сурет –ADSL  қосылуының құрылымдық сұлбасы

 

Олар АТМ желісіне PVC арналары (тұрақты виртуалды арна - Permanent Virtual Circuit) және Internet қызметтері, тағы басқа желілер қосыла алады.

Айта кететін жағдай, кәдiмгi dial-up-модеміне қарағанда екi ADSL-  модемдері бiр-бiрiмен бiрiге алмайтынын байқауға болады.

ADSL технологиясы DSL нұсқасын ұсынады, арнаның қол жетімді өткізу жолағындағы кіріс және шығыс трафиктері симметриялы емес - көптеген қолданушыларға кіріс трафик шығысқа қарағанда маңызды, сондықтан өткізу жолағының бір бөлігі (ережеге бағынбайтын пиринговтік желілер, видеоқоңыраулар мен электрондық почта және шығыс трафиктiң жылдамдығы мен көлемі маңызды болады) толық қамтулы. Кәдiмгi телефон линиясы 0,3...3,4 кГц жиiлiктер аралығында дауыстың берілуi үшiн пайдаланады. ADSL жиіліктер диапазонындағы төменгi шекарасы 26 кГц деңгейінде орналасады. Жоғарғы шегi,  ақпарат тарату жылдамдығына және телефондық кабельдiң мүмкiндiктерiне байланысты 1,1 МГцтi құрайды. Бұл өткiзу жолағы екi бөлiкте бөлiнедi – жиілігі 26 кГц –тен 138 кГц –ке дейін мәлiметтердi шығатын ағыннан, ал жиіліктері 26 кГц-тен 1,1 МГц –ке дейін кіріс ағынынан тұрады. Бұл диапазонда өшу коэффициенті жиілікке тәуелді болмайды.

Бұл жиілік телефонмен сойлесуді қамтамасыз ете отырып, ақпаратты үзбей алмастыруға көмектеседі. Әрине мүмкін жағдай, ADSL модемі жоғары жиілікті сигналды қазіргі телефонның электроникасына кері әсер етедi немесе өз схемотехникасының ерекшелiктерiнде телефондық линия бойымен бөтен жоғары жиілікті бөгеуілдерін қабылдайды немесе жиіліктер аумағында АЖС өзгертеді. Абоненттiң пәтерiнде телефон желiсiнде бұған күрес үшiн тiкелей (жиiлiк бөлгiш, Splitter ағылшынша) аласа жиiлiктердiң ғана төмен жиiлiктi құрайтын сигналын кәдiмгi телефонға өткiзетiн сүзгiсi бекiтiледi және телефондардың линияға жоятын әсерi болып табылады. Мұндай сүзгiлер қосымша қоректі қажет етпейді, сондықтан сөйлесу арнасы айырылған электр желiсi күйiнде және ADSL жабдықтарының ақаулығы болған жағдайда жұмыс атқарады.

Абонентке тарату 8 мбит/с дейiн жылдамдықта жүргiзіледі, дегенмен мұндай жылдамдық стандартта белгіленбеген, бiр жағынан (VDSL ) 25 мбит/с дейiн мәлiметтер жылдамдықпен беріле алады. ADSL көмекшi мәлiметiне жүйелік кадрда қызметтiк биттердiң саны 5, 12 % -тен 25%-ке дейiн өзгереді, ADSL2  25% ортақ жылдамдықта болады. Линия  ең жоғарғы жылдамдық факторлары сызықтың ұзындығы, қима және кабель меншiктi кедергi қатарға бағынышты болады.

ADSL мәлiметтерді тарату оралған жұппен дуплекстi түрде берiледi. Сол үшiн, берiлетiн және қабылданатын мәліметтер ағынын бөлу үшін екі әдіс қолданылады: (Frequency Division Multiplexing, FDM) арналарды жиiлiктік бөлу және (Echo Cancelation, EC) жаңғырық компенсациясы.

ADSL-модемі кәдімгі модемдерде қолданылатын цифрлық сигналдық процессордың (ЦТЖ немесе DSP) негізінде жасалған (4.2 суретті қара).

ADSL стандарттары:

- ITU G.992.3 - (G.DMT.bis немесе ADSL2 арқылы таныс) ITU (халықаралық электр байланыс одағы) стандарты, ADSL технологиясының негізгі мүмкіндіктерін деректерді берудің төменде келтірілген жылдамдықтарына дейін кеңейтед:

1) абонентке бағыт бойымен - (құрылғы ADSL2 бәрi 8 мбит/c дейiн жылдамдықты қолдайды) 12 мбит/c дейiн;

2) 3, 5 мбит/с абонентке дейiн бағыт бойымен (құрылғы ADSL2 бәрi 800 кбит/с дейiн жылдамдық қолдануы керек).

Нақты жылдамдық линияның сапасына байланысты  өзгереді.

 - ITU G.992.4 (G.lite.bis) - ADSL2 технологиясы үшiн сплиттер қолданылмайтын стандарт. Жылдамдық абонентке бағытталғанға дейiн 1,536 Мбит/с құрайды және керi жаққа 512 кбит/с болады.

4.2 сурет –ADSL-модемінің беріліс түйінің құрылымдық сұлбасы

 

- ITU G.992.5 (ADSL2+, ADSL2Plus немесе G.DMT.bis.plus) - ITU (халықаралық электр байланыс одағы ) стандарты, ADSL негiзгi технологиясының мүмкiндiгі, мәлiметтердi төменде көрсетiлген берiлiс жылдамдықтарына дейiн кiрушi сигналының биттерiнiң санын екi есе өсiре отырып жұмыс істейді:

1 ) абонентке бағыт бойымен - 24 Мбит/с дейiн;

 2 ) абоненттен  бағыт бойымен 1, 4 Мбит/с .

Нақты жылдамдық линияның сапасына байланысты өзгереді және DSLAM клиенттің үйіне дейiн қашықтықта болады. Оралған жұптар үшін жылдамдықты стандарттар, жылдамдық линияның пайдалануында әлдеқайда төмен болуы мүмкін.

ADSL2+ де ADSL2 қарағанда 12 Мбит/с алдыңғы стандартты кiрушi ағынның мәлiметтерінің берiлiс жылдамдығы 24 Мбит/с көбеюге әкелiп соғады, 2.2 МГц-ке ADSL2 1.1 МГц-тен 2.2МГц-ге дейiн жиiлiктер ауқымы екi есе өседi (4.3 суреттi қара).

 

 

4.3 сурет - Жиiлiктер ауқымы

5 дәріс. Сымсыз WiMAX технологиясы

 

Дәріс мақсаты: студенттердің WiMAX технологиясын оқып білуі.

Мазмұны:

-        WiMAX – тың негізгі түсініктері, WiMAX IEEE 802.16 желілерінің архитектурасы;

-        WiMAX режімдері.

 

WiMAX – тың негізгі түсініктері. WiMAX IEEE 802.16 желілерінің архитектурасы.

WiMAX -IЕЕЕ 802.16 стандарттарынан тұрады – бұл алыс қашықтықта жылдамдығы 75 Мбит/с дейін жететін екіжақты Ғаламторға қол жеткізуді және QoS қамтамасыз ететін радиотехнология.

WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access, IEEE институтымен стандартталған, DSL линиясын және үлкен қашықтықтарға «соңғы миля (последняя миля)» мәселесін шешуге арналған баламалы шешім ретінде қолданылатын кабель технологияларын толықтыратын, кеңжолақты сымсыз байланыстың технологиясы. WiMAX технологиясын «соңғы миля» байланысын жүзеге асыру, сымсыз қатынау нүктелерін дамыту, компания филиалдарының арасында жоғары жылдамдықты байланысты ұйымдастыру үшін қолданады.

Базалық станция (НС, BS — Base Station) ғимаратта немесе мұнараларда орнатылады. Ол абонеттік станциялармен (АС, SS Subscriber Station) нүкте – мультинүкте (Point to Multipoint PMP) тәсілі бойынша байланысады. Кез келген тұтынушылар өзара тура байланыс жасай алмаған кезде, торлы байланыс режімі (Mesh — торлар байланысы ―нүкте – нүкте — PTP) орындалуы мүмкін, әдетте мұндай кезде антенналық жүйелер бағытталмаған болады. БС негізгі желімен байланысты және басқа станцияларға қарай радионарнады қамтамасыз етіледі. БС әсер ету радиусы 30 км-ге дейін (тура көрінетін кезде), ал желінің типті радиусы 6-8 км-ге дейін жетеді. АС радиотерминал немесе локальдік трафикті ұйымдастыратын қайталағыш бола алады. Трафик тұтынушыға жетер алдында, бірнеше қайталағыштан өтуі мүмкін. Бұл жағдайда антенналар бағытталған.

Байланыс арнаы екі тарату бағыттарынан тұрады: uplink (АС – БС, восходящий) және downlink (БС – АС, нисходящий). Бұл екі арна жиіліктік дуплекс кезінде жабылмайтын әртүрлі жиілік диапазонын және уақыт дуплексінде әртүрлі уақыт интервалын пайдаланады.

Зәулім ғимараттарда және мұнараларда орналасатын БС мен тұтынушылық қабылдау-тарату жиынтығы, WiMAX желілерінің архитектурасын ұсынудың ең қарапайым тәсілі болып табылады (5.1 суретті қара).

БС мен АС арасындағы мәлімет алмасу радиожелісі 2 ден 11 ГГц-ке дейінгі аса жоғары жиілікте жұмыс жасайды. Мұндай желі идеалды жағдайда ақпарат тарату жылдамдығын 75 Мбит/с-ке дейін қамтамасыз ете алады және БС тұтынушыға тура көрінетін қашықтықта болуын талап етпейді.

 

5.1 сурет – WiMAX желісінің құрылымдық суреті

 

Бір-біріне тура көрінетін аймақта орналасса, көршілес БС-лар арасында байланыс орнату үшін 10-нан 66-ГГц-ке дейінгі жиілік диапазоны қолданылады. Қалалық ортада бұл шарт орындалмайтын болуы мүмкін, сондықтан БС арасындағы байланысты кабель жүргізу арқылы ұйымдастырады.

