Технология ADSL

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[?] (On- Board Controller - контроллер, размещенный на плате), находящимися в ASAM, R-ASAM, блоках ANT или интерфейсных платах PC-NIC.

технология асимметрическая цифровая абонентская линия

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:

функции общего назначения:

уплотнение/разуплотнение;

управление (OAM);

NT-функции;

TA (терминальная адаптация)-функции;

функции разветвления (PS);

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:

LPF (ФНЧ), который является прозрачным для POTS-сигналов и ослабляет

ADSL-сигналы;

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:

шины IQD, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в прямом направлении;

шины IQU, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в обратном направлении;

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:

формирование шины IQ, которая обеспечивает соединение SANT-D или ADSE-A с ADLT-портами и AACU;

обеспечение внешних интерфейсных соединений для AACU;

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:

в главном субстативе:

шина IQ;

специальные линии;

последовательный ACU-интерфейс;

в расширительных субстативах (через расширительный интерфейс):

шина IQ;

специальные линии;

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:

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.

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.

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.

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:

скорость в прямом направлении может варьироваться от 0,25 до 8,0 Мбит/с, при этом параметр ступенчатости равен 32 Кбит/с;

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).

III. Тестирование

Тестирование ADSL можно разделить на 2 этапа:

1. Тестирование непосредственно модема и линии связи

2. Тестирование соединения.

1. Информацию о модеме и соединение можно посмотреть через web-интерфейс модема, для этого набираем в браузере ip-адрес модема (обычно 192.168.1.1)

Рис. 1

В открывшемся окне мы можем видеть следующую полезную информацию (рис.1):

System Uptime: время, которое система включена

DSL Speed: скорость ADSL соединения

SSID: название беспроводной сети Wi-Fi инициируемой точкой доступа ADSL модема

Остальная информация не столь важна, для более подробной информации о соединении выбираем пункт Status - Modem Status и видим следующую информацию.

Тут мы видим уже гораздо больше информации:

Us Rate, Ds Rate - скорость соединения в сторону пользователя (download) и от пользователя (upload), единица измерения Кбит/с

US Margin, DS Margin - соотношение сигнал шум в линии связи, зависит от выбранного протокола и скорости порта DSLAM, единица измерения Дб

DS Line Attenuation, US Line Attenuation - показатель затухания сигнала от DSLAM до модема, единица измерения Дб

Теперь попробуем изменить протокол связи и посмотрим как это скажется на скорости и показателях линии (рис.2):

Рис.2

Как видим на скорость соединения выбор менее совершенного протокола связи не повлиял, но параметры линии особенно на стороне клиента упали, а это может привести к появлению ошибок и падению скорости. Скорость порта, которую мы видели в предыдущем тесте, всего лишь показывает скорость связи между модемом пользователя и DSLAM провайдера, находящемся на АТС. Реальная же скорость интернета может быть совсем другой, так как она ограничивается программно на уровне DSLAM, для того чтобы определить реальную скорость соединения с интернетом воспользуемся Sisoftware Sandra и speedtest.net.

Сайт speedtest.net был открыт в 2006 году, для того чтобы любой пользователь мог проверить скорость связи со множеством различных серверов, находяхся в различных частях земли, по умолчанию выбирается наиболее близкий сервер, можно выбрать более отдаленный сервер и проверить связь с ним. Как видим скорость соединения в данном случае гораздо выше, чем скорость интернета, 2,67/0,7 - соединение, 1/0,55 - интернет (рис.4).

Рис.4

При помощи Sandra можно также проверить скорость соединения между модемом и компьютером пользователя (рис.5).

Рис.5

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.

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.

Размещено на Allbest.ru