12

Подключение ЦСПАЛ к АТС декадно-шаговой системы, до сих пор эксплуатируемой рядом операторов связи, часто подают в абонентские цепи повышенные напряжения и токи. Так как ЦСПАЛ полностью реализованы на полупроводниковых приборах, превышение входного тока в несколько раз от номинала может вызвать выход из строя входных цепей. Для предотвращения такой ситуации необходимо использовать дополнительный защитный кросс, который можно заказывать в комплекте к оборудованию ЦСПАЛ или изготовить самостоятельно, согласно приведенной на рисунке 3.1 схеме. Система технической эксплуатации не требует технического обслуживания, так как в систему встроена самодиагностика и аварийная сигнализация, но в случае выхода из строя плат их замену осуществит технический персонал. Для ЦСПАЛ возможно создание централизованной системы технической эксплуатации и дистанционного управления.

Рисунок 3.1 - Схема оборудования дополнительного кросса для защиты ЦСПАЛ при эксплуатации с АТСДШ

ISDN –Integrated Services Digital Network

Определение 1: Под ISDN понимается такая сеть связи, в которой одни и теже устройства цифровой коммутации и цифровой передачи используется для установления любых видов связи.

Определение 2: Под ISDN понимается совокупность архитектурно-технологических методов и аппаратно-программных средств доставки информации территориально удаленным пользователям, которые обеспечивают передачу информации на единой цифровой основе с использованием различных видов услуг по требованию пользователей [5, 6].

ISDN –Integrated Services Digital Network делиться на два вида:

а) узкополостная ЦСИС – N-ISDN – Narrowband;

б) широкополостная ЦСИС – В- ISDN- Broadband.

B N-ISDN используются скорости передачи до 2,048 Мбит/с.

В В-ISDN используются широкополосные каналы со скоростью выше 2,048 Мбит/с.

В ISDN существует два типа стандартных цифровых канала: первый - информационный; второй - сигнализации.

Информационный канал (базовый) и называется В-каналом для передачи информации пользователей.

Канал сигнализации - D-канал передает сигналы сигнализации и данные в пакетизированном виде.

В ISDN существует два типа доступа (интерфейса):

-        базовый (основной);

-        первичный.

Базовый (основной) доступ включает в себя 2 информационных дуплексных В-канала для передачи голосовых сигналов и данных со скоростью 64 кбит/с и один дуплексный D-канал сигнализации со скоростью 16 кбит/с. То есть на одного абонента ISDN приходится 2В+D и добавляется кадровая синхронизация со скоростью 16 или 48 кбит/с в зависимости от участка сети [6].

Первичный доступ включает в себя 30 дуплексных информационных В-каналов для передачи речи и данных со скоростью 64 кбит/с и один дуплексный D-канал сигнализации со скоростью 64 кбит/с. Общая скорость 1984 кбит/с и добавляется синхронизация со скоростью 64 кбит/с. Поэтому общая скорость первичного доступа - 2048 кбит/с.

Сеть абонентского доступа в ISDN.

В сети абонентского доступа узкополосной ISDN используются:

-           ТЕ1 - специализированные терминалы ISDN - "терминальное оборудование типа "1", - это терминал ISDN поддерживающий базовый доступ;

-           ТЕ2 - неспециализированные терминалы - “терминальное оборудование типа "2", не поддерживающее базовый доступ;

-           АТА – аналоговый ТА;

-           PBX – учрежденческая АТС;

-           ТА – терминальный адаптер (модем) подключающий неспециализированные терминалы ISDN. Терминальный адаптер может быть автономным устройством или платой внутри ТЕ2. Если ТЕ2 является автономным устройством, то оно подключается к ТА через стандартный интерфейс R физического уровня;

-           NТ (Network termination) – сетевое окончание или сетевой терминал. Бывает первого и второго типа;

-           LT – линейный терминал, выполняет функции NT1 и является цифровым абонентским комплектом АТСЦ (ЦАК);

-           ST – станционный терминал является коммутационным полем АТСЦ (КП).

-     R, S, T, U – интерфейсы реализующие сеть абонентского доступа, или так называемый интерфейс "пользователь-сеть";

-     интерфейс R – это интерфейс цифровых терминалов, с помощью которого они подключаются к терминальному адаптеру;

-     интерфейс S – это четырехпроводная шина;

-     интерфейс Т - обеспечивает взаимосвязь между NТ2 и NТ1, в настоящее время выпускается сетевое окончание 1, выполняющее функции NT1 и NT2;

-     интерфейс U – это двухпроводная абонентская линия.

Рисунок 3.2 – Структура САД ISDN

Станционный интерфейс V обеспечивает взаимосвязь линейного терминала со станционным терминалом.

Функции NT:

-         подключение двухпроводной АЛ;

-         обеспечение линейной сигнализации;

-         синхронизация абонентской линии и абонентского терминала;

-         управление;

-         обеспечение питания терминала;

-         слежение за блоками данных пользователя и сигнализации.

NT2:

-         подключение четырех проводной шины S;

-         обнаружение ошибок в блоках данных сигнализации;

-         обеспечение маршрутизации.

По стандарту к одной АЛ сети ISDN может быть подключено до восьми терминалов.

4 Лекция 4. Сети абонентского доступа ISDN. Технологии xDSL

Цель лекции: изучение студентами принципов построения и функционирования интерфейсов S и U в ISDN и видов технологий xDSL.

Содержание:

-          организация доступов в ISDN (BRI, PRI);

-          построение шины S;

-          принципы функционирования интерфейса S. Структура цикла на интерфейсе S;

-          интерфейс U;

-          классификация технологий xDSL: симметричные и асимметричные.

Организация доступов в ISDN (BRI, PRI)

Интерфейс S – это четырехпроводная разводка внутри квартиры или офиса компании. Технически правильно называть интерфейс S интерфейсом S0 [5, 6]. S0 - это соединительная шина, через которую ISDN-совместимое оборудование может соединяться с основной ISDN станцией через стандартный разъём. Для учрежденческой станции S0-интерфейс - это точка, в которой учрежденческая станция соединяется с основной ISDN станцией. Длина шины S0 не должна превышать одного километра. По интерфейсу S0 в каждом из направлений информация передаётся со скоростью 192 кбит/с.

Интерфейс U – это двухпроводная АЛ длиной до 8 км, при диаметре жилы 0,6 мм или 4,2 км при диаметре жилы 0,4 мм (160 кбит/с), также называется интерфейсом Uk0.

Базовый доступ BRI реализуется на обоих интерфейсах S0 и Uk0. Только скорость работы BRI на этих интерфейсах различна:

Интерфейс Uk0 - BRI (BRA) = 2B + D + S = 2*64+16+16 = 160 кбит/с.

Интерфейс S0 - BRI (BRA) = 2B + D + S = 2*64+16+48 = 192 кбит/с.

Если линию ИКМ 30 использовать для обеспечения первичного доступа ISDN, то тогда временные интервалы с 1 по 15 и с 17 по 31 используются как пользовательские каналы, в то время как сигнальная информация передаётся, как обычно, во временном интервале 16. По аналогии с основным доступом временные интервалы с 1 по 15 и с 17 по 31 называются В-каналами (основные каналы с В1 по В31), в то время как временной интервал 16 рассматривается как D-канал. Звено ИКМ, работающее как первичный доступ с 30В+D, называется Uk2pm интерфейсом или Uk2m интерфейсом. Окончание линии со стороны абонента оформлено как сетевое окончание (NT), где интерфейс Uk2m трансформируется в S2m интерфейс. От NT до учрежденческой станции расстояние не должно превышать одного километра. Учрежденческая станция соединяется со станцией посредством S2рm интерфейса. При использовании учрежденческой станции S0-интерфейс выступает как шина для подключения терминального оборудования.

