Adsl курсовая работа

Содержание

          Аннотация……………………………………………………………….2

 Введение…………………………………………………………………3

I.        Технологияасимметричной цифровой абонентской линии(ADSL).

1.1   Общееописание технологии ADSL……………………..8

1.2   Областиприменения ADSL …………………………….12

1.3    Проблемы, связанные сприменением ADSL………..15

1.4   РешениеADSL проблем…………………………………23

II.       Технологическиехарактеристики  оборудования ADSLкомпании “Алкатель”

2.1   Общееописание оборудования ADSL………………..39

2.2    МультиплексорASAM –функциональное описание.49

2.3    Описание транспортнойсистемы………………………57

2.4    Функциональноеописание сетевого ADSL-окончания     (ANT)………………………………………………………..59

III.      Расчетоборудования  ADSL

       3.1    Разработка схемыпроектируемой сети доступа……60

               3.2    Расчет пропускной способности для проектируемой сетидоступа……………………………………………….65  

IV.      Технико-экономическое обоснование

                         4.1   Обоснованиецелесообразности проектного  решения71

                4.2   Расчеткапитальных затрат и эксплуатационных расходов…………………………………………………..82

V.       Экологияи безопасность жизнедеятельности

        5.1  Влияние монитора наорганизм человека…………….89

 5.2  Расчет естественнойосвещенности в производственном помещении ………………………105

 Заключение……………………………………………………………108 Списоклитературы………………………………………………….110

Переченьдемонстрационных плакатов………………………..111

Аннотация

Данныйдипломный проет посвящен описанию технологии ADSL, составу оборудования ADSLкомпании ”Alcatel”, расчету сети доступа в Интернет, её архитектура и составоборудования, также был произведен расчет пропускной способности сети. Втехнико – экономическом обосновании сделан сравнительный анализ оборудованиякомпаний “Alcatel” и ”Cisco Systems”, где видны явные преимущества оборудованиякомпании “Alcatel”.

Расчеткапитальных затрат и эксплуатационных расходов позволит оператору  правильноопределить тарифную политику, быстро окупить затраты и получить прибыль. Вглаве экология и безопасность жизнедеятельности  описано влияние монитора наорганизм человека и расчитана естесственная освещенность в производственномпомещении.

Дипломныйпроект содержит :

—    101 лист пояснительной записки;

—     5листов плакатов;

—     1приложение;

—     28рисунков;

—     22 таблицы.

Введение

Российскийрынок услуг передачи данных в режиме on-line находится в начальной стадиисвоего развития. Основным сдерживающим фактором является несоответствие междубольшой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чеготакого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние икрупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимостиуслуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации«последней мили», то есть линий, по которым помещения абонентовподключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной намассового пользователя, выбор технологии для «последней мили»становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы.

Внастоящее время известны и широко используются в городских условиях следующиесредства для организации «последней мили»:

телефонныемедные провода;

волоконно-оптическиекабели;

телевизионныекабельные сети;

радиоэфир(технология «радио-Ethernet»);

каналы спутниковоготелевидения

Традиционные технологии, которые былидо настоящего времени разработаны для высокоскоростной передачи данных илидоступа в сеть Интернет, достаточно дороги, причем не только на этапевнедрения, но и при эксплуатации, в то время как эффективные с экономическойточки зрения технологии не обеспечивали необходимой пользователям скоростипередачи данных. Большинство пользователей все еще вынуждены применять дляполучения доступа в сеть Интернет аналоговые модемы, предназначенные для использованияна телефонных линиях[5].

 Возможности высокоскоростной передачиданных долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкогобизнеса и частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям немогут себе позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотяпотребность этих групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянноросла и растет, до последнего времени им оставалось полагаться только на тесредства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общегопользования. Технологии DSL(Цифровая абонентская линия) являются одним из главныхсредств решения проблем такого рода.

Медная абонентская телефонная линиянаходится в стадии эволюционного перехода от аналоговой сети, предназначеннойтолько для обеспечения телефонной связи, к широкополосной цифровой сети,способной обеспечить передачу голоса, высокоскоростную передачу данных, а такжеработу других не менее важных коммуникационных служб. Поддержание работы такойсети требует не только наличия соответствующего современного оборудования, но исовершенно нового подхода к управлению работой кабельной абонентской телефоннойсети.

 Сеть, состоящая из пар витыхпроводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефоннойсвязи между различными абонентами, постепенно превращается в сетьширокополосных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных идругие широкополосные телекоммуникационные службы. Разработанная для аналоговыхтелефонных линий технология (аналоговые модемы, предназначенные для передачи потелефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных — до 56Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современныхтехнологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии,которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачиданных могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачуданных, при этом сохраняя возможности одновременного использования абонентскихлинии и для традиционной телефонной связи. Новую ступень развития удалосьпреодолеть благодаря использованию технологий DSL.

Для конечных пользователей технологииDSL обеспечивают высокоскоростное и надежное соединение между сетями или ссетью Интернет, а телефонные компании получают возможность исключить потокиданных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно длятрадиционной телефонной связи.

Обеспечение высокоскоростной передачиданных по медной двухпроводной абонентской телефонной линии достигаетсяустановкой оборудования DSL на абонентском конце линии и на «конечнойостановке» магистральной сети высокоскоростной передачи данных, котораядолжна находится на телефонной станции, к которой подключена данная абонентскаялиния. Если на абонентской линии с использованием технологии DSL организованавысокоскоростная передача данных, информация передается в виде цифровыхсигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обычноиспользуется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позволяетзначительно расширить коммуникационные возможности существующих витых партелефонных проводов.

Использование технологий DSL наабонентской телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть вчасть сети высокоскоростной передачи данных. Телефонные компании получиливозможность увеличить свои прибыли, используя существующую кабельную телефоннуюсеть для предоставления своим абонентам возможности высокоскоростной передачиданных по доступной цене.

Кроме обеспечения высокоскоростнойпередачи данных, технологии DSL являются эффективных средством организациимногоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL (голос поDSL) можно объединить большое количество каналов телефонной (голосовой) связи ипередать их по одной абонентской линии, на которой установлено оборудованиеDSL.

Более того, широкополосные сети,построенные на базе технологии DSL, не ограничены только организациеймногоканальной голосовой связи или высокоскоростной передачи данных. Онипредставляют собой базовую сеть для внедрения других служб, непременнотребующих для своей работы широкой полосы частот.

Обеспечение доступа в сеть Интернетявляется одной из основных функций современных цифровых сетей. Ширинаиспользуемой полосы частот зависит от применяемой технологии высокоскоростнойпередачи данных.

Организация видеоконференций требуетсимметричной передачи данных. Так как при организации видеоконференцийнеобходимо передавать и голос и видеосигнал, то такая служба требует наиболееширокой частотной полосы по сравнению с другими службами. При этом минимальнаязадержка в передачи или потеря части информации могут быть замечены немедленно.

Организация службы видео по запросутребует установки асимметричного соединения. Восходящий поток передачи данных(от пользователя в сеть) используется для передачи пользователем сигналовуправления (таких, как воспроизведение, остановка, пауза, перемотка и т.п.).Нисходящий поток передачи данных используется для передачи пользователюзапрошенного видеосигнала.

Для обеспечения возможностиорганизации новых служб сеть абонентских двухпроводных телефонных линий должнапройти определенный этап развития от аналоговой узкополосной сети,предназначенной для передачи только телефонных разговоров, до цифровойширокополосной сети, предназначенной не только для передачи голоса, но и для передачиданных и видеосигналов[4].

Настоятельная потребность ввысокоскоростной передаче данных привела к созданию технологий исоответствующего оборудования DSL. Для обеспечения должного уровня обслуживания,например, в городах, оборудование доступа должно быть установлено на сотняхтелефонных станций. Только после установки необходимого оборудования можнопредлагать данную услугу потенциальным пользователям. Предоставление абонентамуслуги высокоскоростной передачи данных включает в себя установку необходимогооборудования у абонента, правильное подключение и подготовку линии, соединяющейоборудование пользователя с тем оборудованием, которое установлено нателефонной станции, и начало обслуживания. При этом существует и потребность вподготовке кадров, обладающих умением работать с оборудованием и технологиямиDSL, для всех организаций, участвующих в предоставлении данной услуги.

Не все линии поддерживают технологииDSL. Технические специалисты телефонных компаний должны уметь квалифицироватьлинии не только с точки зрения возможности их использования длявысокоскоростной передачи данных с использованием технологии DSL, но и дляопределения конкретной технологии DSL, которая может использоваться на даннойабонентской линии. Идеально, если хотя бы проверка линий потенциальныхпользователей будет проведена заранее, что позволит после поступления от любогоиз этих пользователей запроса на обслуживание практически без задержкипредоставить ему требуемую услугу.

Провайдеры должны иметь физическийдоступ к абонентским линиям и проверочное оборудование, позволяющеедистанционно анализировать цифровые высокочастотные сигналы и состояниефизической линии, что позволит контролировать работу абонентской линии, искатьи устранять появляющиеся неисправности.

При использовании стандартнойаналоговой телефонной службы абонент набирает номер, который позволяеткоммутационному оборудованию телефонной сети установить соединение с другимабонентом или модемом. В случае неисправности, например, модема провайдера,происходит разъединение и для установки соединения абонент должен снова набратьтелефонный номер. Соединение DSL является постоянно включенным соединением,которое соединяет оборудование пользователя с мультиплексором доступа. В случаеповреждения на станции оборудования, обеспечивающего соединение с даннымпользователем, последний не будет получать обслуживание до устраненияпровайдером неисправности в своем оборудовании. Поэтому на случай поврежденияоборудования обеспечения доступа провайдер должен иметь возможность быстропереключить пользователя на резервное оборудование и устранить неисправность.

По мере того, как сети становятся всеболее сложными с точки зрения предоставляемых услуг и выполняемых функций, системыуправления также должны развиваться. Усовершенствованные средства и инструментыуправления снижают общие расходы на контроль состояния сети и управление.

В наши дни технологии, обеспечивающиевысокоскоростной доступ в сеть Интернет и соединение сетей между собой,доступны как никогда. Технологии DSL позволяют расширить использование такихуслуг на те сегменты рынка, которые ранее не были охвачены. Однакоширокомасштабное внедрение новых технологий приводит к постепенному переходу отаналоговой абонентской сети к цифровой абонентской сети. Переход на новуюступень развития приводит не только к созданию оборудования нового поколения,но и требует использования соответствующих приборов, обучения обслуживающегоперсонала новым методам работы и совершенно другого подхода к вопросамуправления сетью абонентских телефонных линий.

ГЛАВАI. Технология асинхронной цифровой абонентской линии1.1. Общее описаниетехнологии ADSL Вступление

Всемхорошо известны возможности медной витой пары по передаче высокочастотногоаналогового сигнала. Аналоговые модемы позволяют достигать скоростей до 28Кбит/с по стандартному телефонному каналу. Используя схожие методы модуляциитехнология ADSL позволяет достичь скорости нисходящего потока (от станции кпользователю) до нескольких Мбит/с. На низкоскоростном канале от пользователя кстанции эта технология позволяет пользователю управлять нисходящим потоком (см.рис.1). Необходимо отметить, что современные алгоритмы модуляции и кодированияобеспечивают скорость ADSL, которая приближается к теоретическому пределу.

/>

                                 Рисунок 1. Абонентская линия ADSL.

Высокаяскорость нисходящего потока выбрана потому, что большинство домашнихпользовательских приложений являются асимметричными. Бизнес пользователи,которым необходимы симметричные высокоскоростные приложения, используютоптический или коаксиальный кабель для обеспечения высокоскоростногодвустороннего обмена данными. Поэтому технология ADSL была разработана в первуюочередь для рынка домашних пользователей.

     В связи с этим, пользователь можетпродолжать пользоваться уже имеющейся телефонной связью. На практике этоозначает, что пользователь может осуществлять телефонные вызовы во времяпередачи данных с использованием ADSL оборудования.

