Средства связи для "последней мили" (стр. 16 )

Что же касается стран Восточной Европы, Южной Америки. Азии, то ввиду большей длины абонентских и соединительных линий, как правило, более низкого качества уложенных кабелей, большим спросом пользуются системы HDSL. базирующиеся на технологии CAP

(Camerless Amplitude and Phase Modulation) - амплитудно-фазовой модуляции без передачи несущей. Разработчик технологии - компания GlobeSpan (часть бывшей AT&T) - поставила себе целью создать узкополосную технологию линейного кодирования, не чувствительную к большинству внешних помех, что, как показывает опыт внедрения систем HDSL на основе технологии CAP в мире и в России, вполне удалось.

Технология CAP

Модуляция CAP сочетает в себе последние достижения модуляционной технологии и микроэлектроники. Модуляционная диаграмма сигнала CAP напоминает диаграмму сигнала модемов для телефонных каналов, работающих по протоколам V.32 или V.34. Несущая часто­та модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 или 128 состоя-ниями. При этом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая наибольшую энергию, "вырезается" из сигнала, а затем восстанавливается мик­ропроцессором приемника. Соответственно 64-позиционной модуляционной диаграмме, сиг­нал CAP-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени, то есть в 16 раз больше по сравнению с 2B1Q. Модуляция CAP-128, применяемая в системах SDSL (2 Мбит/с по одной паре), имеет 128-позиционную модуляционную диаграмму и соответственно передает 7 бит за один такт. Итогом повышения информативности линейного сигнала является сущест­венное снижение частоты сигнала и ширины спектра, что, в свою очередь, позволило избе­жать диапазонов спектра, наиболее подверженных различного рода помехам и искажениям. На рис. 4.3 показаны спектр и модуляционная диаграмма сигнала CAP.

Рис. 4.3. Технология CAP

Для объяснения достоинств модуляции CAP на рис. 4.4 наложены спектры сигналов с кодом HDB3 (технология. применяемая ранее для создания линий Е1, в частности используе­мая в линейных трактах систем типа ИКМ-30), 2B1Q и CAP.

Из сравнительного анализа спектров видны положительные особенности систем HDSL, основанных на CAP модуляции.

1.Максимальная дальность работы аппаратуры. Затухание в кабеле пропорционально частоте сигнала, поэтому сигнал CAP, спектр которого не имеет составляющих выше 260 кГц, распространяется на большую дистанцию, чем сигнал с кодом 2B1Q или HDB3. При условиях, что выходная мощность в системах HDSL ограничена стандартами (+13,5 дБ), а повышение чувствительности приемника выше -43 дБ не представляется возможным из-за шумов, сни­жение частоты линейного сигнала ведет к выигрышу по дальности работы систем HDSL на основе технологии CAP по сравнению с 2B1Q. Для систем, работающих по двум парам (см. табл. 4.1 ниже), этот выигрыш составляет

 

CAP (WATSONS, WATSON4)

Рис. 4.4. Спектры сигналов HDB3. 2B1Q. CAP

 

15-20% (для жилы 0,4-0,5 мм), для систем SDSL (то есть работающих по одной паре) - 30-40%. Если сравнивать дальность передачи (без реге­нераторов), достигаемую в системах HDSL на основе технологии CAP, с дальностью работы линейного тракта ИКМ-30 (HDB-3), выигрыш составит 350-400%.

2. Высокая помехоустойчивость и нечувствительность к групповому времени задержки. Ввиду отсутствия в спектре высокочастотных (свыше 260 кГц) и низкочастотных составляю­щих (ниже 40 кГц), технология CAP не чувствительна к высокочастотным наводкам (перекре­стные помехи, радиоинтерференция) и импульсным шумам, также, как и к низкочастотным наводкам и искажениям, например, при пуске мощных электрических машин (ж/д. метро) или электросварке. Поскольку ширина спектра составляет лишь 200 кГц. не проявляются эффек­ты, вызываемые групповым временем задержки.

3. Минимальный уровень создаваемых помех и наводок на соседние пары. Сигнал CAP не вызывает интерференции (взаимовлияния) и помех в спектре обычного (аналогового) те­лефонного сигнала благодаря отсутствию в спектре составляющих ниже 4 кГц. Это снимает ограничения по использованию соседних пар для обычных (аналоговых) абонентских или межстанционных соединений.

4. Совместимость с аппаратурой уплотнения, работающей по соседним парам. Боль­шинство аналоговых систем уплотнения абонентских и соединительных линий используют спектр до 1 МГц. Системы с модуляцией CAP могут вызывать наводки на частотные каналы в диапазоне 40-260 кГц, однако остальные каналы не подвергаются какому-либо влиянию, со­ответственно есть возможность использования аппаратуры HDSL CAP в одном кабеле с ана­логовой аппаратурой уплотнения. Системы же HDSL с модуляцией 2B1Q вызывают наводки фактически на все частотные каналы аналоговых систем уплотнения, нагружающих соседние пары, поэтому, как правило, не могут быть использованы в одном кабеле с аналоговой аппа­ратурой уплотнения.

