24. ΨΗΦΙΑΚΟΙ ΣΥΝΔΡΟΜΗΤΙΚΟΙ ΒΡΟΧΟΙ (DSLs) Γενικά

24. ΨΗΦΙΑΚΟΙ ΣΥΝΔΡΟΜΗΤΙΚΟΙ ΒΡΟΧΟΙ (DSLs) 24.1. Γενικά Μολονότι οι απλές δισύρματες γραμμές του συνδρομητικού δικτύου χρησιμοποιούνται, ως επί το πλείστον, για τη διασύνδεση απλών τηλεφωνικών συσκευών με τα οικεία κέντρα (και ουσιαστικά μεταδίδουν σήματα με εύρος ζώνης περί τα 4 khz) ως μέσα μετάδοσης έχουν πολύ υψηλότερες δυνατότητες, αφού είναι ικανές να μεταδώσουν σήματα με εύρος ζώνης περί το 1 MHz σε αποστάσεις έως και 2,5 3 km 1. Εκμεταλλευόμενοι την παραπάνω δυνατότητα, οι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Digital Subscriber Loops DSLs) καθιστούν εφικτή (μέσω κατάλληλων τερματικών διατάξεων που εγκαθίστανται στο χώρο του συνδρομητή και στο τηλεφωνικό κέντρο) τη μετάδοση δεδομένων με ρυθμούς μετάδοσης (μεταξύ κέντρου και συνδρομητή) που μπορούν, κατά περίπτωση, να φθάσουν και τα 50 Mbit/s. To βασικό πλεονέκτημα των ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων είναι ότι διατηρούν την καλωδιακή υποδομή του συνδρομητικού δικτύου και δεν απαιτούν την εγκατάσταση νέων καλωδίων που, ειδικά στις αστικές περιοχές, είναι ακριβή και χρονοβόρα διαδικασία. Η αρχή λειτουργίας των ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων (DSLs) είναι, βασικά, η εξής: Το διατιθέμενο από τη δισύρματη γραμμή εύρος ζώνης (περί το 1,1 MHz) διαιρείται σε τρεις (3) περιοχές συχνοτήτων 2. Η χαμηλότερη (και μικρότερη) περιοχή (0 4 khz) διατίθεται για την τηλεφωνία, η μεσαία για την «αντιρρευματική» (up-stream) κατεύθυνση (συνδρομητής κέντρο) ενώ η υψηλότερη (που συνήθως είναι και η μεγαλύτερη) για τη «συρρευματική» (down-stream) κατεύθυνση (κέντρο συνδρομητής). Η τεχνική διαχωρισμού της διαθέσιμης φασματικής περιοχής χαρακτηρίζεται ως πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (Frequency Division Multiplexing ή FDM). Στη συνέχεια, στη μεσαία και υψηλότερη φασματική περιοχή (που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά δεδομένων) εφαρμόζονται προηγμένες τεχνικές διαμόρφωσης (Ψηφιακή Πολυτονική Διαμόρφωση Digital MultiTone Modulation ή DMT) οι οποίες αποσκοπούν στο να αυξήσουν το ρυθμό μετάδοσης προς κάθε μια από τις δύο 1 Μια κλασική εφαρμογή της δυνατότητας αυτής είναι η χρήση διατάξεων PCM-30 μέσω των οποίων 30 τηλεφωνικά σήματα πολυπλέκονται με πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου TDM σε ένα σήμα 2,048 Mbit/s βλ. ενότητα 21.7.2. 2 Στις δισύρματες γραμμές, το εύρος ζώνης μπορεί να επεκταθεί (υπό προϋποθέσεις) και στα 2,2 MHz. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.1

κατευθύνσεις (συνδρομητής κέντρο, κέντρο συνδρομητής) 3.Οι τεχνικές αυτές προβλέπουν την ύπαρξη πολλαπλών φερόντων (σε απόσταση 4,3125 khz το ένα από το άλλο, καθένα από τα οποία διαμορφώνεται, κατά QASK, συνήθως 16 έως 64 καταστάσεων, από διαφορετικά bits του ψηφιακού σήματος). Οι κυριότεροι τύποι ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων είναι οι εξής: Οι ασύμμετροι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Asymmetric Digital Subscriber Loops ADSLs). Μέσω των βρόχων αυτών είναι δυνατή η επίτευξη ρυθμών μετάδοσης περί τα 0,8 Mbit/s (συνδρομητής κέντρο) και 8 Mbit/s (κέντρο συνδρομητής) για αποστάσεις κέντρου-συνδρομητή μέχρι 2,5 km. Η «ασυμμετρία» των βρόχων αυτών τους καθιστά κατάλληλους για την παροχή «ασύμμετρων» υπηρεσιών όπως η σύνδεση με το Διαδίκτυο (Fast Internet) και