Výsledky výzkumu a další informace nejen
z oblasti přístupových telekomunikačních sítí.
Access server ISSN 1214-9675
Server vznikl za podpory Grantové agentury ČR.
17. ročník
Dnešní datum: 22. 04. 2019  Hlavní stránka | Seznam rubrik | Ke stažení | Odkazy  

Doporučujeme
Knihu o FTTx

Matlab server - on-line výpočty a simulace

E-learning - on-line kurzy

Kontakt
KTT FEL ČVUT
Napište nám

Redakční rada - pokyny pro autory a recenzenty

Copyright

xDSL

* Přehled systémů pro metalické přípojky

Vydáno dne 28. 07. 2004 (5561 přečtení)

Stručný přehled systémů nasazovaných na metalické páry v přístupových sítích - xDSL systémy.

Obsah

Systémy pro koaxiální páry
Systémy pro symetrické páry
Účastnické přenosové systémy
HDSL
ADSL
VDSL

Systémy pro koaxiální páry

Sítě kabelové televize (CATV) - provozovatelé zavádějí poskytování dalších služeb (hovorové, přenos dat, multimediální) Za tím účelem je nutno řešit:
  • vytvoření vysokorychlostní zásobovací úroveň sítě od poskytovatele (páteřní sítě) do distribučního místa - perspektivně optickou technologií
  • individuální kabelovou přípojku uživatele od distribučního místa k uživatelskému terminálu (kabelový modem)
  • obousměrný přenos kmitočtovým dělením
  • přenos signálů v přeloženém pásmu (modulace QAM)
Techniky přenosu a sdružování signálu:
  • analogová, TV signál přenášen analogově, ve vyšší kmitočtové poloze pak modulovaný datový signál
  • digitální, digitalizovaný TV signál (např. komprimovaný pomocí standardu MPEG-2) je časově multiplexovan s přenášenými daty

Systémy pro symetrické páry

Účastnické přenosové systémy

DLC - Digital Loop Carier - digitální málokanálová přenosová zařízení (2-30 tel. kanálů). Používají se v přístupových sítích, nasazovány k rozšíření kapacity přípojných vedení - symetrických párů
Systém PCM 30 - odpovídá primární přípojce ISDN-PRA
  • standardní přenosová rychlost 2048 kbit/s, linkový kód pseudotrojkový HDB3, rozhraní 4-drátové
  • typicky překlenutelný útlum 40 dB na 1 MHz
  • dosah s průměrem žil 0,4 ... 1 až 2 km
Základní přípojka ISDN
Kanály typu 2B+D, což odpovídá přenosové rychlosti 2x64 + 16 kbit/s, celkově včetně služební informace pak 160 kbit/s.
  • čtyřstavový kód 2B1Q - modulační rychlost sníží na 1/2 oproti přenosové, tedy 80 kBd.
  • duplexní přenos po 2-drátovém vedení (1 pár) s použití vidlice s potlačením ozvěn
  • typicky překlenutelný útlum 37 až 50 dB na 80 kHz
  • dosah s průměrem žil 0,4 ... 5 km; s průměrem žil 0,6 ... 7 km
Možnosti využití:
  • základní přístup BRA-ISDN 2B+D
  • digitální přípojka s celkovou přenosovou rychlostí až 144 kbit/s označovaná DSL (Digital Subscriber Line) či IDSL
  • připojení více telefonních účastníků
    - 2 kanály (2x64 kbit/s) standardní PCM
    - 4 kanály (4x32 kbit/s) ADPCM (G.721)
    - 8 kanálů (8x16 kbit/s) LD-CELP (G.728)
Pro efektivní využití symetrických párů v přístupové síti byly vyvinuta rodina technologií označovaná xDSL (Digital Subscriber Line). Základními omezujícími faktory je zejména útlum vedení a přeslechy na blízkém (NEXT) i vzdáleném (FEXT) konci, které omezují počty systémů nasaditelných na mnohapárové kabely. Aktuální je tedy problém vzájemné koexistence systémů v přístupové síti.

