Проектирование систем абонентского доступа на основе технологии ADSL для Мичуринского регионального центра связи (стр. 5 из 12)

- отношение сигнал/шум на каждой несущей;

- затухание в линии;

- затухание сигнала;

- запас по соотношению сигнал/шум;

- максимальная скорость передачи данных;

- уровень наведенной мощности на ближнем конце;

- уровень наведенной мощности на дальнем конце.

Еще одним важным следствием развития технологии ADSL2 явилось появление трех новых алгоритмов адаптации процесса передачи ADSL к условиям передачи сигналов ADSL. Рассмотрим еще три алгоритма, позволяющие еще лучше адаптировать ADSL к любым условиям передачи сигналов.

Алгоритмы работают по одному принципу, позволяют без нарушения связи подстроить режим передачи пары модем-DSLAM таким образом, чтобы компенсировать влияние вновь появившейся помехи. Этим данные алгоритмы отличаются от уже известного нам 256DMT/QAM, обеспечивающего подстройку параметров пары модем-DSLAM перед началом обмена. Таким образом, имеется возможность компенсировать нерегулярные помехи, связанные с переходными помехами, явлениями интерференции, импульсными шумами и пр., т.е. наиболее «капризные» помехи.

Всего в технологии ADSL были разработаны три алгоритма адаптации.

1. Алгоритм Bit Swapping1 (BS), суть которого состоит в том, что при возникновении селективной помехи трансиверы используют резерв в канале передачи, «перетаскивая» данные с поврежденных несущих на

более благополучные.

2. Алгоритм объединения данных (Dynamic Rate Repartitioning, DRR), который позволяет компенсировать разницу в задержках данных от разных каналов передачи за счет изменения параметров настройки мультиплексоров.

3. Алгоритм адаптации скорости передачи (Seamless Rate Adaptation, SRA) позволяет выровнять скорости различного трафика за счет изменений настроек того же управляющего мультиплексора.

Алгоритм BS присущ самой технологии ADSL2 и является обязательным в реализации на всем оборудовании ADSL2. Два других алгоритма считаются дополнительными, поскольку связаны с управляющими командами от различных приложений.

Лучше всего иллюстрировать работу алгоритма BS примером. На верхнем (рис.1.8) представлена ситуация возникновения помехи, которая воздействует на некоторые несущие. Согласно традиционному алгоритму

адаптации 256DMT/QAM для уменьшения влияния данной помехи мы должны уменьшить уровень QAM на пораженных несущих. Опыт показывает, что соответствующее уменьшение скорости передачи не всегда адекватно уровню помехи. Это определяется тем, что QAM регулируется в высшей степени дискретно. Например, если на всех несущих используется модуляция QAM-4096, что соответствует 12 битам на один передаваемый символ, то согласно 256DMT/QAM мы должны перейти на уровень, например, QAM-1024, для которого скорость передачи будет уже 10 бит на символ. Это эквивалентно уменьшению SNR на данной несущей на 6 дБ. Но уменьшение скорости может не соответствовать реальному уровню SNR на пораженных несущих. Алгоритм BS предлагает альтернативное решение рассматриваемой проблемы. На всех непораженных несущих существует определенный резерв пропускной способности, связанный с разницей между реальной скоростью передачи данных на несущей и максимально допустимой. В алгоритме BS предполагается «перетащить» пораженные помехой символы на резервные места в структуре сигнала (см. рис.1.8). В результате такого «перетаскивания» скорость обмена не уменьшается, но адаптация к существующей помехе выполняется в полной мере.

Технология ADSL2 немного улучшила ситуацию с переходными помехами за счет внедрения «спящего» режима в работе модемов.Тем не менее, фактор взаимного влияния пар друг на друга есть и остается ограничением на потенциальное число абонентов в пучке.

Специфика переходной помехи заключается в том, что в случае установления слабой связи между парами, работа абонента ADSL в одной паре приводит к появлению широкополосного шумового фона в другой паре, так как шум от переходной помехи логично проявляется во всем рабочем диапазоне частот ADSL. И чем будет больше связей между парами, тем меньше окажется абонентов в пучке. Помочь может алгоритм BS, следствием которого является «перетекание» сигналов между связанными парами в пучке в разные диапазоны (рис.1.9)

Алгоритм объединения данных (Dynamic Rate Repartitioning, DRR) позволяет компенсировать разницу в задержках данных от разных каналов передачи за счет изменения параметров настройки мультиплексоров. Смысл этого алгоритма заключается в том, что он позволяет внутри одного потока данных ADSL установить несколько каналов передачи данных с целью регулирования задержки передачи для каждого канала (рис.1.10). Это особенно востребовано в концепции Triple Play, где разные категории трафика имеют разные требования к задержке в процессе передачи.

