Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах

Новини ИТ в отбраната
бр. 7, 2018

Приложение на цифровите абонатни линии за военни цели

от , 24 юли 2018 0 1158 прочитания,

подполк. доц. д-р инж. Илиян Цветанов Ангелов, Доцент в катедра „Комуникационни и информационни системи”, факултет „Общовойскови” на НВУ „Васил Левски” , Велико Търново

Цифровите абонатни линии (Digital Subscriber Lines – хDSL) са семейство технологии, позволяващи значително повишаване на пропускателната способност на наследената телефонна мрежа за общо ползване чрез ефективни линийни кодове и адаптивни методи за корекции на изкривяванията. В основата им стоят постиженията на микроелектрониката и методите за дигитална обработка на информацията.
Символът х може да заема различни английски букви в зависимост от конкретния вид на цифровата преносна технология. Технологиите хDSL се появяват в средата на 90-те години като алтернатива на цифровия абонатен достъп в ISDN.
Технологиите хDSL позволяват обмен на данни със скорости, значително превишаващи най-добрите аналогови и цифрови модеми. Те поддържат обмена на глас, високоскоростен обмен на данни и видеоинформация. Някои от технологиите позволяват интеграция на услуги (обмен на гласови услуги и данни).

Услугите, предоставяни от xDSL, са разработени така, че да се предлагат по съществуващата телефонна инфраструктура, да не пречат на абонатната апаратура (телефонни апарати, телефаксни апарати, телефонни секретари и др.). За целта скоростта им не трябва да превишава 55 kbit.s–1 и се изисква те да са постоянно включени.
Една от основните черти на различните xDSL технологии са използваните методи за линийно кодиране. Основните линийни кодове, които влизат в употреба, са Two-Binary, One-Quaternary (2B1Q), Carrierless Amplitude Phase Modulation (CAP), Discrete MultiTone Modulation (DMT).

Приложение на цифровите абонатни линии за военни цели

Технологията 2B1Q е кодиране със симетричен спектър и 4 нива на импулсно-амплитудна модулация. Всеки блок от два двоични символа В (2B) се кодира в един Q (1Q) четиринивов. CAP, или амплитудно-фазова модулация без предаване на носещия сигнал, съчетава в себе си последните постижения на модулационната технология и на микроелектрониката. Носещият сигнал при нея се модулира по амплитуда и фаза, създавайки кодово пространство с 64 (CAP-64) или 128 (CAP-128) състояния.
Линийното кодиране DMT (дискретна многотонална модулация) е метод за кодиране, широко прилаган в съвременните широколентови комуникационни системи. Известно е още като мултиплексиране с ортогонално честотно разделяне (Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). При този метод се използват множество носещи честоти (подканали), всяка от които се модулира с нискоскоростни цифрови потоци с използването на 4-позиционна квадратурна амплитудна модулация (4-QAM). В процеса на модулация и демодулация се използва бързото преобразуване на Фурие.
В зависимост от скоростите на предаване на данни в различните посоки – от абоната към мрежата („качване“ – UpStream (US), и от мрежата към абоната („сваляне“ – DownStream (DS), xDSL се класифицират като асиметрични и симетрични.
При асиметричните xDSL скоростите на качване и сваляне се различават, като най-често скоростта на сваляне е по-висока от скоростта на качване. При симетричните xDSL скоростите на качване и сваляне са еднакви.
Асиметричната цифрова абонатна линия се означава като ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Тя е преносна технология, чрез която на абонатите се предоставят широколентови услуги по двупроводните усукани медни двойки на наследената обществена комутируема телефонна мрежа (Public Switched Telephone Network – PSTN). Понастоящем на крайните потребители освен гласови услуги се предоставят и услуги като достъп до интернет, видеоинформация в реално време, интернет телефония, видеоконференции и др. Както следва от името на технологията, капацитетът на абонатната линия по отношение на скоростта на предаване на информацията е асиметричен, в смисъл че скоростта на предаване на информацията от мрежата към абоната е по-висока, отколкото в обратната посока - от абоната към мрежата.
Пропускателният капацитет на двупроводната абонатна линия се разделя честотно (FDM), като ясно се разграничават три честотни области – за обмен на аналогова (цифрова) гласова информация (Plain Old Telephone Service (POTS); за предаване на информация в посока „абонат – мрежа“ (Upstream – US) и за предаване на информация в посока „мрежа – абонат“ (Downstream – DS). За обмен на гласовата информация се използват стандартните методи в съответните мрежи, а за обмен на информация в посоки US/DS се прилага линийно кодиране DMT. Широчината на ефективно предаваните честотни ленти на съответните честотни области (фиг. 1), както и броят на подносещите за всяка честотна област са различни в зависимост от конкретния стандарт.