Толығырақ қарастырғанда WiMAX желісін сымсыз және негізгі сегменттердің жиынтығы ретінде сипаттауға болады. Біріншісі IEEE 802.16 стандартымен сипатталады, екіншісі WiMAX Forum спефицикациясымен анықталады. Абоненттік радиожеліге жатпайтын аспектілердің барлығын базалық сегмент бірлестіреді, яғни базалық станциялардың бір-бірімен байланысын, локальдік желілермен байланысын (соның ішінде ғаламтормен) және т.б. Базалық сегмент IP-хаттамасы және IEEE 802.3-2005(Ethernet) стандартына негізделеді. Бірақ сымсыз тұтынушылық желіге жатпайтын архитектураның сипаттамасы, "Network Architecture" атауымен біріктірілген, WiMAX Forum құжаттарында сақталатын бөлігінде.

Бұл ерекше нұсқамада WiMAX желілеріне, архитектураның функциядан және IP-желінің транспорттық құрылымынан тәуелсіздігі сияқты талаптар қойылады. Сонымен бірге IP-хаттамасын(SMS over IP, MMS, WAP және т.б.) қолданылуға негізделген қызметтер, VoIP-ға негізделген ұялы телефония және мультимедиалық қызметтер қамтамасыз етілуі керек. Архитектураның IPv4 и IPv6 хаттамаларымен жұмыс істей алуы міндетті шарт болып табылады. WiMAX желілері оңай масштабталатын, икемді өзгертілетін және декомпозиция қағидаларына негізделген (стандартты интерфейс арқылы бірлестірілген, стандартты логикалық модульдердің негізінде құрылған) болуы керек. Масштабталу мен икемділік қасиетін, абоненттердің орналасу тығыздығы, қамту аймағының географиялық созылымы, жиілік диапазоны, желінің топологиясы, абоненттердің мобильділігі сияқты пайдалану сипаттамалары бойынша қамтамасыздандырылады. WiMAX желілері басқа сымсыз (3GPP, 3GPP2) немесе сымды (DSL) желілермен өзара жұмыс жасай алуы тиіс. QoS қызметін сапасының әртүрлі деңгейін қамтамасыз ету де өте маңызды.

WiMAX режімдері.

802.16e стандарты қазіргі таңда келесі режімдерді ұсынады:

–FixedWiMAX–бекітілген қатынау.

–NomadicWiMAX– сеанстық қатынау.

–PortableWiMAX– көшу режіміндегі қатынау.

–MobileWiMAX– мобильді қатынау.

FixedWiMAX. Бекітілген қатынау кеңжолақты сымды технологиялардың (xDSL, T1 және т.б.) баламасы болып табылады. Стандарт 10–66 ГГц жиілік диапазонын пайдаланады. Бұл жиілік диапазоны қысқа толқындарының үлкен өшуінен сигналды таратушы мен  қабылдаушының арасындағы тура көріністі талап етеді (5.2 суретті қара).

Бірақ бұл жиілік диапазоны радиобайланыстың негізгі қиыншылықтарының бірі – сигналдың көпсәулелі тарауын болдырмауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл жиілік диапазонында байланыс арнаының ені айтарлықтай кең (25 немесе 28 МГц), бұл тарату жылдамдығын 120 Мбит/с-ке дейін жеткізуге мүмкіндік береді. Бекітілген қатынау 802.16d–2004 стандартының нұсқасына еніп, бірқатар елдерде қолданылады. Бірақ FixedWiMAX қызметін ұсынатын көптеген компаниялар ықшам, одан әрі мобильді WiMAX–қа көшуді күтуде.

 

5.2 сурет – Fixed WiMAX

 

Nomadic WiMAX. Сеанстық(көшпелі) қатынау FixedWiMAX–қа сессия ұғымын қосты. Сессиялардың болуы тұтынушының құрал-жабдықтарын сессиялар арасында оңай көшіруге және алдыңғы сессия кезінде пайдаланғанға қарағанда, басқа WiMAX мұнараларымен байланысты қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Бұл режим ноутбук, қалталы ПК сияқты ықшам құрылғыларға арналған. Сессияларды енгізу сонымен қатар тұтынушы құрылғысының қуатын шығындауды азайтады. Бұл ықшам құрылғылар үшін өте маңызды.

PortableWiMAX. PortableWiMAX режімі үшін тұтынушыны бір WiMAX базалық станциясынан  басқасына,  байланысты жоғалтпай, автоматты түрде көшіру мүмкіндігі қосылған. Бірақ бұл режім үшін тұтынушы құрылғысының қозғалу жылдамдығы әлі де шектеулі (40 км/сағ). Дегенмен, тұтынушы құрылғысын мұндай түрде де жолда (жылдамдық шектелген қаланың тұрғын аудандарында жүретін көлікте, велосипедпен немесе жаяу жүргенде) қолдануға болады. Мұндай режімнің енгізілуі WiMAX технологиясын смартфон және қалталы ПК үшін қолдануды орынды етті (5.3 суретті қара).

 

 

5.3 сурет - Смартфон және қалталы ПК үшін WiMАХ технологиясы

 

MobileWiMAX. Бұл режім стандартында жасалып, тұтынушы құрылғысының қозғалу жылдамдығын 120 км/сағ-қа дейін ұлғайтуға мүмкіндік берді. Бұл режімнің негізгі артықшылықтары:

– өзінің бөгеуілдеріне және сигналдың көпсәулелі таралуына тұрақтылығы;

– арнадың масштабталатын өту қабілеті;

– ассиметриялық трафикті тиімді өңдеуге мүмкіндік беретін, арнадар арасында сессияларды эстафеталық таратудың есебінен, қиын антенналық жүйелерді басқаруды жеңілдететін TimeDivisionDuplex (TDD) технологиясы;

– тұтынушы құрылғысының кенеттен қозғалу бағытын ауыстыруы кезінде тұрақты байланысты сақтауға мүмкіндік беретін Hybrid–AutomaticRepeatRequest (H–ARQ) технологиясы;

- бөлінетін жиіліктерді үлестіру және жылдам жүктеу кезінде субарнады пайдалану, тұтынушының құрылғысының күшін есепке алғанда, мәліметтерді таратуды тиімді етуге мүмкіндік береді;

– энергияны үнемдеуді басқару, күту режімінде немесе бос тұрған ықшам құрылғылардың байланысын қамтамасыз етуге кеткен қуатты үнемдейді;

– тұтынушыны арнадан арнаға ауыстыруды 50 мс-ке және одан да аз уақытқа қысқартатын Network – OptimizedHardHandoff (HHO) технологиясы.

 

6 дәріс. V5 хаттамасы

 

Дәріс мақсаты: студенттердің V 5 хаттамасын оқып білуі.

Мазмұны:

-        негізгі түсініктер;

-        V5 моделі: қызметтері және қолдану порттары;

-        хаттамалар және өткізу қабілеті.

 

Негізгі түсініктер.

АТС пен қатынау желісінің арасындағы V5 хаттамасын жасау ETSI мен 1991 ж. басталды, алғашқы V5 айрықшаландырулары 1993 ж. шығарылды, ал 1995 ж. ITU-T V5.1 және V5.2 ұсыныстарын бекітті. Абоненттік қатынаудың әртүрлі түрімен жұмыс істей алатын әмбабап V5 интерфейстің орны I.411 ұсынысына байланысты, цифрлық қатынау линиясы мен цифрлық аяқталу арасында орналасқан V тірек нүктесінде анықталған.

V5.1 интерфейсі АТС-қа 2048 Кбит/с цифрлық тракты бойынша 30  дейінгі аналогтік абоненттік линияларды немесе В-арналарын шоғырландырусыз қосуға мүмкіндік береді. Сигнализация ортақ арна арқылы жүзеге асады.

V5.2 интерфейсі 2048 Кбит/с трактты 16-ға дейінгі  топқа бағытталған және коэффициенті мысалға, 8 болатын шоғырлануды жасай алады. Әр трактта бірнеше сигнализация арнасы қарастырылуы мүмкін.

V5 моделі: қызметтері және қолдану порттары.

V5 интерфейсі қатынау желісі (AN — access network) мен ақырғы АТС арасында орналасқан (6.1 суретті қара).

Интерфейс арқылы қолданбалы, сигналды, қызметтік ақпаратты көшіру үшін онда 2048 Кбит/с ақпараттық тарату жүйелері (ендігәрі 2048 Кбит/с тракты делінеді) бар.

Арналар осы қатынау желісіне кіретін және осы желіден тыс соңғы АТС және тұтынушылар арасындағы порттарды байланыспен қамтамасыз етеді. V5 интерфейсімен байланысқан тұтынушылар порттары әртүрлі қызметтерді қолдайды, сондай-ақ бір физикалық порт әртүрлі қызметтерді қолдауға мүмкіндігі бар. V5 интерфейсімен байланысқан тұтынушы порттары қолдайтын төрт ортақ қызмет түрі бар, бірақ бір уақытта үш қызмет түрін қолдануға болады.

Алғашқы екі түрі кезекті телефондық шақыру немесе ISDN шақыруы түскенде АТС-пен байланыс орнатылған кезде болатын сұраныс (on-demand services) қызметіне тиесілі.

 

 

6.1 сурет - V5 интерфейсі арқылы қатынаудың функционалды моделі

 

Телефондық шақыру нөмірі декадалық терілетін аппараты бар немесе қолданылатын немесе қолданылмайтын қосалқы қызметті DTMF-і бар ЖҚТф абонентімен бастамашылық етілуі мүмкін. Телефондық шақыру сонымен қатар, ЖҚТф-ға қосылатын кішкене АТС-пен бастамашылық етілуі мүмкін. Ол да нөмерді декадтық теру құралдарымен және қолданылатын немесе қолданылмайтын қосалқы қызметті DTMF-пен жабдықталған.

ISDN шақыруы қатынау желісінің элементі болып табылатын NT желілік аяқталуынан немесе G.960 және G.961 ұсыныстарына сәйкес келетін басқа элементтерден түсуі мүмкін. Сонымен қатар В-арналарын және қандай да бір қосымша қызметтерін қолдануға, пакетті мәліметтерді В- және D-арналарында таратуға ешқандай шектеулер қойылмайды.

Басқа екі қызмет типі – бұл кездегі, жалдамалы линияның қызметтері. Бұл әр шақыруға байланыс бөлек орнатылмай  желі конфигурациясының басқару құралдарымен қойылатын кезде болады.

Бұл екі қызмет типінің біріншісі – тұрақты (бекітілген) жалдамалы линияның (permanent leased line) қызметтері. Бұл қызмет АТС-тен және V5 интерфейсінен тәуелсіз жалдамалы линиялардың желісімен жүзеге асады.