Краткаяистория эволюции модемов использующих неэкранированную витую пару (UTP)

В1881 Грэхем Белл изобрел аналоговый модем, т.е. телефон. После этогопотребовалось 80 лет, чтобы изобрести цифровые модемы. В таблице 1.1 приведенакраткая история модемов.

  Модемы,использующие стандартный телефонный канал

Таблица 1.1  Модемы использующие каналТЧ

Год Скорость Модуляция 1960 300-1.2 Кбит/с (V.21,V23) ЧМ 1968 2.4 (V.26) ДОФМ (QPSK) 1972 4.8 Кбит/с (V.27) ТОФМ (8-PSK) 1976 9.6 Кбит/с (V.29) КАМ-16 (16-QAM) 1986 14.4 Кбит/с (V.33) КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM) 1989 19.2 Кбит/с (V.33bis) КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM) 1993 28.8 Кбит/с (V.34) Цифровая многоканальная (DMT)   Модемы,использующие выделенную пару симметричного кабеля

Таблица 1.2  Модемы, использующие выделенные парысимметричного кабеля

Год Технология Описание Расстояние/Диаметр жилы 1985 U-IC Дуплексная передача на скорости 160 Кбит/с по одной неэкранированной паре

8-10 км максимально.

4 км/0.4 мм

1990 HDSL Дуплексная передача на скорости 2 Мбит/с по 2 или 3 неэкранированным парам

2 UTP: 2.4 км/0,4 мм

2 UTP: 2.6 км/0,6 мм

3 UTP: 3.9 км/0,4 мм

3 UTP: 4.9 км/0,6 мм

1995 ADSL

1.5-8 Мбит/с (и более) нисходящий поток

640 — 1000 Кбит/с восходящий поток

1-5.4 км максимально 1997 VHDSL 20-50 Мбит/с 200-500 м  КонцепцияADSL

КонцепцияADSL была предложена в начале этого десятилетия компанией AT&T BellLaboratories и Стэндфордским университетом. С тех пор был пройден путь откомпьютерных эмуляций и лабораторных прототипов до выпуска стандартных систем,которые вскоре перерастут в интегрированные системы.

Принципзаключается в одновременной передаче по медной паре высокоскоростногонисходящего потока к пользователю и низкоскоростного восходящего потока отпользователя в сеть без влияния на телефонию [1].

                        />

Рисунок 2.Спектр используемых частот.

Ввысокоскоростном нисходящем потоке и низкоскоростном восходящем потокепередается цифровая информация. В добавлении к этому, технология ADSL  имеет важнуювозможность мультиплексирования цифровой информации на более высоких частотах,по сравнению с традиционным каналом ТЧ. Другими словами, пользователи,использующие аналоговую телефонию могут продолжать ей пользоваться одновременнос ADSL. Данная функция осуществляется с помощью специального устройства –сплиттера (ФНЧ).

/>

Рисунок 3.Внешние характеристики ADSL.

Нарисунке 3 изображены внешние характеристики ADSL. Пропускная способностьвосходящего и нисходящего потоков составляет несколько Кбит/с и несколькоМбит/с соответственно. Естественно, по мере увеличения расстояния, максимальнодостижимая пропускная способность падает. Например, ADSL устройство, работающеена скорости 2 Мбит/с позволяет подключить множество пользователей на достаточнобольшом расстоянии. Тогда как ADSL устройства, работающие на скоростях 6 Мбит/си более, позволят подключить пользователей на значительно меньшем расстоянии.

Посколькувосходящий поток передается на более низкой частоте, по сравнению с нисходящим,переходные помехи будут значительно ниже, чем при использовании симметричныхсистем. Отсутствие таких помех позволяет использовать ADSL устройства на большихрасстояниях.

ПриемопередатчикADSL функционирует на более высоких частотах, чем стандартные телефонныеустройства, поэтому при наличии фильтрации, обеспечивающей защиту отнежелательного шума (возникающего при передаче номера декадным током и припосылке вызывного тока), ADSL устройства могут использовать одну телефоннуюпару вместе с телефонными устройствами.

Такимобразом, технология ADSL предполагает наличие пары высокоскоростных модемов дляобеспечения доступа к широкополосным службам. Один модем устанавливается в ADSL- мультиплексоре и соединяется через  высокоскоростную сеть с провайдеромслужб, предоставляющим доступ в Интернет, видео по запросу и т.п. Другой модемустанавливается в помещении пользователя и соединяется с одним или болеемодулем служб (Service Module –SM). SM – это устройство конечного пользователя,например персональный компьютер (ПК).

/>

Рисунок 4.Принцип организации ADSL

1.2.Области применения ADSL

 Требования кскорости

Нарисунке 5 показаны требования к скорости, при использовании различных служб,как для восходящего так и для нисходящего потока. Очевидно, что большинствоабонентских служб являются асимметричными. Другими словами пользовательпринимает большой объем информации, при этом скорость передачи информациизначительно меньше. Особенно высокой скорости нисходящего потока требуют видеослужбы. Таким образом, ADSL устройство должно обеспечивать гибкость при выборескорости, пользователь должен иметь возможность самостоятельно определять количествоканалов и их скорость при приеме данных.

Впоследние годы, существенно возросло использование Интернет, также возрос объеминформации, который пользователь принимает из сети. В связи с этим, современныеADSL модемы предоставляют пользователю два интерфейса. Первый интерфейс –Ethernet, с помощью него к модему может быть подсоединен любой персональныйкомпьютер. Другой — АТМ интерфейс, позволяет, с помощью использованияспециального терминала принимать видео сигнал на телевизор, а также рассчитанна дальнейший рост АТМ технологии.

/>

Рисунок5. Характеристики некоторых интерактивных служб.

 Службы иобласти применения ADSL

Вданном параграфе приводится краткий обзор служб и областей применения ADSL.

 

Дистанционныйдоступ

Работана дому  —  Конечный пользователь имеет возможность осуществлятьдоступ к рабочей станции, принтерам, факсам или удаленным ЛВС/ГВС

·     Нисходящийпоток

                         Видео качество CATV (4 Мбит/с) + голос + данные

·     Восходящийпоток                                                                                     Голос+ данные (/>64 Кбит/с)

Видеоконференции    Конечный пользователь имеет возможность принимать видеоизображение изудаленной видеоконференции, в этом случае видео будет передаваться понисходящему потоку, а аудио информация в восходящем:

·     Нисходящийпоток                                                             Низкокачественноевидео (1.5 Мбит/с) + голос + графика

·     Восходящийпоток                                                

        Голос+ графика + дата (все — 384 Кбит/с)

 

Другиеобласти примененияВидео позапросу,  Интерактивное телевидение                 Конечныйпользователь может получить доступ к видеореальноговремени, и/или заранее сохраненному видео или  к графике, а также можетосуществить поиск с помощью меню

·    Нисходящийпоток                                                                            КачествоVHS (1.5 Мбит/с), CATV (4 Мбит/с), высокое (6 Мбит/с)

·    Восходящийпоток                                                     Удаленное управлениес помощью VCR (16 Кбит/с)

Музыкапо запросу                        Конечный пользователь можетосуществить доступ к музыке через сеть провайдера служб

·          Нисходящийпоток                                                           Высококачественное аудио (384 Кбит/с)

·          Восходящийпоток                                                           Дистанционноеуправление (стоп, пауза,… ) (100 бит/с)

 

Игры

Интерактивныеигры       Конечный пользователь имеет возможностьучаствовать в интерактивной игре через удаленный сервер с другим пользователем.

·      Нисходящийпоток                                                                          Высококачественное видео (6  Мбит/с) + аудио

·      Восходящийпоток                                                               Джойстикили мышь (/>64 Кбит/с)

 

Заключение

Скоростьприема и передачи данных, требуемая для реализации любого из рассмотренныхприложений обеспечивается технологией ADSL.

1.3. Проблемы, связанные с применением ADSL Параметрытелекоммуникационной системы

Нарисунке 6 показана различные параметры телекоммуникационной системы. Намнеобходима максимальная скорость и, в то же время, минимальная вероятностьвозникновения ошибки. Этого можно достичь путем увеличения мощности передачии/или увеличения полосы пропускания и/или усложнения системы. Конечно требуетсяминимально возможная мощность, полоса пропускания и сложность системы. Крометого, телекоммуникационная система имеет ограничения по данным параметрам.Здесь оговариваются  ограничения, налагаемые на мощность и ширину полосыпропускания.

/> <td/> />
Сдругой стороны, нам требуется обеспечить максимальное использование системы.Максимальное количество пользователей должны иметь возможность надежногодоступа к службам с минимальной задержкой и максимальной защитой отинтерференции. Вот то, что нужно пользователю.

Рисунок 6.Параметры.

Существуютопределенные теоретические ограничения, влияющие на конечный продукт[9]:

·       Теоретическаяминимальная полоса пропускания по Найквисту

·       Теоремамощности Шеннона-Хартли и связанный с ней предел Шеннона

·       Ограничения,накладываемые правительством, например на выделяемый частотный диапазон

·       Технологическиеограничения, например сложные компоненты

Различныеявления, которые влияют на производительность передачи по витой паре могут бытьразделены на следующие категории:

·        Затухание

·        Дисперсияимпульса

·        Отражения

·        Несогласованныйприемопередатчик;

·        Изменениядиаметра кабеля

·        Шуми интерференция

·        Белыйшум;

·        Перекрестныепомехи

·        Интерференцияна радио частоте

·        Импульсныйшум

 КритерийНайквиста

Найквист изучал проблему определения формы принимаемого импульса, которая позволила быизбежать межсимвольной интерференции (Inter-Symbol Interference — ISI) вдетекторе. Им было показано, что для детектирования без ISI Rsсимволов в секунду, минимальная необходимая полоса пропускания составляет½ Rs Гц. Данное правило выполняется при условии, чточастотная характеристика коэффициента передачи имеет прямоугольную форму.

                                 Wmin = 1/2Rs

Прииспользовании среды передачи, имеющей форму частотной характеристики, отличнуюот прямоугольной равенство примет следующий вид:

                        Wmin = ½(1+r)Rs

гдеr – число от 0 (прямоугольная форма) до 1.

Вывод           КритерийНайквиста вводит ограничения на скорость передачи в символах в секунду дляданной полосы пропускания. Например в телефонии используется полоса пропускания3 КГц. В этом случае максимально достижимая скорость составит 6000 символов всекунду (или Бод).

 ТеоремаШеннона – Хартли

Вданной теореме определено, что достичь максимальной скорости (бит/сек) можнопутем увеличения полосы пропускания и мощности сигнала и, в то же время,уменьшения шума.

/>                             (1)

гдеС – скорость (бит/с), W – полоса пропускания (Гц), SNR (дБ) – отношение сигнал/шум

Изформулы (1) видно, что для того, чтобы послать дополнительные биты в каналнеобходимо удвоить отношение сигнал/шум (SNR). Этого можно достичь удвоивмощность полезного сигнала, или уменьшив шум.

Нарисунке 7 представлено применение теоремы Шеннона для витой пары, диаметром 0,4мм. Три отдельных точки соответствуют скоростям, которые могут быть достигнутыс помощью систем ADSL, использующих технологию DMT. Из данного графика видно,что для больших расстояний системы ADSL приближаются к теоретическому пределу.Для коротких расстояний запас по пропускной способности по пределу Шеннонавозрастает.

/>

Рисунок 7.Теорема Шеннона.

Вывод            ТеоремаШеннона-Хартли ограничивает информационную скорость (бит/с) для заданной полосыпропускания и отношения сигнал/шум. Для увеличения скорости необходимоувеличить уровень полезного сигнала, по отношению к уровню шума.

