Содержание
Аннотация……………………………………………………………….2
Введение…………………………………………………………………3
I. Технология асимметричной цифровой абонентской линии ( ADSL).
1.1 Общее описание технологии ADSL……………………..8
1.2 Области применения ADSL …………………………….12
1.3 Проблемы, связанные с применением ADSL………..15
1.4 Решение ADSL проблем…………………………………23
II. Технологические характеристики оборудования ADSL компании “Алкатель”
2.1 Общее описание оборудования ADSL………………..39
2.2 Мультиплексор ASAM – функциональное описание.49
2.3 Описание транспортной системы……………………...57
2.4 Функциональное описание сетевого ADSL-окончания (ANT)………………………………………………………..59
III. Расчет оборудования ADSL
3.1 Разработка схемы проектируемой сети доступа……60
3.2 Расчет пропускной способности для проектируемой сети доступа……………………………………………….65
IV. Технико-экономическое обоснование
4.1 Обоснование целесообразности проектного решения71
4.2 Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов…………………………………………………..82
V. Экология и безопасность жизнедеятельности
5.1 Влияние монитора на организм человека…………….89
5.2 Расчет естественной освещенности в производственном помещении ………………………105
Заключение……………………………………………………………108
Список литературы………………………………………………….110
Перечень демонстрационных плакатов………………………..111
Аннотация
Данный дипломный проет посвящен описанию технологии ADSL, составу оборудования ADSL компании ”Alcatel”, расчету сети доступа в Интернет, её архитектура и состав оборудования, также был произведен расчет пропускной способности сети. В технико – экономическом обосновании сделан сравнительный анализ оборудования компаний “Alcatel” и ”Cisco Systems”, где видны явные преимущества оборудования компании “Alcatel”.
Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов позволит оператору правильно определить тарифную политику, быстро окупить затраты и получить прибыль. В главе экология и безопасность жизнедеятельности описано влияние монитора на организм человека и расчитана естесственная освещенность в производственном помещении.
Дипломный проект содержит :
- 101 лист пояснительной записки;
- 5 листов плакатов;
- 1 приложение;
- 28 рисунков;
- 22 таблицы.
Введение
Российский рынок услуг передачи данных в режиме on-line находится в начальной стадии своего развития. Основным сдерживающим фактором является несоответствие между большой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чего такого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние и крупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимости услуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации "последней мили", то есть линий, по которым помещения абонентов подключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной на массового пользователя, выбор технологии для "последней мили" становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы.
В настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие средства для организации "последней мили":
телефонные медные провода;
волоконно-оптические кабели;
телевизионные кабельные сети;
радиоэфир (технология "радио-Ethernet");
каналы спутникового телевидения
Традиционные технологии, которые были до настоящего времени разработаны для высокоскоростной передачи данных или доступа в сеть Интернет, достаточно дороги, причем не только на этапе внедрения, но и при эксплуатации, в то время как эффективные с экономической точки зрения технологии не обеспечивали необходимой пользователям скорости передачи данных. Большинство пользователей все еще вынуждены применять для получения доступа в сеть Интернет аналоговые модемы, предназначенные для использования на телефонных линиях [5].
Возможности высокоскоростной передачи данных долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкого бизнеса и частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям не могут себе позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотя потребность этих групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянно росла и растет, до последнего времени им оставалось полагаться только на те средства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общего пользования. Технологии DSL(Цифровая абонентская линия) являются одним из главных средств решения проблем такого рода.
Медная абонентская телефонная линия находится в стадии эволюционного перехода от аналоговой сети, предназначенной только для обеспечения телефонной связи, к широкополосной цифровой сети, способной обеспечить передачу голоса, высокоскоростную передачу данных, а также работу других не менее важных коммуникационных служб. Поддержание работы такой сети требует не только наличия соответствующего современного оборудования, но и совершенно нового подхода к управлению работой кабельной абонентской телефонной сети.
Сеть, состоящая из пар витых проводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи между различными абонентами, постепенно превращается в сеть широкополосных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие широкополосные телекоммуникационные службы. Разработанная для аналоговых телефонных линий технология (аналоговые модемы, предназначенные для передачи по телефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных - до 56 Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных технологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии, которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможности одновременного использования абонентских линии и для традиционной телефонной связи. Новую ступень развития удалось преодолеть благодаря использованию технологий DSL.
Для конечных пользователей технологии DSL обеспечивают высокоскоростное и надежное соединение между сетями или с сетью Интернет, а телефонные компании получают возможность исключить потоки данных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для традиционной телефонной связи.
Обеспечение высокоскоростной передачи данных по медной двухпроводной абонентской телефонной линии достигается установкой оборудования DSL на абонентском конце линии и на "конечной остановке" магистральной сети высокоскоростной передачи данных, которая должна находится на телефонной станции, к которой подключена данная абонентская линия. Если на абонентской линии с использованием технологии DSL организована высокоскоростная передача данных, информация передается в виде цифровых сигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позволяет значительно расширить коммуникационные возможности существующих витых пар телефонных проводов.
Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоростной передачи данных. Телефонные компании получили возможность увеличить свои прибыли, используя существующую кабельную телефонную сеть для предоставления своим абонентам возможности высокоскоростной передачи данных по доступной цене.
Кроме обеспечения высокоскоростной передачи данных, технологии DSL являются эффективных средством организации многоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL (голос по DSL) можно объединить большое количество каналов телефонной (голосовой) связи и передать их по одной абонентской линии, на которой установлено оборудование DSL.
Более того, широкополосные сети, построенные на базе технологии DSL, не ограничены только организацией многоканальной голосовой связи или высокоскоростной передачи данных. Они представляют собой базовую сеть для внедрения других служб, непременно требующих для своей работы широкой полосы частот.
Обеспечение доступа в сеть Интернет является одной из основных функций современных цифровых сетей. Ширина используемой полосы частот зависит от применяемой технологии высокоскоростной передачи данных.
Организация видеоконференций требует симметричной передачи данных. Так как при организации видеоконференций необходимо передавать и голос и видеосигнал, то такая служба требует наиболее широкой частотной полосы по сравнению с другими службами. При этом минимальная задержка в передачи или потеря части информации могут быть замечены немедленно.
Организация службы видео по запросу требует установки асимметричного соединения. Восходящий поток передачи данных (от пользователя в сеть) используется для передачи пользователем сигналов управления (таких, как воспроизведение, остановка, пауза, перемотка и т.п.). Нисходящий поток передачи данных используется для передачи пользователю запрошенного видеосигнала.
Для обеспечения возможности организации новых служб сеть абонентских двухпроводных телефонных линий должна пройти определенный этап развития от аналоговой узкополосной сети, предназначенной для передачи только телефонных разговоров, до цифровой широкополосной сети, предназначенной не только для передачи голоса, но и для передачи данных и видеосигналов [4].
Настоятельная потребность в высокоскоростной передаче данных привела к созданию технологий и соответствующего оборудования DSL. Для обеспечения должного уровня обслуживания, например, в городах, оборудование доступа должно быть установлено на сотнях телефонных станций. Только после установки необходимого оборудования можно предлагать данную услугу потенциальным пользователям. Предоставление абонентам услуги высокоскоростной передачи данных включает в себя установку необходимого оборудования у абонента, правильное подключение и подготовку линии, соединяющей оборудование пользователя с тем оборудованием, которое установлено на телефонной станции, и начало обслуживания. При этом существует и потребность в подготовке кадров, обладающих умением работать с оборудованием и технологиями DSL, для всех организаций, участвующих в предоставлении данной услуги.
Не все линии поддерживают технологии DSL. Технические специалисты телефонных компаний должны уметь квалифицировать линии не только с точки зрения возможности их использования для высокоскоростной передачи данных с использованием технологии DSL, но и для определения конкретной технологии DSL, которая может использоваться на данной абонентской линии. Идеально, если хотя бы проверка линий потенциальных пользователей будет проведена заранее, что позволит после поступления от любого из этих пользователей запроса на обслуживание практически без задержки предоставить ему требуемую услугу.
