Символизъм

Цифрови абонатни линии (DSL œ Digital Subscriber Lines)

1. Въведение
2. Цифрова абонатна линия с висока скорост на битовете (HDSL - High bit

rate Digital Subscriber Line)

2.1 Еталонна конфигурация и функционално описание
2.2 Преносна среда
2.3 Електрически характеристики на DLL
2.4 Метод на предавана
2.5. Дистанционно захранване при HDSL

3. Симетрична цифрова наета линия с висока скорост на битовете,

използваща един кабелен чифт (SDSL œ Symmetrical single pair high bitrate
Digital Subscriber Line)

4. Асиметрична цифрова абонатна линия (ADSL - Asymmetric Digital

Subscriber Line)

4.1 Технологията на ADSL
4.2 Модулация при ADSL

5. Цифрова абонатна линия с много висока скорост (VDSL œ Very high-

speed Digital Subscriber Line)

5.1 Еталонна конфигурация
5.2 Честотен план и използвани честотни ленти
5.3 Модулационна схема с една носеща
5.4 Модулационна схема с много носещи

IDSL

7. RADSL

1. Въведение

Технологията DSL е съвременна технология, която използва

съществуващите абонатни линии с усукани телефонни чифтове за пренасяне
на данни с високи скорости, като например мултимедийни или видео
приложения, до абонатите на услугата. Родовият (generic) термин xDSL
обхваща редица подобни, но конкуриращи се DSL технологии, включващи
ADSL, SDSL, HDSL, HDSL-2, G.SHDL, IDSL, и VDSL.

Доставчиците на допълнителни услуги проявяват все по-нарастващ

интерес към тези технологии, тъй като те им дават възможност да постигнат
широколентов пренос на данни към разпръснати абонати със сравнително
малки промени в съществуващата инфраструктура на традиционните
далекосъобщителни оператори.

Услугите xDSL са индивидуален (dedicated) достъп точка-точка до

обществена мрежа чрез усукани медни двойки в абонатната мрежа (последната
миля - last mile) между централния офис на доставчик на мрежови услуги (NSP -
network service provider) и помещението на потребителя, или по локални мрежи,
създадени в рамките на здание или кампус. С увеличаване на популярността на
технологията DSL и спадане на цените на оборудването, тя с успех се използва
и за пренасяне и на трафик между централи на далекосъобщителни оператори.

2. Цифрова абонатна линия с висока скорост на битовете

(HDSL œ High bit rate Digital Subscriber Line)

Първоначално създадена от Bellcore, технологията High bit-rate DSL

(HDSL) е стандартизирана от ANSI в САЩ и от ETSI в Европа. Стандартът на
ANSI обхваща пренасяне на T1 по два усукани чифта със скорост на данните от
784 kbit/s по всеки чифт. Стандартът на ETSI [1] първоначално предвиждаше
два варианта за пренос на E1: по два чифта с по 1168 kbit/s на чифт и по три
чифта със скорост 784 kbit/s на чифт. Допълнително беше дефинирана
система, използваща само един чифт за преноса на 2320 kbit/s. Първите два
варианта използват кодиране 2B1Q (two Binary one Quaternary), докато третият -
CAP (Carrierless Amplitude/Phase modulation). Използва се също и метод за
цифрово премахване на явлението ехо.

HDSL е дефинирана и в препоръка на ITU-T G.991.1 [2].

HDSL е най-утвърдената от xDSL симетричните технологии, адресирана

по-скоро към бизнес приложения (в момента се предлага от БТК под формата
на цифрова наета линия). Тя е по-добър метод за осигуряване на Т1
(технология за пренос със скорост 1,544 Mbit/s) или Е1 (технология за пренос по
30 мултиплексирани канала, всеки със скорост 64 Kbit/s, т.е. обща скорост на
канала 2,048 Мbit/s) услуги по медни двупроводни кабели (усукана двойка). Тя
използва по-малка широчина на честотната лента и не изисква разполагането
на усилватели. При използването на авангардни модулиращи техники, HDSL
предава със скорост до 1,544 Mbit/s или 2,048 Mbit/s по абонатни линии с
дължина до около 3,6 км. При използването на усилватели, тази дължина може
да бъде увеличена.