На интерфейсах S2рm и Uk2pm первичный доступ BRI:

PRI (PRA) = 30B + D + S = 30*64+64+64 = 2048 кбит/с.

Построение шины S. Согласно рекомендации ITU-Т I.430 шина S может быть выполнена в нескольких вариантах, представленных на рисунке 11.1: короткая пассивная шины S, "точка-точка", расширенная пассивная шины S [5, 7].

Принципы функционирования интерфейса S.

Конструктивно шина S представляет собой четырехпровод­ную кабельную линию с подключением терминалов к интерфейсу S через разъем RJ45 стандарта DIS 8877. Структура интерфейса и тип сигналов на контактах разъема представлены на рисунке 4.1 [7].

Рисунок 4.1 -  Структура интерфейса S

Передача данных по шине S осуществляется со скоростью 192 кбит/с в виде фрейма длиной 48 бит и структурой цикла, определяемой рек. I.430, рисунок 4.2.

48 бит цикла организуются следующим образом:

-          16 бит на каждый B - канал;

-          4 бита на D - канал;

-          12 бит на синхронизацию и эхоподавление.

Рисунок 4.2 -  Структура цикла интерфейса S

В интерфейс U питание постоянным напряжением от 90 до 120 В. Минимальным считается напряжение 30...40 В. Интерфейс U, использующий существующие абонентские кабели (в первую очередь витую пару), не является полностью стандартизированным. Для линейного кодирования в интерфейсе U могут применяться различные варианты линейных кодов: 2В1Q и 4В3Т; код Up0 является модификацией 2B1Q.

Технологии xDSL - Digital Subscriber Line - технологии цифровой абонентской линии

Данные технологии можно разделить на две подгруппы – технологии симметричного и асимметричного DSL-доступа, рисунок 4.3 [8, 3].

Технологии симметричного DSL-доступа:

-          IDSL (ISDN DSL) - нестандартизованная технология передачи данных по одной медной паре со скоростью до 128 кбит/с по информационным каналам. Используются метод линейного кодирования 2B1Q с эхокомпенсацией, а также те же модемы или терминальные адаптеры, что и в сетях ISDN. Может применяться для организации одновременной передачи речи и данных по одной витой паре на большие расстояния (до 40 км);

- HDSL (High-Bit-Rate DSL) - технология передачи потоков Т1 (1544 кбит/с) по двум «витым» парам (стандарт ANSI - T1.TR.28) или потоков Е1 (2048 кбит/с) по трем «витым» парам (стандарт ETSI -TS 101 135). В технологии используется метод линейного кодирования 2B1Q или модуляция QAM (QAM-B-QAM-256). Системы передачи на базе технологии HDSL имеют большую длину регенерационного участка. (Рекомендации G.991.1);

- SDSL (Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант HDSL, рассматриваемый как самостоятельная технология, в которой для передачи используется одна «витая» пара. Реализуемая скорость - от 128 до 2320 кбит/с, метод линейного кодирования - 2B1Q. Оборудование SDSL используется, в частности, для связи локальных сетей по телефонным линиям;

Рисунок 4.3 – Классификация технологий xDSL

- MDSL (Moderate Speed DSL) - среднескоростной вариант SDSL (от 384 до 1168 кбит/с). Реализуется код 2B1Q с адаптацией скорости передачи к условиям связи;

- MSDSL (Multirate Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант SDSL со скоростью передачи от 144 до 2320 кбит/с. Используется технология линейного кодирования САР с адаптацией скорости передачи к условиям связи;

-          SHDSL (Single-Pair High-speed DSL) - стандартизованная ITU-технология (Рекомендация 0.991.2) передачи цифровых потоков со скоростью от 192 до 2320 кбит/с по одной «витой» паре. Предусмотрена возможность работы по двум «витым» парам со скоростью от 384 до 4640 кбит/с. Способ модуляции ТС-РАМ;

- HDSL2/4 - стандартизованная ANSI (TLTRQ.06-2001) технология передачи потока Т1 по одной или двум «витым» парам - аналог SHDSL для  скоростей передачи до 1,5 Мбит/с. Способ модуляции - ТС-РАМ;

- VDSL (Very High Speed DSL) - симметричный режим работы VDSL-систем, предусмотренной стандартом TS 101 270 организации ETSI. Скорость передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре дос­тигает 13 Мбит/с.

Технологии асимметричного DSL-дocтyna:

- ADSL (Asymmetrical DSL) - технология передачи цифровых потоков со скоростями (Рекомендация 0.992.1 ITU-T) не менее 6,144 Мбит/с в сторону пользователя и 640 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 2,7 км. Использование метода кодирования DMT позволяет обеспечить одновременную высокоскоростную передачу данных и речевых сигналов по одной «витой» паре;

- RADSL (Rate Adaptive DSL) - нестандартизованный в ITU-T вариант ADSL, позволяющий изменять скорость передачи в линии по желанию оператора либо по такому критерию, как качество линии;

- G.Lite (Universal ADSL) - технология передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре со скоростями (Рекомендация 6.992.2 ITU-T) не более 1,536 Мбит/с в сторону пользователя и 512 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 3,5 км. Используется метод передачи DMT;

- ADSL2 - технология передачи цифровых потоков по «медной» паре со скоростями (Рекомендация 0992.3 3 ITU-T) не менее 8 Мбит/с в сторону пользователя и 800 кбит/с в обратном направлении. Планируется, что скорость передачи в оборудовании ADSL2 будет достигать 12 Мбит/с на расстоянии до 1,5 км, а при использовании технологии инверсного мультиплексирования для АТМ IMA скорость потока, направленного в сторону абонента по четырем «витым» парам, - 40 Мбит/с;

- G.Lite2 (второе поколение G.Lite). Требования к технологии определе­ны в Рекомендации 6.992.4 ITU-T;

- ADSL2+. Требования к технологии определены в Рекомендации 0.992.5 ITU-T. Увеличенная полоса используемых частот (до 2,2 МГц) позволит передавать данные со скоростью до 25 Мбит/с на расстояние около 1 км;

- ADSL2++ ширина полосы частот в сравнении с ADSL увеличена в четыре раза (до 4,4 МГц), а также и максимальная скорость ПД при удлинении линии передачи составляет до 6,5 –7 км;

- VDSL - технология передачи цифровых потоков по медной паре со скоростью до 52 Мбит/с в сторону пользователя на расстояние до 300 м.

5 Лекция 5. Технологии хDSL

Цель лекции: изучение студентами технологий НDSL, ADSL, VDSL.

Содержание:

-          основы технологии НDSL. Примеры применения и построения оборудования HDSL;

-          основы технологии ADSL. Потоки, скорости работы. Структурные схемы подключения ADSL. Способы разделения потоков. Структурная схема модема ADSL. Интерфейсы абонентской сети ADSL. Структура сети ADSL. Примеры оборудования ADSL. Разновидности асимметричной технологии, примеры применения;

-          основы технологии VDSL. Потоки, скорости работы. Структурные схемы подключения VDSL.