Провайдеры должны иметь физический доступ к абонентским линиям и проверочное оборудование, позволяющее дистанционно анализировать цифровые высокочастотные сигналы и состояние физической линии, что позволит контролировать работу абонентской линии, искать и устранять появляющиеся неисправности.
При использовании стандартной аналоговой телефонной службы абонент набирает номер, который позволяет коммутационному оборудованию телефонной сети установить соединение с другим абонентом или модемом. В случае неисправности, например, модема провайдера, происходит разъединение и для установки соединения абонент должен снова набрать телефонный номер. Соединение DSL является постоянно включенным соединением, которое соединяет оборудование пользователя с мультиплексором доступа. В случае повреждения на станции оборудования, обеспечивающего соединение с данным пользователем, последний не будет получать обслуживание до устранения провайдером неисправности в своем оборудовании. Поэтому на случай повреждения оборудования обеспечения доступа провайдер должен иметь возможность быстро переключить пользователя на резервное оборудование и устранить неисправность.
По мере того, как сети становятся все более сложными с точки зрения предоставляемых услуг и выполняемых функций, системы управления также должны развиваться. Усовершенствованные средства и инструменты управления снижают общие расходы на контроль состояния сети и управление.
В наши дни технологии, обеспечивающие высокоскоростной доступ в сеть Интернет и соединение сетей между собой, доступны как никогда. Технологии DSL позволяют расширить использование таких услуг на те сегменты рынка, которые ранее не были охвачены. Однако широкомасштабное внедрение новых технологий приводит к постепенному переходу от аналоговой абонентской сети к цифровой абонентской сети. Переход на новую ступень развития приводит не только к созданию оборудования нового поколения, но и требует использования соответствующих приборов, обучения обслуживающего персонала новым методам работы и совершенно другого подхода к вопросам управления сетью абонентских телефонных линий.
Решения ADSL проблем
Разделение передаваемых и принимаемых данных
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) (смотри рисунок 14).
Рисунок 14. Разделение направлений передачи и приема данных.
Частотное разделение каналов
При использовании данного механизма низкоскоростной канал передаваемых данных располагается сразу после полосы частот, используемой для передачи аналоговой телефонии. Высокоскоростной канал принимаемых данных располагается на более высоких частотах. Полоса частот зависит от числа бит передаваемых одним сигналом.
Эхо компенсация
Данный механизм позволяет низкоскоростному каналу передаваемых данных и высокоскоростному каналу принимаемых данных располагаться в общем частотном диапазоне, что позволяет более эффективно использовать низкие частоты, на которых затухание в кабеле меньше.
Сравнение
· Эхо компенсация позволяет улучшить производительность на 2 дБ, однако является более сложной в реализации
· Преимущества EC растут при использовании более высокоскоростных технологий, таких как ISDN или видеотелефония на скорости 384 кбит/с. В этих случаях FDM требует выделения под высокоскоростной канал принимаемых данных более высоких частот, что приводит к увеличению затухания и сокращению максимального расстояния передачи.
· Совмещение двух каналов в одном частотном диапазоне, при использовании ЕС приводит к появлению эффекта собственного NEXT, который отсутствует при использовании FDM.
· Стандарт ADSL предусматривает взаимодействие между различным оборудованием, использующим как механизм FDM, так и EC, выбор конкретного механизма определяется при установлении соединения.
Заключение
При отсутствии интерференции с другими службами, приемопередатчик, использующий ЕС функционирует лучше. На скорости в 1,5 Мбит/с, разница в максимальном расстоянии составляет 16% в пользу ЕС, однако на скорости 6 Мбит/с разница падает до 9%.
При учете собственной переходной помехи (т.е. в случае использования данного кабеля другими системами ADSL) приемопередатчик, использующий FDM функционирует лучше на скоростях выше 4,5 Мбит/с. Это связано с тем, что приемопередатчик с FDM ограничен лишь наличием эффекта FEXT, тогда как приемопередатчик, использующий механизм EC подвержен влиянию как FEXT, так и собственного NEXT. Обычно модемы располагаются близко друг от друга на входе ADSL -мультиплексора, в этом случае наибольшее значение имеет параметр NEXT, именно поэтому предпочтение отдается механизму FDM.
Методы передачи
Введение
Одним из наиболее важных вопросов при стандартизации систем передачи является вопрос выбора типа используемой модуляции. В процессе стандартизации ADSL, ANSI определил три потенциальных типа модуляции:
· Квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation - QAM)
· Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей (Cariereless Amplitude/Phase Modulation – CAP)
· Дискретная многотональная модуляция (Discrete MultiTone Modulation – DMT)
Исследования показали, что наиболее производительной является DMT. В марте 1993 года рабочая группа ANSI T1E1.4 определила базовый интерфейс, основанный на методе DMT. Позднее ETSI также согласился стандартизовать DMT для применения в ADSL.
Квадратурная амплитудная модуляция
Для передачи в одной полосе частот, обычным методом является амплитудная модуляции (Pulse Amplitude Modulation – PAM), которая заключается в изменении амплитуды дискретными шагами. QAM использует модуляцию двух параметров – амплитуды и фазы. В данном случае для кодирования трех старших бит используется относительная фазовая модуляция, а последний бит кодируется выбором одного из двух значений амплитуды для каждого фазового сигнала.
Теоретически количество бит на символ можно увеличивать, путем повышения разрядности КAM. Однако при увеличении разрядности становится все сложнее и сложнее детектировать фазу и уровень. В таблице 1.3 представлены требования к SNR (отношение сигнал/шум) для КAM различной разрядности, с коэффициентом ошибок по битам BER£ 10-7.
Таблица 1.3 Требования к SNR
| Количество бит на символ (r) | Разрядность QAM (2r – QAM) | Требуемое SNR (дБ) для BER£ 10-7 |
| 4 | 16 – QAM | 21,8 |
| 6 | 64 – QAM | 27,8 |
| 8 | 256 – QAM | 33,8 |
| 9 | 512 – QAM | 36,8 |
| 10 | 1024 – QAM | 39,9 |
| 12 | 4096 – QAM | 45,9 |
| 14 | 16384 – QAM | 51,9 |
Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей
САР также как и КAM использует модуляцию двух параметров. Форма спектра у данного метода модуляции также сходна с КAM.
Дискретная многотональная модуляция (DMT)
DMT использует модуляцию со многими несущими. Время разбивается на стандартные «периоды символа» (symbol period), в каждый из которых передается один DMT – символ, переносящий фиксированное количество бит. Биты объединяются в группы и присваиваются сигнальным несущим различной частоты. Следовательно, с частотной точки зрения, DMT разбивает канал на большое число подканалов. Пропускная способность зависит от полосы частот, то есть подканалы с большей пропускной способностью переносят больше бит. Биты для каждого подканала преобразуются в сложное число, от значения которого зависит амплитуда и фаза соответствующего сигнальной несущей частоты. Таким образом, DMT можно представить как набор КAM систем, которые функционируют параллельно, каждая на частоте несущей соответствующей частоте подканала DMT (смотри рисунок 15). Итак, DMT передатчик по существу осуществляет модуляцию путем формирования пакетов сигнальных несущих для соответствующего количества частотных подканалов, объединения их вместе и затем посылки их в линию как «символа DMT».
 |
Рисунок 15. Распределение частот для передачи сигналов ADSL.
Модуляция/демодуляция с использованием многих несущих реализуется в полностью цифровой схеме с помощью развития методов быстрого преобразования Фурье БПФ(Fast Fourier Transform – FFT) (смотри рисунок 16). Ранние реализации DMT функционировали плохо в следствии сложности обеспечения равных промежутков между подканалами. Современные реализации функционируют успешно благодаря наличию интегральных микросхем, реализующих БПФ- преобразование аппаратно, что позволяет эффективно синтезировать сумму КAM-модулированных несущих.
