Структурная схема ЦСПАЛ, технические характеристики, принцип работы.Рассмотрим структурную схему построения 2-канального оборудования РСМ2А, рисунок 2.3. Технические характеристики: - напряжение питания – 48В/60В; - количество каналов – 2; - полезная скорость –144 кбит/с; - линейный код – 2B1Q; - скорость информационного канала – 64 кбит/с. Аналоговый сигнал от АК АТС через схему согласования РСМ2А и далее поступает на кодер-декодер (кодек), реализующий алгоритм кодирования ИКМ. Схема согласования предназначена для гальванической развязки с линий и согласования уровней поступающего и передаваемого сигналов. Таким образом физическая АЛ от станционных портов заканчивается на входе станционного блока. Далее кодек ИКМ преобразует аналоговые сигналы в цифровой поток со скоростью 64 кбит/с на каждый канал. Затем цифровые потоки мультиплексируются микросхемой, реализующей так называемый U -chip. Если необходимо цифровые потоки сжимаются с применением алгоритма АДИКМ специальной микросхемой транскодера до скорости 32 кбит/с или 16 кбит/с в зависимости от числа каналов в системе. Транскодер устанавливается по мере надобности. В ЦСПАЛ два канала В используются для передачи цифровых потоков, кодирующих речь. При этом каждый В канал содержит один оцифрованный речевой канал 64 кбит/с, На микросхему U-chip подаются также управляющие и линейные сигналы (различные зуммеры, вызов и т.д.), а также служебные сигналы, используемые ЦСПАЛ для самодиагностики и диагностики цифровой АЛ. То есть мультиплексор (U-chip) объединяет в единый групповой цифровой поток два речевых канала и служебный канал от процессора. Линейная часть мультиплексора преобразует групповой сигнал в линейный с помощью линейного кодирования кодом 2B1Q. Обеспечивается также эхокомпенсация, что позволяет одновременно вести и прием и передачу по одной паре. На выходе станционного блока ЦСПАЛ сигнал от мультиплексора проходит через схему согласования с линией, которая обеспечивает подачу в линию дистанционного питания от источника дистанционного питания, защитное отключение дистанционного питания в случае обрыва или замыкания АЛ, а также грозозащиту. Вся работы станционного блока ЦСПАЛ проходит под управлением микропроцессора и микропрограммы. В свою очередь, микропроцессор станционного блока обменивается информацией с центральным процессором модуля диагностики и управления (MCU), последний же через систему централизованного сетевого управления связан с центральным управляющим компьютером. Для РСМ2А скорость передачи по АЛ составляет 160 кбит/с (2B+D+16кбит/с). Цифровой сигнал с АЛ поступает в абонентский блок, сигнал восстанавливается, убираются помехи и искажения, и затем сигнал проходит обратную обработку в мультиплексоре, транскодере ИКМ, кодеке ИКМ. Абонентский блок ЦСПАЛ по своей структуре во многом повторяет станционный. Особенностью абонентского блока является необходимость реализации в нем абонентской сигнализации, в том числе вызывного сигнала (звонка) и питания ТА, что требует достаточно большой мощности. Поэтому в абонентском блоке содержится собственный вторичный источник питания, получающий энергию либо по цифровой АЛ от станционного блока, либо от бытовой электросети (110 В или 220 В) в случае локального питания. Все методы кодирования, используемые в ЦСПАЛ, соответствуют рекомендации ITU-T. Метод аналого-цифрового преобразования ИКМ обеспечивает преобразование сигнала в поток 64 кбит/с. Метод АДИКМ обеспечивает сжатие цифрового потока до 32 кбит/с либо 16 кбит/с (G.726). Наиболее часто ЦСПАЛ применяются для уплотнения АЛ городских и сельских телефонных сетей. Если длина абонентских линий не превышает значений, представленных в таблице 3.1, подключение абонентского блока не представляет трудностей. Необходимо отметить, что приведенные в таблице значения являются ориентировочными. На самом деле, число параметров, которые необходимо учитывать при оценке работоспособности оборудования на той или иной линии, существенно больше (переходное затухание, уровень шума, сопротивление изоляции и т.д.). Таблица 3.1 - Допустимая длина АЛ
Аппаратура ЦСПАЛ спроектирована таким образом, чтобы на подавляющем большинстве абонентских линий (с сопротивлением шлейфа до 1300 Ом) абонентский блок мог быть подключен к станционному без применения линейный регенераторов. Тем не менее, в ряде случаев длина АЛ превышает допустимые для безрегенераторного подключения значения. Для переброски телефонных номеров возможно также использование прямых проводов или длинных абонентских линий. В этих случаях применяются линейные регенераторы. Регенератор может устанавливаться по трассе уплотняемой АЛ, каждый регенератор обеспечивает увеличение максимальной дальности работы аппаратуры на 95-100%. Размещаются регенераторы, как правило, в помещениях кроссов или в распределительных шкафах. Электропитание к регенераторам может быть подведено дистанционно по АЛ или локально от 60 В постоянного тока или 220 В переменного (через адаптер). 