Технология НDSL - высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Loop). Технология HDSL обеспечивает полный дуплексный обмен на скорости 2048 кбит/с [1].

Основу оборудования HDSL составляет линейный тракт, то есть способ кодирования (или модуляции) цифрового потока для его передачи по медной линии. Технология HDSL предусматривает использование адаптивной эхокомпенсации. Суть её состоит в том, что прием и передача ведутся в одном спектральном диапазоне, разделение сигналов осуществляет микропроцессор. Приемник модема HDSL как бы вычитает из линейного сигнала сигнал собственного передатчика и его эхо (сигнал, отраженный от дальнего конца кабеля или от места сочленения составного кабеля).

Области применения HDSL-оборудования:

-          расширение возможностей УАТС, ГТС и т. п. по обеспечению связи, по увеличению пропускной способности каналов связи при доставке голосового потока от УАТС, ГТС и т. д. к абоненту при помощи DSL-устройств;

-          обеспечение связи между сегментами ЛВС с пропускной способностью не менее 2 Мбит/с. Возможно использование DSL для соединения сегментов сети, удаленных на большие расстояния, а также для соединения удаленных рабочих станций в пределах отдельной сети. Идеально подходит для организации высокоскоростного доступа к Internet, базам данных и других аналогичных целей;

-          организация переходов ВОЛС-ВОЛС или ВОЛС-оконечное оборудование по медному кабелю;

-          передача сигналов систем замкнутого телевидения и видеонаблюдения;

-          создание систем резервной и аварийной связи параллельно ВОЛС.

В качестве примера можно рассмотреть применение оборудования HDSL для соединительных линий (СЛ) (рисунок 5.1).

Основы технологии ADSL

Технология ADSL предусматривает для связи абонентов со станцией организацию трех каналов на одной АЛ [3]:

Рисунок 5.1 - Межстанционная связь между цифровыми АТС

-          дуплексный канал ТЧ;

-          дуплексный служебный канал со скорость 15-640 кбит/с;

-          входящий высокоскоростной поток (канал) со скоростью                       1,5-6,1 Мбит/с.

У абонента устанавливается модем ADSL, а на станции устанавливается модемный пул (стойка модемов), который называется DSLAM - Digital Subscriber Line Access Module – модуль доступа цифровых АЛ, рисунок 5.2.

Рисунок 5.2 - Функциональная архитектура для технологии ADSL

ADSL-технология может использоваться не только для доступа в Интернет и не только по парам абонентских кабелей. Технология обеспечивает высокоскоростную передачу в цифровом виде любой информации: видео, голоса, данных. Зависимость скорости работы модемов от числа каналов приведены в таблице 5.1. Модемы создают несколько каналов, используя доступный диапазон частот линии, с помощью частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM) или эхо-подавителей. FDM разделяет диапазон на два: один - для доставки, а другой - для доступа.

Т а б л и ц а 5.1- Скорость модемов ADSL в зависимости от числа каналов

Методы модуляции ADSL

1.     
DMT - "дискретная многотональная модуляция" (Discrete Multitone), рисунок 5.3. ADSL использует частоты в диапазоне от 0 до 1,1 МГц. Диапазон от 0 до 4 кГц зарезервирован для аналоговых телефонных линий. Если трафик передается только от станции к абоненту, то DMT разделяет диапазон между 26 кГц и 1,1 МГц на 249 каналов по 4 кГц, каждый из которых можно рассматривать как эквивалент модема. DMT выделяет также 25 дуплексных каналов для трафика в обоих направлениях. Технология ADSL должна использовать кодирование DMT либо с FDM, либо с эхо-

Рисунок 5.3 - Способ разделения потоков в DMT

подавлением. Следует заметить, что FDM является более простым методом для реализации. На рисунке 5.3 отображена ситуация, когда в ADSL не применяется эхо-подавление. Эта асимметричная структура и прямое применение FDM избавляют оконечные устройства ADSL от схем эхо-подавления.

2.      Метод эхо-компенсации, рисунок 5.4. На рисунке  показан более эф­фективный подход, когда (в действительности) перекрываются полосы про­пускания исходящего и входящего потока. Теперь даже при частичном перекрытии потребуются схемы эхо-подавления в устройствах ADSL. Устройства ADSL на основе САР обычно используют FDM-подход, в то время как устройства ADSL с DMT обычно применяют эхо-подавление, хотя и существует несколько исключений. Вариант с эхо-подавлением называется эхо-FDM в силу асимметричности устройства. В общем, существуют системы и оборудование "FDM ADSL" и "эхо-подавления в ADSL".

VDSL (Very High bit-rate Digital Subscriber Line) - наиболее высокоско­-

ростная технология DSL. В таблице 5.2 приведены скорости VDSL.

Рисунок 5.4 - Способ разделения потоков - эхо компенсации

Т а б л и ц а 5.2 – Скорости VDSL

Асимметричная VDSL разработана для применения в самых разных об­ластях: цифровое телевещание, видео по требованию (VoD), дистанционное обучение, телемедицина. Система имеет необходимую для телевидения вы­сокой четкости (HDTV) полосу пропускания сигнала 18 Мбит/с. Симметричная технология VDSL применяется в корпоративной среде, где необходимы высокоскоростная передача данных, видеоконференцсвязь и те­леконсалтинг. На рисунке 5.5 отражена базовая архитектура VDSL.

Рисунок 5.5 -  Архитектура VDSL

6 Лекция 6. Беспроводные САД

Цель лекции: изучение студентами технологий беспроводных САД.

Содержание:

-          технологии организации множественного доступа;

-          стандарты беспроводного доступа;

-          пример построения системы фиксированного радиодоступа.

Технологии организации множественного доступа

-               FDMA (Frequency Division Multiple Access) – множественный доступ с частотным разделением. При этом выделенный для определенной системы спектр делится на полосы частот, в которых осуществляется передача канальной информации от разных абонентов, рисунок 6.1.а;

-               TDMA (Time Division Multiple Access) – множественный доступ с временным разделением. При этом выделенная полоса частот представляется для передачи канальной информации на определенный короткий промежуток времени; в следующий промежуток времени осуществляется передача информации от другого абонента, рисунок 6.1.б;

-              
CDMA (Code Division Multiple Access) – множественный доступ с кодовым разделением, сообщения от абонентов шифруются и передаются одновременно. Этот способ имеет определенное достоинство – скрытность информации, но при этом для передачи требуется довольно широкая полоса частот, что может быть недостатком при ограниченности частотного ресурса, рисунок 6.1.в.

Рисунок 6.1 - Организация множественного доступа в различных системах

Стандарты беспроводного доступа

Существует множество стандартов радиодоступа СТ-2, DECT, CDMA, D-AMPS (их модификации) и другие.

1.  Технология СТ-2 использует метод множественного доступа с частотным разделением каналов, совмещенный с временным дуплексным разделением режимов передачи и приема TDD, при котором в одном временном интервале осуществляется передача сообщения от абонента, а в следующий момент – прием сообщения от базовой станции. Таким образом, используется только одна несущая частота для передачи и приема информации [1]. Спектр частот 839-843, 864-868.2, 910-914 МГц.

Рисунок 6.2 – Стандарт СТ-2

2.  Стандарт DECT – используется комбинированный способ множественного доступа с временным и частотным разделением каналов в сочетании с временным дуплексным разделением режимов передачи и приема. В терминологии международных рекомендаций эта технология обозначается как – MC/TDMA/TDD.

