Классификация технологий САД Общая классификация технологий САД

Классификация технологий САД

Общая классификация технологий САД по среде передачи Абонентская линия: - x. DSL: Цифровая Абонентская линия (Digital Subscriber Line) - PNA: Альянс PNA (Phoneline Networking Alliance) Сеть кабельного телевидения: - кабельные модемы Радиоканал: - беспроводные ЛВС; - широкополосные (LMDS, MMDS); - Bluetooth Линии электропередачи

Распространение новых технологий (США)

Общее распределение использования технологий САД (США)

Количество установленных ISDN портов (Европа)

Процент абонентов, использующих удаленный доступ к сети Интернет (2004) Страна Всего Модем ТЧ

Прогноз развития требуемой скорости доступа домашних пользователей всего 52 Mbit/s 0. 3 км Год

Технологии x. DSL (Digital Subscriber Line) Цифровые Абонентские Линии Особенности: -основное назначение высокоскоростной доступ к Интернет -используются существующие АЛ; -позволяет сохранить существующий телефонный канал; -спектр сигнала гораздо шире КТЧ; -оборудование на стороне оператора связи и пользователя обычно различается

Основные организации по стандартизации x. DSL

Общая эталонная модель x. DSL CO - Central Office; РАТС LT – Line Termination; линейное окончание MDF - Main distributing frame; станционный кросс NID - Network interface device; сетевой интерфейс NT – Network Termination; сетевое окончание TE – Terminal Equipment; оконечное оборудование

Структура АЛ при внедрении x. DSL (в соответствии с Revised Resistance Design RRD) Подключение к РАТС в пределах пристанционной зоны Использование повторителей или НРП Вынос абонентского мультиплексора

Использование разветвителя для разделения с каналом ТФо. П Передача канала ТФо. П по волокну и далее по одной паре с x. DSL Передача каналов ТФо. П по волокну и далее по отдельной паре

Виды сценариев реализации САД FTTH – Fiber To The Home FTTB – Fiber To The Building FTTC - Fiber To The Curb FTTCab - Fiber To The Cabinet FTTEx - Fiber To The Exchange

Соответствие сценариев внедрения и технологий FTT – Fiber To The Волокно до

Наиболее распространенные технологии x. DSL HDSL = High bit rate DSL (Высокоскоростная ЦАЛ) SHDSL = Single-pair High-Bit-Rate DSL (Высокоскоростная ЦАЛ с передачей по одной паре) ADSL = Asymmetric DSL (Асимметричная ЦАЛ) VDSL = Very high bit rate DSL (Сверхвысокоскоростная ЦАЛ) IDSL = Isdn DSL (ISDN ЦАЛ) SDSL = Symmetric high-bit rate DSL (Симметричная ЦАЛ) HDSL 2 = Высокоскоростная ЦАЛ 2 -го поколения RADSL = Rate adaptive DSL (ЦАЛ с адаптацией скорости передачи) MSDL = Multi rate DSL (мультискоростная ЦАЛ) MSDSL = Multi-rate Symmetric DSL (симметричная мультискоростная ЦАЛ)

Хронология разработки стандартов x. DSL

Хронология развития x. DSL

Действующие стандарты х. DSL Технология Стандарт

Организации разработчики

Соответствие скорости передачи и длины АЛ для технологий x. DSL

Оценка достижимой пропускной способности для перспективных технологий x. DSL

Параметры классификации технологий Основной: среда передачи. Дополнительные: - требуемое количество линий передачи (например абонентских линий); - симметричность скоростей потоков DS и US; - режим обмена (например дуплексный, полудуплексный)

Общая классификация x. DSL (teleconnect. de) среда радио Спутник и проводн Радио и проводн Спутник дуплекс электро Медные АЛ Направл задержка симметрия волокно КТВ

