`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

ADSL2/ADSL2plus -- новые возможности широкополосного доступа

0 
 
На фоне постоянно увеличивающегося количества пользователей ADSL-модемами, которое к январю 2003 г. перешагнуло отметку 30 млн., Международный телекоммуникационный союз (ITU) без особого шума принял три новых стандарта, позволяющих расширить функциональность и повысить производительность устройств новой генерации. Два из них -- ITU G.992.3 и ITU G.992.4, больше известные как ADSL2, были приняты в июле 2002 г., а третий -- ITU G.992.5, или ADSL2plus (ADSL2+), -- одобрен в январе нынешнего. Среди изменений, предусматриваемых стандартами, -- увеличение пропускной способности и длины канала, диагностика его состояния и адаптация скорости передачи данных и ряд других. Прокомментируем некоторые из них, однако вначале напомним основные положения традиционной технологии ADSL.

Для передачи голоса по медной телефонной паре, соединяющей абонента с локальной АТС (она же абонентский шлейф, или "последняя миля"), достаточно полосы пропускания 4 kHz. В то же время на относительно большие расстояния (примерно до 5 км) могут, вообще говоря, передаваться сигналы с частотой немногим больше 1 MHz. На этом и базируется технология ADSL.

Согласно ей вся имеющаяся полоса пропускания делится на три части. Нижняя, до 20 kHz, отводится стандартному или цифровому телефонному каналу (POTS). Правда, речь передается только в полосе частот от 0 до 4 kHz, а остальная часть полосы нужна для предотвращения перекрестных помех между информационными каналами и каналами речевого диапазона. Средняя, от 30 до 138 kHz, предназначается для передачи запросов от абонента (upstream, восходящий поток). Скорость передачи данных в этом диапазоне может достигать 640 Kbps. Весь верхний диапазон частот (обычно от 200 kHz до 1,1 MHz) отдается для нисходящего (downstream) потока от провайдера к абоненту. Здесь пропускная способность в зависимости от расстояния и состояния линии может доходить до 9 Mbps.

Основной целью разработки спецификации ADSL2 было достижение большей производительности на длинных линиях в присутствии сосредоточенных (узкополосных) помех. Это осуществляется, в частности, за счет улучшенных схемы модуляции и алгоритма обработки сигнала, уменьшения служебных данных в пакете, более эффективного кодирования.

Стандарт требует обязательной реализации четырехмерного 16-уровневого решетчатого кодирования (trellis coding) и однобитной квадратурной амплитудной модуляции (QAM). Очень поверхностно суть этой схемы кодирования состоит в том, что для восьми входящих битов на выходе кодировщика получается четырехкоординатный символ, каждая координата которого, в свою очередь, служит входом QAM-модулятора. Схема обеспечивает более высокие скорости передачи данных на длинных линиях с низким значением соотношения сигнал/шум.

ADSL2/ADSL2plus -- новые возможности широкополосного доступа
Рис. 1
В отличие от стандарта ADSL первой генерации, предусматривающего фиксированный объем служебной информации в пакете и отбирающего у полезных данных полосу 32 Kbps, в ADSL2 длина служебного поля может задаваться программно, что разрешает регулировать непроизводительные расходы от 4 до 32 Kbps. В итоге на линиях высокого качества пропускная способность достигает 12 Mbps в нисходящем и 1 Mbps в восходящем потоках. Как видно из рис.1, на котором приведены графики зависимости скорости передачи данных от длины "последней мили", ADSL2 позволяет в общем передавать при той же скорости на 200 м дальше, а на равных расстояниях -- на 50 Kbps быстрее.