Для достижения оптимальной эффективности главной задачей является выбор количества подканалов (N). Для абонентских телефонных линий оптимальным является значение N=256, которое позволяет не только достигнуть оптимальной производительности, но и сохранить достаточную простоту реализации системы.
При поступлении данных они сохраняются в буфере. Пусть данные поступают со скоростью R бит/с. Они должные быть разделены на группы бит, которые будут затем присвоены DMT символу. Скорость передачи DMT символа обратно пропорциональна его длительности Т, таким образом число бит присваиваемых символу будет b=R.T. (т.е. символьная скорость будет 1/Т). Из этих b бит, bi бит (i=1, …, N=256) предназначены для использования в I подканале, таким образом:
Для каждого из N подканалов, соответствующие ему bi биты, транслируются кодером DMT в сложный символ Xi, с соответствующей амплитудой и фазой. Каждый символ Xi, может быть рассмотрен как векторное представление процесса модуляции КAM на частоте несущей fi. Для данного вектора существует 2bi возможных значений. Фактически каждые bi бит представляют точку на сигнальной решетке КAM (смотри рисунок 19), присвоенную определенному каналу i в DMT символе. В результате получается N КAM векторов. Данные N векторов подаются на вход блок инверсного быстрого преобразования Фурье (Inverse Fast Fourier Transform – IFFT). Каждый символ Xi представлен на определенной частоте, с амплитудой и фазой соответствующими КAM модуляции. В результате N КAM векторов представляют из себя набор из N=256 равноудаленных друг от друга частот с заданными частотой и фазой. Данный набор преобразуется IFFT во временную последовательность. N выходов IFFT затем подаются на конвертер, преобразующий сигнал из параллельного в последовательный. Далее осуществляется цифроаналоговое преобразование, с помощью ЦАП (DAC). Перед отправкой непосредственно в линию DMT- символ пропускается через аналоговый полосовой фильтр, который необходим для разделения по частоте направлений передачи от пользователя и к пользователю (как видно, с точки зрения направления передачи система является системой с частотным разделением каналов (ЧРК). Для приемника осуществляются обратные действия.
Рисунок 16. Приемопередатчик DMT.
Существенной проблемой является ISI. Межсимвольная интерференция проявляется в том, что заключительная часть предыдущего DMT-символа искажает начало следующего символа, чья заключительная часть, в свою очередь искажает начало следующего за ним символа и т.д. Другим словами подканалы не являются полностью независимыми друг от друга с точки зрения частоты. Наличие эффекта ISI приводит к появлению интерференции между несущими (Inter-Carrier Interference – ICI). Для того, чтобы решить данную проблему существует три способа:
· Ввести дополнительный интервал перед каждым символом. В данном случае передача по линии будет иметь всплески, причем длина такого всплеска будет равна длине DMT символа. Однако в этом случае всплески, займут лишь около 30% всего времени, что критически снизит эффективность ADSL системы.
· Ввести корректор времени (Time Domain Equalizer – TEQ) для компенсации функции передачи по каналу. Однако это решение окажет существенное влияние на сложность аппаратной реализации, а также реализацию алгоритмов, необходимых для вычисления оптимального набора коэффициентов.
· Ввести «циклический префикс» (cyclic prefix), который прибавляется к каждому модулированному сигналу. Конечно число символов в таком префиксе должно быть значительно меньше N. Корректор осуществляет поиск на наличие данного префикса и, при наличии ISI предполагается, что интерференция распространится не далее данного префикса. Поскольку циклический префикс удаляется в приемнике, возможная ISI также удаляется до начала процесса демодуляции с помощью БПФ (смотри также рисунок 24). Данный метод снижает сложность аппаратной реализации, и вместе с тем позволяет достигнуть высокой эффективности. Например 5% избыточность привносимая префиксом, является небольшой.
Использование узких подканалов имеет преимущество, которое заключается в том, что характеристики кабеля линейны для данного подканала. Поэтому дисперсия импульса в пределах каждого подканала, а следовательно и необходимость в коррекции в приемнике будет минимальна. В следствии наличия импульсного шума принятый символ будет искажен, однако БПФ «раскидает» данный эффект по большому числу подканалов, в результате чего вероятность ошибки будет невелика.
При использовании DMT количество бит данных, передаваемых по каждому подканалу может варьироваться в зависимости от уровня сигнала и шума в данном подканале. Это не только позволяет максимизировать производительность для каждой конкретной абонентской линии, но также позволяет уменьшить влияние таких эффектов как переходные помехи или RFI (смотри рисунок 18). Количество бит данных, передаваемых по каждому подканалу определяется на фазе инициализации. В общем случае использование более высоких частот вызывает более сильное затухание, что приводит к необходимости использования КAM более низкой разрядности. С другой стороны, затухание на низких частотах будет ниже, что позволяет использовать КAM более высокой разрядности. В дополнении к этому, распределение количества бит по подканалам может адаптироваться на фазе передачи данных, в зависимости от качества канала.
Рисунок 17. Распределение бит по частотным подканалам при использовании DMT.
Коды, исправляющие ошибки
Введение
В связи с наличием импульсного шума, должны быть описаны средства, позволяющие приемопередатчику ADSL противостоять данному эффекту, а также поддерживать требуемое значение коэффициента ошибок (BER) для обеспечения хорошего качества передачи. Для этих целей используются коды исправляющие ошибки.
Из всего многообразия кодов данной разновидности, после длительных исследований, ANSI выбрал код Рида-Соломона (Reed-Solomon – RS) в качестве обязательного для всех приемопередатчиков ADSL. Исправление ошибок с помощью кода RS достигается путем внесения избыточности. Кроме того, существует возможность повысить кратность исправляемой ошибки, путем увеличения кодового слова RS, что конечно приведет к появлению дополнительной задержки.
Примечание Необходимо отметить, что некоторые службы могут иметь собственные средства для защиты от ошибок. Например, служба «Видео по запросу» (Video on Demand – VoD), использует схему компрессии видеоизображения MPEG2, которая поддерживает собственные средства защиты от ошибок.
Исправление ошибок с помощью кода Рида-Соломона
Линейные блоковые коды
Линейные блоковые коды представляют из себя коды проверки четности, которые могут быть записаны в виде (n,k). Кодер трансформирует блок из k значащих символов (вектор сообщения) в более длинный блок из n кодовых символов (кодовый вектор).
В случае, когда алфавит состоит из двух элементов (0 и 1), код является двоичным и состоит из двоичных символов или битов.
В общем случае n кодовых битов не обязательно состоят только из k значащих бит и n-k проверочных бит. Однако для упрощения аппаратной реализации рассматриваются только систематические линейные блоковые коды. В этом случае кодовый вектор образуется путем прибавления проверочных бит к вектору сообщения.
Для получения кодового вектора, вектор сообщения умножается на порождающую матрицу. На приемной стороне кодовый вектор умножается на проверочную матрицу для осуществления проверки, попадает ли он в разрешенный набор кодовых слов. Принятый вектор является верным тогда, и только тогда, когда результат его умножения на проверочную матрицу равен 0.
Код Рида-Соломона
Не двоичные коды Рида-Соломона являются специальным классом линейных блоковых кодов.
RS коды функционируют точно так же как и двоичные коды. Единственным различием являются не двоичные символы. Алфавит RS кодов состоит из 256 элементов. Именно поэтому данный класс кодов является не двоичным.
(n,k) RS код представляет из себя циклический код, который преобразует блок из k байтов в блок из n байтов (n£255).
С точки зрения кодового расстояния RS коды функционируют наилучшим образом для заданных n и k, т.е. dmin=n-k+1 (dmin – минимальное расстояние).
Аппаратная реализация RS кодера выполняется в виде одного чипа, и позволяет добавить к вектору сообщения до 32 байт, причем максимальный размер кодового вектора может достигать 255 байт.
Наиболее часто используется RS код (255,239). С помощью 16 проверочных байт осуществляется коррекция до 8 ошибочных байт в кодовом векторе
(поскольку dmin=255-239+1=17=2t+1).
