Технологии доступа к интернету для потребителей.


Технологии xDSL, Ethernet, WDM, xPON

Доступ в Интернет по xPON, возможности технологии.

Аббревиатура PON расшифровывается как пассивная оптическая сеть (Passive optical network). xPON - это семейство технологий широкополосного мультисервисного доступа, которые в качестве транспортной среды используют оптическое волокно.

Технология xPON представляет собой очередной виток эволюции сети, так как она предполагает использование оптоволоконных линий не только на магистральном уровне, но и на уровне «последней мили».
В дом к абоненту приходит уже не медный кабель, а волокно. При этом абоненту предоставляется весь ресурс оптического кабеля, который заводится непосредственно в его квартиру, в отличие от операторов домовых сетей, где канал выделяется на дом и, соответственно, делится в равной степени между подключенными пользователями.

Слово «пассивная» в названии технологии обозначает отсутствие активных, т.е. энергопотребляющих  компонентов.
Для подключения к технологии xPON абоненту бесплатно устанавливается модем — ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключаются все услуги.

Достоинства PON:
абоненту может быть предоставлен весь комплекс базовых (телефонная связь, доступ к сети Интернет, интерактивное телевидение) и дополнительных услуг по одному волокну.
       
Преимущества xPON для абонента:

скорость – новый стандарт скоростей доступа в сеть интернет – входящая (от сети к абоненту) и исходящая (от абонента к сети) скорости до 100 Мбит/с и выше.
Главное отличие от ADSL-технологии – отсутствие ограничений в 512-2014 Кб/с для исходящей скорости.
стабильное качество услуг – качество не зависит от таких параметров, как длина абонентской линии, сечение жилы, «сезонное» сопротивление изоляции;
доступность «тяжелого»  контента – возможность свободного просмотра видео в HD-качестве, в том числе просмотр HD-каналов в интерактивном телевидении;
отсутствие ограничений – волокно позволяет подключать к услугам интерактивного телевидения по одной линии сразу несколько телевизоров.
цифровое качество телефонной связи и дополнительные виды услуг
 родительский контроль, услуги антивирусной защиты, видеопортал и т.д).


WDM — мультиплексирование с разделением по длине волны.
(англ. wavelength-division multiplexing) — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала (к 2003 году,в коммерческих системах достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а в 2015 — 27 Тбит/с), причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии.

Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну. Преимуществом DWDM-систем является возможность передачи высокоскоростного сигнала на сверхдальние расстояния без использования промежуточных пунктов (без регенерации сигнала и промежуточных усилителей).

Эти преимущества крайне востребованы для передачи данных через малонаселенные пункты.
В простейшем случае каждый лазерный передатчик генерирует сигнал на определенной частоте из частотного плана. Все эти сигналы перед тем, как вводятся в оптическое волокно, объединяются мультиплексором (англ. mux).
На приемном конце сигналы аналогично разделяются демультиплексором (англ. demux).
Здесь, так же как и в сетях SDH, мультиплексор является ключевым элементом. Сигналы приходят на длинах волн оборудования клиента, а передача происходит на длинах соответствующих частотному плану ITU DWDM.

Одним из основных параметров определения качества DWDM-сигнала в линии является отношение сигнала к шуму. Данный параметр, в соответствии с МСЭ-Т О.201, входит в число первичных атрибутов оптических каналов и является первичной оценкой качества линии передачи.

Виды систем WDM
Исторически первыми возникли двухволновые системы WDM, работающие на центральных длинах волн из второго и третьего окон прозрачности кварцевого волокна (1310 и 1550 нм). Главным достоинством таких систем является то, что из-за большого спектрального разноса полностью отсутствует влияние каналов друг на друга. Этот способ позволяет либо удвоить скорость передачи по одному оптическому волокну, либо организовать дуплексную связь.