Некоторые используемые аббревиатуры • • • FDSL Optical Fiber Digital Subscriber Line CDSL Consumer Digital Subscriber Line Ci. DSL Consumer installable Digital Subscriber Line DVo. DSL Digital Video over Digital Subscriber Line E-DSL Ethernet over a Digital Subscriber Line EDSL Ethernet Digital Subscriber Line ETTH Ethernet To The Home GDSL Go. Digital Subscriber Line M/HDSL Multi-rate/High bit rate Digital Subscriber Line M 2 DSL Multi-rate Multi-pair Digital Subscriber Line MDSL Medium bit rate (Medium speed; Multi-rate; Mid range; Multiline) Digital Subscriber Line PDSL Powerline Digital Subscriber Line • RDSL Residential Digital Subscriber Line • SDSL 2, ETSI-SDSL Symmetric Digital Subscriber Line 2. Generation, ETSI-Symmetrical Single Pair High Bit Rate Digital Subscriber Line • UDSL Unidirectional Digital Subscriber Line

Классификация симметричных DSL (число АЛ, разраб ) Число АЛ разр.

Классификация симметричных DSL (скорость) пост. скорость перем.

Сравнение симметричных x. DSL стандартизированных в ANSI и ETSI HDSL с пер. скор SDSL Лин код Скорость Полоса Длина АЛ Назнач. След. поколение HDSL SDSL 2 16 PAM, 4 B 1 H, TC MR-HDSL 2

Multi rate DSL (MDSL) в MDSL входит Multi rate Symmetric DSL (MSDSL) • • • Другие возможные значения MDSL: Medium bit rate (Metalink, Conexant ) Multi rate DSL (Siemens, Level One) Medium Speed DSL Mid range DSL (Alcatel) Multiline DSL (Ascend) Типичные скорости MDSL (PCM x n)

Версии MSDSL

Сравнение скоростей достигаемых симметричными x. DSL

Классификация асимметричных DSL Без SP, QAM Без SP, DMT требуется SP на стороне аб.

Существующие стандарты технологии ADSL

Классификация по наличию разветвителя (splitter) Обычная конфигурация (SP установлен на двух сторонах) Упрощенная конфигурация (SP установлен на стороне оператора)

Версии ADSL

Классификация VDSL

Скорости VDSL Стандартизированы ETSI Стандартизированы ANSI

RADSL Rate Adaptive DSL Линейный код CAP Спектр аналогичный ADSL Поддержка ISDN и ТФо. П

Скорости RADSL Выбор скорости в зависимости от длины и параметров АЛ US и DS могут выбираться независимо Максимальная граница скорости может задаваться

UDSL Unidirectional DSL Бельгийская фирма SPARNEX

Высокоскоростная ЦАЛ High Bitrate Digital Subscriber Loop (HDSL) ITU G. 991. 1 • 1, 2, 3 пары -2 Mbit/s • Фиксированная линейная скорость, 768 kbit/s или 1168 kbit/s по одной паре • 2 B 1 Q, CAP • Расстояние 4 -5 km по кабелю с диам. 0, 5 • Основное приложение – подключение по E 1 организаций

IDSL ISDN Digital Subscriber Line • (144 kbps) • Линейный код 2 B 1 Q - аналог ISDN BRI • Большая длина АЛ, но низкая информационная скорость 128 Kbit/s • Для сохранения телефонного соединения используется режим выделения полосы по требованию

Асимметричная ЦАЛ Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) • Линейный код - CAP, DMT • Международный стандарт (ITU, ANSI) линейный код DMT • Соотношение скорости DS/US : 8. 1/0. 8 (может конфигурироваться симметрично 384/384, 768/768 кбит/с)

Сверх высокоскоростная ЦАЛ Very-High-Bit-Rate DSL (VDSL) – Скорость до 13 - 52 Mbps DS, 1. 5 -2. 3 Mbps US, – очень коротая длина АЛ; – используется совместно с ATM