Диапазон частот 1880-1900 МГц. Предусматривается возможность подключения к сетям ISDN. Данная технология может применяться как для построения оборудования абонентского радиодоступа, так и радиотелефонной бесшнуровой связи.

Системы стандарта DECT работают в диапазоне частот 1880-1900 МГц. Этот диапазон подразделяется на 10 несущих частот - частотных каналов (множественная связь или МС - Mu1ti Carrier).

Каждый речевой канал использует одну пару временных интервалов (а-а, или б-б). Это означает, что для трафика являются доступными 120 речевых каналов (10 несущих 12 временных интервалов).

Рисунок 6.3 – Временные кадры

Пример построения системы фиксированного радиодоступа

Система TANGARA Wireless цифровая радиосистема для абонентского доступа. Технические характеристики системы приведены в таблице 6.1. Структура системы приведена на рисунке 6.4 [1].

Т а б л и ц а 6.1 – Техническая характеристика

Рисунок 6.4 – Структура системы TANGARA Wireless

Контроллер Базовых Станций (BSC), управляющий базовыми станциями и абонентскими терминалами, устанавливается обычно в помещениях АТС и подключается к ТфОП через различные типы интерфейсов – по 2-х проводным аналоговым линиям с сигнализацией по шлейфу, либо по трактам 2 Мбит/с G.703 с сигнализациями R2/R1.5 или V5.1.

Базовая станция (BS) обладает модульной структурой и поддерживает от 2-х до 6-ти радиоканалов. В зависимости от нагрузки в сети и допустимой вероятности отказов, каждая базовая станция обслуживает от 6-и (выделенные каналы постоянного соединения) до 80-и абонентов. Рекомендуемое число – 60 абонентов на одну БС.

Абонентский терминал (RNT) представляет собой блок малых размеров, спроектированный специально для легкого настенного монтажа в помещениях абонента или в общественных телефонах автоматах. К нему может присоединяться компактная направленная или штыревая антенна.

Интерфейс RNT с ТА аналогичен интерфейсу телефонной станции. К RNT могут подключаться телефонные аппараты любых конструкций, автоответчики, факсимильные аппараты, модемы и т.д. Интерфейс предусматривает сигналы переполюсовки и 12/16 кГц метрические сигналы для телефонов автоматов.

7 Лекция 7. Беспроводные САД

Цель лекции: изучение студентами спутниковой системы доступа.

Содержание:

-          понятия спутниковых систем доступа;

-          пример спутниковой системы доступа. Назначение, услуги;

-          структура сети. Назначение элементов сети;

-          принципы функционирования. Процесс установления соединения.

VSAT – Very Small Aperture Terminal – спутниковые системы связи на базе малогабаритных земных абонентских спутниковых станций. Станции работают в диапазонах С и Ku.

Т а б л и ц а 7.1- Диапазоны частот спутниковых систем связи

Сеть Fara Way VSAT, разработанная компанией Gilat, - это система электросвязи и коммутации, которая предоставляет услуги связи, осуществляет соединения по магистральным и абонентским каналам между АТС и абонентами через спутник связи. Данная сеть предназначена для обслуживания отдаленных и широко разбросанных пунктов в регионах.

Услуги телефонной связи на базе FaraWay:

-           телефонная связь внутри спутниковой сети - VSAT-VSAT;

-           VSAT - междугородная (международная) телефонная связь;

-           междугородная (международная) телефонная связь - VSAT;

-           VSAT - абоненты сотовой связи GSM;

-           абоненты сотовой связи GSM - VSAT.

Сеть Fara Way VSAT состоит из центра управления сетью NCC, терминала нагрузки и удаленных станций, рисунок 7.1.

Центр управления сетью - NCC управляет всем доступом к спутниковой системе и фактически выполняет роль коммутатора для пользователей на удаленных терминалах. NCC обеспечивает автоматическую работу сети, функции контроля и управления; предоставляет оператору сети отчеты об использовании мощностей, собирает статистические данные о нагрузке и управляет распределением спутниковых ресурсов. NCC выполняет также функции маршрутизации и коммутации, такие, как выбор адресата на основе неограниченного плана нумерации, автоматическое изменение маршрутизации цепи и преобразования протокола коммутации. Центр NCC может находиться в любом месте сети и не должен быть привязан к какому-либо другому ее компоненту, включая станции нагрузки.

NCC содержит: стандартное РЧ оборудование, антенну и РЧ приемопередатчик для связи со спутником; оборудование для управления сетью.

Рисунок 7.1 – Сеть Fara Way VSAT

Оборудование для управления сетью состоит из:

-          модулей канала управления (ССМ), которые обеспечивают спутниковую связь между оборудованием управления сетью и удаленными станциями по каналам управления;

-          рабочей станции DAMA и обработки вызовов (DCS), которая содержит все программное обеспечение для управления в реальном времени;

-          станции управления сетью (NMS), которая используется для просмотра состояния сети, изменения конфигурации сети и хранения записей данных разговоров.

Терминал нагрузки - это станция, на которой концентрируется трафик, направленный к узлу. Этот терминал может быть расположен как вблизи Центра управления сетью, так и в любом другом месте сети. В сети могут быть несколько терминалов нагрузки, например, для концентрации трафика, направленного к региональным центрам.

Удаленная станция. Главной функцией оборудования удаленной станции является соединение спутниковых цепей с наземным оборудованием. Для выполнения этих функций оборудование удаленной станции предоставляет линейные интерфейсы и сигнализацию, а также интерфейсы для оборудования абонентов; имеется постоянная связь с оборудованием управления сетью для распределения спутниковых цепей, контроля событий и управления ресурсами станции.

Схема доступа FTDMA

В схеме FTDMA используются несколько несущих, каждая из которых представляет собой канал TDMA с N временными интервалами (фрейм). Все фреймы синхронизированы по единой эталонной частоте сети, транслируемой по каналу исходящих сообщений. Массив (пул) каналов сети представляет собой двумерную частотнo-временную матрицу, каждый элемент которой - это временной интервал на одной из несущих, содержащий половину дуплексной цепи. Модемы станции пересылают пакеты данных на скорости одиночной несущей. Каждый модем ведет N каналов. В каждом временном интервале модем получает доступ к иной несущей на время пересылки пакета, и поэтому возможно быстрое переключение частоты (скачки) между смежными временными интервалами. Каналы управления мультиплексируются на несущие FTDMA, занимая фиксированный набор временных интервалов. Для реализации FTDMA на станции требуется единственный модем с пакетным режимом. Распределение спутниковых ресурсов на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 – Архитектура несущих/временных интервалов FTDMA

Типы каналов. Каналы исходящих сообщений управления (ОСС) передаются NCC с использованием фиксированных, заранее назначенных несущих и временных интервалов. Пакеты этих каналов пересылаются в каждом фрейме вне зависимости от того, несут ли они сообщения. Передачи ОСС взаимно синхронизированы и служат опорным сигналом синхронизации сети для временных интервалов, фреймов и суперфреймов. Каждая станция, кроме NCC, постоянно настроена на один из ОСС, по которому она получает синхронизацию фреймов и временных интервалов, а также поправки частоты символов в канале. По каналам ОСС передаются также данные с целью управления разговорами и пересылки программного обеспечения. Для маршрутизации таких сообщений существует фиксированная связь между ОСС и группой удаленных станций. Каждый из каналов входящих сообщений управления (ICC) совместно используется группой удаленных станций по бесконфликтной схеме доступа TDMA с заранее назначенными и фиксированными несущими и временными интервалами спутникового ретранслятора. Передачи синхронизированы по фреймам и временным интервалам. Фреймы в каждом суперфрейме делятся между станциями, совместно использующими ICC, так что каждая станция должна передавать только во временном интервале канала управления и во фрейме, предназначенном исключительно ей. Эти передачи должны производиться станцией в каждом суперфрейме независимо от наличия информации для передачи. Центр NCC (и только он) передает и принимает опорный канал, используемый для слежения за перемещениями спутника и для поправок частоты, вызванных дрейфом ретранслятора. Этот канал также является частью схемы доступа FTDMA и занимает один фиксированный временной интервал где-либо в сети, согласно решению оператора. Скорость передачи данных в одиночном канале системы FTDMA определяется степенью сжатия в сети, и типовые ее значения - 8 или 16 кб/с. Несущие FTDMA модулируются по методу квадратичной фазовой манипуляции (QPSK).