Проблемыс модемами   Мыимеем  канал с известной полосой пропускания и отношением сигнал/шум. С однойстороны критерий Найквиста ограничивает максимальное число символов, которыевозможно передать без ошибки. С другой стороны теорема Шеннона – Хартлиограничивает максимальное число бит, которые возможно передать без ошибки.Исходя из данных двух ограничений мы можем вычислить количество бит на символ,которое необходимо обеспечить для достижения максимальной (не обязательнооптимальной) скорости. Однако остается неясно, как реализовать необходимоеколичество бит в символе, т.е. возможны различные технологии модуляции.

 Затухание

Нарис.8 показано, что импульс, передаваемый по витой паре принимается на другойстороне с меньшей амплитудой.

/>

Рисунок 8.Затухание

Затуханиев кабеле ограничивает расстояние, на котором можно  использовать витую пару безрегенераторов. На частотные характеристики витой пары существенное влияниеоказывает поверхностный эффект, в результате которого токи высокой частотытекут в поверхностном слое проводника. В результате получается более сильноезатухание на высоких частотах.

/>

Рисунок 9. Зависимость затуханияот частоты для симметричного кабеля.

Проблемаможет быть решена путем увеличения мощности передаваемого сигнала:

·       Максимальнаямощность сигнала ограничена в следствии возникновения эффекта переходных помех,таким образом принимаемый сигнал всегда имеет маленькую амплитуду.

·       Необходимоотметить, что для обеспечения электромагнитной совместимости, необходимо, чтобысистемы ADSL не мешали функционированию радио передающих систем. Данное условиетакже накладывает ограничения на мощность передаваемого сигнала.

·       ADSLустройство должно работать как на короткой линии с затуханием 0 дБ, так и надлинной линии с затуханием в 55 дБ, поскольку неизвестно, на какой линии данноеустройство будет установлено.

 Дисперсияимпульса

Даннаяпроблема заключается в следующем: форма импульса, приходящего, на удаленныйконец отличается от исходной формы. На графике на рисунке 10 показаны измененияформы импульса, длительностью 2 />сек,возникающие после его передачи по кабелю различной длины без учета затухания.Как видно из рисунка, с ростом длины кабеля импульс все более и болеерасширяется, данный эффект получил название дисперсии.

/>

Рисунок 10.Отклик на импульс, посылаемый по каналу.

Данныйэффект (в следствии частотной зависимости функции передачи по каналу) приводитк тому, что называется межсимвольной интерференцией (ISI). В линейных каналах,имеющих частотные ограничения и зависимые от частоты затухание и задержку,возникает дисперсия импульсов, которая приводит к ошибкам в процесседетектирования. Этот эффект  сильнее всего сказывается на коротких импульсах,что приводит к ограничениям для высокоскоростных систем. ISI может бытьчастично компенсирована с помощью адаптивных канальных компенсаторов.Необходимо впрочем отметить, что компенсация представляет из себя усиление и,таким образом имеет пределы, связанные с качеством принимаемого сигнала (шум,…).

 Отражения

Отраженияв кабеле могут возникнуть в следствии рассогласования приемопередатчика иизменения диаметра кабеля.

 Шум иинтерференция

Здесьоговариваются наиболее важные источники шума и интерференции, которые оказываютвлияние на медную витую пару.

 

Белый шум

Белыйшум имеет много причин появления и полностью подавить его практическиневозможно. Это означает, что даже если изолировать все источники шума иинтерференции все равно белый шум будет ограничивать производительность системы.

 

Переходныепомехи

Переходныепомехи вносят наиболее серьезные ограничения в абонентский участок сети. Сутьданного явления заключается в емкостной связи между парами кабеля. Переходныепомехи могут быть на ближнем конце (Near End CROSSTalk – NEXT) и на дальнемконце (Far End CROSSTalk – FEXT). Они приведены на рисунке 11.

·       NEXTопределяются, как переходные помехи между принимающей и передающей парой наодном конце кабеля.

·       FEXTопределяются как переходные помехи в приемнике в следствии влияния передатчика,работающего по другой паре кабеля на удаленном от приемника конце.

Необходимоотметить, что влияющая помеха при FEXT, в отличии от NEXT, проходя по линии связи,затухает также, как и передаваемый сигнал. Таким образом, в случае, еслисигналы передаются в обоих направлениях, по одному кабелю  NEXT будетзначительно больше FEXT. Если сигналы используют общую полосу частот, например,в случае использования эхо компенсации, NEXT будет вносить наибольший вклад впереходные помехи. Также NEXT будет выше при использовании близко расположенныхмодемов. Это означает, что NEXT более важен в месте расположения ADSL-мультиплексора.

/>

Рисунок 11.Переходные помехи на дальнем конце (FEXT) и ближнем конце (NEXT).

Собственныепереходные помехи

Помимопереходных помех, описанных ранее, существуют и так называемые собственныепереходные помехи. В действительности данный тип помехи не является переходным,поскольку не является помехой между приемником и передатчиком. Данный типпомехи вызван  не полным разделением направлений приема и передачи вдифсистеме, а также является следствием не идеального согласования приемника ипередатчика. Затухание на линии может достигать 55 дБ, поэтому для того, чтобыпринять сигнал с уровнем, более высоким, чем у собственной переходной помехи,дифсистема должна обеспечивать затухание не хуже, чем 55 дБ.

/>

Рисунок 12.Собственная переходная помеха.

Каки в случае NEXT, данная проблема существует, только при передаче и приемесигналов в одном частотном диапазоне, например при использовании эхо компенсации.

 Радиочастотнаяинтерференция

Сетьдоступа подвергается действию широкого спектра радиочастотной интерференции(Radio Frequency Interference – RFI), например от длинноволновых илисредневолновых широковещательных передатчиков (См.рисунок 13).  Несмотря на то, что медная витая пара, как правило, хорошосимметрирована и поэтому мало подвержена данному явлению (Обычно RFI болееподвержены сельские сети с воздушными кабелями), должны быть предусмотренысредства, защищающие системы передачи от RFI. Необходимо отметить, что исходяиз требований по электромагнитной совместимости (Electro-Magnetic Compatibility- EMC) системы передачи (ADSL) не должны быть подвержены интерференции с радиопередающимоборудованием. Данный факт также накладывает ограничения на мощность,передаваемого по линии сигнала.

Важноепреимущество одного из методов модуляции, используемых в ADSL — DMT заключаетсяв том, что он удовлетворяет как требованиям по устойчивости к радиочастотнойинтерференции, так и создаваемым магнитным полям.

/>

Рисунок 13.Радиочастотная интерференция.

 Импульсныйшум

Данноеявление характеризуется редкими шумовыми выбросами большой амплитуды, причинойкоторых может быть коммутационные станции, импульсный набор, вызывной сигнал,близость железнодорожных станций, заводов и т.п. Характеристики импульсногошума зависят от типа используемой станции, и таким образом специфичны для каждойстраны. Поскольку выбросы имеют острую форму, спектр импульсного шума ровный вдиапазоне ADSL сигналов  (максимальная частота ADSL  сигнала составляет 1 МГц).

1.4. Решения ADSL проблем Разделениепередаваемых и принимаемых данных

Прииспользовании ADSL данные передаются по общей витой паре в дуплексной форме.Для того, чтобы разделить передаваемый и принимаемый поток данных существуютдва метода: частотное разделение каналов (Frequency Division Multiplexing –FDM) и эхо компенсация (Echo Cancelation – EC) (смотри рисунок 14).

/>

Рисунок 14.Разделение направлений передачи и приема данных.

 

Частотное разделение каналов

Прииспользовании данного механизма низкоскоростной канал передаваемых данныхрасполагается сразу после полосы частот, используемой для передачи аналоговойтелефонии. Высокоскоростной канал принимаемых данных располагается на болеевысоких частотах. Полоса частот зависит от числа бит передаваемых однимсигналом.

 Эхокомпенсация

Данныймеханизм позволяет низкоскоростному каналу передаваемых данных ивысокоскоростному каналу принимаемых данных располагаться в общем частотномдиапазоне, что позволяет более эффективно использовать низкие частоты, накоторых затухание в кабеле меньше.

 

Сравнение

·       Эхокомпенсация позволяет улучшить производительность на 2 дБ, однако являетсяболее сложной в реализации

·       ПреимуществаEC растут при использовании более высокоскоростных технологий, таких как ISDNили видеотелефония на скорости 384 кбит/с. В этих случаях FDM требует выделенияпод высокоскоростной канал принимаемых данных более высоких частот, чтоприводит к увеличению затухания и сокращению максимального расстояния передачи.

·       Совмещениедвух каналов в одном частотном диапазоне, при использовании ЕС приводит кпоявлению эффекта собственного NEXT, который отсутствует  при использованииFDM.

·       СтандартADSL предусматривает взаимодействие между различным оборудованием, использующимкак механизм FDM, так и EC, выбор конкретного механизма определяется приустановлении соединения.

Заключение

Приотсутствии интерференции с другими службами, приемопередатчик, использующий ЕСфункционирует лучше. На скорости в 1,5 Мбит/с, разница в максимальномрасстоянии составляет 16% в пользу ЕС, однако на скорости 6 Мбит/с разницападает до 9%.

Приучете собственной переходной помехи (т.е. в случае использования данного кабелядругими системами ADSL) приемопередатчик, использующий FDM функционирует лучшена скоростях выше 4,5 Мбит/с. Это связано с тем, что приемопередатчик с FDMограничен лишь наличием эффекта  FEXT, тогда как приемопередатчик, использующиймеханизм EC подвержен влиянию как FEXT, так и собственного NEXT. Обычно модемырасполагаются близко друг от друга на входе ADSL -мультиплексора, в этом случаенаибольшее значение имеет параметр NEXT, именно поэтому предпочтение отдаетсямеханизму FDM.

 Методыпередачи Введение

Однимиз наиболее важных вопросов при стандартизации систем передачи является вопросвыбора типа используемой модуляции. В процессе стандартизации ADSL, ANSIопределил три потенциальных типа модуляции:

·  Квадратурнаяамплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation — QAM)

·   Амплитудно-фазоваямодуляция с подавлением несущей (Cariereless Amplitude/Phase Modulation – CAP)

·   Дискретнаямноготональная модуляция (Discrete MultiTone Modulation – DMT)

Исследованияпоказали, что наиболее производительной является DMT. В марте 1993 года рабочая группа ANSI T1E1.4 определила базовый интерфейс, основанный на методеDMT. Позднее ETSI также согласился стандартизовать DMT для применения в ADSL.

 

Квадратурнаяамплитудная модуляция

Дляпередачи в одной полосе частот, обычным методом является амплитудная модуляции(Pulse Amplitude Modulation – PAM), которая заключается в изменении амплитудыдискретными шагами. QAM использует модуляцию двух параметров – амплитуды ифазы. В данном случае для кодирования трех старших бит используетсяотносительная фазовая модуляция, а последний бит кодируется выбором одного издвух значений амплитуды для каждого фазового сигнала.

Теоретическиколичество бит на символ можно увеличивать, путем повышения разрядности КAM.Однако при увеличении разрядности становится все сложнее и сложнеедетектировать фазу и уровень. В таблице 1.3 представлены требования к SNR(отношение сигнал/шум) для КAM различной разрядности, с коэффициентом ошибок побитам BER£ 10-7.

Таблица 1.3 Требования кSNR

Количество бит на символ (r)

Разрядность QAM (2r – QAM)

Требуемое SNR (дБ) для BER£ 10-7

4 16 – QAM 21,8 6 64 – QAM 27,8 8 256 – QAM 33,8 9 512 – QAM 36,8 10 1024 – QAM 39,9 12 4096 – QAM 45,9 14 16384 – QAM 51,9  Амплитудно-фазоваямодуляция с подавлением несущей

САРтакже как и КAM использует модуляцию двух параметров. Форма спектра у данногометода модуляции также сходна с КAM.