Жалдамалы линия қызметінің екінші типі – жартылай тұрақты жалдамалы линия (semi-permanent leased line) қызметтері. Бұл кезде жүктеме АТС арқылы маршрутталады. V5 интерфейсі жартылай тұрақты жалдамалы линияны ұйымдастыру үшін ISDN базалық қатынаудың бір немесе екі В-арнаcын, бөлінген сигнализация арнасы жоқ аналогтық немесе цифрлық линияны қолдануға мүмкіндік береді.

V5 интерфейсімен байланысқан немесе сұраныс бойынша қызмет көрсетуді қамтамасыз ететін қолданбалы порттар ЖҚТф қолданбалы порттары және ISDN қолданбалы порттары деп бөлінеді. Соңғысы сонымен қатар жалдамалы линия қызметтерін қамтамасыз ете алады.

V5 интерфейсімен байланысқан және сұраныс бойынша қызметтерді қамтамасыз етпейтін жалдамалы порттар болып жіктелінеді. Олар не жартылай тұрақты жалдамалы линия қызметін, не жартылай тұрақты және тұрақты жалдамалы линия қызметтерінің комбинациясын қамтамасыз ете алуы керек. Себебі, бекітілген жалдамалы линия қызметін қамтамасыз ететін жалдамалы порт станцияға V5 интерфейсі арқылы мүлде қосылмайды. V5 интерфейсінде бір атқаратын арнады талап ететін жалдамалы порттарға ЖҚТф порттарына секілді қызмет көрсетіледі. Бірден көп атқаратын арнаны талап ететін жалдамалы порттарға ISDN порттарына секілді қызмет көрсетіледі. V5.1 интерфейсі бір 2048 кбит/с трактынан тұрады. V5.2 интерфейсі мұндай бірнеше тракттан тұрады (16-ға дейін). V5.1 интерфейсінің қызметтерімен қоса, V5.2 интерфейсі жүктеме концентрациясын және арна аралығының динамикалық тағайындауын қарастырады. Екі интерфейстің 2048 кбит/с тракттары 32 арна аралығына бөлінген. Бұл кезде КИО циклдық синхронизация үшін қолданылады. Бір V5.1 интерфейсі 30 ЖҚТф портын (немесе ISDN базалық қатынауының 15 портын) жұмыс істете алады. Бұл уақытта, V5.2 интерфейсі ЖҚТф 2000 портын (ISDN базалық қатынауының 1000 портын). Екі жағдайда ЖҚТф порттары және ISDN порттары V5 интерфейсінің бір трактын пайдалана алады.

 

6.1 кесте - V5.1 и V5.2 интерфейстерінің сипаттамалары

V 5.1

V 5.2

АТС-ке бір Е1 трактын (30 В-арнаы) қосуға мүмкіндік береді

АТС-ке 16-ға дейін 2048 Кбит/с

тракттар тобын қосуға мүмкіндік береді

Абоненттік линиялардың жүктеме концентрациясы қызметі жоқ. Е1 трактының арна аралығы мен тұтынушы терминалдары арасындағы тура үйлесім.

Абоненттік линиялардың жүктеме концентрациясы қызметі бар. Арна аралықтың динамикалық тағайындалуы

Алғашқы ISDN қатынауын жұмыс істете алмайды

Алғашқы ISDN қатынауын жұмыс істете алады

Интерфейс трактынан бас тартқанда резервтеу функциясын қамтамасыз етпейді

Тракттан бас тартқанда резервтілеуді басқа интерфейс трактына ауысу арқылы қамтамасыз етеді (Protection protocol)

-

Интерфейс тракттарын басқару (Link Control protocol)

Сигнализация интерфейс трактындағы ортақ арна арқылы жүзеге асады

Әр қатынау (2048 Кбит/с) үшін бірнеше сигнализация арнасы қарастырылған

Хаттамалар және өткізу қабілеті.

V5 интерфейсі әртүрлі хаттамалардың қосындысы әрекет етеді. Бұл - ISDN базалық байланысты басқарудың хаттамасы, ЖҚТф байланыстарын басқару хаттамасы және қызмет хаттамалары (басқару, интерфейс тракттарын басқару, атқаратын арнадар мен қорғаныстың тағайындалуы). ЖҚТф хаттамасы және басқару хаттамасы екі V5.1 және V5.2 интерфейсінде, ал басқа қызмет хаттамалары V5.2 интерфейсінде ғана әрекет етеді.

Q.921 ұсынысында ISDN үшін D-арнаы бойынша таратылатын әртүрлі V5 интерфейсінің 2-ші деңгейінінің мекен-жайына сәйкес келетін үш мәлімет типі қарастырылған. ISDN қолданбалы порттарының D-арнаының ақпараты: байланысты басқарудың сигналды ақпаратынан (s-тип), тұтынушыдан тұтынушыға кадрларды трансляциялау мәліметінен (f-тип) және тұтынушыдан тұтынушыға таратылатын пакеттік мәліметтерден (р-тип) тұрады. р- және f-типтерінің мәліметтері әдетте пакет коммутаторына және кадр трансляциясына маршрутталады.

Жоғарыда айтылған хаттамалардың әрқайсысының орындалуы V5 интерфейсі арқылы сәйкес келетін мәліметтерді таратумен бірге жүреді. Қорыта келгенде, V5.2 интерфейс арқылы таратылатын мәліметтер:

-      р-типті — ISDN D-арнаының мәліметтері SAPI мен==16;

-      f-типті — ISDN D-арнаының мәліметтері SAPI мен==32-64;

-      Ds-типті — ISDN D-арнаының сигналды ақпараты (SAPI жоғарыда айтылғандардың ешқайсысына тең емес);

-      ЖҚТф сигналды ақпарат;

-      қызмет басқару хаттамасының ақпараты;

-      қызмет тракттарды басқару хаттамасының ақпараты;

-      атқаратын арнадың тағайындалуының қызмет хаттамасының ақпараты (ВСС-хаттамасы);

-      резервтеу қызмет хаттамасының ақпараты.

Бір типті мәлімет тарату үшін V5 интерфейсінде бөлінетін ресурс С-жолы деп аталады. Бұл топта басқа С-жолдардан таратылатын мәліметтер типімен ерекшеленетін және олардың арасында резервтеу хаттамасының ақпаратын тарататын С-жол болмайтын, бір немесе бірнеше С-жолдан тұратын топ логикалық С-арнады құрады. V5 интерфейсінің трактындағы логикалық С-арнасын таратуға арналған 64 кбит/с арна физикалық С-арнасы деп аталады.

Қызмет хаттамасының басқару ақпаратын таратуға арналған С-жолдар, В-арнадарының тағайындалуы, тракттарды басқару және резервтеу әрқашан бірінші тракттың 16 арна аралығында орналасу керек. ISDN қолданбалы порттарың р-, f-және Ds-типті мәліметтер таратылатын С-жолдар бір логикалық С-арнаында орналаса алады немесе тарату үшін әртүрлі С-арналарда бөлінуі мүмкін. Осы ретте бір қолданбалы порттың р-, f- және Ds-типті мәліметтері әртүрлі логикалық С-арнадарда таратылмауы керек. Әр ISDN қолданбалы порты үш типтің әрқайсысының мәліметі үшін әрқашан бір V5 арна аралығын пайдаланады, бірақ әртүрлі типтер үшін әртүрлі V5 арна аралықтарын пайдалануы мүмкін. Бір типтің мәліметі үшін әртүрлі ISDN қолданбалы порттары әртүрлі С-жолдарын әртүрлі V5 арна аралықтарында пайдалана алады. ЖҚТф байланыстарын басқаратын хаттама да бір арна аралығын пайдаланады, бірақ ол да, ISDN D-арнаының мәліметтері бар С-жолдар да қызмет хаттамалары ресурсты ұлғайту үшін қолданатын арна аралығын ала алмайды. Ол ресурс базалық станцияны басқару хаттамасына қолданбалы порттар саны немесе ISDN D-арнасының жүктемесі өскенде қажет болады.

V5.1 интерфейсінде сәйкес келетін, басқа хаттамалармен немесе ISDN-нің С-жолдарының басқа типтерімен бөлінетін немесе бөлінбейтін жеке арна аралығы бар, ISDN сигнализация мәліметтеріне арналған бір ғана С-жол (Cs-жол) бар. Мұндай жол, үш арна аралығына дейін қолданатын, ISDN-нің Ср-жолдары (пакеттік мәлімет) және ISDN-нің Cf-жолдары (кадрларды трансляциялау) болуы мүмкін.

V5.2 интерфейсінде қызмет басқару хаттамасы қолданған арна аралығын қолданатын басқа да қызмет хаттамалары әрекет етеді. V5.2 интерфейсінде, қатынау желісі мен ақырғы станция арасында сигналдық ақпарат пен қызмет хаттамаларының мәліметтері таратылып отыратын, логикалық С-арнасын резервтеу мүмкіндігі қарастырылған.

V5.2 интерфейсінде тракттарды басқару хаттамасында тракты идентификацилау, блоктау немесе блокты шешуге мүмкіндік береді. Тракттарды блоктау және блокты шешу интерфейстегі жүктеме легіне қалыпты қызмет көрсетуді қамтамасыз ету және оның жүктемесі өскен сайын өткізу қабілетін өсіру үшін арналған.

Атқаратын арнаның тағайындалу хаттамасы (ВСС — bearer channel connection), қолданбалы порттар мен АТС арасында ақпаратты 64 кбит/с жылдамдықпен тарату үшін қолданылатын V5 интерфейсінің атқаратын арна аралығымен жұмыс жасайды. Бұл арна аралықтары, қолданбалы портқа қатынау желісінде, станцияда белгілі бір қолданбалы порт үшін қандай арна аралығы пайдаланатынын білетіндей етіп тағайындалады. V5.1 интерфейсінде статикалық, шақырудан шақыруға қарай өзгермейтін атқаратын арна аралығының тағайындалуы қарастырылады; ол қызмет басқару хаттамасының мүмкіншіліктерімен өзгертілуі мүмкін. V5.2 интерфейсінде қолданбалы порттар үшін атқаратын арнадың тағайындалуы – динамикалық, әр шақыру үшін өндіріледі. Қолданбалы порттардың атқаратын арнаы V5.2 интерфейсінің атқаратын арна аралығының бейнеленуі ВСС хаттамасымен қамтамасыз етіледі. V5.2 интерфейсінде атқаратын арна аралығының динамикалық тағайындалуы да ақпараттық жүктеменің концентрациясын қамтамасыз етеді. Әдетте 8 концентрация коэффициенті қолданылатынын санағанда 16 тракты бар бір V5.2 интерфейсімен 4000 ЖҚТф портты қатынау желісіне қызмет көрсетуге болады. Бір V5.1 интерфейсі тек қана 30 ЖҚТф портын жұмыс істете алады. Себебі аз дегенде тракттың бір арна аралығы сигнализация, тағы біреуі – циклдық синхронизация үшін қажет.