ЦАЛ с передачей по одной паре Single-Pair High-bit-rate DSL (SHDSL) G. 991. 2 • Линейный код 16 уровневый TC-PAM Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation (TC-PAM) • Стандарт ITU G. 991. 2 утвержден апрель 2001 • 2 -пров. АЛ (2. 36/2. 36)… 192 kbps шаг • 4 -пров (4. 7/4. 7)… 384 kbps steps • Хорошо совместима с другими технологиями x. DSL по переходным помехам • Не позволяет сохранить телефонный канал

Симметричная ЦАЛ Symmetric Digital Subscriber Line (SDSL) • Одна пара • Линейный код CAP • Бизнес – приложения

Сводная таблица технологий x. DSL Техн. Макс. скор DS/US Линейный код Паралл. Макс. Особенности оценка КТЧ АЛ (км) VDSL 51 -55 M/1. 6 -2. 3 M CAP, DMT, QA M 13 М/1. 6 -2. 3 M да 0. 3 1. 5 Очень короткая длина АЛ ADSL 8 M/1 M 1. 5 M/640 M CAP, DMT да 5. 5 Сохраняет подкл. ТФо. П IDSL 144 k/144 k 2 B 1 Q нет 5. 5 Исп. сущ. технологию ISDN SDLS 768/768 2 B 1 Q, CAP нет 6. 9 HDSL 2 1. 5 -2 M/1. 5 -2 M (T 1 -E 1) TC-PAM нет 4. 6

Описание технологии ADSL

История развития ADSL 1985 -1990 -- 1995 -1998 -1999 -- Bell Labs начинает исследования по анализу возможностей организации по АЛ новых служб - особенно video-on-demand (VOD) Телефонные компании внедряют High-Speed DSL (HDSL) для подключения по Т 1 без повторителей Телефонные компании начинают предоставлять HDSL для небольших фирм и ADSL для домашних пользователей 1993 тестируются три основных технологии для ADSL: QAM, DMT and CAP ADSL начинает рассматриваться как основной способ предоставления доступа к Интернет DMT поддержан почти всеми производителями в соответствии с ANSI T 1. 413 - issue 2 (в отличии от CAP) ITU-T представляет UADSL G. 992. 2 (G. lite) and G. 922. 1 (G. full)

Международный уровень -examples: ITU: International Telecommunications Union yields recommendations that may be adapted by companies Региональнй/национальный уровень -examples: ANSI (American Standards Institute) /ETSI (European Technical Standards Institute) Группа производителей Корпоративный уровень ADSL standards Hierarchy of standards Принципы стандартизации ADSL -examples: ADSL forum/ATM forum -open or proprietary standard created by a company Semiconductors & devices: www. adsl. com International/national standardization: ITU, ETSI, ANSI. . . G. full G. lite

Приложения стандарта G. 992

Сравнение скорости ADSL с другими технологиями

Структура ADSL системы • ADSL и ADSL -lite отличаются наличием FDM splitter • ADSL-lite имеет более низкую скорость и стоимость

Эталонная модель ADSL Cross connections T/S not defined by T 1. 413 PC SM: service module Стандарт определяет interfaces и units например ATU-R: ADSL transceiver unit - remote terminal ATU-C: ADSL transceiver unit - central office terminal U-C (2), U-R (2) units interfaces

Логические каналы ATU-C ADSL (G. 992. 1) для STM Передаваемый поток данных из: информационные + избыточные Информационные (перед в каналах переноса bearer): Asx: симплексные каналы AS 0, AS 1, AS 2, AS 3 LSx: дуплексные каналы LS 0, LS 1 or LS 2 Избыточные даные: коррекции ошибок (FEC) Управления и ТО: NTR: Network Timing Reference: 8 k. Hz aoc: ADSL overhead control channel eoc: embedded operations channel Ib: indicator bits

Характеристики DS потока Симплексные каналы дуплексные каналы Суммарная скор. Общая скор. данн.

Характеристики US потока Симплексные каналы Суммарная скор. Общая скор. данн.