 Дискретнаямноготональная модуляция (DMT)

DMTиспользует модуляцию со многими несущими. Время разбивается на стандартные«периоды символа» (symbol period), в каждый из которых передается один DMT –символ, переносящий фиксированное количество бит. Биты объединяются в группы иприсваиваются сигнальным несущим различной частоты. Следовательно, с частотнойточки зрения, DMT разбивает канал на большое число подканалов. Пропускнаяспособность зависит от полосы  частот, то есть подканалы с большей пропускнойспособностью переносят больше бит. Биты для каждого подканала преобразуются всложное число, от значения которого зависит амплитуда и фаза соответствующегосигнальной несущей частоты. Таким образом, DMT можно представить как набор  КAMсистем, которые функционируют параллельно, каждая на частоте несущейсоответствующей частоте подканала DMT (смотри рисунок 15). Итак, DMT передатчикпо существу осуществляет модуляцию путем формирования пакетов сигнальныхнесущих для соответствующего количества частотных подканалов, объединения ихвместе и затем посылки их в линию как «символа DMT».

/>

                  Рисунок15. Распределение частот для передачисигналов ADSL.

Модуляция/демодуляцияс использованием многих несущих реализуется в полностью цифровой схеме спомощью развития методов быстрого преобразования Фурье БПФ(Fast Fourier Transform– FFT) (смотри рисунок 16). Ранние реализации DMT функционировали плохо вследствии сложности обеспечения равных промежутков между подканалами.Современные реализации функционируют успешно благодаря наличию интегральныхмикросхем, реализующих БПФ- преобразование аппаратно, что позволяет эффективносинтезировать сумму КAM-модулированных несущих.

Длядостижения оптимальной эффективности главной задачей является выбор количестваподканалов (N). Для абонентских телефонных линий оптимальным является значениеN=256, которое позволяет не только достигнуть оптимальной производительности,но и сохранить достаточную простоту реализации системы.

Припоступлении данных они сохраняются в буфере. Пусть данные поступают соскоростью R бит/с. Они должные быть разделены на группы бит, которые будутзатем присвоены DMT символу. Скорость передачи DMT символа обратнопропорциональна его длительности Т, таким образом число бит присваиваемыхсимволу будет b=R.T. (т.е. символьная скорость будет 1/Т).  Из этих b бит, biбит (i=1, …, N=256) предназначены для использования в I подканале, такимобразом:

/>

Длякаждого из N  подканалов, соответствующие ему bi биты, транслируютсякодером DMT в сложный символ Xi, с соответствующей амплитудой ифазой. Каждый символ Xi, может быть рассмотрен как векторноепредставление процесса модуляции КAM на частоте несущей fi. Дляданного вектора существует  2bi<sub/>возможных значений.Фактически каждые bi бит представляют точку на сигнальной решеткеКAM (смотри рисунок 19), присвоенную определенному каналу i в DMT символе. Врезультате получается N КAM векторов. Данные N векторов подаются на вход блокинверсного быстрого преобразования Фурье (Inverse Fast Fourier Transform –IFFT). Каждый символ Xi представлен на определенной частоте, с амплитудойи фазой соответствующими КAM модуляции. В результате N КAM векторовпредставляют из себя набор из N=256 равноудаленных друг от друга частот сзаданными частотой и фазой. Данный набор преобразуется IFFT во временнуюпоследовательность. N выходов  IFFT затем подаются на конвертер, преобразующийсигнал из параллельного в последовательный. Далее осуществляетсяцифроаналоговое преобразование, с помощью ЦАП (DAC). Перед отправкой непосредственнов линию DMT- символ пропускается через аналоговый полосовой фильтр, которыйнеобходим для разделения по частоте направлений передачи от пользователя и кпользователю (как видно, с точки зрения направления передачи система являетсясистемой с частотным разделением каналов (ЧРК). Для приемника осуществляются обратныедействия.

/>

Рисунок 16.Приемопередатчик DMT.

Существеннойпроблемой является ISI. Межсимвольная интерференция проявляется в том, чтозаключительная часть предыдущего DMT-символа искажает начало следующегосимвола, чья заключительная часть, в свою очередь искажает начало следующего заним символа  и т.д. Другим словами подканалы не являются полностью независимымидруг от друга с точки зрения частоты. Наличие эффекта ISI приводит к появлениюинтерференции между несущими (Inter-Carrier Interference – ICI). Для того,чтобы решить данную проблему существует три способа:

·       Ввестидополнительный интервал перед каждым символом. В данном случае передача полинии будет иметь всплески, причем длина такого всплеска будет равна длине DMTсимвола. Однако в этом случае всплески, займут лишь около 30% всего времени,что критически снизит эффективность ADSL системы.

·       Ввестикорректор времени (Time Domain Equalizer – TEQ) для компенсации функциипередачи по каналу. Однако это решение окажет существенное влияние на сложностьаппаратной реализации, а также реализацию алгоритмов, необходимых длявычисления оптимального набора коэффициентов.

·       Ввести«циклический префикс» (cyclic prefix), который прибавляется к каждомумодулированному сигналу. Конечно число символов в таком префиксе должно бытьзначительно меньше N. Корректор осуществляет поиск на наличие данного префиксаи, при наличии ISI предполагается, что интерференция  распространится не далееданного префикса. Поскольку циклический префикс удаляется в приемнике,возможная ISI также удаляется до начала процесса демодуляции с помощью БПФ(смотри также рисунок 24). Данный метод снижает сложность аппаратнойреализации, и вместе с тем позволяет достигнуть высокой эффективности. Например5% избыточность привносимая префиксом, является небольшой.

Использованиеузких подканалов имеет преимущество, которое заключается в том, чтохарактеристики кабеля линейны для данного подканала. Поэтому дисперсия импульсав пределах каждого подканала, а следовательно и необходимость в коррекции вприемнике будет минимальна. В следствии наличия импульсного шума принятыйсимвол будет искажен, однако БПФ «раскидает» данный эффект по большому числуподканалов, в результате чего вероятность ошибки будет невелика.

Прииспользовании DMT количество бит данных, передаваемых по каждому подканалуможет варьироваться в зависимости от уровня сигнала и шума в данном подканале.Это не только позволяет максимизировать производительность для каждойконкретной абонентской линии, но также позволяет уменьшить влияние такихэффектов как переходные помехи или RFI (смотри рисунок 18). Количество битданных, передаваемых по каждому подканалу определяется на фазе инициализации. Вобщем случае использование более высоких частот вызывает более сильноезатухание, что приводит к необходимости использования КAM более низкойразрядности. С другой стороны, затухание на низких частотах будет ниже, чтопозволяет использовать КAM более высокой разрядности. В дополнении к этому,распределение количества бит по подканалам может адаптироваться на фазепередачи данных, в зависимости от качества канала.

/>

Рисунок 17.Распределение бит по частотным подканалам при использовании DMT.

 Коды,исправляющие ошибкиВведение

Всвязи с наличием импульсного шума, должны быть описаны средства, позволяющиеприемопередатчику ADSL противостоять данному эффекту, а также поддерживатьтребуемое значение коэффициента ошибок (BER) для обеспечения хорошего качествапередачи. Для этих целей используются коды исправляющие ошибки.

Извсего многообразия кодов данной разновидности, после длительных исследований,ANSI выбрал код Рида-Соломона (Reed-Solomon – RS) в качестве обязательного длявсех приемопередатчиков ADSL. Исправление ошибок с помощью кода RS достигаетсяпутем внесения избыточности. Кроме того, существует возможность повыситькратность исправляемой ошибки, путем увеличения кодового слова RS, что конечноприведет к появлению дополнительной задержки.

Примечание Необходимоотметить, что некоторые службы могут иметь собственные средства для защиты отошибок. Например,  служба «Видео по запросу»(Video on Demand – VoD), использует схему компрессии видеоизображения MPEG2,которая поддерживает собственные средства защиты от ошибок.

 

Исправлениеошибок с помощью кода Рида-Соломона

Линейные блоковые коды

Линейныеблоковые коды представляют из себя коды проверки четности, которые могут бытьзаписаны в виде (n,k). Кодер трансформирует блок из k значащих символов (векторсообщения) в более длинный блок из n кодовых символов (кодовый вектор).

Вслучае, когда алфавит состоит из двух элементов (0 и 1), код является двоичными состоит из двоичных символов или битов.

Вобщем случае n кодовых битов не обязательно состоят только из k значащих бит иn-k проверочных бит. Однако для упрощения аппаратной реализации рассматриваютсятолько систематические линейные блоковые коды. В этом случае кодовый векторобразуется путем прибавления проверочных бит к вектору сообщения.

Дляполучения кодового вектора, вектор сообщения умножается на порождающую матрицу.На приемной стороне кодовый вектор умножается на проверочную матрицу дляосуществления проверки, попадает ли он в разрешенный набор кодовых слов.Принятый вектор является верным тогда, и только тогда, когда результат егоумножения на проверочную матрицу равен 0.

Код Рида-Соломона

Недвоичные коды Рида-Соломона являются специальным классом линейных блоковыхкодов.

RSкоды функционируют точно так же как и двоичные коды. Единственным различиемявляются не двоичные символы. Алфавит RS кодов состоит из 256 элементов. Именнопоэтому данный класс кодов является не двоичным.

(n,k)RS код представляет из себя циклический код, который преобразует блок из kбайтов в блок из n байтов (n£255).

Сточки зрения кодового расстояния RS коды функционируют наилучшим образом длязаданных n и k, т.е. dmin=n-k+1 (dmin – минимальное расстояние).

Аппаратнаяреализация RS кодера выполняется в виде одного чипа, и позволяет добавить квектору сообщения до 32 байт, причем максимальный размер кодового вектора можетдостигать 255 байт.

Наиболеечасто используется RS код (255,239). С помощью 16 проверочных байтосуществляется коррекция до 8 ошибочных байт в кодовом векторе

(посколькуdmin=255-239+1=17=2t+1).

Принципчередования бит (Interleaving)

Чередованиебит в закодированных сообщениях перед их передачей и обратный процесс приприеме приводит к распределению пакетов ошибок по времени и таким образомобрабатываются декодером как независимые ошибки. Для осуществления данногопроцесса кодовые символы перемещаются на расстояние в несколько длин блоков(для блоковых кодов) или нескольких ограниченных длин для сверточных кодов.Необходимое расстояние определяется длительностью пакета ошибок. Принципчередования бит должен быть известен приемнику для осуществления обратногочередования бит принимаемого потока для последующего декодирования.

Существуетдва метода осуществления чередования бит – блочное и сверточное. С точки зренияпроизводительности оба метода имеют сходные показатели. Наиболее важнымпреимуществом сверточного чередования является снижение задержки при передачииз конца в конец, а также требований к памяти на 50%.

Дляданных, прошедших процедуру чередования, кратность исправляемой ошибкиумножается на глубину чередования. Необходимо отметить, что существующие внастоящее время службы являются либо чувствительными к задержке, нонечувствительными к BER, либо наоборот, чувствительными к BER и не чувствительнымик задержке.

 Чередованиебит и Коды Рида-Соломона в приемопередатчике ADSL

Нарисунке 18 приведена структурная схема приемопередатчика ADSL, включающая кодери декодер Рида-Соломона, а также устройства прямого и обратного чередованиябит. Принимаемые данные разделяются на две группы, в зависимости от ихтребований к задержке. Первая группа содержит данные, которые могут подвергатьсязначительным задержкам, например однонаправленная видеоинформация. Такие данныебудем называть медленными данными. Вторая группа, не подвергается чередованиюбит (но кодируется кодом Рида-Соломона) и содержит данные чувствительные кзадержкам, например двунаправленный голос. Данную группу назовем быстрымиданными. Требования по быстрой или замедленной передаче данных могут бытьполучены из заголовка передаваемой АТМ-ячейки (на основе идентификаторовVP/VC). Это означает, что несколько служб, с различными типами данных могутпередаваться по линии вместе, в одно и то же время. Например, возможноперекачивать файл, определенный как медленные данные для максимальной защиты отошибок, и одновременно передавать видео или аудио информацию, определенную какбыстрые данные.