14. Технологии xDSL: симметричные и асимметричные. Технологии xDSL начали свое развитие в 70-х годах созданием устройств доступа BR (Basic Rate) ISDN, работающих по технологии U-интерфейса - два информационных канала В-канала со скоростью 64 кбит/с плюс канал сигнализации D-канал со скоростью 16 кбит/с и канал синхронизации со скоростью 16 кбит/с всего 160 кбит/с по витой паре. Эти технологии позволяют достичь на медном кабеле скоростей передачи, ранее доступных лишь волоконно-оптическим линиям связи. Данные технологии можно разделить на две подгруппы – технологии симметричного и асимметричного DSL-доступа, рисунок 3.2. Технологии симметричного DSL-доступа: - IDSL (ISDN DSL) - нестандартизованная технология передачи данных по одной медной паре со скоростью до 128 кбит/с по информационным каналам. Используются метод линейного кодирования 2B1Q с эхокомпенсацией, а также те же модемы или терминальные адаптеры, что и в сетях ISDN. Может применяться для организации одновременной передачи речи и данных по одной витой паре на большие расстояния (до 40 км); - - HDSL (High-Bit-Rate DSL) - технология передачи потоков Т1 (1544 кбит/с) по двум «витым» парам (стандарт ANSI - T1.TR.28) или потоков Е1 (2048 кбит/с) по трем «витым» парам (стандарт ETSI -TS 101 135). В
Рисунок 3.2 – Классификация технологий xDSL
технологии используется метод линейного кодирования 2B1Q или модуляция QAM (QAM-B-QAM-256). Системы передачи на базе технологии HDSL имеют большую длину регенерационного участка. (Рекомендации G.991.1); - SDSL (Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант HDSL, рассматриваемый как самостоятельная технология, в которой для передачи используется одна «витая» пара. Реализуемая скорость - от 128 до 2320 кбит/с, метод линейного кодирования - 2B1Q. Оборудование SDSL используется, в частности, для связи локальных сетей по телефонным линиям; - MDSL (Moderate Speed DSL) - среднескоростной вариант SDSL (от 384 до 1168 кбит/с). Реализуется код 2B1Q с адаптацией скорости передачи к условиям связи; - MSDSL (Multirate Symmetrical/Single Pair DSL) - вариант SDSL со скоростью передачи от 144 до 2320 кбит/с. Используется технология линейного кодирования САР с адаптацией скорости передачи к условиям связи; - SHDSL (Single-Pair High-speed DSL) - стандартизованная ITU-технология (Рекомендация 0.991.2) передачи цифровых потоков со скоростью от 192 до 2320 кбит/с по одной «витой» паре. Предусмотрена возможность работы по двум «витым» парам со скоростью от 384 до 4640 кбит/с. Способ модуляции ТС-РАМ. - HDSL2/4 - стандартизованная ANSI (TLTRQ.06-2001) технология передачи потока Т1 по одной или двум «витым» парам - аналог SHDSL для скоростей передачи до 1,5 Мбит/с. Способ модуляции - ТС-РАМ; - VDSL (Very High Speed DSL) - симметричный режим работы VDSL-систем, предусмотренной стандартом TS 101 270 организации ETSI. Скорость передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре достигает 13 Мбит/с. Технологии асимметричного DSL-дocтyna: - ADSL (Asymmetrical DSL) - технология передачи цифровых потоков со скоростями (Рекомендация 0.992.1 ITU-T) не менее 6,144 Мбит/с в сторону пользователя и 640 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 2,7 км. Использование метода кодирования DMT позволяет обеспечить одновременную высокоскоростную передачу данных и речевых сигналов по одной «витой» паре; - RADSL (Rate Adaptive DSL) - нестандартизованный в ITU-T вариант ADSL, позволяющий изменять скорость передачи в линии по желанию оператора либо по такому критерию, как качество линии. В настоящее время адаптация скорости передачи к параметрам линии реализуется во всем выпускаемом ADSL-оборудовании; - G.Lite (Universal ADSL) - технология передачи цифровых потоков по обычной «медной» паре со скоростями (Рекомендация 6.992.2 ITU-T) не более 1,536 Мбит/с в сторону пользователя и 512 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 3,5 км. Используется метод передачи DMT; - ADSL2 - технология передачи цифровых потоков по «медной» паре со скоростями (Рекомендация 0992.3 3 ITU-T) не менее 8 Мбит/с в сторону пользователя и 800 кбит/с в обратном направлении. Планируется, что скорость передачи в оборудовании ADSL2 будет достигать 12 Мбит/с на расстоянии до 1,5 км, а при использовании технологии инверсного мультиплексирования для АТМ IMA скорость потока, направленного в сторону абонента по четырем «витым» парам, - 40 Мбит/с; - G.Lite2 (второе поколение G.Lite). Требования к технологии определены в Рекомендации 6.992.4 ITU-T; - ADSL2+. Требования к технологии определены в Рекомендации 0.992.5 ITU-T. Увеличенная полоса используемых частот (до 2,2 МГц) позволит передавать данные со скоростью до 25 Мбит/с на расстояние около 1 км; - ADSL2++ -ширина полосы частот в сравнении с ADSL увеличена в четыре раза (до 4,4 МГц), а также и максимальная скорость ПД при удлинении линии передачи составляет до 6,5 –7 км; - VDSL - технология передачи цифровых потоков по медной паре со скоростью до 52 Мбит/с в сторону пользователя на расстояние до 300 м..