η «κατ απαίτηση παροχή υπηρεσιών Video» (Video on Demand) 4. Μέσω των βρόχων ADSL, είναι δυνατή η παροχή και υπηρεσιών βασικής πρόσβασης ISDN (ISDN-BRA) στην περίπτωση όμως αυτή, για τη χαμηλότερη περιοχή, δεσμεύεται (σε βάρος της μεσαίας φασματικής περιοχής) εύρος ζώνης περί τα 80 khz. Οι ασύμμετροι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι νέας γενιάς (ADSL2 και ADSL2+). (Asymmetric Digital Subscriber Loops ADSLs). Μέσω των βρόχων αυτών είναι δυνατή η επίτευξη είτε υψηλότερων ρυθμών μετάδοσης (περί τα 1,2 Mbit/s και 20 Mbit/s) για αποστάσεις μέχρι 2,5 km είτε η αύξηση της απόστασης κέντρουσυνδρομητή για ρυθμούς 0,8 Mbit/s (συνδρομητής κέντρο) και 8 Mbit/s (κέντρο συνδρομητής). Στους βρόχους ADSL2 και ADSL2+, οι επιδόσεις επιτυγχάνονται με τη χρήση προηγμένων τεχνικών επεξεργασίας σήματος που επιτρέπουν την εκμετάλλευση της φασματικής περιοχής 1,1 2,2 ΜΗz (επιπλέον της περιοχής 0 1,1 MHz) στην οποία το μεταδιδόμενο σήμα υφίσταται ισχυρή απόσβεση 5. Οι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι «γενικής χρήσης» (Universal Digital Subscriber Loops UDSLs) 6. Οι βρόχοι αυτοί επιτυγχάνουν χαμηλότερους ρυθμούς μετάδοσης (μέχρι 512 kbit/s για την κατεύθυνση συνδρομητής κέντρο και μέχρι 1,5 Mbit/s για την κατεύθυνση κέντρο συνδρομητής ) πλεονεκτούν όμως στο κόστος του 3 Ο συνδυασμός FDM και DMT είναι αυτός που έχει πλέον επικρατήσει στους βρόχους DSL. Εναλλακτικές τεχνικές είναι, για μεν τη φασματική διευθέτηση, η τεχνική καταστολής ηχούς (Echo Cancellation ή EC) για δε τη διαμόρφωση η τεχνική CAP. 4 Η υπηρεσία VoD προβλέπει τη διασύνδεση με παροχέα υπηρεσιών video. Ο συνδρομητής θα συνδέεται με έναν εξυπηρετητή video (video server) και θα αντλεί ταινίες με τον ίδιο τρόπο που διασυνδέεται με έναν παροχέα υπηρεσιών Διαδικτύου (Internet Service Provider ή ISP). Η πρόσθετη απαίτηση που τίθεται για υπηρεσίες VoD είναι η δυνατότητα μια ταινία video να παρέχεται σε περισσότερους από έναν χρήστες και μάλιστα «με διαφορά φάσης» ο ένας από τον άλλον (multicasting). 5 Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, στη «συμβατική» τεχνική ADSL, χρησιμοποιείται μόνον η φασματική περιοχή 0 1,1 ΜΗz. 6 Ο συγκεκριμένος τύπος ψηφιακού βρόχου δεν χρησιμοποιείται πλέον. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.2

εξοπλισμού και την ευκολία εγκατάστασης. Η παροχή υπηρεσιών ISDN-BRA δεν είναι δυνατή με τους βρόχους αυτούς. Οι εξαιρετικά υψίρρυθμοι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Very high-bit-rate Digital Subscriber Loops VDSLs). Οι συγκεκριμένοι βρόχοι είναι «υβριδικοί» υπό την έννοια ότι προβλέπουν τη χρήση οπτικών ινών από το τηλεπικοινωνιακό κέντρο μέχρι τον υπαίθριο κατανεμητή και συμβατικά τηλεφωνικά καλώδια μεταξύ κατανεμητή και συνδρομητή. Λόγω της μείωσης της απόστασης που καλύπτεται από τα συμβατικά καλώδια, μπορούν να επιτευχθούν ρυθμοί της τάξης των 50 Mbit/s (κατεύθυνση κέντρο συνδρομητής ) και 5 Mbit/s (κατεύθυνση συνδρομητής κέντρο ). Οι συμμετρικοί ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Symmetric Digital Subscriber Loops SΗDSLs). Οι βρόχοι αυτοί προβλέπουν, και για τις δύο κατευθύνσεις μετάδοσης, ρυθμούς είτε 2,3 Mbit/s (χρήση ίδιου ζεύγους για εκπομπή και λήψη) είτε 4,6 Mbit/s (χρήση ξεχωριστών ζευγών για εκπομπή και λήψη). 