Проектирование систем абонентского доступа на основе технологии ADSL для Мичуринского регионального центра связи (стр. 4 из 12)

Управление потоком пакетного трафика IP в DSLAM не может быть реализовано, DSLAM поддерживает только уровень ATM, не выше. Помимо функций управления потоком BRAS выполняет важную функцию по преобразованию форматов данных, так что этот элемент действительно выполняет краевую задачу: после него данные передаются по сети

Подводя итог вышесказанному, отметим, что с точки зрения функционирования системы ADSL, критичной является связка модем и

DSLAM, где, собственно, ADSL присутствует. Все остальные элементы схемы широкополосного абонентского доступа (см.рис.1.5) могут быть отнесены к абонентским устройствам NGN или вообще составным частям транспортной сети NGN.

1.3.3 Алгоритм линейного кодирования в системах ADSL

Специфическая особенность ADSL – это использование модуляции 256DMT, о чем необходимо сказать подробнее. Метод передачи информации, разработанный для ADSL, состоит в том, что для передачи сигналов используются 256 несущих. Это означает, что в канале передачи работают 256 мини-модемов, каждый из которых передает информацию на своей несущей. Применение такой методики позволяет повысить эффективность использования ресурса за счет компенсации любых селективных шумовых влияний на параметры передачи. Между несущими устанавливается защитный интервал 4312,5 Гц. Часть несущих отдается под передачу данных по линии вверх, часть - для передачи по линии вниз (рис.1.6). Передача данных на несущей осуществляется посредством амплитудно-фазовой модуляции (QuadratureAmplitudeModulation, QAM).

Объем передаваемой информации на отдельной несущей зависит от соотношения сигнал/шум на данной частоте. Если на несущей соотношение сигнал/шум оказывается небольшим, то количество бит/с на ней устанавливается меньшим. В результате распределение скорости передачи по частоте в абонентской паре повторяет зависимость отношения сигнал/шум от частоты. В качестве примера функционирования единого алгоритма передачи256DMT/QAM (рис. 1.7) представлен вариант абонентской линии, в которой присутствует неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и селективная помеха. В результате профиль уровней передачи сигнала ADSL повторяет профиль АЧХ, селективная помеха воздействует не на весь сигнал ADSL, а только на одну или несколько несущих. Двухшаговый алгоритм 256DMT/QAM адаптирует передачу цифрового потока к любым параметрам абонентской пары.

1.3.4 Факторы, влияющие на параметры качества ADSL

Можно выделить две группы факторов влияющих на параметры качества ADSL:

- влияние параметров абонентской кабельной пары,

- влияние со стороны пары модем-DSLAM.

Наиболее интересным для эксплуатации фактором, непосредственно влияющим на параметры качества ADSL, являются параметры абонентской кабельной пары. Поскольку абонентский кабель и его параметры не привносится технологией ADSL извне, а уже имеется у оператора.

Базовые параметры абонентской пары полностью описаны в нормативных документах и хорошо известны. К основным базовым параметрам можно отнести:

- наличие постоянного/переменного напряжения на линии;

- сопротивление абонентского шлейфа;

- сопротивление изоляции абонентского шлейфа;

- емкость и индуктивность абонентского шлейфа;

- комплексное сопротивление линии на определенной частоте (импеданс линии);

- симметрию пары в смысле омического сопротивления.

Значения перечисленных параметров определяют качество абонентской пары, и уже на этом основании можно говорить, что они важны для паспортизации кабелей под ADSL.

Кроме базовых параметров существуют специализированные параметры кабеля. Процедурно специализированные параметры отличаются от базовых тем, что любые измерения этих параметров всегда опираются на методики частотноготестирования линии. Согласно данным методикам для диагностикиабонентского кабеля следует подать тестовый специализированный сигнал(воздействие) и анализировать качество прохождения такого сигнала по линии(отклик).

К специализированным параметрам относятся:

- затухание в кабеле;

- шум в широкой полосе частот и отношение сигнал/шум;

- амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);

- переходное затухание на ближнем конце;

- переходное затухание на дальнем конце;

- импульсные помехи;

- возвратные потери;

- симметрия пары в смысле неравномерности характеристик передачи.

Еще один фактор, непосредственно влияющий на параметры качества ADSL на уровне абонентского кабеля, - наличие в кабеле неоднородностей. Любые неоднородности в абонентском кабеле негативно сказываются на параметрах передачи. В случае передачи широкополосного сигнала через параллельную отпайку передаваемый сигнал сначала разветвляется, а затем отражается от несогласованного конца отпайки. В результате на стороне приемника два сигнала – прямой и отраженный – накладываются друг на друга, причем отраженный сигнал может рассматриваться как шумовой.