 

 

7 дәріс.  Оптикалық қатынау технологиялары

 

Дәрістің мақсаты: студенттерді оптикалық қатынау технологияларымен таныстыру.

Мазмұны:

- оптикалық қатынау технологиясының негізгі ұғымдары;

- оптикалық қатынау технологиясының топологиясы.

 

Қызмет атқарудың көптеген көлемі пайдаланушылармен оптикалық технологияның қатынауымен көмек көрсететін  OAN (Optical Access Networks) – белсенді (FTTH, FTTB. FTTC, FTTCab жәнет.б.) немесе пассивті PON (Passive Optical Networks). Жаратылысы және рұқсат қатынауының ең жаңа технологиясының өрлеуімен, және дербес жағдайдың оптикалық технологиясымен, FSAN (Full Service Access Network) халықаралық консорциумен айналысады.

FTTx технологиясы - х оптикасына дейін (Fiber- То- The- х, FTTx) –оптикалық талшықпен кең спектрде мультисервистік қызмет атқару.

FTTx үлгілері:

-FTTA(Fiber Apartment to the) – пәтерге дейін оптикалық талшық;

-FTTB(Fiber Building to the) –ғимаратқа дейінгі оптикалық талшық;

-FTTC(Fiber Curb to the) –бөлгіш шкафқа дейінгі оптикалық талшық.;

-FTTCab(Fiber Cabinet to the) –телефондық аппаратқа дейінгі оптикалық талшық;

-FTTE(Fiber Exchange to the) - пайдаланушыға ең жақын орналасқан коммутаторға дейінгі оптикалық талшық;

-FTTH(Fiber Home to the) –үйге дейінгі оптикалық талшық;

-FTTMdu(Fiber MultiDwelling Unit to the) - шығырға/тұрғын үйге дейінгі оптикалық талшық;

-FTTN(Fiber Node to the) - түйіншекке дейінгі оптикалық талшық;

-FTTO(Fiber To The Office) - ОВ кабельден тұтынушының кеңсесіне дейін ;

-FTTOpt (Fiber To The Optimum) - ОК кабельден әлдебір үйлесімді, бір көзқарастан операторға және/немесе пайдаланушыға, нүктеге дейін;

-FTTP (Fiber Premises to the) - ОВ кабельден тұтынушының кеңсесіне дейін;

-FTTR (Fiber Remote Office to the) - оқшауланған байланыспен ОВ кабельінен жойылған модуль, концентратор, мультиплексорға немесе УАТС-қа шейін;

-FTTS (Fiber Subscriber to the) - абонентке дейінгі оптикалық талшық;

-FTTU (Fiber User to the) - пайдаланушыға дейінгі оптикалық талшық;

FTTx технологиясындағы АҚМЖ ұйымының мысалдары, 7.1 суретте келтірілген.

PON (passive optical networks) технологиясы - бейтарап оптикалық желілер кеңжиілікті мультисервисті оптикалық талшықты қатынау технологиясының ең тиімді түрі.

Бейтарап оптикалық желі технологиясының мәні, оның бөлгіш желісі ешбір белсенді компоненттерсіз құрылады.

 

 

7.1 сурет - FTTx технологиясындағы АҚМЖ ұйымдастыруының мысалдары

 

Оптикалық сигналдарды тану сплиттер және бейтарап қуат бөлгіштердің көмегімен жүзеге асады.

PON үлгілері:

- APON (ATM Passive Optical Network) - АТМ деректердің –инкапсулияциясын транспорттаушы бизнес-үлгі үшін пайдаланады, берілістің жылдамдығын 155 Мбит/с 20 километр аралыққа дейін. Базалық стандарты: APON:ITU – TG 983;

- BPON (Broadband Passive Optical Network) – APON артықшылығының  арқасында жүзеге асырылады, дербес жағдайда, спектрлік әдістің арнасының тығыздығы (Wavelength Division Multiplexing - WDM), бейне-үлгілер, берілістің жоғары жылдамдығы (622 Мбит/с және 1,2 Гбит/c). Базалық стандарты: BPON ITU - T G.983x;

- GPON (Gigabit Passive Optical Network) - бүгінгі күнде ең көп таралған PON, 2,5 Мбит/с жылдамдықпен симметриялы берілісті қамтамасыздандырады, Ethernet транспорттық хаттамаларын АТМ, IP желісін қолдайды. Базалық стандарты: GPON ITU - T G.984;

- EPON (Ethernet Passive Optical Network) – басқаша атауы " бірінші шақырымдағы Ethernet"(Ethernet First Mile in the) - 1,25 Гбит/с жылдамдыққа дейін симметриялы берілісті қамтамасыз етеді және Ethernet инкапсулияциясын пайдаланады. Базалық стандарты: EPON IEEE 802.3ah;

- GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) PON бейтарап оптикалық байланыс технологиясының бір түрі болып табылады және байланыс желісінің қазіргі түріне сәйкес жасалған. Ақпаратты (1,2 Гбит/с дейін) өте жоғары жылдамдықпен тасымалдайды. GEPON технологиясының негізгі артықшылығы, оптикалық талшық ресурс кабелін қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы, 64 абонентті 20 км радиус аралығында қосуы үшін бір оптикалық талшық сегменті қажет;

- GEPON(10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - GPON және EPON технологиясының  буданы 10 Гбит/с жылдамдықпен тасымалдайды. Базалық стандарты:10GEPON: IEEE 802.3av;

- TurboGEPON ақпаратты 2.5 Гбит/с жылдамдықпенабонентке дейін (downstream) және 1,25 Гбит/с жылдамдықпен абоненттен ары қарай (upstream) қамтамасыз етеді.

Оптикалық қатынау желісі топологиясының мүмкіндіктері:

1)      "Сақина" - SDH базасының негізінде құрылған сақиналы топологиясы желілерде қолданылады, кемшілігі оны алдын ала қайда, қашан және неше абоненттің тораптар тағайындалғанын білу мүмкін емес (7.2 суретті қара). Пайдаланушы көлденең аумақтық және мезгілдік қосылған кезде сақина топологиясы ауытқуларға қатты ұшырауы мүмкін, жаңа абонеттерді қосу үшін сақинаны үзіп жаңа сегмент тармақтарын қосу қажет. Тәжірибе жүзінде ілгек (петля) бір кабельге қосылады, бұл сақинаның пайда болуына әкеліп соғады, көбінесе ол сынған немесе сығылған сақинаға (collapsedrings) ұқсайды. Бұл сақина желісінің сенімділігін төмендетеді.

 

 

7.2 сурет – "Сақина"               7.3 сурет – "Нүкте-нүкте" топологиясы

топологиясы

 

2) "Нүкте-нүкте"(P2P) - P2P топологиясы пайдаланушыға ешбір шектеу қоймайды (7.3 суретті қара). P2P басқа желі стандартына сәйкес қып жасалады және стандартқа сәйкес емес кезде (proprietary) оптикалық модемді қолданылады. Ақпаратты тарату және қорғауды өте жоғарғы деңгейде қамтамасыз етеді, егерде P2P желісіне қосылған болса. Оптикалық кабельді абонентке дейін жеке-жеке төсеу керек. Бұл жол өте қымбат және үлкен абоненттерге арналған.

3) "Белсенді тораптары бар ағаш" - оптикалық желіні қолданудың үнемді түрі (7.4 суретті қара). Бұл желі Ethernet стандартына сәйкестендірілген, жылдамдығы орталық тораптан абонентке дейін 1000/100/10 Мбит/с (1000Base - LX, 100Base - FX, 10Base - FL). Бірақ әр торапта міндетті түрде белсенді элемент (IP-желісіне қолданылатын, коммутатор немесе маршрутизатор) болуы керек.

Ethernet желісіне бұл топология қолдану керек. Кемшілігі әр торпатағы элемент жеке-жеке қорек көзін пайдаланады.

 

 

7.4 сурет – «Белсенді тораптары бар ағаш»     7.5 сурет – «Белсенді емес

тораптары бар ағаш»

 

4)"Белсенді емсе оптикалық бөлгіші бар ағаш PON(P2MP)" - PON архитектуасының негізінде нүкте-көп нүкте P2MP(point-to- multipoint) логикалық топологиясы қолданылады, PON топологиясының негізінде жасалған, бір орталықтанған торапқа ағаш тәріздес архитекура негізделген оптикалық талшық сегментін қосуға болады. Ол 10 абонентке дейін байланыстырады (7.5 суретті қара). Бұл ретте ағаш тәріздес кезеңдік тораптары шағын, толықтай бейтарап оптикалық сплиттермен байланысқан, қорек көзін және күтімді сұрамайды.

PON кабельдік инфрақұрылымда үнемдеуге мүмкіндік береді, ол оптикалық талшық соммасын азайтылуы негізінде, мысалы орталық тораптан тармақтаушыға дейін бір ғана оптикалық талшық қолданылады. Ең аз мөлшерде басқа үнем жолына көп көңіл бөледі - оптикалық қабылдағыштармен таратқыштарды орталық торапта азайту. Екінші факторды үнемдеу көбінесе тиімді болып келеді.

 

 

8 дәріс. PON технологиялары 

 

Дәрістің мақсаты: PON технологиясының құрылымы мен қызметтерін студенттерге үйрету.

Мазмұны:

-PON архитектурасы;

- PON  құрылымдарының арасында ақпаратты тарату;

- PON технологиясының көрсетілетін қызметтері.

 

PON архитектурасы.

PON архитектурасы негізгі идеясы – орталық OLT торабында ақпаратты ONU абоненттік желісіне және ақпаратты тарату үшін бір ғана қыбылдаушы модуль қолданылады (8.1 суретті қара):

-OLT (Optical Line Terminal) - орталық құрылым ғимарат ішіндегі терминалды құрылымдардағы ағымдары қамтамасыз етеді;

-ONU (Optical Network Unit) немесе ONT (Optical Network Terminal) - терминалды құрылым, ғимаратта құрылады, ақырғы абоненттерге қатынаудың түрлі порттарын жібереді.