Типични полета на приложение са:

- връзки в мрежи на учрежденски телефонни централи;
- клетъчни антенни станции;
- преносни системи от цифровия шлейф;
- пунктове за достъп в централите;
- Интернет сървъри;
- обособени частни мрежи за пренос на данни;

Тъй като HDSL е най-зрялата от хDSL технологиите със скорости над 1
мегабит, тя се използва в клиенски помещения за Интернет достъп и отдалечен
достъп до локални мрежи, но се очаква да отстъпи в близко бъдеще на ADSL и
SDSL.

HDSL II (High-bit-rate Digital Subscriber Line II – Второ

поколение цифрова абонатна линия с висока скорост на
предаване)

HDSL II е второ поколение, т.е. усъвършенствана версия на HDSL.
Разработването, предлагането и стандартизирането й цели постигането на три
задачи:

- осигуряване на пълна Т1 скорост (1,544 Mbit/s) по една двупроводна

медна линия при спектралния капацитет на HDSL;

- осигуряване на възможност за комуникиране между мрежите на

различни доставчици, т.е. независимост на доставчиците на услуги от
използваните от мрежовите оператори линийни и крайни трансивери;

- осигуряване на покритие за услугите на абонатна линия с дължина 3600

м.

HDSL II предлага същите възможности като HDSL, но по един меден чифт,

т.е. двупроводна линия. Освен това, за разлика от SDSL, HDSL II е
стандартизирана технология, която предоставя възможност на доставчиците на
услуги да избират мрежовия си оператор на базата на пазарно предлагане, а не
съобразявайки се с технически и технологични ограничения.

2.1 Еталонна конфигурация и функционално описание

Еталонната конфигурация на HDSL е показана на фиг. 1.

Цифровата секция за достъп (access digital section), използваща

технологията HDSL, се състои от редица функционални блокове. В зависимост
от броя на използваните цифрови абонатни линии (DLLs - Digital Local Lines)
напълно съоръжено ядро (core) на HDSL съдържа една двойка от HDSL
приемо-предавателя (transceiver pairs) със скорост 2320 kbit/s, две двойки
приемо-предавателя със скорост 1168 kbit/s, или две или три двойки приемо-
предавателя със скорост 784 kbit/s. Всички те са свързани с обща схемна част
(C). Ядрото на HDSL не зависи от приложенията. Възможно е да се работи и с
частично съоръжено ядро (например само една DLL със скорост 784 kbit/s.

Ако е необходим разширен обсег на предаване, ядрото на HDSL може да

включва като опция и регенератори (REGs).

Приложението е дефинирано чрез интерфейса (I) и чрез функциите

преобразуване и поддръжка (M œ mapping and maintenance).

Фиг.1 Еталонна конфигурация на HDSL

C -Common circuitry
H -HDSL Transceiver

I - Interface
DLL - Digital Local Line
M – Mapping
NTU - Network Termination Unit
R -Regenerator
LTU - Line Termination Unit

Функционалните възможности (functionalities) на интерфейсната (I) и

преобразуващата (M) части определят и потенциалните приложения на HDSL,
като например:



цифровата секция (digital section) на ISDN с първичен достъп (primary rate
access)



достъп до ONP (Open Network Provision) наети линии D2048U и D2048S със
скорост 2048 kbit/s



достъп със скорост 2 Mbit/s до SDH (Synchronous Digital Hierarchy) чрез TU-
12 (Tributary Unit-12).