Введение в технологию
Продукт ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) предназначен для того, чтобы иметь возможность предлагать пользователям частного сектора и сектора малого бизнеса, находящимся на ограниченном расстоянии от CO (Central Office - здание (АТС)), услуги по передаче данных на повышенных скоростях. Для предоставления таких услуг используются существующие медные витые пары (по одной на каждого пользователя), при этом никакие дополнительные активные повторители не требуются. Применение технологии FDM (Frequency Division Multiplexing - частотное уплотнение каналов) позволяет по тем же витым парам одновременно предоставлять услуги POTS (Plain Old Telephone Service - услуги обычной телефонии), поэтому можно говорить о следующих преимуществах:
4 оператор сети использует существующую кабельную инфраструктуру;
4 у абонента сохраняются существующие услуги телефонии вместе с существующей аппаратурой.
В ADSL-системе предусмотрены асимметричные скорости передачи битов: высокая (вплоть до 8 Мбит/с) в направлении от CO к абоненту (называемая скоростью в прямом канале) и низкая (вплоть до 1 Мбит/с) в противоположном направлении (называемая скоростью в обратном канале). Эта асимметрия дает возможность предоставлять абоненту услуги, для которых требуется широкая полоса частот, в том числе услуги мультимедиа (цифровые видео- и аудио-услуги) и соединение по протоколу Ethernet. В дальнейшем, по мере увеличения скорости в обратном канале, станет возможным предоставление, на меньших скоростях, услуг мультимедиа двустороннего характера [2].
Продукт ADSL полностью основан на технологии ATM (Asynchronous Transfer Mode - режим асинхронной передачи). Это означает, что как данные пользователя (мультимедиа, соединение по протоколу Ethernet и управляющая информация), так и управляющие данные системы OAM (Operation, Administration and Maintenance - эксплуатация, администрирование и техобслуживание) транспортируются с применением ATM-ячеек. Основной причиной такого подхода является обеспечение гибкости продукта на перспективу. Применение ATM в качестве транспортного режима в большинстве случаев позволяет операторам сетей и провайдерам услуг совершенствовать предоставляемые услуги без изменения сетевого оборудования.
Система ADSL состоит из двух частей, первая из которых (на стороне CO) называется ASAM, (ATM Subscriber Access Multiplexer - ATM-мультиплексор абонентского доступа),а вторая (на стороне абонента) – (CPE Customer Premises Equipment - оборудование в помещении заказчика). CPE, в свою очередь, включает в себя PS (POTS Splitter - разветвитель) и ANT (ADSL Network Termination (unit) - (блок) сетевого ADSL-окончания). По транспортной ATM-линии мультиплексор ASAM соединен с ATM-коммутатором. Выбранным транспортным механизмом является либо SDH(Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия) [STM1 или SONET (OC3c)] либо PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy - плезиохронная цифровая иерархия) [Е1]. Блок ANT может быть подключен к TE(Terminal Equipment - терминальное оборудование) (STB (Set Top Box - телеприставка ) или иному мультимедийному терминалу) и к локальной сети (LAN), использующей протокол Ethernet.
Система ADSL может работать как с CO, так и с выносными блоками. Выносное ASAM-оборудование может быть либо непосредственно подключено к опорной ATM-сети, либо каскадировано от находящегося на CO мультиплексора ASAM через интерфейс Е1.
Описание сети
Общие сведения
Основной задачей, стоящей перед системой доступа Alcatel 1000 ADSL, является обеспечение быстрого доступа к сети Интернет и корпоративным сетям LAN. Эта задача решается с помощью комбинированной инфраструктуры, в состав которой входят по меньшей мере четыре функциональные группы:
4 малая LAN в помещении абонента;
4 инфраструктура связи оператора сети, которая содержит сеть доступа, мультиплексоры, BB (Broad Band - широкополосный –коммутаторы) и высокоскоростную опорную сеть;
4 LAN у ISP (Internet Service Provider - провайдер услуг сети Интернет) в случае, когда доступ к сети Интернет осуществляется именно таким способом;
4 LAN предприятия в случае, когда обеспечен доступ к корпоративной сети.
Сетевая архитектура
Для обеспечения внутри сетевой архитектуры, показанной на рис. 23, сквозных соединений применяются различные технологии:
4 стандартная технология LAN между персональным компьютером и ANT (Ethernet II или IEEE 802.3);
4 технологии ATM и ADSL между ANT или PC-NIC (Network Interface Card - плата сетевого интерфейса) и ADSL-оборудованием на стороне CO;
4 стандартное транспортное оборудование между ASAM и опорной сетью WAN (территориальная сеть) с использованием SDH/SONET или PDH;
4 BB-коммутаторы/кросс-соединители в ядре опорной сети WAN.
4 обладающее высокой производительностью и в то же время стандартное LAN-оборудование в инфраструктуре ISP и корпоративной LAN.
 |
Рис. 23. Сетевая архитектура:
1 - провайдер услуг сети Интернет; 2 - опорный маршрутизатор; 3 - Интернет; 4 - серверы; 5 - оборудование доступа; 6 - помещение абонента; 7 - абонент; 8 - сеть доступа; 9 - небольшая LAN; 10 - телевизионная приставка; 11 - разветвитель; 12 - инфраструктура корпоративной LAN; 13 - маршрутизатор подразделения; 14 - опорная сеть; 15 - отдельный персональный компьютер
Сеть в абонентских помещениях
Сеть в абонентских помещениях может представлять собой либо отдельный персональный компьютер, либо небольшую LAN, содержащую до 16 оконечных систем. Взаимные соединения между ANT и оконечными системами осуществляются с помощью LAN-оборудования, отвечающего требованиям интерфейса Ethernet II или IEEE 802.3.
Поскольку блок ANT оснащен и интерфейсом ATMF на 25,6 Мбит/с, то можно также подключать оборудование класса ATM (STB и т.п.), при этом оба интерфейса, то есть Ethernet и ATMF, могут быть задействованы одновременно.
WAN и опорная сеть
Через мультиплексоры ASAM опорная сеть и WAN соединяют абонентов с провайдерами ISP и корпоративными LAN.
К основным функциям этих объектов относятся:
4 транспортирование информации в пределах WAN;
4 перекрестное соединение информационных потоков между отдельными пользователями и провайдерами ISP и корпоративными LAN.
Провайдеры ISP и корпоративные LAN
Принципиальных различий между локальной сетью LAN провайдера ISP и локальной сетью LAN крупной корпорации практически не существует.
В общем и целом структура LAN, подключенной к сети связи общего пользования, включает в себя:
4 коммуникационные серверы доступа (иногда называемые VC-мостами (Virtual Connection - виртуальное соединение));
4 опорные IP-маршрутизаторы;
4 высокоскоростные сети LAN, например, с волоконно-оптическими соединениями (ATM-интерфейс FDDI (Fiber Distributed Digital Interface - цифровой интерфейс волоконно-оптической передачи));
4 информационные серверы;
4 коммуникационные серверы WAN-магистралей.
Важным аспектом этого оборудования является то, что оно должно оканчиваться наборами протоколов, в точности повторяющими имеющиеся в абонентских помещениях.
Подсистема ADSL-доступа
Общие сведения
Подсистема ADSL-доступа предназначена для реализации современного способа сигнальной обработки или модуляции, необходимого для обеспечения соединения по абонентской витой паре с модемной транспортной технологии (ADSL-модемов). В основу этой модемной технологии положена DMT-модуляция Discrete Multi-Tone - дискретная многотоновая (модуляция) , которая интегрирована в ASAM на стороне CO и в ANT или PC-NIC на абонентской стороне.
Модемные интерфейсы мультиплексоров ASAM оснащены так называемыми PS, которые представляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотных доменов для сигналов ADSL и POTS. Частично внешнее устройство PS используется также как часть находящейся в абонентском помещении аппаратуры.