 

 

8.1 сурет – PON архитектурасы

 

PON желісі бүкіл қызметтерге мөлдір байланысты – телефон, кең жиілікті желіі тарату, IP - TV, КТВ. Сондай-ақ аталған желі ең үнемді көлемі жағынан линиялық оптоталшықты инфрақұрылымды болуы керек.

PON желісінің қасиеттері:

-ағаш тәріздес архтектура бір талшықта толқынның екі ұзындығына қарама-қарсы бағытталады: 1550 нм (орталық тораптан абонентке дейін, төменгі ағын) және 1310 нм (абоненттен орталық торапқа дейін, өрлемелі ағын);

-ағаштың кезеңдік тораптарында, бейтарап оптикалық тармақтаушылар орналастырылады;

-TDMA қатынау әдісін қолданумен еркін таратуды абонент арасындағы жиілікті өткізуді қамтамасыз етеді;

- бір талшықпен орталық тораптан (OLT) желіде 32 абонент желісін қосуды қамтамасыз етеді (ONT);

-ең көп алшақтау 20 километр.

PON технологиясының негізгі артықшылықтары:

- желі жүйесін құрудың бағасының арзан болуы. Бір оптикалық талшық арқылы көптеген үлкен өлшемді абоненттерді қосу, бұл оптикалық талшықтарды үнемдеуге мүмкіндік береді;

- эксплуатацияға және техникалық байланыстарға деген шығындардың аздығы. Артықшылығы: белсенді емес құралды бөлгіш шкаф желісінде қолдану;

- желіні біртіндеп көбейтуге болады. Жаңа торапты енгізу қолданыстағы желінің жұмысына әсер етпейді;

- бөлгіш инфрақұрылымды құруға болады. Оптикалық бөлгіш желіні қолдану өте жақсы және ұзақ мерзімде одан ары қарай мультимедиялық қызмет етулерге және емін-еркін өткізетін өткізу жолағын қолдануға мүмкіндік береді;

- сенімділігі. Белсенді элементтерді аз қолдану оның сенімділігін арттыра түседі, сезімталдығының төмендеуі біріктірілген линияға және оның әсеріне септігін тигізеді;

- майысқақтығы жоғары. PON технологиясы бойынша құрылған бөлгіш шкафта бір оптикалық талшық қолданылады,бұл басқа технологиядағыдай емес. Осының арқасында шина немесе ағаш тәрізді топология қолдануға болады, экономикалық жағынан үнемді. Технологиядағы майысқақтығы  FTTx конфигурациясындағы кез-келген желіні пайдалануға мүмкіндік береді;

-Triple Play қызметіндегі видеоны жіберудегі кез келген модель: телетаратқыш немесе IPTV қызметі түрінде.

PON  құрылымдарының арасындағы ақпаратты жіберудегі принципі.

Бір қабылдағыш OLT модуліне қосылған абонент торабының санының көп болуы, қуат бюджетін және қабылдағыш аппараттың жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істеуіне септігін тигізеді. OLT-дан ONT –ға ақпаратты жіберу - толқын ұзындығы 1550 нм болатын төменгі (нисходящего) ағын арқылы. Керісінше болғанда әртүрлі абонент торабынан толқын ұзындығы 1310 нм өрлемелі (восходящий) ағын арқылы. OLT және ONT-да шығыс және кіріс ағынды бөліп тұратын WDM мультиплексорлары енгізілген. Осы ұстанымның жүзеге асуы 8.2 - суретте көрсетілген [9].

Түзеткіш ағын–оптикалық сигнал негізінде, кеңжолақты болып табылады. ONT –дағы әр абонент тораптары, адрестік жолды оқып бүкіл ағындағы жолдан өзіне керек ақпаратты бөліп алады.

Кері ағын– ONT-ның барлық абонент тораптары берілісті сол толқында кері бағытта жүзеге асырады. Оған уақыт бойынша бөлетін TDMA(time division multiple access) концепциясы қолданылады. ONT қиылысындағы  желі абоненттің шектеу үшін, өзіне лайықталған шектелген түзету кестесі жазылады, OLT дан  ONT жояды. TDMA MAC хаттамасы бұл мәселені шешеді.

PON стандартында стандартты спектрлік диапазонды қолдану ұйымдастырылған (C-диапазоны, conventional - 1530-1565 нм), ол DWDM трафигін тарату үшін. Бұлай кеңжиілікті видеоны басқа толқында қолдану C- диапазонын пайдаланып, екі жиілікті арна желісін ұйымдастырады (8.3 суретті қара).

 

 

8.2 сурет -PON  құрылымдарының арасындағы ақпаратты жіберудегі принципі

 

 

 

8.3 сурет - DWDM сигнал тартқыш үшін С-диапазоны

 

PON технологиясының жіберу қызметтері.

Белсенді емес оптикалық желісін таратқыштар үшін, IPTV және кабельдік теледидарламаның кешенді қызмет көрсетулеріне қолданылады.

Абоненттік құралдарды пайдалану арқылы кешенді қызмет көрсетіледі. PON технологиясындағы NGN желісін пайдалану гибридтік сервистік модель көмегімен жүзеге асырылады. PON технологиясындағы NGN желісінің логикалық моделі 8.4-суретте көрсетілген.

 

 

8.4 сурет - Логикалық модель қолданылуы

 

PPPoE - сессия абонеттің (ПК) жабдығына негізделген, ал ONT Bridge режіміне түзетілген. PPPoE термині - сессия BRAS-қа негізделген. Интернет трафик және абонент ішіндегі трафик желісі PPPoE-сессия рамкасында жіберіледі. Виртуалды PPPoE адаптеріне интернет желісіне абонент арқылы қосылу үшін динамикалық IP- мекен-жай тіркеледі.

ONT абонент арасындағы және терминалдық жабдық арасындағы Triple Play қызмеін атқару үш сервис VLAN (S - VLAN - Service VLAN сервистік модельдік қатынау) арқылы, шегінде интернет қызмет трафигі таратылады. VoIP және бір VLAN IPTV және VoD трафигінің берілісі интернет трафигі арқылы. ONT жабдығына қосылу үшін физикалық идентификатор порты және VLAN  сервисіне сәйкес келетін идентификатор порты. Мысалы:

-Port 1 - ПК және интернет қызметіне қосылу үшін;

-Port 2 - STB  телидарлық сүйеуінің қызметіне қосылу үшін және IPTV, VoD қызмет атқаруларына қосылу үшін;

-Port 3 – телефон желісіне және рұқсат етудің VoIP қызметіне қосылу үшін.

 

9 дәріс. Кабелдi теледидарлы желілер технологиясы

 

Дәріс мақсаты: студенттерге кабельді теледидарлық желі туралы негізгі ұғымдарды түсіндіру.

Мазмұны:

- кабелдiк теледидарлы желілердегі негiзгi ұғымдар;

- буданды оптика - коаксиалды желiлер;

- FTTB кабелдiк теледидарды желілердi жүзеге асуы.

Кабелдiк теледидарлы желілердегі негiзгi ұғымдар.

Кабелдiк теледидар (Cable television - Community Antenna Television, CATV қысқартылған атауы - ортақ антеннамен теледидар) - теле ишараға тұтынушы салған [2, 9, 10] кабель арқылы берiлетiн жоғары жиiлiктi сигналдар арқылы тарайтын (сонымен бiрге кейде және FM-радиохабар) теледидар хабар тарататын үлгi. Кабелдiк теледидар эфирге және спутниктi теледидарға қарсы қойылады.

Кабель телетораптары негiзi ұзақ уақыт коаксиалды кабелдi болып көрiндi. Мәлiметтердi оптикалық берудiң технологияларын табысты дамуы түрде теледидар кабелдiк желіде оптикалық талшықтың енгiзуiне деп аталатын буданды әкелдi немесе коаксиалды тiркестiретiн (Hybrid Fiber Coaxial - HFC) талшықты - коаксиалды және талшықты-оптикалық кабельді желiлер.

Кабельдік теледидарлы желі қазіргі кезде бас станцияны, магистральді байланыс жолдарын, субмагистральді линияны және үйдің реттегіш желілерін қамтамасыз етеді.

Эфиралдындағы кабельдік теледидардың артықшылықтары:

- сигналдың жоғары сапасы;

- бөгеуілдерден қорғану;

- сиганал таратуда қалалардағы көп қабатты құрылыстарда мәселенің болмауы;

- абонентке ұсынатын қызметтер көлемін және арна сандарының мүмкіндігін көбейту.

Кабельдік теледидардың аналогтық технологиясы цифрлық ақпарат таратуда клиенттерге тура бағытта (DVB-С) және екіжақты интерактивті (DVB+IP, DOCSIS)  әдістерін ойдағыдай меңгереді.

Data Over Cable Service Interface Specifications(DOCSIS) – коаксиалды (теледидарлық) желі арқылы ақпараттарды тарату стандарты. Бұл стандарт абонентке ақпаратты тарату кезінде кабельді теледидарлық желіде максималды жылдамдығы 42 Мбит/с-қа дейін  (өткізу жолағының ені 6 МГц және қолданылатын көпарналы амплитудалық модуляция 256QAM болған жағдайда) және абоненттен ақпаратты қабылдау 10,24 Мбит/с-қа дейін қарастырады.

DOCSIS мамандануының бірнеше версиясы бар:

- DOCSIS 1.0;

- DOCSIS 1.1;

- DOCSIS 2.0;

- DOCSIS 3.0;

- EuroDOCSIS.

EuroDOCSIS Еуропа үшін қабылданған жилігі тура және кері арна  болатын жұмысты 8 МГц жолақта жұмыс істеуін камтамасыз етеді.

DOCSIS 1.1 стандарты  арнайы механизмі IP-телефония қызметінің жақсаруын, сөздерді таратуда кідірістерін азайту (мысалы, фрагментациялық механизм және үлкен пакеттердің жиналуы, виртуалды арналардың ұйымы және басымдықтың тапсырмалары) жүйелерін қарастырады.

DOCSISIP хаттамаға өлшемсіз пакеттердің ұзындығын тура қолдауды көздейді, DVR – RC-дан айырмашылығы, ATM Cell қолданатын IР пакетте  таратылатын transport (IР пакет алғашқыда ATM форматына ауыстырылады, одан кейін кабель арқылы беріліп, сырт жағында кері процесс жүзеге асады) қолданылады (9.1 кестені қара).

