Типовая схема соединения ADSL

Технология ADSL базируется на идее использовать существующую або­нентскую телефонную линию для обеспечения абонентов услугами широко­полосного доступа. При этом в технологию были заложены некоторые осно­вополагающие принципы:

1. В технологии предусмотрена организация асимметричного обмена данными.

Рис. 1.5. Преобразование телефонного соединения в соединение ADSL

2.При внедрении ADSL объем работ должен быть минимальным, посколь­ку технология ADSL изначально ориентирована на массовое внедре­ние этой технологии.

При любых нарушениях в оборудовании или сети NGN традиционная телефонная связь должна работать. В технологии используются существующие абонентские линии теле­фонной сети, в каком бы состоянии они не были.

На этих основаниях выросла вся структура технологии ADSL. На рис. 1.5 представлен процесс миграции обычной телефонной линии в систему або­нентского широкополосного доступа ADSL.

В основе типовой схемы абонентского подключения лежит использование принципа частотного разделения. Весь сигнал, PSD

передаваемый по або­нентской линии, делится в час­тотном диапазоне на три части (рис.1.6):

• диапазон передачи сиг­налов традиционной те­лефонии (POTS);
• диапазон для ADSL линия вверх (ADSL up);
• диапазон для ADSL линия вниз (ADSL down).

Асимметричный обмен пре­дусматривает, что скорость пе­редачи данных от абонента к узлу сети (линия вверх) будет заведомо меньше, чем ско­рость передачи от узла сети к абоненту (линия вниз). Поэтому для передачи данных по линии вверх отводится меньший частотный диапазон в телефон­ном канале. Технология ADSL занимает общий диапазон до 1, 1 МГц.

Сплиттеры представляют собой пассивные элементы, сделанные на ос­нове двух фильтров: фильтра высоких частот (ФВЧ) и фильтра низких частот

(ФНЧ) (рис.1.7). Их основное назначение - обеспечить разделение трафика ADSL и трафика традиционной телефонии/ISDN. Как следует из рис.1.6, сплит­теры не требуют для своей работы питания, так как представляют собой пас­сивные элементы. Поэтому даже в условиях отключения питания на стороне пользователя телефонная связь продолжает работать без сбоев.

Рис. 1.7. Пример ADSL с частотным уплотнением и сплиттером

ADSL как «заплаточная технология»

Завершая рассмотрение вопроса о структуре традиционной технологии ADSL, обратим внимание, что эта технология при всех ее преимуществах яв­ляется «заплаточной», т.е. представляется всего лишь промежуточным и вре­менным решением между существующими в настоящее время сетями теле­фонии и перспективными сетями NGN.

Действительно, удобство миграции абонентов из телефонной сети в сеть NGN, которое дает технология ADSL, неоспоримо. В том случае, когда або­ненту необходимо предоставить широкополосный доступ как можно быстрее и с минимальными издержками, технология ADSL почти не имеет конкурентов среди проводных решений.

В то же время стратегия развития NGN не связывает больших надежд с ADSL.

• Во-первых, даже для новой модификации технологии - ADSL2+ - техно­логия имеет ограничения на полосу передачи данных 34 Мбит/с, что меньше даже распространенного во всех офисах Fast Ethernet (100 Мбит/с). Новые услуги, в особенности IPTV, требуют большей полосы передачи (см. [1] глава 2). Таким образом, даже «выжимая» из абонентской линии все возможное, ADSL имеет свой теоретический предел и не может считаться перспективной с точ­ки зрения стратегии развития абонентского NGN.
• Во-вторых, технология ADSL имеет и практические ограничения. Связаны они с текущим состоянием кабельной сети операторов. ADSL позволяет вне­дрить услуги широкополосного доступа только на определенной части або­нентских кабелей. При достижении критического соотношения между теле­фонными пользователями и пользователями ADSL, абонентские пары ADSL на­чинают влиять друг на друга, так что во всех парах качество доступа уменьшается, и пропорционально уменьшается скорость передачи. Таким об­разом, опираясь на технологию ADSL, оператор изначально предполагает лишь частичное покрытие услугами широкополосного доступа абонентов телефон­ной сети. В то же время стратегия движения общества к «глобальной интерне­тизации» требует полного покрытия услугами все население.
• В-третьих, для сетей ADSL само покрытие услугами широкополосного дос­тупа является неравномерным. Как было показано в предыдущей лекции, для разных катего­рий пользователей допустимая скорость передачи данных может быть разной в зависимости от среднестатистического состояния кабельной сети и удален­ности абонента от узла связи. По мере удаления абонента от узла связи (места размещения DSLAM) скорость передачи уменьшается. По этой причине мно­гие европейские операторы, имеющие многолетний опыт внедрения ADSL, приняли стратегию на последовательное приближение DSLAM к абонентам, вплоть до размещения DSLAM в распределительных шкафах возле домов.
• В-четвертых, сама технология ADSL при всей своей эффективности опи­рается на исторически сформированное абонентское кабельное хозяйство. И в этом смысле качество самого ADSL оказывается удовлетворительным, но никак не превосходным. На ум приходит сравнение с заплатками на старом пальто: мы можем войти с технологией ADSL в эру NGN, но в приличное ин­формационное общество нас едва ли пустят дальше порога.

