История развития сетей абонентского доступа. Абонентские доступы в сети ISDN. Принципы построения телефонных сетей

Одной из важнейших проблем телекоммуникационных сетей продолжает оставаться проблема абонентского доступа к сетевым услугам. Актуальность этой проблемы определяется в первую очередь бурным развитием сети Интернет, доступ к которой требует резкого увеличения пропускной способности сетей абонентского доступа. Основным средством сети доступа, несмотря на появление новых самых современных беспроводных способов абонентского доступа, остаются традиционные медные абонентские пары. Причиной этого является естественное стремление операторов сети защитить сделанные инвестиции. Поэтому в настоящее время и в обозримом будущем стратегическим направлением увеличения пропускной способности сетей абонентского доступа будет оставаться технология асимметричной цифровой абонентской линии ADSL, использующей в качестве среды передачи традиционную медную абонентскую пару и одновременно сохраняющей уже предоставляемые услуги в виде аналогового телефона или основного доступа к ISDN. Реализация этого стратегического направления эволюции сетей абонентского доступа зависит от конкретных условий существующей сети абонентского доступа каждой страны и определяется каждым оператором связи с учётом этих конкретных условий. Понятно, что разнообразие местных условий определяет большое число возможных способов миграции существующей сети абонентского доступа к технологии ADSL.

Телекоммуникационные технологии непрерывно совершенствуются, быстро адаптируясь к новым требованиям и условиям. Ещё совсем недавно основным и единственным средством абонентского доступа к услугам сети -- и в первую очередь к услугам сети Интернет был аналоговый модем. Однако самые совершенные аналоговые модемы -- модем, удовлетворяющий требованиям рекомендации ITU-T V.34, c потенциальной скоростью передачи до 33,6 Кбит/с, а также модем последующего поколения удовлетворяющий требованиям рекомендации V.90 ITU-T, с потенциальной скоростью передачи 56 Кбит/с практически не могут обеспечить эффективной работы пользователя в сети Интернет.

Таким образом, резкое увеличение скорости доступа к сетевым услугам, и в первую очередь к услугам Интернет является критически важным. Одним из методов решения этой задачи является применение семейства технологий высокоскоростной абонентской линии xDSL. Эти технологии обеспечивают высокую пропускную способность сети абонентского доступа, основным элементом которой является скрученная медная пара местной абонентской телефонной сети. Хотя каждая из технологий xDSL занимает свою нишу в телекоммуникационной сети, тем не менее, неоспоримо, что технологии асимметричной цифровой высокоскоростной абонентской линии ADSL и сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии VDSL представляют наибольший интерес и для провайдеров телекоммуникационных услуг, и для производителей оборудования, и для пользователей. И это не случайно -- технология ADSL появилась как способ предоставления пользователю широкого набора телекоммуникационных услуг, включая в первую очередь высокоскоростной доступ к сети Интернет. В свою очередь, технология VDSL способна предоставить пользователю широкую пропускную способность, которая позволяет ему получить доступ практически к любой широкополосной сетевой услуге как в ближайшем, так и в отдалённом будущем, но уже не в чисто медной, а в смешанной, медно-оптической сети доступа. Тем самым обе эти технологии обеспечат эволюционный путь внедрения оптического волокна в сеть абонентского доступа, защитив самым эффективным образом прошлые инвестиции операторов местных сетей. Таким образом, ADSL можно рассматривать как самый многообещающий член семейства технологий xDSL, преемником которого будет технология VDSL.

Хотя ключевой идеей миграции способов предоставления сетевых услуг с помощью технологий xDSL, является переход от аналоговой телефонной сети общего пользования сначала к ADSL, а затем, по мере необходимости, к VDSL, однако это не исключает применения для той же цели в качестве промежуточных этапов и других типов технологий xDSL. Например, для увеличения пропускной способности абонентской линии могут использоваться технологии IDSL и HDSL.

От аналогового модема к ADSL

Наиболее распространённым сценарием миграции для доступа к услугам сети Интернет безусловно является переход от исходной сети доступа с помощью аналоговых модемов ТфОП к целевой сети доступа с помощью модемов ADSL.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line -- асимметричная цифровая абонентская линия). Данная технология является асимметричной. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием "постоянно установленного соединения" (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа к локальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объем информации, чем передают. Технология ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL технология позволяет без существенных затрат сохранить традиционный сервис и предоставить дополнительные услуги, среди которых:

• § сохранение традиционного телефонного сервиса,
• § высокоскоростная передача данных со скоростью до 8 Мбит/ к пользователю услуги и до 1,5 Мбит/с -- от него,
• § высокоскоростной доступ в Интернет,
• § передача одного телевизионного канала с высоким качеством, видео-по-запросу,
• § дистанционное обучение.

По сравнению с альтернативными кабельными модемами и волоконно-оптическими линиями главное преимущество ADSL состоит в том, что для нее используется уже существующий телефонный кабель. На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются частотные разделители (некоторые используют кальку с английского сплиттер), -- один на АТС и один у абонента. К абонентскому разделителю подключаются обычный аналоговый телефон и ADSL модем, который в зависимости от исполнения может выполнять функции маршрутизатора или моста между локальной сетью абонента и пограничным маршрутизатором провайдера. При этом работа модема абсолютно не мешает использованию обычной телефонной связи, которая существует независимо от того функционирует или нет ADSL линия.

В настоящее время имеются две модификации технологии ADSL: так называемая полномасштабная ADSL, которую называют просто ADSL, и так называемая "лёгкая" версия ADSL, которую называют "ADSL G. Lite". Обе версии ADSL в настоящее время регламентированы рекомендациями МСЭ-Т G.992.1 и G.992.2 соответственно.

Концепция полномасштабной ADSL первоначально родилась как попытка конкурентного ответа операторов местных телефонных сетей операторам кабельного телевизионного вещания (КТВ). С момента появления технологии ADSL прошло уже почти 7 лет, однако до сих пор она не получила массового практического применения. Уже в процессе разработки полномасштабной ADSL и первого опыта её внедрения выяснился целый ряд факторов, которые требовали коррекции первоначальной концепции.

Основными из этих факторов являются следующие:

• 1. Изменение основного целевого применения ADSL: в настоящее время основным видом широкополосного абонентского доступа является уже не предоставление услуг КТВ, а организация широкополосного доступа к Интернет. Для решения этой новой задачи вполне достаточно 20 % максимальной пропускной способности полномасштабной ADSL, которой соответствует скорость нисходящего потока (от сети к абоненту) 8,192 Мбит/с и скорости восходящего потока (от абонента к сети) 768 Кбит/с.
• 2. Неготовность сети Интернет для предоставления услуг полномасштабной ADSL. Дело в том, что сама система ADSL является лишь частью сети широкополосного доступа к сетевым услугам. Уже первые опыты внедрения ADSL в реальные сети доступа показали, что сегодняшняя инфраструктура сети Интернет не может поддерживать скорости передачи выше 300 400 Кбит/с. Хотя магистральный участок сети доступа к Интернету обычно выполняется на оптическом кабеле, однако, не эта сеть, а другие элементы сети доступа к Интернету -- такие, как маршрутизаторы, серверы и РС, включая и особенности трафика Интернет, определяют реальную пропускную способность этой сети. Поэтому применение полномасштабной ADSL на существующей сети практически не решает проблемы широкополосного абонентского доступа, а просто перемещает её с абонентского участка сети в магистральную сеть, обостряя проблемы инфраструктуры сети. Поэтому внедрение полномасштабной ADSL потребует значительного увеличения пропускной способности магистрального участка сети Интернет, и, следовательно, существенных дополнительных затрат.
• 3. Высокая стоимость оборудования и услуг: для широкого развёртывания технологии необходимо, чтобы стоимость абонентской линии ADSL была не более 500$; существующие цены существенно превышают эту величину. Поэтому реально используются другие продукты xDSL и в первую очередь модификации HDSL (типа многоскоростной MSDSL) с пропускной способностью 2 Мбит/с по одной медной паре.
• 4. Необходимость модернизации инфраструктуры существующей сети доступа: концепция полномасштабной ADSL требует применения специальных разделительных фильтров -- так называемых сплиттеров (splitter"s), разделяющих низкочастотные сигналы аналогового телефона или основного доступа BRI ISDN и высокочастотные сигналы широкополосного доступа как в помещении АТС, так и в помещении пользователя. Эта операция требует значительных трудозатрат, особенно в кроссе АТС, где заканчиваются тысячи абонентских линий.
• 5. Проблема электромагнитной совместимости, заключающаяся в недостаточной изученности влияния полномасштабной ADSL на другие высокоскоростные цифровые системы передачи (в том числе и типа xDSL), работающие параллельно в том же кабеле.
• 6. Большая потребляемая мощность и занимаемая площадь: существующие модемы ADSL кроме высокой стоимости, требуют ещё много места и расходуют значительную мощность (до 8 Вт на модем ADSL в активном состоянии). Чтобы технология ADSL оказалась приемлемой для размещения на коммутационной станции, необходимо снижение потребляемой мощности и увеличение плотности портов.
• 7. Асимметричный режим работы полномасштабной ADSL: при постоянной пропускной способности линии ADSL он является препятствием для некоторых приложений, требующих симметричного режима передачи, -- например, видеоконференций, а также для организации работы некоторых пользователей, имеющих собственные серверы Интернет. Поэтому необходима адаптивная ADSL, способная работать как в асимметричном, так и в симметричном режиме.
• 8. Аппаратное и программное обеспечение помещения пользователя, как показали испытания, является также узким местом систем ADSL. Проведенное тестирование показало, например, что популярные программы -- браузеры Web и платформы аппаратного обеспечения PC могут ограничивать пропускную способность PC величиной 600 Кбит/с. Таким образом, для полного использования высокоскоростных соединений ADSL необходимы улучшения клиентского аппаратного и программного обеспечения пользователя.

Перечисленные проблемы полномасштабной ADSL инициировали появление её "лёгкого" варианта, которым является уже упоминавшаяся ADSL G.Lite. Приведём наиболее существенные особенности этой технологии.

Возможность работы как в асимметричном, так и симметричном режимах: в асимметричном режиме при скорости передачи до 1536 Кбит/с в нисходящем направлении (от сети к абоненту) и до 512 Кбит/с в восходящем направлении (от абонента к сети); в симметричном режиме -- до 256 Кбит/с в каждом направлении передачи. В обоих режимах благодаря использованию кода DMT обеспечивается автоматическая подстройка скорости передачи ступенями по 32 Кбит/с в зависимости от длины линии и мощности помех.

Упрощение процесса установки и настройки модемов ADSL GLite путём отказа от использования разделительных фильтров (сплиттеров) в помещении пользователя, что позволяет выполнять эти процедуры самому пользователю. При этом не требуется замены внутренней проводки в помещении пользователя. Однако, как показывают результаты испытаний, это можно сделать не всегда. Эффективной мерой защиты широкополосного канала передачи данных от сигналов импульсного набора номера и вызывных сигналов является установка специальных микрофильтров прямо в телефонной розетке.

Реализуемые длины линий ADSL GLite позволяют обеспечить высокоскоростным доступом к Интернет подавляющее большинство пользователей домашнего сектора. Следует отметить, что многими производителями оборудования ADSL выбрана концепция оборудования ADSL, поддерживающего как режим работы полноскоростной ADSL, так и режим ADSL G.Lite. Предполагается, что появление оборудования ADSL G.Lite резко активизирует рынок устройств широкополосного доступа к услугам Интернет. Велика вероятность того, что он займёт нишу широкополосного доступа к сетевым услугам пользователей домашнего сектора.

Появление промежуточной ступени ADSL в виде ADSL G.Lite создаёт возможность плавного перехода от существующих аналоговых модемов к широкополосному доступу -- сначала к Интернет с помощью G.Lite, а затем к мультимедийным услугам с помощью полномасштабной ADSL.

Миграция от аналогового модема к любой из модификаций ADSL выгодна провайдеру услуг, поскольку вызовы повышенной продолжительности, какими являются обращения пользователя в сеть Интернет, направляются в обход коммутируемой телефонной сети общего пользования. Если провайдером услуг является традиционный оператор местной сети, то этот сценарий даёт ему ещё одно дополнительное (но не менее важное) преимущество, поскольку отпадает необходимость дорогостоящей модернизации коммутатора существующей телефонной сети в коммутатор ISDN, который понадобился бы для увеличения скорости доступа к услугам сети Интернет при варианте миграции от услуг телефонной сети общего пользования к услугам сети ISDN. Столь значительные дополнительные инвестиции при переходе от аналоговой ТфОП к ISDN объясняются тем, что последняя является сетевой концепцией с собственным очень мощным многоуровневым стеком протоколов. Поэтому для указанной модернизации требуются существенные изменения аппаратного и программного обеспечения цифровой коммутационной станции ТфОП. В то же время модем ADSL представляет собой просто высокоскоростной модем, для поддержки которого используются стандартные протоколы сети передачи данных, базирующейся на передаче пакетов или ячеек АТМ. Это существенно сокращает сложность доступа к сети Интернет и, следовательно, необходимые инвестиции.

Кроме того, с точки зрения пользователей Интернет, операторов сети и провайдеров услуг Интернет имеет больший смысл прямой переход от модема ТфОП не к модему ISDN, а прямо к модему ADSL. При максимальной пропускной способности узкополосной ISDN, равной 128 Кбит/с (которая соответствует объединению двух В -- каналов основного доступа ISDN), переход к ISDN даёт увеличение скорости доступа по сравнению с сетью ТфОП потенциально немногим более чем в 4 раза и требует к тому же значительных инвестиций. Поэтому промежуточный этап перехода от ТфОП к ISDN в качестве эффективного средства доступа к Интернет практически теряет смысл. Разумеется, это не относится к тем регионам, где уже имеет место широкое внедрение ISDN. Здесь, естественно, определяющим фактором является защита сделанных инвестиций.

Таким образом, основными стимулами рассматриваемого способа миграции сети доступа являются:

• § Огромное увеличение скорости доступа к услугам сети Интернет.
• § Сохранение аналогового телефона или основного доступа к ISDN (BRI ISDN).
• § Перемещение трафика Интернет из сети ТфОП в сеть IP или АТМ.
• § Отсутствие необходимости модернизации коммутатора ТфОП в коммутатор ISDN.

Если основным стимулом миграции от аналогового модема к модему ADSL является высокоскоростной доступ к сети Интернет, то наиболее целесообразным способом реализации этой услуги следует считать выполнение удалённого терминала ADSL, называемого ATU-R, в виде платы персонального компьютера (ПК). Это уменьшает общую сложность модема и устраняет проблемы внутренней проводки (от модема до ПК) в помещении пользователя. Однако операторы телефонной сети обычно не желают сдавать в аренду модем ADSL, если он является внутренней платой ПК, поскольку не хотят быть ответственными за возможное повреждение ПК. Поэтому большее распространение пока получили удалённые терминалы ATU-R в виде отдельного блока, называемого внешним модемом ADSL. Внешний модем ADSL подключается к порту ЛВС (10BaseT) или к последовательному порту (последовательной универсальной шине USB) компьютера. Эта конструкция является более сложной, поскольку она требует дополнительного места и отдельного питания. Но такой модем ADSL может быть куплен абонентом местной телефонной сети и запущен в работу пользователем ПК самостоятельно. Кроме того, внешний модем может подключаться не к ПК, а к концентратору или маршрутизатору ЛВС в тех случаях, когда пользователь имеет несколько компьютеров.

А такая ситуация является типичной для организаций, бизнес центров и жилых комплексов.

Миграция к ADSL при наличии в сети доступа ЦСПАЛ

Предыдущий сценарий миграции требует наличия непрерывной физической медной пары между помещением местной АТС и помещением пользователя. Такая ситуация более типична для развивающихся стран со сравнительно слаборазвитой телекоммуникационной сетью, к которым относится и Россия. В странах с развитой телекоммуникационной сетью на абонентской телефонной сети для увеличения перекрываемых расстояний широко применяются цифровые абонентские системы передачи (ЦСПАЛ) в основном с использованием аппаратуры первичных цифровых систем передачи плезиохронной иерархий (Е 1). Например, в США в начале 90-х годов примерно 15 % всех абонентских линий обслуживалось с помощью ЦСПАЛ (в США они называются Digital Local Carrier -- DLC), в дальнейшем предполагается увеличение их суммарной ёмкости до 45 % от общего числа абонентских линий. В настоящее время строятся очень надёжные сети абонентского доступа, в которых используется комбинированная медно-оптическая среда передачи и защищённые кольцевые структуры с применением аппаратуры синхронной цифровой иерархии SDH.

