Однією з нагальних завдань при підключенні до корпоративної мережі або мережі загального користування є одержання каналу доступу. У тих випадках, коли точки підключення розташовані в межах одного міста (включаючи і передмістя), одним з найбільш ефективних шляхів вирішення цього завдання є використання модемів для фізичних ліній, вироблених за технологією цифрової абонентської лінії (DSL).
Технологія DSL дозволяє організувати високошвидкісні канали зв'язку (до 2 Мбіт / с) на мідних лініях міської телефонної мережі. Мають забезпечуватись при цьому швидкість і якість передачі раніше були доступні лише на волоконно-оптичних лініях зв'язку (ВОЛЗ).
Термін "цифрова абонентська лінія" вперше з'явився в специфікаціях цифрової мережі інтегрованого обслуговування (ISDN). Мережа ISDN будується аналогічно комутованої телефонної мережі, проте до абонента підводиться НЕ аналоговий канал, а цифровий з лінійною швидкістю 160 кбіт / с (в якому 64 або 128 кбіт / с використовуються для передачі інформації, а решта 32 кбіт / с відводяться на сигналізацію). Абонент може застосовувати цей канал базового доступу (BRI) для телефонного зв'язку або підключення до мережі комп'ютера.
У більшості розвинених держав технологія ISDN вирішує також проблему досить швидкісного доступу в Internet. Для нас з вами (через відсутність єдиної мережі ISDN) головним досягненням стало те, що при розробці цієї технології були створені комплекти мікросхем і метод кодування лінії, що дозволяють транслювати потоки 64, 128, 2048 кбіт / с за звичайними мідним проводам.
Технологія DSL (160 Кбіт / с)
Отже, технологія, яка забезпечує використання існуючих ліній зв'язку для дуплексной цифрової передачі зі швидкістю до 160 кбіт / с, отримала назву "цифрова абонентська лінія". Стандартним методом кодування лінії, що застосовуються апаратурою DSL, є 2B1Q. Типова дистанція (т. Е. Максимальна довжина двухпроводной лінії, на якій може працювати апаратура) для цієї технології складає 7,5 км при діаметрі жили кабелю 0,5 мм.
Дуже важливою умовою для практичного впровадження технології DSL в мережах зв'язку стала організація найбільшими виробниками інтегральних схем масового випуску необхідних для цього комплектів БІС (так званих U-chip). В результаті з'явилася можливість розробки і виробництва DSL-модемів на тих же комплектах БІС, що і обладнання ISDN. Таким чином, нове покоління модемів вийшло не тільки оптимальним по дистанції роботи, а й істотно більш економічним з точки зору собівартості.
Типовим прикладом DSL-модему є апаратура NTU-128, вироблена для російської компанії НТЦ "НАТЕКС" заводами TAICOM DATA SYSTEMS (Тайвань). Модем NTU-128 підтримує синхронний дуплексний обмін на швидкостях від 48 до 128 кбіт / с до призначених для користувача інтерфейсами V.24 (RS232), V.35 або G.703.
Конструктивне виконання модемів - автономне або "стоечное" (т. Е. Модемні модулі (до 16) встановлюються в стандартну 19-дюймову касету). Обидві модифікації мають РК-дисплей, що забезпечує зручність конфігурації і діагностики. Оскільки касети 19-дюймового стандарту часто монтуються в приміщеннях АТС, для них передбачено два варіанти електроживлення: 220В і 60В. Для підвищення надійності в касеті розміщується резервне джерело живлення.
Модеми NTU-128 зарекомендували себе як надійні і невибагливі, здатні працювати на кабелях низької якості, в тому числі складових, з великою кількістю віддзеркалень.
Модеми з лінійним кодуванням 2B1Q продовжують удосконалюватися. Досі головним обмеженням використання таких модемів була їх мала "далекобійність" - близько 7-10 км. У 1997 р НТЦ "НАТЕКС", завдяки розробці інтелектуального регенератора, зумів істотно збільшити відстань, на якому працюють модеми типу NTU-128. Встановлюючи регенератори через кожні 7,5 км (для кабелів з діаметром жили 0,5 мм), можна створити цифрові тракти протяжністю до 30 км!
У табл. 1 наведені деякі характеристики найбільш поширених на сьогоднішній день DSL-модемів. Як можна побачити, вони досить схожі.