Функционалните възможности от страна на централата образуват крайното

линийно устройство (LTU - Line Termination Unit), което действа като главна
станция (master) на подчинените (slave) функционалнивъзможности от страната
на абоната, които колективно образуват крайното мрежово устройство Network
Termination Unit (NTU).

За правилната работа на ядрото на HDSL са необходими следните

функции:

Функции на ядрото на HDSL LTU NTU/REG

Прозрачен пренос на рамките на сърцевината (144 байта за приложения ↔
с 2048 kbit/s)
Запълване и премахване на запълването

↔

Процедури CRC-6 и откриване на грешки при предаването                           ↔
Докладване на грешки                                                                                        ↔
Докладване на грешки                                                                                        ↔
Докладване на неизправностите

↔

Синхронизация на битовете

↔

Синхронизация на циклите

↔

Управление на автономното стартиране на приемо-предавателя на HDSL →
Шлейф за тестване и координация

→

Преобразуване на рамките на ядрото в рамки на HDSL

↔

Управление на канала за поддръжка

↔

Синхронизиране и координиране на приемо-предавателите на HDSL

→

Идентификация на чифтовете (достъпна само при приложения с 2048 kbit/s)↔
Коригиране идентификацията на чифтовете Заб.
Заб. œ Това е функция на NTU.

Функции,имащи отношение към дистанционното захранване LTU NTU/REG

Дистанционно токозахранване (optional)

→

Поддържащ ток (optional)

→

Прозрачен пренос на рамките на сърцевината (Transparent transport of core
frames) Тази функция осигурява двупосочно предаване на рамките на
сърцевината (core frames) œ например рамки с 144 байта при приложения с
2048 kbit/s.

Запълване и премахване на запълването (Stuffing and destuffing)

Тази функция осигурява синхронизиране на тактовия генератор на
приложението с тактовия генератор на HDSL приемо-предавателя. Това става
чрез добавяне на нула или два запълващи (stuffing) четвъртични символа
(quats) на HDSL рамка.

Процедури CRC-6 и откриване на грешки при предаването (CRC-6

procedures and transmission error detection)

Тази функция осигурява наблюдение върху грешките на HDSL приемо-
предавателя по време на всяка HDSL рамка. (CRC œ Cyclic Redundancy Check)

Докладване на грешки (Error reporting)

Тази функция осигурява докладване на откритите грешки с помощта на
процедурата CRC-6.

Откриване на неизправности (Failure detection)

Тази функция осигурява откриване на неизправност в приемо-предавателната
система на HDSL.

Докладване на неизправностите (Failure reporting)

Тази функция осигурява докладване на откритите неизправности с помощта на
съобщения в канала за поддръжка, реализиран например чрез битове в
служебната част (overhead bits) на рамката на HDSL.

Синхронизация на битовете (Bit timing)

Тази функция осигурява синхронизация на битовете (елементите на сигнала),
така че приемо-предавателят на HDSL да може да възстанови информацията
от сумарния (aggregate) поток на битовете.

Синхронизация на циклите (Frame alignment)

Тази функция осигурява информация, позволяваща на приемо-предавателните
системи на HDSL да възстановят рамката на HDSL и нейната служебна
информация (overhead).

Управление на автономното стартиране на приемо-предавателя на

HDSL (HDSL transceiver autonomous start-up control)

Тази функция осигурява възстановяване на работното състояние след
първоначалното пускане или след принудително спиране на приемо-
предавателната система на HDSL.

Шлейф за тестване и координация (Loopback control and coordination)

Тази функция осигурява активирането и освобождаването на шлейфа за

тестване в LTU, REG и NTU.

Преобразуване на рамките на ядрото в рамки на HDSL (Mapping

between core frames and HDSL frames)

Тази функция осигурява преобразуване на рамката на ядрото (т.е. с 144 байта
за приложения с 2048 kbit/s) и рамката на HDSL.

Управление на канала за поддръжка (Control of the maintenance channel)

Тази функция осигурява управление на канала за поддръжка, формиран от
служебните битове на рамката на HDSL.