Управление элементами сети доступа осуществляется через (удаленный) объект централизованного управления, который называется AWS (ASAM WorkStation - рабочая станция), и в котором используется протокол SNMP (Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетью). Обмен информацией между AWS и элементами сети доступа осуществляется по выделенным соединениям, предназначенным для администрирования.
Подсистема ADSL-доступа может работать как с CO, так и с выносными блоками. Выносное ASAM-оборудование может быть либо непосредственно подключено к опорной ATM-сети, либо каскадировано от находящегося на CO мультиплексора ASAM через PDH-интерфейс (DS3/Е3).
Системная архитектура
Основными строительными блоками глобальной ADSL-архитектуры (рис. 24) являются:
4 ASAM для ADSL на стороне CO;
4 блок ACU (блок контроля аварий) (AACU-[ADSL-ситуаций]);
4 расширитель ADSE-A (ADSL Serial Extender - последовательный ADSL-расширитель);
4 ANT или PC-NIC и PS на абонентской стороне;
4 выносной мультиплексор R-ASAM(удаленный,выносной), находящийся в глубине сети;
4 менеджер сетевых элементов AWS.
ASAM
С помощью ряда интерфейсов (SDH STM1 или SONET OC3с) мультиплексор ASAM размещен на стороне CO и соединен со станцией, в которой реализована технология BB-ISDN ATM.
 |
Рис. 24. Глобальная ADSL-архитектура:
1 - узкополосная АТС (например, PSTN-сети); 2 - ADSL-абонент; 3 - шина IQ; 4 - здание АТС; 5 - витая пара; 6 - абонентские помещения; 7 ATM-сеть
Внутри каждый интерфейсный модуль SDH/SONET соединен, с помощью обеспечивающей двустороннюю передачу среды, с рядом ассоциированных модулей ADSL-LT (Line Termination - линейное окончание), при этом шина IQ Quality of Service Interface - интерфейс качества обслуживания обеспечивает управляющий интерфейс для данных, передаваемых по прямому и обратному каналам. Для стыковки с выносным мультиплексным оборудованием (типа R-ASAM) можно также предусмотреть линейные окончания PDH-LT (DS3/E3) или SDH-LT (STM1 или OC3c).
Модемные интерфейсы мультиплексора ASAM также оснащены так называемыми PS, которые представляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотных доменов для сигналов ADSL и POTS.
Блок AACU обеспечивает визуальное отображение аварийных ситуаций и стыковку с соответствующей системой, находящейся в здании АТС.
ACU
На каждый статив приходится один блок ACU (до 4 блоков ACU в полностью укомплектованном мультиплексоре ASAM).
Расширитель
Расширитель позволяет подключать к расширительной линии дополнительные подстативы и, в целях защиты оборудования, дублируется.
Транспортная система
Ключевой частью подсистемы ADSL-доступа является "ADSL-модем". Для осуществления соединений мультимедийного характера на базе ATM и по протоколу Ethernet используется витая пара между абонентским оборудованием (ANT) и оборудованием, находящимся в CO (ASAM).
Стержнем ADSL-системы являются два ADSL-модема, один из которых находится на стороне CO, а другой - в абонентском помещении. В сочетании эти подсистемы обеспечивают расширение полосы пропускания витой пары, которая является соединяющей из средой.
ANT
Аппаратура ANT размещается в абонентских помещениях. Она обеспечивает стыковку малой абонентской LAN, отдельного персонального компьютера и/или STB (для мультимедийных целей) с находящимися на другой стороне LAN и/или ATM-оборудованием. Все услуги по части стыковки оказываются с помощью ADSL-сигнала.
PC-NIC
PC-NIC представляет собой вставную плату стандарта PCI (интерфейс периферийного устройства), которая находится в абонентском помещении. По своим функциям она не отличается от ANT, однако позволяет избавиться от необходимости иметь дополнительную плату интерфейса Ethernet или ATMF.
R-ASAM
Выносной мультиплексор ASAM выполняет существенно те же функции, что и обычный, однако удовлетворяет более жестким требованиям в части конструктивного оформления, питания и климатических условий эксплуатации. R-ASAM может быть либо автономным, либо каскадированным от ASAM, находящегося в CO. R-ASAM можно разместить либо в уличном корпусе, либо в CEV (Controlled Environment Vault - камера с контролируемыми климатическими параметрами)
Максимальная емкость автономного сетевого мультиплексора ASAM составляет 576 линий. В случае каскадирования от CO максимальная емкость (CO плюс удаленные абоненты) остается неизменной - те же 576 линий.
Менеджер сетевых элементов
Для управления подсистемой ADSL-доступа предусмотрен менеджер AWS, который работает по протоколу SNMP в находящемся внутри полосы пропускания ATM-канале.
В AWS имеется интерфейс TL1, предназначенный для системы OSS (Operation Support System - система эксплуатационной поддержки) более высокого уровня.
Применительно к подсистеме ADSL-доступа AWS обеспечивает управление активными элементами (то есть элементами, в которых имеется OBC[1] (On-Board Controller - контроллер, размещенный на плате), находящимися в ASAM, R-ASAM, блоках ANT или интерфейсных платах PC-NIC.
2 .2. Мультиплексор ASAM – функциональное описание
Архитектура ASAM
В подсистеме ADSL-доступа ASAM располагается на стороне CO. По витой паре и через аппаратуру ASAM каждый абонент подключается к широкополосной (BB) сети и узкополосной (NB Narrow Band - узкополосный) телефонной станции.
В общем случае мультиплексор ASAM преобразует данные, поступающие от различных абонентов, в ATM-формат. Полученные в результате такой адаптации ATM-ячейки уплотняются в один информационный поток и направляются в транспортную систему подключенной сети BB-ATM. ATM-ячейки, поступившие из сети BB-ATM, разуплотняются в соответствии с идентификатором VPI/VCI (Virtual Path Identifier - идентификатор виртуальных путей,Virtual Channel Identifier - идентификатор виртуальных каналов) и на внешнем служебном интерфейсе транслируются в свой исходный формат.
Кроме того, ASAM выполняет также функции OAM, что обеспечивает его правильную работу.
К основным функциям ASAM относятся:
4 функции общего назначения:
4 уплотнение/разуплотнение;
4 управление (OAM);
4 NT-функции;
4 TA (терминальная адаптация)-функции;
4 функции разветвления (PS);
4 функции электропитания.
Сетевое окончание
Сетевое окончание SANT (Synchronous ATM Network Termination - синхронное сетевое ATM-окончание) версии D (SANT-D) подключает сетевую транспортную систему к системе A1000 ADSL и выполняет функции, связанные с физическим и ATM-уровнями.
Сетевая цифровая транспортная система характеризуется скоростью 155,52 Мбит/с (SDH STM1 / SONET OC3c).
В мультиплексоре ASAM SANT-D является сетевым окончанием для информационного потока SDH/SONET - 155,52 Мбит/с. Оно производит адаптацию ATM-ячеек, переносимых по цифровой системе передачи к шине IQ и обратно. Кроме того, в сетевом окончании SANT-D предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и технического обслуживания ASAM.
Наконец, сетевое окончание SANT-D обеспечивает расширение шины IQ, для чего также предусмотрен соответствующий интерфейс. При наличии 1 сетевого окончания SANT-D и 11 расширителей ADSE версии А (ADSE-A) можно управлять двенадцатью субстативами (12 субстативов x 12 LT x 4 линии = 576 линий).
Физически сетевое окончание SANT-D выполнено на вставной (двойной европейской) печатной плате, которая вставляется в статив мультиплексора ASAM со стороны размещения шины IQ.
Шина IQ
Шина IQ обеспечивает управление и обмен данными между NT и линейными интерфейсами, то есть является устройством, которое уплотняет и разуплотняет битовые потоки между ними. IQ является шинной структурой между SANT-D или ADSE-A и ADLT( ADSL Line Termination - линейное ADSL-окончание).
В шине IQ имеются путь для направления данных по прямому и обратному каналам, синхронизатор и управляющие сигналы. Скорость передачи интерфейса составляет 155 Мбит/с.