Уровень деструктивного влияния отраженного сигнала будет напрямую зависеть от уровня отражения на отпайке. Из теории сигналов уровень отражения будет тем выше, чем больше частота передаваемого сигнала. В результате любые системы широкополосной передачи оказываются очень чувствительными к любым неоднородностям в кабеле. В случае ADSL чувствительность к неоднородностям немного компенсируется адаптивной подстройкой пары модем-DSLAM, так что наличие отпаек не отменяет возможность передачи. Но в случае отпайки скорость передачи ADSL резко падает, что позволяет производителям оборудования и системщикам выдвигать требования о недопустимости никаких неоднородностей в кабеле для ADSL.

Увлекшись темой диагностики абонентских пар, многие специалисты готовы приравнять эксплуатацию ADSL к задаче диагностики кабелей. Но это неправильно. На общие параметры качества доступа ADSL влияет эффективность работы пары модем-DSLAM. Здесь сказывается несколько факторов.

1. Технология ADSL предусматривает технологическую независимость

параметров DSLAM и модема, эти устройства могут быть разного производства. Любые варианты нестыковки в паре модем-DSLAM должны

сказываться на качестве доступа ADSL.

2. Фактор нестыковки на уровне «рукопожатия» может проявиться в том,

что модем и DSLAM могут установить не самый эффективный режим работы и обмена данными.

3. На уровне диагностики соединения фактор нестыковки может привести

к неправильной настройке эквалайзеров и эхокомпенсаторов, что скажется на параметрах скорости передачи. Здесь же может присутствовать фактор нарушения в работе только одного устройства. Например, сама процедура настройки эхокомпенсатора в модеме может оказаться некорректной и могут возникнуть нарушения. Аналогичные нарушения могут быть вызваны некор-ректной работой процедур выравнивания уровня сигнала в DSLAM и т.д.

4. Аналогичные проблемы могут быть обусловлены нестыковкой на уровне диагностики канала. Здесь нарушения в процессе согласования схем кодирования и любые сбои в работе алгоритмов диагностики SNR могут привести к ухудшению качества подключения ADSL.

1.4 Развитие ADSL. Технологии ADSL2, ADSL2+, READSL2

1.4.1 Технология ADSL2

Технология ADSL2 оформилась в виде стандарта в 2002 г. В основе ADSL2 была использована традиционная технология ADSL, но в рамкахADSL2 были сделаны доработки для повышения эффективности.

Итак, в технологию ADSL2 были внесены следующие дополнения ADSL:

- модернизация алгоритма модуляции и схемы кодирования и повышение эффективности работы физического уровня;

- внедрение алгоритма управления мощностью передачи;

- оптимизация процедуры инициализации модема;

- функции диагностики абонентского кабеля в процессе работы пары модем-DSLAM;

- разработаны три новых механизма адаптации процесса передачи данных к нарушениям в параметрах абонентской линии;

- разработана схема работы ADSL2 только в режиме цифровой передачи, без аналогового телефонного сигнала;

- режим быстрого запуска модема позволил существенно сократить время восстановления обмена данными в ADSL2.

Важным для практики нюансом технологии ADSL2 является реализация в рамках этой технологии режима управления мощностью передачи. Напомним, что для ADSL не предполагался «спящий» режим модема. Модем ADSL всегда активен, за счет чего увеличиваются в целом энергопотребление на стороне пользователя и уровень переходных помех в кабеле. В технологии ADSL2 были установлены три режима работы устройства:

- L0 – режим максимальной мощности передачи (используется в случае передачи высокоскоростного трафика);

- L2– режим низкого энергопотребления (соответствует передаче фонового трафика, например трафика Интернет);

- L3 – «спящий режим» (включается, когда абонент не использует ADSL).

В технологии появляется диагностика параметров абонентской пары. Измеряются наиболее критичные параметры пары: уровень шума, уровень затухания сигнала, отношения сигнал/шум и пр. Согласно стандарту измерения проводятся с двух сторон линии, со стороны модема и со стороны DSLAM. Причем допускается ситуация, когда качество линии таково, что установить по ней связь по ADSL нельзя, но можно включить диагностический режим. Вообще, для диагностики имеют место три режима:

- диагностика в процессе передачи данных;

- диагностика в процессе инициации модема, во время настройки параметров пары модем-DSLAM;

- диагностика в специальном режиме, позволяющем выполнить полный

спектр измерений.

Согласно стандарту ADSL2 в процессе работы пары модем-DSLAM диагностируются следующие параметры абонентской пары:

- характеристика канала на каждой несущей – эквивалент АЧХ;

- уровень шумов на каждой несущей;