Впередатчике медленные данные записываются в буфер для обратного чередованиябит, тогда как быстрые данные записываются в буфер быстрых данных. Для каждогоDMT символа BF байт извлекаются из буфера быстрых данных и BIиз буфера медленных данных. Таким образом, в каждом DMT символе передается B=BF+BIбайт.

Вприемнике, первые BF байт из принятого DMT символа помещаются в буфербыстрых данных и затем, декодируются декодером Рида-Соломона (F). Следующие BIбайт помещаются в буфер медленных данных, затем производится обратноечередование бит и только после этого декодирование в декодере Рида-Соломона (I).

/>

Рисунок 22.Кодер и декодер Рида-Соломона в приемопередатчике DMT.

 СравнениеDMT с CAP

Данныйраздел посвящен сравнению методов модуляции DMT и CAP.

Аргументыв пользу DMT:

·       Битоваяскорость может изменяться с малым шагом (несколько кбит/с). Аппаратноеобеспечение DMT проще программируется для поддержки различных скоростей данныхот пользователя и к пользователю. Поддерживается оперативное изменение скорости

·       Лучшаязащита от радиочастотной интерференции

·       Благодарявозможности адаптивно изменять количество присваиваемой DMT символу информации,а также мощности передачи, использование линии близко к оптимальному.

·       Оченьгибкая настройка мощности, мощность в каждом канале может увеличена илиуменьшена.

·       DMTболее устойчива к импульсному шуму, чем  CAP. Однако, когда в случае появленияимпульсного шума достаточно большой длительности происходит нарушение работысистемы, то это приводит к существенным всплескам ошибок. Поэтому, при выборедлины DMT символа и кода исправляющего ошибки должны учитываться длительностьимпульсного шума и время между поступлением последовательных символов. Системыкомпании Алкатель спроектированы таким образом, чтобы исправлять два DMTсимвола, что позволяет им противостоять импульсному шуму длительностью до 700мксек без возникновения ошибки.

·       CAPимеют ту же сложность реализации, исчисляемую для сигнального процессора вмиллионах операций в секунду (Million Operations Per Seconds – MIPS).

·       требуетсяменьшая корректировка при медленной работе сигнального терминала, чем прииспользовании CAP.

Аргументыпротив DMT:

·       DMTиспользует блоковое преобразование (БПФ), что приводит к появлению большихзадержек. Однако при правильной конфигурации системы, данная задержка будетнезначительной даже для служб, чувствительных к задержкам, например телефонииили узкополосной ЦСИС.

·       Полнаяпроцедура инициализации, необходимая для DMT требует значительного времени(порядка 20 сек)

·       Большойпикфактор (отношение мгновенной мощности к ее среднему значению) в передаваемомDMT сигнале может привести к появлению дополнительного шума и дорогогоаналого-цифрового преобразования. Этого можно избежать правильнымпроектированием системы, а также использованием кода Рида-Соломона.

·       CAPпозволяет использовать более простые коды, исправляющие ошибки, чем DMT.

  Насегодняшний день существует много крупных компаний, которые занимают ведущиепозиции на мировом рынке связи.

Некоторыеиз них занимаются продажей ADSLоборудования.

Например,такие как Alcatel, Cisco Systems, Ericsson –компании являющиеся мировыми лидерами на рынке связи.

Выбираяиз этих компаний, лучшую в отрасли предоставления DSL услуг,можно глядя на ряд параметров.

Например,компания Ericsson больше сосредоточена напредоставление услуг мобильной связи, и разработкой DSL технологийначала заниматься сравнительно недавно.

КомпанияCisco Systems ориентирована на рынокмаршрутизаторов и коммутаторов, использующихся для построения глобальных IPсетей. По сравнению с Ericsson, компанияCisco Systems больше уделяет внимания DSLтехнологиям, но они в свою очередь не ориентированы на конечного пользователя.

КомпанияAlcatel является лидирующей компанией по продажеоборудования доступа в глобальную сеть Интернет. И намного больше уделяетвнимания продвижению ADSL технологии.

Наоснове анализа стоимостных, эксплуатационных и технических характеристик ADSLсистем компаний Alcatel и CiscoSystems, который был рассмотрен ниже в технико – экономическом обосновании,было принято решение, что для построения сети доступа на базе оборудования ADSLболее выгодно использовать продукцию компании Alcatel  

ГЛАВАII. Технологическиехарактеристики           оборудования ADSLкомпании “Алкатель”

2.1 Общее описание оборудования ADSL

Введение втехнологию

  Продукт ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) предназначен для того, чтобыиметь возможность предлагать пользователям частного сектора и сектора малогобизнеса, находящимся на ограниченном расстоянии от CO (Central Office — здание(АТС)), услуги по передаче данных на повышенных скоростях. Для предоставлениятаких услуг используются существующие медные витые пары (по одной на каждогопользователя), при этом никакие дополнительные активные повторители нетребуются. Применение технологии FDM (Frequency Division Multiplexing — частотное уплотнение каналов) позволяет по тем же витым парам одновременнопредоставлять услуги POTS (Plain Old Telephone Service — услуги обычной телефонии),поэтому можно говорить о следующих преимуществах:

4  операторсети использует существующую кабельную инфраструктуру;

4  уабонента сохраняются существующие услуги телефонии вместе с существующейаппаратурой.

  В ADSL-системе предусмотрены асимметричные скорости передачи битов: высокая(вплоть до 8 Мбит/с) в направлении от CO к абоненту (называемая скоростью впрямом канале) и низкая (вплоть до 1 Мбит/с) в противоположном направлении(называемая скоростью в обратном канале). Эта асимметрия даетвозможность предоставлять абоненту услуги, для которых требуется широкая полосачастот, в том числе услуги мультимедиа (цифровые видео- и аудио-услуги) исоединение по протоколу Ethernet. В дальнейшем, по мере увеличения скорости вобратном канале, станет возможным предоставление, на меньших скоростях, услугмультимедиа двустороннего характера [2].

   Продукт ADSL полностью основан натехнологии ATM (Asynchronous Transfer Mode — режим асинхронной передачи). Этоозначает, что как данные пользователя (мультимедиа, соединение по протоколу Ethernetи управляющая информация), так и управляющие данные системы OAM (Operation,Administration and Maintenance — эксплуатация, администрирование итехобслуживание) транспортируются с применением ATM-ячеек. Основной причинойтакого подхода является обеспечение гибкости продукта на перспективу.Применение ATM в качестве транспортного режима в большинстве случаев позволяетоператорам сетей и провайдерам услуг совершенствовать предоставляемые услугибез изменения сетевого оборудования.

  Система ADSL состоит из двух частей, первая из которых (на стороне CO)называется ASAM, (ATM Subscriber Access Multiplexer — ATM-мультиплексор абонентскогодоступа), а вторая (на стороне абонента) – (CPE Customer Premises Equipment — оборудование в помещении заказчика). CPE, в свою очередь, включает в себя PS(POTS Splitter — разветвитель) и ANT (ADSL Network Termination (unit) — (блок)сетевого ADSL-окончания). По транспортной ATM-линии мультиплексор ASAM соединенс ATM-коммутатором. Выбранным транспортным механизмом является либоSDH(Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия) [STM1 илиSONET (OC3c)] либо PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy — плезиохроннаяцифровая иерархия) [Е1]. Блок ANT может быть подключен к TE(Terminal Equipment- терминальное оборудование) (STB (Set Top Box — телеприставка ) или иному мультимедийному терминалу) и клокальной сети (LAN), использующей протокол Ethernet.

  Система ADSL может работать как с CO, так и с выносными блоками. ВыносноеASAM-оборудование может быть либо непосредственно подключено к опорнойATM-сети, либо каскадировано от находящегося на CO мультиплексора ASAM черезинтерфейс Е1.

Описание сети

Общиесведения

 Основнойзадачей, стоящей перед системой доступа Alcatel 1000 ADSL, является обеспечениебыстрого доступа к сети Интернет и корпоративным сетям LAN. Эта задача решаетсяс помощью комбинированной инфраструктуры, в состав которой входят по меньшеймере четыре функциональные группы:

4   малаяLAN в помещении абонента;

4   инфраструктурасвязи оператора сети, которая содержит сеть доступа, мультиплексоры, BB (BroadBand — широкополосный –коммутаторы) и высокоскоростную опорную сеть;

4   LANу ISP (Internet Service Provider — провайдер услуг сети Интернет) в случае,когда доступ к сети Интернет осуществляется именно таким способом;

4  LANпредприятия в случае, когда обеспечен доступ к корпоративной сети.

Сетеваяархитектура

 Дляобеспечения внутри сетевой архитектуры, показанной на рис. 23, сквозныхсоединений применяются различные технологии:

4  стандартнаятехнология LAN между персональным компьютером и ANT (Ethernet II или IEEE802.3);

4  технологииATM и ADSL между ANT или PC-NIC (Network Interface Card — плата сетевогоинтерфейса) и ADSL-оборудованием на стороне CO;

4  стандартноетранспортное оборудование между ASAM и опорной сетью WAN (территориальная сеть)с использованием SDH/SONET или PDH;

4  BB-коммутаторы/кросс-соединителив ядре опорной сети WAN.

4  обладающеевысокой производительностью и в то же время стандартное LAN-оборудование винфраструктуре ISP и корпоративной LAN.

/>

Рис.23. Сетевая архитектура:

1 — провайдер услуг сети Интернет; 2 — опорный маршрутизатор; 3 — Интернет; 4 — серверы; 5 — оборудование доступа; 6 — помещение абонента; 7 — абонент; 8 — сеть доступа; 9 — небольшая LAN; 10 — телевизионнаяприставка; 11 — разветвитель; 12 — инфраструктура корпоративной LAN; 13 — маршрутизатор подразделения; 14 — опорная сеть; 15 — отдельный персональныйкомпьютер

Сеть в абонентских помещениях

  Сеть в абонентских помещениях может представлять собой либо отдельныйперсональный компьютер, либо небольшую LAN, содержащую до 16 оконечных систем.Взаимные соединения между ANT и оконечными системами осуществляются с помощьюLAN-оборудования, отвечающего требованиям интерфейса Ethernet II или IEEE802.3.

  Поскольку блок ANT оснащен и интерфейсом ATMF на 25,6 Мбит/с, то можно такжеподключать оборудование класса ATM (STB и т.п.), при этом оба интерфейса, тоесть Ethernet и ATMF, могут быть задействованы одновременно.

WAN и опорная сеть

  Через мультиплексоры ASAM опорная сеть и WAN соединяют абонентов с провайдерамиISP и корпоративными LAN.

Косновным функциям этих объектов относятся:

4  транспортированиеинформации в пределах WAN;

4  перекрестноесоединение информационных потоков между отдельными пользователями и провайдерамиISP и корпоративными LAN.

Провайдеры ISP и корпоративные LAN

  Принципиальных различий между локальной сетью LAN провайдера ISP и локальнойсетью LAN крупной корпорации практически не существует.

     В общем и целом структура LAN, подключенной к сети связи общего пользования,включает в себя:

4  коммуникационныесерверы доступа (иногда называемые VC-мостами (Virtual Connection — виртуальноесоединение));

4  опорныеIP-маршрутизаторы;

4  высокоскоростныесети LAN, например, с волоконно-оптическими соединениями (ATM-интерфейс FDDI(Fiber Distributed Digital Interface — цифровой интерфейс волоконно-оптическойпередачи));

4  информационныесерверы;

4  коммуникационныесерверы WAN-магистралей.

Важнымаспектом этого оборудования является то, что оно должно оканчиваться наборамипротоколов, в точности повторяющими имеющиеся в абонентских помещениях.