Современные системы WDM на основе стандартного частотного плана (рекомендация G.692 ITU-T) можно подразделить на три группы:

грубые WDM (англ. сoarse WDM, сокр. CWDM) — системы с частотным разносом каналов более 2500ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов. Используемые в настоящее время CWDM работают в полосе от 1271нм до 1611нм, промежуток между каналами 20нм (2500 ГГц), можно мультиплексировать 16 спектральных каналов;

плотные WDM (англ. dense WDM, сокр. DWDM) — системы с разносом каналов около 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать до 40 каналов;

высокоплотные WDM (англ. high dense WDM, сокр. HDWDM) — системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать более 64 каналов.

Частотный план для систем CWDM определяется стандартом ITU G.694.2. Область применения технологии — городские сети с расстоянием до 50 км. Достоинством этого вида WDM систем является[6] низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам.


Частотный план для систем DWDM определяется стандартом ITU G.694.1.
Область применения — магистральные сети. Этот вид систем WDM предъявляет более высокие требования к компонентам, чем CWDM (ширина спектра источника излучения, температурная стабилизация источника и т. д.). Толчок к бурному развитию сетей DWDM дало появление недорогих и эффективных волоконных эрбиевых усилителей (EDFA), работающих в промежутке от 1525 до 1565 нм (третье окно прозрачности кварцевого волокна).



Ethernet (англ. ether  — «эфир» и англ. network — «сеть, цепь») — семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3.

Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token ring.

Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть») отражает первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными (то есть имеется некое сходство с радиовещанием). В настоящее время практически всегда подключение происходит через коммутаторы (switch), так что кадры, отправляемые одним узлом, доходят лишь до адресата (исключение составляют передачи на широковещательный адрес) — это повышает скорость работы и безопасность сети.


В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

возможность работы в дуплексном режиме;
низкая стоимость кабеля витой пары;
более высокая надёжность сетей: при использовании витой пары сеть строится по топологии «звезда», поэтому обрыв кабеля приводит лишь к нарушению связи между двумя объектами сети, соединёнными этим кабелем (при использовании коаксиального кабеля сеть строится по топологии «общая шина», для которой требуется наличие терминальных резисторов на концах кабеля, поэтому обрыв кабеля приводит к неисправности сегмента сети);
уменьшен минимально допустимый радиус изгиба кабеля;
большая помехоустойчивость из-за использования дифференциального сигнала;
возможность питания по кабелю маломощных узлов, например, IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, PoE);
гальваническая развязка трансформаторного типа. В условиях СНГ, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто приводило к выходу из строя сетевых карт в результате электрического пробоя.
Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер кадра от 64 до 1518 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — Асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных, известных как технологии DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL. 
К другим технологиям DSL относятся HDSL (High data rate Digital Subscriber Line — Высокоскоростная цифровая абонентская линия), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line — Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и другие.

Общее название технологий DSL возникло в 1989 году, когда впервые появилась идея использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов. Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного (можно даже сказать мегабитного) доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям).

Прежде всего, ADSL является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных. ADSL линия соединяет два ADSL модема, которые подключены к каждому концу витой пары телефонного кабеля (смотрите рисунок 1). При этом организуются три информационных канала — «нисходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачи данных и канал обычной телефонной связи (POTS) . Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.


