Публикации



Широкополосный доступ на медных кабелях
И. В. Никольский, продукт-менеджер группы компаний НАТЕКС, 2006-01


Предоставление новых услуг – доступа в Internet, VoD (видео по запросу), VoIP (голос через IP ), теле- и радиопрограммы, доступ к музыкальным архивам и другим сетевым ресурсам - позволяет оператором связи привлечь новых абонентов и увеличить прибыль, получаемую с одной телефонной линии.

Для предоставления новых услуг требуется создать широкополосный канал связи от оператора к абоненту, т. е. сеть широкополосного абонентского доступа. В целях ее построения используется множество различных технологий, но ADSL является наиболее экономичной и простой в развертывании. Однако существующая кабельная инфраструктура не всегда позволяет предоставлять современные услуги в полном объеме. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Требуемая полоса пропускания канала связи.

Каждая из основных услуг (передача видео, данных, VoIP-трафика) требует различной пропускной способности канала. Так, для полноценной передачи одного канала видео, упакованного алгоритмом MPEG-2, необходимо организовать канал 6 Мбит/с. Если предположить, что члены среднестатистической семьи могут одновременно смотреть 3 разных передачи, то эта услуга потребует канал 18 Мбит/с. Услуга по соединению ЛВС предприятий нуждается в предоставлении канала в среднем от 1 до 10 Мбит/с, однако, организованное соединение должно быть прозрачно для передачи тэгов 802.1q , необходимых для нормальной работы корпоративной сети.

Для пакетной телефонии VoIP важны не высокие скорости канала связи, а минимальные задержки в передаче пакета. Для предоставления пакета услуг Triple Play (видео, голос, данные) оператору необходимо организовать канал с пропускной способностью, достаточной для передачи суммарного трафика с механизмом управления очередью пакетов. Помимо обеспечения высокой моментальной скорости передачи пакета от сервера до клиента, каналообразующее оборудование должно гарантировать его своевременную доставку. Так как для обеспечения совместимости с любым абонентским оборудованием в DSL передаются ATM-ячейки, требуется согласовать метки приоритета кадров Ethernet и ячеек ATM .

 

Требуемые характеристики канала связи

Услуга

Полоса пропускания ( Downstream)

QoS

Прозрачная передача тэгов
"
dot q"

Требуемое число виртуальных соединений (PVC)

Доступ в Интернет

32 кбит/с – 8 Мбит/с

Не требуется

Не требуется

1

Соединение корпоративных ЛВС

1 – 10 Мбит/с

Не требуется

Обязателен

1

VoD , ТВ

6 Мбит/с на канал

Не требуется

Не требуется

1

VoIP

24 кбит/с на канал

Обязателен

Не требуется

1

Доступ в Интернет + VoD (ТВ)

512 кбит/с - 3 Мбит/с + 6 (18) Мбит/с

Обязателен

Не требуется

2

Доступ в Интернет + VoD + VoIP

512 кбит/с - 3 Мбит/с + 6 (18) Мбит/с + 2 х 24 кбит/с

Обязателен

Не требуется

3

Доступ в Интернет + соединение корпоративных ЛВС+VoIP

1 Мбит/с + 1- 10 Мбит/с + 8 х 24 кбит/с

Обязателен

Обязателен

3 - 8

Современное оборудование доступа, как правило, поддерживает одно, реже два виртуальных соединения для трафика с разным приоритетом, но как видно из таблицы этого недостаточно для большинства приложений. Виртуальное соединение в DSL - это отдельный, выделенный канал, обладающий такими характеристиками как полоса пропускания, скорость (пиковая и гарантированная) и рядом других. В современных системах доступа, не имеющих ATM Up-link , он существует только в DSL -линии и преобразуется в кадры Ethernet с поддержкой или без поддержки "dot q". При этом для трафика разного назначения формируется собственный виртуальный канал, терминирующийся на абонентской стороне на выделенный порт Ethernet ADSL -модема.

Из таблицы видно, что для предоставления таких услуг широкополосного доступа как видео по запросу или ТВ поверх DSL, технологии ADSL недостаточно. Требуется более высокая скорость, реализуемая в ADSL 2+. Станционное оборудование IP DSLAM и, что не менее важно, абонентский DSL-модем должны иметь механизмы обработки трафика разного приоритета. Сочетание этих двух факторов дает возможность предоставлять широкополосную услугу, конечно, если это позволит длина абонентской линии.

Абонентская линия

Двухпроводная абонентская линия – определяющий фактор, влияющий на скорость передачи и пропускную способность канала связи. Чем она длиннее, тем меньшую скорость в канале связи можно получить. Это связано с тем, что при увеличении скорости увеличивается верхняя граница спектра сигнала, а также на более высоких частотах кабель имеет большее рабочее затухание. Зависимость скорости работы различных технологий от длины абонентской линии приведена на рисунке 1. График построен для абонентского кабеля диаметром 0,4 мм при нормальном уровне наведенных шумов для европейской модели FSAN (Full Service Access Network):
уровень шумов на стороне DSLAM - 40,1 дБм;
уровень шумов на стороне ADSL -модема - 49,7 дБм.

Рис. 1. Зависимость скорости соединения от длины абонентской линии для разных технологий ADSL

Проанализируем график и оценим возможность предоставления услуги широкополосного доступа (ШПД).

Рассчитаем процент абонентов АТС на 1000 номеров, которым может быть предоставлена услуга ШПД. Для этого рассчитаем площади окружностей радиусом 1,3; 2,3; 3 и 5 км соответственно. Вычислим площадь сегментов и построим диаграмму (рис. 2).

Рис. 2. Расположение абонентов АТС и процент потенциальных пользователей ШПД

Из рис. 2 видно, что оказать полноценную услугу широкополосного доступа 64% абонентов (640 человек) невозможно. Конечно, на практике максимальная длина абонентской линии может быть меньше 5 км, и плотность населения неравномерной (более высокой рядом с АТС и уменьшаться по мере удаления от нее). Но число неохваченных услугой пользователей все равно будет большим.

Для уменьшения числа "неохваченных" пользователей оператор должен стремиться минимизировать длину абонентской линии. Для этого требуется реорганизация сети абонентского доступа и перевод ее от радиальной к древовидной топологии. В этом случае центральный узел агрегирует сетевой трафик и имеет основную номерную емкость, в то время как аппаратура мультисервисного доступа раздает основные услуги (голос, видео, данные) абонентам. Структура сети представлена на рис. 3.

Рис. 3. Увеличение числа потенциальных потребителей услуги ШПД

Каждый из узлов мультисервисного доступа FlexGain Access подключается к центральному узлу по интерфейсу V5.2 или используя протокол VoIP . Один из этих стыков необходим для предоставления телефонного номера тем абонентам, которые пока не собираются подключать услугу широкополосного доступа, но хотели бы воспользоваться ею в дальнейшем. Одновременно, узел FlexGain Access подключается в сеть передачи данных оператора несколькими интерфейсами Fast/Giga Ethernet и организует широкополосный канал по медным парам по ADSL/ADSL2/2+.

Как видно из рисунка 3, выбранная при первоначальном расчете пятикилометровая зона распределения абонентов может быть практически полностью охвачена широкополосной услугой высокого качества.

Автор И. В. Никольский. Продукт-менеджер группы компаний НАТЕКС
Журнал "Вестник связи", №1, 2006