 

9.1 кесте - Синхронизацияның максималды жылдамдығы (Максималды қолданылатын жылдамдық)

Version

DOCSIS

EuroDOCSIS

Тура арна (Down)

Кері  арна (Up)

Тура арна (Down)

Кері  арна (Up)

1.x

42,88 (38) Мбит/с

10,24 (9) Мбит/с

55,62 (50) Мбит/с

10,24 (9) Мбит/с

2.0

42,88 (38) Мбит/с

30,72 (27) Мбит/с

55,62 (50) Мбит/с

30,72 (27) Мбит/с

3.0 4channel

+171,52 (+152) Мбит/с

+122,88 (+108) Мбит/с

+222,48 (+200) Мбит/с

+122,88 (+108) Мбит/с

3.0 8channel

+343,04 (+304) Мбит/с

+122,88 (+108) Мбит/с

+444,96 (+400) Мбит/с

+122,88 (+108) Мбит/с

 

Ақпаратты тарату "жоғарыдан төменге" - қолданушыға немесе Downstream арнасы - бас құрал - жабдықтардың құрылғы көмегімен тарату, CMTS - Cable Modem Termination System деп аталады. Әйтсе де, барлық жолақтар қолданушылар арасында бөлініп отырады, сондықтан барлық жағдайда қолжетімді, қазіргі уақытта жолақтар арнайы қолданушылар үшін "жүзу" кең ауқымда. Ақпаратты тарату "жоғарыдан төменге"( Upstream-арнасында) модем арқылы жұмыс істейді, кәсіпорынмен көрсетілетін техникалық талаптарды орындауға жауап береді немесе  DOCSIS стандартына сай сертификатталады, ал хаттамаға сәйкес МДВР (көпарналы қатынау жүйесінің уақытша бөліну арнаcы) немесе МДКР (көпарналы қатынау жүйесінің кодтық бөліну арнасы) болып жүзеге асады. DOCSIS 3.0 стандартының пайда болуына дейін жолақтар бір қолданушыға Downstream-арнасында 25 Мбит/с-ті құрады, ал Upstream- арнаcы 10 Мбит/с –ты құрайды. Бұл бір абонеттік құрылғыға сәйкес келмейтін тайм-слотпен ерекшеленеді.

DOCSIS 3.0-тің 2.0-ден басты ерекшелігі, DOCSIS 3.0 арнасы кабельдік модемде біріктіруге болады, осыдан қатынау желісінің жылдамдығы артады. 16 тура және 18 керіге дейін бірігеді. Сондай-ақ, DOCSIS 3.0 - де multicast ұстанымы, AES  шифрлары туындады.

Гибридті оптикалық-коаксиальді желі.

Гибридті оптикалық-коаксиальді желі (HFC – Hybrid Fiber Coax) - үш арнайы технологиялармен құрылады, классикалық желімен аталады (9.1 суретті қара) [2,9,10]. HFC желісі бойынша аналогтар ретінде цифрлық сигналдар беріледі. Жүйе құрылысы кезінде кабельдік теледидар (СКТ) үлкен көлемде берілетін HFC желісі, барлық желілердің түрлері магистралды аумақтарда және абонентті қатынау желілерінде максималды потенциалды кеңжолақты болып келеді. HFC желісі қазіргі кезде кеңжолақты, мультимедиялық болуына байланысты үлкен сұранысқа ие, контент құрылымының қарапайымдылығы, ақпаратты арнаның екі бағытта тең болуы, барлық абоненттерге қолжетімді болуы, қарапайым қызмет көрсетуде үлкен мүмкіндіктерге ие болуымен ерекешелінеді.

 

 

9.1 сурет –Кабельдік теледидарлы желі технологиясы

 

HFC желісінде транспорттық желі оптикалық талшықта құрылады немесе жалдайды, ол өзара бастапқы және тораптық станцияларда байланысады, топологиясы тораптық станция санына байланысты. Олардан коаксиалді таратушы желі үлкен диаметрлі кабельді қолданатын және аз мөлшерлі (0.07 дБ/100 м) құрылады. Мұндай кабельдің ортақ таралымы үш километрден аспауы керек, себебі сигналдың өшуі кезінде коаксиалді кабельде температураның өзгеруі кабельді теледидарлық желісі істен шыққанға дейін біршама болады.

FTTB кабельді теледидарлы желісінің жүзеге асуы.

FTTB (Fiber To The Building) - ғимаратқа дейінгі оптика. Бұл технологияда оптиканың абонентке дейінгі терең енуі, оптикалық тораптың (ОТ) орташа жұмысы 100...250 абонентті (мысалы, 9...12 қабатты үй, 4...6 подъезді). Осыдан кейін ОТ каскады қарапайым бірден көп емес коаксиалді күшейткішке қосылады (9.2 суретті қара) [9, 10].

 

 

 

9.2 сурет-FTTB-дегі кабельді теледидарлы желі

 

Талшықты-оптикалық кабельде, оптикалық тораптың ғимаратынан үш активті талшық кішігірім нүктеден өтеді. Жұптық талшық Ethernet иерархиясы 10/100/1000 желі  байланыс арнасымен қамтамасыз етіледі.

Абонентке ұзындығы 200 метрге дейінгі бұрама жұп 10 Base-T немесе 100 Base-TX орнатылады. Жеке абоненттерді қосу кезінде мультиплексордан  толығымен бас тартқан жөн, ал барлық арнадарды дуплексты жасау керек.

Коммутаторларды қолдану  иерархияны жылдамдық бойынша  құруға мүмкіндік береді, абоненттерді 10 Base-T немесе 100 Base-TX-на  қосу барысында тарификация жүргізеді, сондай-ақ жылдамдығы көп арналарды магистральді аумақты желілерде қолдану жүзеге асады.

Бір талшық арқылы кең таралатын теледидарлық сигналды үйге оптикалық қабылдағышпен таратуға болады, жолақты күшейткішті  қабылдағыш бұл сиганалдың электрлік және коаксиалді кабельдің жиілігі 1ГГц жолақта таратылуын қамтамасыз етеді. HFC-дың FTTB-ге өзгеруі кезінде үйішілік күшейткіш жойылады, ал коаксиальді кабельдің 300 МГц жолақты стандарты цифрлық трафиктегі  MPEG-2 1 МГц-ден үлкен  пассивті фрагменті  сақталады. Бұл желіде кері арна орындалмайды. HFC желісінің дәстүрлі құрылымының ерекшелігі, оптикалық тораптан кейін бірнеше жалғаушы коаксиалді күшейткіш орнатылады, FTTB желісінде интермодуляциялық бұрмалауыштар оптикалық қабылдау-жіберу құрылғыларын тудырады. Бұл жүйені басқару үшін Ethernet интерактивті арнасы қолданылады.

 

 

 

10 дәріс. Ұжымдық қатынау желілері

 

Дәріс мақсаты: ұжымдық қатынау желілерін студенттермен оқып үйрену.

Мазмұны:

-      ұжымдық қатынау желісінің негізгі түсініктері;

-      электртарату линиясы арқылы байланыс.

 

Ұжымдық қатынау желісінің негізгі ұғымдары (ҰҚЖ).

Көппәтерлі үйлерде тұратын жекелеген пайдаланушыларға Интернетке салыстырмалы арзан қатынауды ұйымдастыру үшін ұжымдық қатынау желілері қолданылады [2,11]. Ұжымдық қатынау идеясы үйлердегі қолданыстағы кабельдік инфраструктураны пайдалану болып табылады (оралған мыс жұп, радиотрансляциялық желілер, электрлік сымдар). Интернетке қосылатын үйде трафиктік концентатор орнатылады. Транспорттық желінің қызметтер торабына концентаторды қосу үшін әртүрлі технологиялар қолданылады (PON, FWA, спутниктік және т.б.). Сонымен, ұжымдық қатынау желілері гибридті болып табылады, ол өзіне ұжымдық қатынау желілерін, сондай-ақ трафикті тасымалдауды қамтамасыз ететін желілерді бірктіреді.

Ұжымдық қатынау желілерінің негізгі технологияларына HPNA, PLC, EFM жатады.

HPNA стандарттының сериясы.

Ноmе Phoneline Networking Alliance альянсының қызметінің нәтижесінде HPNA стандарты пайда болды, ол 1996 жылы технологияны жетілдіру үшін құрылды, ол үйлердегі бар кабельдік желілердің негізінде Интернетке салыстырмалы арзан қатынау орнату үшін арналған. HPNA технологиясы ITU-T-де стандартталған (G.989.1 және G.989.2 ұсыныстары).

HPNA 1.x. HPNA 1.0 стандарты 1998ж құрылды. Сигналдарды тарату үшін 4…10 МГц жиілік жолағы пайдаланылады, сондықтан HPNA жүйелері сол кабельмен жұмыс істейтін телефондық және басқа да жүйелерге әсер етпейді.

HPNA 1.0 қатынау жүйелері арнаға ұжымдық қатынауды өткізу қабілеті 1Мбит/с болатын 150 м арақашықтықты қамтамасыз. Тарату ортасына қатынау әдісі ретінде CSMA/CD (IEEE 802.3) қолданылады. Ақпаратты тарату үшін DMT модуляциясы қолданылады. Желінің типтік топологиясы – «жұлдызша».

Желінің ядросы - HPNA коммутаторлары, олардың порттары сәйкесінше абоненттік линияға қосылады. Желідегі абоненттердің максималды саны – 32.

HPNA 1.1 стандартында жабдықтың жұмыс істеу ұзақтығы 300 м дейін ұзартылған.

HPNA 2.0. 2000 жылы пайда болған осы стандарттағы желілерде  ұжымдық арнаның өткізу қабілеті 10 Мбит/с дейін артса, жүйенің жұмыс істеу ұзақтығы 350 м. Желінің типтік топологиясы – «шина». Бұл желінің жұмыс істеуі коммутаторларды  және басқа белсенді құрылғыларды қажет етпейді.

HPNA 3.0. қазіргі уақытта HPNA 3.0 стандартының дамуы жүзеге асуда, ол кезде үйдегі желінің өткізу қабілеті 100 Мбит/с дейін жетеді.

PLC технологиясы.

PLC технологиясының (Power Line Communications) стандарттарын құру, электрқоректендіру желілерінің инфраструктурасы негізінде жүзеге асатын әртүрлі PLC Forum, Powerline World және Home Plug Powerline Alliance сияқты халықаралық ұйымдар айналысады. 2001 жылы соңғы ұйым  HomePlug 1.0 specification стандартын қабылдады, мұнда деректерді тарату жылдамдығы 14 Мбит/с дейін болады, қатынау әдісі ретінде CSMA/CD  немесе CSMA/CА және OFDM модуляциясы қолданылады. PLC технологиясының стандартталуы сондай-ақ ETSI жүзеге асады.