Подсистема ADSL-доступа

Общиесведения

   Подсистема ADSL-доступа предназначена для реализации современного способасигнальной обработки или модуляции, необходимого для обеспечения соединения поабонентской витой паре с модемной транспортной технологии (ADSL-модемов). Воснову этой модемной технологии положена DMT-модуляция Discrete Multi-Tone — дискретная многотоновая (модуляция), которая интегрирована в ASAM на сторонеCO и в ANT или PC-NIC на абонентской стороне.

   Модемные интерфейсы мультиплексоров ASAM оснащены так называемыми PS, которыепредставляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотных доменов длясигналов ADSL и POTS. Частично внешнее устройство PS используется также какчасть находящейся в абонентском помещении аппаратуры.

Управлениеэлементами сети доступа осуществляется через (удаленный) объектцентрализованного управления, который называется AWS (ASAM WorkStation — рабочая станция), и в котором используется протокол SNMP (Simple NetworkManagement Protocol — простой протокол управления сетью). Обмен информациеймежду AWS и элементами сети доступа осуществляется по выделенным соединениям,предназначенным для администрирования.

    Подсистема ADSL-доступа может работать как с CO, так и с выносными блоками.Выносное ASAM-оборудование может быть либо непосредственно подключено к опорнойATM-сети, либо каскадировано от находящегося на CO мультиплексора ASAM черезPDH-интерфейс (DS3/Е3).

Системнаяархитектура

  Основными строительными блоками глобальной ADSL-архитектуры (рис. 24) являются:

4  ASAMдля ADSL на стороне CO;

4  блокACU (блок контроля аварий) (AACU-[ADSL-ситуаций]);

4  расширительADSE-A (ADSL Serial Extender — последовательный ADSL-расширитель);

4  ANTили PC-NIC и PS на абонентской стороне;

4  выносноймультиплексор R-ASAM(удаленный, выносной), находящийся в глубине сети;

4  менеджерсетевых элементов AWS.

ASAM

   С помощью ряда интерфейсов (SDHSTM1 или SONET OC3с) мультиплексор ASAM размещен на стороне CO и соединен состанцией, в которой реализована технология BB-ISDN ATM.

/> <td/> />
Рис.24. Глобальная ADSL-архитектура:

1 — узкополосная АТС (например, PSTN-сети); 2- ADSL-абонент; 3 — шина IQ; 4 — здание АТС; 5 — витая пара; 6 — абонентскиепомещения; 7 ATM-сеть

  Внутри каждый интерфейсный модуль SDH/SONET соединен, с помощью обеспечивающейдвустороннюю передачу среды, с рядом ассоциированных модулей ADSL-LT (LineTermination — линейное окончание), при этом шина IQ Quality of Service Interface- интерфейс качества обслуживания обеспечивает управляющий интерфейс дляданных, передаваемых по прямому и обратному каналам. Для стыковки с выносныммультиплексным оборудованием (типа R-ASAM) можно также предусмотреть линейныеокончания PDH-LT (DS3/E3) или SDH-LT (STM1 или OC3c).

  Модемные интерфейсы мультиплексора ASAM также оснащены так называемыми PS,которые представляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотныхдоменов для сигналов ADSL и POTS.

  Блок AACU обеспечивает визуальное отображение аварийных ситуаций и стыковку ссоответствующей системой, находящейся в здании АТС.

ACU

  На каждый статив приходится один блок ACU (до 4 блоков ACU в полностью укомплектованноммультиплексоре ASAM).

Расширитель

  Расширитель позволяет подключать к расширительной линии дополнительныеподстативы и, в целях защиты оборудования, дублируется.

Транспортнаясистема

  Ключевой частью подсистемы ADSL-доступа является «ADSL-модем». Дляосуществления соединений мультимедийного характера на базе ATM и по протоколуEthernet используется витая пара между абонентским оборудованием (ANT) иоборудованием, находящимся в CO (ASAM).

 СтержнемADSL-системы являются два ADSL-модема, один из которых находится на стороне CO,а другой — в абонентском помещении. В сочетании эти подсистемы обеспечиваютрасширение полосы пропускания витой пары, которая является соединяющей изсредой.

ANT

  Аппаратура ANT размещается в абонентских помещениях. Она обеспечивает стыковкумалой абонентской LAN, отдельного персонального компьютера и/или STB (длямультимедийных целей) с находящимися на другой стороне LAN и/илиATM-оборудованием. Все услуги по части стыковки оказываются с помощьюADSL-сигнала.

PC-NIC

  PC-NIC представляет собой вставную плату стандарта PCI (интерфейс периферийногоустройства), которая находится в абонентском помещении. По своим функциям онане отличается от ANT, однако позволяет избавиться от необходимости иметьдополнительную плату интерфейса Ethernet или ATMF.

R-ASAM

  Выносной мультиплексор ASAM выполняет существенно те же функции, что и обычный,однако удовлетворяет более жестким требованиям в части конструктивногооформления, питания и климатических условий эксплуатации. R-ASAM может бытьлибо автономным, либо каскадированным от ASAM, находящегося в CO. R-ASAM можноразместить либо в уличном корпусе, либо в CEV (Controlled Environment Vault — камера с контролируемыми климатическими параметрами)

  Максимальная емкость автономного сетевого мультиплексора ASAM составляет 576линий. В случае каскадирования от CO максимальная емкость (CO плюс удаленныеабоненты) остается неизменной — те же 576 линий.

Менеджерсетевых элементов

Дляуправления подсистемой ADSL-доступа предусмотрен менеджер AWS, который работаетпо протоколу SNMP в находящемся внутри полосы пропускания ATM-канале.

ВAWS имеется интерфейс TL1, предназначенный для системы OSS (Operation SupportSystem — система эксплуатационной поддержки) более высокого уровня.

Применительнок подсистеме ADSL-доступа AWS обеспечивает управление активными элементами (тоесть элементами, в которых имеется OBC[1](On-Board Controller — контроллер, размещенный на плате), находящимися в ASAM,R-ASAM, блоках ANT или интерфейсных платах PC-NIC.

2.2.  Мультиплексор ASAM –функциональное описание

Архитектура ASAM

  Вподсистеме ADSL-доступа ASAM располагается на стороне CO. По витой паре и черезаппаратуру ASAM каждый абонент подключается к широкополосной (BB) сети иузкополосной (NB Narrow Band — узкополосный) телефонной станции.

  В общем случае мультиплексор ASAM преобразует данные, поступающие от различныхабонентов, в ATM-формат. Полученные в результате такой адаптации ATM-ячейкиуплотняются в один информационный поток и направляются в транспортную системуподключенной сети BB-ATM. ATM-ячейки, поступившие из сети BB-ATM,разуплотняются в соответствии с идентификатором VPI/VCI (Virtual PathIdentifier — идентификатор виртуальных путей,Virtual Channel Identifier — идентификаторвиртуальных каналов) и на внешнем служебном интерфейсе транслируются в свойисходный формат.

  Кроме того, ASAM выполняет также функции OAM, что обеспечивает его правильнуюработу.

Косновным функциям ASAM относятся:

4  функцииобщего назначения:

4   уплотнение/разуплотнение;

4    управление(OAM);

4  NT-функции;

4  TA(терминальная адаптация)-функции;

4  функцииразветвления (PS);

4  функцииэлектропитания.

Сетевоеокончание

  Сетевое окончание SANT (Synchronous ATM Network Termination — синхронноесетевое ATM-окончание) версии D (SANT-D) подключает сетевую транспортнуюсистему к системе A1000 ADSL и выполняет функции, связанные с физическим иATM-уровнями.

  Сетевая цифровая транспортная система характеризуется скоростью 155,52 Мбит/с(SDH STM1 / SONET OC3c).

  В мультиплексоре ASAM SANT-D является сетевым окончанием для информационногопотока SDH/SONET — 155,52 Мбит/с. Оно производит адаптацию ATM-ячеек,переносимых по цифровой системе передачи к шине IQ и обратно. Кроме того, всетевом окончании SANT-D предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации итехнического обслуживания ASAM.

  Наконец, сетевое окончание SANT-D обеспечивает расширение шины IQ, для чеготакже предусмотрен соответствующий интерфейс. При наличии 1 сетевого окончанияSANT-D и 11 расширителей ADSE версии А (ADSE-A) можно управлять двенадцатьюсубстативами (12 субстативов x 12 LT x 4 линии = 576 линий).

  Физически сетевое окончание SANT-D выполнено на вставной (двойной европейской)печатной плате, которая вставляется в статив мультиплексора ASAM со стороныразмещения шины IQ.

ШинаIQ

   Шина IQобеспечивает управление и обмен данными между NT илинейными интерфейсами, то есть является устройством, которое уплотняет иразуплотняет битовые потоки между ними. IQявляется шинной структурой между SANT-D илиADSE-Aи ADLT(ADSL Line Termination — линейное ADSL-окончание).

   В шине IQ имеются путь для направления данных по прямому и обратному каналам,синхронизатор и управляющие сигналы. Скорость передачи интерфейса составляет155 Мбит/с.

  Транспортирование в прямом и обратном направлениях осуществляется с помощьюATM-ячеек, которые посылаются фреймами, состоящими из 54 байтов. Посылка впрямом и обратном направлениях осуществляется по раздельным шинам, которыепереносят 8-битовые данные.

   Физически IQ выполнена в виде шинына BPA ( Backpanel Printed board Assembly — печатная плата задней панели) истационарно закреплена в ADSL-стативах в виде системной платы. Платы SANT-D илиADSE-A, ADLT и AACU вставляются в соответствующие разъемы BPA. Соответственнопо шине IQ осуществляются их взаимные соединения.

Терминальнаяадаптация

  ADLT производит преобразование ATM-ячеек, полученных от SANT-D ипредназначенных для абонента, в DMT-модулированные сигналы и наоборот и,следовательно, работает с физическим и ATM-уровнями.

  Физически ADLT-функция реализуется на одной печатной плате, в которой имеется 4ADLT-порта (4 абонентских соединения). Эта плата вставляется в системную(реализующую шину IQ) плату ADSL-статива.

  Также на ADLT-плате реализованы управляющие (OAM) функции для четырехADLT-портов.

РазветвительPS

   На абонентской линии (витой паре, идущей от местнойАТС) аналоговые POTS- и ADSL-сигналынакладываются друг на друга, при этом оба сигнала являются частотно мультиплексированными

.

  В ASAM ADSL- и POTS-сигналы разделяются при прохождении в обратном направлениии объединяются при прохождении в прямом с помощью специальных фильтров:

4   LPF(ФНЧ), который является прозрачным для POTS-сигналов и ослабляет ADSL-сигналы;

4  HPF(ФВЧ), который на пути ADSL-сигналов предотвращает все возмущения от типовыхPOTS-сигналов (например, импульсов набора номера, постоянного напряжения ивызывной частоты).

  Эти специальные фильтры могут быть реализованы с применением как пассивных, таки активных фильтрующих элементов.

Плата SANT-D

Общиесведения

  Плата SANT-D обеспечивает оптический доступ к цифровой SDH-системе передачи наскорости 155,52 Мбит/с и осуществляет адаптацию к этой системе ATM-ячеек,переносимых по шине IQ в обоих направлениях. Кроме того, в этой платепредусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и технического обслуживаниямультиплексора ASAM.

IQ-интерфейс

  IQ-интерфейс соединяет SANT-D и ADSE-A с задней панелью ASAM и состоит из двухшин:

4  шиныIQD, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) впрямом направлении;

4  шиныIQU, предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) вобратном направлении;

4  шиныIQA(access), предназначенной для контроля доступа к шине IQU.

  Шины IQD и IQU обеспечивают транспортировку ATM-ячеек,каждая из которых имеет 5-октетный заголовок и 48-октетное информационное поле.Кроме того, перед каждой ячейкой есть один «холостой» октет. SANT-Dпроизводит инкапсуляцию ATM-ячеек в 54-октетные слоты и обеспечивает доступ кшине IQ. Адаптация скорости 155,52 Мбит/с к скорости 152,64 Мбит/с (= 53/54 от155,52 Мбит/с) осуществляется путем стирания незаполненных ячеек. Это можетбыть сделано потому, что максимальная скорость действительных ATM-ячеек,содержащихся в VC-4, ограничена величиной 149,76 Мбит/с (= 26/27 от 155,52Мбит/с).