Современные ЦСПАЛ не только мультиплексируют сигналы некоторого числа абонентов в цифровой поток, передаваемый по двум симметричным парам, но и могут выполнять также функции концентрации нагрузки (2:1 или более), что позволяет снизить нагрузку на коммутационные станции. При этом один оконечный терминал ЦСПАЛ размещается в помещении АТС, а другой -- в промежуточном пункте между АТС и помещением пользователя. Поэтому индивидуальная физическая абонентская линия существует только между помещением пользователя и удалённым терминалом ЦСПАЛ. Поэтому мультиплексор доступа ADSL (DSLAM -- DSL access multiplexor) и его составная часть -- станционный терминал ADSL ATU-С -- должны размещаться не на АТС, а в месте установки удалённого терминала (RDT). При этом для организации систем ADSL используются следующие технические решения:

• 1. Удалённый DSLAM, который размещается в отдельном контейнере вблизи контейнера с RDT и рассчитан на обслуживание большого числа пользователей (обычно от 60 до 100 линий ADSL). В этом случае не требуется специальной системы управления и обслуживания, поскольку используется система управления настройкой и контролем состояния линий ADSL типового DSLAM, устанавливаемого в помещении АТС. Такой DSLAM может работать практически с любым оборудованием ЦСПАЛ, поскольку является автономным оборудованием; DSLAM просто отделяет трафик ТфОП от трафика собственно линии ADSL и передаёт его в оборудование ЦСПАЛ в аналоговой форме. Вместе с тем, такое решение является весьма дорогостоящим: поскольку оборудование DSLAM автономно, то необходимы серьёзные установочные и монтажные работы, организация электропитания оборудования и многое другое; поэтому это решение целесообразно только при большом числе пользователей ЦСПАЛ.
• 2. Линейные платы ADSL, встроенные в аппаратуру ЦСПАЛ. При этом используются свободные места в платах оборудования ЦСПАЛ, размещаемом в контейнере RDT, причём возможны два варианта:
  • § оборудование ЦСПАЛ используется только для размещения и механической защиты плат ADSL, а все соединения выполняются с помощью кабелей, что типично для традиционных ЦСП;
  • § линейная плата ADSL является частью аппаратуры ЦСПАЛ и просто интегрирована в последнюю. Этот второй способ обычно используется в новом поколении аппаратуры ЦСПАЛ и позволяет исключить необходимость проведения каких-либо монтажных работ в блоке ЦСПАЛ.
  • § Удалённый мультиплексор доступа (RAM -- remote access multiplexor), который выполняет те же функции, что и DSLAM. Отличается от DSLAM тем, что интегрирован в существующую инфраструктуру ЦСПАЛ и не требует связанной со значительными затратами модернизации существующей инфрастуктуры сети абонентского доступа. Применение RAM является универсальным, поскольку обеспечивает возможность совместной работы с любым типом аппаратуры ЦСПАЛ. Обычно блоки RAM имеют малые габариты и могут размещаться в существующих контейнерах с оборудованием RDT. Основной проблемой известных в настоящее время RAM является их недостаточная масштабируемость.

От ISDN к ADSL

В 90-е годы в качестве способа более быстрого доступа к Интернет там, где это было возможно, стали широко использоваться линии ISDN. Со временем, когда пропускная способность ISDN окажется недостаточной, естественным решением будет "дополнение" абонентской линии ISDN высокоскоростным каналом ADSL. Так же как и в случае с обычными аналоговыми линиями, такой способ, называемый "ISDN ниже ADSL" ("ISDN under ADSL"), предусматривает использование фильтров для разделения сигналов ADSL и ISDN.

Такое решение особенно привлекательно тем, что оно практически не вызывает никаких проблем с выполнением стандартов узкополосной ISDN и, следовательно, с реализацией способа перехода от ISDN к ADSL. Поэтому данный способ эволюции будет особенно популярен в странах, где широко внедрилась узкополосная ISDN, причём вероятнее всего будет преобладать переход от ISDN к полномасштабной ADSL.

От HDSL к ADSL

Технология симметричной цифровой абонентской линии HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line -- высокоскоростная цифровая абонентская линия) безусловно является самой зрелой и самой дешёвой из технологий xDSL. Она возникла как эффективная альтернатива устаревшей аппаратуре первичных ЦСП Е! для использования на соединительных линиях местных сетей, а также в качестве первичного доступа к ISDN (PRA ISDN). Благодаря широкому использованию HDSL в самых различных регионах мира хорошо отработаны процедуры развёртывания таких систем, их эксплуатационного обслуживания и тестирования; хорошо известны также высокое качество параметров и высокая надёжность систем HDSL. Поэтому операторы связи и провайдеры сетевых услуг охотно используют оборудование HDSL для высокоскоростного доступа к Интернет. Однако чаще всего применение HDSL в сети абонентского доступа требует применения по крайней мере, двух медных пар, что практически не всегда возможно. Использование же для организации линии HDSL только одной пары существенно сокращает перекрываемые расстояния. Кроме того, в оборудовании HDSL не предусмотрена возможность организации аналогового телефона, что требует использования для этой цели дополнительной абонентской пары. Таким образом, имеются существенные факторы, стимулирующие целесообразность перехода от HDSL к ADSL. При такой миграции резко увеличивается пропускная способность сети доступа в нисходящем направлении (т.е. от сети к абоненту), достаточно всего одной пары и появляется возможность организации аналогового телефона. Однако при таком сценарии миграции могут возникнуть проблемы. Так, пропускная способность сети доступа ADSL в восходящем направлении (т.е. от абонента к сети), как правило, меньше, чем соответствующая пропускная способность пропускная способность HDSL.

От IDSL к ADSL

Одной из модификаций технологий xDSL является так называемая технология IDSL, имеющая более полную аббревиатуру "ISDN DSL". IDSL (ISDN Digital Subscriber Line -- цифровая абонентская линия IDSN). Эта технология появилась как адекватный ответ производителей оборудования и провайдеров сети Интернет на проблемы, связанные с перегрузкой коммутируемой сети ISDN трафиком пользователей Интернет, и недостаточной для многих пользователей скоростью доступа к сети Интернет с помощью аналоговых модемов.

Технология IDSL предполагает просто формирование цифрового тракта "точка-точка" с пропускной способностью 128 Кбит/с на основе формата основного доступа BRI ISDN путём объединения двух основных B-каналов по 64 Кбит/с каждый; при этом предусмотренный в формате BRI ISDN вспомогательный D-канал не используется, т.е., тракт IDSL имеет структуру типа "128+0" Кбит/с. IDSL использует стандартные микросхемы цифровой абонентской линии ISDN (так называемый U-интерфейс). Однако в отличие от U-интерфейса ISDN, оборудование IDSL подключается к сети Интернет не через коммутатор ТфОП или ISDN, а через маршрутизатор. Поэтому технология IDSL используется только для передачи данных и не может предоставлять речевые услуги коммутируемых ТфОП или ISDN.

Наиболее привлекательными свойствами IDSL являются зрелость технологии ISDN, дешевизна микросхем U-интерфейса ISDN, простота инсталляции и технического обслуживания по сравнению с инсталляцией и техническим обслуживанием стандартной ISDN (поскольку IDSL работает в обход коммутационной станции ISDN), а также возможность использования стандартного измерительного оборудования ISDN. Кроме того, операторы связи и провайдеры услуг Интернет, развёртывающие ISDN, как правило, прекрасно знакомы с последней. Поэтому нет проблем, связанных с планированием и техническим обслуживанием линий IDSL. Основным побудительным стимулом миграции от IDSL к ADSL является обеспечение более быстрого доступа к Интернет по сравнению с аналоговым модемом. Следует, однако, иметь в виду, что при использовании IDSL для доступа к Интернет необходима вторая абонентская линия для доступа к ТфОП. Переход к технологии ADSL, сохраняющей возможность абонентского доступа к коммутируемой телефонной сети (а при необходимости и к сети Интернет), позволяет пользователю ограничиться только одной абонентской линией, что выгодно не только последнему, но и оператору связи.

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line -- симметричная цифровая абонентская линия). Также как и технология HDSL, технология SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т 1 /Е 1 , но при этом технология SDSL имеет два важных отличия. Во-первых, используется только одна витая пара проводов, а во-вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. Технология обеспечивает необходимые для представителей бизнеса преимущества: высокоскоростной доступ в сеть Интернет, организация многоканальной телефонной связи (технология VoDSL) и т. п. К этому же подсемейству следует отнести и MSDSL (Multi-speed SDSL) технологию, которая позволяет изменять скорость передачи для достижения оптимальной дальности и наоборот.

SDSL можно охарактеризовать также как и HDSL. Правда она позволяет пройти меньшее расстояние, чем HDSL, зато можно сэкономить на второй паре. Очень часто офис пользователя оказывается на расстоянии не более 3-х км от точки присутствия оператора и тогда эта технология имеет явное преимущество по сравнению с HDSL по соотношению цена/качество услуги для ее пользователя. Вариант MSDSL позволяет, в случае не очень хорошего состояния кабеля, пройти тоже расстояние, но с меньшей скоростью, к тому же полные 2 Мбит/с необходимы не всем клиентам и очень часто достаточно 256 или даже 128 кбит/с.

В качестве ещё одной модификации SDSL используется оборудование HDSL2, которое представляет собой усовершенствованный вариант HDSL с применением более эффективного линейного кода передачи.

Возможности собственной эволюции ADSL: от доступа к Интернет к предоставлению полного набора сетевых услуг

Рассмотренные способы миграции широкополосного доступа касаются нижнего, физического уровня многоуровневой телекоммуникационной модели, поскольку сами технологии xDSL являются по существу технологиями именно физического уровня. Не менее интересны и пути собственной эволюции ADSL от доступа к сети Интернет к предоставлению полного набора сетевых услуг. Под полным набором сетевых услуг будем понимать в первую очередь услуги мультимедиа и интерактивное видео.

В настоящее время примерно 85 % общего объёма широкополосных услуг составляет доступ к Интернет и только 15 % доступ к услугам мультимедиа и интерактивному телевидению. Поэтому первым этапом широкополосного доступа будет в подавляющем большинстве случаев доступ к сети Интернет. Стратегия предоставления широкополосных услуг в настоящее время достаточно полно представлена развитой МСЭ-Т концепцией широкополосной сети с интеграцией услуг ISDN, кратко называемой B-ISDN. В качестве ключевого элемента сети B-ISDN выбран метод асинхронной передачи (АТМ), в основе которого лежит концепция оптимального использования полосы пропускания канала для передачи разнородного трафика (речи, изображений и данных). Поэтому технология АТМ претендует на роль универсального и гибкого транспорта, являющегося основой для построения других сетей.

АТМ, как всякая революционная технология, создавалась без учёта того, что в существующие технологии сделаны большие инвестиции, и никто не будет отказываться от старого добротно работающего оборудования, даже если появилось новое более совершенное. Поэтому метод АТМ в первую очередь появился на территориальных сетях, где стоимость коммутаторов АТМ по сравнению со стоимостью самой транспортной сети сравнительно невелика. Для ЛВС же замена коммутаторов и сетевых адаптеров практически равносильна полной замене оборудования сети и переход на АТМ может быть вызван только очень серьёзными причинами. Очевидно, что более привлекательной (а, пожалуй, и более реальной) выглядит концепция постепенного внедрения АТМ в существующую сеть пользователя. Принципиально АТМ позволяет непосредственно переносить сообщения протоколов прикладного уровня, но чаще используется как транспорт для протоколов канального и сетевого уровней сетей, не являющихся сетями АТМ (Ethernet, IP, Frame Relay и др.).

Технология АТМ рекомендована в настоящее время как Форумом ADSL, так и ITU-T и для оборудования самой линии ADSL (т. е. модема узла доступа ATU-C и удалённого модема в помещении пользователя ATU-R). Это объясняется в первую очередь тем, что именно АТМ является стандартом сети широкополосного доступа B-ISDN.

В то же время подавляющая часть серверов и пользовательского оборудования сети Интернет поддерживают протоколы TCP/IP и Ethernet. Поэтому при переходе к технологии АТМ необходимо максимально использовать стек уже существующих протоколов TCP/IP в качестве основного инструмента широкополосного доступа к сети Интернет. Это касается не только транспортного и сетевого уровня TCP/IP, но и канального уровня. Сказанное в первую очередь относится к протоколу (а точнее, к стеку протоколов) РРР ("Point to point protocol"), который является протоколом канального уровня стека протоколов TCP/IP и регламентирует процедуры передачи кадров информации по последовательным каналам связи.

Протокол РРР в настоящее время широко используется сетевыми провайдерами для доступа к услугам Интернет с помощью аналоговых модемов и обеспечивает возможность управления так называемыми ААА-функциями:

• § Authentication (аутентификации, т. е. процесса идентификации пользователя).
• § Authorization (авторизации, т.е., права доступа к конкретным услугам).
• § Accounting (учёта ресурсов, включая и тарификацию услуг).

При выполнении всех указанных функций протокол гарантирует также необходимую защиту информации. Столь же важным для провайдера Интернет является возможность динамического распределения ограниченного числа IP-адресов среди его клиентов. Эта функция также поддерживается протоколом РРР. Таким образом, и для провайдера Интернет, и для пользователя очень важно сохранение протокола РРР при широкополосном доступе к Интернет через линию ADSL с использованием метода АТМ.

Кроме рассмотренного метода работы сети ADSL с использованием технологии ATM, который кратко называют "РРР поверх АТМ", существует и ряд других: "Классический IP поверх АТМ" ("Classical IP and ARP over ATM" или IPOA), разработанная Форумом АТМ спецификация "Эмуляция локальных сетей" (LAN emulation или LANE), новая спецификация Форума АТМ "Multiprotocol Over ATM" (или MPOA).

Хотя стандарт АТМ признан в качестве самого перспективного универсального стандарта передачи разнородной информации (речи, видео и данных), однако и он не лишён недостатков, основным из которых пока является сложный и долгий процесс настройки постоянного виртуального канала PVC.

В настоящее время самым популярным протоколом передачи данных, и в первую очередь для приложений Интернет, является стек протоколов TCP/IP. В связи с появлением технологии АТМ возникает вопрос: "Не отказаться ли полностью от TCP/IP и не взять ли на вооружение только АТМ?" Жизнь показала, что правильнее всего -- объединить достоинства этих двух технологий. Поэтому в качестве инструмента миграции технологии ADSL от доступа к сети Интернет к предоставлению полного набора сетевых услуг Форумом ADSL рассматривается не только метод АТМ, но и стандарт TCP/IP. Это вполне логично и соответствует интересам как операторов связи, так и пользователей с учётом большого разнообразия местных условий сетей доступа.

От ADSL к VDSL

По мере роста потребностей пользователя в увеличении пропускной способности чисто медные сети абонентского доступа будут всё более мигрировать к комбинированным медно-оптическим сетям, известным под общим названием FITL (Fiber In The Loop). По мере приближения оптического волокна в этой комбинированной сети к помещению пользователя на её медном участке может оказаться востребованной технология VDSL, которая придёт на смену ADSL. VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line -- сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Технология VDSL является наиболее высокоскоростной технологией xDSL. В ассиметричном варианте она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока в пределах от 1,6 до 6,4 Мбит/с, в симметричном варианте -- в пределах от 13 до 26 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 м (при скорости в 52 Мбит/с) и до 1,5 км (при скорости до 13 Мбит/с). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео-по-запросу и т. п.

Наше отставание в развитии сетей передачи данных сыграло положительную роль, -- операторы не успели вложить существенные средства в оборудование коммутируемых сетей узкополосной ISDN, а также в развитие абонентских участков сетей передачи данных на основе оборудования HDSL и IDSL.

Из вышеизложенного ясно, что в российских условиях наибольшее распространение получит сценарий эволюции сетей проводного абонентского доступа от аналогового модема к ADSL. Уже сегодня спрос на услуги высокоскоростного доступа в Интернет вырос настолько, что имеет смысл, по крайней мере, начать проработку экономических и технических вопросов развертывания сетей абонентского доступа на основе xDSL технологий.

Таким образом, каждая технология из семейства xDSL технологий с успехом решает ту задачу, для решения которой она разрабатывалась. Две из них -- ADSL и VDSL -- позволяют операторам телефонной связи предоставлять новые виды сервиса, а существующая телефонная сеть имеет реальные перспективы стать сетью с полным набором услуг. Что же касается самих операторов, то, скорее всего, со временем останутся лишь те, которые смогут предоставить пользователю максимальный набор услуг.

Подключение абонентов с помощью оптоволокна

Аппаратура для подключения абонентов с использованием оптического кабеля получила широкое распространение в странах Европы и США. Преимущества такого решения очевидны: высокие надежность, качество передачи, а также пропускная способность, следовательно, практически нелимитированная скорость по интерфейсу пользователя. К сожалению, данное решение имеет и недостатки. Во-первых, время, необходимое для прокладки кабеля и получения всех необходимых разрешений может быть довольно значительным, что снижает темпы окупаемости капиталовложений. Во-вторых, применение оптоволокна может быть экономически оправданно лишь при подключении большого числа сконцентрированных в одном месте, например в районах массовой застройки или в офисных зданиях, абонентов. В районах, где плотность абонентов невысока, ресурсы оптического кабеля используются лишь на 5 - 10 %, поэтому экономически выгоднее уплотнить существующую кабельную сеть или использовать радиодоступ.

