Публикации



ЦИФРОВИЗАЦИЯ ОТДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ:
РЕШЕНИЯ КОМПАНИИ "НАТЕКС"

Первая Миля, 2007-11


Программа подключения всех российских школ (приоритетный национальный проект "Образование") к Интернету стала мощным стимулом не только для появления новых технологий собственно в школах, но и для цифровизации связи в сельских районах, где расположены школы. Причем более чем в 28 тыс. из 41 тыс. сельских школ установлено каналообразующее оборудование производства российских компаний. И значительная их доля принадлежит безусловному лидеру в области отечественной "сельской связи" - компании "Натекс". В подключении участвовало около 15 тыс. школ, поставили около 30 тыс. устройств. Это дало компании увеличение объемов производства оборудования в восемь раз.

Задачи обеспечения широкополосного доступа по существующим проводным каналам связи (зачастую - плохого качества) решаются путем замены существующего каналообразующего оборудования на современные DSL-системы. Ключевой элемент современных сетей проводного широкополосного доступа для цифровизации сельских районов - SHDSL-модемы, поскольку именно они формируют высокоскоростные каналы передачи. В решениях компании "Натекc" используются SHDSL-модемы семейства FlexDSL Оrion2 (рис. 1). Серия оборудования F1ехDSL_ Orion2 создавалась для организации высокоскоростных цифровых каналов на существующем медном кабеле. Высокая скорость работы, возможность увеличения длины регенерационного участка за счет снижения линейной скорости, гибкое распределение канальных интервалов между сетевыми интерфейсами - все это позволяет вписать FlexDSL Orion2 в любую транспортную кабельную инфраструктуру предприятия связи с наибольшей эффективностью капиталовложений. Недавно это семейство пополнилось новыми SHDSL.bis-модемами Orion2 +, характеристики которых достаточно уникальны.

Типовая схема подключения сельской школы к транспортной сети (а) и решение НАТЕКС (б)
Рис. 1. Типовая схема подключения сельской школы к транспортной сети (а)
и решение "НАТЕКС" (б)

Напомним, стандарт G.shdsl (IТU Rec. G.991.2) был принят IТU-Т в феврале 2001 года (первая редакция), после чего обновлялся. Стандарт описывает симметричную технологию передачи данных по одной медной витой паре. На физическом уровне он основывается на импульсной амплитудной модуляции с решетчатым кодированием (ТС-РАМ - Trellis Codet Pulse Amplitude Modulation), которая обеспечивает высокую спектральную эффективность передачи данных. Если редакция стандарта ITU-T G.991.2 2003 года (декабрь) предусматривала до 32 уровней ТС-РАМ (5 бит на модуляционный символ - 32-РАМ), то последующее развитие стандарта (G.shdsl.bis) допускает 64- и 128-уровневую модуляцию. Вкупе с рядом других особенностей (адаптивная подстройка скорости, поддержка пакетов в полезной нагрузке, т.е. возможность непосредственной трансляции пакетов Ethernet и т.п.) новая технология прочно завоевала доминирующее положение среди производителей оборудования широкополосного доступа.

Улучшенная схема кодирования ТС-РАМ-64/128 обеспечивает дальность передачи больше, чем у технологии VDSL/ADSL. В отличие от VDSL, G.SHDSL спектрально совместим с ADSL благодаря небольшому уровню шумов и перекрестных помех между кабелями. Поэтому оборудование G.SHDSL может работать в одном и том же кабеле с устройствами ADSL, HDSL, HDSL2 и IDSL.

Технология SHDSL, в том числе с расширенной схемой модуляции, реализована в модемах FlexDSL Orion2 компании "Натекс". В ноябре 2007 года компания объявила о выпуске новой версии модема Orion2+, обеспечивающего скорость до 11,4 Мбит/с (см. таблицу).Более совершенные модели Orion2+ с улучшенными чипсетами обещают скорости до 15,2 Мбит/с (рис. 2, 3).

Дальность работы модемов Orion2+ по кабелю ТПП-0,4 в зависимости от скорости соединения и наличия шумов

Дальность работы модемов Orion2+ по кабелю ТПП-0,4 в зависимости от скорости соединения и наличия шумов

Пример зависимости длины регенерационного участка в зависимости от скорости передачи и типа кабеля. Данные ориентировачные, поскольку не указан точный тип модема, уровень шумов, параметры кабеля и т.п.
Рис. 2. Пример зависимости длины регенерационного участка в зависимости от скорости передачи и типа кабеля. Данные ориентировачные, поскольку не указан точный тип модема, уровень шумов, параметры кабеля и т.п.

Зависимость расстояния передачи от скорости данных с различным уровнем TC-PAM-кодирования для кабеля с диаметром сечения 0,4 мм (AWG 26). По данным www.nateks.ru
Рис. 3. Зависимость расстояния передачи от скорости данных с различным уровнем TC-PAM-кодирования для кабеля с диаметром сечения 0,4 мм (AWG 26). По данным www.nateks.ru

Немаловажная особенность стандарта G.SHDSL - он позволяет использовать репитеры в канале передачи данных. Компания "Натекс" выпускает ряд регенераторов, существенно увеличивающих дальность работы модемов (рис. 4).