Таблиця 1.Сінхронние DSL-модеми.
Модель / кількість проводів
Швидкість, кбіт / с (повний дуплекс)
Відстань, км
кабель 0,4 мм
кабель 0,5 мм
Taicom / Nateks NTU-128/2 128 5,0 (20,0 *) 7,5 (30,0 *) Ascom AM128000A / 2 128 4,7 - RAD ASM-31/2 (є асинхронний режим) 128 5, 4 8,2 Racal COMLINK VI / 4 128 3 - * Із застосуванням трьох регенераторів
Технологія HDSL (2 Мбіт / с)
Подальшим розвитком DSL стала технологія високошвидкісної цифрової абонентської лінії (High-bit-rate Digital Subscriber Line, HDSL). Відповідне обладнання забезпечує повний двобічний обмін на швидкості 768/1024 кбіт / с по одній парі і 2048 кбіт / с (Е1) по двом-трьом парам звичайного кабелю (наприклад, КПП, КСПП) без підбору параметрів і симетрування. Система є однокабельной, т. Е. В одному кабелі здійснюються і прийом, і передача. Крім того, за допомогою модуляції CAP можна використовувати для систем HDSL до 50-80% пар в одному кабелі.
Розвитком технології HDSL стала SDSL (Single Pair Digital Subscriber Line). Системи SDSL забезпечують дуплексну передачу потоку 2048 кбіт / с по одній парі проводів на відстань 3-4 км (діаметр жили 0,4-0,5 мм).
Висока швидкість зв'язку (2Мбіт / с), що забезпечується системами HDSL і SDSL, дозволяє використовувати їх не тільки як засіб доступу в мережу, але і для вирішення корпоративних завдань, наприклад з'єднання двох локальних мереж.
На наступному етапі розвитку з'явилася технологія асиметричної цифрової абонентської лінії (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL). Вона забезпечує передачу по електричному кабелю потоків до 8 Мбіт / с в одному напрямку і до 1 Мбіт / с в іншу.
Дуже високошвидкісна цифрова абонентська лінія (Very High-bit-rate DSL, VDSL) - технологія майбутнього. Очікується, що завдяки VDSL буде досягнута швидкість передачі до 51 Мбіт / с.
Зупинимося на HDSL, так як це обладнання вже знаходиться в серійному виробництві і широко використовується, в тому числі в нашій країні.
Довжина лінії, доступна для технології HDSL, забезпечує рішення 90% завдань, пов'язаних з реалізацією доступу в мережу. Наприклад, для систем HDSL WATSON1,3 (CAP64) типова дистанція становить від 5 (діаметр проводу 0,5 мм) до 16 км (діаметр проводу 1,2 мм). Для систем SDSL WATSON4 (CAP128), зважаючи на вищу лінійної швидкості, типова дистанція дещо менше - 3 км по жилі 0,4 мм. Однак для організації цифрових мереж або об'єднання ЛЗ часто потрібні великі дистанції. У цьому випадку застосовуються регенератори - зазвичай до двох на лінію при дистанційному харчуванні і до семи при локальному електроживленні.
Для організації лінійного тракту в апаратурі HDSL застосовуються два методи кодування лінії - 2B1Q і CAP (табл. 2).
Таблиця 2.Сравнітельная характеристика HDSL-модемів, що використовують кодування 2B1Q, CAP64 і CAP128.
Модель / кількість проводів
Швидкість, кбіт / с (повний дуплекс)
Відстань, км
кабель 0,4 мм
кабель 0,5 мм
Nokia BB512 / 4 512 5,8 7,6 RAD ASMi-50/4 768 7,5 8,5 RAD ASMi-450/2 1152 3,4 4,5 WATSON 2/2 тисячі двадцять-чотири 3,7 4,5 WATSON 3 / 2 1024 4,2 5,5 WATSON 2/4 2048 3,7 4,5 WATSON 3/4 2048 4,2 5,5 WATSON 4/2 2048 3,1 3,9 Ascom Ericsson COLT-2/6 2352 4,0 6,0 RAD ASM-40/4 2048 1,4 2,6
2B1Q - це кодування з симетричним спектром (рис. 1). Для порівняння на малюнку наведено також спектр коду HDB3, що застосовується в лінійному тракті апаратури ІКМ30. Очевидно, що завдяки зміщенню енергетичного спектра в більш низькочастотну область код 2B1Q забезпечує істотно більшу дистанцію передачі, ніж HDB3.
