Общая классификация xDSL технологий

Основные виды xDSL технологий:

- симметричная технология SHDSL(TC-PAM) 10 Мбит/с;

- асимметричная технология ADSL (DMT) 48 Мбит/с;

- высокоскоростная технологияVDSL(OFDM) 100 Мбит/с.

19. Какие компоненты сети ISDN вы знаете? Какие службы доступа используется в сети ISDN?

Integrated Services Digital Network (сеть с интегрированными цифровыми услугами) предназначена для одновременной передачи голоса, данных, видео и др. вида трафиков.

Основные принципы Интегрированной Сети с предоставлением комплексных услуг:

- ISDN должна поддерживать ряд речевых и неречевых приложений. Интеграция служб для ISDN осуществляется с помощью ограниченного набора типов соединений и интерфейсов «пользователь-сеть»;

- ISDN поддерживает различные приложения в том числе коммутируемые и некоммутируемые соединения. Коммутируемые соединения должны включать в себя соединения с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов;

Компоненты сети ISDN

LT: Линейное окончание; устройство на телефонной станции завершает канал ISDN ;

NT1: Сетевое окончание 1: устройство, устанавливаемое в помещении пользователя (завершающее канал ISDN), выполняет функции физического уровня, такие как синхронизация изменений (переходов) сигнала; преобразует 2-проводный U-интерфейс в 4- проводный S/T-интерфейс;

NT2: Сетевое окончание 2; интеллектуальное устройство, устанавливаемое в помещении пользователя, выполняет функции уровня звена данных и сетевого уровня;

NT: Сетевое окончание; устройство, выполняющие комбинированные функции NT1 и NT2;

TA: Терминальный адаптер; устройство, обеспечивающее подключение не-ISDN оборудования к линии ISDN;

TE: оконечное оборудование; пользовательский терминал, который обеспечивает телефонную связь или передачу данных и поддерживает обработку протоколов, функции технического обслуживания и др.;

TE1: Оконечное оборудование, предназначенное для непосредственного подключения к сети ISDN (т.е. цифровой телефон ISDN);

TE2: Оконечное оборудование, не являющееся ISDN-оборудованием.

Типичная конфигурация для доступа на базовой скорости передачи ISDN по отношению к функциональным группам показана на рисунке и имеет следующие интерфейсы:

U: полнодуплексный 2-проводный интерфейс, использующий метод эхо-компенсации между NT1 и LT1 для ISDN с базовым доступом. В большинстве стран на этом интерфейсе используется линейный код 2B1Q.

T: 4-проводный интерфейс между NT1 и NT2

S: 4-проводный интерфейс, соединяющий NT (или NT2) с TE (TA)

R: Не-ISDN интерфейс между не-ISDN совместимым терминалом и TE2

Службы сети ISDN

ISDN BRI - Basic Rate Interface интерфейс базовой скорости, главным образом предназначен для конечных пользователей;

ISDN PRI - Primary Rate Interface интерфейс первичной скорости, главным образом предназначен для операторов связи.

ISDN- BRI: B-канал, пропускной способностью 64 кбит\с, используется для передачи информации, необходимой службам ISDN; D-канал, пропускной способностью 16 кбит\с используется в основном для передачи сигналов между пользователем ISDN и самой сетью ISDN. Он может также использоваться для передачи данных в сетях с коммутацией пакетов IP, X.25. Общая пропускная способность ISDN BRI составляет 144 кбит\с, а с учетом дополнительных битов (не несущих информацию) общая скорость составляет 192кбит\с.

ISDN- PRI (Европа, Украина и др.): 30 В - каналов, с пропускной способностью 64 кбит\с; 2 D-канала с пропускной способностью 64 кбит\с; Общая пропускная способность 30B +2D-2048 кбит\с. (30*8B+8D+8F)*8K = 2.048 Mbps Америка и Япония: 23B + D (23*8B+8D+1F)*8K = 1.544 Mbps

Физический уровень ISDN: BRI physical-layer specification: ITU-T I.430. PRI physical-layer specification: ITU-T I.431.

Канальный уровень ISDN: LAPD (Link Access Protocol) протокол сигнализации. ITU-T Q.920, Q.921, Q.922, Q.923.

Сетевой уровень ISDN: ITU-T Q.930 ( I.450). ITU-T Q.931 (I.451).

