Модемы для физических линий
В табл. 3.1 проиллюстрированы требования к скорости передачи при организации доступа к сетям связи. На сегодняшний день наиболее распространенными скоростями включения в сеть являются потоки от 64 кбит/с до 2 Мбит/с.
Таблица 3.1. Рекомендации по скорости передачи при включении в сеть
|
Приложения |
Требуемая скорость |
|
|
Россия |
Европа |
|
|
Включение в сеть (индивидуальный пользователь) |
33600 бит/с |
до 2 Мбит/с |
|
Включение в сеть (корпоративный пользователь) |
1 28 кбит/с |
до 8 Мбит/с |
|
Соединение LAN- LAN |
128 кбит/с - 2 Мбит/с |
от 2 Мбит/с |
|
Организация сервера Internet |
от 128 кбит/с |
от 2 Мбит/с |
|
Уплотнение телефонных линий |
1 28 кбит/с - 2 Мбит/с |
- |
Рис.3.2. Подключение к сети передачи данных посредством модема для физических линий
Для организации высокоскоростного доступа по существующим медным линиям применяются модемы для физических линий. Необходимо отметить, что длина линий, по которым работают модемы, часто превышает обычную длину абонентских телефонных линий. Это связано с тем, что количество узлов сетей передачи данных обычно меньше, чем число телефонных станций. Поэтому абонент сети передачи данных подключается по прямому проводу, включающему собственно абонентскую линию, а также участок соединительной линии между АТС и узлом сети. Исходя из опыта, можно говорить о типовой длине медной линии от абонента до узла сети в 5-15 км.
Наиболее современные технологические решения, применяемые в модемах для физических линий, берут свое начало от технологий DSL (Digital Subscriber Loop). Термин DSL появился впервые в технологии ISDN (ЦСИО). Идеология построения сети ISDN сходна с обычной коммутируемой телефонной сетью, однако к абоненту подводится не аналоговый канал, как в обычной сети, а цифровой со скоростью от 64 до 144 кбит/с. Далее абонент может преобразовать этот поток в обычный телефонный (голосовой) канал или подключить к сети компьютер непосредственно "цифра к цифре".
При разработке технологии ISDN созданы комплекты микросхем и методы кодирования, позволяющие транслировать потоки 64 кбит/с, 128 кбит/с, 2 Мбит/с по обычным медным парам, которые ранее использовались для аналоговой передачи телефонного разговора.
Первая технология, которая может помочь использовать существующие линии связи для цифровой передачи со скоростью до 128 кбит/с, получила название DSL - цифровая абонентская линия (ЦДЛ)- В ходе разработки аппаратуры DSL создана технология линейного кодирования, называемая 2B1Q. Ее использование позволяет организовать дуплексную передачу информации со скоростью до 160 кбит/с на одной медной паре. Типичная дистанция (то есть максимальная длина линии, на которой может работать аппаратура) для этой технологии: 7,5 км при диаметре жилы кабеля 0,5 мм.
Очень важным аспектом для практического внедрения технологии DSL в сетях передачи данных стал тот факт, что крупнейшие производители интегральных микросхем наладили массовый выпуск комплектов БИС, реализующих технологию 2B1Q для скорости 160 кбит/с (так называемый U-chip). Следствием этого стала возможность разработки и производства модема для физической линии, основанного на тех же комплектах БИС, что и системы DSL для сети ISDN. Таким образом, новое поколение модемов получилось не только оптимальным по дистанции работы, но и существенно более экономичным с точки зрения себестоимости.
В табл. 3.2 приведены некоторые данные о различных модемах для физических линий. Как видно из таблицы, большинство изделий основано на технологии DSL и имеют схожие технические характеристики.
Таблица 3.2. Характеристики модемов для физических линий
|
Модель, проводность линии |
Скорость (кбит/с), полный дуплекс |
Расстояние, км |
|
|
Жила 0,4 мм |
Жила 0,5 мм |
||
|
Асинхронные |
|||
|
ЗелаксПлюс М-115А 4-проводная |
115,2 |
3,5 |
4,8 |
|
Синхронные |
|||
|
Taicom/Nateks NTU- 1 28 2-проводная |
128 |
5,0 (20,0*) |
7,5 (30,0*) |
|
Ascom AM128000A 2-проводная |
128 |
4,7 |
|
|
RAD ASM-31 2-проводная |
128 |
5,4 |
8,2 |
|
Racal COM LIN К VI 4-проводная |
128 |
3 |
|
* с применением трех регенераторов
Типичным примером модема, основанного на технологии DSL, можно назвать аппаратуру NTU-128, производимую для российской компании НТЦ НАТЕКС заводами TAICOM DATA SYSTEMS. Дистанция работы этого модема в зависимости от диаметра жилы, пары, используемой для передачи приведена в табл. 3.3.