EFM технологиясы.

EFM технологиясы (Ethernet in the First Mile – Ethernet бірінші шақырымда) 3 және одан жоғары категориялы оратылған мыс жұп немесе оптоталшықты кабельдің негізінде үйде инфрақұрылым құруға негізделген. EFM IEEE802.3ah жұмыс тобының көмегімен құрылған, мұнда жалпы қатынау желісін анықтау үшін қолданыстағы «соңғы шақырым» деген терминнің орнына «бірінші шақырым» термин қолданылады. Ethernet негізінде ұжымдық абоненттік қатынау желілеріне деген талаптар анықталды. Стандартта әртүрлі желілік архитектуралар, әртүрлі ақпаратты таратудың қолданылуы көрсетілген

ЛЭП байланысы бойынша.

PLC (Power line communication) – деректерді және дауыстық ақпараттарды таратуға арналған электрлік тарату линияларының қолданылуына арналған бірнеше әртүрлі жүйелерді сипаттайтын термин [11]. Жиілігі 50 Гц немесе 60 Гц стандартты айнымалы токтың үстіне аналогтық сигналды қабаттасыру арқылы желі дауыс пен деректерді тарата алады. PLC өзіне ВРL (Broadband over Power Lines – электрлік тарату линиялары арқылы кеңжолақты тарату) қосады, ол деректерді таратуды 1 Мбит/с жылдамдықпен және NPL (Narrowband over Power Lines – электрлік тарату линиялары арқылы таржолақты тарату) деректерді тарату аздаған жылдамдықпен қамтамасыз етеді.

Электрлік желілердің дамуы кезінде бір энерготораптан басқасына диспетчерлік ақпаратты тарату туралы сұрақ туындады. Бұл мақсат үшін ЭТЛ параллель телефондық және телеграфтық линияларды қолдану, тиімді болып табылмады, сондықтан 20 ғасырдың басында тұрақты ток желілерінде АҚШ-та телеграфтық сигналдарды ЭТЛ сымдарымен тарату қолданылды. Радиобайланыстың құралдары дамуына байланысты мұндай әдіс айнымалы ток үшін де қолданылады.

Диспетчерлік ақпаратты электрлік тарату линияларымен тарату – бұл байланыстың негізгі түрлерінің бірі болып табылады. Таратып-қабылдағыш  ЭТЛ-ға сүзгі арқылы қосылады, ол аз сыйымдылықты конденсаторлардан және жоғары жиілікті трансформатордан құралған. Мұндай жүйе дауыстық хабарларды, сондай-ақ телеметрия және телебасқару деректерінде таратуға арналған.

PLC технологиясы жоғары жылдамдықты ақпараттық алмасу үшін  күшті электржелілерінде пайдалануға негізделген. Электржелілерімен деректерді тарату эксперименттері көп уақыттан бері жүргізіліп келеді, бірақ тарату жылдамдығының аздығы және бөгеулікке тұрақтылығы аз болуы осы технологияның нашарлығын көрсетеді. Бірақ қуатты DSP-процессорлардың пайда болуы сигнал модуляциясының күрделі түрлерін пайдалануға мүмкіндік берді, ол OFDM-модуляциясы болып табылады, PLC технологиясының жүзеге асуына әсер етті.

2000 жылдары телекоммуникация саласындағы үлкен көшбасшылар ғылыми зерттеулер мен тәжірибелік сынақтар жасау үшін HomePlug Powerline Alliance бірікті, мұнда электрқоректендіру жүйелерімен декертерді беру үшін бірыңғай стандарт қабылдау қарастырылды. PowerLine түпнұсқасы Intellon фирмасының PowerPacket14 технологиясы болып табылады, ақпаратты тарату жылдамдығы 14 Мбит/с болатын бірыңғай HomePlug1.0 стандартын құруға негізделген.

PowerLine технологиясының негізіне сигналды жиіліктік бөлу жатады, бұл жағдайда ақпараттың жоғары жылдамдықты ағыны бірнеше төменгі жылдамдықты ағындарға салыстырмалы түрде бөлінеді. Олардың әрқайсысы бөлек тасушы жиілікте таратылдады. Олардың бір сигналға бірігуімен жіберіледі. PowerLine технологиясында нақты түрде 4-21 Мгц диапозоныныда жатқан 84 тасушы жиілік қолданылады.

Тұрмыстық электржелілерінде сигналдарды тарату кезінде белгілі бір жиілікте жіберуші функцияда үлкен өшулер пайда болуы мүмкін. Ол ақпараттың жоғалуына әкеледі. PowerLine технологиясында бұл мәселені шешу үшін арнайы әдіс қарасытырлған – сигналды таратудың динамикалық қосылуы және өшірілуі. Бұл әдістің мәні болып құрылғы тарату арнасында тұрақты мониторинг жүргізіліп отырады. Спектр аймағында өшудің шектік мәнінің белгілі мөлшерден асуын табу мақсатымен істелген. Бұл жағдай анықталған кезде бұл жиіліктерді қолдану өшудің қалыпты мәніне келгенге дейін уақытша тоқтатылады.

Сонымен-қатар импульстік кедергілердің (1мкс дейін) пайда болу мәселесі бар. Кедергі көзі галогенді лампалар және электрлік қозғалтқыштармен жабдықталған қуатты тұрмыстық электр құрылғылыраның қосылуы мен өшуі болып табылады.

PLC-технологиясын қолдану:

-          Ғаламторға қосылу. Қазіргі уақытта соңғы құрылғылардың басым бөлігі жоғары жылдамдықты линиядан тұтынушының кеңсесі немесе пәтеріне дейін кабельдің төселуімен жүзеге асады. Бұл ең арзан және сенімді шешім, бірақ егер кабельдің төселуі мүмкін болмаса әр ғимаратта болатын күштік электрлік коммуникация жүйесін қолдануға болады. Ғимараттағы кез-келген розетка ғаламторға шығу нүктесі болады. Тұтынушыдан талап етілетіне тек ғимараттың электрлік қалқанында орнатылған және жоғары жылдамдықтағы арнаға қосылған ұқсас құрылғымен байланысу үшін PowerLine модемінің болуы міндетті. Алайда желі жұмысының төмен сапасына және тұрақсыздығына дайын болумыз керек.

- Кіші кеңсе (SOHO ). PowerLine технологиясы кішігірім кеңселерде (10 компьютерге дейін) жергілікті желі құру үшін қолданылады. Желіге негізгі талап болып іске асырудың қарапайымдылығы, құрылғылардың мобильдігі және кеңейтілуі болып табылады. Сонымен қатар барлық кеңселік желі сияқты оның бөлек сегменттері PowerLine адаптерлерімен құрылуы мүмкін. Жиі кездесетін жағдай қолданыстағы желіге басқа бөлмеде немесе ғимараттың бөлігінде ораналасқан алыстатылған компьютерді немесе желілік принтерді қосу болып табылады. Бұл жағдайды PowerLine адаптерлерінің көмегімен оңай шешуге болады.

 

 

11 дәрiс. Абоненттiк қатынаудың мультисервистік торабының мысалы

 

Дәрiс мақсаты: абоненттік қатынаудың мультисервистік торабының мысалын студенттермен оқып үйрену.

Мазмұны:

-      абоненттік қатынаудың мультисервистік торабының негізгі сипаттамалары;

-      абоненттік қатынаудың мультисервистік торабының қатынау түрлері.

 

Абоненттік қатынаудың мультисервистік торабының негізгі сипаттамалары.

SI3000 Multi Service Access Node (SI3000 MSAN ) - SI3000 абоненттік қатынаудың мультисервистік торабы, Iskratel компаниясының әмбебап абоненттік қатынауы болып табылады. Ол фиксирленген және сымсыз қосылыстармен мультимедиялық және дыбыстық қызметтерін жоғары жылдамдықпен жеткізіді қамтамасыз етеді [12, 13].

SI3000 MSAN торабы мультимедяилық қызметтерді, дыбыс және деректер тарату қызметтерін тұтынушының әртүрлі интерфейстерін қолдану арқылы жүзеге асырады. Ол Triple Play қызметін баяу енгізуге немесе пәтерлік сектор абоненттері мен бизнес - абоненттерге қызметтер спектрін кеңейтуге оңтайлы шешім болып табылады.

SI3000 MSAN әртүрлі желілік конфигурациялар мен үйлесімді болып табылады. Ол дәстүрлі ЖҚТЖ (ТФОП) желілерімен, сондай-ақ NGN/IMS негізделген IP желілерімен жұмыс істей алады. Оны келесі жағдайларда қолдануға болады:

- TDM желiлеріне қосылуға мүмкіндігі бар ТDM-қатынау торабы;

- DSL және FTTx кеңжолақты қатынау функциялары бар торабы;

- IP желілеріне қосылу мүмкіндігі бар сымсыз қатынау желілерінің функциялары бар торабы.

SI3000 MSAN базасы негізінде өткізу жолағы жоғары болатын қалалық және ауылдық қатынау желілерін жобалауда Ethernet технологиясы, оптоталшықтар, мыс және сымсыз тарату арнадары қолданылады.

Басқару жүйесі Iskratel желілік элементтерінің дистанциялық басқару мен бақылауда функциялардың барлық түрін жүзеге асырады. Қайтаруды өңдеуде, тарификацияны, конфигурацияны жұмыстық сипаттамалары мен қауіпсіздікті жан-жақты басқару есебінен бақылау мен конфигурациялауға кететін шығын мөлшері азаяды.

Тұтынушылық қосылыстардың түрлері:

- POTS;

- VDSL2, ADSL2+ және SHDSL;

- IVD-қиыстырылған тарату;

- POTS/ADSL2+ );

- фиксирленген және мобильді байланыс үшін WIMAX;

- FTTH, FTTx.

Желілік қосылулар түрлері:

- 10 GE;

- Gigabit Ethernet;

- E1 (V5.2 ).

Абоненттік қатынаудың мультисервистік торабының қатынау түрлері  [12, 13].

DSL бойынша қатынау дестелік тарату негізінде операторлық кластың triple-play қызметтерін ақырғы тұтынушыларға жеткізуге арналған. Ол IP DSLAM-ды  әртүрлі интегралданған DSL-дың кең жолақты технологияларын бірыңғай платформаға біріктіреді. Кең жолақты қатынау Gigabit Ethernet-тің бірнеше интерфейстерін транспорттық желіге қосу үшін береді.