Идентификация на чифтовете (Identification of pairs)

Тази функция осигурява маркирането на чифтовете на LTU/NTU (например за
2048 kbit/s приложения, използващи линийни кодове 2B1Q или CAP)
посредством два или три Z бита на чифт, позволяващи правилното
идентифициране на чифтовете.

Коригиране идентификацията на чифтовете (Correction of pair

identification)

Тази функция осигурява пренастройката на идентификацията на чифтовете в
случай на непреднамерената им размяна, открита от NTU.

Дистанционно токозахранване (Remote power feeding)

Тази допълнителна функция осигурява дистанционното захранване или на NTU
œ в случай че отсъства REG - или на REG от LTU чрез чифтовете.

Поддържащ ток (Wetting current)

Тази допълнителна функция осигурява провеждането на слаб ток през
чифтовете с оглед намаляване на ефекта от корозия на контактите.

2.2 Преносна среда

Преносната среда, която се използва от HDSL, е локалната абонатна

мрежа (local line distribution network). В локалната абонатна мрежа
потребителите са свързани с местната централа (local exchange) посредством
абонатни линии (local lines). Металните абонатни линии могат да пренасят
двупосочно и едновременно цифрова информация в подходящия HDSL
формат.

За да се опрости предоставянето на HDSL, цифровата преносна система трябва

да може успешно да работи с болшинството метални абонатни линии без да се
изисква каквото и да е кондициониране (conditioning). Ето защо ограниченията,
налагани от HDSL, са сведени до минималните, необходими за нормалната работа.

Минималните изисквания към цифровата абонатна линия (DLL - Digital Local

Line) с оглед прилагане на HDSL :



да няма Пупинови бобини (loading coils)



кабел само с усукани двойки или четворки



не е необходимо допълнително екраниране



когато има паралелни разклонения (bridged taps), техния брой трябва да
бъде ограничен до две, с дължина на всяко разклонение до 500 m.

Заб.: Паралелно разклонение (BT œ bridged tap) е несъгласувана секция от
усукан чифт, свързана някъде по линията.

Цифровата абонатна линия се състои от една или повече кабелни

секции, които са свързани помежду си. Общо представяне на физичния модел

на DLL е посочен на фигурата по-долу, а примерните физични характеристики
на кабелите, съгласно

препоръка G.960 [3], са дадени в таблица.

Разпределителният (distribution) кабел и магистралния (main) кабели
представляват каскада от кабелни секции с различни диаметри и дължини, като
се допускат две паралелни отклонения (BTs - bridged taps) в различни точки на
монтажния (installation) и на разпределителния кабели.

Installation Distribution Main Exchange
Cable

cable cable cable

SDP Subscriber Distribution Point
CPP Cross Connect Point
MDF Main Distribution Frame

2. Физичен модел на DLL за HDSL

Exchange

cable

Main cable

Distribution
cable

Installation
cable

Wire diameter
(mm)

0.5; 0.6; 0.32;

0.4

0.3-1.4

0.4; 0.5; 0.6;
0.8; 0.9; 0.63

Structure

SQ (B) or TP (L) SQ (B) or TP (L)

SQ (B) or TP
(L)

SQ or TP or
UP

Maximum
number of pairs

1200

2400 (0.4 mm)

4800 (0.32 mm)

600 (0.4 mm)

2 (aerial) 600
(in house)

Installation

underground in

ducts

underground
or aerial

aerial (drop) in
ducts (in
house)

Capacitance
(nF/km at 800
Hz)

55 ... 120

25 ... 60

35 ... 120

Wire insulation

PVC, FRPE

PE, paper pulp

paper, PE,
Cell PE

PE, PVC

TP Twisted Pairs                                       PE Polyethylene
SQ Star Quads                                          PVC  Polyvinylchloride Pulp
UP Untwisted Pairs                                   Pulp of paper
L Layer                                                      Cell PE Cellular Foam Polyethylene
B Bundles (units)                                       FRPE Fire Resistant PE
NOTE - This table is intended to describe the cables presently installed in the local loop.
Not all of the above cable types are suitable for HDSL systems.

2.3 Електрически характеристики на DLL

Предаваният сигнал неизбежно е подложен на нежеланото влияние на

прислушване (crosstalk), импулсен шум и нелинейната зависимост на
характеристиките на DLL от честотата (фиг. 3).

Pulse noise

Фиг. 3 Нежелани влияния при DLL

Основните характеристики, които зависят нелинейно от честотата, са:



внесени загуби (insertion loss)



групово време за разпространение (group delay)



характеристичния импеданс (characteristic impedance), състоящ се от
реална и имагинерна части.

Физичните преносни характеристики

на чифтовете в DLL могат да бъдат

различни. Това може да бъде разлика в диаметрите на проводниците, в
изолацията, дължината, броя и дължината на паралелните отклонения, и
податливостта на смущения. Тези различия може да се променят с времето.

Общите схемни части на HDSL трябва да компенсират всички разлики във

времето за пренос, дължащи се на тези различия.

Изисквания към внесените загуби и характеристичния импеданс на DLL са

приведени в точка 6 на G.991.1 [3].

Препоръчва се разликата на времето на разпространение в отделните

чифтове в система с два или три чифта да не превишава 50 µs при 150 kHz,
което съответства на около 10 km разлика в дължината на линиите между LTU
и NTU.

Шумът от прислушване (Crosstalk noise)

в общия случай произтича от

крайните стойности на загубите от прехвърляне (coupling loss) между
чифтовете в един кабел, особено между тези чифтове, които са физически
съседни. Крайните стойности на прехвърлянето между чифтовете довежда до
това, щото следа от сигнала, протичащ по една DLL (смущаващата DLL), да
бъде прехвърлена в съседната DLL (смутената DLL). Тази следа се нарича шум
от прислушване.

Счита се, че прислушването в близкия край (NEXT - Near-end crosstalk) има

значително по-висока стойност от прислушването в далечния край (FEXT œ
Far-end crosstalk) и е доминиращият тип прислушване. Междусистемен
(Intersystem) NEXT се получава, когато чифтове, обслужващи различни
преносни системи, си влияят един на друг. Вътрешносистемен (Intrasystem)
NEXT се получава между чифтове от една и съща преносна система. При това

е възможно повече от един чифтове да смущават една DLL. Стойностите за 1%
NEXT за най-лошия случай варират от 40 dB до 70 dB при 150 kHz в зависимост
от типа на кабела, броя на смущаващите чифтове и общото обкръжение.

Цифровата абонатна линия има крайна стойност на симетрията си спрямо

земя. Несиметрията (Unbalance) спрямо земя се описва като надлъжни загуби
от преобразуването (LCL - Longitudinal Conversion Loss). Очакваните стойности
на LCL в най-лошия случай са 42.5 dB при 150 kHz с намаляване с честотата с
5 dB/decade.

Импулсните шумове

в DLL произтичат от другите системи, с които

съвместно се използват кабели, както и от други източници. В точка 6 на
G.991.1 [3] се привеждат изисквания към толериране на импулсните шумове.

Микро-прекъсванията (micro interruption)

са временни прекъсвания в

линиите, дължащи се на външни механични въздействия върху медните
проводници, например при снаждането на кабелите. Тези снаждания може да
бъдат направени ръчно, и по време на живота на кабела оксидационни явления
или механични вибрации може да доведат до временно прекъсване в тези
критични точки.

Влиянието на микро-прекъсванията върху преносната система може да

бъде прекъсване на цифровия преносен тракт, но и прекъсване на
захранването през линията (power feeding), ако такова се предоставя.
Системата не трябва да се изключва (reset) от микро-прекъсване с определена
максимална продължителност, и трябва автоматично да се реактивира с
пълната стартова процедура, в случай че е била изключена от микро-
прекъсване.