Транспортирование в прямом и обратном направлениях осуществляется с помощью ATM-ячеек, которые посылаются фреймами, состоящими из 54 байтов. Посылка в прямом и обратном направлениях осуществляется по раздельным шинам, которые переносят 8-битовые данные.
Физически IQ выполнена в виде шины на BPA ( Backpanel Printed board Assembly - печатная плата задней панели) и стационарно закреплена в ADSL-стативах в виде системной платы. Платы SANT-D или ADSE-A, ADLT и AACU вставляются в соответствующие разъемы BPA. Соответственно по шине IQ осуществляются их взаимные соединения.
Терминальная адаптация
ADLT производит преобразование ATM-ячеек, полученных от SANT-D и предназначенных для абонента, в DMT-модулированные сигналы и наоборот и, следовательно, работает с физическим и ATM-уровнями.
Физически ADLT-функция реализуется на одной печатной плате, в которой имеется 4 ADLT-порта (4 абонентских соединения). Эта плата вставляется в системную (реализующую шину IQ) плату ADSL-статива.
Также на ADLT-плате реализованы управляющие (OAM) функции для четырех ADLT-портов.
Разветвитель PS
На абонентской линии (витой паре, идущей от местной АТС) аналоговые POTS- и ADSL-сигналы накладываются друг на друга, при этом оба сигнала являются частотно мультиплексированными
.
В ASAM ADSL- и POTS-сигналы разделяются при прохождении в обратном направлении и объединяются при прохождении в прямом с помощью специальных фильтров:
4 LPF (ФНЧ), который является прозрачным для POTS-сигналов и ослабляет ADSL-сигналы;
4 HPF (ФВЧ), который на пути ADSL-сигналов предотвращает все возмущения от типовых POTS-сигналов (например, импульсов набора номера, постоянного напряжения и вызывной частоты).
Эти специальные фильтры могут быть реализованы с применением как пассивных, так и активных фильтрующих элементов.
Плата SANT-D
Общие сведения
Плата SANT-D обеспечивает оптический доступ к цифровой SDH-системе передачи на скорости 155,52 Мбит/с и осуществляет адаптацию к этой системе ATM-ячеек, переносимых по шине IQ в обоих направлениях. Кроме того, в этой плате предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и технического обслуживания мультиплексора ASAM.
IQ-интерфейс
IQ-интерфейс соединяет SANT-D и ADSE-A с задней панелью ASAM и состоит из двух шин:
4 шины IQD, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в прямом направлении;
4 шины IQU, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в обратном направлении;
4 шины IQA(access), предназначенной для контроля доступа к шине IQU.
Шины IQD и IQU обеспечивают транспортировку ATM-ячеек, каждая из которых имеет 5-октетный заголовок и 48-октетное информационное поле. Кроме того, перед каждой ячейкой есть один "холостой" октет. SANT-D производит инкапсуляцию ATM-ячеек в 54-октетные слоты и обеспечивает доступ к шине IQ. Адаптация скорости 155,52 Мбит/с к скорости 152,64 Мбит/с (= 53/54 от 155,52 Мбит/с) осуществляется путем стирания незаполненных ячеек. Это может быть сделано потому, что максимальная скорость действительных ATM-ячеек, содержащихся в VC-4, ограничена величиной 149,76 Мбит/с (= 26/27 от 155,52 Мбит/с).
Шина IQA предназначена для контроля доступа к интерфейсу с обратным каналом. Она позволяет избежать "разборок" на шине обратного канала и одновременно дает возможность ввести приоритеты различных уровней для доступа различных LT-объектов.
Системная плата BPA
BPA (узел системной платы) представляет собой печатную плату, стационарно закрепленную с обратной стороны статива ADSL-оборудования.
Основными функциями системной платы являются:
4 формирование шины IQ, которая обеспечивает соединение SANT-D или ADSE-A с ADLT-портами и AACU;
4 обеспечение внешних интерфейсных соединений для AACU;
4 подключение всех активных блоков к станционной шине питания на -48 В.
Внешние интерфейсы
Внутри мультиплексора ASAM существует один вид транспортирования: плата SANT-D подключена к оптическому волокну и передает данные на главный и внешние субстативы. В тех случаях, когда необходимо повысить качество обслуживания, эксплуатационную готовность и надежность, плата SANT-D и входящее оптическое волокно дублируются. В каждый момент времени активной является только одна плата SANT-D.
В расширительных субстативах в качестве буфера для различных сигналов используется одна плата расширителя. В каждом субстативе расширители дублированы.
Таким образом, под контролем платы SANT-D находится несколько ASAM-шин:
4 в главном субстативе:
4 шина IQ;
4 специальные линии;
4 последовательный ACU-интерфейс;
4 в расширительных субстативах (через расширительный интерфейс):
4 шина IQ;
4 специальные линии;
4 последовательный ACU-интерфейс.
Оптический транспортный интерфейс (STM1/STS3c)
SANT-D является терминалом одного SDH-канала STM1/OC3c на 155 Мбит/с. Передача на этих соединениях осуществляется с помощью мономодового (называемого также одномодовым) оптического волокна, которое оканчивается в OTM (Optical Transceiver Module - модуль оптического приемопередатчика).
Абонентский линейный интерфейс
Абонентский линейный интерфейс представляет собой соединение от ADLT до блока ANT, находящегося в абонентских помещениях.
Абонентский линейный интерфейс обеспечивает прохождение сигналов обычной телефонии, который частотно мультиплексированы с идущими в прямом и обратном направлениях сигналами ADSL/ATM. Этот интерфейс соединяет ADLT с ANT через сеть доступа на витых парах. Для соединения используется обычный телефонный провод.
Последовательный расширительный интерфейс
Сигналы шины IQ с первой главной полки, в которой находится плата SANT-D, могут быть распространены на 11 подчиненных полок, в каждой из которых имеется последовательный расширитель ADSE-A. Последовательный расширительный интерфейс является соединительным звеном между платой SANT-D и платами ADSE-A. Плата SANT-D имеет один выходной разъем для последовательного расширения, а плата ADSE-A - два. Все разъемы расположены в передней части статива.
Служебный интерфейс
Служебный интерфейс предусмотрен на плате SANT-D. Доступ к этому интерфейсу осуществляется через разъем, находящийся в передней части ACU.
Внутренние интерфейсы
IQ-интерфейс
Стыковка платы ADLT с платой SANT-D или ADSE-A осуществляется через шину IQ.
Если плата SANT-D имеет только один интерфейс SDH STM1, тогда для подсоединения плат ADLT, количество которых может доходить до 144, и 11 плат ADSE-A существует только одна шина IQ. Всем платам ADSE-A приходится совместно использовать имеющуюся полосу пропускания (155 Мбит/с) шины IQ.
На плате SANT-D имеется два положения шины IQ, так как на этой плате в любое время можно обеспечить переход на 2 STM1-соединения.
MBC-интерфейс
В плате SANT-D предусмотрена возможность выборочного включения/выключения питания каждого из терминалов ADLT, соединенного с шиной IQ.
Физическое местоположение BPA и PBA
Каждой системной плате BPA и каждому размещенному на ней узлу PBA (Printed Board Assembly - узел печатной платы ) внутри CO присвоен уникальный номер физического местоположения. Этот номер имеет 32 бита и представлен в виде ID0…ID31. Эти биты имеют следующее назначение.
5-битовый номер определяет положение каждого узла PBA на системной плате. Этот номер представлен в виде ID0…ID4 и характеризует номер слота (1…13) PBA на системной плате. Этот номер жестко "вмонтирован" в системную плату и может быть считан платой ADLT / SANT-D / ADSE-A через штыри на ее разъеме системной платы.
Питание мультиплексора
Питание мультиплексора ASAM осуществляется от станционного источника на -48 или -60 В.
ADLT-плата
Общие сведения
ADLT-плата представляет собой вставной блок, разработанный для системы A1000 ADSL.