Услуги сети ISDN

Основные услуги: Аудио 3.1 кГц Цифровые Речь 3,1 кГц Пакетный режим. Услуги телесервиса: Телефакс Телетекс 64 кбит/с ISDN телефон 3.1 кГц Видеотекс Телефакс Видеотелефония. Дополнительные услуги: Переадресация вызова Удержание вызова Ответ при занятой линии Пропускная способность по требованию

Преимущества ISDN по сравнению с обычными телефонными сетями и сетями передачи данных: - высокое качество;

- надежность и конфиденциальность связи – улучшенная помехоустойчивость передачи речи благодаря цифровому кодированию; - мгновенное соединение с абонентом; - возможность одновременно вести телефонные переговоры и передавать данные; - подключение к сети ISDN по обычной медной паре; - возможность содержать на одной ISDN-линии до восьми аппаратов с индивидуальным номером; - удаленная служба безопасности и теленаблюдение; широкий выбор дополнительных видов услуг.

20. Какие вы знаете виды линейного кодирования? Как можно использовать линейное кодирование для защиты информации?

Код без возвращения к нулю -Non Return to Zero (NRZ) представляет собой обычную двоичную последовательность и код является простейшим линейным кодом, широко применяемым на практике.

В коде с возвращением к нулю -Return to Zero (RZ)единица передается импульсом вдвое меньшей длительности, затем происходит возврат к нулевому уровню на оставшееся время посылки. Он также имеет две разновидности- биполярный RZ код и униполярный RZ код.

Код с чередующейся полярностью импульсов (ЧПИ) - Alternate Mark Inversion (AMI)- биполярный код, представляющий одну из разновидностей троичного кода: нулям соответствует отсутствие импульса, а единицам - попеременно чередующиеся прямоугольные импульсы отрицательной и положительной полярности. Так как постоянная составляющая импульсной последовательности равна нулю, то возможна передача по линиям, содержащим разделительные трансформаторы.

Широкое распространение получил код высокой плотности следования единиц КВП-3 - High-Density Bipolar (HDB-3).Принцип построения кода такой же, как и кода с AMI, до тех пор, пока между двумя единичными символами не появится более трех следующих подряд нулевых символов. При этом каждая последовательность из четырех нулевых символов (0000) в исходном двоичном коде заменяется на вставку, содержащую как нули, так и единичные импульсы запрещенной полярности для своей позиции, которые исключаются на приемной стороне.

Кодирование 2B1Q.

Алгоритм линейного кодирования 2B1Q (2 Binary – 1 Quaternary) был первоначально предложен для использования в качестве протокола физического уровня в точке сопряжения U для BRI интерфейса сети с интеграцией служб ISDN (Integrated Services Digital Network).

Алгоритм кодирования 2B1Q представляет собой один из вариантов реализации алгоритма цифровой амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) с четырьмя уровнями выходного напряжения без возвращения к нулевому уровню.

Для формирования линейного кода входной информационный поток делится на кодовые группы по два бита в каждой. Первый бит определяет знак символа, а второй – уровень символа.

Поскольку в данном случае двум битам сигнала ставится в соответствие один кодовый символ, информационная скорость (data rate - скорость передачи данных) вдвое превышает символьную скорость (symbol rate).

Кодирование ТС-РАМ.

Современный тип кодирования TC-PAM обладает наилучшими на сегодняшний день характеристиками дальности и электромагнитной совместимости при работе на однопарных абонентских линиях. TC-PAM расшифровывается как Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation (импульсная амплитудная модуляция с треллис-кодированием). Суть данного метода кодировки состоит в увеличении числа уровней (кодовых состояний) с 4 (как в 2B1Q) до 8, 16, 32-х и применении специального механизма коррекции ошибок.

Кодирование QAM.

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции QAM

(Quadrature Amplitude Modulation) представляет собой разновидность многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции.

При этом алгоритме передаваемый сигнал кодируется одновременными изменениями амплитуды синфазной (I) и квадратурной (Q) компонент несущего гармонического колебания (fc), которые сдвинуты по фазе друг относительно друга на п/2.

Результирующий сигнал Z формируется в результате суммирования этих колебаний.

Кодирование CAP. Амплитудно-фазовая модуляции без несущей САР (Carrierless Amplitude-Phase Modulation) представляет собой одну из разновидностей алгоритма QAM, его особенность заключается в специальной обработке модулированного информационного сигнала перед передачей. Несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 и 128 состояниями. Перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая наибольшую энергию, «вырезается» из сигнала,

а на приеме – восстанавливается микропроцессором приемника.