24.2. Ασύμμετροι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (ADSLs) Για τους ασύμμετρους ψηφιακoύς συνδρομητικούς βρόχους (ADSLs) προβλέπεται οι παρακάτω φασματικές διευθετήσεις (για ταυτόχρονη παροχή είτε τηλεφωνίας είτε ISDN- BRA). Τ / φ Συνδρομητής κέντρο (upstream) Κέντρο συνδρομητής (downstream) 0 4 26 khz 136 khz 138 khz (256 κανάλια) 1102 khz Κατανομή φάσματος σε βρόχο ADSL για ταυτόχρονη παροχή τηλεφωνίας (POTS) 7 και υπηρεσιών δεδομένων 7 H συμβατική τηλεφωνική υπηρεσία χαρακτηρίζεται και ως POTS (Plain Old Telephone Service). Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.3

ISDN -BRA Συνδρομητής κέντρο (upstream) Κέντρο συνδρομητής 0 80 khz 162 276kHz 1102 khz Κατανομή φάσματος σε βρόχο ADSL για ταυτόχρονη παροχή ISDN-BRA και υπηρεσιών δεδομένων H διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω φασματικών διευθετήσεων είναι ότι στη δεύτερη (ταυτόχρονη παροχή ISDN-BRA και υπηρεσιών δεδομένων), λόγω των αυξημένων φασματικών απαιτήσεων της ISDN-BRA (R = 160 kbit/s, B = 80 khz), μειώνεται η φασματική περιοχή των υπηρεσιών δεδομένων 8. Η λειτουργία ενός βρόχου ADSL φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί. Τηλέφωνο διαχωριστής Δισύρματη γραμμή (προς κέντρο μέσω υπαίθριου κατανεμητή) Διαχωριστές Τηλεφωνία Επιλογικές διατάξεις κέντρου DSLAM Τηλεφωνία Τηλεφωνία + δεδομένα modem Δεδομένα Χώρος συνδρομητή (πλευρά ATU-R) Χώρος τηλεπ/κού κέντρου (πλευρά ATU-C) Δεδομένα Κόμβος δικτύου δεδομένων Δεδομένα ISP Δίκτυο δεδομένων Λειτουργία βρόχου ADSL (σχηματική αναπαράσταση) 8 Αν και οι υπηρεσίες ISDN-BRA και ADSL είναι, κατά βάση, «ανταγωνιστικές», πολλοί συνδρομητές που διαθέτουν ήδη συνδέσεις ISDN-BRA επιλέγουν να τις διατηρήσουν, εγκαθιστώντας παράλληλα και συνδέσεις ADSL. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.4

Στο παραπάνω σχήμα, ο παθητικός διαχωριστής (splitter) που εγκαθίσταται στο χώρο του συνδρομητή χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό του χαμηλότερου μέρους του φάσματος που προορίζεται για την παροχή υπηρεσιών τηλεφωνίας (0 4 khz) ή ISDN- BRA (0 80 khz). Στην περίπτωση παροχής τηλεφωνίας, ο διαχωριστής συνδέεται με την τηλεφωνική συσκευή (όπως στο σχήμα) ενώ για την παροχή ISDN-BRA, ο διαχωριστής συνδέεται με τη διάταξη ΝΤ1 (βλ. κεφάλαιο 22). Το υπόλοιπο φάσμα διατίθεται για τη μεταφορά δεδομένων (από και προς το συνδρομητή). Για το σκοπό αυτόν, στο χώρο του συνδρομητή, εγκαθίσταται κατάλληλος διαποδιαμορφωτής (modem) μέσω του οποίου ο συνδρομητής στέλνει (μεσαία φασματική περιοχή) ή λαμβάνει (υψηλότερη φασματική περιοχή) δεδομένα 9. Αντίστοιχα, στο τηλεπικοινωνιακό κέντρο, εγκαθίσταται ο «Πολυπλέκτης Πρόσβασης Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής» (Digital Subscriber Line Access Multiplexer - DSLAM) ο οποίος, με τη βοήθεια διαχωριστών, διαχωρίζει το τηλεφωνικό σήμα από το σήμα δεδομένων και, το μεν πρώτο (τηλεφωνικό) το οδηγεί στις επιλογικές διατάξεις του οικείου ψηφιακού κέντρου ενώ το δεύτερο (δεδομένα) το προσαρμόζει κατάλληλα και το οδηγεί (μέσω του οικείου κόμβου σε κάποιο δίκτυο δεδομένων). Στις συνδέσεις ADSL, η πλευρά συνδρομητή χαρακτηρίζεται ως πλευρά ATU-R ενώ η πλευρά του τηλεφωνικού κέντρου ως πλευρά ATU-C. Mε βάση τα παραπάνω, κάθε πλευρά περιέχει τα εξής: Πλευρά ATU-R (συνδρομητής) Συσκευές συνδρομητή (Customer Premises Equipment CPEs) Τηλέφωνο ή συσκευές ISDN Υπολογιστής (με διεπαφή USB ή κάρτα Ethernet) Διαχωριστής Φίλτρα Modem Πλευρά