Линейные регенераторы FlexDSL Orion выпускаются в различных вариантах конструктивного исполнения, для одной или двух пар кабеля, с возможностью подачи дистанционного питания по одной или двум парам. Корпус регенераторов - пластиковый или силуминовый, с классом защиты IP-65. Возможен и стальной корпус MGS-4 - CASE.

Линейный тракт с регенераторами
Рис. 4. Линейный тракт с регенераторами

Таким образом, при замене на линейном тракте оборудования ИКМ-30/15 на SHDSL.bis - модемы возможно увеличить пропускную способность линии с 2,04 Мбит/с (2 Мбит/с для ИКМ-15) до 5,7 - 11,4 Мбит/с и выше, в зависимости от типа и от состояния кабеля. Отводя 2 Мбит/с для потока Е1, остальную часть полосы пропускания канала можно использовать для доступа в Интернет, предоставления медиа-услуг и т.п. При необходимости, возможно увеличить длину регенерационных участков за счет снижения скорости передачи.

Помимо собственно каналообразующего оборудования, необходимо организовать стыковку с существующей транспортной сетью. Для этого предусмотрен ряд решений.

Зачастую в существующей сети со стороны сельской АТС нет оборудования ИКМ-30/15 или его нельзя использовать. Тогда для подключения координатно-шаговых АТС типа АТСК 50/200 (наиболее типичные для сельских сетей связи) к районным цифровым АТС посредством потока Е1 предназначены TDM-мультиплексоры серии Nateks MMX (рис.5). АТСК 50/200 оснащены двунаправленными универсальными соединительными линиями (СЛ). Мультиплексор преобразует телефонный трафик с этих СЛ в поток Е1, поддерживая при этом декадный способ набора и сигнализацию по одному и двум выделенным сигнальным каналам. О начале поставок наиболее современного мультиплексора MMX-SC-8 компания объявила в апреле 2007 года.

Подключение АТС АТСК 50/200 к цифровой районной АТС при помощи оборудования Nateks-MMX
Рис. 5. Подключение АТС АТСК 50/200 к цифровой районной АТС
при помощи оборудования Nateks-MMX

В тех случаях, когда необходимо подключаться к существующей цифровой сети, построенной на аппаратуре цифрового уплотнения ИКМ-15, используется конвертер-мультиплексор ИКМ-15 (ИКМ-15КМ). Он позволяет подключаться к различным версиям аппаратуры ИКМ-15 "ИВА", "КЕДР" и АТС "СОСНА". Конструктивно ИКМ-15КМ выполнен как MiniRack высотой 1U со свободным слотом для установки стоечного модуля. В качестве стоечных модулей могут использоваться модемы FlexDSL Orion2 и другое каналообразующее оборудование. Мультиплексор позволяет выделять необходимое число тайм-слотов потока ИКМ-15 для передачи Ethernet-трафика (через Ethernet-порт).

Для трансляции Интернет-трафика по уже существующим системам передачи Е1, замена которых невозможна (например, транспортная сеть основана на ВОЛС или радиорелейной линии), используются конвертеры интерфейсов FlexCON (рис. 6). Они позволяют добавлять пакеты Ethernet в свободные каналы потока Е1. На удаленной стороне поток должен быть разделен таким же конвертером.

Организация канала передачи данных поверх сети Е1 при помощи оборудования FlexCON
Рис. 6. Организация канала передачи данных поверх сети Е1
при помощи оборудования FlexCON

Для организации точек доступа в Интернет (или к иным мультимедийным сервисам) используется технология ADSL. Для формирования потоков ADSL применяются мультиплексоры цифровых абонентских линий с поддержкой протоколов IP (IP DSLAM). Компания "Натекс" производит линейку подобных устройств FlexGain Access. IP DSLAM FlexGain Access позволяет концентрировать трафик пользователей и передавать его на один или несколько внешних интерфейсов с функциями контроля полосы пропускания для обеспечения качества сервиса (QoS). Встроенный Ethernet-коммутатор второго уровня способен работать с метками VLAN для объединения нескольких портов в виртуальную локальную сеть. Устройства снабжены встроенными сплиттерами. Причем специально для задач с малым числом абонентов выпускаются относительно недорогие IP DSLAM, оснащенные картой на 8/16 ADSL-портов.

Описанные устройства семейства FlexDSL можно рассматривать как часть универсальной платформы FlexGain, которая позиционируется компанией "Натекс" как базис для ряда своих решений. В состав платформы входит набор шасси с различным числом слотов (от 1 до 14) для блоков питания, управления и модулей расширения. Кроме того, платформа включает собственно модули резервируемого блока питания, управления, модемов FlexDSL, оптических мультиплексоров FOM, аппаратуры абонентского уплотнения, конвертеров интерфейсов и др.

Таким образом, компания "Натекс" предлагает широкий спектр решений для построения систем широкополосного проводного доступа, постоянно развивая и совершенствуя свои продукты. Их эффективность получила подтверждение при реализации национального проекта "Образование". Аналогичные подходы могут успешно применяться во многих других задачах.

ИСТОЧНИКИ

    1. Никольский И. В. Обзор оборудования для решения задач Национального проекта "Образование". - Доклад на конференции "Кабели и линии связи", Анапа, 2007
    2. Материалы www.nateks.ru

С. Иванов

Журнал "Первая Миля", №3/2007