  Шина IQA предназначена для контроля доступа к интерфейсу с обратнымканалом. Она позволяет избежать «разборок» на шине обратного канала иодновременно дает возможность ввести приоритеты различных уровней для доступаразличных LT-объектов.

Системная плата BPA

  BPA (узел системной платы) представляет собой печатную плату, стационарнозакрепленную с обратной стороны статива ADSL-оборудования.

Основнымифункциями системной платы являются:

4 формирование шины IQ,которая обеспечивает соединение SANT-D или ADSE-A с ADLT-портами и AACU;

4 обеспечение внешнихинтерфейсных соединений для AACU;

4 подключениевсех активных блоков к станционной шине питания на -48 В.

Внешниеинтерфейсы

  Внутри мультиплексора ASAM существует один вид транспортирования: плата SANT-Dподключена к оптическому волокну и передает данные на главный и внешниесубстативы. В тех случаях, когда необходимо повысить качество обслуживания,эксплуатационную готовность и надежность, плата SANT-D и входящее оптическоеволокно дублируются. В каждый момент времени активной является только однаплата SANT-D.

  В расширительных субстативах в качестве буфера для различных сигналовиспользуется одна плата расширителя. В каждом субстативе расширители дублированы.

  Таким образом, под контролем платы SANT-D находится несколько ASAM-шин:

4  вглавном субстативе:

4  шинаIQ;

4  специальныелинии;

4  последовательныйACU-интерфейс;

4  врасширительных субстативах (через расширительный интерфейс):

4  шинаIQ;

4  специальныелинии;

4  последовательныйACU-интерфейс.

Оптическийтранспортный интерфейс (STM1/STS3c)

   SANT-Dявляется терминалом одного SDH-каналаSTM1/OC3c на 155 Мбит/с. Передача на этихсоединениях осуществляется с помощью мономодового (называемого такжеодномодовым) оптического волокна, которое оканчивается в OTM  (Optical TransceiverModule — модуль оптического приемопередатчика).

Абонентский линейный интерфейс

  Абонентский линейный интерфейс представляет собой соединение от ADLT до блокаANT, находящегося в абонентских помещениях.

  Абонентский линейный интерфейс обеспечивает прохождение сигналов обычнойтелефонии, который частотно мультиплексированы с идущими в прямом и обратномнаправлениях сигналами ADSL/ATM. Этот интерфейс соединяет ADLT с ANT через сетьдоступа на витых парах. Для соединения используется обычный телефонный провод.

Последовательный расширительный интерфейс

   Сигналы шины IQ с первой главнойполки, в которой находится плата SANT-D, могут быть распространены на 11подчиненных полок, в каждой из которых имеется последовательный расширительADSE-A. Последовательный расширительный интерфейс является соединительнымзвеном между платой SANT-D и платами ADSE-A. Плата SANT-D имеет один выходнойразъем для последовательного расширения, а плата ADSE-A — два. Все разъемырасположены в передней части статива.

Служебный интерфейс

   Служебный интерфейс предусмотрен наплате SANT-D. Доступ к этому интерфейсу осуществляется через разъем,находящийся в передней части ACU.

Внутренниеинтерфейсы

IQ-интерфейс

  Стыковка платы ADLT с платой SANT-D или ADSE-A осуществляется через шину IQ.

   Если плата SANT-D имеет только один интерфейс SDH STM1, тогда для подсоединенияплат ADLT, количество которых может доходить до 144, и 11 плат ADSE-Aсуществует только одна шина IQ. Всем платам ADSE-A приходится совместно использоватьимеющуюся полосу пропускания (155 Мбит/с) шины IQ.

  На плате SANT-D имеется два положения шины IQ, так как на этой плате в любоевремя можно обеспечить переход на 2 STM1-соединения.

MBC-интерфейс

  В плате SANT-D предусмотрена возможность выборочного включения/выключенияпитания каждого из терминалов ADLT, соединенного с шиной IQ.

Физическое местоположение BPA и PBA

   Каждой системной плате BPA и каждому размещенному на ней узлу PBA (PrintedBoard Assembly — узел печатной платы )внутри CO присвоен уникальный номер физического местоположения. Этот номеримеет 32 бита и представлен в виде ID0…ID31. Эти биты имеют следующее назначение.

  5-битовый номер определяет положение каждого узла PBA на системной плате. Этотномер представлен в виде ID0…ID4 и характеризует номер слота (1…13) PBA насистемной плате. Этот номер жестко «вмонтирован» в системную плату иможет быть считан платой ADLT / SANT-D / ADSE-A через штыри на ее разъемесистемной платы.

Питаниемультиплексора

  Питание мультиплексора ASAM осуществляется от станционного источника на -48 или-60 В.

ADLT-плата

Общиесведения

  ADLT-плата представляет собой вставной блок, разработанный для системы A1000ADSL.

   В этой плате имеются 4 независимых линейных ADSL-окончания LT или порта. Каждыйиз этих портов обеспечивает двусторонний доступ к ANT по обычному кабелю UPT(Unshielded Twisted-Pair — неэкранированная витая пара), который уже проложендля аналоговой телефонии.

  Для каждого порта ADLT-плата извлекает ATM-ячейки из их потока или вставляет ихв этот поток, основываясь на значениях VPI/VCI для этих ячеек.

  Кроме данной функции терминальной адаптации ADLT-плата также выполняет, вкачестве линейного окончания, свои собственные контрольные функции.

2.3 Транспортная система

Услуги и скорости передачи

  Транспортная  ADSL – система обеспечиваетдвустороннюю связь по одинарной витой паре без каких-либо повторителей.

  В ADSL-системе объединены DMT-технология и ATM-режим передачи.

Следствиемтакого объединения, в частности, являются:

4  Возможностьобеспечения эффективного сочетания различных услуг, характеризующихсяразличными полосами пропускания и характеристиками трафика, и доведения домаксимума физической скорости, которую можно получить от DMT-модема.

4   Автоматическоеопределение максимальной физической скорости в процессе инициализации модема (сучетом заданного предельного уровня шумов и в пределах ограничений,накладываемых на спектральную плотность мощности передачи). В этом случаесистема управления обслуживанием задает, в зависимости от профиля обслуживаниязаказчика, правильную величину линейной скорости, тем самым выходя наоптимальный уровень шумов и/или сводя до минимума мощность передачи. Все этодает возможность дифференцировать качество обслуживания, например, предлагаямаксимальные скорости по более высокой цене или обеспечивая гарантированную скорость.Скорости передачи можно выбирать по линейному закону с доведением до физическимаксимально возможных, а также задавать их для каждого отдельного пользователя.

4   Комбинированноеиспользование технологий DMT и ATM позволяет системе инициализироваться иработать на очень низких скоростях в тех, например, случаях, когда линииработают неустойчиво или когда возникает много ошибок в кабельных линейныхсооружениях. По причине присущей ей надежности система будет инициализироватьсядаже в крайне неблагоприятных условиях, информируя об этом систему управлениясетью. В этом случае оператор может скачать ADSL-параметры и принятьнеобходимые меры.

4  Развязкаскоростей ATM-ячеек (путем вставления или извлечения незаполненных илинеопределенных ячеек) дает возможность осуществлять передачу на любой скоростивплоть до максимально достижимой на ADSL-соединении.

  Цифровая передающая способность ADSL-системы является асимметричной в томсмысле, что скорости в прямом и обратном направлениях отличаются друг от друга:

4 скорость в прямомнаправлении может варьироваться от 0,25 до 8,0 Мбит/с,при этом параметр ступенчатости равен 32 Кбит/с;

4 скоростьв обратном направлении может варьироваться от 35 Кбит/с до 1 Мбит/с, при этомона зависит от поддерживаемых двусторонних услуг и характеристик шлейфа.

        2.4  Функциональное описание ANT

Общие сведения

  ANT-оборудование размещается в абонентских помещениях и обеспечивает стыковкуабонентского TE с входящей абонентской линией (витой парой, по которойпередается ADSL-сигнал).

   В прямом направлении блок ANT являетсяокончанием для сигнала (DMT-модулированных ATM-ячеек) в ADSL-канале,поступившего от CO на входящую витую пару. Он демодулирует сигнал и преобразуетсодержащиеся в нем ATM-ячейки в цифровой битовый поток, который может бытьнаправлен на абонентское TE.

   В обратном направлении блок ANT вставляетполученные от абонентского TE ATM-ячейки в их поток и формирует сигнал (DMT-модулированныеATM-ячейки) ADSL-канала, который по входящей абонентской витой паре направляетсяв CO.

Существует3 вида DSL модемов семейства SpeedTouch:

·       Speed Touch PC-NIC — встроенныймодем (плата), ориентирован в основном на частных пользователей. Соединениетипа Point to Point (PPP)

·      Speed Touch Home — внешниймодем, ориентирован как на частных пользователей,так и на пользователей LAN малойемкости (small office, home office).Внем имеется встроенный порт Ethernet, а такжевыполняется функция  “прозрачногомоста”  (Bridge).

·      Speed Touch Pro — внешниймодем, ориентирован на пользователей  больших LAN.Функциипохожи на ST Home, а также он  можетвыполнять функции маршрутизатора (router).

ГЛАВА III Расчет оборудования ADSL

3.1 Разработкасхемы проектируемой сети доступа

При расчете сети доступа на базе оборудования ADSLвоспользуемся контрактным предложением поступившем от компании N на организациювысокоскоростного доступа в Интернет для 164 абонентов.

Вопрос выбора оборудования, особеннона начальном этапе, представляет собой одну из самых мучительных проблем длятех, чьи решения определяют судьбу проекта в долгосрочной перспективе.

 Для реализации данного проекта было принято решениеиспользовать аппаратные и программные средства компании Alcatel, занимающейведущие позиции на рынке устройств ADSL.

Для эффективного решения задач,которые ставят перед нами заказчики, и последующего сопровождения проектовкомпания Alcatel разработала концепцию All-in-One, реализуемую сегодня нароссийском рынке. Ее суть заключается в том, что заказчику предоставляетсякомплексный пакет услуг, начиная от консультаций по разработке бизнес-плана изаканчивая сопровождением оборудования и управлением системой в процессеэксплуатации. Такой подход компании основывается на глубоком понимании бизнесазаказчиков.

В рамках All-in-One заказчиквзаимодействует с одной интегрированной глобальной компанией. Служба поддержкипредлагает сервис одинакового уровня по всему миру, причем в каждой стране длядоступа к ней существует единый телефонный номер.

Полный пакет услуг All-in-One включаетпланирование и разработку, развитие, эксплуатацию и поддержку систем. Длякаждого из этих направлений в Alcatel созданы соответствующие службы. Службапланирования и разработки проводит экспертную оценку действующейкоммуникационной системы и определяет тип разрабатываемого проекта, привнедрении которого будет максимально оптимизирована эффективность иприбыльность коммуникационных систем и сетей заказчика. Служба развитияохватывает все стадии внедрения, необходимые для установки и запускакоммуникационных систем и сетей в соответствии с ожиданиями заказчика. Онатакже предусматривает обучение его персонала и квалифицированную помощь всопровождении высокотехнологичной системы непосредственно на месте ееустановки. Служба эксплуатации работает в режиме немедленного реагирования ипомогает персоналу заказчика решать текущие технические задачи в процессеобслуживания систем и сетей. Служба поддержки предлагает экспертную помощь вслучае возникновения проблем технического характера. На основе оперативнойдиагностики эксперты принимают решение о замене, например, отказавшегокомпонента или всей коммуникационной системы, если инфраструктура пострадала отстихийного бедствия — пожара, наводнения и т. п.