Пример установления разговора DAMA между двумя абонентами.

1. Пользователь А поднимает трубку и получает "Ответ станции" от Внутреннего Устройства FaraWay IDU, (рисунок 7.2).

2. Пользователь А набирает номер адресата - пользователя В.

3. FaraWay IDU пользователя А передает запрашиваемый номер в NCC по каналу ICC, назначенному станции А.

4. По получению входящего сообщения NCC отыскивает доступный канал и назначает его для разговора. Каналом является любой доступный временной интервал на паре несущих. Например выберем временной интервал 2 на несущей 1 и несущей 2, рисунок 7.2.

5.NCC посылает команду (по ОСС) модему станции А настроиться на частоту 1 во временном интервале 2 для передачи и на частоту 2 во временном интервале 2 для приема. Одновременно NCC посылает станции В в точности противоположную команду: принимать на частоте 1 во временной интервал 2 и передавать на частоте 2 во временной интервал 2. Таким образом, устанавливается полностью дуплексный разговор. Этот разговор является прямым соединением между пользователями А и В, одношагового типа, - NCC не участвует в разговоре.

6. Станция В посылает звонок. Пользователь В поднимает трубку.

7. FaraWay IDU на станции В посылает сигнал NCC по своему ICC, что пользователь В ответил.

8.NCC запускает процесс бухгалтерского учета.

9. Установки разговора поддерживаются до тех пор, пока одна из сторон не разъединится. Тогда NCC снимает назначения частот 1 и 2 во ВИ2, и этот ресурс (канал) свободен для нового назначения любому из IDU в сети.

8 Лекция 8. Беспроводные САД. Оптические сети доступа

Цель лекции: изучение студентами стандарта WI-FI, аналоговой и цифровой сети абонентского доступа. 

Содержание:

-          понятие стандарта WI-FI;

-          аналоговая и цифровая структуры сети абонентского доступа.

Cтандарт WI-FI

Cамый популярный стандарт беспроводных локальных сетей — IEEE 802.11 или стандарт WI-FI (Wireless Fidelity) [4].

Структура стека протоколов IEEE 802.11 показана на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Стек протоколов IEEE 802.11

Беспроводные сети обладают гибкостью при конфигурации и расширении. Могут служить как добавлением, так и заменой проводных сетей при построении сетевой инфраструктуры

Сегмент  Wi-Fi сети может использоваться как самостоятельная сеть, либо в составе более сложной сети, содержащей как беспроводные, так и обычные проводные сегменты. Wi-Fi сеть может использоваться:

-         для беспроводного подключения пользователей к сети;

-         для объединения пространственно разнесенных подсетей в одну общую сеть там, где кабельное соединение подсетей невозможно или нежелательно;

-         для подключения к сетям провайдера интернет-услуг вместо использования выделенной проводной линии или Dualap соединения.

Для построения беспроводной сети используются WiFi – адаптеры и точки доступа.

Адаптер, рисунок 8.2, представляет собой устройство, подключающееся через слот расширения PCI, CardBus, CompactFlash. Существуют также адаптеры с подключением через порт USB 2.0. WiFi–адаптер выполняет ту же функцию, что и сетевая карта в проводной сети. Он служит для подключения компьютера пользователя к беспроводной сети.

Рисунок 8.2 - Адаптеры

Для доступа к беспроводной сети адаптер может устанавливать связь непосредственно с другими адаптерам. Такая сеть называется специальной (ad hoc), или внеплановой сетью. Адаптер может также устанавливать связь через специальное устройство – точку доступа. Такой режим называется  инфраструктурой.

Точка доступа, рисунок 8.3,  представляет собой автономный модуль со встроенным микрокомпьютером и приемно-передающим устройством. Через точку доступа осуществляется взаимодействие и обмен информацией между беспроводными адаптерами, а также связь с проводным сегментом сети. Таким образом, точка доступа играет роль концентратора.

Рисунок 8.3 - Точка доступа

Точка доступа должна иметь и сетевой интерфейс (uplink port), при помощи которого эта точка может быть подключена к обычной проводной сети. Через этот же интерфейс может осуществляться и настройка точки.

Точка доступа может использоваться как для подключения к ней клиентов (базовый режим- режим точки доступа), так и для взаимодействия с  другими точками доступа для построения распределенной сети (Wireless distributed system – WDS). Это режимы беспроводного моста «точка-точка» и «точка-много точек», беспроводной клиент и повторитель.

Доступ к сети обеспечивается путем передачи широковещательных сигналов через эфир. Принимающая станция может получать сигналы в диапазоне работы нескольких передающих станций. Станция-приемник использует идентификатор зоны обслуживания (service set indentifier - SSID) для фильтрации получаемых сигналов и выделения того, который ей нужен.

Зоной обслуживания (service set - SS) называются логически сгруппированные устройства, обеспечивающие подключение к беспроводной сети.

Базовая зона обслуживания (basic service set - BSS) – это группа работающих по стандарту 802.11 станций, связывающихся одна с другой по беспроводной связи.

 Аналоговая и цифровая структуры сети абонентского доступа

Несмотря на цифровизацию транспортной сети, подключаемая к ней  сеть доступа разделяется на аналоговую и цифровую.

На рисунке 8.4 представлен пример аналоговой САД, состоящей из двух сетевых элементов, представляющих собой оборудование сети доступа (ОСД) и линии связи между ними [1].

Рисунок 8.4 -  Аналоговая сеть абонентского доступа

Для передачи линейного сигнала в САД все более широко используются оптические кабели и радиоканалы. Как правило, современное оборудование для построения сети доступа является универсальным с точки зрения использования различных сред передачи. Оптический кабель обладает наилучшими показателями с точки зрения цены и пропускной способности при телефонизации новых районов застройки. При развертывании сети в регионах со сложившейся кабельной инфраструктурой большое значение имеет организация цифровых трактов на медных парах по технологии HDSL. Наконец, в сельских и труднодоступных районах большое значение имеют радиорелейные линии и спутниковые каналы связи.

Рисунок 8.4 представляет аналоговую САД, т.к. коммутационная станция имеет аналоговые абонентские окончания. САД является как бы продолжением аналоговых линий, идущих от АТС к станционному блоку ОСД и оканчивающихся местом подключения абонентских телефонов к абонентскому блоку. Такая схема включения чаще всего называется аналоговой схемой подключения ОСД.

