Материал: Анализ принципов построения сетей доступа на основе технологии xDSL

Анализ принципов построения сетей доступа на основе технологии xDSL

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

. СЕТИ ДОСТУПА

.1 Широкополосный доступ

.2 Классификация и краткая характеристика сетей доступа

.3 Технологии группы LAN

.4 Технология сетей коллективного доступа

.5 Технологии симметричного DSL-доступа

.6 Технологии асимметричного xDSL-доступа

.7 Технологии группы кабельного телевидения (КТВ)

.8 Оптические технологии группы OAN

.9 Методы планирования сетей доступа

.10 Общей подход к планированию сетей доступа

.11 Ввод к разделу

. ТЕХНОЛОГИЯ XDSL

.1 Классификация технологий xDSL

.1.1 Симметричные технологии xDSL

.2 Технология HDSL

.3 Выбор технологии широкополосного доступа

.4 Структура технологии ADSL

.4.1 Типовая схема соединения ADSL

.4.2 Функционирование ADSL с точки зрения протоколов

.4.3 Алгоритм линейного кодирования в системах ADSL

.4.4 Факторы, влияющие на параметры качества ADSL

.5 Технология IDSL

.6 Технология SDSL

.7 Технология RADSL

.8 Технология VDSL

.9 Преимущества технологий xDSL

.10 Вывод к разделу

. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ДОСТУПА НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ XDSL

.1 Основные компоненты DSL соединения

.2 Способы конфигурации абонентского доступа

.2.1 Статическая IP адресация

.2.2 Динамическая IP адресация (DHCP)

.2.3 Доступ при помощи протокола РРР

.2.4 РРРоЕ

.2.5 РРРоА

.3 Типы линий связи

.3.1 Кабели на основе витых пар

.3.2 Коаксиальные кабели

.3.3 Оптоволоконные кабели

.3.4 Бескабельные каналы связи

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

.1 Описание объекта разработки

.2 Описание программного продукта

.3 Оценка рынка сбыта

.4 Расчет затрат на разработку программного продукта

.4.1 Определение потребности в материальных ресурсах

.4.2 Транспортно-заготовительные расходы

.4.3 Расходы на оплату труда

.4.4 Расчет дополнительной заработной платы

.4.5 Отчисления на социальные мероприятия

.4.6 Расчет амортизации

.4.7 Общепроизводственные расходы

.4.8 Административные расходы

.4.9 Калькуляция себестоимости

.5 Финансовый план

.6 Выводы к разделу

. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

.1 Общие вопросы по охране труда

.2 Характеристики производственного помещения

.3 Производственная санитария

.3.1Анализ опасных и вредных факторов

.3.2 Микроклимат производственного помещения

.3.3 Освещение

.3.4 Шум и вибрация

.4 Охрана окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

Список сокращений

(Asymmetric Digital Subscriber Line-асимметричная цифровая абонентская линия)(Digital Subscriber Line-цифровая абонентская линия)

FDM (Frequency Division Multiplexing-частотное уплотнение линии связи)(High Bit-Rate Digital Subscriber Line-высокоскоростная цифровая абонентская линия)(ISDN Digital Subscriber Line-цифровая абонентская линия ISDN)(Integrated Services Digital Network-интегральная цифровая сеть связи(Plain Old Telephone Service-обычная телефонная связь)

PVC (постоянный виртуальный канал)ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line-цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения)(Single Line Digital Subscriber Line-однолинейная цифровая абонентская линия)(договор об уровне обслуживания)(коммутируемый виртуальный канал)(Universal ADSL Working Group)(Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line-сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)

СПДОП (Сеть Передачи Данных Общего Пользования)

ВВЕДЕНИЕ

В связи с нормализующимися рыночными отношениями, усилением конкурентной борьбы между операторами связи за рынки сбыта, резкое увеличение спроса на сервисные услуги, к сетям телекоммуникаций предъявляются повышенные требования. В связи с этим возникает острая необходимость в качественном освоении новых существующих сетей телекоммуникаций и построения их на основе современных технологий. Повышение надёжности и достоверности передачи информации на сети, с одновременным снижением эксплуатационных затрат, потребует автоматизации функций контроля, управления и обслуживания сети, что достижимо при внедрении средств вычислительной техники в аппаратуру связи.

Существует множество технологий обеспечения доступа в Интернет, различающихся способами связи с Интернет-провайдером. Одним из главных способов подключения к сети Интернет является телекоммуникационная сеть. Для этого используются аналоговые модемы, предназначенные специально для передачи данных по коммутируемым телефонным каналам, сети ISDN и ряд технологий, объединенных под общим названием xDSL.(Digital Subscriber Line)-цифровая абонентская линия.-представляет собой семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

Технологии хDSL позволяет передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Более того, многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре.

Технологии хDSL являются наиболее практичным решением, направленным на максимальное увеличение объема данных, передаваемых по существующим телефонным линиям. Применение технологий хDSL для высокоскоростного доступа к услугам сети особенно примечательно тем, что эти технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную инфраструктуры местных телефонных сетей.