Алгоритм дискретной многотоновой модуляции DMT (Digital-Multi-Tone) построен по принципиально иной, чем у представленных выше алгоритмов, схеме. В отличие от алгоритмов QAM, данный алгоритм использует не одну, а группу частот несущих колебаний. При использовании этого алгоритма модуляции весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4,3125 кГц. Каждая поднесущая модулируется по обычной схеме модуляции (например, квадратурная амплитудная модуляция)

Алгоритм ортогонального мультплексирования с разделением частот OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) является вариантом алгоритма DMT. В отличие от DMT, алгоритм OFDM использует единое значение спектральной эффективности для всех частотных каналов и близко расположенные ортогональные поднесущие. Основные принципы и методы, в соответствии с которыми производится формирование линейного кода OFDM, соответствуют алгоритму DMT.

Линейное кодирование может выполнять функции защиты данных. Например, не зная настройки DMT для конкретного соединения, злоумышленнику будет проблематично производить съем информации. Так как пара устройств для имеющегося канала связи может установить индивидуальную настройку для каждой из поднесущих. Общее количество вариантов настройки велико, а измерить точную характеристику канала между двумя устройствами находясь, например, посередине канала не удастся.

21. Какие главные факторы влияют на качество работы оборудования хDSL? Каким параметром определяется качество работы канала связи?

факторы влияния на качество работы канала связи:

- ширина полосы пропускания каналов КЛС;

- величиной затухания КЛС;

- влияние помех и искажений;

- радиочастотная интерференция;

- групповое время задержки.

факторы влияют на качество работы оборудования хDSL:

Главным показателем качества работы DSL-оборудования по методике FSAN является параметр NM — Noise Margin (запас по шуму) для восходящего (upstream) и нисходящего (downstream) потоков.

Этот показатель определяет помехоустойчивость аппаратуры при воздействии на нее тех или иных мешающих факторов, таких как наводки на ближнем и дальнем концах линии, собственный шум линии и т. д.

Одним из важных показателей любой ЦСПИ является величина вероятности ошибок, возникающих при передаче информации по КЛС.

22. Какими главными требованиями должно обладать оборудование хDSL?

Сеть проводного доступа представляет собой среду с внешними воздействиями и большинство стандартов физического уровня для DSL оборудования включает несколько основных требований, призванных обеспечить надежную передачу данных и взаимодействие между оборудованием различных производителей:

• Тестирование абонентских линий — определение состава и топологии.

• Перекрестные помехи и запас по помехоустойчивости в установившемся режиме.

• Скорости передачи данных (линейная и только полезная нагрузка).

• Запас по устойчивости к импульсным помехам и шумам из-за переходных процессов.

• Ограничения спектральной плотности мощности передатчика.

• Потери на отражение (для обеспечения хорошего согласования линии и передачи мощности сигнала).

• Симметрия линейного интерфейса.

• Цикловая синхронизация и скремблирование данных.

• Время ожидания (для минимизации задержки).

• Дрожание и смещение (для минимизации потери данных).

• Протоколы запуска (подтверждение установления связи).

• Линейное кодирование (эффективное соотношение бит/с к Гц).

• Режим одновременной двусторонней передачи.

• Упреждающая коррекция ошибок.

• Вложенные операции и обслуживание.

23. Какова общая структура сети связи Украины? Какие типы кабельных линий вы знаете? Какова их конструкция? Каковы угрозы для информации в проводной сети доступа?

Если рассматривать 7 уровневую модель взаимодействия открытых сетей ВОС (OSI – Open System Inteconnect), то xDSL – это технология передачи физического уровня, предоставляющая удобную высокоскоростную среду для протоколов более высоких уровней, включая доступ в Интернет.

Применение этой технологии позволяет не только увеличивать число речевых каналов, но предоставить абонентам телекоммуникационной сети новые виды услуг.

Применение xDSL-технологии для уплотнения абонентских (АЛ) и соединительных линий (СЛ) для цифровой речевой связи и передачи данных является актуальной задачей развития телекоммуникаций.

Единая национальная сеть связи Украины (ЕНССУ) – это комплекс технологично соединенных сетей электросвязи на территории Украины, который объединен централизованным управлением.

ЕНССУ основывается на первичной сети, которая представляет, в свою очередь, общегосударственную сеть типовых каналов и сетевых трактов.

В соответствии со сложившейся структурой первичная сеть ЕНССУ разделяется на магистральную, внутризоновую и местные первичные сети.

Наиболее разветвленной первичной сетью является сеть национального оператора связи ОАО «Укртелеком», которая включает в себя 15,438 тыс. км оптоволоконных линий связи (ОЛС) и 77,385 тыс. км кабельных линий связи (КЛС).

Конструкция КЛС

Симметричные кабели:

а — в пары:

б — в звёздные четвёрки;

в — в двойные парные, четвёрки;