Преимущества данной схемы: простота согласования интерфейсов (абонентский интерфейс с сигнализацией по шлейфу в высшей степени прост и стандартизирован); универсальность к типу коммутационной станции, ОСД может быть подключено по аналоговым интерфейсам к АТС любых систем  - электронной, квазиэлектронной, электромеханической.

Главный недостаток наличие “лишнего” аналого-цифрового преобразования в станционном блоке. Действительно, если коммутационное оборудование является цифровым, то цифровые потоки сначала преобразуются в аналоговые сигналы абонентскими комплектами АТС, а затем опять преобразуются в цифровую форму станционным блоком ОСД.

Цифровая САД позволяет подключить станционный блок ОСД с коммутационным полем цифровым трактом, рисунок 8.5. Такое решение все шире применяется, и оно более прогрессивное по сравнению с аналоговым включением.

Преимущества

1. С точки зрения качества услуг связи, цифровое включение обеспечивает максимальное приближение цифровой сети к абоненту и, соответственно, минимум  помех, возникающих в аналоговом тракте.

2. С точки зрения экономической эффективности и снижения затрат  на ОСД, цифровое включение также имеет ключевые преимущества, так как для построения сети не требуются абонентские модули АТС, реализующие аналоговый 2-проводный интерфейс, равно как и не требуется аналоговые модули станционного блока ОСД.

Рисунок 8.5 - Цифровая сеть абонентского доступа

9 Лекция 9. Оптические сети доступа

Цель лекции: изучение студентами протокола V.5 и технологий FTTx, оптической системы доступа, её характеристик, структуры.

Содержание:

-          протокол V.5. Интерфейсы V.5.1 и V.5.2., их особенности. Протокол назначения несущих каналов;

-          технологии FTTx. Их разновидности, особенности, примеры;

-          оптическая система доступа.

Протокол V.5. Интерфейсы V.5.1 и V.5.2, их особенности. Протокол назначения несущих каналов

Для сети абонентского доступа были разработаны новый цифровой стандарт, названный V.5, который имеет два типа интерфейсов. Спецификации ETSI и ITU-T определяют две разновидности интерфейса V5 — V5.1 и V5.2, различающиеся способом объединения каналов [1, 2].

Стандарт (протокол, интерфейс) V5.1 обеспечивает пропускную способность 2048 кбит/с (один Е1) без возможности динамической концентрации каналов (допускается только статическое мультиплексирование). Технически его можно реализовать с помощью каналов СТОП или ISDN BRI. Стандарт определяет, что, кроме каналов передачи данных, должен быть предусмотрен и канал, обеспечивающий передачу управляющей информации между сетью доступа и узлом обслуживания опорной сети. С помощью этого канала, в частности, выделяются и освобождаются порты ISDN BRI (под портом в данном случае понимается совокупность ресурсов узла обслуживания, поддерживающих один UNI-интерфейс), а также осуществляется их блокировка.

Cтандарт (протокол, интерфейс) V5.2 предусматривает возможность динамической концентрации каналов. В нем описан составной интерфейс, допускающий применение до 16 потоков с пропускной способностью 2048 кбит/с каждый (16 Е1). Кроме того, стандарт V5.2 разрешает выделение не только портов СТОП и ISDN BRI, но и ISDN PRI. Спецификации этого стандарта, касающиеся сигнализации и управления, не отличаются от таковых для V5.1. Однако V5.2 оговаривает также и выделение специального канала управления соединением, с помощью которого узел доступа может сам инициализировать подключение к необходимому UNI.

Протокол назначения несущих каналов (ВСС – Bearer Channel Connection protocol). 

Возможности этого протокола определяют основные преимущества интерфейса V5.2 и позволяют революционизировать структуру современного узла коммутации. Именно благодаря протоколу ВСС, можно резко уменьшить физические размеры абонентского оборудования АТС за счет его замены несколькими интерфейсами V5.2, что в значительной степени преобразует всю телекоммуникационную систему, состоящую из небольшого числа таких узлов [2].

Несущие каналы интерфейса V5.1 жестко закреплены за цифровыми каналами пользовательских трактов, т.е. между каждым используемым несущим каналом интерфейса и существующим каналом пользовательского порта существует постоянное соединение. С интерфейсом V5.2 жесткое закрепление несущих каналов за каналами пользовательских портов отсутствует. Несущий канал интерфейса V5.2 предоставляется только тому каналу пользовательского порта, для которого запрашивается услуга связи, только на время пользования этой услугой. Таким образом, соединение любого несущего канала интерфейса с каналом пользовательского порта является оперативно коммутируемым. В дальнейшем, такие оперативно коммутируемые соединения будем называть В-соединениями.

Технологии FTTx. Их разновидности, особенности, примеры

Перспективным направлением развития широкополосного доступа является использование волоконно-оптических линий для предоставления услуг частным и корпоративным пользователям. Такое направление реализуется в концепции оптика до х (Fiber-То-The-х, FTTx).

В настоящее время для предоставления пользователям широкополосных услуг используются смешанные медно-оптические сети доступа. Существует несколько концепций организации сети доступа смешанного типа. Одна из них - HFC (Hybrid Fiber Соаxiаl) – предполагает доведение оптики до точки концентрации. При этом распределительная абонентская сеть строится на основе коаксиальных кабелей. Данная архитектура не получила широкого распространения и используется только операторами кабельного телевидения.

Другая концепция, представляющая собой разновидность концепции FTTx, именуемая FTTB (Fiber То The Building «волокно к зданию»), т.е. дове-дение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) до офиса. Согласно концеп-ции FTTB, распределение сигналов между абонентами внутри здания осущес-твляется по витым медным парам с использованием преимуществен­но VDSL.

Перечислим некоторые варианты концепции FTTx:

- FTTH (Fiber То The Ноmе) - доведение ВОЛС до жилого дома;

- FTTP (Fiber То The Premises) - обобщенное понятие, объединяющее по сути варианты FTTH и FTTB;

- FTTO (Fiber То The Office) - понятие, аналогичное FTTB;

- FTTC (Fiber То The Curb) - доведение ВОЛС до места, в котором уста­новлен распределительный шкаф;

- FTTCab (Fiber То The Cabinet) - понятие, аналогичное FTTC;

- FTTR (Fiber То The Remote) - доведение ВОЛС до удаленного модуля, концентратора;

- FTTOpt (Fiber То The Optimum) - доведение ВОЛС до оптимального, с точки зрения оператора, пункта.

Следует отметить, что варианты доступа FTTH и FTTB пока не получили широкого распространения, на практике реализуя более приемлемые в современных условиях концепции FTTC, FTTCab, FTTR, FTTOpt.

Система абонентского доступа BroadAccess

Характеристики системы:

1.       Система модульная.

2.       Емкость 240, 480, 960, 1920.

3.       Передающая среда: медь, оптика, радиоканал.

4.       Интерфейс к АТС: V.5.1, V5.2, 2W (двухпроводные), E1, STM1-SDH (UNI).

5.       Технология передающей среды: STM1-SDH – оптика, STM4-SDH – оптика, PDH-34Мбит/с – оптика (радиоканал), Е1 (G703) – медь, HDSL- 2Мбит/с – медь.

6.       Топология: точка-точка, звезда, кольцо (самовосстанавливающееся).

Структура

1.       Блок CU- центральный терминал (станционный блок). Назначение подключение системы к коммутатору.