. СЕТИ ДОСТУПА

Телекоммуникационная сеть - это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.

К телекоммуникационным сетям относятся:

компьютерные сети (для передачи данных)

телефонные сети (передача голосовой информации)

радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги)

телевизионные сети (передача голоса и изображения - широковещательные услуги).

Телекоммуникационная сеть (рис. 1.1) в общем случае включает следующие компоненты:

сеть доступа (access network) - предназначена для концентрации информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам святи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети;

магистраль (backbone или core network) - объединяет отдельные сети доступа, обеспечивая транзит трафика между ними по высокоскоростным каналам;

информационные центры или центры управления сервисами (data centers или services control point) - это собственные информационные ресурсы сети, на основе которых осуществляется обслуживание пользователей.

Сети доступа представляет собой нижний уровень иерархии телекоммуникационной сети. К этой сети подключаются конечные (терминальные) узлы - оборудование, установленное у пользователей (абонентов, клиентов) сети.

Основное назначение сети доступа - концентрация информационных потоков, поступающих по многочисленным каналам связи от оборудования пользователей, в сравнительно небольшом количестве узлов магистральной сети.

Рисунок 1.1 - Структура телекоммуникационной сети

Исторически сети доступа строились, преимущественно, на базе медных кабелей связи. Однако в современных условиях такой способ оказывается неэффективным по ряду параметров: высокая стоимость, сложность прокладки, высокие затраты на поддержание кабелей в работоспособном состоянии, подверженность электромагнитным влияниям, ограниченная пропускная способность. Поэтому все большее распространение в сетях доступа находят волоконно-оптические кабели и радиосредства, а также комбинированные методы организации сетей.

Сегодня эволюция сетей доступа идет по пути развития широкополосного (высокоскоростного) доступа - broadband, обеспечивающего передачу любого вида информации и широкого класса мультимедийных приложений.

.1 Широкополосный доступ

Широкополосный доступ - broadband - пожалуй, один из самых популярных терминов современной связи. Несмотря на популярность термина broadband, следует хотя бы кратко рассказать о существе дела. Безусловно, основной пружиной появления broadband является Интернет и целая цепочка его следствий, включая дружественный пользовательский интерфейс и возможность доступа к мультимедийным приложениям, представляющим собой совокупность речи, данных и видео. Конечно, особенно видео, ибо именно оно содержит, как уверяют, 98% всей воспринимаемой нами информации, для удовлетворительной передачи которой уже совершенно недостаточны скорости передачи не только аналоговых модемов телефонной сети общего пользования, но и цифровых модемов сети с интеграцией услуг ISDN.

Решение такой глобальной задачи, как broadband, невозможно в рамках существующих сетей связи. Поэтому не менее популярной, чем broadband, является аббревиатура NGN, которая обозначает новое поколение сети - New Generation Network, являющееся необходимым условием реализации broadband. Но за день и даже за год переход к NGN физически невозможен - он будет постепенным и опираться на ту инфраструктуру и те транспортные технологии, в которые сделаны вложения. Переход к NGN будет успешным, если перспективное оборудование сетей связи будет учитывать существующую инфраструктуру сети и поддерживать наиболее распространённые протоколы, обладая при этом при этом новыми функциями.

Сеть доступа, в далёкой перспективе возможен переход на оптическое волокно, пока построена на основе медного кабеля, который на начальном участке сети от узла доступа (Access Node - AN) дополняются оптическими вставками. Именно ограниченная пропускная способность «медной» части сети доступа представляет основную проблему при предоставлении высокоскоростных услуг пользователю. Поэтому сеть абонентского доступа и является «узким местом» («bottleneck») между практически безграничными потенциальными пропускными способностями сети помещения пользователя СРЕ и транспортной сети.

1.2 Классификация и краткая характеристика сетей доступа

Технологии сетей абонентского доступа имеет смысл разбить на пять основных групп по критерию среды передачи и категориям пользователей (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 - Классификация технологий сетей доступа

(Local Area Network) - группа технологий, предназначенных для предоставления корпоративным пользователям услуг доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей и использующих в качестве среды передачи структурированные кабельные системы категорий 3, 4 и 5, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.(Digital Subscriber Line) - группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям телефонной сети общего пользовани услуг мультимедиа и использующих в качестве среды передачи существующую инфраструктуру телефонной сети общего пользования.

КТВ (кабельное телевидение) - группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям сетей КТВ мультимедийных услуг (за счет организации обратного канала) и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный и коаксиальный кабели.(Optical Access Networks) - группа технологий, предназначенных для предоставления пользователям широкополосных услуг, линии доступа к мультимедийным услугам и использующих в качестве среды передачи оптоволоконный кабель.