Сейчас оптоволокно широко применяется вместо многожильных телефонных кабелей на участке между телефонным коммутатором (АТС) и удаленным концентратором, к которому подключаются, например, телефоны, установленные в квартирах многоэтажного дома или нескольких домов. Аппаратура, реализующая мультиплексирование/демультиплексирование линий индивидуального подключения абонентов, получила название Digital Loop Carrier (DLC), что можно перевести как “цифровая система концентрации телефонных линий”. Производят такие системы в США, Западной Европе, Азии (AFC, SAT, Siemens и др.). Несколько предприятий готовятся к выпуску DLC и в России.

По своей архитектуре оборудование DLC представляет собой мультиплексор на базе временного разделения каналов с различными пользовательскими интерфейсами и линейным интерфейсом для непосредственного подключения к оптоволокну. Таким образом, обеспечивается объединение множества абонентских линий в один высокоскоростной цифровой поток, поступающий на АТС (узел сети) по оптическому кабелю.

Набор пользовательских интерфейсов, как правило, включает в себя аналоговый абонентский двухпроводной интерфейс (обычный телефонный), аналоговый интерфейс с сигнализацией Е&М, цифровой интерфейс (V.24 или V.35), интерфейс ISDN. Станционные интерфейсы предусматривают подключение к аналоговым АТС (по абонентскому двухпроводному стыку или интерфейсу Е&М), цифровым АТС (по стыку Е! с сигнализацией V.51 или стыку ЕЗ с сигнализацией V.52). Естественно, предусматривается и подключение по интерфейсу ISDN и цифровому интерфейсу V.24/V.35 (для подключения к сети передачи данных).

Линейные интерфейсы современной аппаратуры DLC можно разбить на несколько групп:

• § Оптический интерфейс необходим для непосредственного подключения к оптическим волокнам (линейная скорость обычно в пределах от 34 до 155 Мбит/с). Например, в системе NATEKS 1100Е скорость составляет 49,152 Мбит/с, прием и передача ведутся раздельно по двум волокнам, длина волны лазерного излучателя 1310 нм.
• § Электрический интерфейс -- от Е! (2 Мбит/с) до ЕЗ (34 Мбит/с) - позволяет подключаться к высокоскоростным сетям, обеспечивающим прозрачную передачу цифровых потоков (например, к сети SDH). Электрический интерфейс также позволяет подключать аппаратуру через тракты HDSL или радиорелейные линии, а на небольших расстояниях (до 1 км по Е!) соединять элементы системы непосредственно.

Сегодня благодаря значительному росту ИТ простая телефонная служба уже не удовлетворяет конечных пользователей - им необходима технология одновременной передачи данных и быстрый доступ в Интернет. Однако с этими задачами узкополосные аналоговые системы уже не справляются…

оявление новых ИТ-технологий и значительное повышение их производительности привело не только к бурному развитию новых информационных систем, но и к расширению функциональности и спектра предоставляемых услуг уже существующих сетей связи. Неизвестные ранее, но перспективные технологии становятся необходимыми атрибутами современных телекоммуникаций, однако без соответствующей инфраструктуры связи они могут навсегда остаться лишь проектами.

Как известно, основание современной инфраструктуры телекоммуникаций образуют волоконно-оптические и другие наземные цифровые системы передачи и коммутации, а также спутниковые системы связи. Все современные телекоммуникационные сети оптимизируются и перестраиваются согласно двухуровневой иерархии: магистральные транспортные сети и сети доступа.

Такое устройство гораздо экономичнее и удобнее для построения открытых систем и доставки интегрированных услуг: общая технология и единый поток информации объединяют оба уровня. Однако не стоит забывать, что при строительстве сети большая часть всей стоимости приходится на ее нижнее звено, а именно - на местную сеть, то есть на сеть доступа. Причем последний ее отрезок, так называемая последняя миля, может оказаться гораздо дороже остальных сотен и тысяч миль. Построить этот ключевой отрезок сети бывает чрезвычайно трудно, и для решения этой проблемы сегодня на рынке представлен целый ряд технологий. Кроме традиционных проводных технологий для передачи информации используются, в частности, беспроводные системы абонентского доступа.

Еще несколько лет назад организация абонентского доступа, что называется, «по воздуху» могла показаться сетевому оператору полным бредом, однако уже сегодня большинству из них вполне очевидны преимущества, предоставляемые технологией радиодоступа. Новичкам технология беспроводного доступа позволяет в кратчайшие сроки и с наименьшими затратам внедриться на рынок услуг связи, а традиционным операторам - увеличить число абонентов и перечень предоставляемых услуг, что, как правило, положительно сказывается на прибыли.

С учетом отставания России, и особенно отдаленных ее регионов, от западных стран по распространенности сетевой инфраструктуры концепция беспроводного доступа явилась для нас привлекательным решением и получила широкое распространение.

Cистемы абонентского доступа

уществует две группы технологий абонентского доступа, предназначенных для решения проблемы последней мили, - проводные и беспроводные решения.

Из проводных следует назвать технологии, позволяющие организовать даже на основе существующих медных кабельных линий высокоскоростные цифровые абонентские линии. К ним относятся HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line), ADSL (Asymmetrical DSL) и SDSL (Symmetrical DSL). С помощью этих технологий можно передавать данные на скорости от 2 до 8 Мбит/с по стандартному медному кабелю. Системы передачи на оптоволоконном или коаксиальном кабеле сегодня обеспечивают передачу данных со скоростью до 1 Гбит/с. В случае если сеть доступа представляет собой ЛВС, возможно применение привычных проводных сетевых технологий.

В последнее время беспроводные технологии организации абонентского доступа (Wireless Local Loop, WLL) становятся все более популярными. Для передачи данных здесь используется инфракрасное и световое излучение или радиосигнал. В целях организации сети распределения наиболее часто применяют беспроводные магистрали на основе использования каналов спутниковой связи, лазерной или узконаправленной инфракрасной связи, узкополосной и широкополосной радиорелейной связи.

Для решения разного рода задач операторы могут использовать различные технологии: узкополосные системы могут оказаться особенно эффективными в пригородных зонах и сельской местности, а для альтернативных операторов - и в городских условиях; радиодоступ может быть высокоэффективным для предоставления широкополосных услуг.

Узкополосные системы

В основном такие системы предназначены для передачи речи. Эти средства представлены фиксированными радиотерминалами для использования в сетях сотовой связи. Такие системы не приспособлены для высокоскоростной передачи данных из-за используемых алгоритмов компрессии речи и применяются для абонентов жилого сектора, таксофонных услуг и др.

Системы высококачественных услуг беспроводного доступа

Эти системы построены с использованием стандартов беспроводной телефонии. Системы фиксированного радиодоступа имеют более высокое качество передачи речи, нежели узкополосные системы (используется кодирование АДИКМ 32 Кбит/с), и способны обеспечивать факсимильную и модемную связь.

Широкополосные системы

Эти системы работают в нескольких диапазонах частот - от 2,4 до 28 ГГц. Они обеспечивают передачу высокоскоростных потоков данных корпоративным пользователям, передают цифровые потоки n*Е1 к оконечным устройствам (мультиплексорам, УАТС, базовым радиоблокам сотовых сетей мобильной и фиксированной связи и т.д.).

В беспроводных радиосистемах для сети доступа используются такие способы разделения каналов, как TDMA (Time Division Multiple Access), E-TDMA (Extended TDMA), FDMA (Frequency Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access), W-CDMA (Wideband), а также их модификации.

Преимущества WLL

остоянно возрастающие требования, предъявляемые компаниями к емкости и качеству систем связи, побуждают операторов и провайдеров искать новые способы организации сетей связи передачи данных, чтобы расширить спектр и повысить качество предлагаемых услуг. Поэтому беспроводные WLL-системы пользуются все большей популярностью: в тех районах, где прокладка кабеля затруднена, нерентабельна или вовсе невозможна (труднодоступные районы, сельская местность, пригородные зоны), они обладают значительными бесспорными преимуществами.

Поскольку кабели имеют свойство быстро физически изнашиваться, а качество и номенклатура проводного доступа далеко не всегда соответствуют ожиданиям, проблема организации абонентской сети (последней мили) уже давно стала головной болью многих операторов. Сети Wireless Local Loop свободны от многих перечисленных недостатков и имеют следующие преимущества:

• низкая стоимость оборудования, малый срок окупаемости системы (около четырех лет) и в несколько раз более низкая стоимость десятилетнего жизненного цикла. При использовании беспроводной технологии основные затраты приходятся на оборудование, цены на которое неуклонно падают. Уже сегодня в ряде случаев радиодоступ является выгодной альтернативой проводному решению. Стоимость системы WLL, использующей радиоканалы, не зависит от длины кабеля, состояния грунтов, наличия водных поверхностей и заболоченных участков в пределах зоны обслуживания. К тому же абонентская сеть, построенная на медном или волоконно-оптическом кабеле, представляет собой довольно громоздкое хозяйство, требующее, как правило, длительного поэтапного внедрения и значительных капитальных затрат;
• простота и гибкость при расширении сети. Возможность сравнительно легкой трансформации в сеть мобильной связи;
• простота и быстрота наращивания. Для подключения к системе нового абонента достаточно обеспечить его абонентским устройством. При росте системы ее можно легко расширить дополнительными абонентскими модулями и оборудованием базовых станций;
• высокая скорость ввода в эксплуатацию и значительно меньшая трудоемкость работ по подключению. WLL позволяют в короткие сроки развернуть систему большой абонентской емкости, с ежедневным подключением десятков и сотен абонентских устройств. Это, во-первых, имеет большое значение для операторов связи в условиях жесткой конкуренции на рынке телекоммуникационных услуг, когда важно опередить возможных конкурентов и как можно быстрее получить отдачу от вложенных средств. А во-вторых, обеспечивает простоту и удобство (а следовательно, и низкие затраты) проведения монтажных работ;
• отсутствие ограничений по рельефу местности. Передача сигнала обеспечивается независимо от рельефа местности благодаря возможности размещения БС на господствующих высотах и/или использованию ретрансляторов;
• гибкая политика инвестирования создаваемой сети. Проводная инфраструктура требует крупномасштабных инвестиций, которые существенно опережают прогнозируемые потребности в количестве абонентских линий и не всегда оказываются оправданными, тогда как беспроводная технология допускает пошаговое инвестирование мелкими долями, что позволяет более точно отслеживать прогнозируемые потребности. Невысокий процент использования каждой абонентской пары на местных сетях делает неэффективными и малопривлекательными для инвесторов крупные капиталовложения и снижает окупаемость кабельных систем. Любое расширение сети требует очень больших инженерных работ на кабельных трассах, а прокладка и организация линий связи становится сложной проблемой, особенно в старых городах, и требует повышенных капитальных затрат в сельской местности;
• высокая надежность. Количество отказов WLL составляет не более 6-10% от числа отказов кабельной сети.

Принимая во внимание тот факт, что 90% населения России проживает на территориях со средней плотностью населения менее 80 человек на квадратный километр, строительство и эксплуатация систем WLL может оказаться более рентабельным делом, чем использование систем с проводным принципом доступа.

Построение радиосети

аиболее сложным этапом в построении беспроводной сети является строительство инфраструктуры сети и ее проектирование. Обычно решением этой задачи занимается поставщик оборудования или специализированная компания. Конфигурация сети зависит от топографии, производительности сети и цены, которую готов заплатить покупатель, от ограничений, накладываемых окружающей средой и различными регулирующими организациями, от определенной стратегии оператора и т.д.

Часто оператор не может заранее указать точное местоположение каждого конкретного абонента, а только ориентировочный район расположения групп пользователей. После создания проекта оператор выполняет поставку абонентских устройств и производит монтаж оборудования для каждого пользователя сам - без привлечения проектировщика.

Следует отметить, что сотовая реализация беспроводных систем, особенно при перекрытии сот, нуждается в тщательном планировании частот, от которого во многом зависит емкость системы. Технология DSSS использует встроенные средства распределения частот. При применении технологии FHSS для предотвращения интерференции сигналов соседних сот необходимо динамическое управление частотами; оно должно повышать эффективность использования частотного спектра и емкость системы.

Оборудование и производители

а сегодня существует три основных подхода к построению систем беспроводного абонентского доступа:

1. Системы на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи. Данная категория систем характеризуется довольно высокой емкостью сот и большой дальностью связи между базовыми станциями и пользовательскими терминалами. Дальность связи (для конкретной БС) в зависимости от многих факторов (от рельефа местности, параметров антенн, способа передачи, диапазона частот и т.д.) может достигать десятков километров. С учетом того, что данные системы работают на частотах сетей подвижной связи стандартов NMT-450, AMPS, D-AMPS или GSM, можно считать, что с коммерческой точки зрения они перспективны для уже действующих операторов сотовых сетей и малоперспективны для начинающих операторов вследствие конкуренции со стороны действующих операторов, дефицита частот и др.
2. Системы на базе стандартов бесшнуровой телефонии. Системы стандартов бесшнуровой телефонии (CT-2, DECT) обеспечивают относительно небольшие радиусы сот (0,2-5 км). По сравнению с системами сотовой подвижной связи, их маломощные и менее громоздкие базовые станции проще и дешевле устанавливать. Эти системы не требуют частотного планирования, что значительно упрощает их инсталляцию. Системы стандартов CT-2 и DECT обеспечивают более высокое качество речи и большую скорость передачи данных по сравнению с системами на базе сотовых стандартов. Для связи базовой станции с контроллером системы могут использоваться проводные и беспроводные каналы, например радиорелейные и космической связи. При этом обеспечивается возможность выноса базовых станций (например, в пригороды, микрорайоны, отдельные населенные пункты и т.д.) на удаление до 50 км и более. Выбор физической среды передачи информации остается за оператором.
3. Фирменные системы. Системы этой категории настолько сильно отличаются друг от друга своими базовыми радиотехнологиями, параметрами и возможностями, что дать им общую характеристику невозможно. Для удобства разделим их на две группы: узкополосные и широкополосные. Узкополосные системы схожи с системами WLL на базе технологий и стандартов сотовой связи. Они обеспечивают довольно большую дальность радиосвязи и невысокую скорость передачи данных. Широкополосные системы обладают весьма большой скоростью передачи данных (до 144 Кбит/с) и высокой помехозащищенностью, но их максимальные радиусы зон обслуживания БС несколько меньше, чем у узкополосных систем. Большим достоинством таких систем является возможность работы в частотном диапазоне, уже занятом другими радиосредствами, например сотовыми системами связи. Одним из наиболее важных этапов проектирования систем WLL является определение необходимого числа радиоканалов в зависимости от числа обслуживаемых абонентов и характеристик системы связи с точки зрения интенсивности создаваемой нагрузки и вероятности отказов (потерь). Большинство фирм, предлагающих свои системы, ориентируются на нагрузку, создаваемую одним абонентом, в пределах 0,05-0,1 Эрл с вероятностью отказа 1%.

В случае организации радиолинии между точкой доступа и абонентами в зоне радиовидимости базовой станции располагаются мобильные терминальные устройства пользователей или абонентские блоки, образующие одну ячейку. Если охватить всех абонентов с помощью одной базовой станции невозможно, то используют многосотовый принцип.

Когда сеть доступа реализована в виде радиолиний, то она обычно имеет одно- или двухчастотную структуру. В первом случае используется одна полоса частот для передачи пакетов к базовой станции и от нее, но эта структура имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих ее применение в сетях с большим количеством абонентов. Другим вариантом является двухчастотная структура: на одной из частот реализуется канал множественного доступа, где все абоненты осуществляют передачу на базовую станцию, а на другой - прием с базовой станции, откуда абоненты принимают пакеты.

Основные параметры систем WLL и компании, производящие эти системы, представлены в табл. 2 .

Провайдеры и операторы

ще несколько лет назад системы WLL занимали лишь небольшую нишу телекоммуникационного рынка, и, по прогнозам аналитиков, масштабы их использования при установке новых линий связи должны были быть равны примерно 5%. Но уже сегодня системы беспроводного доступа используются чрезвычайно широко, их доля составляет примерно 20% от вновь установленных линий и продолжает расти. Однако для того, чтобы привлечь клиентов, провайдерам беспроводного доступа необходимо доказать свое превосходство над действующими операторами, причем цена не является единственным критерием.

Сегодня наблюдается тенденция к интеграции, то есть провайдеры услуг предлагают подключение к Интернету, связь на большие расстояния и другие услуги на базе уже существующей инфраструктуры действующих операторов.