ATU-C (κέντρο) Διαχωριστής κέντρου DSLAM Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, μέσω των βρόχων ADSL είναι εφικτή η επίτευξη ρυθμών μέχρι 8 Μbit/s στη συρρευματική (downstream) και 0,8 Mbit/s στην αντιρρευματική (upstream) κατεύθυνση, για δισύρματες γραμμές με αγωγούς διαμέτρου 9 Σε κάθε περίπτωση, μεταξύ του τηλεφώνου (ή του τηλεφώνου ISDN) και της πρίζας πρέπει να παρεμβάλλεται ένα (παθητικό) φίλτρο. Το φίλτρο αυτό πρέπει να έχει συχνότητα αποκοπής 4 khz (για κοινή τηλεφωνία) ή 80 khz (για τηλέφωνα ISDN). Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.5

0,4 mm και μήκος συνδρομητικής γραμμής περί τα 2,5 km 10. Οι ρυθμοί αυτοί μπορούν να διαφοροποιούνται ανάλογα με την ποιότητα της χρησιμοποιούμενης συνδρομητικής γραμμής και τις παρεμβολές/θορύβους από παρακείμενα κυκλώματα. Για μεγαλύτερα μήκη γραμμών ο ρυθμός μετάδοσης μειώνεται (π.χ. για γραμμή μήκους 5 km, τυπικοί ρυθμοί μετάδοσης είναι τα 2 Mbit/s και 0,2 Mbit/s) όμως πρέπει να σημειωθεί ότι άνω του 90% των συνδρομητών βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη από 2,5 km από το οικείο κέντρο. Ειδικά για την περίπτωση της τηλεφωνίας (που είναι και η συνηθέστερη) μπορεί να γίνει ο παρακάτω υπολογισμός (που καταδεικνύει και το μέγιστο θεωρητικό όριο για το ρυθμό της συρρευματικής (downstream) κατεύθυνσης σε βρόχους ADSL 11 : Φέροντα ανά 4,3125 khz 256 κανάλια max 15bits/baud 4,3125 x 10 3 x 256 x 15 = 16,56 Mbit/s Η ασύμμετρη φύση των βρόχων ADSL τους κάνει κατάλληλους για την παροχή (ασύμμετρων) υπηρεσιών όπως: Υψίρρυθμη σύνδεση με το Διαδίκτυο (Fast Internet): Απαιτείται ρυθμός > 384 kbit/s (και, κατά προτίμηση, > 1 Mbit/s) στη συρρευματική (downstream) κατεύθυνση. Video κατ απαίτηση (Video on Demand ή VoD): Απαιτείται ρυθμός > 2 Mbit/s στη συρρευματική (downstream) κατεύθυνση (για επίτευξη ποιότητας αντίστοιχης με αυτή μιας συμβατικής βιντεοκασέτας). Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί ότι η συνολική καθυστέρηση που εισάγει μια σύνδεση ADSL (κυρίως λόγω της ανάγκης επεξεργασίας, σε πραγματικό χρόνο, των μεταδιδόμενων σημάτων) είναι της τάξης των 40 ms που θεωρείται αποδεκτή για την πραγματοποίηση παιγνιδιών on-line 12. Ο απαιτούμενος εξοπλισμός μπορεί να αγοραστεί είτε από τον παροχέα (OTE ή άλλον) είτε από το εμπόριο, η δε εγκατάστασή του μπορεί να γίνει είτε από τον παροχέα είτε από τον ίδιο το συνδρομητή. 24.3. Ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι «γενικής χρήσης» (UDSLs) 13 10 Στην πράξη (και λαμβανομένων υπόψη της ποιότητας των καλωδίων καθώς και των αλληλοπαρεμβολών), ο μέγιστος εφικτός ρυθμός για συνδέσεις ADSL είναι 6 Μbit/s και 0,6 Μbit/s αντίστοιχα. 11 Ο προκύπτων ρυθμός R max = 16,56 Mbit/s αποτελεί θεωρητικό όριο (ιδανικές συνθήκες μετάδοσης). 12 Αναφέρεται ενδεικτικά ότι η καθυστέρηση που εισάγει μια σύνδεση ISDN-BRA είναι της τάξης του 1,25 ms. 13 Οι συγκεκριμένες συνδέσεις δεν χρησιμοποιούνται πλέον. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.6