Модем NTU-128 поддерживает синхронный дуплексный обмен на скоростях от 48 до 128 кбит/с с пользовательскими интерфейсами V.24 (RS232), V.35 или G.703.
Конструктивное исполнение модемов - автономное, либо "стоечное", то есть модемные модули (до 16 шт.) устанавливаются в кассету стандартного размера 19". Оба исполнения модемов имеют ЖК дисплей для удобства конфигурирования и диагностики. Поскольку кассеты 19-дюймового стандарта часто монтируются в помещениях АТС, для них предусмотрено два варианта электропитания: 220 В и 60 В. Источник питания в кассете - резервированный, для повышения надежности.
Таблица 3.3. Дистанции работы модема NTU-128
|
Диаметр жилы кабеля, мм |
Допустимая длина линии, км |
|
|
без регенераторов |
с регенераторами |
|
|
0,4 |
5 |
40 |
|
0,5 |
7 |
56 |
|
0,6 |
13 |
104 |
|
0,9 |
22 |
176 |
|
1,2 |
30 |
240 |
Рис. 3.3. Внешний вид модема NTU-128
Однако, усовершенствование модемов, использующих технологию 2B1.Q, продолжается. До сих пор главным ограничением использования модемов для физических линий была ограниченная дистанция - около 7-10 км. В 1997 году, благодаря разработке интеллектуального регенератора, НТЦ НАТЕКС сумел существенно расширить диапазон использования модемов типа NTU-128. Устанавливая регенератор через каждые 7,5 км кабеля (для кабелей с диаметром жилы 0,5 мм), можно создать цифровые тракты протяженностью до 30 км!
Модемы для физических линий часто применяют для объединения локальных сетей удаленных офисов (см.
рис. 3.4). Если длина прямого провода, используемого для этой цели, превышает допустимые значения (см. табл. 3.3), по трассе прямого провода устанавливаются регенераторы. При этом в городах, где прямой провод проходит через кроссы нескольких АТС, регенераторы устанавливают в помещениях кроссов, электропитание (48 В или 60 В) подается от станционных батарей. Регенераторы могут быть смонтированы также в распределительных шкафах.
Рис.3.4. Применение модемов для физических линий для соединения ЛВС по прямым проводам
На пригородных направлениях актуальной задачей является организация цифровых трактов на магистральных кабелях типов МКСБ, КСПП и других, используемых как линейная среда для аналоговых систем передачи типов К-12, К-24, К-60. Магистральный кабель имеет достаточно толстую жилу (1,2 мм) и разбит на усилительные участки (для аналоговой аппаратуры) с установкой НУПов (необслуживаемый усилительный пункт) и/или ОУПов (обслуживаемый усилительный пункт). Пункты усиления располагаются каждые 15-25 км (в зависимости от типа аппаратуры). Модемы NTU-128 имеют регенерационные участки большей длины (см. табл. 3.3). Поэтому одна или несколько пар магистрального кабеля может быть использована для создания цифрового тракта с применением NTU-128 и установкой регенераторов в существующих НУПах. (см. рис. 3.5).
Рис. 3.5. Создание цифрового тракта на магистральном кабеле
Так как магистральная аналоговая аппаратура уплотнения обеспечивает дистанционное питание промежуточных усилителей, в НУПах, как правило, не предусмотрено электропитание. Для дистанционного питания регенераторов NTU-128 применяются блоки питания оборудования абонентского уплотнения TOPGAIN-4-NATEKS. Дистанционное питание подается с обеих сторон линии, обеспечивается электропитание до 4-х регенераторов с каждой стороны. На практике опробована установка 7-ми регенераторов с дистанционным питанием, при этом достигнута дальность работы 240 км (кабель МКСБ).
Существует ряд приложений, когда требуемая скорость передачи данных превышает 128 кбит/с, однако технология HDSL не применима из соображений необходимой дальности работы (HDSL, даже с технологией САР, обеспечивает меньшую дальность, чем NTU-128, из-за много большей линейной скорости).
В таких случаях применяют модемы для физических линий на скорость 384 кбит/с или 768 кбит/с. Такие модемы производятся фирмами Schmid Telecom, RAD, ASCOM, SAT, NATEKS. Дистанция передачи в них больше, чем в модемах HDSL, но ниже (на скоростях выше 128 кбит/с), чем в модемах DSL.
В табл. 3.4 приведена зависимость дистанции передачи от диаметра жилы и скорости передачи для модема NTU-384.
Таблица 3.4. Дистанция передачи у модема NTU-384
|
Диаметр жилы кабеля, мм |
Допустимая длина линии, км |
|
|
NTU-384 |
||
|
64 кбит/с |
384 кбит/с |
|
|
0,4 |
5,8 |
4 |
|
0,5 |
9 |
4,9 |
|
0,6 |
16 |
7 |
|
0,9 |
20,5 |
10 |
|
1,2 |
44 |
22 |