Přehled systémů xDSL

xDSL 7
Tab. 1 Přehled systémů xDSL

HDSL

(High bit rate Digital Subscriber Line) dle doporučení ETSI ETR 152 či ITU-T G.991.1 Při vývoji byly aplikovány zkušenosti s digitálním přenosem na základních přípojkách ISDN (DSL).
  • kód 2B1Q v základním pásmu
  • potlačení ozvěn ECH (Echo Cancellation Hybrid)
  • přenosové rychlosti n x 64 kbit/s až do 2048 kbit/s
  • dva nebo tři páry duplexně
  • spojení bod-bod, LTU (Line Termination Unit) a NTU (Network Termination Unit)
Použití zejména pro připojení pobočkové ústředny (náhrada PRA-ISDN s kódem HDB3), podnikové sítě, vzdálený přístup a propojení LAN, spojení vysílačů celuárních služeb, přístup k multimediálním službám.

Možno použít opakovačů pro překlenutí větší vzdálenosti.

xDSL 8
Obr. 1 Blokové schema systému HDSL

Struktura rámce

Tok E1 s přenosovou rychlostí 2048 kbit/s je mapován do kontejneru C-12 (multiplexní jednotka známá z SDH), přidáním záhlaví cesty POH vzniká virtální kontejner VC-12 a dále příspěvková jednotka TU-12 (Tributary Unit) s přenosovou rychlostí 2304 kbit/s (blok 4 x 9 bajtů s délkou 125 mikrosekund). Před přenosem se proádí demultiplexování po bajtech na 2 nebo 3 dílčí datové toky (podle počtu použitých párů).

Rámec HDSL je sestaven pro každý pár zvlášť (blok C - společné obvody). Obsahuje:

  • blok = bit Z (identifikace bloku a páru) + dílčí část TU-12
  • pomocné signály - rychlost 16 kbit/s
  • synchroskupina
  • záhlaví skupin bloků H - poplachové a stavové bity, zabezpečení CRC-6 a provozní kanál EOC (Embedded Operations Channel) s kapacitou 164 bit/s
  • oboustranný stuffing - vyrovnání přenosových rychlostí

xDSL 9
Tab. 2

xDSL 10
Tab. 3 Srovnání přenosu HDSL na 2 a 3 párech z hlediska přenosových a modulačních rychlostí a překlenutelného útlumu na kmitočtu 150 kHz

Komunikace jednotek a inicializace:

  • řídicí stanice při komunikaci je LTU (master)
  • komunikace probíhá po kanálech EOC
  • inicializace jednotek spočívá zejména v testování přípojných vedení (nastavení potlačovače ozvěn postupně na obou koncích vedení)

ADSL

(Asymmetric Digital Subscriber Line) standardováno v ITU-T G.992.1 Určeno zejména pro: připojení na Internet, distribuci digitálního televizního signálu, zprostředkování videa na přání, vzdálený přístup k LAN, přístup k dalším multimediálním službám, souběžný analogový telefonní provoz.

Způsob přenosu

  • Přenos probíhá po jednom páru - na straně uživatele modem ADSL-R (ADSL Terminal Unit - Remote), na straně provozovatele centrální jednotka ADSL-C (ADSL Terminal Unit - Central Office), obvykle jako součást bloku účastnického přístupového multiplexoru (DSLAM).
  • Asymetrie přenosu - rozdílné přenosové rychlosti od poskytovatele k uživateli (downstream - sestupně - vysoká rychlost typicky až 8 Mbit/s např. pro digitální přenos obrazu) a od účastníka k poskytovateli (upstream - vzestupně - nízká rychlost do 0,6 Mbit/s). Přenosové rychlosti se nastavují podle potřeby s krokem po 32 kbit/s.
  • Přenos v přeloženém pásmu od 26 kHz do 1,1 MHz v subpásmech se šířkou přibližně 4 kHz.
  • Standardizována modulace DMT (Discrete Multi-Tone) - v každém z max. 256 subpásem použita modulace QAM. Modulace se provádí pomocí DSP v kmitočtové oblasti a po superpozici subkanálů se přejde do časové oblasti pomocí IFT, čímž se vytoří linkoý signál přenášený vedením.
  • Analogový hovorový signál přenášen v pásmu 300 až 3400 Hz (případně BRA-ISDN do kmitočtu 138 kHz). Pro oddělení použit nejčastěji pasivní kmitočtový filtr (splitter).