ADSL является технологией высокоскоростной передачи данных, но насколько высокоскоростной? Учитывая, что буква «А» в названии ADSL означает «asymmetric» (асимметричная), можно сделать вывод, что передача данных в одну сторону осуществляется быстрее, чем в другую. Поэтому следует рассматривать две скорости передачи данных: «нисходящий» поток (передача данных от сети к вашему компьютеру) и «восходящий» поток (передача данных от вашего компьютера в сеть).
Факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются состояние абонентской линии (т.е. диаметр проводов, наличие кабельных отводов и т.п.) и ее протяженность. Затухание сигнала в линии увеличивается при увеличении длины линии и возрастании частоты сигнала, и уменьшается с увеличением диаметра провода. Фактически функциональным пределом для ADSL является абонентская линия длиной 3,5 — 5,5 км при толщине проводов 0,5 мм. В настоящее время ADSL обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Общая тенденция развития данной технологии обещает в будущем увеличение скорости передачи данных, особенно в «нисходящем» направлении.
Для того, чтобы оценить скорость передачи данных, обеспечиваемую технологией ADSL, необходимо сравнить ее с той скоростью, которая может быть доступна пользователям, использующим другие технологии. Аналоговые модемы позволяют передавать данные со скоростью от 14,4 до 56 Кбит/с. ISDN обеспечивает скорость передачи данных 64 Кбит/с на канал (обычно пользователь имеет доступ к двум каналам, что в сумме составляет 128 Кбит/с). Различные технологии DSL дают пользователю возможность передавать данные со скоростью 144 Кбит/с (IDSL), 1,544 и 2,048 Мбит/с (HDSL), «нисходящий» поток 1,5 — 8 Мбит/с и «восходящий» поток 640 — 1500 Кбит/с (ADSL), «нисходящий» поток 13 — 52 Мбит/с и «восходящий» поток 1,5 — 2,3 Мбит/с (VDSL). Кабельные модемы имеют скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с (при этом следует учитывать, что полоса пропускания кабельных модемов делится между всеми пользователями, одновременно имеющими доступ к данной линии, поэтому число одновременно работающих пользователей оказывает значительное влияние на реальную скорость передачи данных каждого из них). 

Преимущества ADSL.
Прежде всего, скорость передачи данных.  
В стандарте ADSL 2 реализованы скорости 10 Мбит/с «нисходящего» и 1 Мбит/с «восходящего» потока при дальности до 3 км, а в технологии ADSL 2+, стандарт которой должен быть утверждён в 2003 году, фигурируют скорости «нисходящего» потока в 20, 30 и 40 Мбит/с (соответственно по 2,3 и 4 парам).


Для того, чтобы подключиться к Интернет через ADSL, не нужно набирать телефонный номер. ADSL создает широкополосный канал передачи данных, используя уже существующую телефонную линию. После установки модемов ADSL вы получаете постоянно установленное соединение. Высокоскоростной канал передачи данных всегда готов к работе — в любой момент, когда вам это потребуется.
Полоса пропускания линии принадлежит пользователю целиком. В отличие от кабельных модемов, которые допускают разделение полосы пропускания между всеми пользователями (что в значительной мере оказывает влияние на скорость передачи данных), технология ADSL предусматривает использование линии только одним пользователем.
Технология ADSL подключения позволяет полностью использовать ресурсы линии. При обычной телефонной связи используется около одной сотой пропускной способности телефонной линии. Технология ADSL устраняет этот «недостаток» и использует оставшиеся 99% для высокоскоростной передачи данных. При этом для различных функций используются различные полосы частот. Для телефонной (голосовой) связи используется область самых низких частот всей полосы пропускания линии (приблизительно до 4 кГц), а вся остальная полоса используется для высокоскоростной передачи данных.
Многофункциональность данной системы является не самым последним аргументом в ее пользу. Так как для работы различных функций выделены различные частотные каналы полосы пропускания абонентской линии, ADSL позволяет одновременно передавать данные и говорить по телефону. Вы можете звонить по телефону и отвечать на звонки, передавать и принимать факсы, одновременно с этим находясь в сети Интернет или получая данные из корпоративной сети ЛВС. Все это по одной и той же телефонной линии.
ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с).
Технология ADSL позволяет телекоммуникационным компаниям предоставлять частный защищенный канал для обеспечения обмена информацией между пользователем и провайдером.
Подключение к интернет через ADSL 

