Использование цифровой связи (стр. 2 из 3)

Подводя итог вышесказанному можно сделать вывод: любое абонентское соединение (телефонный разговор) после входа на станцию межстанционные магистрали нагружаются на 64кбит/с, и если учесть, что максимальная скорость соединения модемов через коммутируемую линию равна 33,6 кбит/с, то КПД такого соединения равно 52%. Причем реально на такой скорости обмена не происходит, это только скорость соединения.

Проблема “последней мили”

Эта проблема была всегда, но на разных этапах развития Телефонных сетей общего пользования (ТСОП) она встает по-разному. Вообще понятие “последняя миля” - включает в себя все технологии, кабельные системы и строительные сооружения, с помощью которых ТСОП “дотягивается” до абонента от своего станционного оборудования (АТС, Выносной модуль, Кросс). В данном случае на фоне реорганизованных межстанционных магистралей и высококачественных электронных АТС, проблема “последней мили” делится на 2 части. Во-первых, низкокачественная абонентская проводка, и многопарные магистрали распределительных шкафов, подверженные перекрестным помехам и воздействиям окружающей среды. Во-вторых, использование в абонентской проводке аналоговых сигналов, а во внутристанционном оборудовании цифровых, усложняет схемы абонентских комплектов и понижает эффективность соединения. В последнем случае эффективность 52% мала, но на механических АТС, с применением ИКМ-трактов, она еще ниже.

Эффективность соединений повысится да же если решить только часть проблемы, допустим проводкой оптических линий в каждый дом или применение уже имеющихся высокочастотных СКС (Структурированных Кабельных Систем) кабельного телевидения. Но это доступно не для всех районов, а проводка новых требует больших затрат, и при тяжелом экономическом положении в нашей стране, недоступно абоненту. Решений второй части проблемы может быть несколько.

Стандарт V90 или скорости более 33,6 кбит/с.

Как уже упоминалось “шум квантования” ограничивает скорость приблизительно до 35кбит/c (теорема Шенона). Но шум проявляется только при аналого-цифровом преобразовании, а не при цифро-аналоговом. Это и есть основная идея технологии V90, если не существует аналого-цифровых преобразований между серверным модемом и телефонной сетью, и, если подключенный по цифровому каналу передатчик, использует только 255 дискретных уровней сигнала, тогда эта цифровая информация достигает клиентского модема без искажений и потерь данных.

Основные принципы функционирования соединения V90:

Сервер соединяется в большинстве случаев по цифровому каналу к телефонной линии.

Сервер использует только 256 PCM коды. Иными словами, нет шума квантования, вызванного аналого-цифровыми преобразованиями.

Эти PCM коды преобразовываются в соответствующий дискретный аналоговый сигнал и посылаются клиентскому модему по аналоговой линии. Потерь информации нет.

Клиентский приемник воссоздает дискретный PCM код из аналогового принятого сигнала.

Асимметричные V90 соединения используют один двунаправленный канал, восходящий и нисходящий. Нисходящий канал (принимающий на клиентской стороне) способен развивать большие скорости, так как не происходит потери информации при цифро-аналоговом преобразовании. Восходящий же канал претерпевает аналогово-цифровое преобразование, которое и ограничивает скорость к провайдеру скоростями протокола V.34.

Как уже было отмечено, данные от цифрового V.90 модема посылаются по телефонной сети в виде двоичных кодов. Но, чтобы удовлетворить условию 2 (см. выше) цифровой V.90 модем передает данные (8 бит каждый раз) клиентскому аналого-цифровому конвертору с той же частотой, что и телефонная сеть (8000Гц).

Это означает, что символьная скорость модема (Symbol Rate) должна быть равна частоте телефонной сети. Соединение V.90 В процессе установления соединения, V.90 модемы испытывают телефонную линию на предмет нахождения нисходящих аналого-цифровых преобразователей. Если модем находит их, он дальше проводит соединение на протоколе V.34. Аналогичная ситуация происходит в том случае, если модем на другом конце линии не является V.90 модемом. Задача клиентского модема заключается в опознании 256 потенциальных сигналов и восстановление 8000 PCM кодов в секунду. Если бы ему это удалось, скорость от сервера к клиенту составляла бы 64кбит/c (8000х8 бит в каждом коде). Но, как выяснилось, несколько проблем мешают использованию такой скорости.