Οι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι «γενικής χρήσης» (Universal Digital Subscriber Loops UDSLs) αποτελούν μια εναλλακτική (μικρότερων δυνατοτήτων και φθηνότερη) λύση για την υλοποίηση ψηφιακών βρόχων. Οι βρόχοι αυτοί δεν απαιτούν την εγκατάσταση διαχωριστή στο χώρο του συνδρομητή και ο διαχωρισμός του τηλεφωνικού σήματος επιτυγχάνεται με τη βοήθεια βαθυπερατών φίλτρων που συνδέονται απευθείας στις τηλεφωνικές συσκευές. Αντίθετα, στο χώρο του κέντρου, η βασική δομή του συστήματος ADSL διατηρείται με τον DSLAM να αποτελεί τη διεπαφή του συστήματος με το τηλεφωνικό δίκτυο και τα δίκτυα δεδομένων. Κύριο πλεονέκτημα της τεχνολογίας UDSL είναι η ευκολία και το μειωμένο κόστος εγκατάστασης στην πλευρά του χρήστη (λόγω της μη εγκατάστασης διαχωριστών και πρόσθετης καλωδίωσης) ενώ βασικά της μειονεκτήματα η υλοποίηση χαμηλότερων ρυθμών μετάδοσης (1,5 Mbit/s και 512 kbit/s στη συρρευματική -downstream- και αντιρρευματική -upstream- κατεύθυνση, αντίστοιχα.) και η μη υποστήριξη υπηρεσιών ISDN-BRA. Για τους βρόχους UDSL, χρησιμοποιούνται εναλλακτικά οι όροι «ADSL χωρίς διαχωριστή» (splitterless ADSL) και ADSL.Lite. Τ / φ Συνδρομητής κέντρο (upstream) Κέντρο συνδρομητής (downstream) 0 4 32 khz 138 khz 550 khz Κατανομή φάσματος σε βρόχο UDSL για παροχή τηλεφωνίας και υπηρεσιών δεδομένων Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.7

24.4. Ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι ADSL2 και ADSL2+ (14) Οι βρόχοι ADSL2 και ADSL2+ αποτελούν βελτιώσεις (αναβαθμίσεις) των (ασυμμετρικών) βρόχων ADSL ως προς τις παρακάτω παραμέτρους: Στους βρόχους ADSL2, οι ονομαστικοί ρυθμοί μετάδοσης παραμένουν περίπου οι ίδιοι (8 και 0,8 Mbit/s στις κατευθύνσεις «κέντρο συνδρομητής» και «συνδρομητής κέντρο», αντίστοιχα) όμως το μήκος της ζεύξης μπορεί να φθάσει μέχρι και τα 5 km (αντί για 2,5 km των ζεύξεων ADSL). Στους βρόχους ADSL2+, οι ονομαστικοί ρυθμοί μετάδοσης μπορούν να αυξηθούν στα 20 και 1,2 Mbit/s (στις κατευθύνσεις «κέντρο συνδρομητής» και «συνδρομητής κέντρο», αντίστοιχα) για ζεύξεις μήκους έως και 2,5 km. Συνοψίζοντας, οι παραπάνω τεχνικές επιτυγχάνουν μέχρι και διπλασιασμό του γινομένου «(ρυθμός μετάδοσης)x(μήκος ζεύξης)». Αυτό καθίσταται δυνατό μέσω προηγμένων τεχνικών κωδικοποίησης του μεταδιδόμενου ψηφιακού σήματος οι οποίες επιτρέπουν την εκμετάλλευση της φασματικής περιοχής 1,1 2,2 ΜΗz (επιπλέον της περιοχής 0 1,1 MHz που χρησιμοποιείται στους «συμβατικούς» βρόχους ADSL). Και με τις δύο παραπάνω τεχνικές είναι δυνατή η υποστήριξη υπηρεσιών τηλεφωνίας (POTS) και ISDN-BRA (όπως και με την τεχνική ADSL). Εκτός των παραπάνω, οι νέες τεχνικές ADSL2 και ADSL2+ παρέχουν τις εξής πρόσθετες ευκολίες: Δυνατότητα προγραμματισμού της «προμετωπίδας πλαισιοποίησης» ( framing overhead, δηλαδή των επιπλέον δυφίων bits που απαιτούνται για την πλαισιοποίηση των δεδομένων). Η προμετωπίδα (overhead) μπορεί να καλύψει έναν ρυθμό 4 32 kbit/s ανάλογα με το ρυθμό μετάδοσης που έχει διατεθεί στο χρήστη. 15 Βελτιωμένες δυνατότητες για έλεγχο της γραμμής (σε πραγματικό χρόνο και αυτόματα, χωρίς παρέμβαση του συνδρομητή). Προ-έλεγχο της γραμμής από το κέντρο (μέσω προσομοίωσης) πριν τη διασύνδεση με το συνδρομητή. Η δυνατότητα αυτή είναι πολύ χρήσιμη δεδομένου ότι, σε πολλές 14 Πλέον, οι συνδέσεις ADSL που παρέχονται είναι τύπου ADSL2/2+. Οι συνδέσεις αυτές χαρακτηρίζονται ως up to 24 Mbit/s, δηλαδή, υπό ιδανικές συνθήκες, μπορούν, στη συρρευματική κατεύθυνση (downloading), να παράσχουν ρυθμό 24 Mbit/s. Αν και στην πράξη, οι περισσότερες συνδέσεις, παρέχουν συρρευματικό (downloading) ρυθμό μέχρι 8 Mbit/s, οι επιδόσεις τους είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές των συμβατικών συνδέσεων ADSL που παρείχαν ρυθμούς 512, 1024 και 2048 kbit/s. 15 Στους συμβατικούς βρόχους ADSL, η προμετωπίδα καλύπτει έναν ρυθμό 32 kbit/s ανεξάρτητα από το ρυθμό μετάδοσης που έχει διατεθεί στο χρήστη (ακόμη και αν αυτός είναι της τάξης των 128 kbit/s). Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.8