В зависимости от типа предлагаемых услуг и операционных требований, общие требования операторов к технологии можно разделить на несколько категорий:

• развитая радиотехнология;
• эффективное и гибкое использование спектра;
• простое планирование частоты;
• простота установки;
• обеспечение большой емкости при разнообразных сценариях.

Перспективы развития WLL

Целом прогнозы аналитиков и специалистов в отношении развития систем на основе беспроводного доступа положительные. Например, менеджер компании Motorola NSS по глобальной стратегии развития сетей абонентского радиодоступа Уильям Уэбб (William Webb), полон оптимизма: «Прогнозы, сделанные в последний год, выглядят достаточно реалистичными. Предсказывается, что в среднем число линий WLL достигнет к 2004 году примерно 50 млн. Наш собственный прогноз очень близок к этому».

КомпьютерПресс 12"2001

Общая архитектура телекоммуникационной сети

Сети доступа

8.3.2. Технические средства сети доступа

Транспортные сети.

Структура и технологии транспортных сетей

Модели транспортных сетей

Принципы построения транспортных сетей

Общие тенденции развития транспортных сетей

Сети с коммутацией каналов

Общие положения

Принципы построения телефонных сетей

Пакетные сети связи

Анализ технической реализации IP – телефонии

Виды соединений в сети IP – телефонии

Сети H.323

Технология MPLS

Общая характеристика сети NGN

Назначение и возможности сети NGN

Базовые положения концепции NGN

В разделе 8 рассмотрена общая структура телекоммуникационной сети. Отмечено,

что на данном этапе развития сеть электросвязи приобретает новые свойства, превращаясь постепенно в инфокоммуникационную сеть. Указаны преимущества цифровых сетей, что позволяет перейти от многоуровневого принципа построения сетей к более эффктивному двухуровневому принципу, включающему сеть доступа и транспортную сеть. Приведенная в разделе классификация сетей электросвязи, позволяет определить место и роль каждой сети в ЕСЭ. Рассмотрены принципы построения и технологии, используемые на сетях доступа и транспортных сетях. Отмечена роль сети каждого уровня в Единой сети электросвязи. Отмечается пере-ход на транспортных сетях к IP технологиям передачи информации. Рассмотрены принципы построения коммутируемых сетей. Важное место в разделе занимают вопросы построения Базовой телефонной сети – как доминирующей сети ЕСЭ. Уделено внимание принципам построения пакетных сетей, использующих IP технологии. Рассмотрены основы построения сети нового поколения NGN, элементы которой внедряются на ЕСЭ и которая является прообразом ЕСЭ в недалеком будущем. В разделе приведены контрольные вопросы, список рекомендуемой литературы и глоссарий.

8.1 Общая архитектура телекоммуникационной сети

Современная телекоммуникационная сеть представляет собой одну из сложнейших систем, которые когда- либо создавал человек. Эта сеть объеди-няет миллионы различных источников и потребителей информации, которыми могут быть простейшие сигнальные устройства, отдельные лица, компьютерные сети, предприятия, а так же объекты, разбросанные на большой территории и даже находящиеся в космосе. Основное назначение телекоммуникационной сети - передача информации между пользователями и обеспечение доступа к необходимой им информации. Архитектура телекоммуникационной сети представлена на рис. 8.1

Рисунок 8.1 Архитектура телекоммуникационной сети

Элементами телекоммуникационной сети являются:

· оконечные пункты;

· узлы связи;

· каналы связи;

· система управления сетью.

Оконечные пункты (ОП) (в том числе абонентские), содержат оборудование ввода и вывода информации, а иногда для ее хранения и обработки, которое предназначено:

· для приема информации от пользователя и преобразования ее в сообщение, необходимое для передачи по сети связи;

· для приема сообщения из сети и его преобразования в вид удобный для выдачи пользователю.

Узлы связи (УС ) предназначены для распределения информации. Узлы связи, в свою очередь, делятся на коммутационные (УК с коммутацией каналов, сообщений или пакетов), предназначенные для распределения сообщений, и сетевые, предназначенные для распределения каналов, пучков каналов и групповых трактов.

Каналы связи (КС) обеспечивают передачу электромагнитных сигналов, ограниченных по мощности в определенной области частот, или с определенной скоростью. Каналы объединяются в линии связи между пунктами и узлами сети и служат для переноса (передачи) информации в пространстве.

Линия связи , соединяющая абонентский пункт с УК, называется абонентской линией. Линии связи оборудованы каналообразующей аппаратурой, с помощью которой в ЛС выделяются отдельные каналы связи (КС). Каналысвязи вместе с аппаратурой передачи и приема сообщения образуют тракт передачи сообщения (ТПС). Два тракта передачи сообщений и более, с коммутированных между собой с помощью УК, образуют соединительный тракт передачи сообщений.

Внедрение ВЦ и БД, интеллектуальных платформ на телекоммуникационной сети позволяет предоставлять пользователям сети практически любые информационные услуги и сеть приобретает новые свойства, превращаясь в инфокоммуникационную сеть.

Система управления сети связи (СУСС) обеспечивает:

· нормальную работу отдельных устройств и каналов;

· доставку сообщений по адресу;

· нормальное функционирование сети, включая организацию ремонта и восстановления, перераспределение каналов и трактов, перераспределение и ограничение потоков сообщений;

· распределение задач и запросов по ВЦ и оптимального использования их мощностей;

· управление расчетом за услуги и услугами сети;

· функционирование сети в целом как отрасли народного хозяйства и ее развитие.

Современные сети связи, прежде всего, характеризуются:

· применением цифровых систем коммутации и передачи и вычислительных средств;

· интеграцией различных видов передаваемой информации (речь, изображение, данные, факсимильные и другие сообщения).

На базе таких сетей создаются различного рода частные (учережденческие) и корпоративные сети.
Цифровая техника доставки и распределения информации имеет ряд преимуществ:
Во-первых , процесс совершенствования в технологии производства больших интегральных схем уменьшает стоимость цифрового оборудова­ния и его габариты, на порядок снижает интенсивность отказов его элементов. В настоящее время надежно работают цифровые схемы с сотнями тысяч элементов при общем времени простоя несколько часов за 20 лет эксплуата-ции. Современная технология позволяет сформи­ровать на кристалле, площадью в несколько квадратных миллиме­тров, до 10 тыс. элементов и более при очень небольшом расходе материалов и электроэнергии.
Во-вторых , цифровые методы передачи сигналов позволяют увеличить пропускную способность каналов связи. В настоящее время разработаны такие широкополосные передающие среды, как оптические кабели. Однако для полной реализации пропускной способности оптического кабеля требуется помехоустойчивость присущая только цифровой технике. Низкая эф­фективность использования абонентских линий может быть повышена путем их цифрового уплотнения. Данные с различными скоростями передачи гораздо эффективнее могут передаваться с помощью цифровой техники передачи, чем на базе аналоговой. Цифровыми методами в едином потоке могут передаваться речь, данные и сигналы изображений, а также сиг­налы управления и контроля процессов установления соединений в сети.
В-третьих, цифровые методы обеспечивают возможность сложной обработки сигналов. Кодирование аналоговых сигналов дает возможность реализовать их цифровую обработку и суще­ственно снизить избыточность, а использование недорогих микропроцессоров и микро - ЭВМ обеспечивает возможность более слож­ной их обработки. Цифровая информация может оперативно на­капливаться без искажений в цифровой памяти, которая сейчас становится все более дешевой и позволяет более эффективно ис­пользовать оборудование сети и обеспечить такие преимущества, как регенерацию сигналов и изменение скорости передачи.

Нако­нец , цифровые методы обеспечивают лучшие условия взаимодей­ствия с ЭВМ и терминалами пользователей.
Принципы, используемые для построения сети связи в целом , зависят от многих факторов . К ним можно отнести:

· емкость национальной сети;

· площадь территории, которую охватывает сеть связи;

· административное деление территории страны;

· структуру и организацию технической эксплуатации средств и сетей связи;

· технические средства и технологии, которые используются для построения сети и реализации услуг;

· потребность в услугах связи.

В связи со сказанным, можно выделить два общих принципа построения сети связи:

· многоуровневый;

· двухуровневый .

Многоуровневый принцип был разработан для аналоговых сетей связи.
Двухуровневый принцип характерен при полной цифровизации сети и внедрении современных систем коммутации (асинхронных, использующих технологии пакетной коммутации – АТМ, IP), а также мощных систем передачи, использующих технологию SDH, WDM, Ethernet, базирующихся на оптических кабелях, высокоскоростные спутниковые системы передачи.
В соответствии с многоуровневым принципом построения применительно к телефонной сети, вся территория страны делится на зоны нумерации. К зонам нумерации предъявляются следующие требования:

· размер зоны должен быть таким, чтобы в течение длительного времени (50 лет) не пришлось изменять систему нумерации в пределах зоны;

· в пределах зоны нумерации должна замыкаться значительная часть возникающего на сети обмена;

· емкость зоны нумерации не должна превышать 8-ми миллионов номеров.

Учитывая вышесказанное, границы зоны, как правило, совпадают с админи-стративными границами областей, краев, республик. Допускается, в случае необходимости, образование нескольких зон на территории области, края, республики.
В настоящее время на территории России образовано 81 зона нумерации. Большинство из них создано в границах области или республик. Но в некоторых областях создано по две зоны и даже три. Например, на территории Московской области создано четыре зоны – 495, 496, 497,499.
В пределах зоны нумерации создаются местные телефонные сети (ГТС, СТС, ТС) и внутризоновая телефонная сеть(ВзТС), которая предназначена для связи различных местных телефонных сетей в пределах зоны нумерации и выхода пользователя местных сетей на междугородную телефонную сеть (МГТС). Местные сети и внутризоновые сети зоны нумерации образуют зоновую телефонную сеть(ЗТС). Зоновые телефонные сети различных зон связываются между собой с помощью междугородной телефонной сети (МГТС). Зоновые и междугородная телефонные сети образуют Националь-ную телефонную сеть России. Национальные сети различных государств связываются между собой с помощью международной телефонной сети (МНТС).
Развитие информационных технологий позволяет, с учетом потребностей пользователей в широком спектре телекоммуникационных услуг, уже в настоящее время создавать полностью цифровые широкополосные сети связи. Как показывают расчеты, для эффективного использования средств связи, решения проблем качества предоставления услуг, многоуровневый принцип построения широкополосных сетей является нецелесообразным.
Поэтому для построения широкополосных сетей связи, получивший название мультисервисных сетей, был предложен двухуровневый принцип построения. Двухуровневый принцип предполагает создание в пределах национальной сети, а также мира, сетей доступа и транспортной сети.
Сеть доступа – сеть связи, обеспечивающая подключение терминальных устройств (многофункциональных) к оконечному узлу транспортной сети связи.
Транспортная сеть связи – это сеть, обеспечивающая перенос разных видов информации с использованием различных протоколов передачи.

8.2 Классификация сетей электросвязи

Классификация сетей электросвязи по существенным признакам позволяет определить место каждой сети в системе электросвязи РФ, выявить свойства сетей с разных точек зрения на основе системного подхода, оценить роль и значение каждой сети в процессе информатизации общества и экономике страны. Это даст возможность сопоставлять сети между собой, разрабатывать требования к сетям и создавать сети с заданными характеристиками. Сети, входящие в ЕСЭ, можно классифицировать по следующим признакам:

· видам передаваемой информации;

· территориальному признаку;

· принадлежности;

· организации каналов;

· сфере применения для предоставления услуг;

· способу доставки сообщений;

· уровню интеграции услуг;

· виду передаваемого сигнала;

· способу распределения сообщений;

· функциональному признаку;

· мобильности абонентов;

· кодам нумерации;

· типу среды распространения;

· объему предоставляемых услуг;

· структуре сети.

По виду передаваемой информации сети делятся на телефонные, телеграфные, передачи данных, компьютерные сети, сигнальные сети и т. д.

Единая сеть электросвязи РФ состоит из расположенных на территории Российской Федерации сетей электросвязи следующих категорий:

· сеть связи общего пользования;

· технологические сети связи;

· выделенные сети связи;

· сети связи специального назначения .

Сеть связи общего пользования (ССОП) предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю на территории РФ. Она включает в себя телефонные сети электросвязи, определяемые географически в пределах обслуживаемой территории и ресурса нумерации и не определяемые географически в пределах территории РФ и ресурса нумерации, а также сети, предназначенные для предоставления населению других услуг связи.
Сеть связи общего пользования представляет собой комплекс взаимодействующих сетей электросвязи, в том числе сетей связи для распределения программ радиовещания, телевизионного вещания и мультисервисные сети.
Сеть ССОП имеет присоединение к сетям связи общего пользования иностранных государств.

Выделенные сети связи (ВСС). Являются сети связи, предназначенные для оказания услуг электрической связи ограниченному кругу пользователей или группам таких пользователей. ВСС могут взаимодействовать между собой. ВСС, как правило, не имеют присоединения к сети связи общего пользования, а также к ССОП иностранных государств. Технологии и средства связи выделенных сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются собственниками или иными владельцами этих сетей.
Сеть ВСС может быть присоединена к ССОП с переводом в категорию сети связи общего пользования, если ВСС соответствует требованиям, установленным для ССОП. При этом выделенный ресурс нумерации изымается и предоставляется ресурс нумерации из ресурса нумерации ССОП. Оказание услуг связи операторами выделенных сетей связи осуществляется на основании соответствующих лицензий в пределах указанных в них территорий.

Технологические сети связи (ТСС) предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций, управления технологическими процессами в производстве. Технологии и средства связи, применяемые для создания технологических сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются собственниками или иными владельцами этих сетей. При наличии свободных ресурсов технологической сети связи часть этой сети может быть присоединена к сети ССОП с переводом в категорию ССОП для оказания платных услуг связи любому пользователю на основании соответствующей лицензии. Такое присоединение допускается, если:
- Часть технологической сети, предназначенной для присоединения к ССОП, может быть технически, или программно, или физически отделена собственником от технологической сети.
- Присоединенная к ССОП часть технологической сети связи соответствует требованиям функционирования ССОП.
Части ТСС, присоединенной к ССОП, выделяется ресурс нумерации из ресурса нумерации ССОП. Национальные сети ТСС могут быть присоединены к сетям ТСС иностранных государств для обеспечения единого технологического цикла.

Сети связи специального назначения (СССН) предназначены для нужд государственного управления, обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка. Эти сети не могут быть использованы для платного оказания услуг связи, если иное не предусмотрено законодательством РФ.

Выделенные, технологические и сети специального назначения объединены в категорию сетей ограниченного пользования (ОгП).

По территориальному признаку сети делятся на местные, внутризоновые, междугородные, международные, региональные, межрегиональные, магистральные. Указанный признак используется для первичных сетей, вторичных сетей, для сетей отдельных операторов и операторов межрегио-нальных компаний.

Признак принадлежности определяет собственника сети. Им может быть государство, частное лицо, акционерное общество, организации и отдельные предприятия.

По организации каналов различают первичные и вторичные сети.

По сфере применения для предоставления услуг можно выделить телекоммуникационные и инфокоммуникационная сети. Телекоммуникационная сеть состоит из линий и каналов связи, узлов и оконечных станций и предназначена для обеспечения электрической связью пользователей. Инфокоммуникационная сеть предназначена для обеспечения пользователей электрической связью и доступа к необходимой им информации.

По способу доставки сообщений различают сети с коммутацией каналов и сети с накоплением (сети с коммутацией сообщений и с коммутацией пакетов).

По уровню интеграции услуг сети делят на несколько классов: моносервисные, сети с низким уровнем интеграции, средним уровнем интеграции и мультисервисные сети, предоставляющие неограниченный объем услуг. К моносервисной сети относится телеграфная сеть. К сетям с низким уровнем интеграции можно отнести аналоговую телефонную сеть. К сетям со средним уровнем интеграции услуг относится сеть N - ISDN, сеть мобильной связи 2G. Мультисервисная сеть это сеть нового поколения NGN.

По форме передаваемых сигналов делят сети на аналоговые, аналогово-цифровые и цифровые.

По способу распределения сообщений сети делятся: на коммутируемые, некоммутируемые, циркулярной связи.

По функциональному признаку различают сети доступа и транспортные сети.

По мобильности абонентов можно выделить сети фиксированной и мобильной связи. Абоненты фиксированной связи имеют стационарные терминалы в отличие от абонентов сети мобильной связи.

По кодам нумерации сети делятся на сети географических (коды ABC) и негеографических(коды DEF) зон. Использование указанных кодов связано с созданием выделенных, в том числе мобильных сетей, на сети ЕСЭ РФ.

По типу используемой среды распространения сети разделяют: на проводные, радиосети и смешанные. В свою очередь, радиосети разделяются на сети наземные и спутниковые.