Во-первых, нельзя не учитывать шумы и искажения перекрестных и внешних наводок в магистралях распределительных шкафов, и на всем протяжении абонентской линии.

Во-вторых, сетевые цифро-аналоговые преобразователи не являются линейными конвертерами, а следуют некоторому конвертирующему закону. В результате, коды PCM определяющие малые сигналы их и производят в цифро-аналоговом оборудовании, тогда как коды с указанием на большие по мощности сигналы их и вызывают при преобразовании.
Эти две проблемы делают практически невозможным использование всех 256 дискретных кодов, т.к. соответствующий выход от цифро-аналогового преобразователя малых сигналов слишком близки к нулю и теряются на фоне пусть даже малого шума. Таким образом, V.90 кодировщик использует несколько вариантов 256 кодов, которые удаляют сигналы, наиболее близкие к шуму. Например, для передачи данных на скорости 56кбит/c используются 128-уровневые коды. Использование меньшего числа уровней позволяет стабилизировать передачу данных, но на меньшей скорости.

Структурная схема подключения клиентских и серверных модемов использующих протокол v90

ISDN - Цифровая сеть с интеграцией услуг.

В последнее время растет популярность цифровых технологий связи (цифровые мини-АТС, микросотовая связь DECT, сотовая GSM), которые предлагают абоненту качественно новый уровень обслуживания. За рубежом это уже повседневные вещи, но для России это пока привилегия обеспеченных людей. Российские операторы связи все больше обращаются к примеру зарубежных коллег, и с каждым годом все большее распространение получает ISDN.

По определению ISDN – это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения между оконечными устройствами (телефонами, факсами, модемами) для поддержки широкого спектра речевых и информационных услуг, доступ к которым осуществляет с помощью ограниченного набора стандартизированных многофункциональных интерфейсов. То есть упрощенно можно сказать, что это одновременное решение проблемы “последней мили”, ведь скорость 144 кбит/с в 4 раза больше чем 33,6 кбит/с, и проблемы потерь на АЦП/ЦАП, за счет перехода абонента на цифровой сигнал (см. рис.).

Как видно из рисунка, к абоненту идет два канала приема/передачи данных, их еще называют B-каналами. Это дает возможность одновременно проводить два сеанса связи (например, передача данных и телефонный разговор).

Основные услуги, предоставляемые сетью ISDN:

Передача информации

3.1 кГц звук.

Передача цифровой информации без ограничений.

Пакетный режим передачи информации.

Телесервис

Телефакс

Телефония среднего качества (3,1 кГц)

Телефония высокого качества (7 кГц)

Телетекст

Телетекст со скоростью 64кбит/с

Видеотекс (удаленный терминал, On-Line служб)

Видеотелефония

Важным моментом является то, что для перехода с обычной линии не нужно менять абонентскую проводку. Необходимо только переключить линия на абонентский комплект ISDN. А абоненту поменять свое аналоговое оборудование на ISDN оборудование.

Заключение

Всего несколько лет назад для организации глобальных сетей, было необходимо либо использование малоскоростных модемных соединений до 14400 бит/с, либо выделение значительных средств для организации собственных кабельных систем. И операторы связи не проявляли инициативы по организации сетей передачи данных. А желание абонента использовать коммутируемую линию как среду передачи данных, требовало регистрации, с увеличением абонентской платы. Многие просто скрывали, что используют свою телефонную линию с модемом, но бывали случаи, когда с милицией и понятыми таких “злоумышленников” отключали.

В наши дни, когда естественный процесс перевода межстанционных магистралей на цифровые каналы захлестнул почти все регионы России, некоторые абоненты были недовольны тем, что его законную линию “уплотняют”, полагая, что это отрицательно сказывается на скоростях соединения. Но с появлением электронных станций, качество коммутации улучшилось, и на рынке появились модемы с реальной скоростью 33,6 кбит/с и больше, ситуация улучшилась. Это было предпосылкой к более активному использованию ТСОП для передачи данных. Позже появились решения по передачи данных через выделенные медный линии, которые позволяли организовывать каналы со скоростями более 2Мбит/с, ставшими на сегодняшний день очень популярными. Но это пересекается с развитием электронных АТС и ввода ИКМ-трактов в ВОЛС, что экономически более выгодно, и дает возможность предоставлять более качественную голосовую связь. Необходимо было заполнить нишу спроса на высокоскоростные каналы передачи данных.