Одной из причин, препятствующих успешному использованию ADSL, является неоднородность характеристик абонентских шлейфов. Для решения этой проблемы в трансиверах ADSL2 улучшены возможности диагностики: они определяют зашумленность линии, затухание сигнала и соотношение сигнал/шум на обоих концах линии. Специальный тестовый режим позволяет выполнять измерения даже в тех случаях, когда качество линии столь плохое, что нельзя установить полноценную связь. Дополнительно ADSL2-модемы способны осуществлять мониторинг производительности в режиме реального времени, предоставляя информацию о качестве линии и ее зашумленности на обоих концах. Эта информация может обрабатываться соответствующей программой и затем использоваться оператором услуг с целью предотвращения отказов.

Новый стандарт предусматривает также управление питанием, что позволяет снизить энергопотребление. Трансиверы ADSL первой генерации потребляли энергию в полном объеме день и ночь, даже в том случае, когда обмен данными не осуществлялся. Спецификация ADSL2 вводит два режима управления питанием. Наиболее важным новшеством является режим L2, позволяющий в зависимости от интенсивности трафика быстро переключаться из состояния нормального потребления в сберегающее и обратно. Второй режим L3 переводит трансивер модема в спящее состояние, если пользователь не находится в on-line. На установление рабочего режима трансиверу требуется около трех секунд.

На устойчивость связи и производительность ADSL-канала сильное влияние оказывают перекрестные наводки. Они вызваны тем, что телефонные пары обычно собираются в жгуты, содержащие по 25 и более пар. Проблема перекрестных наводок, равно как и влияния других факторов, приводящих к обрыву связи, решается в новом варианте технологии с помощью механизма, называемого Seamless Rate Adaptation (SRA), что можно перевести как "плавная адаптация скорости передачи данных". Если модем обнаруживает ухудшение состояния линии вследствие, скажем, сильных электромагнитных помех, то он изменяет скорость передачи данных без прерывания операций и ошибок. Механизм SRA основан на разделении уровней модуляции сигнала и формирования пакета, что позволяет варьировать скорость передачи без модификации параметров в заголовке пакета. Для этого используется сложная процедура реконфигурации системы. Протокол SRA работает по следующему алгоритму:
  • приемник отслеживает соотношение сигнал/шум в канале и определяет, что необходимо изменить скорость передачи данных;
  • приемник посылает сообщение передатчику, которое инициирует изменение. Оно содержит все необходимые параметры передачи, чтобы выполнять ее на новой скорости, в частности количество модулируемых битов в каждом из подканалов;
  • передатчик посылает в ответ сигнал Sync Flag, который используется как маркер для определения точного времени, когда новые параметры передачи вступят в силу;
  • сигнал Sync Flag обрабатывается приемником, и оба прозрачно переходят на новый режим передачи данных.
ADSL2/ADSL2plus -- новые возможности широкополосного доступа
Рис. 2
ADSL2/ADSL2plus -- новые возможности широкополосного доступа
Рис. 3
Если стандарты G.992.3 и G.992.4, входящие в семейство ADSL2, используют для нисходящих потоков полосы 1,1 MHz и 552 kHz соответственно, то спецификация ADSL2+ расширяет ее до 2,2 MHz (рис. 2). Это позволяет практически удвоить интенсивность трафика в нисходящем потоке в линиях короче 3 км (рис. 3). Кроме этого, спецификация предусматривает опциональный режим, который удваивает полосу пропускания для восходящего потока, удваивая, как следствие, также и скорость передачи данных в этом потоке.

Одним из относительно простых способов увеличения пропускной способности канала, реализуемого, к примеру, для обычных модемов, является объединение нескольких телефонных пар. Эта возможность не поддерживается традиционным стандартом ADSL. В новом семействе спецификаций данный недостаток устранен. Для объединения линий используется механизм инверсного мультиплексирования, разработанный для сетей АТМ, что позволяет получить скорости 20, 30 и 40 Mbps в нисходящих потоках при объединении в один канал соответственно двух, трех и четырех телефонных пар.

Новые стандарты, вне всякого сомнения, еще больше увеличат популярность этой технологии доступа в текущем десятилетии.
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT