ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ τ ο ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 1.1 Η ΣΗΜΕΡΙΝΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 1.2 ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΧΑΛΚΟΥ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΒΑΣΗ 6 1.3 ΟΙ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ 7 1.4 Η ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΥΝΔΡΟΜΗΤΙΚΗ ΓΡΑΜΜΗ, DSL-DIGITAL SUBSCRIBER LINE 8 1.5 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ DSL 9 1.6 Η ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 10 2 ΤΑ X-DSL ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ X-DSL 13 2.2 ΤΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 18 2.3 ΤΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΟ ΦΑΣΜΑ ΚΑΙ ΟΙ ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΜΟΡΦΩΝ 20 2.4 ΣΧΕΣΗ X-DSL ΚΑΙ ISDN 20 2.5 ΣΧΕΣΗ x-dsl ΚΑΙ FTTx 21 2.6 ΣΧΕΣΗ X-DSL ΚΑΙ ONU / DLC 22 3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ADSL 3.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ADSL 25 3.1.1 Οι ταχύτητες - Η εμβέλεια του 26 3.2 ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΗΣ ADSL ΣΥΝΔΕΣΗΣ 27 3.3 ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ADSL 27 3.3.1 Το μοντέλχ) αναφοράς 27 3.3.2 Ο διαχωρισμός του φάσματος 29 3.3.3 Οι τεχνικές μετάδοσης του σήματος 30 3.3.4 Η αρχιτεκτονική του - Οι μονάδες που το συγκροτούν 34
3.4 ΟΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΕΙΣ TOY 36 3.4.1 Αρχές λειτουργίας του ATM 36 3.4.2 Η διασύνδεση του ADSL με το δίκτυο κορμού 39 3.4.3 Η διασύνδεση του ADSL με το τοττικό βρόχο 40 3.4.4 Το ADSL στην περιοχή του συνδρομητή 41 3.4.5 Γενική μορφή του δικτύου ADSL και των διασυνδέσεων του 42 3.4.6 Προϋποθέσεις και διαδικασία σύνδεσης των συνδρομητών 43 3.5 ΤΑ ΠΑΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ADSL 44 3.6 ΤΙ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΕΙ 45 3.6.1 Φωνή μέσα από το φάσμα λειτουργίας του ADSL 46 3.7 Η ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΤΟΥ INTERNET 47 3.8 Η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΩΝ X-DSL ΣΤΟΝ ΟΤΕ 47 ΤΟ ΕΥΡΥΤΕΡΟ ΤΟΠΙΟ 4.1 Η ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΤΟΥ ΤΟΠΙΚΟΥ ΒΡΟΧΟΥ 51 4.2 ΟΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΕΣ ΤΕΧΝΟΑΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 52 4.3 ΤΟ ADSL ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ 53 4.4 ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ 55 ΤΟ ISDN 5.1 ΜΙΑ ΜΙΚΡΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 58 5.2 ΤΟ ISDN ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΟΑΟΓΙΚΑ 59 5.3 Η ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ISDN 60 5.3.1 Οντότητες και συσκευές διασύνδεσης 61 5.3.2 Σημεία αναφοράς 63 5.3.3 Κανάλια μετάδοσης 65 5.3.4 Ρυθμοί μετάδοσης 67 5.3.5 Interface 68 5.4 ΕΠΙΠΕΔΑ ISDN 71 5.4.1 Φυσικό εττίπεδο 71 5.4.2 Επίπεδο ζεύξης 75 5.4.3 Εττίπεδο δικτύων 77 5.5 ΠΑΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ISDN 78 5.6 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 78
ATM 6.1 ATM 79 6.1.1 Τεχνική μετάδοσης ATM 6.1.2 To κελί της ATM 82 6.1.3 Μεταγωγή κελιών 83 6.1.4 ΕτιίπεδαΑΤΜ Το φυσικό επίπεδο 87 VPN - ΑΣΥΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ 7.1 VPN 90 Διαχείριση διευθύνσεων 91 Tunelling 92 VPN Firewall 94 7.2 ΑΣΥΡΜΑΤΑ LAN 97 7.3 ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΤΗΑΕΦΩΝΙΑ 100 7.3.1 GSM 101 7.3.2 GPRS 102 7.3.3 TETRA 103 8 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΑ ΑΡΚΤΙΚΟΑΕΞΑ ΒΙΒΑΙΟΓΡΑΦΙΑ
Διανύουμε την εποχή της ραγδαίας ανάπτυξης των τηλεπικοινωνιών, σε ένα περιβάλλον ελεύθερου ανταγωνισμού που ευνοεί και μερικές φορές επιβάλλει την διαρκή εμφάνιση καινοτόμων τεχνολογιών. Επιδίωξη της συγκεκριμένης πτυχιακής εργασίας είναι να παρουσιάσει τις νέες τεχνολογίες τηλεπικοινωνίας δίνοντας κυρίως έμφαση και αναδεικνύοντας τα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματα της νέας τεχνολογίας x-dsl, αλλά και το μεταβατικό χαρακτήρα της που υπογραμμίζει την ανάγκη αξιοποίησής της με γρήγορους ρυθμούς. Στο πρώτο κεφάλ.αιο, γίνεται μια αναφορά στην εξέλιξη, στην σημερινή μορφή και την αναγκαιότητα αναβάθμισης του δικτύου πρόσβασης. Στο επόμενο περιγράφονται τα χαρακτηριστικά των x-dsl συστημάτων και η σχέση τους με υφιστάμενες τεχνολογίες - διατάξεις, ενώ το ειδικού ενδιαφέροντος μέλος τους, το ADSL, ανατττύσσεται εκτενέστερα στο τρίτο κεφάλαιο. Μια προσπάθεια να σκιαγραφηθεί το ευρύτερο τοπίο μέσα στο οποίο εντάσσεται η εισαγωγή των x-dsl συστημάτων ετπχειρείται στο τέταρτο κεφάλαιο. Στο πέμπτο κεφάλ.αιο αναπτύσσεται η τεχνολογία του ISDN, παρουσιάζοντας τα πλεονεκτήματά της και τις εφαρμογές της, ούτως ώστε να γίνει π/.ήρως κατανοητό το γεγονός της υπεροχής της τεχνολογίας των x-dsl συστημάτων. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το ΑΤΜ το οποίο είναι απαραίτητο για την υλοποίηση των x-dsl συστημάτων. Ανάλυση του VPN και των ασυρμάτων δικτύων, τα οποία αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη χρησιμότητα στην εποχή μας, ττεριέχονται στο έβδομο κεφάλαιο, ενώ στο τέλος δίνεται μια ομαδοποιημένη καταγραφή της ανεπτυγμένης μορφής και της ερμηνείας των αρκτικόλεξων που χρησιμοποιούνται. Αισθάνομαι την ανάγκη να αφιερώσω την πτυχιακή αυτή εργασία, ως ελάχιστο δείγμα σεβασμού και ευγνωμοσύνης, στην οικογένεια μου που στάθηκε κοντά μου και στήριξε τις κινήσεις και τις αποφάσεις μου καθ' όλη την διάρκεια της σπουδαστικής μου πορείας. Τέλος εκφράζω τις ευχαριστίες μου στους καθηγητές κ. Βραδέλη και κ. Τσιριγώτη, οι οποίοι με τις γνώσεις και με τις συμβουλές τους βοήθησαν στην ολοκλήρωση της πτυχιακής αυτής εργασίας. Β. Α Θ Α Ν Α Σ Ι Α Α Η Σ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2004
1 TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 1.1 Η ΣΗΜΕΡΙΝΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ Οι κύριες μορφές του σημερινού υπογείου Δικτύου Πρόσβασης, όπως αυτές απεικονίζονται στο επόμενο Σχήμα 1.1, είναι: Το κλασσικό Δίκτυο καλχοδίων χαλκού που καταλήγει, μέσω του Κυρίου Δικτύου, του Κατανεμητή Καλωδίων (ΚΚ), του Δικτύου Διανομής και ενός Ακραίου Διακλαδωτή (ΑΔ), στην περιοχή του Συνδρομητή. Τοαμιγώς οπτικό Δίκτυο Πρόσβασης που συνδέει, μέσω καλωδίων οπτικής ίνας, μεγάλους πελάτες, χώρους επιχειρήσεων, συγκροτήματα γραφείων κλ.π. με τις εγκαταστάσεις του ΟΤΕ Το υβριδικό Δίκτυο οπτικής ίνας-χαλκού που συνδυάζη οπηκό δρόμο έως μια υπαίθρια Μονάδα Οτττικού Δικτύου (ΟΝΠ - Optical Network Unit) και ενσύρματο έως την περιοχή του Συνδρομητή. Στις δυο τελευταίες περιπτώσεις που γίνεται χρήση οπτικής ίνας, είναι δυνατή η δημιουργία οππκών συνδρομητικών δακτυλίων που διασφαλίζουν σε μεγάλο βαθμό τη λειτουργία των συνδέσεων, μέσω εναλλακτικής όδευσης.
TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ 1.2 TO ΔΙΚΤΥΟ ΧΑΛΚΟΥ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΒΑΣΗ Τα καλώδια χάλκινων αγωγών χρησιμοποιούνται στις μέρες μας ευρύτατα και είναι αξιοσημείωτο ότι το πλήθος των εγκαταστημένων γραμμών τους ανέρχεται σε περίπου 800 εκατομμύρια, παγκοσμίως. Με δεδομένο το υψηλό κόστος που απαιτεί η εγκατάσταση νέων καλωδίων χαλκού ή οπτικής ίνας, η δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν τα υφιστάμενα για υψηλότερες ταχύτητες, θα αποτελούσε, όπως έχει χαρακτηριστικά λεχθεί, το χρυσάφι στο ορυχείο του χαλκού, μια ιδιαίτερα, δηλαδή, αποδοτική περαιτέρω εκμετάλλευση ενός ήδη εγκαταστημένου μέσου. Σήμερα, το μεταδιδόμενο εύρος ζώνης μέσω αυτών, για φωνητική χρήση (voice bandwidth), είναι περιορισμένο (3,1 ΚΗζ), ενώ επιτυγχάνονται μέτριες τιμές λόγου σήματος προς θόρυβο. Αποτέλεσμα της κατάστασης αυτής είναι να έχουν ε^τευχθεί οι θεωρητικά προβλεπόμενες μέγιστες ταχύτητες με τα χρησιμοποιούμενα voice band modem Συγκεκριμένα, οι τιμές αυτές είναι 33,6 Kbps για τα V.34 modem σε μια συμμετρική ζεύξη μέσω της επιλεγόμενης τηλεφωνικής γραμμής και 55,6 Kbps για τα V.90 κατά την ασύμμετρη επικοινωνία στο Internet. Η φασματική απόδοση για τις δύο προηγούμενες περιπτώσας περιορίζεται σε 11 b/s/hz και 18 b/s/hz αντίστοιχα. Το περιορισμένο, όμως, του χρησιμοποιούμενου εύρους ζώνης επιβάλλεται από τις λειτουργικές απαιτήσεις του συνολικού Δικτύου και δεν αποτελεί χαρακτηριστικό των συνεστραμμένων ζευγών χάλκινων αγοογών, των οποίων το αντίστοιχο μέγεθος (twisted pair bandwidth) είναι της τάξεως των ΜΗζ όπως φαίνεται και στον ακόλουθο Πίνακα Ε Υ Ρ Ο Σ Ζ Ω Ν Η Σ Μ Ε Γ Ι Σ Τ Η Μ Ε Γ Ι Σ Τ Η Ε Μ Β Ε Λ Ε ΙΑ Τ Α Χ Υ Τ Η Τ Α Α Π Ο Σ Τ Α ΣΗ ΤΑ ΧΥ ΤΗ ΤΑ ΤΑ ΧΥ ΤΗ ΤΑ Α Π Ο ΣΤΑ ΣΗ 1 Μ Η ζ 5.500 m 1,2 M b p s 6 M b p s 1.800 m 30 Μ Η ζ 1.400 m 20 M b p s 50 M b p s 900 m Π ίν α κ α ς 1.1 Τ ο εύρος ζ ώ νη ς τω ν σ υ νεσ τ ραμμ ένω ν ζευ γ ώ ν Από αυτήν, λοιπόν, την ενδιαφέρουσα ιδιότητα προκύταει η δυνατότητα ανάπτυξης συστημάτων υψηλών ταχυτήτων, που μπορούν να υπερτεθούν στα καλώδια χμλκινων αγωγών.
TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ Η ταχύτητα των συστημάτων αυτών εττηρεάζεται από παράγοντες όπως η κατάσταση των καλωδίων, το πλήθος των ζευγών τους, τα διάφορα είδη διαφωνίας και θορύβου, το μήκος των Συνδρομητικών Γραμμών κ.λ,π. που αναλυτικότερα εκτίθενται στην 1.4 παράγραφο του Κεφαλαίου αυτού. 1.3 ΟΙ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Η ποικιλία και το μέγεθος των εφαρμογών που αναπτύσσονται σήμερα, σε συνδυασμό με τη διαρκή αύξηση της αποκεντρωμένης και της κεντρικά εγκαταστημένης υπολογιστικής ισχύος, απαιτούν επικοινωνία υψηλών ταχυτήτων μέσω των Δικτύων Πρόσβασης και Κορμού των Παροχέων τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών. Αυτές οι επικοινωνίες υψηλών ταχυτήτων, μπορεί να αφορούν ανταλλαγή δεδομέν'ων με αυξημένους ρυθμούς μετάδοσης, είτε μεταβίβαση ευρυζωνικών υπηρεσιών με μια μικρή τις περισσότερες ιρορές ανάδραση από τη μεριά του χρήστη - συμμέτοχου. Μια ταξινόμηση των μορφών που λαμβάνουν οι επικοινωνίες αυτές, οι οποίες απαιτούν πλέον ταχύτητες της τάξεως των Mbps, φαίνεται στο Σχήμα 1.2. Σχήμα 12 Ομαδοποίηση τιον σύγχρονων μορφών επικοινωνίας Όσον αφορά το Δίκτυο Κορμού, το πρόβλημα επικοινωνίας υψηλών ταχυτήτων αντιμετωπίζεται με τη χρήση συστημάτων μετάδοσης επί οπτικών ινών καθώς και με την εισαγωγή νέων τεχνολογιών μεταγωγής. Για το Δίκτυο, όμως. Πρόσβασης υπάρχει προβληματισμός ως προς τη σκοπιμότητα μαζικής ησαγωγής των οπτικών ινών και φαίνεται να επικρατεί η άποψη για χρήση ενδιάμεσων τεχνολογιών, όπως η οικογένεια των Συστημάτων της Ψηφιακής
TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ Συνδρομητικής Γραμμής (DSL - Digital Subscriber Line), τα μέλη της οποίας κάνουν χρήση της υφιστάμενης υποδομής καλωδίων χάλκινων αγοτγών, είτε αποκλειστικά, είτε σε συνδυασμό με καλώδια οπτικών ινών, όταν ετηδιώκεται επίτευξη πολύ υψηλών ταχυτήτων, ή αύξηση της εμβέλειάς τους. 1.4 Η ΨΗΦΙΑΚΗ ΣΥΝΔΡΟΜΗΤΙΚΗ ΓΡΑΜΜΗ (DSL) Απάντηση, πειστική βραχυ-μεσοπρόθεσμα, στο πρόβλημα της αναβάθμισης του Δικτύου Πρόσβασης δίνει, όπως ήδη αναφέραμε, η ομάδα των συστημάτων Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής (DSL) που χρησιμοποιεί το υφιστάμενο Δίκτυο Πρόσβασης χαλκού και εκμεταλλ!εύεται τη δυνατότητα του να επιτρέπει τη διέλευση συχνοτήτων, μέσω των αγωγών του, της τάξεως των ΜΗζ. Από την άλλη μεριά, τα όρια στην ταχύτητα μετάδοσης με τα Συστήματα αυτά, καθορίζονται από την εξασθένηση που υφίσταται το μεταδιδόμενο σήμα, Η εξασθένιση αυτή είναι συνάρτηση όχι μόνο της απόστασης αλλά και της συχνότητας του σήματος. Πράγματι, όταν διέρχονται υψηλές συχνότητες μέσω των χάλκινων αγωγών, παρατηρείται το επιδερμικό φαινόμενο (skin effect), κατά το οποίο οι συγκεκριμένες συχνότητες τείνουν να διαδίδονται μόνον από την εξωτερική επιφάνεια των αγωγών. Αποτέλεσμα του χαρακτηριστικού αυτού είναι η αύξηση της αντίστασης της γραμμής και άρα της εξασθένισης του σήματος, η οποία είναι ανάλογη της τετραγωνικής ρίζας της συχνότητας του. Οι εμβέλειες, επομένως, των συστημάτων αυτών είναι αντιστρόφως ανάλογες της ταχύτητας μετάδοσης του σήματος, όπως φαίνεται και στον Πίνακα της προηγούμενης παραγράφου 1.2. Με τη χρήση κατάλληλων τεχνικών διαμόρφωσης του σήματος επιτυγχάνονται ταχύτητες που πλησιάζουν το θεωρητικά προβλεπόμενο όριο για τις χρησιμοποιούμενες συχνότητες (Shannon limit). Παράγοντες που εττηρεάζουν την αποτελεσματική εισαγωγή και λειτουργία των Συστημάτων αυτών είναι: Ή κατάσταση των καλωδίων που χρησιμοποιούνται καθώς επίσης και το πλήθος των ζευγών τους. Το ποσοστό των Συνδρομητικών Γραμμών των οποίων το μήκος καλύπτεται από την εμβέλεια των Συστημάτων. Στην Ελλόδα το 85-90% των Συνδρομητικών Γ ραμμών έχει μήκος μικρότερο των 1.500 μέτρων. Οι Ανακλάσεις κατά μήκος της γραμμής οι οποίες οφείλονται, είτε σε μεταβολή της διαμέτρου των τμημάτων που την αποτελούν (χρήση διαφορετικής διαμέτρου αγωγών στα καλώδια Κυρίου Δικτύου, Δικτύου Διανομής), είτε σε υφιστάμενους
ADSL / x-dsl TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ παραλληλισμούς ζευγών του Δικτύου (bridged tap), είτε στην ύπαρξη πηνίων φόρτισης. Ο Θόρυβος της γραμμής που μπορεί να είναι παλμικός (impulse) ή λευκός (white). Η Διαφωνία, δηλαδή η ανεπιθύμητη μεταφορά ισχύος μεταξύ τιον γραμμών επικοινωνίας (ζευγών, τερματικών διατάξεων). Τα είδη της Διαφωνίας είναι: Παραδιαφωνία (NEXT - Near End Cross Talk), μεταφορά ισχύος μεταξύ γειτονικών ζευγών του ιδίου άκρου Τηλεδιαφωνία (FEXT - Far End Cross Talk), μεταφορά ισχύος στο απέναντι άκρο γειτονικού ζεύγους. Αυτοδιαφωνία (SXT - Self Cross Talk), μεταφορά ισχύος ανάμεσα στον πομπό και τον δέκτη της ίδιας γραμμής. Η πιο σημαντική είναι η πρώτη και κυρίως στο άκρο της κεντρικής περιοχής, όπου συγκεντρώνεται σε ένα πλαίσιο μεγά>λς αριθμός τερματικών διατάξεων (modem) των γραμμών. Οι παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων (RF1 - Radio Frequency Interference). To ελληνικό Δίκτυο Πρόσβασης υπερτερεί στο ότι έχει, κατά κανόνα. Συνδρομητικές Γραμμές μικρού μήκους που καλύπτονται από την εμβέλεια των DSL Συστημάτων και στο ότι δεν υφίστανται σήμερα παραλληλισμοί και φόρτιση των ζευγών του σε ποσοστά υπολογίσιμα. Μειονεκτεί ως προς την ύπαρξη πολύκλωνων καλωδίων και, πιθανόν, ως προς την ποιότητα των παλαιοτέρων από τα υπάρχοντα καλώδια μόνωσης χάρτου. Για την εξυπηρέτηση διαφόρων αναγκών, έχουν ανατπυχθεί κατάλληλες μορφές της τεχνολογίας DSL οι κυριότερες από τις οποίες είναι: HDSL, ADSL, SDSL, VDSL και θα συζητηθούν στο Κεφάλαιο 2. Πολλές από τις μορφές αυτές αφήνουν ανεττηρέαστη τη λειτουργία των υφιστάμενιον απλών τηλεφωνικών ή BRA-ISDN Συνδέσεων, ενώ σε περίπτωση που προκόψει διακοττή ηλεκτρικής ισχύος στην περιοχή του Συνδρομητή παραμένει σε κατάσταση λειτουργίας μια απλή τηλεφωνική Σύνδεση (life line). 1.5 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΑΟΓΙΑΣ DSL Οι παράγοντες που καταγράφονται παρακάτω ευνοούν, είτε ωθούν προς την εισαγιογή της τεχνολογίας DSL. Οι αυξανόμενες απαιτήσεις επιχειρησιακών και οικιακών Χρηστών για ευρυζωνικές υττηρεσίες. Η σχετικά χαμηλότερου κόστους χρήση της υπάρχουσας καλωδιακής υποδομής χαλκού για μετάδοση υψηλών ταχυτήτων, σε σύγκριση με την απαιτούμενη δαπάνη
ADSL / x-dsl TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ προκειμένου να εισαχθεί η τεχνολογία οπτικών ινών. Ο μεγάλος απαιτούμενος χρόνος για τη μαζική αντικατάσταση των υφιστάμενων Δικτύων χαλκού με Δίκτυα οπτικών ινών. Ο αντίστοιχος ρυθμός υπολογίζεται σε μόνον 4 % ετησίως, που σημαίνει ότι απαιτούνται περισσότερα από 20 χρόνια για μια συνολική αντικατάσταση του Δικτύου χαλκού ενός Τηλεπικοινωνιακού Παροχέα με Δίκτυο οταικών ινών. Η ανάγκη αποσυμφόρησης του Δημόσιου Τηλεφωνικού Δικτύου Μεταγωγής (PSTN - Public Switched Telephone Network) από κίνηση που κατευθύνεται στο Internet και χρησιμοποιεί την ήδη φορτωμένη τηλεφωνική υποδομή. Η μέση χρονική διάρκεια συνδιαλέξεων στο τηλεφωνικό Δίκτυο, μετά την ευρεία διάδοση του Internet, τείνει να αυξηθεί από τα 4 min σε περίπου 25 min. Η προσδοκία των Παροχέων τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών για κέρδη πέρα από τα χαμηλά έσοδα των οικιακών υπηρεσιών φωνής. Ο ισχυρός ανταγωνισμός από τεχνολογίες που κάνουν χρήση διαφορετικών υποδομών (LMDS, Cable Modem, Satellite, Fiber Optics). 1.6 H ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ TOY ΔΙΚΤΥΟΥ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ Για την αναβάθμιση, λοιπόν, του υφιστάμενου Δικτύου Πρόσβασης, στα άκρα της Συνδρομητικής Γραμμής (Κέντρο και περιοχή Συνδρομητή) εγκαθίστανται 2 modem τα οποία, με τη χρήση κατάλληλης διαμόρφωσης, υποστηρίζουν τη διέλευση υψηλών ταχυτήτων. Στο Σχήμα 1.3 απεικονίζεται η αναβάθμιση του Δικτύου Πρόσβασης μιας οικίας και μιας επιχείρησης με την εγκατάσταση των x-dsl modem στα δύο άκρα της γραμμής.
TO ΔΙΚΤΥΟ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ Κατά μήκος της γραμμής διαδίδεται πλέον το x-dsl σήμα. Στην περίπτωση των Συστημάτων ADSL και SDSL διαδίδεται επίσης το POTS ή το BRA/ISDN σήμα, ανάλογα με το είδος της Σύνδεσης που ήδη λειτουργεί στη Συνδρομητική Γραμμή τιου χρησιμοποιείται. Όταν το Σύστημα είναι UDSL το σήμα τιου μπορεί να μεταδίδεται ταυτόχρονα με το X-DSL είναι μόνον το POTS, επειδή δεν γίνεται υτιέρθεση του Συστήματος αυτού σε ISDN γραμμή. Στα HDSL Συστήματα απαιτείται η χρήση και δεύτερης γραμμής Δικτύου, ενώ δεν μπορεί να λειτουργεί ταυτόχρονα σπς γραμμές αυτές απλή τηλεφωνική ή BRA-ISDN Σύνδεση. Τέλος, αν πρόκειται για Σύστημα VDSL, γίνεται χρήση και Οπτικού Δικτύου Πρόσβασης, οπότε αναβαθμίζεται, με τη χρήση καταλλήλων modem, το πέραν αυτού τμήμα της γραμμής, που αποτελείται από καλώδια χάλκινων αγωγών. Οι περιληπτικά αναφερόμενες πιο πάνω περιπτώσεις, αναλύονται εκτενέστερα στα επόμενα Κεφάλαια.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ x-dsl HDSL (Hieh data rate Digital Subscriber Line) Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή Υψηλής ταχύτητας δεδομένων Σκοπός Η ανάπτυξη του HDSL είχε σαν σκοπό να βρεθεί ένας αναβαθμισμένος τρόπος για μετάδοση πρώτης τάξεως σήματος PCM ( Τ Ι / Ε1-1,5 /2 Mbps) στις δύο χρησιμοποιούμενες γραμμές, χωρίς να απαιτείται, για λογικές αποστάσεις, αναγέννηση του σήματος, ούτε να προκύπτει συνολική απώλειά του, όταν η μία από τις 2 γραμμές υποστεί βλάβη. Χαρακτηριστικά - Το μόνο Σύστημα DSL που κάνει χρήση 2 ζευγών. Υπάρχει εκδοχή και με 3 ζευγάρια για μεγαλύτερη εμβέλεια. - Σε κάθε ζευγάρι στέλνεται διπλόκατευθυντικά, με Ακύρωση Ηχώς (Echo Cancellation), μέρος του (τυνολικού προς μεταβίβαση σήματος. - Λειτουργεί συμμετρικά, δηλαδή οι ταχύτητες από το Κέντρο προς το Συνδρομητή και από το Συνδρομητή προς το Κέντρο είναι ίσες. - Γίνεται χρήση του κώδικα γραμμής 2B1Q, κατά τον οποίο 2 δυαδικά ψηφία μετατρέπονται σε ένα τετραδικό (τεσσάρων επιπέδων), με αποτέλεσμα τη μείωση της ταχύτητας συμβόλων (baud rate) στη γραμμή. Είναι ο ίδιος κώδικας που χρησιμοποιεί και το BRA-ISDN στο ζευγάρι σύνδεσης του Συνδρομητή με το Κέντρο (U-Interface). - Η εμβέλεια είναι μεγαλύτερη από το σήμα των 2 Mbps του PCM-30 (Ε1) και καλύπτει, χωρίς ανάγκη αναγέννησης, το μεγαλύτερο μέρος των υφιστάμενων
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ μηκών καλωδίων χαλκού στο Αστικό Δίκτυο. Στον Πίνακα 2.1 καταγράφεται για τα Συστήματα PCM30, HDSL/2-ζευγών, HDSL/3-ζευγών το πλήθος των ζευγών που χρησιμοποιούνται, οι διάμετροι των αγωγών τους, οι εμβέλειες που επιτυγχάνονται για συγκεκριμένες ταχύτητες, καθώς και ο τρόπος εκπομπής στο κάθε ζευγάρι (μονο ή διπλο-κατευθυντικά). ΑΙΑΜ E T P O r Α ΓΩ Γ Ω Ν P C M 3 0 c h (2 ζ ε ύ γ η ) H D S L 2 ζ ε υ γ ώ ν H D S L 0,4 m m 9 0 0 m 2.8 0 0 m 3.8 0 0 m 0,6 m m 1.2 0 0 m 4.2 0 0 m 6.0 0 0 m 0,8 m m 1.8 0 0 m 6.4 0 0 m 1 0.5 0 0 m ΤΑΧΥΤΗΤΑ ANA Z E v r o i ; 2.048 M bps (μονοκατεοθ.) 1.168 M bps (διχλοκατευθ.) (διπλοκατε^θ.) Πίνακας 2.1 Βήματα αναγέννησης PCM 30ch, HDSL/2, HDSL/3 Από τον Πίνακα αυτό φαίνεται η υπερδιπλάσια εμβέλεια των συστημάτων HDSL για συγκεκριμένο είδος χάλκινων αγωγών και την ίδια περίπου ταχύτητα. - Αυτορυθμίζεται ανάλογα με την κατάσταση της γραμμής. - Παρέχει καλλίτερης ποιότητας σήμα από το PCM 30 και συγκρίσιμο με εκείνο των οπτικών ινών (BER: 10'' ). - Λόγω της χαμηλής απαίτησης ισχύος, μπορεί να τηλετροφοδοτηθεί η μονάδα στην περιοχή του Συνδρομητή. - Δεν υποστηρίζει την ταυτόχρονη και ανεξάρτητη λειτουργία Συνδέσεων POTS ή BRA-ISDN πάνω στις γραμμές που χρησιμοποιεί αλλά μπορεί το ίδιο να μεταφέρει τέτοιου είδους Συνδέσεις στην περιοχή του Συνδρομητή. - Σε αντίθεση με άλλες μορφές DSL Συστημάτων δεν επηρεάζεται από υφιστάμενους παραλληλισμούς ζευγών του Δικτύου. - Εγκαθίσταται γρήγορα και σε περίπτωση βλάβης του ενός ζεύγους δεν διακόπτεται το σύνολο του Συστήματος, όπιυς συμβαίνει στο PCM-30.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - Αποφεύγονται δαπανηρές και χρονοβόρες διαδικασίες προετοιμασίας της γραμμής, εγκατάστασης και συντήρησης αναγεννητών, καθώς επίσης και αφαίρεσής τους σε περίπτωση χρήσης της γραμμής από διαφορετικού τύπου τεχνολογίες. Χρήση Στο ακόλουθο Σχήμα 2.1 φαίνονται οι δυνατές χρήσεις των Συστημάτοιν HDSL. Συγκεκριμένα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για: - Σύνδεση Ψηφιακού Κέντρου (SPC) με Απομακρυσμένη Μονάδα Συνδρομητών (ΑΜΣ). - Σύνδεση Ψηφιακού Κέντρου (SPC) με Ιδιωτικό Τηλειρωνικό Κέντρο (ΙΤΚ). - Σύνδεση Ψηφιακού Κέντρου (SPC) με Φορέας Ψηφιακού Βρόχου (DLC - Digital Loop Carrier). - Διασύνδεση Τοπικών Δικτύων (LAN).