2.4 Метод на предаване

Преносната система осигурява дуплексно предаване по двупроводни

абонатни линии. Дуплексно предаване се постига чрез използване на
диференциалномостов компенсационен ехо-заградител (ECH - Echo
Cancellation Hybrid), показан на следващата фигура. Компенсационният ехо-
заградител (EC - Echo Canceller) създава копие на ехото на предадения сигнал,
което се изважда от общия приет сигнал. Ехото е резултат от неперфектното
симетриране на диференциалномостовата схема (the hybrid) и на
неравномерности на импеданса, причинени от снаждането на различни типове
кабели.

HDSL Transceiver of the NTU HDSL Transceiver of the LTU

TX Transmitter EC Echo canceller RCV Receiver HB Hybrid

Фиг. 4 Функционална схема на компенсационен ехо-заградител

По-подробно обяснение на въпросите за подтискане на ехото (echo

suppression) и за неговото заграждане (echo cancellation) може да се намери в
echo.pdf, както и в препоръки на ITU-T G.164 [4] и G.165 [5].

Предаването по три DLLs се осъществява чрез три паралелни HDSL

приемопредавателя, всеки работещ на 784 kbit/s и използващ линиен код 2B1Q.

Предаването по две DLLs се осигурява от два паралелни HDSL приемо-

предавателя, всеки работещ на 1168 kbit/s и използващ 2B1Q или CAP линеен
код за приложения с 2048 kbit/s, или работещ на 784 kbit/s и използващ 2B1Q
линиен код за приложения с 1544 kbit/s.

Предаването по една DLL се осигурява от един HDSL приемо-

предавател, работещ на 2320 kbit/s и използващ 2B1Q или CAP линиен код.

2.4.1 Линиен код

Линийните кодове, използвани от HDSL, са 2B1Q (two binary, one

quaternary) и амплитудно-фазова модулация без носеща (CAP œ Carrierless
Amplitude Phase modulation).

Кодирането при 2B1Q се извършва съгласно следната таблица:

First bit (Sign)

Second bit

(Magnitude)

QuaternarySy

mbol

−1

−3

quats

00 11

10 11 00

Фиг. 5 Код 2B1Q

Скоростта на символите в линията (Line symbol rate) на HDSL приемо-

предавател е както следва:

• 392 kbaud ± 32 ppm за система с три чифта;
• 584 kbaud ± 32 ppm за система с два чифта; and
• 1160 kbaud ± 32 ppm за система с един чифт

При използване на CAP се прилага Trellis-coded 64-CAP (при 1168 kbit/s)

и 128-CAP (при 2320 kbit/s). При първоначалното стартиране се прилага
некодирано “съзвездие“ 64-CAP, показано по-долу (фиг. 6).

Използва се 2-размерен трелис-код с 8 състояния (8-state trellis code).

Към 6 (при 64-CAP) или 7 (при 128-CAP) информационни бита се добавя един
бит за излишък (redundancy bit) съгласно показаната на фиг. 7 схема.
Съзвездията имат съответно 64 и 128 точки.

Фиг. 6 Съзвездие на некодирания сигнал 64-CAP

Фиг. 7 Двудименсионен трелис кодер с 8 състояния

Получената при това решетка (trellis) е посочена на фиг. 8:

Фиг. 8 Трелис-диаграма на 2D код с 8 състояния

Това е само предварителен преглед!

Символизъм

Символ – знак, носещ някакво значение, в зависимост от връзката си със семантиката на творбата. Той е многозначност, която е една отворена за тълкуване система. Символистите свързват своята теория за символите с големия проблем за мястото на човека...

Символизъм

Предмет:	Литература
Тип:	Доклади
Брой страници:	5
Брой думи:	1144
Брой символи:	10091

Изтегли