Максималната дължина на подобна линия зависи, на първо място, от необходимия капацитет в двете посоки.
Архитектурата на ADSL включва устройства за достъп, наричани ADSL крайни устройства, разположени до опорната широколентова мрежа в „централния офис“ (ADSL Termination Unit – Central office –ATU-C), и ADSL крайни устройства при „отдалечения“ потребител на услуги (ADSL Termination Unit – Remote – ATU-R), с помощта на които се предоставят абонаментните услуги.
За разделяне от наследените гласови услуги (аналогови или ISDN) се използват специални разделящи устройства, наречени сплитери (Splitters), които се намират при доставчика на услуги Splitter-C или при потребителя - Splitter-R.
Съществуват две групи стандарти за изграждане на ADSL: със сплитери както при доставчика, така и при потребителя на услуги (фиг. 2), или със сплитери само при доставчика, като потребителят използва своята електроинсталация (фиг. 3).

Понастоящем у нас подобни цифрови абонатни линии се предлагат от VIVACOM, която като наследник на БТК е собственик на силно развита абонатна мрежа от медни проводници. Най-често използвана е архитектурата на „сплитерна“ ADSL. Понастоящем технологията не намира приложение във формированията за комуникационна и информационна поддръжка (КИП) на въоръжените сили (ВС).
Високоскоростните цифрови абонатни линии – HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line), осигуряват пълен дуплексен симетричен обмен на цифрови потоци със скорост до 2336 kbit.s–1. За работа по кабелната линия се използват 2B1Q или CAP кодиране. Дължината на комуникацията може да достигне до 15 km без регенератор. Тя зависи от броя на използваните двойки проводници (един, два или три), дебелината на проводника и параметрите на кабела.
В архитектурен план (фиг. 4) HDSL технологията използва две устройства: едното е главно (master) и се намира до опорната мрежа (мрежова страна), a другото е подчинено (slave) и е разположено до крайните потребители (абонатна страна). Главното HDSL устройство се означава с LTU (Line Termination Unit – крайно линийно устройство), а подчиненото се означава с NTU (Network Termination Unit – крайно мрежово устройство).
Технологията позволява работа по 1, 2 или 3 двойки проводници (чифтове), като може да се използват линийни регенератори. Използването на повече чифтове не се изключва от стандарта, но не е дефинирано в него.

Конфигурациите на свързване на LTU и NTU биват два вида:„от точка до точка” (point to point) и „от точка към множество от точки” (point to multipoint).
При втория тип конфигурация скоростта на отделните подчинени устройства е по-ниска от тази при първия. Това ограничение идва от факта, че подчинените системи работят по една усукана двойка проводници, които от своя страна доставят разделените нискоскоростни потоци.
Всяко терминално устройство, което се свързва към HDSL мрежата, използва за целта някакъв интерфейс. Характерно за тази система е, че поддържа множество от интерфейси като: G.703, G.704 на ITU-T за работа с неструктуриран или структуриран 2,048 Mbit.s–1 цифров поток – Е1 или с неструктуриран, или структуриран 1,544 Mbit.s–1 цифров поток – Т1; V.35, V.36, Х.21 на ITU-T, Ethernet за предаване на данни със скорости от nх64 kbit.s–1 (n=1÷32).
HDSL системите могат да се използват самостоятелно или в координация с други телекомуникационни мрежи или оборудване. Някои от най-честите им приложения, включително и за военни цели, са свързани с организиране на междустанционна (напречна) връзка между цифрови автоматични телефонни централи (АТЦ) или аналогови АТЦ чрез използване на 30/32-канални цифрови мултиплексни системи РСМ-30/32, както и между аналогова (съвместно с 30/32-канална цифрова мултиплексна система РСМ-30/32) и цифрова АТЦ. HDSL технологията се прилага още за осигуряване на връзка между отделни станции, изнесени абонатни постове на аналогови АТЦ (чрез 30/32-канални цифрови мултиплексни системи РСМ-30/32), замяна на сложни за обслужване и изискващи множество междинни необслужваеми цифрови регенератори линийни трактове на цифрови мултиплексни системи. Тя се използва и за достъп до високоскоростни влакнесто-оптични линийни трактове при плезиохронните (PDH) и синхронните (SDH) цифровие йерархии на цифровите преносни системи, при връзки между локални изчислителни мрежи, както и за свързване на възлите на комутация с базовите радиостанции в клетъчните съобщителни мрежи.