Единственное универсальное решение, которое имеет перспективу в NGN -перестройка абонентских кабельных сетей, т.е. полная реконструкция и созда­ние отдельной широкополосной абонентской сети. При этом состав абонентс­кой сети меняется качественно.

Если раньше абонентские кабельные сети ис­пользовали металлические кабели, то с появлением абонентских сетей NGN на­ступает эра оптики, и только оптические кабели могут обеспечить почти беско­нечный ресурс для любого перспективного развития абонентского NGN.

В настоящее время уже имеется целая концепция абонентских кабельных сетей нового поколения.

Связана она с семейством концепций FTTx, что в переводе означает «Оптика до...».

Соответственно, вместо х добавляются раз­личные пункты доведения оптического транспорта до пользователя:

• FTTB (Fiber То The Building) - оптическая система передачи до дома;
• FTTC (Fiber То The Curb) - оптическая система передачи до распределитель­ной коробки;
• FTTCab (Fiber То The Cabinet) - оптическая система передачи до распредели­тельного шкафа;
• FTTP (Fiber То The Premises) - оптическая система передачи до сегмента сети;
• FTTO (Fiber То The Office) - оптическая система передачи до офиса;
• FTTH (Fiber То The Home) - оптическая система передачи до квартиры;
• FTTU (Fiber То The User) - оптическая система передачи до конечного пользо­вателя.
• Fiber Transport To..., т.е. оптическая транспортная сеть до определенного пункта.

Различие концепций FTTx схематично представлено на рис.4.1, где пока­зано несколько вариантов реализации концепции FTTx.

Как видно из рисунка, в основе любой оптической сети доступа лежит взаимодействие элементов

• сетевого оптического окончания (Optical Line Terminal, OLT) и
• терминального оптического окончания (Optical Network Terminal, ONT).

В зависимости от раз­мещения ONT на разных участках абонентской линии доступа различаются технологии FTTx.

Именно концепия FTTx рассматривается как стратегическая перспектива для абонентской сети NGN.

Но здесь возникает вопрос, как скоро оператор может провести коренную модернизацию абонентских сетей.

Существующие абонентские сети создавались более 100 лет, и до сих пор в крупных городах можно найти кабели, проложенные в 1950-1960-х гг., а то и 1920-1930-х. Все эти кабели закладывались в системы городской канализации, разводились по зданиям и т.д. Чтобы повторить эту работу требуются десятилетия.

Поэто­му, с одной стороны, признавая, что кабельную сеть необходимо полностью переделывать, оператор, с другой стороны, должен понимать, что в ближай­шей перспективе это не реализуемо.

На этапе внедрения оптического кабеля до распределительной коробки (FTTC) техно­логия ADSL оказывается уже спорной, так как разводку кабеля по подъезду можно сделать обычной локальной СКС (Fast Ethernet), ADSL можно приме­нять и здесь, но только теоретически.

Окончательно ADSL устаревает, когда до каждого абонента доходит оптический кабель, но такое положение вещей можно сейчас считать очень далекой перспективой.

Второй пример последовательной динамики перехода в абонентской си­стеме с ADSL на FTTx представлен на рис.4.2.

Рис.4.2. Последовательное увеличение количество абонентов NGN и переход на FTTx

Здесь показан процесс эво­люции загрузки пучка абонентских линий. На первом этапе весь пучок реа­лизуется под задачи телефонной связи за исключением нескольких абонен­тов ADSL. Этот этап можно рассматривать как этап опытного внедрения технологии ADSL. По мере роста популярности услуг ADSL доля пар, исполь­зуемых для широкополосной передачи, растет. Наступает момент, который связан с состоянием пучка абонентских пар, когда абоненты ADSL начинают влиять друг на друга.

Собственно, явление переходных помех должно про­явиться уже на втором подключении абонента ADSL, но поначалу переход­ные помехи незначительно влияют на качество услуг.

Наконец наступает состояние, которое можно назвать максимальным процентом услуг ADSL в кабельной системе. После достижения критического соотношения между те­лефонными абонентами и абонентами ADSL в пучке (будем называть его V) любое новое подключение абонента ADSL приводит к существенному ухуд­шению качества для всех остальных абонентов ADSL. Пучок абонентских пар достигает своего «насыщения». Дальнейшее увеличение скорости передачи в нем невозможно и тогда требуется реконструкция абонентского кабеля на основе технологии FTTx.

Рассмотренный процесс развития также указывает на временный харак­тер технологии ADSL. Но он же раскрывает и всю перспективность ADSL как «заплаточной» технологии.

До тех пор, пока на пучках абонентских кабелей уровень использования ADSL не дойдет до определенной критической отмет­ки, внедрение FTTx оказывается необоснованным, поскольку коренная мо­дернизация кабельной сети не находит должного спроса у абонентов.