Obsazení spektra

xDSL 11
Obr. 2 Obsazení spektra

Počet subkanálů: max. 256
Přenosová rychlost: standardně downstreem 8,1 Mbit/s

Uspořádání na straně účastníka

xDSL 12
Obr. 3 Uspořádání na straně účastníka

Typy datových kanálů

  • synchronní mód
  • asynchronní mód ATM
  • rychlé (optimalizovány na rychlost) x pomalé (zabezpečení prokládáním dat - Interleaving)
  • jen vzestupný směr x duplexní
Inicializace spojení spočívá v testování vedení, nastavení korektorů, potlačení ozvěny pokud se používá překryv pásem v obou směrech přenosu, výběru a přiřazení kmitočtů, alokaci bitů v subkanálech, nastavení vysílacích úrovní na základě učícího procesu (dig. zpracování signálu - FFT procesor).

Pozn:
Varianta ADSL Lite je určena pro nižší přenosové rychlosti - typicky do 1,5 Mbit/s - používá polovinu subkanálů a pásmo do 552 kHz.
ADSL realizovali dříve někteří výrobci pomocí modulace CAP (Carrierless Amplitude and Phase) - QAM s potlačenou nosnou - méně náročná na technologii, aplikuje se ve VDSL.

VDSL

(Very high-speed Digital Subscriber Line)
určeno zejména pro:
  • multimediální přístup na Internet
  • distribuci digitálního televizního signálu s vysokým rozlišením (HDTV)
  • vzdálený přístup k ATM přepínači (12, 25, 52 Mbit/s)
  • přenos multiplexních jednotek SDH (VC-3 ... 48,960 Mbit/s)
  • souběžný analogový telefonní provoz
Principy
  • Kmitočtové pásmo 300 kHz až 30 MHz, omezuje se na 1,1 MHz (nad spektrem ADSL) až 10, příp. 17 MHz (nižší útlumy vedení)
  • Přenos pomocí modulace DMT s časovým dělením směrů přenosu nebo CAP s kmitočtovým dělením.
  • Omezování vysílacích výkonů (Power Back-off) - nastavuje se minimální nezbytná hodnota pro bezchybný přenos (dodržení odstupu signál-šum a požadované chybovosti s šumovou rezervou - Noise Margin)
  • Možno konfiguroat pro asymetrický i symetrický provoz
  • Analogový hovorový signál se přenáší podobně jako u ADSL v pásmu 300 až 3400 Hz (případně BRA-ISDN).
Je možno využít 4 datové kanály
  • vzestupně: rychlý + pomalý
  • sestupně: rychlý + pomalý
Každý kanál - zpětnovazební mechanizmus pro opravu chyb (FEC)



Autor:        J. Vodrážka
Pracoviště: České vysoké učení technické v Praze, FEL

Informační e-mail Vytisknout článek
Projekty a aktuality
01.03.2012: PROJEKT
Výzkum a vývoj nového komunikačního systému s vícekanálovým přístupem a mezivrstvovou spoluprací pro průmyslové aplikace TA02011015

01.01.2012: PROJEKT
Vývoj adaptabilních datových a procesních systémů pro vysokorychlostní, bezpečnou a spolehlivou komunikaci v extrémních podmínkách VG20122014095

09.10.2010: PROJEKT
Výzkum a vývoj datového modulu 10 Gbit/s pro optické a mikrovlnné bezdrátové spoje, FR-TI2/621

09.01.2010: PROJEKT
Sítě s femtobuňkami rozšířené o řízení interference a koordinaci informací pro bezproblémovou konektivitu, FP7-ICT-2009-4 248891

09.11.2008: PROJEKT
Ochrana člověka a techniky před vysokofrekvenčním zářením, FI-IM5/202

20.06.2008: Schválení
Radou pro výzkum a vývoj jako recenzovaný časopis

01.04.2007: PROJEKT
Pokročilá optimalizace návrhu komunikačních systémů pomocí neuronových sítí, GA102/07/1503

01.07.2006: Doplnění sekce pro registrované

12.04.2005: Zavedeno recenzování článků

30.03.2005: Výzkumný záměr
Výzkum perspektivních informačních a komunikačních technologií MSM6840770014

29.11.2004: Přiděleno ISSN

04.11.2004: Spuštění nové podoby Access serveru

18.10.2004: PROJEKT
Optimalizace přenosu dat rychlostí 10 Gbit/s, GA102/04/0773

04.09.2004: PROJEKT
Specifikace kvalitativních kritérií a optimalizace prostředků pro vysokorychlostní přístupové sítě, NPV 1ET300750402

04.06.2004: PROJEKT
Omezující faktory při širokopásmovém přenosu signálu po metalických párech a vzájemná koexistence s dalšími systémy, GA102/03/0434

Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

NAVRCHOLU.cz

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.