Последняя миля

         

Модемы для физических линий


В табл. 3.1 проиллюстрированы требования к скорости передачи при организации дос­тупа к сетям связи. На сегодняшний день наиболее распространенными скоростями включе­ния в сеть являются потоки от 64 кбит/с до 2 Мбит/с.

Таблица 3.1. Рекомендации по скорости передачи при включении в сеть

Приложения

Требуемая скорость

Россия



Европа

Включение в сеть (индивидуальный пользователь)

33600 бит/с

до 2 Мбит/с

Включение в сеть (корпоративный пользователь)

1 28 кбит/с

до 8 Мбит/с

Соединение LAN- LAN

128 кбит/с - 2 Мбит/с

от 2 Мбит/с

Организация сервера Internet

от 128 кбит/с

от 2 Мбит/с

Уплотнение телефонных линий

1 28 кбит/с - 2 Мбит/с

-

Рис.3.2. Подключение к сети передачи данных посредством модема для физических линий

Для организации высокоскоростного доступа по существующим медным линиям приме­няются модемы для физических линий. Необходимо отметить, что длина линий, по которым работают модемы, часто превышает обычную длину абонентских телефонных линий. Это свя­зано с тем, что количество узлов сетей передачи данных обычно меньше, чем число телефон­ных станций. Поэтому абонент сети передачи данных подключается по прямому проводу, включающему собственно абонентскую линию, а также участок соединительной линии между АТС и узлом сети. Исходя из опыта, можно говорить о типовой длине медной линии от або­нента до узла сети в 5-15 км.

Наиболее современные технологические решения, применяемые в модемах для физи­ческих линий, берут свое начало от технологий DSL (Digital Subscriber Loop). Термин DSL поя­вился впервые в технологии ISDN (ЦСИО). Идеология построения сети ISDN сходна с обычной коммутируемой телефонной сетью, однако к абоненту подводится не аналоговый канал, как в обычной сети, а цифровой со скоростью от 64 до 144 кбит/с. Далее абонент может преобра­зовать этот поток в обычный телефонный (голосовой) канал или подключить к сети компьютер непосредственно "цифра к цифре".
При разработке технологии ISDN созданы комплекты микросхем и методы кодирования, позволяющие транслировать потоки 64 кбит/с, 128 кбит/с, 2 Мбит/с по обычным медным парам, которые ранее использовались для аналоговой переда­чи телефонного разговора.

Первая технология, которая может помочь использовать существующие линии связи для цифровой передачи со скоростью до 128 кбит/с, получила название DSL - цифровая або­нентская линия (ЦДЛ)- В ходе разработки аппаратуры DSL создана технология линейного ко­дирования, называемая 2B1Q. Ее использование позволяет организовать дуплексную переда­чу информации со скоростью до 160 кбит/с на одной медной паре. Типичная дистанция (то есть максимальная длина линии, на которой может работать аппаратура) для этой техноло­гии: 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм.

Очень важным аспектом для практического внедрения технологии DSL в сетях передачи данных стал тот факт, что крупнейшие производители интегральных микросхем наладили массовый выпуск комплектов БИС, реализующих технологию 2B1Q для скорости 160 кбит/с (так называемый U-chip). Следствием этого стала возможность разработки и производства модема для физической линии, основанного на тех же комплектах БИС, что и системы DSL для сети ISDN. Таким образом, новое поколение модемов получилось не только оптимальным по дистанции работы, но и существенно более экономичным с точки зрения себестоимости.

В табл. 3.2 приведены некоторые данные о различных модемах для физических линий. Как видно из таблицы, большинство изделий основано на технологии DSL и имеют схожие технические характеристики.

Таблица 3.2. Характеристики модемов для физических линий

Модель, проводность линии

Скорость (кбит/с), полный дуплекс

Расстояние, км

Жила 0,4 мм

Жила 0,5 мм

Асинхронные

ЗелаксПлюс М-115А 4-проводная

115,2

3,5

4,8

Синхронные

Taicom/Nateks NTU- 1 28 2-проводная

128

5,0 (20,0*)

7,5 (30,0*)

Ascom AM128000A 2-проводная

128

4,7

RAD ASM-31 2-проводная

128

5,4

8,2

Racal COM LIN К VI 4-проводная

128

3




* с применением трех регенераторов

Типичным примером модема, основанного на технологии DSL, можно назвать аппарату­ру NTU-128, производимую для российской компании НТЦ НАТЕКС заводами TAICOM DATA SYSTEMS. Дистанция работы этого модема в зависимости от диаметра жилы, пары, исполь­зуемой для передачи приведена в табл. 3.3.

Модем NTU-128 поддерживает синхронный дуплексный обмен на скоростях от 48 до 128 кбит/с с пользовательскими интерфейсами V.24 (RS232), V.35 или G.703.