Технология 2B1Q. Код 2B1Q представляет собой модулированный сигнал, имеющий 4 уровня, то есть в каждый момент времени передается 2 бита информации (4 кодовых состояния). Спектр линейного сигнала симметричный и достаточно высокочастотный, рисунок 3.3. Рисунок 3.3 – Технология 2B1Q Технология САР (Carrierless Amplitude and Phase Modulation) –амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей – это технология линейного кодирования, не чувствительная к большинству внешних помех. Несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 или 128 состояниями. При этом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая большую энергию, вырезается из сигнала, а затем восстанавливается микропроцессором приемника. Соответственно 64-позиционной модуляционной диаграмме. Сигнал САР-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени, то есть в 16 раз больше по сравнению с 2B1Q. Модуляция САР-128 - 128-позиционную модуляционную диаграмму и соответственно передает 7 бит за один такт. На рисунке 3.4 показаны спектр и модуляционная диаграмма сигнала САР.
Рисунок 3.4 – Технология САР
15. Технология ADSL. Структура подключения по ADSL. Технология ADSL предусматривает для связи абонентов со станцией организацию трех каналов на одной АЛ: - дуплексный канал ТЧ; - дуплексный служебный канал со скорость. 15-640 кбит/с; - входящий высокоскоростной поток (канал) со скоростью 1,5-6,1 Мбит/с. У абонента устанавливается модем ADSL, а на станции устанавливается модемный пул (стойка модемов), который называется DSLAM - Digital Subscriber Line Access Module – модуль доступа цифровых АЛ, рисунок 4.2. ADSL-технология может использоваться не только для доступа в Интернет и не только по парам абонентских кабелей. Технология обеспечивает высокоскоростную передачу в цифровом виде любой информации: видео, голоса, данных. Зависимость скорости работы модемов от числа каналов приведены в таблице 4.1. Таблица 3.1- Скорость модемов ADSL в зависимости от числа каналов
Рисунок 4.2 - Функциональная архитектура для технологии ADSL
Модемы создают несколько каналов, используя доступный диапазон частот линии, с помощью частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM) или эхо-подавителей. FDM разделяет диапазон на два: один - для доставки, а другой - для доступа. 16. Методы модуляции в ADSL: DMT и метод эхо-компенсации. Методы модуляции ADSL: 1) DMT - "дискретная многотональная модуляция" (Discrete Multitone), рисунок 4.3. ADSL использует частоты в диапазоне от 0 до 1,1 МГц. Диапазон от 0 до 4 кГц зарезервирован для аналоговых телефонных линий. Если трафик передается только от станции к абоненту, то DMT разделяет диапазон между 26 кГц и 1,1 МГц на 249 каналов по 4 кГц, каждый из которых можно рассматривать как эквивалент модема. DMT выделяет также 25 дуплексных каналов для трафика в обоих направлениях. Технология ADSL должна использовать кодирование DMT либо с FDM, либо с эхо-
Рисунок 4.3 - Способ разделения потоков в DMT
подавлением. Следует заметить, что FDM является более простым методом для реализации. На рисунке 4.3 отображена ситуация, когда в ADSL не применяется эхо-подавление. Эта асимметричная структура и прямое применение FDM избавляют оконечные устройства ADSL от схем эхо-подавления. 2) Метод эхо компенсации, рисунок 4.4. На рисунке показан более эффективный подход, когда (в действительности) перекрываются полосы пропускания исходящего и входящего потока. Теперь даже при частичном перекрытии потребуются схемы эхо-подавления в устройствах ADSL. Устройства ADSL на основе САР обычно используют FDM-подход, в то время как устройства ADSL с DMT обычно применяют эхо-подавление, хотя и существует несколько исключений. Вариант с эхо-подавлением называется эхо-FDM в силу асимметричности устройства. В общем существуют системы и оборудование "FDM ADSL" и "эхо-подавления в ADSL".
Рисунок 4.4 - Способ разделения потоков эхо компенсация 17. Типы ISDN. Достоинства ISDN: 1) Более высокая производительность и экономическая эффективность данной сети по сравнению с существующей. 2) Обеспечение пользователю значительного и более широкого спектра услуг связи. 3) Более высокая скорость передачи информации по сравнению со скоростями в существующих сетях. 4) Более низкий тариф на телефонный сервис. 5) Хорошая основа для развития совместимых международных систем связи. 6) Цифровой канал из конца в конец. 7) Обеспечение связи методом КК или КП. 8) Использование мощной пакетной SS-7, обеспечивающей эффективное использование средств связи. 9) Совместимость ISDN с этими сетями и адаптируемость терминала. виды ISDN ISDN –Integrated Services Digital Network делиться на два вида: 1) Узкополосная ЦСИС – N-ISDN – Narrowband
|