По объему предоставляемых услуг можно выделить сети, занимающие существенное положение (пропускают более 25% трафика и имеют более 25% монтированной емкости коммутации от общей емкости сети). Такой сети владеет доминирующий оператор связи .

Важным классификационным признаком является структура сети связи. На рис.8.3 представлены типовые структуры сетей, которые отличаются друг от друга числом линий связи, характером взаимодействия узлов, связностью узлов и т. п.

Полносвязная сеть (рис. 8.3а) – «каждый с каждым». В такой сети число линий связи равно N(N-1)/ 2, где N – число узлов на сети. Связность h = N-1.

Древовидная сеть (рис. 8.3б). В такой сети между любыми двумя узлами может быть только один путь, т. е. сеть односвязная h = 1. Число линий связи в такой сети равно N – 1. Частными случаями древовидной сети являются: радиально-узловая сеть (рис. 8.2в), звездообразная сеть (рис. 8.3г) и линейная сеть (рис. 8.3д).

Петлевая (шлейфная, кольцевая) сеть (рис. 8.3е). В ней число линий связи равно N, и между каждыми двумя узлами имеется по два пути (h = 2).

Сетка – сетеобразная сеть (рис. 8.3 ж – м). В такой сети каждый узел смежен только с небольшим числом других узлов. Выбор той или иной структуры сети определяется, прежде всего, экономическими показателями и требованиями к надежности и живучести сети.

Рисунок 8.3 Структура сетей различного вида

8.3 Сети доступа

В настоящее время все большее признание получает разделение сети связи на две части: транспортную сеть и сеть доступа. Транспортная сеть представлена междугородной и внутризоновыми сетями связи. Сеть доступа представлена местными сетями и предназначена для подключения разнообразных абонентских терминалов к транспортной сети связи.
На рисунке 8.4 показана модель перспективной телекоммуникационной системы и место сети абонентского доступа.
Первый элемент телекоммуникационной системы представляет собой совокупность терминального и иного оборудования, которое устанавливается в помещении абонента.

Рисунок 8.4 Структура телекоммуникационной системы

Второй элемент сеть абонентского доступа. Обычно в точке сопряжения сети абонентского доступа с транзитной сетью устанавливается коммутационная станция. Пространство, покрываемое сетью абонентского доступа, лежит между оборудованием, размещенным в помещении абонента, и этой коммутационной станцией.

В ряде работ сеть абонентского доступа делится на два участка:

· абонентские линии (АЛ) рассматриваются как индивидуальные средства подключения терминального оборудования;

· сеть переноса , служащую для повышения эффективности средств абонентского доступа.

Третий элемент телекоммуникационной системы - транспортная сеть . Ее функции состоят в установлении соединений между терминалами, включенными в различные сети абонентского доступа, или между терминалом и средствами поддержки каких либо услуг.
Четвертый элемент телекоммуникационной системы - средства доступа к услугам, которые обеспечивают доступ пользователей к различным услугам электросвязи.

Развитие абонентского доступа

Существенные качественные изменения, свойственные современной телекоммуникационной системе, затронули один из самых консервативных элементов сети электросвязи – абонентскую линию(АЛ). Особенность современной телекоммуникационной системы заключается в том, что роль АЛ и принципы ее создания изменяются весьма существенно. Понятие “ абонентская линия” уже не отражает сути элемента сети электросвязи между терминалом пользователя и коммутационной станцией. В технической литературе появился новый, принятый уже в международных стандартах и рекомендациях, термин “Access Network” - “сеть доступа”. Сеть абонентского доступа состоит из двух основных элементов. Первый элемент сети дступа представляет собой совокупность АЛ, а второй – сеть переноса. Чаще всего АЛ ассоциируются с индивидуальной двухпроводной цепью, обеспечивающей обмен информацией в полосе пропускания тональной частоты (ТЧ). Сеть переноса предназначена для снижения капитальных затрат на линейно-кабельные сооружения в рамках системы абонентского доступа. Этот фрагмент сети доступа реализуется на базе систем передачи и, в ряде случаев, устройств концентрации нагрузки. В частном случае, сеть переноса может отсутствовать. Тогда, понятия сеть АЛ и сеть доступа (СД) становятся тождественными.
Сеть абонентского доступа можно рассматривать как совокупность первичной сети и нескольких вторичных сетей. Следует подчеркнуть, что в процессе развития средств электросвязи, отличия между первичной сетью и вторичными сетями становятся все менее заметными.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http :// www . allbest . ru /

Выпускная квалификационная работа

Тема: Сеть абонентского доступа

Введение

Одной из важнейших проблем телекоммуникационных сетей продолжает оставаться проблема абонентского доступа к сетевым услугам. Актуальность этой проблемы определяется в первую очередь бурным развитием сети Интернет, доступ к которой требует резкого увеличения пропускной способности сетей абонентского доступа. Основным средством сети доступа, несмотря на появление новых самых современных беспроводных способов абонентского доступа, остаются традиционные медные абонентские пары. Вместе с тем в последнее время широко развиваются сети высокоскоростного абонентского доступа на основе оптоволоконных технологий связи. Отличительной их особенностью является:

* отсутствие вредного электромагнитного излучения;

* сигнал не искажается электромагнитными и радиочастотными помехами (оптический кабель абсолютно невосприимчив к воздействию высокого напряжения, электромагнитных наводок);

* оптоволоконный кабель легче;

* обладает гораздо большей пропускной способностью, чем обычный медный, а это значит, что оптоволокно может передать гораздо больше информации за то же время;

* малое затухание светового сигнала;

* защита от несанкционированного доступа и т.д.

Строительство и эксплуатация оптических линий гораздо дешевле, чем медных, поэтому по мере роста объема предоставления услуг оптического роста, цены должны снижаться

Целью дипломного проекта является разработка проекта сети высокоскоростного абонентского доступа на основе оптоволоконных технологий связи с использованием средств автоматизированного проектирования.

Для достижения цели дипломного проекта поставлены следующие задачи:

проанализировать методические и теоретические материалы по основам локальных и телекоммуникационных сетей;

изучить особенности и структуру локальных и телекоммуникационных сетей абонентского доступа;

исследовать этапы проектирования сетей, а также средства и методы, применяемые для проектирования сетей и обоснованно выбрать инструментарий для достижения цели дипломного проекта;

разработать проект сети абонентского доступа с использованием выбранного инструмента проектирования.

Практическая значимость дипломного проекта заключается в разработке проекта сети абонентского доступа инструментами и методами проектирования и дальнейшей реализации этого проекта на реальных объектах.

Структура дипломного проекта подчинена логике решения поставленных задач. В первой главе дипломного проекта будут представлены теоретические основы сетей передачи данных. Во второй главе будет представлен обзор технологий сетей. Третья глава посвящена проектированию: в ней будут представлены основные этапы проектирования, разработка проекта сети абонентского доступа согласно заданию на дипломный проект, выбор инструментария для разработки проекта. В четвёртой главе будет представлена организационно-экономическая часть. В пятой главе речь пойдёт о безопасности жизнедеятельности.

1. Обзор сетей передачи данных

1.1 Определение локальных сетей

Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Интернет, способной объединить все компьютеры мира. Какое же место в этой иерархии отводится локальным сетям?

Чаще всего термин "локальные сети" или "локальные вычислительные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть это такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых современных локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, даже целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу (IrDA) . Но такая связь тоже почему-то не называется локальной.

Неверно и довольно часто встречающееся определение локальной сети как малой сети, которая объединяет небольшое количество компьютеров. Действительно, как правило, локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности современных локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. Называть такую сеть малой неправильно.

Некоторые авторы определяют локальную сеть как "систему для непосредственного соединения многих компьютеров". При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без каких-либо посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов (витая пара, коаксиальный кабель), так и оптоволоконные кабели. Определение передачи "без посредников" также не корректно, ведь в современных локальных сетях используются репитеры, трансиверы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, можно ли считать их посредниками или нет, можно ли считать подобную сеть локальной.

Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Еще можно сказать, что локальная сеть должна обеспечивать прозрачную связь. По сути, компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в данном случае понимается высокая реальная скорость доступа, скорость обмена информацией между приложениями, практически незаметная для пользователя. При таком определении становится понятно, что ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не попадают под понятие локальной сети.

Из данного определения следует, что скорость передачи по локальной сети обязательно должна расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это и наблюдается: если еще десять лет назад вполне приемлемой считалась скорость обмена в 10 Мбит/с, то сейчас уже среднескоростной считается сеть, имеющая пропускную способность 100 Мбит/с, активно разрабатываются, а кое-где используются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. Без этого уже нельзя, иначе связь станет слишком узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера, снижать удобство доступа к сетевым ресурсам.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой -- высокая скорость передачи информации по сети. Но это еще не все, не менее важны и другие факторы.

В частности, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи, вызванных как внутренними, так и внешними факторами. Ведь даже очень быстро переданная информация, которая искажена ошибками, просто не имеет смысла, ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые высококачественные и хорошо защищенные от помех линии связи.

Особое значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с высокой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком). Ведь если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать своей очереди на передачу. И даже если эта передача будет производиться затем на высочайшей скорости и безошибочно, для пользователя сети такая задержка доступа ко всем сетевым ресурсам неприемлема. Ему ведь не важно, почему приходится ждать.

Механизм управления обменом может гарантированно успешно работать только в том случае, когда заранее известно, сколько компьютеров (или, как еще говорят, абонентов, узлов) допустимо подключить к сети. Иначе всегда можно включить столько абонентов, что вследствие перегрузки забуксует любой механизм управления. Наконец, сетью можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.

Таким образом, сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:

высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Приемлемая скорость сейчас -- не менее 100 Мбит/с;

низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-8 -- 10-12;

эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети;

заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.

При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей -- городские, региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда все-таки имеют некоторые черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со всеми ее преимуществами.

Правда, сейчас уже нельзя провести четкую границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.

По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Полноценными абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет решение сложных математических задач. С их помощью, как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить:

сеть требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала;

сеть требует приема на работу специалиста (администратора сети), который будет заниматься контролем работы сети, ее модернизацией, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей, защитой информации и резервным копированием (для больших сетей может понадобиться целая бригада администраторов);

сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключенных к ней, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей;

сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты от них придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров, ведь достаточно инфицировать один, и все компьютеры сети будут поражены;

сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения; информационная защита требует проведения целого комплекса технических и организационных мероприятий.

Здесь же следует упомянуть о таких важнейших понятиях теории сетей, как абонент, сервер, клиент.

Абонент (узел, хост, станция) -- это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом также может быть, например, сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую подключаться к сети. Далее вместо термина "абонент" для простоты будет использоваться термин "компьютер".

Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, что сервер - самый мощный компьютер. Выделенный (dedicated) сервер -- это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера -- это сетевой принтер.

Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами -- клиентом .

1.2 Типы линий сетей связи

Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети, которые сейчас находят все более широкое применение, особенно в портативных компьютерах.

Информация в сетях чаще всего передается в последовательном коде, то есть бит за битом. Такая передача медленнее и сложнее, чем при использовании параллельного кода. Однако надо учитывать то, что при более быстрой параллельной передаче (по нескольким кабелям одновременно) увеличивается количество соединительных кабелей в число раз, равное количеству разрядов параллельного кода (например, в 8 раз при 8-разрядном коде). Это совсем не мелочь, как может показаться на первый взгляд. При значительных расстояниях между абонентами сети стоимость кабеля вполне сравнима со стоимостью компьютеров и даже может превосходить ее. К тому же проложить один кабель (реже два разнонаправленных) гораздо проще, чем 8, 16 или 32. Значительно дешевле обойдется также поиск повреждений и ремонт кабеля .

Но это еще не все. Передача на большие расстояния при любом типе кабеля требует сложной передающей и приемной аппаратуры, так как при этом необходимо формировать мощный сигнал на передающем конце и детектировать слабый сигнал на приемном конце. При последовательной передаче для этого требуется всего один передатчик и один приемник. При параллельной же количество требуемых передатчиков и приемников возрастает пропорционально разрядности используемого параллельного кода. В связи с этим, даже если разрабатывается сеть незначительной длины (порядка десятка метров) чаще всего выбирают последовательную передачу.

К тому же при параллельной передаче чрезвычайно важно, чтобы длины отдельных кабелей были точно равны друг другу. Иначе в результате прохождения по кабелям разной длины между сигналами на приемном конце образуется временной сдвиг, который может привести к сбоям в работе или даже к полной неработоспособности сети. Например, при скорости передачи 100 Мбит/с и длительности бита 10 нс этот временной сдвиг не должен превышать 5--10 нс. Такую величину сдвига дает разница в длинах кабелей в 1--2 метра. При длине кабеля 1000 метров это составляет 0,1--0,2%.

Надо отметить, что в некоторых высокоскоростных локальных сетях все-таки используют параллельную передачу по 2--4 кабелям, что позволяет при заданной скорости передачи применять более дешевые кабели с меньшей полосой пропускания. Но допустимая длина кабелей при этом не превышает сотни метров. Примером может служить сегмент 100BASE-T4 сети Fast Ethernet.

Промышленностью выпускается огромное количество типов кабелей, например, только одна крупнейшая кабельная компания Belden предлагает более 2000 их наименований. Но все кабели можно разделить на три большие группы:

электрические (медные) кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP);

электрические (медные) коаксиальные кабели (coaxial cable);

оптоволоконные кабели (fibre optic).

Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при выборе надо учитывать как особенности решаемой задачи, так и особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию.

Можно выделить следующие основные параметры кабелей, принципиально важные для использования в локальных сетях:

полоса пропускания кабеля (частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем) и затухание сигнала в кабеле; два этих параметра тесно связаны между собой, так как с ростом частоты сигнала растет затухание сигнала; надо выбирать кабель, который на заданной частоте сигнала имеет приемлемое затухание; или же надо выбирать частоту сигнала, на которой затухание еще приемлем; затухание измеряется в децибелах и пропорционально длине кабеля;

помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им секретность передачи информации; эти два взаимосвязанных параметра показывают, как кабель взаимодействует с окружающей средой, то есть, как он реагирует на внешние помехи, и насколько просто прослушать информацию, передаваемую по кабелю;

скорость распространения сигнала по кабелю или, обратный параметр - задержка сигнала на метр длины кабеля; этот параметр имеет принципиальное значение при выборе длины сети; типичные величины скорости распространения сигнала - от 0,6 до 0,8 от скорости распространения света в вакууме; соответственно типичные величины задержек - от 4 до 5 нс/м;

для электрических кабелей очень важна величина волнового сопротивления кабеля; волновое сопротивление важно учитывать при согласовании кабеля для предотвращения отражения сигнала от концов кабеля; волновое сопротивление зависит от формы и взаиморасположения проводников, от технологии изготовления и материала диэлектрика кабеля; типичные значения волнового сопротивления - от 50 до 150 Ом.

В настоящее время действуют следующие стандарты на кабели:

EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) - американский;

ISO/IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) - международный;

CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) - европейский.

Эти стандарты описывают практически одинаковые кабельные системы, но отличаются терминологией и нормами на параметры. В данном курсе предлагается придерживаться терминологии стандарта EIA/TIA 568.

1.3 Основные положения эталонной модели обмена информацией открытой системы

В сети производится множество операций, обеспечивающих передачу данных от компьютера к компьютеру. Пользователя не интересует, как именно это происходит, ему необходим доступ к приложению или компьютерному ресурсу, расположенному в другом компьютере сети. В действительности же вся передаваемая информация проходит много этапов обработки.

Прежде всего, она разбивается на блоки, каждый из которых снабжается управляющей информацией. Полученные блоки оформляются в виде сетевых пакетов, потом эти пакеты кодируются, передаются с помощью электрических или световых сигналов по сети в соответствии с выбранным методом доступа, затем из принятых пакетов вновь восстанавливаются заключенные в них блоки данных, блоки соединяются в данные, которые и становятся доступны другому приложению. Это, конечно, упрощенное описание происходящих процессов.

Часть из указанных процедур реализуется только программно, другая часть - аппаратно, а какие-то операции могут выполняться как программами, так и аппаратурой.

Упорядочить все выполняемые процедуры, разделить их на уровни и подуровни, взаимодействующие между собой, как раз и призваны модели сетей. Эти модели позволяют правильно организовать взаимодействие как абонентам внутри одной сети, так и самым разным сетям на различных уровнях. В настоящее время наибольшее распространение получила так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином "открытая система" понимается не замкнутая в себе система, имеющая возможность взаимодействия с какими-то другими системами (в отличие от закрытой системы).

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standarts Organization) в 1984 году. С тех пор ее используют (более или менее строго) все производители сетевых продуктов. Как и любая универсальная модель, OSI довольно громоздка, избыточна, и не слишком гибка. Поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые различными фирмами, не обязательно придерживаются принятого разделения функций. Однако знакомство с моделью OSI позволяет лучше понять, что же происходит в сети.