ADSL/x-DSL ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - Σύνδεση συνδρομητών FRAME RELAY σε ATM / access node (V35). - Σύνδεση στο νέο Δίκτυο DATA/IP-OTE Συνδρομητών με μόνιμη Σύνδεση Internet ταχύτητας 2 Mbps. - Απομακρυσμένη σύνδεση παροχών - ευθεκον. Συνδρομητικό HDSL - 30 καναλιών (30 POTS ή 12 BRA-ISDN ή 30 modems/28,8 Kbps ή 30 μισθωμένες ευθε^ες/64kbps ή συνδυασμός τους) Συνδρομητικό HDSL - 3x11καναλιών (Διαίρεση του συστήματος και αποστολή σε 3 διαφορετικές κατευθύνσεις παροχών / ευθειών, 11 ανά κατεύθυνση) SD SL: ( Symmetric Dieital Subscriber Line) Συμμετρική Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή - Εκδοχή του HDSL με συμμετρική, επίσης, λειτουργία που εγκαθίσταται, όμως, σε μια δισύρματη γραμμή και δεν κάνει χρήση Διαχωριστών σημάτων (Splitter), όπως το ADSL. - Αναφέρεται μερικές φορές και ως απλό (Single) DSL για αντιδιαστολή με το HDSL που κάνει χρήση 2 ζευγών Δικτύου. - Έχει ομοιότητες με το ISDN και μπορεί να προσφέρει κανάλια Β που ανάλογα με την εφαρμογή χρησιμοποιούνται σε μεταγωγή απλού ή πολλαπλού κυκλώματος, είτε σε μεταγωγή πακέτων για τη μεταφορά δεδομένων. - Οι Συνδέσεις POTS και BRA-ISDN εξακολουθούν να λειτουργούν στις χρησιμοποιούμενες γραμμές. - Η εμβέλεια του για ζευγάρι χάλκινων αγωγών διαμέτρου 0,4 mm είναι 2,15 Km, ενώ φτάνει τα 5,4 Km για διάμετρο αγωγών 0,8 mm. - Για μεγαλύτερες αποστάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν αναγεννητές. - Αόγω της χαμηλής απαίτησης ισχύος φέρει περισσότερες πόρτες ανά module και μπορεί να εξυττηρετήσει μεγαλύτερο αριθμό αντίστοιχων Συνδέσεων ανά ικρίωμα. - Σύνδεση συνδρομητών FRAME RELAY σε ATM / access node (V35). - Σύνδεση στο νέο Δίκτυο DATA/1P-OTE Συνδρομητών με μόνιμη Σύνδεση Internet ταχύτητας 2 Mbps. - Προσφέρει ταχύτητες από 384 Kbps έως 2 Mbps.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ A D S L : (Asymmetric Digital Subscriber Line) Ασύμμετρη Ψηφιακή Σονόρομηηκή Γραμμή Οι χρησιμοποιούμενες γραμμές είναι οι γνωστές συμμετρικές των καλωδίων χάλκινων αγωγών και οι δύο κατευθύνσεις επικοινωνίας (Συνδρομητής προς κέντρο και αντίστροφα) είναι διαφορετικών ταχυτήτων. - Αειτουργεί σε ένα ζευγάρι αγωγών, το δε ασύμμετρο της επικοινωνίας του υποβοηθά την επίτευξη υψηλών ταχυτήτων και συμβαδίζει με τις απαιτήσεις των σύγχρονων εφαρμογών. - Υπερτίθεται σε γραμμές POTS ή BRA-ISDN, χωρίς ν τους (χρήση Διαχωριστή σημάτων - Splitter). επηρεάζει τη λειτουργία - Υλοποιείται, κυρίως, με την αρχιτεκτονική της από άκρο σε άκρο υποστήριξης δισημειακού πρωτοκόλλου πάνω σε ΑΤΜ κορμό (ΡΡΡ - Point to Point Protocol over ATM). - Εκτενέστερη ανάπτυξή του στο επόμενο Κεφάλαιο. R AD SL: (Rate Adaptive Dieital Subscriber Line) Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή με προσαρμογή ρυθμού - Χρησιμοποιεί ένα ζευγάρι αγωγών. - Υποστηρίζει συμμετρική και ασύμμετρη λειτουργία με ταχύτητες ανάλογες εκείνων του ADSL. - Επιτρέπει την ταυτόχρονη και ανεξάρτητη λειτουργία των υφιστάμενων συνδέσεων POTS και BRA-ISDN. - Μεταβάλει την ταχύτητα μετάδοσης του, είτε με ρύθμιση από τους συντηρητές του Συστήματος, είτε αυτόματα ανάλογα με το μήκος και την κατάσταση της γραμμής. - Την τελευταία ιδιότητα υλοποιούν και Συστήματα ADSL. U D SL: (Universal asymmetric Di2ital Subscriber Line) Καθολικής χρήσης ασύμμετρη Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή Διαφοροποιημένη μορφή του ADSL, χαμηλότερης ταχύτητας, μεγαλύτερης εμβέλειας, και μικρότερου κόστους.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - Εγκαθίσταται ευκολότερα, ακόμα και από το Χρήστη. Δεν χρησιμοποιεί Διαχωριστή σημάτων (Splitter), ενώ το modem του είναι απλούστερης μορφής, - Υπερτίθεται μόνο σε γραμμές με απλές τηλεφωνικές Συνδέσεις (POTS). - Πριν από τις απλές τηλεφωνικές συσκευές, fax, modem, τοτιοθετούνται φίλτρα χαμηλοπερατά για να μη περνά το ADSL σήμα σ αυτές. - Μπορεί να εξυπηρετηθεί από κοινές με το ADSL διατάξεις πολυπλεξίας πρόσβασης DSL (DSLAM) στην περιοχή του Κέντρου. - Λόγω της χαμηλότερης απαίτησης ισχύος σε σχέση με το ADSL, φέρει περισσότερες πόρτες ανά module και έτσι μπορεί να δεχτεί μεγαλύτερο αριθμό Συνδέσεων UDSL, ανά ικρίωμα. - Αλλες ονομασίες του: Splitterless ADSL, UADSL, ADSL lite, G-light. VDSL: (Very hieh data rate Disital Subscriber Line) Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή Πολύ υψηλής ταχύτητας δεδομένων - Ταχύτερο 5-6 φορές από το ADSL, για πιο μικρές αποστάσεις. - Χρησιμοποιεί ένα ζευγάρι χάλκινων αγοογών. - Είναι ασύμμετρο, κατά τον τρόπο του ADSL, αλλά μπορεί να λειτουργήσει και ως συμμετρικό για μικρότερες ταχύτητες. - Βρίσκεται στο στάδιο της τυποποίησης και δεν υπάρχει, ακόμα, ένα πρότυπο σταθεροποιημένο. - Η πιο ενδιαφέρουσα συνεισφορά του του θα είναι στην υλοποίηση Υβριδικών Δικτύων, οπτικής ίνας - καλωδίων χάλκινων αγωγών, όπου το σήμα θα φτάνει μέσω οπτικής ίνας σε μια Μονάδα Οπτικού Δικτύου (ONU - Optical Network Unit) και από εκεί θα συνεχίζει μέχρι την περιοχή του Συνδρομητή, μέσω των αγατγών των καλωδίων χαλκού. Αυτό, φυσικά, προϋποθέτει την εγκατάσταση κοντά στους Συνδρομητές συστημάτων FTTx, που συνεπάγεται υπολογίσιμη επυιρόσθετη δαπάνη. - Άλλες ονομασίες ι ADSL). : BDSL (Broadband DSL), VADSL (Very high data r Άλλχς αοοφέ:^: - D SL (το αρχικό; - ID S L (ISDN - DSL) - UDSL (Unidirectional - DSL)
ADSL/x-DSL ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.2 ΤΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ xdsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Στον Πίνακα που ακολουθεί καταγράφονται χαρακτηριστικά τοτν κυριοτέρων DSL συστημάτων με σκοπό να τονιστεί η διαφοροποίηση τους σε σχέση με τις ταχύτητες και τους τρόπους λειτουργίας, τις μέγιστες εμβέλειες που μπορούν να πετύχουν και το πλήθος των ζευγών που χρησιμοποιούν. Ε ΙΔΟ Σ Ρ Υ Θ Μ Ο Σ M O D E ΑΡΙ ΚνΐΟΣ E M B E A E U xd SL D A T A Α Ε Γ Γ /Π Α Σ Ζ Ε Υ Γ Ω Ν (K m ) H D SL 2 M bps Duplex 2 3 3 ^,5 Εως 8 Mbps Downstream A D SL 1 3,5-5,5 Έ ω ς 1 Mbps Upstream A D S L lite (LDSL) 1 M bps Downstream 384 Kbps Upstream 1 6,5-7,5 V D SL 13-52 Mbps Dowmtream 1,5-2 3 M bps Upstream 1 0 3 - U Πίνακας 2.2 Τα τεχνικά xopcnorpiotka τον x-dsl συστημάιων Όπως προκύπτει από τον Πίνακα: - Τα Συστήματα DSL χρησιμοποιούν, γενικά, μια γραμμή για τη λειτουργία τους (αναμένεται εκδοχή του HDSL σε μια γραμμή). - Η εμβέλεια του UDSL είναι μεγαλύτερη του ADSL, αλλά για αισθητά χαμηλότερες ταχύτητες. - Οι αυξημένες ταχύτητες του VDSL ετητυγχάνονται σε μικρότερες αποστάσεις, γι αυτό είναι απαραίτητος ο συνδυασμός Δικτύων καλωδίων χαλκού με Δίκτυα οπτικών ινών, ώστε να γίνεται δυνατή η χρήση των υψηλών αυτών ταχυτήτων σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
ADSL/x-DSL ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.3 TO ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΟ ΦΑΣΜΑ, ΚΑΙ ΟΙ ΧΡΟΝΟΑΟΓΙΕΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΜΟΡΦΩΝ Στο Σχήμα 2.2 ατιεικονίζονται χαρακτηριστικά των κυριότερων συστημάτων DSL καθώς και του ISDN, που αναφέρονται στη χρονολογία εμφάνισης των αντίστοιχων τεχνολογιών, πριν την εμπορική εκμετάλλευσή τους (οριζόντιος άξονας) και στο εύρος 1986 1990 1994 1998 (Ετος) Σχήμα 2.2 x-dsl: χρησιμοποιούμενο φάσμα, χρονολογίες εμφάνισης του χρησιμοποιούμενου φάσματος (κατακόρυφος άξονας με λογαριθμική διαβάθμιση). Οι συχνότητες του VDSL, που στο Σχήμα καταγράφονται ως 10 + ΜΗζ, μπορούν να φτάσουν τα 30 ΜΗζ, του ADSL είναι 1, 1 ΜΗζ, ΤΟΥ HDSL Ttzpi τα 500 KHz, του ISDN 80 KHz, ενώ το φάσμα για τη μη απεικονιζόμενη απλή τηλεφωνική υπηρεσία (POTS) μόλις φτάνει τα 4 ΚΗζ. 2.4 ΣΧΕΣΗ X-DSL ΚΑΙ ISDN Προκειμένου να τονιστούν κάποιες χαρακτηριστικές ιδιότητες των Συστημάτων DSL, στα επόμενα γίνεται μια καταγραφή διαφορών των τεχνολογιών ISDN και DSL.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ To ISDN είναι μια τεχvυcή μεταγόμενου κυκλώματος, μέσω των υφιστάμενων Τηλεφωνικών Κέντρων, ενώ τα DSL συστήματα είναι, είτε τεχνικές αφιερωμένου κυκλώματος (HDSL, SDSL), είτε τεχνικές που πολυπλέκουν και προωθούν τα σήματά τους εκτός των Τηλεφωνικών Κέντρων (ADSL, UDSL, VDSL), χρησιμοποιώντας διαφορετικό Δίκτυο Κορμού (ATM). Ενώ το ISDN προσφέρει συμμετρικά κυκλώματα για μεταβίβαση φωνής, δεδομένων, εικόνας, κειμένου τα DSL είναι κυρίως δίαυλοι δεδομένων (data pipe) που παρέχουν συμμετρικά ή ασύμμετρα πολύ υψηλότερες ταχύτητες. Η εισαγωγή του ISDN προϋποθέτει την αναβάθμιση των Τηλεφωνικών Κέντρων, ενώ για τα DSL δεν απαιτείται ειδική αναβάθμιση του υφιστάμενου Δικτύου Κορμού. Για ετηκοινωνία φωνής, fax, δεδομένων μέσης ταχύτητας είναι προτιμότερο το ISDN, ενώ τα DSL είναι προτιμότερα για υψηλών ταχυτήτων επικοινωνία Internet, εφαρμογές video, ταχεία μεταβίβαση δεδομένων, καθώς και για υπηρεσίες υψηλής πιστότητας- ευκρίνειας. Απαιτούν και τα δύο αφόρτιστες γραμμές στο Δίκτυο, λόγω των, υψηλότερων από το φωνητικό φάσμα, συχνοτήτων που χρησιμοποιούν. Πολλά από τα DSL συστήματα (ADSL, SDSL) μπορούν να λειτουργήσουν σε υφιστάμενες γραμμές ISDN χωρίς να επηρεάζουν τη λειτουργία τους. Συστήματα DSL, όπως το ADSL, μπορούν να υποστηρίξουν συνδέσεις ISDN μέσω του φάσματός τους. Έτσι, οι συνδέσεις αυτές από το Δίκτυο ADSL οδηγούνται μέσω ειδικής πύλης (Gateway) και σηματοδοσίας (DSS2) στο Δίκτυο PSTN / ISDN για επικοινωνία, είτε με Συνδρομητές ISDN μέσω της γνωστής σηματοδοσίας DSS1, είτε με απλούς POTS Συνδρομητές. Είναι αξιοσημείωτο ότι το DSL ξεκίνησε χρησιμοποιώντας ρυθμό μετάδοσης που προκύπτει από το σχήμα ταχυτήτων του BRA-ISDN (B+B+D+κανάλι υποστήριξης U- interface: 64+64+16+16=160 Kbps) και τον ίδιο κώδικα γραμμής (2B1Q) για να εξελιχθεί, κατόπιν, σε κάτι το ουσιωδώς διαφορετικό. Μερικά από τα μέλη του (IDSL, SDSL) διατηρούν χαρακτηριστικές ομοιότητες και αναλογίες με το ISDN. 2.5 ΣΧΕΣΗ X-DSL ΚΑΙ ΕΤΤχ 'Οπως ήδη έχει γραφεί προηγουμένως, το VDSL απαιτεί για την αύξηση της εμβέλειας του τη χρήση και Οπτικού Δικτύου Πρόσβασης. Εκτός, όμως, από το VDSL και άλλες μορφές DSL Συστημάτων, όπως το HDSL, το SDSL, το ADSL, μπορούν να κάνουν χρήση οπτικού Δικτύου για να αυξήσουν την εμβέλεια τους, να βελτιώσουν την
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ποιότητα του σήματός τους και να συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ζευγών του Κυρίου Δικτύου για άλλες χρήσεις, όταν αυτό είναι απαραίτητο. Έτσι, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 2.3, εκτός από την περίπτωση του τερματισμού της οττηκής ίνας σε Μονάδα Οπτικού Δικτύου (ONU-Optical Network Unit) μέσα στο κτίριο ή την οικία (FTTB - Fiber to the Building, FTTH - Fiber To The House), υπάρχει και η δυνατότητα δημιουργίας υβριδικού Δικτύου με τον τερματισμό της οπτικής ίνας σε μια υπαίθρια ONU (FTTN- Fiber Το The Neighborhood) και τη συνέχιση, μέχρι την περιοχή του Συνδρομητή, με καλώδια χάλκινων αγωγών στα οποία υπερτίθενται συστήματα X-DSL. ----- Δίκτυο χαλκού Δίκη» οτττικών ινών FTTB (FTTH) FTTN VDSL I (ADSL) (HDSL) (SDSL) Σχήμα 23 Σχέση x-dsl με FI lx 2.6 ΣΧΕΣΗ x-dsl KAI ONU/DLC Στις περιπτώσεις που γίνεται χρήση και οπτικού Δικτύου για την ανάπτυξη των x-dsl Συστημάτων, πρέπει οι Οπτικές Μονάδες Πρόσβασης (ONU) να εξοπλιστούν με ειδικές ευρυζωνικές διατάξεις, ανάλογες με εκείνες που τοποθετούνται στο κτίριο του Τηλεπ. Παροχέα, όταν χρησιμοτιοιείται για την προώθηση των x-dsl αποκλειστικά Δίκτυο καλωιδίων χαλκού. Οι διατάξεις αυτές, αν πρόκειται για συστήματα ADSL, UDSL. (VDSL), διαχωρίζουν τα τηλεφωνικά και DSL σήματα των Συνδρομητών για να τα προωθήσουν κατάλληλα.
ΤΑ x-dsl ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Έτσι, τα τηλεφωνικά σήματα μετά το διαχωρισμό τους οδεύουν προς τα αντίστοιχα Κέντρα με Συνδρομητικά PCM είτε με διεπαφές V5.1 ή V5.2. Η μεταφορά τους γίνεται μέσω των Συστημάτων SDH τα οποία συνδέουν την ONU με το κτίριο των εγκαταστάσεων. Τα σήματα DSL προωθούνται και αυτά μέσω των SDH αφού προηγουμένως πολυπλεχθούν και λάβουν μορφή κατάλληλη για τη μεταφορά τους. Αν τα Συστήματα είναι HDSL, SDSL, προωθούνται μέσω αντίστοιχων εισόδιον που διαθέτουν οι κάρτες των SDH της ONU. Στο τμήμα των καλωδίων χαλκού που συνδέει στην ONU την περιοχή του Συνδρομητή, διαδίδεται σήμα DSL και ταυτόχρονα το σήμα των POTS/BRA-ISDN, εφ' όσον η συγκεκριμένη μορφή του DSL υποστηρίζει την ταυτόχρονη λειτουργία τους. Στο τμήμα των καλωδίων οπτικών ινών τα σήματα μεταφέρονται μέσω των SDH προς τις εγκαταστάσεις του Τηλεπικοινωνιακού Παροχέα για να οδεύσουν από εκεί στον προορισμό τους. Οι Μονάδες του Φορέα Ψηφιακού Βρόχου (DLC - Digital Loop Carrier) μπορούν να συνδεθούν με τα αντίστοιχα Ψηφιακά Κέντρα κάνοντας χρήση και HDSL Συστημάτων. Μπορούν, ακόμα, να υποστηρίξουν και DSL Συνδέσεις προς τους Συνδρομητές τους, αν είναι εξοπλισμένες με ειδικές ευρυζωνικές διατάξεις κατά τον τρόπο που περιγράψαμε προηγουμένως για τις ONU και αν έχουν εμπλουτισμένη ζεύξη. Στον ΟΤΕ χρησιμοποιούνται αποκλειστικά, σ αυτή τη ιράση τουλάχιστον, για την τηλεφωνοδότηση ουασμών με λιγότερες από 500 παροχές, κάνοντας χρήση της διεπαφής V5.2 (συγκέντρωση τηλεφωνικής κίνησης) για τη σύνδεσή τους με το Ψηφιακό Κέντρο.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL 3.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ TO ADSL To ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Ασύμμετρη Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή) είναι μια τεχνολογία με την οποία αναβαθμίζεται το Δίκτυο Πρόσβασης κατά τον τρόπο τιου αναπτύχθηκε στην παράγραφο 1.6, ώστε να υποστηρίζει τη μετάδοση υψηλών ταχυτήτων, της τάξεως των Mbps. Ο όρος Ασύμμετρη δεν αναφέρεται, όπως ίσοος υπονοείται από τον τίτλο, στο μέσο διάδοσής του που είναι το γνωστό συμμετρικό ζευγάρι του Δικτύου χαλκού, αλλά στις διαφορετικές ταχύτητες που χρησιμοποιούνται κατά τις 2 κατευθύνσεις της επικοινωνίας, δηλαδή από την περιοχή του Κέντρου προς το Συνδρομητή (downstream-συρρευματικά) και από το Συνδρομητή προς το Κέντρο (upstream-αντιρρευματικά). Χαρακτηριστικά του: - Χρησιμοποιεί την απλή τηλεφωνική γραμμή των δύο συνεστραμμένων χάλκινων αγιογών (ένα ζευγάρι του Δικτύου Πρόσβασης). - Έχει τη δυνατότητα να εξασφαλίσει πρόσβαση υψηλών ταχυτήτων στο Internet που είναι μέχρι: 250 φορές ταχύτερη από modem 28,8 Kbps 100 (ρορές ταχύτερη από modem 56 Kbps 50 φορές ταχύτερη από σύνδεση ISDN/128 Kbps - Παρέχει μόνιμη σύνδεση με το Internet, 24 ώρες το 24ωρο (always on). - Υποστηρίζει την ασύμμετρη επικοινωνία του Χρήστη με την υπερκείμενη Δομή, γεγονός που συμβαδίζει με τις απαιτήσεις των σύγχρονων εφαρμογών και την επίτευξη υψηλών ταχυτήτων. Συρρευματικά (downstream): ~8 Mbps < 256 Kbps έ(»ς 6 Mbps > Αντιρρευματικά (upstream); ~1 IVIbps < 32 Kbps έως 700 Kbps > < τιεριοχή τιμών ωφέλιμης ταχύτητας > - Μπορεί να λειτουργήσει και κατά τρόπο συμμετρκό για μικρότερες, όμως, ταχύτητες (384 ή 500 Kbps).
ADSL / x-dsl ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL Με το διαχωρισμό του φάσματος των δύο κατευθύνσεων επικοινωνίας (τρόπος εκπομπής FDM), περιορίζει το σοβαρό πρόβλημα της παρεμβολής μεταξύ των γειτονικών γραμμών, επειδή μειώνει την παραδιαφωνία (NEXT-Near End Cross Talk). Παρακάμπτει τα υφιστάμενα Κέντρα του Δημόσιου Τηλεφωνικού Δικτύου Μεταγωγής, χρησιμοποιώντας για τη μεταφορά του σήματος του το Δίκτυο Κορμού του ΑΤΜ. Αφήνει ανεττηρέαστη την υπάρχουσα στη γραμμή τηλεφωνική Σύνδεση POTS ή ISDN, η οποία λειτουργεί ανεξάρτητα και παράλληλα με το ADSL και οδηγείται μέσω ειδικών διατάξεων στο οικείο Τηλεφωνικό Κέντρο. Δίνει τη δυνατότητα για ταυτόχρονη μετάδοση φωνής, δεδομένων, εικόνας, κειμένου, video. 3.1.1 Οι ταχύτητες - Η εμβέλεια του Στον ακόλουθο Πίνακα 3.1 εγγράιρονται οι εμβέλειες που επιτυγχάνονται από το ADSL για διάφορες ταχύτητες. Για τη διευκόλυνση κάποιων συγκρίσεων οι ταχύτητες του ADSL επιλέγονται ανάλογες με εκείνες των Συστημάτων της Πλησιόχρονης Ιεραρχίας (PDH), ευρωπαϊκής (Εχ) και αμερικανικής (Τχ) που χρησιμοποιούνται σήμερα.. D O W N S T R E A M U P ST R E A M Τ αχύτητα E μβέλεια A ναλογία 1,5 M bps 5,5 km T1 2 M bps 4,9 km El 6,3 M bps 3,7 km T2 8 M bps 2,8 km E2 T αχύτητες: 32 Kbps έως 700 Kbps Π ίν α κ α ς 3.1 Ο ιτ α χ ύ τ η τ ε ς κ α ιη εμβέλεια του A D SL
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL 3.2 ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΗΣ ADSL ΣΥΝΔΕΣΗΣ Μία ADSL σύνδεση μπορεί να απεικονιστεί σχηματικά με τη μορφή ενός κυλίνδρου που περικλείει 3 άλλους μικρότερους, όπιος φαίνεται στο Σχήμα 3.1 Ο εξωτερικός, μεγάλος κύλινδρος, αντιπροσωπεύει το ζευγάρι των χάλκινων αγιογών που συνδέει το Κέντρο με το Συνδρομητή. Οι 2 πρώτοι περιεχόμενοι κύλινδροι αντιστοιχούν στις διαφορετικών ταχυτήτων συρρευματικές και αντιρρευματικές κινήσεις του ADSL, ενώ ο τρίτος στη συμμετρική δυιλοκατευθυντική κίνηση των POTS ή BRA/1SDN Συνδέσεων που λειτουργούν στη χρησιμοποιούμενη γραμμή. Σχήμα 3.1 Σχηματική απεικόνιση της ADSL σύνδεσης Οι ρυθμοί που αναγράιρονται είναι μικτού αφού μέρος των μεταβιβαζόμενων bit χρησιμοποιείται για το χρονισμό και για τη διόρθωση των σφαλμάτων με τη χρήση ενός κώδικα εμποσθόδοτης σφαλματοπροστασίας. 3.3 ΑΡΧΕΣ ΑΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ADSL 3.3.1 Το Μοντέλο Αναφοράς Στο Σχήμα 3.2 φαίνεται το Μοντέλο Αναφοράς του ADSL (ADSL Forum - TR-001), δηλαδή οι Αειτουργικές Μονάδες από τις οποίες αποτελείται και οι μεταξύ τους Διεπαφές.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL Τα 2 modem του Σχήματος 1.3 too αναβαθμίζουν τη Συνδρομητική Γραμμή αντιστοιχούν στα ATU-R και ATU-C της περιοχής του Συνδρομητή και του Κέντρου αντίστοιχα (Remote, Central). Οι διατάζεις Splitter (Διαχωριστές) που βρίσκονται ανά μια στις περιοχές Κέντρου και Συνδρομητή, διαχωρίζουν τα σήματα ADSL και POTS/BRA-ISDN. Έτσι, το σήμα POTS/BRA-ISDN από τις συσκευές του Συνδρομητή, μέσω των 2 Splitter, διοχετεύεται στο Δημόσιο Τηλεφωνικό Δίκτυο Μεταγωγής (PSTN), ενώ μια τηλεφωνική κλήση προς το συγκεκριμένο Συνδρομητή ακολουθεί αντίστροφη διαδρομή. Στη βαθμίδα ATU-R συνδέονται οι τερματικές συσκευές του Συνδρομητή, μέσω του Δικτύου Διανομής στην περιοχή του (PDN - Premises Distribution Network) και κατάλληλων διατάξεων προσαρμογής (Service Module - Δομοστοιχεία Υπηρεσίας). Οι τερματικές αυτές συσκευές μπορεί να είναι απλές τηλεφωνικές ή ISDN στην περίπτωση που λειτουργούν μέσω του φάσματος του ADSL (παράγραφος 3.6), PC με κατάλληλες διεπαφές interface), ή τηλεοττηκοί δέκτες εξοπλισμένοι με διατάξεις STB (Set Top Box -κουτί κορυιρής). Σχήμα 3.2 Το Μοντέλο Αναφοράς (ADSL forum TR-001) Στη μεριά της κεντρικής περιοχής, περισσότερες διατάξεις ATU-C στις οποίες τερματίζοπαι, μέσω Splitter, οι Συνδρομητικές Γραμμές, πολυπλέκονται στη βαθμίδα που ονομάζεται Κόμβος Πρόσβασης ή Πολυπλέκτης Πρόσβασης DSL (ΑΝ - Access Node ή DSLAM - DSL Access Multiplexer). Από τη βαθμίδα αυτή, μέσω Δικτύου Κορμού (π.χ. ΑΤΜ - Hellasstream), οδηγούνται προς τις εγκαταστάσεις Παροχέων: Internet, υπηρεσιών, περιεχομένου, ή άλλων Συνδρομητών ADSL, για την αποκατάσταση των επιθυμητών συνδέσεων. Μέσω της ίδιας βαθμίδας (ΑΝ) γίνεται και η διαχείριση των Συνδρομητών, καθώς και του Συστήματος ADSL. Το τμήμα του συνολικού Δικτύου από τη βαθμίδα του Πολυπλέκτη Πρόσβασης έως το Δίκτυο Διανομής στην περιοχή του Συνδρομητή (PDN) ονομάζεται Δίκτυο Πρόσβασης ADSL. Στο τμήμα αυτό του Δικτύου το ADSL σήμα μεταφέρεται διαμορφώνοντας
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL κατάλληλα ετημέρους φέρουσες οι ο ^ ίε ς αναπτύσσονται στο τμήμα του φάσματος που βρίσκεται πέραν της περιοχής του τηλεφωνικού (τα πρώτα 4 ΚΉζ). Το σήμα μπορεί να έχει τη μορφή ΑΤΜ κυψελών σε όλο το μήκος της σύνδεσης (περίπτωση που εφαρμόζεται στον ΟΤΕ), αλλά μπορεί, επίσης, να είναι και σήμα πακέτων ή σήμα STM, όπως και συνδυασμός τους. Στην παράγραφο "το Μοντέλο Αναφοράς του Κεφαλαίου 5, δίνεται η αναπτυγμένη μορφή και η ερμηνεία των χρησιμοποιούμενων αρκτικόλεξων. 3.3.2 Ο διαχωρισμός του φάσματος Το χρησιμοτιοιούμενο φάσμα για τη μετάδοση του ADSL σήματος, ανάλογα με τον ετηλίεγμένο τρόπο εκπομπής, διαχωρίζεται όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα: Σχήμα 33 Ο διαχωρισμός του φάσματος Συγκεκριμένα, αν χρησιμοτιοιείται η τεχνική Πολυτιλεξίας με Διαίρεση Συχνότητας (FDM - Frequency Division Multiplexing) τα πρώτα 4 ΚΗζ του φάσματος, που αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 1 % του συνολικού, κρατούνται για τη μετάδοση του απλού τηλειρωνικού σήματος. Το υτιόλοιπο μέρος διαχωρίζεται σε 2 ανεξάρτητα τμήματα, ένα για τη μετάδοση του συρρευμαπκού (downstream) και ένα για τη μετάδοση του αντιρρευματτκού (upstream) σήματος. Μεταξύ των 3 τμημάτων αιρήνεται αχρησιμοποτητη περιοχή για το σαφή διαχωρισμό τους και τον αποκλεισμό παρεμβολών. Η μέθοδος αυτή, αν και δεν εκμεταλλεύεται πλήρως το διαθέσιμο φάσμα, εμφανίζει πλεονεκτήματα που σχετίζονται με την αποφυγή του πολύ σοβαρού προβλήματος της
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL παραδιαφωνίας (NEXT), καθώς και με την αποτροπή ανάπτυξης ενδοδιαφωνίας μεταξύ πομπού και δέκτη του ιδίου Συνδρομητή. Η περιοχή των 4 ΚΗζ κρατιέται για το σήμα της απλής τηλεφωνίας (POTS) και κατά τη δεύτερη μέθοδο εκπομπής, αυτήν με τη χρήση Ακύρωσης Ηχώς (EC - Echo Cancellation) που είναι γνοοστή και ως ADSL option category 2, Την ίδια μέθοδο χρησιμοποιούν τόσο το BRA/1SDN όσο και το HDSL για τη μεταβίβαση του σήματος στο Δίκτυο Πρόσβασης των Συνδρομητών τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.3 (δεύτερο διάγραμμα) το συρρευματικό περικλείει την περιοχή του αντιρρευματικού φάσματος. Η διαμόρφωση αυτή έχει υιοθετηθεί λόγω του ενδιαφέροντος που παρουσιάζουν οι σχετικά χαμηλές συχνότητες από τις οποίες αποτελείται η κοινή αυτή περιοχή, επειδή μπορούν να μεταφέρουν μεγάλο όγκο πληροφορίας, αφού υφίστανται μειωμένη απόσβεση κατά τη διάδοσή τους στη γραμμή. Επομένως, η επαναχρησιμοποίησή τους μπορεί να αυξήσει τη συνολική ταχύτητα του Συστήματος ADSL. Μειονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι, πέρα από τον επηρεασμό του σήματος λόγω της παραδιαφωνίας και της ενδοδιαφωνίας, το σχετικά υψηλό κόστος των διατάξεων Ακύρωσης Ηχώς που απαιτούνται. Στο ακόλουθο Σχήμα 3.4 απεικονίζεται ο διαχωρισμός του φάσματος κατά τη μετάδοση ADSL σήματος με τη μέθοδο FDM, σε υφιστάμενη BRA/ISDN Γραμμή. Σχήμα 3.4 Ο διαχωρισμός του φάσματος στην περίπτωση υπέρθεσης σε ISDN γραμμή Είναι χαρακτηριστική η πολύ ευρύτερη περιοχή που κρατιέται για τη μετάδοση του ISDN σήματος, η οποία φτάνει τα 80 ΚΗζ. 3.3.3 Οι τεχνικές μετάδοσης Οι τρόποι που τα προς μετάδοση ψηφιακά δεδομένα διαμορφώνουν τους
ΠΡΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL χρησιμοποιούμενους αναλογικούς φορείς (υποφέρουσες) στο Δίκτυο Πρόσβασης ADSL (Συνδρομητής - DSLAM) είναι κυρίως δύο, αναπτύσσονται πιο κάτω αναλυτικότερα και χρησιμοποιούν διάφορες μορφές της Διαμόρφωσης Πλάτους με Ορθογωνισμό φάσης (QAM - Quadrature Amplitude Modulation). Όταν χρησιμοποιείται η διαμόρφωση QAM, που είναι ένας συνδυασμός της Διαφορικής Διαμόρφωσης Φάσης (DPSK - Differential Phase Shift Keying) και της Διαμόρφωσης Πλάτους (ASK - Amplitude Shift Keying), τα εκπεμπόμενα BAUD (το καθένα από τα οποία μεταφέρει έναν αριθμό bit - quad bit) μπορούν να διαφέροιη' μεταξύ τους κατά πλάτος, ή φάση, ή πλάτος και φάση. Η ποικιλία αυτών των δυνατών τιμών λαμβάνεται από ειδικά αστερισμοειδή (constellation) διαγράμματα των οποίων η μορφή εξαρτάται από το πλήθος των bit που μεταφέρει το κάθε BAUD. Τα χρησιμοποιούμενα, λοιπόν, συστήματα είναι: CAP (Carrierless Amplitude/phase modulation) Διαμόρφωση Πλάτους / φάσης άνευ Φέρουσας Είναι ένα ιδιογενές σύστημα διαμόρφαχτης πον αναπτύχθηκε από την AT&T. Η φάση και το πλάτος ενός ζεύγους ίσης συχνότητας σημάτων μεταβάλλονται για να δημιουργήσουν ένα πλήθος (4 έιος 1024) διακριτών καταστάσεων γραμμής, που ονομάζονται Σύμβολα. Το κάθε Σύμβολο αντιπροσωπεύει έναν αριθμό bit. Κατά την εκπομπή μεταδίδονται μόνον οι πλευρικές ζώνες του σήματος, ενώ ο φορέας καταστέλλεται για να επανασυσταθεί στο δέκτη. DMT (Discrete MultiTone) Διαμόρφωση Διακριτών Πολλαπλών Τόνων Είναι ένας τύπος διαμόρφωσης ο οποίος χρησιμοποιεί πολλαπλούς φορείς τ ονομάζονται: τόνοι, υποφέρουσες, υποκάναλα (tones, sub-carriers, sub-channels). Ολόκληρο το φάσμα (κανάλι) διαιρείται σε μεγάλο αριθμό (256) επί μέρους φερουσών, των οτιοίων το πλήθος είναι αποτέλεσμα ενός συγκερασμού αποδεκτής περιπλοκότητας του Συστήματος και βέλτιστης απόδοσης του. Οι επιμέρους φέρουσες παράγονται με τη χρήση μιας μορφής μετασχηματισμού Fourier (FFT - Fast Fourier Transform) και εντός του φάσματός τους τα χαρακτηριστικά της γραμμής είναι σχεδόν γραμμικά, με αποτέλεσμα να μην υφίστανται οι μεταδιδόμενοι παλμοί υπολογίσιμη διασπορά και να μην απαιτείται, επομένως, εξισορρόπησή τους (equalization) στο δέκτη.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL Η ύπαρξη των πολλών αυτών φερουσών έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι ένας κρουστικός θόρυβος θα διαχυθεί στο μεγάλο πλήθος τους και έτσι θα περιοριστούν οι πιθανότητες πρόκλησης σφάλματος. Τα προς μεταβίβαση δεδομένα συλλέγοντας μετατρέπονται και επιμερίζονται στις διάφορες υποφέρουσες για μεταφορά. Συγκεκριμένα, τα bit του κάθε καναλιού ομαδοποιούνται ανά ορισμένο πλήθος και αντιστοιχούνται σε καθορισμένους αριθμούς-σύμβολα. Τα Σύμβολα αυτά επιμερίζονται στις υποφέρουσες του καναλιού και μεταδίδονται με το να τις διαμορφώνουν κατά πλάτος ή φάση ή πλάτος και φάση. Στο δέκτη ανακτώνται από τις επί μέρους φέρουσες τα αρχικά Σύμβολα και από αυτά, με βάση τις καθορισμένες αντιστοιχίες, ανακτώνται οι ομάδες των bit που συνενάινονται και δημιουργούν το συρρευματικό ή το αντιρρευματικό κανάλι. Κάθε μια από τις φέρουσες του καναλιού διαμορφώνεται, σύμφωνα με τα προηγούμενα, από τα διαδοχικά Σύμβολα που της αποδίδοντας λειτουργώντας (ος ένα QAM σύστημα διαμόρφωσης. Μπορεί, επομένως, θα θεωρηθεί η DMT ένα σύνολο συστημάτων QAM που λειτουργούν παράλληλα. Ο κρουστικός θόρυβος δημιουργεί προβλήματα στη γραμμή και χειροτερεύει την τιμή του Λόγου Διφυακών Σφαλμάτων (BER - Bit Error Rate). Για την αντιμετώπιση του, επιστρατεύονται κατάλληλοι κώδικες γραμμής. Αυτός που χρησιμοποιείται στο ADSL είναι ένα είδος Εμπροσθόδοτου Κώδικα Σφαλματοπροστασίας (FEC - Forward Error Correction) κατά τον οποίο ο δέκτης δωρθώνει τα λάθη κάνοντας χρήση επιπρόσθετων bit πληρoqx)pίας που εισάγει ο κώδικας στο σήμα του πομπού, χωρίς να απαιτείται διαδικασία επανεκπομπής μέρους του σήματος. Ένας ευρέως