περιπτώσεις, διαπιστώνεται ότι εγκατασταθείσες συνδέσεις δεν μπορούν να λειτουργήσουν ικανοποιητικά λόγω της χαμηλής ποιότητας της γραμμής. Καλύτερη διαχείριση ισχύος του σήματος: Προβλέπονται οι τρόποι διαχείρισης ισχύος L2 (προσαρμογή της ισχύος του σήματος στις συνθήκες μετάδοσης π.χ. μείωση της ισχύος όταν η γραμμή είναι «καθαρή») και L3 (ελάχιστοποίηση της ισχύος όταν η σύνδεση δεν χρησιμοποιείται) 16. Προσαρμογή του ρυθμού μετάδοσης στις συνθήκες της γραμμής ακόμη και κατά τη διάρκεια χρήσης της σύνδεσης (και όχι μόνο κατά το στάδιο αποκατάστασής της). Η συγκεκριμένη δυνατότητα χαρακτηρίζεται ως «απρόσκοπτη προσαρμογή ρυθμού μετάδοσης» (Seamless Rate Adaptation SRA). Καθορισμός καναλιών 64 kbit/s (μέσα από το ρυθμό 8 20 Mbit/s της κατεύθυνσης «κέντρο συνδρομητής») για την υλοποίηση πρόσθετων τηλεφωνικών συνδέσεων (Καναλοποιημένη τηλεφωνική σύνδεση μέσω DSL Channelised Voice over DSL ChVoDSL) 17. Ο συγκεκριμένος τρόπος λειτουργίας χαρακτηρίζεται και ως alldigital mode ). Μέσω των βρόχων ADSL2/2+ μπορούν να παρασχεθούν όλες οι διαθέσιμες υπηρεσίες. Αυτό καταδεικνύεται και από τη σύγκριση μεταξύ των ταχυτήτων (ρυθμών) που προσφέρουν οι υπόψη βρόχοι και των ρυθμών που απαιτούν οι ψηφιακοποιημένες τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες (βλ. πίνακα που ακολουθεί): Ψηφιακοποιημένη υπηρεσία Τηλεφωνία ISDN-BRA Εικονοδιάσκεψη Fast Internet Video on Demand (VoD) Ψηφιακή τηλεόραση Ρυθμός 64 kbit/s (αμφίδρομα) 160 kbit/s (αμφίδρομα) 512 kbit/s (αμφίδρομα) > 512 kbit/s (downstream) 2 4 Mbit/s (downstream) 2 4 Mbit/s (downstream) Ήδη παρέχεται η λεγόμενη «τριπλή υπηρεσία» ( triple play ) που προβλέπει την ενοποιημένη παροχή τηλεφωνίας, δεδομένων και video on demand (ή συνδρομητικής τηλεόρασης) μέσω βρόχων ADSL2 / ADSL2+ ή VDSL. 16 Στους συμβατικούς βρόχους ADSL, η ισχύς του σήματος παραμένει σταθερή ανεξαρτήτως των συνθηκών μετάδοσης, ακόμη και όταν η σύνδεση δεν χρησιμοποιείται από το συνδρομητή (τρόπος διαχείρισης ισχύος: L0). 17 Επισημαίνεται ότι ο όρος Voice over DSL (VoDSL) αναφέρεται στη διεκπεραίωση τηλεφωνικών συνδιαλέξεων μέσω του φάσματος που έχει διετεθεί για τη μετάδοση δεδομένων (upstream ή downstream) και όχι στην παροχή τηλεφωνίας μέσω της φασματικής περιοχής 0 4 khz. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.9

24.5. Eξαιρετικά υψίρρυθμοι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (VDSL) (18) Οι εξαιρετικά υψίρρυθμοι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Very high-bit-rate Digital Subscriber Loops VDSLs). Οι συγκεκριμένοι βρόχοι είναι «υβριδικοί» υπό την έννοια ότι προβλέπουν τη χρήση οπτικών ινών από το τηλεπικοινωνιακό κέντρο μέχρι τον υπαίθριο κατανεμητή και συμβατικά τηλεφωνικά καλώδια μεταξύ κατανεμητή και συνδρομητή. Λόγω της μείωσης της απόστασης που καλύπτεται από συμβατικά καλώδια, μπορούν να επιτευχθούν ρυθμοί της τάξης των 50 Mbit/s (κατεύθυνση κέντρο συνδρομητής ) και 5 Mbit/s (κατεύθυνση συνδρομητής κέντρο ). Λόγω των υψηλών ρυθμών μετάδοσης που μπορούν να επιτύχουν, οι βρόχοι VDSL αποτελούν την προτιμητέα υποδομή για την παροχή υπηρεσιών