Передача данных в целом некритична к задержке, тогда как передача речевой информации очень критична к этому параметру. Алгоритм DRR предусматривает в начале работы ADSL предоставление всей полосы передачи потоку LP1, поскольку вначале нет необходимости передачи голосовой информации. Но с появлением первого вызова CVoDSL (передача голоса в системе DSL по выделенному каналу) часть полосы передачи с высоким приоритетом отводится передаче голоса, а полоса передачи, отводимая данным, уменьшается. Появление второго вызова еще больше уменьшает полосу для передачи данных, поскольку передача голоса в алгоритме DRR является более приоритетной. Как только вызовы CVoDSL заканчиваются, вся полоса снова отводится передаче данных.

Таким образом, в технологии ADSL2 был реализован механизм распределения ресурсов канала передачи ADSL между разными категориями трафика, что само по себе делает серьезный шаг вперед по пути адаптации ADSL к концепции Triple Play.

Рисунок 1.10 – Алгоритм объединения данных

Еще одним дополнительным адаптивным алгоритмом, реализованным в технологии ADSL2, является алгоритм адаптации скорости (Seamless Rate

Adaptation, SRA).

Рассмотрим случай, когда на канал передачи воздействует нерегулярная помеха (рис.1.11), например радипомеха от внешнего источника. Эта помеха присутствует только в течение ограниченного времени. В традиционной технологии ADSL реакция в системе доступа будет следующей. Радиопомеха вызывает повышение уровня шумов во всем диапазоне или в его части. Как следствие, с существующими параметрами настройки передать информацию оказывается невозможным. Модем начинает перезагрузку и повторную инициацию. Инициация занимает в среднем 10 с. В процессе инициации пара модем-DSLAM устанавливает новые параметры обмена и новую совокупную скорость передачи в канале. Даже если после этого радиопомеха исчезнет, скорость обмена останется меньше той, которая была установлена изначально.

Алгоритм SRA (см. рис.1.11) выполняет подстройку скорости в режиме реального времени без необходимости перезагрузки модема. Для этого устанавливается режим изменения схемы модуляции без влияния на параметры циклового синхронизма, что в традиционной технологии ADSL не предполагалось. В результате применения алгоритма SRA при появлении радиопомехи скорость обмена данными уменьшается, но как только помеха устраняется, скорость принимает начальное значение.

Широкая популярность технологии VoDSL привела к необходимости предусматривать варианты использования ADSL только в «цифровом режиме», без выделения ресурса под передачу сигнала традиционной телефонной связи (рис.1.12).Основным преимуществом при переводе ADSL в чисто цифровой режим работы является увеличение скорости передачи данных по линии вверх, что оказывается крайне востребованным для любых приложений VoDSL.

1.4.2 Технология ADSL2+, READSL2

Технология ADSL2 означала реформирование традиционной технологии ADSL. Ее последователи - ADSL2+ и READSL2 - преследовали более прикладные цели: расширение полосы передачи и зоны покрытия услугами. Тот факт, что технология ADSL2+ была стандартизирована в 2003 г., т.е. через год после ADSL2, показывает, что никаких новых технологических прорывов здесь не было сделано.

Единственное, что отличает технологию ADSL2+ от ADSL2 - это диапазон работы. Традиционная технология ADSL и ADSL2 работали в диапазоне до 1,1 МГц, а для расширения полосы передачи в технологии ADSL2+ было предложено просто увеличить диапазон работы вдвое, т.е. до 2,2 МГц. В результате увеличилось количество несущих DMT и, как следствие, увеличилась совокупная скорость передачи.

Напомним, что для традиционной технологии ADSL обязательной скоростью по линии вниз являлась скорость 6,144 Мбит/с, а максимально допустимой – 8 Мбит/с. Для ADSL2 соответствующие параметры составляли 8 и 15 Мбит/с. Для ADSL2+ параметры увеличились соответственно до 16 и 24,5 Мбит/с.

Следует отметить, что все преимущества ADSL2+ в части более высокой скорости обмена, актуальны только для пользователей, расположенных вблизи узла связи.При удалении абонента на 2,5 км разницы между технологиями ADSL2и ADSL2+ не существует, более того, небольшие оптимизации в цикловойструктуре и схемах кодирования, принятые в ADSL2+, привели к тому, что эта технология даже несколько хуже, чем ADSL2 работает на протяженных абонентских линиях. Никаких других принципиальных отличий в технологиях ADSL2 и ADSL2+ не существует. Но необходимо учесть, что все перечисленные в предыдущем разделе технологические новшества ADSL2 применяются и в технологии ADSL2+ .

Так же мало, как о технологии ADSL2+ можно сказать о READSL2. Эта технология ставила своей задачей обеспечить большую зону покрытия услугами ADSL пользователей, удаленных от узла связи. За счет чего достигается дальность технологии READSL2. Принцип довольно простой: использовать ту же мощность, что имеет ADSL, но в меньшем диапазоне. За счет этого технология READSL2 способна покрывать большие расстояния При этом в самой технологии нет ничего особенного, поскольку она не позволяет предоставлять удаленным абонентам большую скорость. Существует зависимость скорости передачи (рис.1.13) для абонентов ADSL