Конструктивное исполнение модемов - автономное, либо "стоечное", то есть модемные модули (до 16 шт.) устанавливаются в кассету стандартного размера 19". Оба исполнения модемов имеют ЖК дисплей для удобства конфигурирования и диагностики. Поскольку кассе­ты 19-дюймового стандарта часто монтируются в помещениях АТС, для них предусмотрено два варианта электропитания: 220 В и 60 В. Источник питания в кассете - резервированный, для повышения надежности.

Таблица 3.3. Дистанции работы модема NTU-128

Диаметр жилы кабеля, мм

Допустимая длина линии, км

без регенераторов

с регенераторами

0,4

5

40

0,5

7

56

0,6

13

104

0,9

22

176

1,2

30

240

Модемы NTU-128 зарекомендовали себя как надежные и простые в эксплуатации, спо­собные работать на кабелях низкого качества, в том числе составных, с большим количест­вом отражений.



Рис. 3.3. Внешний вид модема NTU-128

Однако, усовершенствование модемов, использующих технологию 2B1.Q, продолжается. До сих пор главным ограничением использования модемов для физических линий была огра­ниченная дистанция - около 7-10 км. В 1997 году, благодаря разработке интеллектуального регенератора, НТЦ НАТЕКС сумел существенно расширить диапазон использования модемов типа NTU-128. Устанавливая регенератор через каждые 7,5 км кабеля (для кабелей с диамет­ром жилы 0,5 мм), можно создать цифровые тракты протяженностью до 30 км!

Модемы для физических линий часто применяют для объединения локальных сетей уда­ленных офисов (см.


рис. 3.4). Если длина прямого провода, используемого для этой цели, превышает допустимые значения (см. табл. 3.3), по трассе прямого провода устанавливаются регенераторы. При этом в городах, где прямой провод проходит через кроссы нескольких АТС, регенераторы устанавливают в помещениях кроссов, электропитание (48 В или 60 В) подается от станционных батарей. Регенераторы могут быть смонтированы также в распре­делительных шкафах.


Рис.3.4. Применение модемов для физических линий для соединения ЛВС по прямым проводам

На пригородных направлениях актуальной задачей является организация цифровых трактов на магистральных кабелях типов МКСБ, КСПП и других, используемых как линейная среда для аналоговых систем передачи типов К-12, К-24, К-60. Магистральный кабель имеет достаточно толстую жилу (1,2 мм) и разбит на усилительные участки (для аналоговой аппара­туры) с установкой НУПов (необслуживаемый усилительный пункт) и/или ОУПов (обслуживае­мый усилительный пункт). Пункты усиления располагаются каждые 15-25 км (в зависимости от типа аппаратуры). Модемы NTU-128 имеют регенерационные участки большей длины (см. табл. 3.3). Поэтому одна или несколько пар магистрального кабеля может быть использована для создания цифрового тракта с применением NTU-128 и установкой регенераторов в суще­ствующих НУПах. (см. рис. 3.5).



Рис. 3.5. Создание цифрового тракта на магистральном кабеле

Так как магистральная аналоговая аппаратура уплотнения обеспечивает дистанционное питание промежуточных усилителей, в НУПах, как правило, не предусмотрено электропита­ние. Для дистанционного питания регенераторов NTU-128 применяются блоки питания обо­рудования абонентского уплотнения TOPGAIN-4-NATEKS. Дистанционное питание подается с обеих сторон линии, обеспечивается электропитание до 4-х регенераторов с каждой стороны. На практике опробована установка 7-ми регенераторов с дистанционным питанием, при этом достигнута дальность работы 240 км (кабель МКСБ).

Существует ряд приложений, когда требуемая скорость передачи данных превышает 128 кбит/с, однако технология HDSL не применима из соображений необходимой дальности работы (HDSL, даже с технологией САР, обеспечивает меньшую дальность, чем NTU-128, из-за много большей линейной скорости).


В таких случаях применяют модемы для физических линий на скорость 384 кбит/с или 768 кбит/с. Такие модемы производятся фирмами Schmid Telecom, RAD, ASCOM, SAT, NATEKS. Дистанция передачи в них больше, чем в модемах HDSL, но ниже (на скоростях выше 128 кбит/с), чем в модемах DSL.

В табл. 3.4 приведена зависимость дистанции передачи от диаметра жилы и скорости передачи для модема NTU-384.

Таблица 3.4. Дистанция передачи у модема NTU-384

Диаметр жилы кабеля, мм

Допустимая длина линии, км

NTU-384

64 кбит/с

384 кбит/с

0,4

5,8

4

0,5

9

4,9

0,6

16

7

0,9

20,5

10

1,2

44

22

Для более высоких скоростей доступа используются модемы с технологиями HDSL, SDSL, ADSL, VDSL. Эти технологии рассмотрены в [29]. В Приложении 1 перечислены основ­ные технологии высокоскоростной передачи на "последней миле".


Содержание раздела