κινούμενης εικόνας, όπως πρόσβαση σε ψηφιακά συνδρομητικά τηλεοπτικά κανάλια, VoD κλπ. 24.5. Συμμετρικοί υψίρρυθμοι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (SHDSLs) Οι συμμετρικοί ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (Symmetric High Bit-Rate Digital Subscriber Loops SHDSLs) προβλέπουν και για τις δύο κατευθύνσεις μετάδοσης (συρρευματική και αντιρρευματική) ρυθμούς είτε 2,3 Mbit/s (χρήση ίδιου ζεύγους για εκπομπή και λήψη) είτε 4,6 Mbit/s (χρήση ξεχωριστών ζευγών για εκπομπή και λήψη). Οι βρόχοι αυτοί προσφέρονται για την παροχή συμμετρικών υπηρεσιών (όπου είναι επιθυμητή τόσο η αποστολή όσο και η λήψη δεδομένων σε σχετικά υψηλό ρυθμό) με σημαντικότερη εφαρμογή τη διασύνδεση τοπικών δικτύων (LAN-to-LAN interconnection) με δυνατότητα για ταυτόχρονη παροχή υπηρεσιών τηλεφωνίας. Αν και η συμμετρική φύση και οι επιδόσεις της υπηρεσίας αυτής παραπέμπει προς τους βρόχους HDSL (δυνατότητα μετάδοσης 2,048 Mbit/s και προς τις δύο κατευθύνσεις βλ. ενότητα 19.7.2) εντούτοις η τεχνική SHDSL πλεονεκτεί ως προς την ποικιλία των διεπαφών που παρέχει προς το συνδρομητή (είτε ολόκληρος ο ρυθμός 2,3 ή 4,6 Mbit/s είτε οποιοσδήποτε συνδυασμός ρυθμών Nx64 kbit/s με N = 1,, 31) 19. 24.6. Η τυποποίηση των ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων (DSLs) 18 19 Στην Ελλάδα, η εγκατάσταση βρόχων VDSL έχει ήδη ξεκινήσει και εξελίσσεται ταχύτατα. Μέσω βρόχων SΗDSL είναι δυνατή και η παροχή τηλεφωνίας (VoDSL). Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.10

Η τυποποίηση των ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων (DSLs) πραγματοποιείται από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (International Telecommunications Union ή ITU) 20. Η ITU έχει ήδη εκδώσει Συστάσεις (Recommendations) που τυποποιούν τα βασικά χαρακτηριστικά των βρόχων DSL. Οι βασικές Συστάσεις που έχουν ήδη εκδοθεί είναι οι εξής: Rec. G992.1: ADSL Rec. G992.2: UDSL Rec. G992.3: ADSL2 Rec. G992.4: UDSL2 Rec. G992.5: ADSL2+ Rec. G991.2: SHDSL Πολύ σημαντικά στις παραπάνω Συστάσεις είναι τα λεγόμενα «Προσαρτήματα» (Annexes) στα οποία καθορίζονται επιμέρους χαρακτηριστικά των βρόχων. Τα βασικότερα προσαρτήματα είναι τα εξής: Annex A: Εμφανίζεται στις Συστάσεις G992.1 (ADSL), G992.3 (ADSL2), G992.5 (ADSL2+) και αφορά την παροχή τηλεφωνίας (POTS) μέσω της φασματικής περιοχής 0 4 khz. Annex Β: Εμφανίζεται στις Συστάσεις G992.1 (ADSL), G992.3 (ADSL2), G992.5 (ADSL2+) και αφορά την παροχή υπηρεσιών ISDN-BRA μέσω της φασματικής περιοχής 0 80 khz. Annex I: Εμφανίζεται στις Συστάσεις G992.3 (ADSL2), G992.5 (ADSL2+) και αφορά την παροχή τηλεφωνικών υπηρεσιών (POTS) μέσω του αντιρρευματικού ή συρρευματικού φάσματος (VoDSL ή all-digital mode για τηλεφωνία). Annex J: Εμφανίζεται στις Συστάσεις G992.3 (ADSL2), G992.5 (ADSL2+) και αφορά την παροχή υπηρεσιών ISDN-BRA μέσω του αντιρρευματικού ή συρρευματικού φάσματος (VoDSL ή all-digital mode για ISDN). 24.7. Το ζήτημα της ψηφιακοποίησης του συνδρομητικού δικτύου παροχή αναβαθμισμένων υπηρεσιών 20 H τηλεπικοινωνιακή τυποποίηση πραγματοποιείται, βασικά, από δύο οργανισμούς, την ITU (που εκδίδει διεθνείς Συστάσεις) και το Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Τηλεπικοινωνιακής Τυποποίησης (European Telecommunication Standardisation Institute ή ETSI) που εκδίδει Ευρωπαϊκά Πρότυπα. Μεταξύ των δύο Οργανισμών υπάρχει συνεννόηση μέσω της οποίας εξασφαλίζεται η συμβατότητα των εργασιών τους. Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.11