СКД (сети коллективного доступа) - группа гибридных технологий для организации сетей доступа в многоквартирных домах; в качестве среды передачи используется существующая в домах инфраструктура телефонной сети общего пользования, радиотрансляционных сетей и сетей электропитания.

1.3 Технологии группы LAN

В группе LAN более 90% всех сетей построены с использованием технологии Ethernet, она обеспечивает пользователям корпоративных сетей скорости передачи информации от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с. Широкое распространение сетей Ethernet при организации LAN, в первую очередь, связано с низкой стоимостью, легкостью управления и простотой используемого оборудования. Разрабатывавшаяся в конце 70-х гг. прошлого столетия исключительно для передачи данных технология Ethernet обеспечивает сейчас поддержку широкого набора услуг, включая передачу речи и видео.

Для построения LAN был разработан и ряд других технологий, которые не получили широкого распространения. В первую очередь это маркерная бесколлизионная кольцевая технология Token Ring со скоростью передачи до 16 Мбит/с и ее высокоскоростная версия HSTR - High-Speed Token Ring (100 Мбит/с и 1 Гбит/с). Технология 100VG-AnyLAN (IEEE 802.12) была разработана для совместного использования в одной сети Ethernet и Token Ring. В силу высокой стоимости технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) не применяется при построении LAN, однако, обладая высокой отказоустойчивостью и скоростью передачи (100 Мбит/с), она используется для построения городских кольцевых магистралей с диаметром кольца до 100 км.

В технологиях доступа в последнее время наметилась интеграция технологии Ethernet с различными технологиями DSL (гибридный Ethernet). Наиболее известным вариантом такой интеграции является EoV. При скорости передачи порядка 10 Мбит/с сеть Ethernet может располагаться на расстоянии до 1,5 км от узла доступа, а при скоростях 3-4 Мбит/с это расстояние возрастает до 3-4 км. Стандарт на EoV разрабатывается в IEEE (IEEE 802.3ah) как EFM (Ethernet in the First Mile) в двух вариантах: EFMC (EFM Copper), имеющий характеристики обслуживания, аналогичные EoV, и EFMF (EFM Fiber), обеспечивающий скорость передачи от 100 Мбит/с до 1 Гбит/сна расстояние в несколько десятков километров до узла доступа [1]. Известны также: решение Ethernet с использованием ADSL компании Ericsson (EDA - Ethernet DSL Access) со скоростями передачи 8/2,8 Мбит/с и дальностью до 4 км и решение Ethernet с использованием SHDSL компании Shmid telecom со скоростью передачи 2,3 Мбит/с и дальностью до 5 км.

1.4 Технология сетей коллективного доступа

Для организации относительно недорогого доступа в Интернет была разработана технология сетей коллективного доступа: HomePNA и PLC (Power Line Communication). Сеть доступа основаны на кабельной инфраструктуре (витая медная пара, проводка радиотрансляционных сетей, электрическая проводка), а концентратор трафика может подключаться к узлу служб с использованием различных систем передачи (кабельных, радио и др.).

Для домашних сетей подходит оборудование гибридных Ethernet или mini-DSLAM при использовании в качестве концентратора трафика мультиплексоров DSL.

Технология HPNA разработана альянсом Home Phoneline Networking Alliance (стандарты:HPNA 1.0, HPNA 1.1, HPNA 2.0 и HPNA 3.0). Системы доступа HPNA 1.x обеспечивают коллективный доступ к каналу с пропускной способностью 1 Мбит/сна расстоянии до 150 м (HPNA 1.0) и до 300 м (HPNA 1.1). В стандарте HPNA 2.0 пропускная способность коллективного канала увеличена до 10 Мбит/с при дальности до 350 м. В стандарте HPNA 3.0 пропускная способность увеличится до 100 Мбит/с.

Разработкой стандартов доступа в Интернет по сетям электропитания занимаются различные международные организации. Одна из них - HomePlug Powerline Alliance - приняла в 2001 г. единый стандарт HomePlug 1.0 Specification, в котором пропускная способность сети составляет 14 Мбит/с. Стандартизация PLC-технологии ведется также в ETSI. По данным Internet News, только в 2007 г. объем продаж оборудования доступа в Интернет по сетям электропитания удвоился по сравнению с показателями 2006 г., а в 2008 г. ожидаются еще более высокие результаты. Перспективность этой технологии в качестве реализации базового универсального канала связи сети коллективного доступа трудно переоценить.

1.5 Технологии симметричного DSL-доступа

Технологии симметричного DSL-доступа используются при предоставлении услуг объединения LAN, организации выносов, подключении оборудования пользователя к транспортным сетям по симметричным медным линиям. К этой группе относятся технологии HDSL, SDSL, MDSL, MSDSL, SHDSL, HDSL2/4 И VDSL.

Симметричные технологии xDSL различают по числу пар используемых проводов. В частности, самая "древняя" симметричная технология HDSL (high bit rate DSL) применяется для передачи по одной, двум или трем парам, причем в каждой паре осуществляется дуплексная передача (рис. 1.3).