Основные принципы ADSL • Все x. DSL модемы содержат – Аналоговую часть • усилители и приемные фильтры • АЦП, АРУ, ADC – Цифровая часть • Модулятор/демодулятор, формирование сигнального созвездия • Кодирование/декодирование (компенсация/исправление ошибок) – Reed-Solomon – Trellis • • Упаковка/распаковка (устранение избыточности) Формирование кадров (framing) Перестановки (interleaving) Скремблирование (scrambling)

Формирование DMT символа и префикса

Общий принцип DMT модуляции T- период формирования DMT символа (типичное значение T=1/4000 Гц)

Формирование нескольких подканалов с QAM модуляцией

Использование IFFT • На вход IFFT подается комплексные значения после QAM • Используется свойство IFFT: при подаче на вход комплексно сопряженных симметричных векторов на выходе будут вектор с реальными значениями

Пояснение принципа DMT модуляции T- период формирования DMT символа T=1/4000 Гц

Принцип QAM Ak x Yi(t) = Ak cos(2 fct) + cos(2 fct) Bk x sin(2 fct) Yq(t) = Bk sin(2 fct) Y(t) Transmitted Signal

Принцип QAM На стороне приема

Сигнальные созвездия QAM Bk Bk (-A, A) (A, A) Ak (-A, -A) Ak (A, -A) 22=4 possible points per T sec. 2 bits / pulse 42=16 possible points per T sec. 4 bits / pulse

Расчет параметров системы с QAM Вер искажения модуляц. символа

Расчет параметров DMT модуляции

Основные параметры стандарта G. 992. 1 Downstream: 2. 208 MHz тактовая частота, 256 подканалов at 0 … 1. 104 MHz (simplex) скорость передачи DMT символов 4000 symbols /s. Полоса каждого подканала 4. 3125 k. Hz wide Макс. скорость в подканале 32 kb/s Upstream: 275 k. Hz тактовая, 32 подканала 0 … 138 k. Hz

Распределение подканалов ADSL G. 992. 1 и G. 992. 2

Блок диаграмма ADSL модема Двоичн. ввод Кодирова ние (FEC) Channel estimation Перестановки Передающая часть Модуляция (QAM) Адаптация к групповым потерям Добав. Pilot IFFT S/P (Serial to Parallel) P/S Добавл. защ. инте рвала DMT модуляция Форм. имп. D/A RF Tx Приемная часть FFT Удал. защ. инт. S/P Binary Output Корекция ошибок Перест. Демодуляция (QAM…) P/S Filter A/D Врем. и част. синхронизация RF Rx

Распределение подканалов на оси частот If no ISDN upstream downstream upstream 120 k. Hz 80 k. Hz carrier 0 10 20 200 250 POTS 2 B 1 Q ISDN 4 B 3 T ISDN 50 Pilot 1104 k. Hz 25 k. Hz 138 k. Hz upstream 276 k. Hz If 4 B 3 T ISDN downstream 100 150 Разнос несущих 4. 3125 k. Hz - всего 256 подканалов Sub-carrier Frequency Meaning 0 0 Hz DC не исп. 5 25 k. Hz нижняя граница данных US 18 80 k. Hz ориентир. граница спектра 2 B 1 Q ISDN 28 120 k. Hz ориентир. граница спектра 4 B 3 T ISDN 32 138 k. Hz нижнияя граница спектра ADSL 64 276 k. Hz Pilot сигнал 256 1104 k. Hz верхняя граница спектра ADSL

Структура передающей части модуля ATU-C (G. 992. 1)

Структура передающей части модуля ATU-R (G. 992. 1)

Структура кадра ADSL Граница супер кадра 68 DMT символов, -> скорость формирования ~4000/sec -распределение несущих каналов выполнемое в течении начальной стадии определяет соотношение быстрых и медленных (interleave) данных

Размер префикса выбирался из расчета создания избыточности 15. 625% от NSC. При NSC=256, CP=40 Но с учетом добавления еще и синхрокадра (c номинальной длиной NSC*2. 125), избыточность добавляемая CP имеет значение 12. 5%

Основные параметры DS и US в G. 992. 1 DS US

Параметры маски DS сигнала

Формирование сигнала DMT