Мультимедиялық қызметтердің жоғары сапасын қамтамасыз ету үшін кең жолақты қатынау QoS функцияларын, көпадрестік көпдеңгейлі тарату функцияларын және қауіпсіздікпен қамтамасыз ету функцияларының жетілдірілген түрін қолдайды.

SI3000 MSAN IP-технологияның негізінде жүзеге асады. Оның конструкциясы DSL қосылған абонентке бір портпен IPTV-дің 3 ағынын қабылдауға мүмкіндік береді.

Абоненттік кең жолақты интерфейтер VDSL2, ADSL2+ және SHDSL технологияларының негізінде жүзеге асады. Бұл нұсқалар тұтынушыларға бірнеше жүздеген метрден 5 км-ге дейін және одан артық арақашықтықта орналасқан тұтынушыларға кең жолақты қатынауды қамтамасыз етеді. DSL технгологиясын қолданғанда POTS пен ISDN классикалық таржолақты қызметтерін бір уақытта бір мыс сыммен беруге мүмкіндік бар.

POTS-қатынау дәстүрлі дыбыстық қызметтердің тиімді және ыңғайлы әдістерімен және пакеттік желілерге көшудің сенімді нұсқаларын қамтамасыз етеді. SI3000 MSAN-ға түрленген POTS-қатынау, келесі ұрпақ желісінің деңгейіне дейін операторлардың базалық желілерін модернизациялайтын, сол уақытта бастапқы инфрақұрылымды сақтап қалатын жақсы шешім болып табылады.

POTS-қатынау-ды екі жекелеген компонентке бөлуге болады; қатынау шлюзінің платасына және POTS платасына (аналогтық АЛ платасына).

Қатынау шлюзінің платасы желі жағында жергілікті ТDМ станциясын қосылады, ол стандартты V5.2 интерфейсімен жабдықталған, ал абоненттер POTS платасына стандартты аналогтық интерфейс көмегімен қосылады. Платалардың бір-бірімен ішкі өзара қосылуы IР/Ethernet технологиясының негізінде жасалған, ол POTS платасын басқару үшін SI3000 Call Server (SI3000 CS) атымен танылған Iskratel компаниясың программалық коммутаторларын немесе MGCP, H248/Megaco немесе SIP протоколдарын қолданатын басқа өндірушілерге қолдануға мүмкіндік береді.

WiMAX қатынау. WiMAX Access стационарлық немесе мобильді байланыс абонентеріне қызмет көрсету үшін арналған шешім. 802.16е мобильді байланыс стандартын енгізу инфрақұрылым талаптарына сәйкес мобильді стандарттарды енгізуді қамтамасыз етеді.

WiMAX технологиясы корпоративті желілерге Е1 деңгейін өткізу жолағымен және кабельді қосылулар негізінде үй тұтынушыларын  эквивалетті қатынаумен қамтамасыз етуге арналған.

Артықшылыұтары:

-    Толық қамту. Жоғары класты технология базасында құрылған, ол OFDM модуляциясы сияқты. Бұл жүйенің толық жұмыс сипаттамаларын тура көрініс (LOS) пен тура емес (NLOS) көріністі қамтамасыз етеді.

-    Сымды байланысқа қосымша. Өзінің архитектурасына, интерфейстеріне және желімен интеграциясының қарапайымдылығына байланысты SI3000 WiMAX Access жоғары сапалы дыбысты тарату және жоғары жылдамдықты Интернетке қатынауды, сонымен қатар деректерді тарату ағыны қызметін ұсынуды  қамтамасыз ету үшін қолдануға болады.

-    Иілгіштігі. SI3000 WiMAX Access көптеген қолданыстарға ие, ол «соңғы милядағы» кең жолақты қатынау, Wi-Fi қатынау нүктелері мен ұялы трафиктің транспорттық таралуы.

          SI3000 WiMAX жүйесінің архитектурасы келесі компоненттерден тұрады:

-    SI3000 WiMAX BS базалық станциясы;

-    SI3000 WiMAX ODU блогы сыртқа орнатуға арналған.

SI3000 WiMAX жүйесінде ODU блогының екі моделі қарастырылған, ол WiMAX платаларымен бірге қолданылады:

1)      SI3000 WiMAX BS8100 (1Tx 1Rx ) қуаты 30 dBm (802.16d );

2)             SI3000 WiMAX BSM8200 (2Tx 2Rx ) қуаты 36 dBm немесе 40 dBm (802.16e ).

-    SI3000 WiMAX SS абоненттік құрылғылары. Абоненттік құрылғылар тұтынушының үйінде орналасады және базалық станция арқылы деректерді беру үшін қосылыс ұйымдастырады. Абоненттік құрылғылар WiMAX-тың шешімі үшін маңызды компонент болып саналады және келесі түрлерге бөлінеді:

1)  Тек үйдің ішінде пайдаланылатын.

2)  Жартылай үйдің ішінде пайдаланылатын.

3)  Үйдің сыртында пайдаланылатын.

-    SI3000 WiMAX  SSM3100/SSM32100 абоненттік құрылғысы (802.16e – мобильді байланыс үшін).

-    SI3000 WiMAX ASN шлюзі. ASN-нің жеңілдетілген түрі WiMAX негізіндегі мобилдік желілерге арналған SI3000 WiMAX ASN шлюзі болып табылады. Шлюз үшін WiMAX NWG форумы бекіткен белгілі бір кең ауқымды функциялар, сондай-ақ роумингтің барлық функцияларын қолдау және функционалды үйлесімі қарастырылған. Сондай-ақ, шлюз интерфейтерді қолдайды, олар мобильді станциялар, базалық станциялар, CSN желілерімен және ASN-нің көрші шлюздары үшін ASN-нің эталонды моделімен анықталған.

Оптикалық-талшықты қатынау. Беру жылдамдығының жоғары болуы себепті және бір қосылықа бірнеше ағынды біріктіру мүскіндігі бар. Келесі ұрпақ қызметтерінің жеткізілуі қызметтерді тасымалдауда жекелеген қосылыстарға альтернатива болып табылады.

Оптикалық-талшықты жүзеге асырудың үш варианты ұсынылған: оптикалық линияны тұтынушыға дейін жеткізу (FTTC) және оптикалық линияны кабельді шкафқа немесе ғимаратқа (FTTB) дейін жеткізу.

FTTC DSL технологиясының негізінде осы кезде қолданыстағы сымды линиялармен оптикалық қосылыстарды аралас қолдану. Сырт жаққа орнатылатын (ODU-M) «shelter» сияқты корпусты қолдану SI3000 MSAN торабын ауданның тығыз орналасқан аймақтарына орналастыруға және талшықты линияларды абоненттерге өте жақын орналастыруға мүмкіндік береді. FTTC-де оптикалық-талшықты линияларды жоғары өнімділікпен қамтамасыз ететін артықшылықтары пайдаланылады және қолданыстағы мыс сымдардың төмен бағасы әсер етеді.

FTTB үлкен ғимараттарға жоғары жылдамдықты қызметтерді жеткізуді қамтамасыз етеді. Fast және Gigabit Ethernet қосылыстары соңғы тұтынушыларға экрандалмаған оралған жұп арқылы жүзеге асады. Қолданыстағы мыс сымдармен бұл шешім үшін VDSL2 және ADSL2+технологиялары қолданылады.

FTTB түрі үшін «shelter» сияқты корпустың қоректену көзі және басқару интерфейстері бар іште (IDU-M) орналасатын түрі қолданылады, ол қатынау торабының өнімділігін жоғарылату үшін қажет.

 

Әдебиеттер тізімі

 

1.      Соколов Н.А. Сети абонентского доступа. Принципы построения.

2.      Системы доступа к информационным сетям. Учеб. пособие по дисциплине «Системы доступа к компьютерным и телекоммуникационным сетям» для студентов специальностей “Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения”, “Многоарнаьные системы телекоммуникаций” дневной, вечерней и заочной форм обучения / Н.В. Тарченко, П.В. Тишков. – Мн.: БГУИР,  2005. – 80 с.

3.  Денисьева О.М., Мирошников Д.Г. Средства связи для последней мили.- М.: Эко-Тренз-НТЦ НАТЕКС, 1999. – 140 с.

4.  Битнер В.И. Доступ к ресурсам цифровой сети интегрального обслуживания: Учеб. пособие для вузов/ МВО РФ по связи и информатиз. Сиб.гос.ун-т телеком. и информатики. Межрегиональный учеб. центр перепод. Специалистов. – Новосибирск, 2000.-84 с.

5.      Бакланов И.Г. Технологии ADSL/ADSL2+ теория и практика применения. – М.: Метротек, 2007.

6.  Рашич А. В. Сети беспроводного доступа WiMAX: учеб. пособие / Рашич А.В.— СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. — 179 с.

7.  Апостолова Н.А., Гольдштейн Б.С., Кадыков В.Б.Универсальный интерфейс V5 сети абонентского доступа. Учебное пособие по курсу САД. – Санкт-Петербург, СГУТ, 2005.

8.  Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа – М.: Радио и связь, 1998.

9.      Урядов В.Н., Тарченко Н.В, Тишков П.В. Современные технологии средств и систем телекоммуникаций. Конспект лекций для студентов специальностей I-45 01 01 Многоарнаьные системы телекоммуникаций.

-Минск: БГУИР, 2008. - 198 с.

10.  Волков С.В. Сети кабельного телевидения. – М.: Горячая линия-Телеком, 2004. – 616 с.

11.  А.В.Никифоров. Технология PLC - телекоммуникации по сетям электропитания // «Сети и системы связи». - 2002. - № 5.

12.  http://www.iskrauraltel.ru.

13.  http://www.si3000.ru

Мазмұны

 

Кіріспе

3

1 дәріс. Абоненттік қатынау желілерінің негізгі ұғымы

4

2 дәріс. Абоненттік қатынаудың мультисервистік желілерінің негізгі ұғымы

 

8

3 дәріс. ISDN абоненттік қатынау желісі

11

4 дәріс. xDSL технологиясы

16

5 дәріс. Сымсыз WiMAX технологиясы

20

6 дәріс. V5 хаттамасы

24

7 дәріс.  Оптикалық қатынау технологиялары

29

8 дәріс. PON технологиялары 

33

9 дәріс. Кабелдi теледидарлы желілердегі технология

36

10 дәріс. Ұжымдық қатынау желісі

41

11 дәріс. Абоненттiк қатынаудың мультисервистік мысалы

44

Әдебиеттер тізімі

48

 

2013 ж. жиынтық  жоспары, реті 271