Все сетевые функции в модели разделены на 7 уровней (рисунок 1). При этом вышестоящие уровни выполняют более сложные, глобальные задачи, для чего используют в своих целях нижестоящие уровни, а также управляют ими. Цель нижестоящего уровня - предоставление услуг вышестоящему уровню, причем вышестоящему уровню не важны детали выполнения этих услуг. Нижестоящие уровни выполняют более простые и конкретные функции. В идеале каждый уровень взаимодействует только с теми, которые находятся рядом с ним (выше и ниже него). Верхний уровень соответствует прикладной задаче, работающему в данный момент приложению, нижний - непосредственной передаче сигналов по каналу связи.

Модель OSI относится не только к локальным сетям, но и к любым сетям связи между компьютерами или другими абонентами. В частности, функции сети Интернет также можно поделить на уровни в соответствии с моделью OSI. Принципиальные отличия локальных сетей от глобальных, с точки зрения модели OSI, наблюдаются только на нижних уровнях модели.

Рисунок 1 - Семь уровней модели OSI

Функции, входящие в показанные на рисунке 1 уровни, реализуются каждым абонентом сети. При этом каждый уровень на одном абоненте работает так, как будто он имеет прямую связь с соответствующим уровнем другого абонента. Между одноименными уровнями абонентов сети существует виртуальная (логическая) связь, например, между прикладными уровнями взаимодействующих по сети абонентов. Реальную же, физическую связь (кабель, радиоканал) абоненты одной сети имеют только на самом нижнем, первом, физическом уровне. В передающем абоненте информация проходит все уровни, начиная с верхнего и заканчивая нижним. В принимающем абоненте полученная информация совершает обратный путь: от нижнего уровня к верхнему (рисунок 2).

Данные, которые необходимо передать по сети, на пути от верхнего (седьмого) уровня до нижнего (первого) проходят процесс инкапсуляции. Каждый нижеследующий уровень не только производит обработку данных, приходящих с более высокого уровня, но и снабжает их своим заголовком, а также служебной информацией. Такой процесс обрастания служебной информацией продолжается до последнего (физического) уровня. На физическом уровне вся эта многооболочечная конструкция передается по кабелю приемнику. Там она проделывает обратную процедуру декапсуляции, то есть при передаче на вышестоящий уровень убирается одна из оболочек. Верхнего седьмого уровня достигают уже данные, освобожденные от всех оболочек, то есть от всей служебной информации нижестоящих уровней. При этом каждый уровень принимающего абонента производит обработку данных, полученных с нижеследующего уровня в соответствии с убираемой им служебной информацией.

Рисунок 2 - Путь информации от абонента к абоненту

Если на пути между абонентами в сети включаются некие промежуточные устройства (например, трансиверы, репитеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы), то и они тоже могут выполнять функции, входящие в нижние уровни модели OSI. Чем больше сложность промежуточного устройства, тем больше уровней оно захватывает. Но любое промежуточное устройство должно принимать и возвращать информацию на нижнем, физическом уровне. Все внутренние преобразования данных должны производиться дважды и в противоположных направлениях. Промежуточные сетевые устройства в отличие от полноценных абонентов (например, компьютеров) работают только на нижних уровнях и к тому же выполняют двустороннее преобразование .

Рисунок 3 - Включение промежуточных устройств между абонентами сети

1.4 Стандартные сетевые протоколы

Протоколы - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы в результате передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

О протоколах нижних уровней (физического и канального), относящихся к аппаратуре, уже упоминалось в предыдущих разделах. В частности, к ним относятся методы кодирования и декодирования, а также управления обменом в сети. Сейчас следует остановиться на особенностях протоколов более высоких уровней, реализуемых программно.

Связь сетевого адаптера с сетевым программным обеспечением осуществляют драйверы сетевых адаптеров. Именно благодаря драйверу компьютер может не знать никаких аппаратных особенностей адаптера (его адресов, правил обмена с ним, его характеристик). Драйвер унифицирует, делает единообразным взаимодействие программных средств высокого уровня с любым адаптером данного класса. Сетевые драйверы, поставляемые вместе с сетевыми адаптерами, позволяют сетевым программам одинаково работать с платами разных поставщиков и даже с платами разных локальных сетей (Ethernet, Arcnet, Token-Ring и т.д.). Если говорить о стандартной модели OSI, то драйверы, как правило, выполняют функции канального уровня, хотя иногда они реализуют и часть функций сетевого уровня (рисунок 4). Например, драйверы формируют передаваемый пакет в буферной памяти адаптера, читают из этой памяти пришедший по сети пакет, дают команду на передачу, информируют компьютер о приеме пакета.

Рисунок 4 - Функции драйвера сетевого адаптера в модели OSI

Качество написания программы драйвера во многом определяет эффективность работы сети в целом. Даже при самых лучших характеристиках сетевого адаптера некачественный драйвер может резко ухудшить обмен по сети.

Прежде чем приобрести плату адаптера, необходимо ознакомиться со списком совместимого оборудования (Hardware Compatibility List, HCL), который публикуют все производители сетевых операционных систем. Выбор там довольно велик (например, для Microsoft Windows Server список включает более сотни драйверов сетевых адаптеров). Если в перечень HCL не входит адаптер какого-то типа, лучше его не покупать.

Существует несколько стандартных наборов (или, как их еще называют, стеков) протоколов, получивших сейчас широкое распространение:

набор протоколов ISO/OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

Apple AppleTalk;

набор протоколов глобальной сети Интернет, TCP/IP.

Включение в этот список протоколов глобальной сети вполне объяснимо, ведь, как уже отмечалось, модель OSI используется для любой открытой системы: на базе как локальной, так и глобальной сети или комбинации локальной и глобальной сетей.

Протоколы перечисленных наборов делятся на три основных типа:

прикладные протоколы (выполняющие функции трех верхних уровней модели OSI - прикладного, представительского и сеансового);

транспортные протоколы (реализующие функции средних уровней модели OSI - транспортного и сеансового);

сетевые протоколы (осуществляющие функции трех нижних уровней модели OSI).

Прикладные протоколы обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. Наиболее популярны:

FTAM (File Transfer Access and Management) - протокол OSI доступа к файлам;

X.400 - протокол CCITT для международного обмена электронной почтой;

Х.500 - протокол CCITT служб файлов и каталогов на нескольких системах;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол глобальной сети Интернет для обмена электронной почтой;

FTP (File Transfer Protocol) - протокол глобальной сети Интернет для передачи файлов;

SNMP (Simple Network Management Protocol) - протокол для мониторинга сети, контроля за работой сетевых компонентов и управления ими;

Telnet - протокол глобальной сети Интернет для регистрации на удаленных серверах и обработки данных на них;

Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Microsoft;

NCP (Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell.

Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними. Наиболее популярные из них следующие:

TCP (Transmission Control Protocol) - часть набора протоколов TCP/IP для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;

SPX - часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов, предложенных компанией Novell;

NetBEUI - (NetBIOS Extended User Interface, расширенный интерфейс NetBIOS) - устанавливает сеансы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBEUI).

Сетевые протоколы управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Широко распространены следующие из них:

IP (Internet Protocol) - TCP/IP-протокол для негарантированной передачи пакетов без установления соединений;

IPX (Internetwork Packet Exchange) - протокол компании NetWare для негарантированной передачи пакетов и маршрутизации пакетов;

NWLink - реализация протокола IPX/SPX компании Microsoft;

NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений NetBIOS.

Все перечисленные протоколы могут быть поставлены в соответствие тем или иным уровням эталонной модели OSI. Но при этом надо учитывать, что разработчики протоколов не слишком строго придерживаются этих уровней. Например, некоторые протоколы выполняют функции, относящиеся сразу к нескольким уровням модели OSI, а другие - только часть функций одного из уровней. Это приводит к тому, что протоколы разных компаний часто оказываются несовместимы между собой. Кроме того, протоколы могут быть успешно использованы исключительно в составе своего набора протоколов (стека протоколов), который выполняет более или менее законченную группу функций. Как раз это и делает сетевую операционную систему "фирменной", то есть, по сути, несовместимой со стандартной моделью открытой системы OSI .

В качестве примера на рисунке 5, рисунке 6 и рисунке 7 схематически показано соотношение протоколов, используемых популярными фирменными сетевыми операционными системами, и уровней стандартной модели OSI. Как видно из рисунков, практически ни на одном уровне нет четкого соответствия реального протокола какому-нибудь уровню идеальной модели. Выстраивание подобных соотношений довольно условно, так как трудно четко разграничить функции всех частей программного обеспечения. К тому же компании-производители программных средств далеко не всегда подробно описывают внутреннюю структуру продуктов.

Рисунок 5 - Соотношение уровней модели OSI и протоколов сети Интернет

Рисунок 6 - Соотношение уровней модели OSI и протоколов операционной системы Windows Server

Рисунок 7 - Соотношение уровней модели OSI и протоколов операционной системы NetWare

2. Технологии сетей

2.1 Сети на основе технологии PDH

Первый цифровой поток установила в 1957 г. компания Bell System. В дальнейшем технология была стандартизована, и теперь известна как Т1. Сделано это было для удовлетворения все возрастающих потребностей операторов связи. Местная телефония на родине технологии, в США, на тот момент была сравнительно хорошо развита. Изменений на клиентской сети, состоящей из медных пар, не предвиделось (и не произошло до сих пор). Поэтому основные усилия операторов сосредоточились на построении магистральных (транспортных) сетей и их эффективного использования для передачи голоса. Естественно, о передаче данных в те времена даже не шло и речи.

Разработанные системы использовали принцип импульсно-кодовой модуляции и методы мультиплексирования (суммирования) с временным разделением каналов (Time Division Multiplexing, сокращенно TDM) для передачи нескольких голосовых каналов, иначе называемых тайм-слотами, в одном потоке данных.

В США, Канаде и Японии за основу был принят поток T1, который со скоростью 1,536 Мбит/с передавал 24 тайм-слота, а в Европе (и немного позже в Советском Союзе) - поток Е1, имеющий скорость 2,048Мбит/с, и позволяющий передавать 30 каналов передачи данных со скоростью 64 кбит/с, плюс канал сигнализации (16 тайм слот) и синхронизации (нулевой тайм-слот). Это без преувеличения казалось вершиной прогресса.

Дальнейшее развитие привело к появлению ещё ряда стандартизированных потоков E2 - E3 - E4 - E5 скоростями передачи данных соответственно 8,448 - 34,368 - 139,264 - 564,992 Мбит/с. Они получили название плезиохронной цифровой иерархии - PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), которая до сих пор часто используется как для телефонии, так и для передачи данных . Более современные технологии практически полностью вытеснили PDH с оптических коммуникаций, но на устаревших медных кабелях ее позиции до сих пор непоколебимы. Структура сети PDH представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Структура сети PDH

В каждом устройстве есть свой тактовый генератор, который работает с небольшими отличиями от других. В паре приемопередатчиков ведущий узел задает свою синхронизацию (Sync 1-2), а ведомый подстраивается под него. Единая синхронизация для большой сети отсутствует. Поэтому плезиохронная в данном случае означает "почти" синхронная. Это удобно для строительства отдельных каналов, но вызывает лишние сложности при создании глобальных сетей.

2.2 Сети на основе технологии SDH

По мере объединения сетей различных операторов связи остро встает проблема глобальной синхронизации узлов. Плюс к этому, усложнение топологии вызвало трудности при извлечении из потока составляющих каналов. Технические особенности независимой синхронизации разных узлов (наличие выравнивающих бит) делали это невозможным. То есть, чтобы извлечь из потока Е4 поток Е1, необходимо демультиплексировать Е4 на четыре Е3, затем один из Е3 на четыре Е2, и только после этого получить нужный Е1.

В этой ситуации удачным решением стала разработанная в 80-х годах синхронная оптическая сеть SONET, и синхронная цифровая иерархия SDH, которые часто рассматриваются как единая технология SONET/SDH.

Появление стандартов синхронной цифровой иерархии передачи данных (SDH) в 1988 году ознаменовало собой новый этап развития транспортных сетей. Системы синхронной передачи не только преодолели ограничения плезиохронных систем-предшественниц (PDH), но и снизили накладные расходы на передачу информации. Ряд уникальных достоинств (доступ к низкоскоростным каналам без полного демультиплексирования всего потока, высокая отказоустойчивость, развитые средства мониторинга и управления, гибкое управление постоянными абонентскими соединениями) обусловили выбор специалистов в пользу новой технологии, ставшей основой первичных сетей нового поколения. На сегодняшний день технология SDH заслуженно считается не только перспективной, но и достаточно используемой технологией для создания транспортных сетей. Технология SDH обладает рядом важных достоинств с пользовательской, эксплуатационной и инвестиционной точек зрения. А именно:

Умеренная структурная сложность, снижающая затраты на монтаж, эксплуатацию и развитие сети, в том числе подключение новых узлов.

Широкий диапазон возможных скоростей - от 155,520 Мбит/с (STM-1) до 2,488 Гбит/с (STM-16) и выше.

Возможность интеграции с каналами PDH, поскольку цифровые каналы PDH являются входными каналами для сетей SDH.

Высокая надежность системы благодаря централизованному мониторингу и управлению, а также возможности использования резервных каналов.

Высокая степень управляемости системы благодаря полностью программному управлению.

Возможность динамического предоставления услуг - каналы для абонентов могут создаваться и настраиваться динамически, без внесения изменений в инфраструктуру системы.

Высокий уровень стандартизации технологии, что облегчает интеграцию и расширение системы, дает возможность применения оборудования различных производителей.

Высокая степень распространения стандарта в мировой практике.

9. Стандарт SDH обладает достаточной степенью зрелости, что делает его надежным для инвестиций. В дополнение к перечисленным достоинствам, необходимо отметить развитие магистральных телекоммуникаций российских операторов связи на основе SDH, что предоставляет дополнительные возможности для привлекательных интеграционных решений. Преобразование и передача данных в этой системе достаточно сложны. Нужно отметить лишь несколько моментов. В качестве минимальной "транспортной" единицы используется контейнер, размер полезной нагрузки которого составляет 1890 байтов, а служебной части - 540 байтов. Упрощенно, их можно рассматривать как некоторое количество каналов Т1/Е1, объединенных (мультиплексированных) в один SONET/SDH канал. При этом какая либо связь между потоками, или их изменение, не предусматривается (если не считать появившихся позже и сравнительно малораспространенных кросс-коннекторов). Схема сети SDH представлена на рисунке 9.

Можно видеть, что такая схема создавалась строго под нужды телефонии. Действительно, мультиплексоры (MUX) обычно устанавливаются на АТС, где потоки Е1 (собранные с других мультиплексоров) переводятся в медные аналоговые линии. Оптимизация пропускной способности сети (иначе говоря, межстанционных соединений) достигается подбором соотношения количества абонентских линий и используемых потоков.

Перечисленные достоинства делают решения, основанные на технологии SDH, рациональными с точки зрения инвестиций. В настоящее время она может считаться базовой для построения современных транспортных сетей, как для корпоративных сетей различного масштаба, так и для сетей связи общего пользования. SDH получает все большее применение для построения современных цифровых первичных сетей.

Также были разработаны технологии сетей Frame Relay, ISDN (Integrated Service Digital Network), АТМ (Asynchronous Transfer Mode). Но широкое использования данные технологии не нашли. Позднее были разработаны WDM (Wavelength Division Multiplexing -спектральное уплотнение каналов), техноло-

Рисунок 9- Структура транспортной сети SONET/SDH и схема возможных вариантов прохождения потоков Е1

гия плотного волнового мультиплексирования (Dense Wave Division Multiplexing -- DWDM), многопротокольная коммутация меток MPLS.Наибольшее распространение данные технологии получили в США, где хорошо развит рынок волоконно-оптических систем . Используются они и на сетях связи других регионов мира, особенно в Европе, Азии и Латинской Америке.

2.3 Сетевая топология

Под сетевой топологией принято понимать способ описания конфигурации сети, схему расположения и соединения сетевых устройств. Существует множество способов соединения сетевых устройств, из которых можно выделить восемь базовых топологий: шина, кольцо, звезда, двойное кольцо, ячеистая топология, решетка, дерево, Fat Tree. Остальные способы являются комбинациями базовых. В этом случае такие топологии называются смешанными или гибридными.

Рассмотрим некоторые виды сетевых топологий. Широко распространена топология - "Общая шина" (рисунок 10).