В этой плате имеются 4 независимых линейных ADSL-окончания LT или порта. Каждый из этих портов обеспечивает двусторонний доступ к ANT по обычному кабелю UPT (Unshielded Twisted-Pair - неэкранированная витая пара), который уже проложен для аналоговой телефонии.
Для каждого порта ADLT-плата извлекает ATM-ячейки из их потока или вставляет их в этот поток, основываясь на значениях VPI/VCI для этих ячеек.
Кроме данной функции терминальной адаптации ADLT-плата также выполняет, в качестве линейного окончания, свои собственные контрольные функции.
2.3 Транспортная система
Услуги и скорости передачи
Транспортная ADSL – система обеспечивает двустороннюю связь по одинарной витой паре без каких-либо повторителей.
В ADSL-системе объединены DMT-технология и ATM-режим передачи.
Следствием такого объединения, в частности, являются:
4 Возможность обеспечения эффективного сочетания различных услуг, характеризующихся различными полосами пропускания и характеристиками трафика, и доведения до максимума физической скорости, которую можно получить от DMT-модема.
4 Автоматическое определение максимальной физической скорости в процессе инициализации модема (с учетом заданного предельного уровня шумов и в пределах ограничений, накладываемых на спектральную плотность мощности передачи). В этом случае система управления обслуживанием задает, в зависимости от профиля обслуживания заказчика, правильную величину линейной скорости, тем самым выходя на оптимальный уровень шумов и/или сводя до минимума мощность передачи. Все это дает возможность дифференцировать качество обслуживания, например, предлагая максимальные скорости по более высокой цене или обеспечивая гарантированную скорость. Скорости передачи можно выбирать по линейному закону с доведением до физически максимально возможных, а также задавать их для каждого отдельного пользователя.
4 Комбинированное использование технологий DMT и ATM позволяет системе инициализироваться и работать на очень низких скоростях в тех, например, случаях, когда линии работают неустойчиво или когда возникает много ошибок в кабельных линейных сооружениях. По причине присущей ей надежности система будет инициализироваться даже в крайне неблагоприятных условиях, информируя об этом систему управления сетью. В этом случае оператор может скачать ADSL-параметры и принять необходимые меры.
4 Развязка скоростей ATM-ячеек (путем вставления или извлечения незаполненных или неопределенных ячеек) дает возможность осуществлять передачу на любой скорости вплоть до максимально достижимой на ADSL-соединении.
Цифровая передающая способность ADSL-системы является асимметричной в том смысле, что скорости в прямом и обратном направлениях отличаются друг от друга:
4 скорость в прямом направлении может варьироваться от 0,25 до 8,0 Мбит/с, при этом параметр ступенчатости равен 32 Кбит/с;
4 скорость в обратном направлении может варьироваться от 35 Кбит/с до 1 Мбит/с, при этом она зависит от поддерживаемых двусторонних услуг и характеристик шлейфа.
2.4 Функциональное описание ANT
Общие сведения
ANT-оборудование размещается в абонентских помещениях и обеспечивает стыковку абонентского TE с входящей абонентской линией (витой парой, по которой передается ADSL-сигнал).
В прямом направлении блок ANT является окончанием для сигнала (DMT-модулированных ATM-ячеек) в ADSL-канале, поступившего от CO на входящую витую пару. Он демодулирует сигнал и преобразует содержащиеся в нем ATM-ячейки в цифровой битовый поток, который может быть направлен на абонентское TE.
В обратном направлении блок ANT вставляет полученные от абонентского TE ATM-ячейки в их поток и формирует сигнал (DMT-модулированные ATM-ячейки) ADSL-канала, который по входящей абонентской витой паре направляется в CO.
Существует 3 вида DSL модемов семейства Speed Touch:
· Speed Touch PC-NIC - встроенный модем (плата), ориентирован в основном на частных пользователей. Соединение типа Point to Point (PPP)
· Speed Touch Home - внешний модем, ориентирован как на частных пользователей, так и на пользователей LAN малой емкости (small office, home office).В нем имеется встроенный порт Ethernet, а также выполняется функция “прозрачного моста” (Bridge).
· Speed Touch Pro - внешний модем, ориентирован на пользователей больших LAN. Функции похожи на ST Home, а также он может выполнять функции маршрутизатора (router).
Аппаратная часть
Расчет капитальных затрат
На основе данных контрактного предложения (фирма «Alcatel») от 18.02.01 составим смету на приобретение оборудования и произведем расчет капитальных затрат на реализацию ADSL сети. Нам понадобится оборудование оператора (СО), абонентское оборудование (CPE), система управления сетью и шлюз доступа в сеть Internet [14]
таблица 4.14 Смета на приобретение оборудования
| Описание | Кол-во | Стоимость единицы, доллар США | |||
Общая стоимость, доллар США
Аппаратная часть
Выводы:
В результате проведенных в данном разделе расчетов можно сделать следующие выводы:
1. На основании проведенного сравнительного анализа с помощью метода анализа иерархий (МАИ) сделано заключение о том, что оборудование ADSL фирмы Alcatel выгоднее применять на сети доступа по сравнению с оборудованием ADSL фирмы Cisco (по значению глобальных приоритетов).
2. В результате проведенных расчетов по лучшему варианту были получены значения капитальных затрат ( 
руб.) и эксплуатационных расходов ( 
руб.)
Таблица 5.1 Нормируемые визуальные параметры видеодисплейных терминалов
| № п/п | Наименование параметров | Значения параметров |
| 1 | Контраст (для монохромных ВДТ) | от 3:1 до 1,5:1 |
| 2 | Неравномерность яркости | не более +/ - 25 |
| элементов знаков, % | ||
| 3 | Неравномерность яркости | не более +/ - 20 |
| рабочего поля экрана, % | ||
| 4 | Формат матрицы знака | не менее 7-9 элементов |
| прописных букв и цифр, (для | изображения | |
| отображения диакритических | не менее 5-7 элементов | |
| знаков и строчных букв с | изображения | |
| нижними выносными элементами) | ||
| 5 | Отношение ширины знака к его | от 0,7 до 0,9 (допускается |
| высоте для прописных букв | от 0.5 до 1,0) | |
| 6 | Размер минимального элемента | 0,3 |
| отображения (пикселя) для | ||
| монохромного ВДТ, мм | ||
| 7 | Угол наклона линии наблюдения, град. | не более 60 град. ниже горизонта |
| 8 | Угол наблюдения, град. | не более 40 град. от нормали к |
| -любой точке экрана дисплея | ||
| 9 | Допустимое горизонтальное сме | не более 5 |
| щение однотипных знаков, % от | ||
| ширины знака | ||
| 10 | Допустимое вертикальное | не более 5 |
| смещение однотипных знаков, % | ||
| от высоты матрицы | ||
| 11 | Отклонение формы рабочего поля | |
| экрана ВДТ от правильного прямо | ||
| угольника не должно превышать: | В1-В2 | |
| - по горизонтали | DВ=2-------- < 0,02 | |
| В1+В2 |
Рисунок 28. Схема расположения рабочих мест относительно светопроемов
Дверь
5.2 Расчет естественной освещенности в производственном помещении.
Рабочий зал расположен на третьем этаже здания. На противоположной стороне улицы на расстоянии L=10 м находится здание, с высотой карниза H=20 м над уровнем подоконника зала. Длина машинного зала - А=15 м, ширина - В=9 м, высота - h=5,5 м.