2.       Блок RU – удаленный блок (абонентский блок). Назначение подключение по различным типам интерфейсов.

Примеры подключения приведены на рисунке 9.1.

Услуги: POTS (Аналоговые), таксофоны, U-ISDN, 2B1Q/4B3T, 64 кбит/с 2W, N x 64 кбит/с (V.35/36, G.703), PLAR, магнето, связывающая линия, удалённая УАТС, 2/4W+E&M, LLSI выделенные(арендованные) линии, DDI, DDO, 10BaseT (по ADSL), E1(G.703), ADSL

Сеть абонентского доступа BroadAccess, использующая протокол V5, предоставляет законченное решение служб передачи голоса и данных. Как сеть, система абонентского доступа разработана согласно подходу открытых систем, основанному на стандартах ITU интерфейса сети доступа V5.1 и V5.2, что позволяет интегрировать систему с АТС, оборудованными интерфейсом V5.

К основным свойствам системы можно отнести:

-          открытый интерфейс: V5.1, V5.2, или двухпроводной аналоговый интерфейс, позволяющий без стыка подключаться к любой АТС;

-          высокую плотность: до 240 абонентских линий в одной «кассете»;

модульную архитектуру: масштабирование от 16 до 1920 абонентских линий на один шкаф и неограниченное количество линий в любой конкретной сети позволяет сервис-провайдерам построить сеть доступа экономно и с учетом требований заказчика;

-          мультисервисную платформу:  поддержка множества служб, включая PSTN, таксофон, офисную мини – АТС (PABX), аналоговые арендованные каналы, доступ цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN) и передачу высокоскоростных цифровых данных (ADSL);

-          гибкую топологию: «точка-точка»,  «звезда», «добавление/выделение каналов» и «самовосстанавливающееся кольцо»;

-          централизованное управление сетью: обеспечивается возможность управления всей сетью из одного или нескольких центральных узлов.

Рисунок 9.1 – Различные типы подключения BroadAccess

Шкаф CU представляет собой корпус высотой 2600 или 2200 мм, шири-ной 600 мм и глубиной 650 мм, в котором могут помещаться до 6 полок сис-темы. Он компонуется из: «корзин» системы, устройства управления сопро-вождением (MCU), панели распределения электропитания (PDP). Каждый шкаф работает от внешнего источника постоянного напряжения в 48 В.

Уличный шкаф RU может вмещать 240, 480, 960, 1920 абонентов. Оснащение шкафа может включать следующее оборудование: блок кабельной защиты, панель распределения электропитания (PDP), блок управления окружающей средой (ECB), до пяти кассет BroadAccess, одно устройство управления сопровождением (MCU), одну полку энергоснабжения, батареи (50 или 100 А/час).

10 Лекция 10. Сети Triple Play

Цель лекции: изучение студентами сетей Triple Play.

Содержание:

-          понятие Triple Play;

-          услуги Triple Play;

-          способы реализации Triple Play.

Понятие Triple Play

На сегодняшний день уже стал очевидным тот факт, что построение отдельной сети для каждого вида трафика не эффективно. Предпочтение отдается мультисервисным сетям с единой инфраструктурой, совмещающих в себе передачу разных видов трафика. Логичным решением станет развертывание услуг получивших название Triple Play.

Обычно термин Triple Play расшифровывают, как услуги передачи голоса, видео и данных в одном потоке.

Услуги Triple Play

Услуги передачи данных:

-         высокоскоростной доступ в Интернет;

-         сетевое резервное копирование (backup);

-         сетевые диски (виртуальное дисковое пространство);

-         персональные файловые ресурсы в Интернете;

-         доступ к игровым серверам.

Голосовые услуги:

-         городская и междугородная телефония;

-         радиовещание по IP.

Видеоуслуги:

1.       телевещание по IP (IPTV, HD-IPTV);

2.       платные видеоканалы PPV (Pay Per View);

3.       видео по требованию VoD (Video on Demand);

4.       персональный видеомагнитофон PVR;

5.       видеотелефония;

6.       услуга видеоконференц-связи;

7.       видеонаблюдение;

8.       игровые видеоприставки.

Очевидно, что ожидания пользователей в отношении конвергентных услуг передачи голоса, данных и видео диктуют новые требования к конфигурации сетей доступа [9].

Требования к конфигурации сетей доступа:

-          Полный переход к IP-сетям, включая переход существующих   (голосовых) услуг на VoIPи приложения следующего поколения.

-          Использование оптических соединений как наиболее экономичная стратегия обработки быстро растущего трафика. Это предусматривает развертывание сетей доступа с широким рядом подвидов сетей (например, xDSL, GPON и WiMax).

-          Сегодня операторы связи все более вовлечены в «цифровой дом» пользователей, управляя их домашними IP-шлюзами. Возросшая сложность предлагаемых услуг требует от операторов связи обеспечения безупречной совместной работы домашней сети и сетей доступа, при этом предоставляя оптимальное качество услуг.

Способы реализации Triple Play

На технологии ADSL

На стороне провайдера устанавливается мультиплексор доступа к  DSL (DSLАМ). Он получает сигналы из линии DSL и помещает их в сеть передачи. DSLАМ также принимает предназначенные для клиента входные сигналы и пересылает их по высокоскоростному приемному каналу клиента.

В этой связи общей тенденцией становится подключение оборудования доступа (DSLAM) к оборудованию оператора по оптическому каналу и перенос его ближе к абонентам, что дает возможность увеличить скорость на более коротких участках «меди». Такая комбинация FTTx и DSL позволяет оптимизировать структуру сети. При этом операторское оборудование должно поддерживать все услуги Triple Play.

Рисунок 10.1 – Принцип доcтавки услуг Triple Playдля технологии DSL

Обычный DSLAM - это мультиплексор, который устанавливается на стороне оператора. Фактически он является концентратором, к которому подключаются абонентские телефонные линии. При этом на другом конце этих линий находятся DSL-модемы.

Основной функцией DSLAM является предоставление пользователям качественного канала связи и обеспечение широковещательной (broadband) передачи услуг Triple Play. 

Видеопоток доставляется с использованием технологии DSL от DSLAM на основе IP к широкополосному DSL маршрутизатору абонента. Маршрутизатор, поддерживающий  передачу голос и интернет подключение,   перенаправляет видеопоток на устройство Set-Top-Box для
декодирования. STB конвертирует видеопоток в сигнал, требуемый для вывода изображения на телевизоре пользователя.

Схема решения для предоставления услуг Triple Play с использованием технологии DSL представлена на рисунке 10.2.

Рисунок 10.2 – Схема сети DSL

На технологии PON

Технология PON (passive optical networks) - наиболее перспективная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну [9].

 Суть технологии пассивных оптических сетей, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности - сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.

Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемопередающего модуля в центральном узле OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них, рисунок 10.3.

OLT (Optical Line Terminal) – центральное устройство, агрегирует потоки от терминальных устройств в зданиях;

ONU (Optical Network Unit) или ONT (Optical Network Terminal)– терминальное устройство, устанавливается в здании, предоставляет конечным абонентам различные порты доступа.

Рисунок 10.3 – Архитектура сети  PON

Преимущества архитектуры PON:  

–      отсутствие промежуточных активных узлов;

–      экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле;

–      экономия волокон;

–       легкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания.

Топология PON позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей, исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку оптического кабеля и эксплуатацию кабельной сети.