Рисунок 10 - Топология "Общая шина"

Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет -- кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Для того чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо "несущий" сигнал, либо один из компьютеров является главным и "даёт слово" „МАРКЕР“ остальным станциям. Типичная шинная топология имеет простую структуру кабельной системы с короткими отрезками кабелей. Поэтому по сравнению с другими топологиями стоимость ее реализации невелика. Однако низкая стоимость реализации компенсируется высокой стоимостью управления. Фактически, самым большим недостатком шинной топологии является то, что диагностика ошибок и изолирование сетевых проблем могут быть довольно сложными, поскольку здесь имеются несколько точек концентрации. Так как среда передачи данных не проходит через узлы, подключенные к сети, потеря работоспособности одного из устройств никак не сказывается на других устройствах. Хотя использование всего лишь одного кабеля может рассматриваться как достоинство шинной топологии, однако оно компенсируется тем фактом, что кабель, используемый в этом типе топологии, может стать критической точкой отказа. Другими словами, если шина обрывается, то ни одно из подключенных к ней устройств не сможет передавать сигналы.

Рассмотрим Топологию "Кольцо" (рисунок 11).

Рисунок 11- Топология "Кольцо"

Кольцо -- это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Работа в сети кольца заключается в том, что каждый компьютер ретранслирует (возобновляет) сигнал, то есть выступает в роли репитера, потому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако достаточно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, потому что выход его из строя сразу же парализует весь обмен.

Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, который ведет передачу в этот момент, раньше, а другие - позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на "кольцо". В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Подключение новых абонентов в "кольцо" обычно совсем безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии "шина", максимальное количество абонентов в кольце может быть достаточно большое (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно является самой стойкой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками переданной по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды).

В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2-10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.

Последующий алгоритм работы таков -- пакет данных GRE, передаваемый отправителем адресату начинает следовать по пути, проложенному маркером. Пакет передаётся до тех пор, пока не доберётся до получателя.

Следующий вид топологии - "Звезда" (рисунок 12).

Звезда -- базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило "дерево"). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно

Рисунок 12 - Топология "Звезда"

центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано. Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня - коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт - получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько - зависит от коммутатора.

Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, например древовидная структура (рисунок.13). Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерными платам применяют сетевые усилители и / или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором.

Рисунок 13 - Топология "Дерево"

На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий.

Устройство к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что максимальное возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.

Топология сети определяет не только физическое расположение компьютеров, но, что намного более важное, характер связей между ними, особенности распространения сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказостойкости сети, необходимую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможны типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов), необходимость электрического согласования, и много чего другого .

3. Разработка сети абонентского доступа

3.1 Исходные данные для разработки

Сеть абонентского доступа разрабатывается согласно заданию на дипломный проект для территории, представленной на рисунке 14 с целью обеспечения широкополосного доступа в Интернет и обмена информацией между пользователями сети. Сеть разрабатывается по технологии Ethernet с использованием волоконно-оптических линий связи и медного кабеля и предполагает наличие нескольких серверов. Предполагаемая скорость абонентского доступа с учётом пропускной способности городской сети - 100 Мбит/c. Ранее скорость абонентского доступа была 10 Мбит/с, но в связи с использованием усовершенствованного оборудования удалось обеспечить пользователям большую скорость. Для подключения к сети к компьютерам выдвигаются следующие требования:

Наличие в компьютере сетевого адаптера с интерфейсом Ethernet 10/ 100BaseTX;

Наличие операционной системы, поддерживающей протокол TCP/IP.

3.2 Основные сетевые решения

Для удобства сегментирования сети используем квартальное разделение по типу "Звезда". Сегменты для повышения управляемости сети делим на подсети. Территорию разделим на сегменты, каждый из которых охватывающих несколько домов (от 4 до 10). Каждый сегмент связан с квартальным оборудованием через оптический конвертер по стандарту 1000BaseLX с использованием волоконно-оптического кабеля с целью увеличения расстояния кабельного сегмента и высокой скорости передачи информации. Каждое квартальное оборудование подключено к центральному узлу связи через оптический конвертер по стандарту Gigabit Ethernet 1000BaseLX для увеличения пропускной способности на магистрали сети.

Рисунок 14 - Территория проектирования

Центральный узел связи (расположем на АТС по согласованию сторон): Выберем технологию доступа к сети SDH из-за большой пропускной способности трактов, гибкости, возможности динамически наращивать емкость сети без прерывания трафика. На центральном узле расположем главный коммутатор и маршрутизатор для доступа к сети SDH магистрального провайдера и серверы, отвечающие за подсчет трафика, за мониторинг сети, также будет установлен DNS сервер.DNS сервер - специализированное ПО для обслуживания DNS (Domain Name System -- система доменных имён), а также компьютер, на котором это ПО выполняется. DNS-сервер может быть ответственным за некоторые зоны или может перенаправлять запросы вышестоящим серверам.

Подобные документы

Анализ существующих топологий построения сети MetroEthernet. Оценка типовых решение построения сетей абонентского доступа. Расчет оборудования для услуг передачи речи. Разработка топологической и ситуационной схемы. Расчет трафика услуг телефонии.

курсовая работа , добавлен 17.05.2016


Существующая телефонная сеть общего пользования. Расчет пропускной способности для предоставления услуг Triple Play. Расчет общей пропускной способности сети для передачи и приема данных. Выбор коммутатора абонентского доступа и оптического кабеля.

дипломная работа , добавлен 19.01.2016


Классификация и характеристика сетей доступа. Технология сетей коллективного доступа. Выбор технологии широкополосного доступа. Факторы, влияющие на параметры качества ADSL. Способы конфигурации абонентского доступа. Основные компоненты DSL соединения.

дипломная работа , добавлен 26.09.2014


Обзор современных систем беспроводного абонентского доступа. Особенности применения модемов OFDM и многостанционного доступа OFDMA. Разработка информационной сети на основе технологии Mobile WiMAX, оценка экономической эффективности ее внедрения.

дипломная работа , добавлен 12.07.2010


Развитие и области применения, технические основы PLC и технологические предпосылки внедрения PLC-решений, обзор технологий широкополосного абонентского доступа. Принцип действия и основные возможности оборудования, примерная схема организации сети.

дипломная работа , добавлен 28.07.2010


Современные средства связи и их характеристика. Разработка структуры сети передачи данных. Выбор типа доступа. Основные уровни модели OSI, технология доступа. Выбор оборудования, характеристики сервера. Расчет стоимостных показателей для прокладки сети.

курсовая работа , добавлен 22.04.2013


Топология компьютерных сетей. Методы доступа к несущей в компьютерных сетях. Среды передачи данных, их характеристики. Структурная модель OSI, её уровни. Протокол IP, принципы маршрутизации пакетов. Физическая топология сети. Определение класса подсети.

контрольная работа , добавлен 14.01.2011


Обзор существующих технологий широкополосного доступа (xDSL, PON, беспроводной доступ). Описание особенностей технологии PON. Проект по строительству сети абонентского доступа на технологии пассивной оптической сети. Схема распределительных участков.

дипломная работа , добавлен 28.05.2016


Выбор и обоснование технологий построения локальных вычислительных сетей. Анализ среды передачи данных. Расчет производительности сети, планировка помещений. Выбор программного обеспечения сети. Виды стандартов беспроводного доступа в сеть Интернет.

курсовая работа , добавлен 22.12.2010


Основные принципы организации сетей абонентского доступа на базе PLC-технологии. Угрозы локальным сетям, политика безопасности при использовании технологии PLC. Анализ функционирования PLC здания инженерно-внедренческого центра ООО "НПП "Интепс Ком".

Основные понятия сети абонентского доступа (САД)

Основные понятия сети абонентского доступа

Сеть абонентского доступа (САД) - это совокупность технических средств между оконечными абонентскими устройствами, установленными в помещении пользователя, и тем коммутационным оборудованием, в план нумерации (или адресации) которого входят подключаемые к телекоммуникационной системе терминалы .

Модель, иллюстрирующая основные варианты построения абонентской сети, приведена на рисунке 1.1 . Эта модель справедлива как для городских телефонных сетей (ГТС), так и для сельских телефонных сетей (СТС). Более того, для ГТС приведенная на рисунке 1.1 модель инвариантна к структуре межстанционной связи. Она идентична для:

Нерайонированных сетей, состоящих, только из одной телефонной станции;

Районированных сетей, которые состоят из нескольких районных АТС (РАТС), соединенных между собой по принципу "каждая с каждой";

Районированных сетей, построенных с узлами входящего сообщения (УВС) или с узлами исходящего сообщения (УИС) и УВС.

Рисунок 1.1- Основные варианты построения абонентской сети

Модель, показанная на рисунке 1.1, может считаться универсальной в отношении типа коммутационной станции. В принципе, она одинакова как для ручной телефонной станции, так и для самой современной цифровой системы распределения информации. Более того, данная модель инвариантна к виду интерактивной сети, например, телефонной или телеграфной .

Магистральный участок АЛ (Direct service area) - участок абонентской линии от линейной стороны кросса или вводно-коммутационного устройства местной станции, концентратора или иного выносного модуля до распределительного шкафа, включая участки межшкафной связи. Магистральному участку АЛ соответствует термин "Main cable". Магистральным участком считается также зона прямого питания, в пределах которой для построения абонентской сети распределительные шкафы не используются. Зона прямого питания занимает территорию, примыкающую к телефонной станции в радиусе примерно до 500 метров.

Распределительный участок АЛ - участок абонентской линии от распределительного кабельного шкафа до абонентского пункта. Этому участку АЛ - в зависимости от структуры сети доступа - соответствуют термины "Primary distribution cable" и "Secondary distribution cable". А часть площади, занимаемой распределительным участком, называется обычно "Cross-connection area".

Абонентская проводка - участок абонентской линии от распределительной коробки до розетки включения оконечного абонентского телефонного устройства. В англоязычной технической литературе используются два термина:

- "Subscriber"s lead-in" - участок от распределительной коробки до помещения абонента;

- "Subscriber"s service line" - участок от распределительной коробки до телефонного аппарата.

Кросс, ВКУ - оборудование стыка станционных и линейных участков абонентских и соединительных линий городских, сельских и комбинированных телефонных сетей. Этот элемент сети доступа в англоязычной технической литературе называется "Main distribution frame"; часто используется аббревиатура MDF.

Кабельный распределительный шкаф (ШР) - оконечное кабельное устройство, предназначенное для установки кабельных боксов (с плинтами, без элементов электрической защиты), в которых осуществляются соединения магистральных и распределительных кабелей абонентских линий местных телефонных сетей. Кабельному распределительному шкафу соответствует термин "Cross-connection point". Если АЛ проходит через два ШР, то в англоязычной технической литературе - для второго шкафа - добавляют прилагательное "secondary". Кроме того, если ШР находится в специально оборудованном помещении, то он именуется как "Cabinet". В том случае, когда ШР располагается у стены здания или иного подобного места, он называется "Sub-cabinet" или "Pillar". Эти обозначения обычно указываются в скобках после функционального назначения - "Cross-connection point". В технической литературе используется еще несколько терминов, более или менее соответствующих ШР. Чаще всего встречается слово "Curb".

Абонентская распределительная коробка (РК) - оконечное кабельное устройство, предназначенное для осуществления стыка кабельных пар, включенных в плинт распределительной коробки, с однопарными проводами абонентских проводок. Distribution point (DP) - аналог термина "Абонентская распределительная коробка”.

Кабельная канализация (Duct или Cable duct) - совокупность подземных трубопроводов и колодцев (смотровых устройств), предназначенных для прокладки, монтажа и технического обслуживания кабелей связи.

Колодец (смотровое устройство) кабельной канализации (Jointing chamber или Jointing manhole) - устройство, предназначенное для прокладки кабелей в трубопроводы кабельной канализации, монтажа кабелей, размещения сопутствующего оборудования и технического обслуживания кабелей связи.

Кабельная шахта (Exchange manhole) - сооружение кабельной канализации, размещаемое в подвальном помещении телефонной станции, через которое кабели вводятся в здание станции и в котором, как правило, многопарные линейные кабели распаиваются на станционные кабели емкостью 100 пар.

Понятие абонентской линии

Абонентская линия (АЛ) - линия местной телефонной сети, соединяющая оконечное абонентское телефонное устройство с абонентским комплектом (АК) оконечной станции, концентратора или иного выносного модуля. В англоязычной технической литературе используется термин Subscriber line или просто Line .

Функции АЛ в существующей телекоммуникационной системе:

Обеспечение двухстороннего переноса сообщений на участке между терминалом пользователя и абонентским комплектом оконечной станции;

Обмен сигнальной информацией, необходимой для установления и разъединения соединений;

Поддержка заданных показателей качества передачи информации и надежности связи терминала с оконечной станцией.

Структурная схема и стыки оборудования абонентских линий для ГТС и СТС приведена на рисунке 1.2.

Для структурной схемы АЛ (верхняя часть рисунка 1.2) представлены три варианта подключения абонентского терминала к коммутационной станции.

Верхняя ветка данного рисунка показывает перспективный вариант подключения ТА без использования промежуточного кроссового оборудования. Кабель прокладывается от кросса до распределительной коробки, где посредством абонентской проводки осуществляется подключе-

Рисунок 1.2 - Структурная схема и стыки оборудования абонентских линий для ГТС и СТС

На средней ветке рисунка изображен вариант подключения ТА по шкафной системе, когда между кроссом и распределительной коробкой размещается промежуточное оборудование. В нашей модели роль такого оборудования отведена распределительному шкафу.

В ряде случаев АЛ организуется с использованием воздушных линий связи (ВЛС). На рисунке 1.2 этот вариант показан на нижней ветке. В такой ситуации на столбе устанавливается кабельный ящик (КЯ) и вводно-выводные изоляторы. В месте размещения распределительной коробки монтируется абонентское защитное устройство (АЗУ), предотвращающее возможное влияние на ТА опасных токов и напряжений. Следует отметить, что организация АЛ или ее отдельных участков за счет строительства воздушных линий связи не рекомендуется; но в ряде случаев - это единственный вариант организации абонентского доступа.

Основные понятия мультисервисной сети абонентского доступа (МСАД)

Основные понятия МСАД

Под мультисервисной сетью абонентского доступа (МСД) понимают такую сеть, которая поддерживает передачу разнородного трафика между оконечными пользователями (системами) и транспортной сетью, используя единую сетевую архитектуру, что позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования и применять единые стандарты .

Архитектура и функции МСАД должны поддерживать три вида предоставляемых услуг:

Передача речи (звука, телефонная связь, речевая почта и т.д.), - передача данных (Интернет, факс, передача файлов, электронная почта, электронные платежи и т.д.);

Передача видеоинформации (видео по запросу, телепрограммы, видеоконференции и т.д.).

Концепция развития мультисервисных сетей доступа включает в себя в основном два направления:

Интенсификацию использования существующих абонентских линий;

Строительство сетей доступа с использованием новых технологий.

Технологии МСАД

Технологии, применяемые в МСАД, можно классифицировать различными способами. Один из таких способов – деление технологий на две группы в соответствии с передающей средой :

Проводные;

Беспроводные.

1) Проводные используют (полностью или частично) физические цепи. Это может быть витая медная пара, коаксиальный кабель, оптоволокно, проводка сетей электропитания и др. Среди них можно выделить группу технологий, использующих медные пары, которые интересны, по крайней мере, с двух точек зрения. Во-первых, они обеспечивают поддержку ряда новых инфокоммуникационных услуг. Во-вторых, используя традиционные физические цепи, эти технологии позволяют снизить затраты на модернизацию сети доступа, даже если платежеспособный спрос на новые услуги находится на низком уровне.

Технологии на базе проводных средствмогут быть распределены по следующим группам :

Услуги, предоставляемые абонентам телефонной сети общего пользования (ТфОП);

Технологии доступа к услугам цифровой сети с интеграцией служб (ISDN);

Технологии цифровой абонентской линии – xDSL (витая медная пара – симметричный кабель);

Технологии локальных вычислительных сетей LAN (витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель);

Технологии оптического доступа OAN (оптоволоконный кабель);

Технологии сетей кабельного телевидения (КТВ) (коаксиальный и оптоволоконный кабели);

Технологии сетей коллективного доступа (проводка сетей электропита­ния, проводка радиотрансляционных сетей);

В этой группе необходимо отметить также и технологии беспроводных абонентских линий в сочетании с физическими цепями (WLLх). В этом случае переход к двухпроводным физическим цепям осуществляется в некоторой точке “x”. Эти технологии чаще всего применяются в сельской местности.

Классификация технологий этой группы представлена в таблице 2.1.

2) Беспроводные - на базе средств радиосвязи, которые дополняют и расширяют возможности проводной связи и позволяют реализовать полный спектр информационных услуг: передачу телефонных сообщений, обмен данными, передачу видеоизображений.

Проводные технологии .

Рассмотрим более подробно проводные технологии, приведенные в таблице 2.1.

Телефонная сеть общего пользования (ТфОП) создавалась для предоставления услуг телефонии. Доступ або­нентов к ограниченному набору услуг ТфОП осуществляется по линиям связи на основе медных пар с помощью оборудования (телефонных и факсимильных аппаратов и модемов), функционирующего в соответствии с алгоритмами установления телефонных соединений.