Малюнок 1.Спектр сигналів HDB3, 2B1Q і CAP.
Однак, на нашу думку, найбільш передовим методом кодування лінії, що застосовуються в HDSL-обладнанні, є CAP - амплітудно-фазова модуляція без несучої. Модуляція CAP64 забезпечує передачу за такт 6 біт інформації, CAP128 - 7 біт (проти 2 біт при 2B1Q і 1 біта при HDB3). Це дозволяє ще більше обмежити спектр випромінюваного в лінію сигналу.
Порівняльний аналіз спектрів призводить до висновку, що основними перевагами систем, заснованих на CAP-модуляції, є наступні:
Важливим нововведенням є використання в апаратурі HDSL мікропроцесорного методу ехокомпенсаціі. Це дозволяє вести по кожній із задіяних ліній (мідних пар) одночасну передачу в обох напрямках. Система автоматично відфільтровує (віднімає з сигналу) сигнал власного передавача і його відлуння.
Деякі особливості xDSL-пристроїв
Важливими характеристиками xDSL-модемів є типи використовуваних інтерфейсів, наявність функцій самодіагностики і централізованого управління, а також конструктивне виконання.
Найбільш широко застосовується інтерфейс персональних ЕОМ або ЛЗ на невисокій швидкості (до 128 кбіт / с) - V.24 (RS-232C), тому всі модеми на швидкість до 128 кбіт / с мають цей тип інтерфейсу.
Для більш високих швидкостей найчастіше використовується інтерфейс V.35, який також присутній в більшості модемів. У деяких високошвидкісних модемах, наприклад WATSON, передбачена можливість установки двох інтерфейсів V.35 для організації двох незалежних трактів зі швидкістю N · 64 кбіт / с (N = 1..16). Більшість високошвидкісних модемів підтримують також режим N · 64 кбіт / с (N = 1..32). Всі модеми на швидкість 2048 кбіт / с і деякі низькошвидкісні (наприклад, NTU-128) підтримують також інтерфейс G.703, широко використовуваний в телефонії.
Наявність функцій самодіагностики і централізованого управління дозволяє оператору контролювати стан мережі, швидко локалізувати і усувати збої і несправності, контролювати роботу абонента. Система управління зазвичай застосовується для модемів, що мають так зване "стоечное" виконання. Такі модеми встановлюються в касету розміру 19 дюймів, яка зручна при монтажі на вузлі мережі, оскільки має стандартні елементи кріплення, можливість електроживлення від станційних батарей (60 В постійного струму), інтерфейси аварійних повідомлень і т.д. Для установки у користувачів застосовуються автономні модулі, пов'язані з модемами в "стійці" через додатковий канал управління, що працює одночасно з передачею інформації. У деяких системах, наприклад в NTU-128, для управління використовуються ЖК-дисплей і кнопкова клавіатура, в інших (WATSON) застосовується комп'ютерне управління за допомогою протоколу SNMP.
Сподіваємося, тепер у читача є впевненість в тому, що високошвидкісний доступ в мережі зв'язку по існуючих телефонних лініях - не далека майбутнє, а реальна сьогоднішня можливість. Зростання популярності xDSL-модемів підтверджує це. Наприклад, за даними фірми Schmid Telecom (Швейцарія), в 1995 році частка поставок її модемів WATSON в країни Східної Європи, включаючи Росію, не дотягувала до 5% від загального обсягу продажів. У 1996 році попит на ці системи в Росії і Східній Європі істотно збільшився (перш за все, на системи з модуляцією CAP). НТЦ "НАТЕКС", дистрибутор Schmid в СНД, розраховує, що СНД вийде на 3-е місце (після Франції і Німеччини) за обсягом поставок продукції цієї фірми.
На закінчення відзначимо, що НТЦ "НАТЕКС" вже вирішив організаційні питання впровадження нових технологій в Росії. Системи NTU-128 і WATSON сертифіковані Міністерством зв'язку Росії, тому ніяких додаткових дозволів на їх експлуатацію на телефонних лініях не потрібно.
Дмитро Мірошников є генеральним директором НТЦ "Натекс". З ним можна зв'язатися за тел. 325-0122 або по E-mail: [email protected] .