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL χρησιμοποιούμενος στα Συστήματα ADSL κώδικας αυτής της κατηγορίας είναι ο Reed Solomon (RS-FEC). Περαιτέρω βελτίωση του BER μπορεί να γίνει με διεμπλοκή (interleaving) των "λέξεων που προκύτττουν μετά την εφαρμογή του RS-FEC κώδικα στο προς εκπομπή σήμα. Η βελτίωση, όμως, αυτή εισάγει επί πλέον καθυστέρηση στη μεταβίβαση του σήματος. Έτσι, η τεχνική της διεμπλοκής χρησιμοποιείται μόνον, όταν πρόκειται να μεταβιβαστούν σήματα εφαρμογών που δεν είναι ευαίσθητες στις χρονικές καθυστερήσεις, όπιος η διακίνηση δεδομένων και η κατ απαίτηση λήψη video, ενώ δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ειραρμογές ευαίσθητες στις καθυστερήσεις αυτές, όπως είναι η μεταβίβαση φωνής και η λήψη εικόνας video πραγματικού χρόνου. ' Με τη διεμπλοκή τα ριπαία λάθη του καναλιού (burst channel errors) διαχέονται στο χρόνο και αντιμετωπίζονται ως τυχαία, ενώ η διαδικασία της αποδιεμπλοκής γίνεται σε ειδ«ές διατάξεις του αντίστοιχου δέκτη. ' Η προστασία ένανη σιραλμάτων γίνεται στο ADSL ανεξάρτητα από τη λειτουργία διαδυ«ασιών αυτοπροστασίας για σφάλματα εκπομπής που μπορεί να διαθέτουν κάποιες υπηρεσίες - εφαρμογές. ' Κατά την έναρξη της λειτουργίας των ADSL Συστημάτων, ανιχνεύονται τα χαρακτηριστικά της γραμμής, βάσει αυτών διαπιστώνονται οι δυνατότητες μεταφοράς δεδομένων των επί μέρους φερουσών και αποφασίζεται το είδος της διαμόρφοκτης QAM που είναι κατάλληλο για κάθε μία από αυτές. > Κατά τη φάση της κανονυσης λειτουργίας, επιμερίζονται τα προς μεταβίβαση bit στις υποφέρουσες, σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την προηγούμενη φάση της αρχικοποίησης. Εφ' όσον διαπιστωθεί μεταβολή των χαρακτηριστικών της γραμμής (ραδιοεπιδράσεις, ανακλάσεις κ.λ.π.), τροποποιείται αυτόματα ο επιμερισμός των bit στις φέρουσες (bit swapping). Σε κάποιες περιστάσεις έντονων παρεμβολών ή θορύβων μπορεί ακόμα και να τεθούν εκτός λειτουργίας συγκεκριμένες φέρουσες που ειτηρεάζονται έντονα από αυτές. Για την αντιμετώπιση τέτοιων καταστάσεων γίνεται διαρκής ανταλλαγή σημάτοιν ελέγχου μεταξύ πομπού και δέκτη. Με την παύση του θορύβου ή των παρεμβολών γίνεται επανεκπομπή της φέρουσας και αναδιανομή των προς μεταφορά bit. Μετρήσεις στην Bellcore, στην British Telecom και αλλού, έδειξαν υπεροχή της διαμόρφοκτης DMT, που είναι η βάση του TIE standard για το ADSL του ANSI (American National Standards Institute ) και έχει πρωτοτυποποιηθεί για ADSL από το ETSI (European Telecommunications Standards Institute). To DMT υπερέχει επειδή: - Η ταχύτητα μετάδοσής του μπορεί να ρυθμιστεί κατά μικρά βήματα, τοιν μερικών
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL εκατοντάδων Kbps - Έχει καλλίτερη ανοχή στην παρεμβολή ραδιοσυχνοτήτων (RF1). - Κάνει σχεδόν βέλτιστη χρήση της χωρητικότητας της γραμμής. - Ρυθμίζει ευέλικτα την ισχύ της κάθε επί μέρους φέρουσας. - Έχει καλλίτερη ανοχή στον κρουστικό θόρυβο. - Απαιτεί ελάχιστη εξισορρόπηση (equalization). Το CAP υπερέχει στο ότι χρησιμοποιεί έναν λιγότερο περίπλοκο κώδικά FEC και είναι ελαφρώς γρηγορότερο κατά τη διαδικασία έναρξης λειτουργίας. Και οι δύο τεχνικές μετάδοσης έχουν τον ίδιο βαθμό τιεριπλοκότητας, όπως αυτός εκφράζεται σε MIPS - Mega Instruction Per Second (Εκατομμύρια εκτελούμενες Εντολές Ανά Δευτερόλεπτο). 3,3.4 Η αρχιτεκτονική του - Οι μονάδες που το συγκροτούν Η αρχιτεκτονική μιας πιο συγκεκριμένης μορφής του ADSL απεικονίζεται στο ακόλουθο Σχήμα. Σχήμα 3.6 Η αρχιτεκτονική του ADSL Οι μονάδες από τις οποίες συγκροτείται είναι οι ακόλουθες: DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer - Πολυπλέκτης Πρόσβασης της Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής) Υλοποιεί τις βαθμίδες ATU-C και ΑΝ του Μοντέλου Αναφοράς
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL Εκτελεί λειτουργίες πολλαπλού modem και φέρει ένα πλήθος από πόρτες ADSL σε κάθε κάρτα του, που ανάλογα με το είδος τους, μπορούν να εξυπηρετήσουν Συνδέσεις ADSL πάνω σε POTS είτε ISDN γραμμές. Παρέχει τη δυνατότητα υποστήριξης του πρωτοκόλλου V 5.1 στη διεπαφή του με το Τηλεφωνικό Κέντρο, ώστε να διασυνδέονται μέσω σήματος 2 Mbps οι τηλεφωνικές γραμμές στο Δημόσιο Τηλεφωνικό Δίκτυο Μεταγωγής (PSTN) και να αποφεύγεται, κατ' αυτόν τον τρόπο, η ανάπτυξή τους κατά ζεύγη σε οριολωρίδες και η κατασκευή επιπρόσθετων μικτονομήσειον. Πολυπλέκει και διασυνδέει τα ADSL σήματα με το Δίκτυο Κορμού (ΑΤΜ), επιτηρεί τις λειτουργίες, εκδηλώνει τους συναγερμούς και υποστηρίζει τη διαχείριση του Συστήματος. Έχουν τη δυνατότητα να εγκατασταθούν σε μονάδες εκτός των κτιρίων του Τηλετηκοινωνιακού Παροχέα (σε ONU ή DLC). Μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους με διεπαφές Ε3, ΑΤΜ, ηχει και τεχνική ΙΜΑ (Inverse Multiplexing ATM). Σύμφωνα με τις διεθνείς προδιαγραφές πρέπα να υπάρχει διαλειτουργικότητα DSLAM και modem (ATU-R) διαφορεηκών κατασκευαστών. SPLITTER: (Διαχωριστής) Παθητική διάταξη, χωρίς ανάγκη τροφοδοσίας. Τερματίζει σε συγκεκριμένη αντίσταση τη γραμμή. Διαχωρίζει το φάσμα του ADSL από εκείνο του POTS ή του BRA-ISDN. Απομονώνει την ADSL γραμμή από την εσωτερική συρμάτωση του σπιτιού. Μπορεί να είναι ενσωματωμένος σε άλλες διατάξεις και δε χρησιμοποιείται στην περίπτωση του UDSL (Splitterless ADSL), κατά την οποία τοποθετούνται χαμηλοπερατά φίλτρα πριν τις τηλεφωνικές συσκευές, αντί για Splitter. Επιτρέπει τη λειτουργία της τηλεφωνικής γραμμής σε περίπτιοση διακοπής της τοτηκής τροφοδοσίας του modem (life line). DSL modem: (Διαποδιαμορφωτής DSL) Υλοποίηση της βαθμίδας ATU-R του Μοντέλου Αναφοράς.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ADSL Σ\)νδέεται προς τη μεριά του Δικτύου με το Διαχωριστή (Splitter) μέσω δισύρματης γραμμής (RJ-11) και προς τη μεριά του Χρήστη με διεπαφή Ethernet (πχ 10 Base Τ) ή USB ή ΑΤΜ F-25. Ο συνδυασμός και το πλήθος των προηγούμενων διεπαφών είναι χαρακτηριστικός για τις διάφορες μορφές των modem. Τα απλά modem έχουν μόνο μία διεπαφή USB που συνδέεται στην αντίστοιχη ενός PC, μέσω της οποίας και τροφοδοτείται. Η εγκατάσταση modem αυτού του είδους είναι απλή και μπορεί να γίνει εύκολα από το Συνδρομητή. Αλλη κατηγορία modem είναι εξοπλισμένη με διεπαφές Ethernet που συνδέονται με κάρτες δικτύου των PC και με διεπαφές ΑΤΜ F-25 για διασύνδεση ΑΤΜ τερματικών (π.χ. PC που διαθέτουν κάρτα ΑΤΜ). Υπάρχουν ADSL modem-router που εκτός των διεπαφών που αναφέραμε πιο πάνω έχουν και δυνατότητα να εκτελούν λειτουργίες δρομολόγησης. Η υπέρθεση του ADSL πάνω σε ISDN γραμμή απαιτεί τη χρήση ειδικού τύπου modem. 3.4 ΟΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΤΟΥ ADSL 3.4.1 Αρχές λειτουργίας του ΑΤΜ Το ΑΤΜ (Asynchronous Transfer Mode - Ασύγχρονος Τρόπος Μεταφοράς) είναι μια τεχνική μετάδοσης διαφόρων μορφών πληροιρορίας με τη μορφή σταθερού μεγέθους πακέτων που ονομάζονται κυψέλες (cell) και μεταδίδονται κατά τρόπο ασύγχρονο. Η δομή της κυψέλης απεικονίζεται στο Σχήμα 3.7 PAYLOAO {Inferimt Σχήμα 3.7 Η όομή της ιτυψέχης του ΑΤΜ