Типовые параметры оборудования HDSL

Типовые значения дальности работы систем HDSL, использующих различные технологии линейного кодирования, представлены в табл. 4.1 на примере оборудования HDSL WATSON (Schmid Telecom AG, Швейцария) различных серий. Оборудование WATSON2 использует ко­дирование 2B1Q и работает по двум парам, WATSON3 - использует модуляцию CAP-64 и ра­ботает по двум парам, WATSON4 - CAP-128 и работает по одной паре. Приведенные в табли­це данные являются лишь типовыми значениями, измеренными на определенных кабелях при заданных уровнях шумов (в соответствии со стандартами ETSI). В случаях, когда приведенная в таблице дальность является недостаточной, то есть длина линии, на которой необходимо организовать цифровой тракт, превышает типовые значения, применяется регенератор. Реге­нератор может быть организован из двух блоков HDSL, соединенных "спина к спине", или же быть выполненным в специальном корпусе в качестве особого устройства. Регенератор уд­ваивает рабочую дистанцию, теоретически возможно использование до 7-8 регенераторов на одной линии.

Таблица. 4.1. Характерная дистанция работы систем HDSL и SDSL WATSON

Диаметр жилы, мм	Допустимая длина линии без регенераторов, ориентировочно:
WATSON2	WATSON3	WATSON4
0,4	до 4 км	4-5 км	3-4 км
0.6	ДО 6 KM	6-7 км	4-5 км
0,8	до 9 км	10-12 км	6-7 км
1.2	до 18 км	14-18 км	10-13 км

 

При проектировании сети большую важность имеет вопрос практического определения пригодности тех или иных кабельных пар к работе оборудования HDSL. Для грубой оценки возможности применения системы HDSL следует пользоваться табл. 4.1. Чтобы получить бо­лее точные результаты, можно провести измерения, для чего необходимо использовать спе­циальный тестер, позволяющий генерировать характерные для HDSL значения перекрестных помех (NEXT. FEXT), а также проверить затухание в линии на характерных частотах. Сущест­вует специализированное измерительное оборудование, предназначенное для этих целей, однако из-за его высокой стоимости (в десятки раз выше стоимости пары модемов HDSL), рекомендуется не приобретать столь дорогостоящее оборудование только лишь для тестиро­вания линий под применение систем HDSL. Дело в том, что существенно проще и дешевле осуществить проверку пары пробным включением пары модемов HDSL, обеспечивающих полную диагностику в соответствии с рекомендацией ITU-T G.826. Такой подход позволит не только на 100% определить, пригодна ли линия для аппаратуры конкретного типа (2В 1Q, CAP-64 или CAP-128), но и промерить большое количество качественных характеристик полу­ченного цифрового тракта (BER. SQ и др.).

Параметры HDSL линии, измеряемые в соответствии с G.826, приведены ниже.

1. Проверка циклическим кодом, показывающая ошибочные блоки, полученные на локаль­ном конце HDSL тракта.

2. Показывает ошибочные блоки, принятые на удаленном конце HDSL тракта.

3. Блок, в котором один или более ошибочных бит.

4. Период времени длительностью одна секунда, в которой зарегистрирована одна или более ошибок.

5. Период длительностью одна секунда, в котором более 30% ошибочных блоков.

6. Ошибочный блок, не учтенный в п.5.

7. Отношение количества секунд с ошибками к количеству секунд без ошибок за некото­рое фиксированное время измерений.

8. Отношение количества блоков с ошибками к общему количеству переданных блоков за определенное время за исключением блоков, определенных как в п.5 (SES), и времени неработоспособности системы.

Чтобы дать читателю представление о работе оборудования HDSL на реальных кабель­ных линиях, в табл. 4.2 сведены экспериментальные данные, полученные при испытаниях ап­паратуры HDSL серии WATSON различными операторами связи России. К сожалению, у авто­ров недостаточно экспериментальных данных по аппаратуре, использующей модуляцию 2B1Q, так как подобная аппаратура не нашла широкого распространения в России.

4.3. Оборудование HDSL

Производством оборудования HDSL занимается несколько десятков зарубежных компа­ний. Основным параметром оборудования HDSL считается дальность его работы. Этот пара­метр практически на 100% определяется типом используемого линейного кодирования (см. выше). По этому параметру все оборудование, использующее кодирование 2B1Q, как правило, равноценно - то есть обеспечивает одинаковую дальность и помехоустойчивость. Системы с модуляцией CAP несколько превосходят оборудование 2B1Q по ключевым параметрам (даль­ность и помехоустойчивость), однако практически идентичны по этим параметрам между собой.

Оборудование HDSL отличается наличием/отсутствием различных дополнительных функ­ций, различным энергопотреблением, наличием режимов резервирования и т.д. Это обуслав­ливается применением различных наборов микросхем, отличиями в программном обеспечении, конструкторской разработке и т.д. Помимо линейных параметров, с точки зрения большинства пользователей, можно выделить следующие характеристики аппаратуры HDSL, на которые по­лезно обратить внимание при выборе ее типа.