Във формированията за КИП на ВС се експлоатират HDSL устройства (модеми), произведени от различни производители, работещи по наследените кабели (например П-296).
Друга симетрична xDSL технология е SHDSL (Single-pair High-speed Digital Subscriber Line), която осигурява двупосочна комуникация с променлива скорост по един абонатен чифт в диапазона от 192 kbit.s–1 до 2,312 Mbit.s–1.
Архитектурата на тези системи е подобна на HDSL, но тук устройствата се наричат STU-C (SHDSL Termination Unit – Central office), разположено в близост до опорната мрежа – мрежова страна, и STU-R (SHDSL Termination Unit – Remote), разположено в близост до потребителите на услуги – абонатна страна.
За работа по кабелната линия се използва решетчата амплитудна импулсна модулация (Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation (TCPAM)), известна още като 4B1H, (4 Binary, 1 Hexadecimal).
VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line) е технология, която е развитие на ADSL. Тя е разработена да осигурява по-висока скорост на предаване на информацията по един меден чифт, като са предвидени по няколко честотни ленти за предаване в посока US и DS (фиг. 5). По този начин може да се организират както несиметрични, така и симетрични цифрови абонатни линии. Максималното разстояние е ограничено от 300 до 1350 m.

По-високи скорости за обмен на данни се постига чрез развитие на VDSL технологията в технологията VDSL2. При нея по-високи скорости се получават чрез работа в по-високи честотни диапазони, които достигат до 30 MHz. Разпределението на честотния спектър при VDSL2 е показано на фиг. 6.

Архитектурата на тези системи е показана на фиг. 7. Към мрежата достъпът се реализира чрез кабелни или оптични линии. Връзката между мрежата и абонатната страна е по двупроводна абонатна линия. В мрежовата страна е поставено оптично мрежово устройство (Optical Network Unit (ONU) или линийно терминално устройство (Line Termination (LT). В абонатната страна се разполага абонатното устройство – мрежово крайно устройство (Network Termination (NT)). Достъпът на крайните потребители до услуги се осъществява чрез аналогови телефонни апарати (Analogue Terminal Equipment (ATE), ISDN терминали за базов достъп (ISDN-BATE) или широколентови терминали за достъп (Broadband Terminal Equipment (BTE).
За работа по кабелната линия се използва DMT линийно кодиране.

Понастоящем във формированията за КИП на ВС се използва основно HDSL технологията за привързване към стационарната КИС, към мрежата на Държавна агенция „Електронно управление“, към мрежите на различните телекомуникационни оператори.

Поради ограничените финансови средства все още се експлоатират и ще се експлоатират наследените кабелни (стационарни и полеви) мрежи, което е предпоставка за приложение и на други xDSL технологии за решаване на конкретни телекомуникационни задачи в зависимост от особеностите на оперативно-тактическата обстановка.

КОМЕНТАРИ ОТ  

Полезни страници
    За нас | Аудитория | Реклама | Контакти | Общи условия | Декларация за поверителност | Политика за бисквитки |
    Действителни собственици на настоящото издание са Иво Георгиев Прокопиев и Теодор Иванов Захов