11 Лекция 11. Мультисервисные сети абонентского доступа

Цель лекции: изучение студентами МСАД.

Содержание:

-          понятие МСАД;

-          реализация МСАД;

-          четыре основных компонента МСАД;

-           сети NGN;

-          мультисервисный абонентский концентратор.

Понятие МСАД

В мультисервисной САД предоставляется три вида услуг:

- передача речи (звука, телефонная связь, речевая почта и т.д.);

- передача данных (Интернет, факс, электронная  почта, компьютерные файлы, электронные платежи и т.д.);

- передача видеоинформации (телевидение, видео по запросу, видеоконференции и т.д.) [9].

Реализация МСАД

МСАД может быть реализована на:

- технологии ADSL;

- технологии Triple-Play;

-технологии оптической передачи;

- технологии сети кабельного телевидения;

- технологии Мультисервисного абонентского концентратора МАК.

Четыре основных компонента МСАД

Предложено для построения модели МСАД использовать четыре основных компонента:

-         оборудование в помещении пользователя, которое может состоять как из одного терминала, так и представлять собой комплекс технических средств, образующих одну и более сетей;

-         сеть доступа, которая обеспечивает подключение оборудования, находящегося в помещении пользователя, к транзитной сети;

-         базовая сеть, состоящая из технических средств, позволяющих подключаться к средствам поддержки инфокоммуникационных услуг;

-         средства поддержки инфокоммуникационных услуг, включающих программное обеспечение и управляющих предоставлением услуги. 

NGN - Next Generation Network - Сеть следующего поколения.

Концепция NGN рассматривается как одно из возможных решений для реализации мультисервисной сети.

Концепция NGN предполагает, что перспективные сети будут широко использовать IP (Internet протокол) технологию. Поэтому модель, адаптированная к требованиям NGN, показана на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1 - Организация мультисервисной сети

Модель сети мультисервисного доступа представлена на рисунке 11.2

Рисунок 11.2 - Модель сети мультисервисного доступа

Первый вид сети в помещении пользователя состоит из совокупности телефонных аппаратов (ТА), подключаемых к распределительной коробке (РК). Между РК и узлом доступа прокладывается многопарный кабель. В данном случае, без потери общности, показано включение терминалов по схеме "прямое питание", то есть без установки распределительных шкафов. Рассматриваемая сеть в помещении пользователя никакие услуги высокоскоростного доступа не поддерживает.

Второй вид сети в помещении пользователя предназначен для обслуживания группы деловых абонентов за счет установки устройства интегрированного доступа (Integrated Access Device – IAD). Это устройство позволяет подключать несколько ТА (или других терминалов, использующих аналогичный двухпроводный интерфейс), а также локальную сеть (LAN). Обмен информацией между IAD и узлом доступа обычно осуществляется за счет установки оборудования высокоскоростной цифровой абонентской линий (SHDSL). Это оборудование создает симметричный цифровой тракт, используя физические цепи многопарного кабеля. Для пользователей квартирного сектора более популярен вариант установки оборудования асимметричной цифровой абонентской линий (ADSL).

Третий вид сети в помещении пользователя представлен одним из перспективных вариантов поддержки функциональных возможностей "Triple-Play Services" для клиентов квартирного сектора. В жилище устанавливаются аппаратно-программные средства, которые можно называть домашним сервером. Он обеспечивает подключение всех типов терминалов, предусмотренных концепцией "Triple-Play Services". Для рассматриваемой модели, помимо телефонных терминалов, показаны персональный компьютер (ПК) и телевизор (ТВ). Обычно телевизор снабжается приставкой, которая называется "Set top box". Ее назначение – обеспечение возможности диалога для доступа к некоторым видам услуг. Подключение домашнего сервера может осуществляться по многопарному кабелю, что требует установки оборудования ADSL, SHDSL или ему подобного. При большом числе пользователей необходима прокладка кабеля с оптическим волокном. В принципе, могут использоваться широкополосные системы с беспроводным доступом.

Мультисервисный абонентский концентратор

Мультисервисный абонентский концентратор (МАК) - узел доступа выполняет функции концентратора и с точки зрения концепции NGN и идеологии Triple Play Services отражается место узла доступа в телекоммуникационной сети и выполняемые им функции. Этот узел должен поддерживать несколько интерфейсов, различные протоколы сигнализации, обеспечивать экономичное введение новых услуг, отвечать всем требованиям качества обслуживания для мультисервисного трафика [9].

МАК обеспечивает возможность введения обслуживания TriplePlay Services для существующих сетей электросвязи. При формировании NGN никакие изменения в аппаратных средствах МАК не нужны. Переход на новый интерфейс осуществляется за счет незначительных изменений в программном обеспечении. Смена оборудования доступа при переходе к NGN не требуется.

Основная проблема заключается в том, что абоненты, которых необходимо подключить в МАК (как и в любой другой концентратор), предъявляют различные требования к спектру поддерживаемых услуг.

Рисунок 11.3 – Два варианта включения мультисервисных абонентских концентраторов

Для подключения терминального оборудования потенциальных пользователей необходимо поддерживать в МАК ряд интерфейсов. Речь идет об интерфейсах как со стороны пользователей, так и со стороны сетей, которые задействованы для обслуживания трафика.

На стороне пользователей можно выделить следующие типичные интерфейсы:

-    двухпроводный стык Z для подключения телефонов или других терминалов, использующих алгоритмы ТФОП для установления/разъединения соединений и обменивающихся сигналами в полосе пропускания канала тональной частоты (например, таксофоны, персональные компьютеры с модемами и факсимильные аппараты);

-    интерфейсы цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN) 2B+D и 30D+D; (B – основной цифровой канал с пропускной способностью 64 кбит/с, а D – служебный канал, используемый, в основном, для сигнализации с пропускной способностью 16 и 64 кбит/с, соответственно);

-    порт Ethernet для включения локальных сетей (LAN) и иных средств обмена данными, использующих стандарт IEEE 802;

-    стык для цифровых линий, использующих одну из технологий семейства xDSL;

-    порт для обслуживания потоков видеоинформации, преобразованных на базе одного из современных стандартов цифрового интерактивного телевидения.

Список  литературы 

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

2.       Гольштейн Б.С. Протоколы сети доступа. - т.2. - изд. 3. -М.: Радио и связь, 2005.-288 с.

3.       Горальски В. Технологии ADSL и DSL. - М.: Лори, 2000. – 296 с.

4.       А.В. Пролетарский, И.В. Баскаков и др. Беспроводные сети WI-FI: учебное пособие. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. –215 с.

5.       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.

6.       В.Г. Лазарев. Основы построения цифровой сети интегрального обслуживания. Узкополосные ЦСИО. - М., 1990.

7.       И.Г. Бакланов. ISDN  и FRAME RELAY: технология и практика измерений. / Под ред. А.Б.Иванова.- 2-е изд.,    испр.- М.: Эко-Трендз, 2000. – 186 с.

8.       Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. - том 1. – Современные технологии/ Б.И. Круг, В.Н. Попантонопуло, В.П.Шувалов –Изд. 3-е исправ.и доп. – М.: Горячая линия –Телеком, 2003. – 647 с.

9. А.Т. Гургенидзе, В.И. Кореш. Мультисервисные сети и услуги широкополосного доступа. – Спб.: Наука и Техника, 2003. – 400 с.

Содержание