Сеть ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть с интеграцией служб – цифровая сеть связи с коммутацией каналов. Доступ в сетях ISDN также осуществляется по симметричному абонентскому кабелю, однако при этом набор предоставляемых услуг по сравнению с ТфОП существенно больше.

Развитие xDSL-доступа отражает развитие методов передачи сигналов по витой медной паре. Эти технологии обеспечивают доступ к широкому спектру услуг по передаче мультимедийной информации. Во­просами стандартизации, а также продвижения технологий xDSL на рынке занимаются различные международные организации (ITU, ANSI, ETSI, DAVIC, ATM Forum, ADSL Forum). Данные технологии можно разделить на подгруппы: симметричного и асимметричного xDSL-доступа. Первые находят применение главным образом в корпоративном секторе, вторые предназна-

Таблица 2.1 - Классификация проводные технологии

Проводные технологии
ТфОП	телефон факс модем ПД выделенная линия
ISDN	ISDN-BRA ISDN-PRA
Технологии ЛВС (LAN)	Семейство Ethernet	Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet
Семейство Tokeng Ring	Token Ring HSTR
Семейство FDDI	FDDI CDDI SDDI Ethernet over VDSL (EoV)
Технологии семейства xDSL	Симметричные	IDSL HDSL SDSL SHDSL MDSL MSDSL VDSL и т.д.
Асимметричные	ADSL RADSL G.Lite ADSL2 ADSL2+ VDSL и т.д.
Технологии оптического доступа	Активные сети FTTx	FTTH FTTB FTTC FTTCab и т.д.
Пассивные сети xPON	APON EPON BPON GPON и т.д.
Технологии кабельного TV	DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0 Euro-DOCSIS J.112 IPCable-Com Packet-Cable
Технологии сетей коллективного доступа	– HPNA 1.x – HPNA 2.0 – HPNA 3.0
На основе сетей электропитания	Home Plug 1.0 specification
На основе кабельной сети	EFM

чены для предоставления услуг преимущественно индивидуальным пользователям.

Наибольший объем услуг может быть предоставлен пользователю с помощыо сетей оптического доступа OAN (Optical Access Networks) – активных (FTTH, FTTB. FTTC, FTTCab) или пассивных PON (Passive Optical Networks). Созданием и продвижением новейших технологий доступа и, в частности оптических технологий, занимается международный консорциум FSAN (Full Service Access Network).

Сети коллективного доступа (СКД) предназначены для организации отно­сительно недорогого доступа в Интернет индивидуальных пользователей, проживающих в многоквартирных домах. Идея коллективного доступа состоит в использовании существующей в домах кабельной инфраструктуры (витая медная пара, радиотрансляци­онные сети, электрическая проводка). В подключаемом к Интернету доме устанавливается концентратор трафика. Для подключения концентратора к узлу служб транспортной сети могут использоваться разные технологии (PON, FWA, спутниковые и др). Таким образом, сети коллективного доступа являются гибридными, объединяющими в себе как собственно сети коллективного доступа, так и сети, обеспечивающие транспортировку трафика.

Сети кабельного телевидения (КТВ) изначально предназначались для организации трансляции пользователям телевизионных программ по распределительным сетям на основе коаксиального кабеля и строились по однонаправленной схеме.

В начале 90-х г. были предприняты многочисленные, но неудачные попытки создания и внедрения технологий построения интерактивных сетей доступа к мультимедийным услугам на базе гибридных сетей КТВ – Hybrid Fiber Coaxial (HFC). Массовое развертывание HFC-сетей началось после появ­ления в 1997 г. стандарта DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification).

Технологии LAN разрабатывались для обеспечения доступа пользователей к ресурсам локальных сетей. Для доступа пользователей к услугам других ресурсов (Интернет, корпоративные сети и т.д.) современные LAN строятся по гибридной технологии и объединяют в себе собственно LAN и сети, обеспечивающие подключение LAN к транспортным сетям.

Сети абонентского доступа ISDN

Основные понятия ISDN

Сеть ISDN (Integrated Services Digital Network - ISDN) создается, как правило, на основе телефонной цифровой сети и обеспечивает передачу информации между оконечными устройствами в цифровом виде. При этом абонентам предоставляется широкий спектр речевых и неречевых услуг (например, высококачественная телефонная связь и высокоскоростная передача данных, передача текстов, передача теле- и видеоизображений, видеоконференцсвязь и т.д.). Доступ к услугам ISDN осуществляется через определенный набор стандартизированных интерфейсов .

В настоящее время получили наибольшее распространение, в основном, два вида абонентского доступа к ресурсам сети ISDN:

Базовый (Basic Rate Interface - BRI) со структурой 2B+D, где В-64 кбит/с, D=16 кбит/с, групповая скорость при этом будет 144 кбит/с, при наличии канала синхронизации скорость передачи в линии может быть равной 160 кбит/с или 192 кбит/с;

Первичный (Primary Rate Interface - PRI) со структурой 30B+D, где В=64 кбит/с, D=64кбит/с, при этом скорость передачи с учетом сигналов синхронизации будет – 2048 кбит/с.

Основной доступ ISDN. Передача цифровой информации по двухпроводной медной паре в сети ISDN возможна со скоростью 160 кбит/с при нормальных условиях (длина кабеля не более 8 км при диаметре поперечного сечения 0.6 мм, или не более 4.2 км при диаметре поперечного сечения 0.4 мм). Медная пара, работающая в режиме 2B+D (144 кбит/с полезной информации) с синхронизацией и поддержкой данных (160 кбит/с общей информации), входит в состав Uk0-интерфейса. Со стороны пользователя медная пара заканчивается сетевым окончанием (network termination NT). Сетевое окончание переводит двухпроводный Uk0-интерфейс (160 кбит/с) в четырехпроводный S0-интерфейс (192 кбит/с); для случая 2B+D сетевое окончание прозрачно в обоих направлениях. Оператор сети несет ответственность за соединение от станции только до сетевого окончания, а за участок от NT до абонента отвечает абонент. S0-интерфейс - это соединительная шина, через которую ISDN-совместимое оборудование может соединяться с основной ISDN станцией через стандартный разъём (см. рисунок 3.1). Для учрежденческой станции S0-интерфейс - это точка, в которой учрежденческая станция соединяется с основной ISDN станцией (см. рисунок 3.2). Длина шины S0 не должна превышать одного километра.

Первичный ISDN доступ. Подобно основному доступу, В-каналы первичного доступа используются и переключаются индивидуально, а сиг-

Рисунок 3.1 - Основной доступ для отдельного пользователя

Рисунок 3.2 - Основной доступ для УАТС малой емкости

нальная информация (D-канальные сообщения) передаются в D-канале. Но в отличие от основного доступа, D-канал здесь используется только для передачи сигнальной информации, пакетно-ориентированные пользовательские данные должны быть отделены от сигнальной информации в учрежденческой станции и передаваться по В-каналам. 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 с ISDN станцией общего пользования посредством S2рm интерфейса. При использовании учрежденческой станции S0-интерфейс выступает как шина для подключения терминального оборудования (см. рисунок 3.3).

Абонентская сигнализация DSS1 в ISDN.

Cистема сигнализации на абонентском участке сети ISDN была названа EDSS1 (Европейская цифровая система сигнализации №1) . Данная система сигнализации применяется как для базового, так и для первичного

Рисунок 3.3 - Первичный доступ для УАТС средней и большой емкости

доступа. С помощью EDSS1 осуществляется установление соединения и происходит разъединение, производится заказ услуг пользователями, передача информации между абонентами.

Сигнализация “пользователь – сеть” находится в пределах трёх нижних уровней ВОС и выполняет следующие функции:

- уровень передачи данных (физический уровень, 1 уровень) обеспечивает синхронизируемую сетью передачу информации по каналам одновременно в обоих направлениях и регулирует одновременный доступ нескольких оконечных устройств к совместно используемому D -каналу;

- уровень защиты D-канала (уровень звена передачи данных, 2 уровень) обеспечивает защищённую от ошибок передачу сигнальной информации для 3 уровня и передачу пакетов данных, передаваемых в D - канале, в обоих направлениях между сетью и устройством пользователя;

- уровень коммутации D-канала (сетевой уровень, 3 уровень) обеспечивает установление и управление соединением на участке “пользователь – сеть”. Третьим уровнем заканчивается сигнализация “пользователь – сеть”.

Уровень 1 рассматривается на примере основного доступа, (см. рисунки 3.1, 3.2, 3.3). Уровень 1 по интерфейсам S0 и Uk0 осуществляет передачу сигнализации по D-каналу без управления сигнализацией.

Протокол, используемый для уровня 2 в D-канале при выполнении процедуры установления соединения, называется LAPD (Link Access Procedure on the D channel). Структура протокола ISDN или формат D-канального сообщения второго уровня, или сигнальный пакет, или сигнальная единица (см. рисунок 3.4).

Flag: Каждая сигнальная единица начинается и заканчивается флагом, он отмечает начало сигнальной единицы и её конец. Флаг - это последовательность битов: 01111110.

								байт 1 Flag
Address (первый байт)
Address (второй байт)
Control field
Information
FCS	N-2
N-1
								N Flag

Рисунок 3.4– Формат D- канального сообщения второго уровня

Address - Адресное поле состоит из двух байт. В нём определяется получатель управляющей сигнальной единицы и передатчик посланной единицы.

Control field (поле управления). Поле управления определяет тип D - канального сообщения, которое может быть командой, или ответом на команду. Поле управления может состоять из одного или двух байтов, размер его зависит от формата. Существует три типа форматов поля управления: передача информации о номере пакета (I формат), функции надзора (S формат), ненумерованная информация и функции управления (U формат).

Information информационное поле - может и не присутствовать в пакете (в этом случае пакет не несёт в себе информацию третьего уровня, а используется вторым уровнем, например, для управления звеном передачи данных), если оно присутствует, то находится за полем управления. Размер информационного поля может достигать 260 байт.

FCS (поле контрольных бит- проверочная комбинация). Ввиду того что при передаче по сети пакеты могут искажаться шумами на первом уровне, в каждом из них присутствует поле контрольных битов (Frame Check Sequence field): оно состоит из 16 проверочных битов и используется для проверки ошибок в принимаемом пакете. Если пакет принят с неправильной последовательностью проверочных битов, то он сбрасывается.

Уровень 3 отвечает за установление и управление соединением. Он готовит сообщения для передачи их вторым уровнем, подготовленная информация помещается в информационное поле D - канального сообщения. Сообщения 3 уровня - это сообщения, передаваемые между терминалами пользователя и станцией и наоборот. Третий уровень содержит процедуры для управления вызовами в режиме коммутации каналов, а также процедуры, позволяющие использовать ISDN для осуществления вызовов в режиме коммутации пакетов по D - каналу.

Технологии xDSL

Основные понятия xDSL

хDSL (digital subscriber line, цифровая абонентская линия) - семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала .

Технологии хDSL появились в середине 90-х годов как альтернатива цифровому абонентскому окончанию ISDN.

В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия - Digital Subscriber Loop - цифровой абонентский шлейф). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.

Технологии хDSL можно разде­лить на:

Симметричные;

Асимметричные.

Технология ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия) - модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично. Так как у большинства пользователей объём входящего трафика значительно превышает объём исходящего, то скорость исходящего трафика значительно ниже .

Передача данных по технологии ADSL реализуется через обычную аналоговую телефонную линию при помощи абонентского устройства - модема ADSL и мультиплексора доступа (DSL Access Module или Multiplexer, DSLAM), находящегося на той АТС, к которой подключается телефонная линия пользователя, причём включается DSLAM до оборудования самой АТС. В результате между ними оказывается канал без каких-либо присущих телефонной сети ограничений. DSLAM мультиплексирует множество абонентских линий DSL в одну высокоскоростную магистральную сеть. Структурная схема ADSL подключения приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Структурная схема ADSL подключения

Также они могут подключаться к сети ATM по каналам PVC (постоянный виртуальный канал - Permanent Virtual Circuit) с провайдерами услуг Internet и другими сетями.

Стоит заметить, что два ADSL-модема не смогут соединиться друг с другом, в отличие от обычных dial-up-модемов.

Технология ADSL представляет собой вариант DSL, в котором доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком несимметрично, - для большинства пользователей входящий трафик значительно более существенен, чем исходящий, поэтому предоставление для него большей части полосы пропускания вполне оправдано (исключениями из правила являются пиринговые сети, видеозвонки и электронная почта, где объём и скорость исходящего трафика бывают важны). Обычная телефонная линия использует для передачи голоса полосу частот 0,3…3,4 кГц. Чтобы не мешать использованию телефонной сети по её прямому назначению, в ADSL нижняя граница диапазона частот находится на уровне 26 кГц. Верхняя же граница, исходя из требований к скорости передачи данных и возможностей телефонного кабеля, составляет 1,1 МГц. Эта полоса пропускания делится на две части: частоты от 26 кГц до 138 кГц отведены исходящему потоку данных, а частоты от 138 кГц до 1,1 МГц - входящему. Полоса частот от 26 кГц до 1,1 МГц была выбрана не случайно. В этом диапазоне коэффициент затухания почти не зависит от частоты.

Такое частотное разделение позволяет разговаривать по телефону, не прерывая обмен данными по той же линии. Разумеется, возможны ситуации, когда либо высокочастотный сигнал ADSL-модема негативно влияет на электронику современного телефона, либо телефон из-за каких-либо особенностей своей схемотехники вносит в линию посторонний высокочастотный шум или же сильно изменяет её АЧХ в области высоких частот; для борьбы с этим в телефонную сеть непосредственно в квартире абонента устанавливается фильтр низких частот (частотный разделитель, англ. Splitter), пропускающий к обычным телефонам только низкочастотную составляющую сигнала и устраняющий возможное влияние телефонов на линию. Такие фильтры не требуют дополнительного питания, поэтому речевой канал остаётся в строю при отключённой электрической сети и в случае неисправности оборудования ADSL.

Передача к абоненту ведётся на скоростях до 8 Мбит/с, хотя сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 25 Мбит/с (VDSL), однако в стандарте такая скорость не определена. В системах ADSL под служебную информацию отведено 25% общей скорости, в отличие от ADSL2, где количество служебных битов в кадре может меняться от 5,12 % до 25%. Максимальная скорость линии зависит от ряда факторов таких, как длина линии, сечение и удельное сопротивление кабеля. Также существенный вклад в повышение скорости вносит тот факт, что для ADSL линии рекомендуется витая пара (а не ТРП), причём экранированная, а если это многопарный кабель, то и с соблюдением направления и шага повива.

При использовании ADSL данные передаются по общей витой паре в дуплексной форме. Для того чтобы разделить передаваемый и принимаемый поток данных, существуют два метода: частотное разделение каналов (Frequency Division Multiplexing, FDM) и эхо компенсация (Echo Cancelation, EC).

ADSL-модем представляет собой устройство, построенное на базе цифрового сигнального процессора (ЦСП или DSP), аналогично применяемому, в обычных модемах (см. рисунок 4.2).

Стандарты ADSL:

ITU G.992.3 (также известен как G.DMT.bis или ADSL2) - стандарт ITU (Международный союз электросвязи), расширяющий возможности базовой технологии ADSL до указанных ниже скоростей передачи данных:

1) по направлению к абоненту - до 12 Мбит/с (все устройства ADSL2 должны поддерживать скорость до 8 Мбит/c);

2) по направлению от абонента - до 3,5 Мбит/с (все устройства ADSL2 должны поддерживать скорость до 800 кбит/с).

Фактическая скорость может варьироваться в зависимости от качества линии:

ITU G.992.4 (также известен как G.lite.bis) - стандарт для технологии

Рисунок 4.2 – Структурная схема передающего узла ADSL-модема

ADSL2 без использования сплиттера. Требования к скорости составляют 1,536 Мбит/с по направлению к абоненту и 512 кбит/с в обратную сторону.

ITU G.992.5 (также известен как ADSL2+, ADSL2Plus или G.DMT.bis.plus) - стандарт ITU (Международный союз электросвязи), расширяет возможность базовой технологии ADSL, удваивая число битов входящего сигнала до указанных ниже скоростей передачи данных:

1) по направлению к абоненту - до 24 Мбит/с;

2) по направлению от абонента - до 1,4 Мбит/с.

Фактическая скорость может варьироваться в зависимости от качества линии и расстояния от DSLAM до дома клиента. В стандарте прописаны скорости для витой пары, при использовании линии другого типа скорость может быть намного ниже.

В ADSL2+ удваивается диапазон частот по отношению к ADSL2 от 1.1 МГц до 2.2 МГц, что влечет за собой увеличение скорости передачи данных входящего потока предыдущего стандарта ADSL2 c 12 Мбит/с до 24 Мбит/с (см. рисунок 4.3).