Необходимо определить:
1) площадь световых проемов в помещении для обеспечения нормируемой освещенности (площадь остекления);
2) число окон;
3) размещение окон с целью равномерности естественного освещения.
 |
1. Необходимая площадь окон, для создания нормируемой естественной освещенности в зале, определяется по формуле
где Sп - площадь пола в производственном помещении, м^2
Sп=Sпт(площадь потолка)=А´В=15´9=135 м^2
Sст(стены)=(А+В)´2´h= (15+9)´2´5,5= 264 м^2
Lmin - минимальный коэффициент естественной освещенности [11]
Lmin=3 - работа высокой точности (разряд работ - 3)
h0 -коэффициент световой характеристики окна
Но для этого определим:
 |
а) параметр окна - h1, м
h1 - возвышение верхнего края окна над горизонтальной рабочей поверхностью, м;
h0=3,5 м - высота окна, h`=1,0 м - расстояние от пола до подоконника, hраб=1,5 м - высота рабочей поверхности над уровнем пола.
h1=3,5+1,0-1,5=3 м
б) отношение длины помещения А, м, к ширине В, м:
А/В=15/9=1,67
в) отношение ширины помещения В, м, к параметру окна h1, м:
В/h1=9/3=3
По полученным значениям (а,б,в) находим значение h0
h0= 20
к - коэффициент, учитывающий затемнение окна противостоящим зданием, по предварительно найденному отношению - расстояния между противостоящими зданиями L, м, к высоте карниза противостоящего здания над уровнем подоконника рассматриваемого окна Н, м: L/H=10/20= 0,5 м
r0 - коэффициент светопропускания в помещении категории Б. Положение остекления - вертикальное, при деревянных и железобетонных одинарных переплетах. Освещение естественное, боковое, одностороннее.
r0= 0,5
r1 - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении
 |
При этом r1 зависит от средневзвешенного коэффициента отражения света от ограждающих поверхностей помещения rср. Этот коэффициент находится из соотношения:
Sп, Sст, Sпт - были найдены выше, а rп, rст, rпт - соответственно коэффициенты отражения от пола, стены и потолка
rп=0,3 , rст=0,3 , rпт=0,7
rср=(0,3´135+0,3´264+0,7´135)/(2´135+264)»0,4
r1=4
Площадь окон, необходимая для создания нормируемой естественной освещенности в зале равна:
S0=(135´3´20´1,7)/(100´0,5´4)= 49 м^2
2. Зная площадь одного окна S=h0´b0= 3,5´2,0=7,0 м^2, находим количество окон, необходимое для соблюдения нормируемой естественной освещенности в машинном зале: n=S0/S=49/7=7 окон;
где b0=2,0 м - ширина окна n=7 окон
 |
3. В боковой стене, по длине помещения, размещения n окон, с межоконным промежутком b;
b`=(15-7´2,0)/(7+1)=0,125 м
Заключение
В настоящее время бурно развиваются сетевые технологии.
На сегодняшний день существует несколько альтернативных методов доступа в Интернет.
Наиболее распространенным, из которых является коммутируемый доступ через телефонную сеть. Однако, этот метод доступа обладает рядом недостатков. Например, низкая скорость, трудности с дозвоном до провайдера, неустойчивые соединения, перегрузка телефонной сети.
Эти недостатки можно устранить, используя наиболее перспективный для массового использования метод доступа, на базе технологии ADSL.
В I главе данного дипломного проекта были рассмотрены общие вопросы, касающиеся развития и применения технологии ADSL.
Во II главе описывается оборудование ADSL компании “Алкатель”, занимающей ведущие позиции на мировом рынке связи (Мультиплексор доступа ASAM и клиентское оборудование).
В III главе производится расчет сети доступа заказчика компании ”Алкатель”, на базе оборудования ADSL, который также включает в себя расчет пропускной способности каналов связи.
В IV главе – технико-экономическое обоснование проекта, произведенное по методу анализа иерархий (МАИ), в котором сравнивалось ADSL оборудование компаний “Алкатель” и “Cisco Systems”, а также рассчитывались капитальные затраты и эксплуатационные расходы на организацию сети доступа.
В V главе разрабатывались вопросы экологии и безопасности жизнедеятельности. Был произведен анализ влияния монитора на организм человека и рассчитана естественная освещенность в производственном помещении
Таким образом, был разработан проект сети доступа:
- Сетевая архитектура;
- Комплектация оборудования.
Проведенный расчет пропускной способности подтвердил, что данная сеть доступа будет работать с заданным качеством.
Сравнительный анализ оборудования компании “Алкатель” и компании “Cisco” показал явные преимущества оборудования компании “Алкатель”.
Расчитанные капитальные затраты и эксплуатационные расходы позволят оператору правильно определить тарифную политику, быстро окупить затраты и получить прибыль
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. . Под редакцией В.Ю. Деарт, Д.М. Броннер Асимметричная цифровая абонентская линия. Теоретические основы.Учебное пособие. 2001- 41с
2. Под редакцией В.Ю. Деарт, Д.М. Броннер. Асимметричная цифровая абонентская линия.Описание системы. Учебное пособие. 2001- 36с.
3. Internet Access Учебное пособие 2000-25с.
4. Б. Крук, В. Попантонопуло. Телекоммуникационные системы и сети Сиб. Предприятие “Наука” РАН. 1998- 523с.
5. С. Симонович, Т. Евсеев. Сетевые технологии. ДЕСС КОМ. Информ-Пресс. М. 2000-221с.
6. И. Коваленко, В. Рябец. Охрана труда при работе на видеотерминалах. Обзор. Информ. Вып. 6. М. ВЦНИИОТ ВЦСПС. 1986-78с.
7. В. Олифер, Н. Олифер. Компьютерные сети. Принципы. Технологии, протоколы, С-П, Интермир, 2000, 267с
8. Б. Сынзыныс, А. Ильин. Биологическая опасность и нормирование электромагнитных излучений персональных компьютеров. М. Русполиграф-1997-62с.
9. В. Дурнев и др. Электросвязь. Введение в специальность. М. Радио и связь. 1988-215с.
10. Н. Баклашов и др. Охрана труда на предприятиях почтовой связи. М. Радио и связь. 1989-288с.
11. П. Домин. Основы техники безопасности в электроустройствах. Учебное пособие для вузов. М. Энергоатомиздат. 1984-448с.
12. Б. Терехов. Охрана труда и охрана окружающей среды. Учебное пособие. МИС 1990-21с.
13. С. Есиков. Методы и практика расчетов экономической эффективности новой техники связи. М. Связь. 1980-156с.
14. Н. Резникова, Е. Демина. Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов для технических факультетов. М. Информсвязьиздат. 2000-60с.
15. Т. Саати, К. Керис. Аналитическое планирование. Организация систем. М. Радио и связь. 1998-224с.
Приложение 1
Список сокращений
ADSL – Asymmetrical Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия
BER – Bit Error Rate – коэффициент ошибок по битам
CAP – Carrierless Amplitude Phase modulation – амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей
DMT – Discrete Multi-Tone – дискретная многотональная модуляция
EC - Echo Cancellation – эхо-компенсация
EMC – Electro-Magnetic Compatibility – электромагнитная совместимость
ETSI – European Telecommunications Standarts Institute – Европейский институт по стандартизации в области связи
FDM – Frequency Division Multiplexing – частотное разделение каналов
FEXT – Far End CROSSTalk – переходное влияние на дальнем конце
ICI – Inter – Carrier Interference – интерференция между несущими
IFFT – Inverse Fast Fourier Transform – инверсное быстрое преобразование Фурье
ISDN – Integrated Service Digital Network – цифровая сеть с интеграцией служб
ISI – Inter Symbol Interference – межсимвольная интерференция
NEXT – Near End CROSSTalk – переходное влияние на ближнем конце
PS – POTS Splitter – ФНЧ для выделения сигналов аналоговой телефонии
RFI Radio Frequency Interference – радиочастотная интерференция
RS –Reed-Solomon – код Рида-Соломона
SNR –Signal to Noise Ratio – отношение сигнал/шум
UTP – Unshielded Twisted Pair – неэкранированная симметричная пара
Содержание
Аннотация……………………………………………………………….2
Введение…………………………………………………………………3
I. Технология асимметричной цифровой абонентской линии ( ADSL).
1.1 Общее описание технологии ADSL……………………..8
1.2 Области применения ADSL …………………………….12
1.3 Проблемы, связанные с применением ADSL………..15
1.4 Решение ADSL проблем…………………………………23
Дата: 2019-12-10, просмотров: 331.