Η ανάπτυξη των τεχνολογιών DSL μπορεί να θεωρηθεί ως η τελευταία εξέλιξη στην προσπάθεια ψηφιακοποίησης του ενσύρματου συνδρομητικού δικτύου (βρόχου). Ως προηγούμενες προσπάθειες μπορούν να θεωρηθούν: Οι συνδέσεις ISDN-BRA (ρυθμός 160 kbit/s) και PRA (ρυθμός 2,048 Mbit/s). Οι συνδέσεις HDSL (ρυθμός 2,048 Mbit/s). Σήμερα, η ψηφιακοποίηση του συνδρομητικού βρόχου επιτυγχάνεται με χρήση των παρακάτω διαφορετικών τεχνολογιών: Εκμετάλλευση υφιστάμενων ενσύρματων βρόχων με χρήση τεχνολογιών DSL. Εγκατάσταση οπτικών καλωδίων μεταξύ κέντρων και συνδρομητών (τεχνολογία Fiber In The Loop FITL). Εγκατάσταση ασύρματων ζεύξεων μεταξύ κέντρων και συνδρομητών (τεχνολογία Radio In The Loop RITL). 24.8. Ερωτήσεις 1. Να εξηγηθεί η βασική αρχή λειτουργίας των ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων (DSLs). Απάντηση: Ενότητα 24.1. 2. Να αναφερθούν οι βασικοί τύποι ψηφιακών συνδρομητικών βρόχων (DSLs). Απάντηση: Ενότητα 24.1. 3. Να εξηγηθεί ο τρόπος με τον οποίο οι εξαιρετικά υψίρρυθμοι ψηφιακοί συνδρομητικοί βρόχοι (VDSLs) επιτυγχάνουν ρυθμού μετάδοσης στη συρρευματική (downstream) κατεύθυνση, της τάξης των 50 Mbit/s. Απάντηση: Ενότητα 24.1. 4. Να εξηγηθούν οι όροι Fast Internet και Video on Demand. Απάντηση: Ενότητα 24.1 (υποσημείωση). 5. Να περιγραφεί η βασική αρχή της πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας (FDM) και της ψηφιακής πολυτονικής διαμόρφωσης (DMT) σε ότι αφορά τους βρόχους ADSL. Απάντηση: Ενότητα 24.1. 6. Να περιγραφεί (χωρίς αναφορά σε ακριβή αριθμητικά δεδομένα) η φασματική διευθέτηση στους βρόχους ADSL (για παροχή τηλεφωνίας). Απάντηση: Ενότητα 24.2. 7. Να περιγραφεί (με λεπτομερή αναφορά στον απαιτούμενο εξοπλισμό) η διασύνδεση μεταξύ συνδρομητή και τηλεπικοινωνιακού κέντρου σε βρόχο ADSL. Απάντηση: Ενότητα 24.2. 8. Να περιγραφεί o ρόλος του διαχωριστή και του DSLAM σε μια σύνδεση ADSL Απάντηση: Ενότητα 24.2. 9. Πώς διαφοροποιούνται οι βρόχοι UDSL συγκριτικά με τους βρόχους ADSL; Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.12

Απάντηση: Ενότητα 24.3. 10. Να συγκριθούν ως προς τις επιδόσεις τους (χωρίς αναφορά σε ακριβή αριθμητικά δεδομένα) οι βρόχοι ADSL και ADSL2/ADSL2+. 11. Nα αναφερθούν τρεις (3) επιπλέον δυνατότητες/ευκολίες που παρέχουν οι βρόχοι ADSL2 και ADSL2+ σε σύγκριση με τους βρόχους ADSL. 12. Να εξηγηθεί ο όρος «τηλεφωνία πάνω από DSL (VoDSL)». 13. Να εξηγηθoύν οι όροι «καναλοποιημένη τηλεφωνική σύνδεση μέσω DSL (ChVoDSL)» και all-digital mode (σε βρόχους ADSL2/2+). 14. Να εξηγηθoύν οι όροι «τρόποι διαχείρισης ισχύος L2 και L3» (σε βρόχους ADSL2/2+). 15. Να εξηγηθεί ο όρος «απρόσκοπτη προσαρμογή ρυθμού μετάδοσης (SRA)» (σε βρόχους ADSL2/2+). 16. Πώς επιτυγχάνεται η αύξηση του ρυθμού μετάδοσης στους βρόχους VDSL; Απάντηση: Ενότητα 24.5. 17. Πώς διαφοροποιούνται οι βρόχοι SHDSL συγκριτικά με τους βρόχους ADSL; Απάντηση: Ενότητα 24.6. 18. Να προσδιοριστούν τα «προσαρτήματα» ( Annexes ) A, Β, I και J στα πρότυπα DSL. Απάντηση: Ενότητα 24.7. 19. Ποιες είναι οι βασικές υπηρεσίες στις οποίες αποσκοπούν οι βρόχοι (α) ADSL2/2+ και (β) SHDSL; Απάντηση: Ενότητες 24.4 και 24.5. 20. Να εξηγηθεί ο όρος «τριπλή υπηρεσία» ( triple play ). Γερ. Κ. Παγιατάκης «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» 24.13