Не следует забывать и о затратах. Технология подключения к Интернет через ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. То есть, если у вас дома или в офисе есть подключенный телефонный аппарат, вам не нужно прокладывать дополнительные провода для использования ADSL. (Хотя есть и ложка дегтя. Компания, обеспечивающая вам возможность обычной телефонной связи, должна при этом предоставлять и услугу ADSL.)
Для того, чтобы линия ADSL работала, необходимо не так уж много оборудования. На обоих концах линии устанавливаются модемы ADSL: один на стороне пользователя (дома или в офисе), а другой на стороне сети (у провайдера Интернет или на телефонной станции). Причем пользователю совсем не обязательно покупать свой модем, но достаточно взять его у провайдера в аренду. Кроме того, пользователю для того, чтобы модем ADSL работал, необходимо иметь компьютер и интерфейсную плату, например, Ethernet 10baseT.
По мере того, как телефонные компании постепенно вступают на еще неосвоенное поле передачи данных форматов видео и мультимедиа конечному пользователю, технология ADSL продолжает играть большую роль. Разумеется, через какое-то время широкополосная кабельная сеть охватит всех потенциальных пользователей. Но успех этих новых систем будет зависеть от того, какое количество пользователей будет вовлечено в процесс использования новых технологий уже сейчас. Принося кинофильмы и телевидение, видеокаталоги и Интернет в дома и офисы, ADSL делает данный рынок жизнеспособным и прибыльным как для телефонных компаний, так и для других компаний, предоставляющих услуги в различных областях.



Советы для монтажников кабельных систем
 

1. При локализации повреждения жилы всегда используйте идентичную исправную жилу того же кабеля.
2. Не полагайтесь на табличные данные сопротивления жил. Используйте методы и формулы, которые определяют сопротивление до повреждения как часть общей длины линии с повреждённой жилой.
3. Проверяйте надёжность подключения тестера к проверяемой линии и установки необходимых перемычек на удалённом конце.
4.При наличии множественных повреждений линии иногда не удаётся добиться баланса моста. В таких случаях необходимо тестирование с обеих сторон.
5. Высокоомные утечки на землю или перемежающиеся повреждения этого типа могут быть трудными для локализации. Используйте высокое напряжение питания моста и быстро считывайте показания прибора.
6. Используйте схему Муррея при локализации повреждений в низкоомных линиях. Заметим, что сопротивление жил составляет часть R1и R2 и может быть значительным.
7.При наличии только исправной жилы, параметры которой отличаются от параметров дефектной жилы, выполняйте тестирование по схеме Муррея с двух сторон.
8. Используйте тест Варлея для диагностирования высокоомных повреждений линий. Для лучшей локализации повреждения отношение плеч моста следует выбирать минимальным.
9. При некоторых повреждениях могут присутствовать термоэлектрические эдс EMF’s. Чтобы исключить возможную погрешность, рекомендуется провести тестирование при двух полярностях источника питания моста и в качестве отсчёта использовать среднее арифметическое двух измерений.

Knowledge Quest – http://www.seaward.co.uk/products

Структурированные возвратные потери Structural return loss (SRL)

Этот тип искажений в кабеле вызывают небольшие неоднородности, распределенные по его длине. SRL могут быть вызваны дефектами изготовления, ошибками монтажа и другими причинами и проявляются в виде искажений сигнала и/или микроотражений. В то же самое время обычно используемые для обнаружения неоднородностей рефлектометры TDR позволяют точно локализовать только сосредоточенные неоднородности. Поэтому они могут использоваться только в качестве быстрой проверки наличия SRL, а не точной их оценки. Для истинных же измерений SRL следует применять приборы, позволяющие измерять амплитудно-частотные характеристики, основанные на методе «качающейся» частоты.

При плохом заземлении влиянию подвержены все пары, при сильном разбалансе - только отдельные.

Нарушение непрерывности экрана или его плохое заземление могут служить причиной недопустимых влияний со стороны линий сильного тока даже при хорошем балансе витой пары.
Влияние сетей переменного тока может быть вызвано также авариями или повреждениями в этих сетях (в трансформаторах, конденсаторных батареях, заземлителях).
Причиной помех от соседних линий сильного тока, которые часто называют «line born noises», может быть резистивная или емкостная асимметрия линии.


Комментариев нет:

Отправить комментарий


Карма