Существенное значение при построенииADSL-сети имеет правильное сочетание аппаратных и программных средств. Alcatelнаряду с полнофункциональным комплектом оборудования предлагает платформууправления ресурсами. Эта платформа включает в себя набор инструментальныхсредств, позволяющих решать технологические задачи управления сетью, и средствауправления сервисом, который, собственно говоря, и определяет все многообразиевозможностей, предоставляемых оператору для решения задач его бизнеса.

СистемаADSL состоит из двух частей, первая из которых (на стороне CO) называется ASAM,(ATM Subscriber Access Multiplexer — ATM-мультиплексор абонентского доступа), авторая (на стороне абонента) – CPE (Customer Premises Equipment — оборудованиев помещении заказчика). CPE, в свою очередь, включает в себя PS (POTS Splitter- разветвитель) и ANT (ADSL Network Termination (unit) — (блок) сетевогоADSL-окончания).

Вкачестве узлового оборудования оператора связи на проектируемой сети доступаиспользуются 6 ADSL мультиплексоров А7300 ASAM, которые устанавливаются вкроссах АТС (СО).

Конфигурациямультиплексоров ASAM приведена ниже(рис.25):

1и 3 ASAM:

—     СтойкаETSI UT-9, которая представляет из себя корпусмультиплексора;

—     Плата SANT-D, которая обеспечивает оптический доступ к    цифровой SDH-системепередачи на скорости 155,52 Мбит/с и осуществляет адаптацию к этой системеATM-ячеек, переносимых по шине IQ в обоих направлениях. Кроме того, в этойплате предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и техническогообслуживания мультиплексора ASAM;

—     ПлатаAACU обеспечивает визуальное отображение аварийных ситуаций и стыковку ссоответствующей системой, находящейся в здании АТС;

—     ПлатыАDLT по 7 шт., к каждой из которых подключаеся по 4 ADSL модема,т.е. в общем случае 28 шт.,

14из которых – модемы семейства ST PC NIC;

13 – модемы семейства STHome;

  1 – модем семейства STPRO;

—     Сплиттерыпо 7 шт., где осуществляется разделение ADSLи  POTS сигналов;

—     Сплиттеры внешние, находятся в абонентскомпомещении  и соединен с витой парой, идущей от провайдера ADSL – услуг. 

2,4,5 ASAM мультиплексоры по составуаппаратной части идентичны 1-му и 3-му мультиплексорам.

6ASAM мультиплексор отличается наличием 6-типлат ADLT и 6-ти плат сплиттеров, атакже к нему подключаются по 12 ADSL модемовсемейства ST PC NIC и семейства STHome

Ко2-му и 4-му ASAM мультиплексору подключается

13из которых – модемы семейства ST PC NIC;

14 – модемы семейства STHome;

  1 – модем семейства STPRO;

К 5-му мультиплексоруподключаются по 14 ADSL модемов семейства ST PC NIC и семейства ST Home.

Компания“Alcatel” предложила заказчику использовать в качестве клиентского оборудованияADSL модемы 3-х видов, предназначенных для подключения индивидуальныхпользователей, локальных сетей, а также для абонентов SOHO(Small Office / Home Office, т.е. представителей малого бизнеса и домашних пользователей).

Индивидуальным пользователям устанавливаются внутренние модемы семействаSpeed Touch PC (PC NIC);

Для абонентов SOHO доступ в сеть Интернет организуется сиспользованием ADSL модемов семейства Speed Touch Home;

Локальные сети подключаются с помощью ADSL модемов семейства SpeedTouch Pro.

  Управление элементами сети доступа осуществляется через удаленный объектцентрализованного управления, которое называется AWS (ADSLWork Station), и в котором используется протокол SNMP[7].

   ASAM оборудование подключается ксуществующей транспортной сети SDH через уже установленный АТМ — коммутаторзаказчика по каналам STM-1. Мультиплексор доступа принимает потоки ячеек ототдельных абонентских устройств и мультиплексирует их для дальнейшейтранспортировки в «восходящем» направлении. Затем АТМ-коммутаторынаправляют каждый поток к месту его назначения. Восстановление пакетов в томвиде, в каком они были сгенерированы станцией-отправителем, осуществляетмагистральный маршрутизатор или сервер удаленного доступа (RAS), установленныйна входе в сеть Internet-провайдера или в корпоративную сеть. Указанныеустройства терминируют тот инкапсуляционный уровень в используемом стекепротоколов, который был активирован пользовательским оборудованием, а затемнаправляет восстановленные пакеты адресатам. Кроме того, в их обязанностинередко входят идентификация пользователей, присвоение IP-адресов и изменениестепени использования сетевых ресурсов.

Выход в глобальную сеть Интернетосуществляется через сервер доступа Х.1000 (A7410), который подключается к АТМ –коммутатору через поток STM-1

Дляреализации проекта требуется установить 6 ASAM мультиплексоров к которымподключаются 164 модема:

80модемов PC NIC;

80модемов HOME;

4модема PRO,

атакже 160 сплитеров (сплиттеры при подключении локальных сетей не используются).

  Таким образом, общая сводка оборудования, которое будет установлено на сетидоступа, представлена в таблице 3.1

Описание

Кол-во

Аппаратная часть

ADSL базовая конфигурация – оборудование оператора

Стойка ETSI UT-9  2200mm 48VDC 6

                Платы

SАNT-D, STM-1 6 Alarm Control Unit (AACU) 6 ADLT 41 Passive POTS splitter 600 ohm 41

ADSL базовая конфигурация – оборудование клиента

Модем Speed Touch PC (PC NIC) 80 Модем Speed Touch Home 80 Модем Speed Touch Pro 4

Сплиттеры (на стороне абонента) /> Passive POTS splitter 600 ohm 160

ADSL базовая конфигурация – кабели

/> Кабель  MDF-ASAM 24 pair 25 meter 6 Оптический кабель 6 />

Система управления сетью ADSL (AWS)

Сервер Oracle V7.3.2.2.0 RTU (8 conc. users) 1 ПО NM Expert 1390 Management SW (inclusive Dataview graphical interface) 1 Лицензия AWS License fee per user (including MIB fee) 164

Оборудование доступа в сеть Internet

Системные блоки и платы X1000 shelf (includes fan, clock and alarm modules). 1 Power Supply 500 Watts DC. 2 System Control Module, Model 120. 1 3 WAN + 1 Ethernet 2 ATM Line Interface with single OC-3 Single mode IH port. 1 DC Fuse Panel (Hendry). 1 Switch Software, Release 2.2. 1

/> /> /> /> /> />

3.2 Расчетпропускной способности для проектируемой сети доступа  

Взависимости от класса обслуживания, подключаемым абонентам можетпредоставляться либо гарантированная полоса пропускания (CBR), либо негарантированная(UBR).

Классы сервиса содержат рядпараметров, которые определяют гарантии качества сервиса. Предусмотренонесколько классов сервиса — CBR, VBR, UBR и ABR (появился совсем недавно).Гарантии качества сервиса могут определять минимальный уровень доступнойпропускной способности и предельные значения задержки ячейки и вероятностипотери ячейки (таблица 3.2).

Таблица 3.2

Класс сервиса

Гарантии пропускной способности

Гарантии изменения задержки

Обратная связь при переполнении

CBR + + — UBR — — —

Сервис CBR (constant bit rate, сервисс постоянной битовой скоростью) представляет собой наиболее простой класссервиса. Когда сетевое приложение устанавливает соединение CBR, оно заказываетпиковую скорость трафика ячеек (peak cell rate, PCR), которая являетсямаксимальной скоростью, которое может поддерживать соединение без рискапотерять ячейку. Затем данные передаются по этому соединению с запрошеннойскоростью — не более и, в большинстве случаев, не менее [3].

Любой трафик, передаваемый станцией сбольшей скоростью, может сетью просто отбрасываться, а передача трафика сетьюсо скоростью, ниже заказанной, не будет удовлетворять приложению.CBR-соединения должны гарантировать пропускную способность с минимальнойвероятностью потери ячейки и низкими изменениями задержки передачи ячейки.Когда приложение заказывает CBR сервис, то оно требует соблюдения пределаизменения задержки передачи ячейки. Сервис CBR предназначен специально дляпередачи голоса и видео в реальном масштабе времени. Для соединений CBR нетопределенных ограничений на скорость передачи данных, и каждое виртуальноесоединение может запросить различные постоянные скорости передачи данных. Сетьдолжна резервировать полную полосу пропускания, запрашиваемую конкретнымсоединением.

В отличие от CBR, сервис UBR(unspecified bit rate, неопределенная битовая скорость) не определяет нибитовую скорость, ни параметры трафика, ни качество сервиса. Сервис UBRпредлагает только доставку «по возможности», без гарантий по утереячеек, задержке ячеек или границам изменения задержки. Разработанный специальнодля возможности превышения полосы пропускания, сервис UBR представляет собойадекватное решение для тех непредсказуемых «взрывных» приложений,которые не готовы согласиться с фиксацией параметров трафика. Вместе с тем, UBR позволяет обеспечить максимальнуюпропускную способность в том, случае, когда происходит сложение несколькихпотоков данных, имеющих разнесенные во времени пики нагрузки.

Главными недостатками подхода UBRявляются отсутствие управления потоком данных и неспособность принимать вовнимание другие типы трафика. Когда сеть становится перегруженной,UBR-соединения продолжают передавать данные. Коммутаторы сети могутбуферизовать некоторые ячейки поступающего трафика, но в некоторый моментбуфера переполняются и ячейки теряются. А так как UBR-соединения не заключалиникакого соглашения с сетью об управлении трафиком, то их ячейки отбрасываютсяв первую очередь. Потери ячеек UBR могут быть так велики, что «выходгодных» ячеек может упасть ниже 50%, что совсем неприемлемо. Дляустранения этого недостатка в мультиплексорах ASAM компании Алкатель допускается использование режима UBR+, который предоставляет возможностьабоненту устанавливать минимально гарантированную скорость передачи  — MCR.

Обычно трафиковые характеристикизадаются в виде типовых профилей абонентов. Допустим, что для самых крупныхпользователей, имеющих собственную ЛВС,  будет использоваться профиль 1,который будет обеспечивать класс сервиса CBR и скорость передачи в сеть не ниже 1 Мбит/с, а приеминформации от сети – 8 Мбит/с.

Для пользователей, имеющих небольшиеЛВС, будет устанавливаться профиль 2, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и гарантированную скорость передачи всеть не ниже 256 Кбит/с, а гарантированную скорость приема из сети не ниже 512Кбит/с, соответственно, максимальные скорости передачи 512 Кбит/с и приема 1024Кбит/с.

Индивидуальным пользователям будетустанавливаться профиль 3, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и гарантированную скорость передачи всеть не ниже 128 Кбит/с, а гарантированную скорость приема из сети не ниже 256Кбит/с, соответственно, максимальные скорости передачи 256 Кбит/с и приема 512Кбит/с.

Тип пользователя определяет тип модемаADSL, который будет устанавливаться. Всоответствии с запросом заказчика, на сети будет устанавливаться  80 модемов PC-NIC (индивидуальные пользователи),  80модемов Home (малые ЛВС)  и 4 модема PRO (крупные ЛВС). Следовательно, дляабонентов с модемами PROбудет устанавливатьсяпрофиль 1, для абонентов с модемами Home будетустанавливаться профиль 2, для абонентов с модемами PC-NIC будет устанавливаться профиль 3.

На первом этапе внедрениярассматриваемой сети доступа будет использоваться режим постоянных(некоммутируемых)  виртуальных соединений, т.е. за каждым пользователем будетзакрепляться фиксированный VP/VC.

Определение соответствия междусуммарными абонентскими скоростями и имеющейся пропускной способностьюпроизводится исходя из следующих условий:

1.   Максимальная суммарная скорость всехабонентов класса CBR вместе с суммой минимальныхгарантированных скоростей всех абонентов класса UBR+ не должна превышать эффективной пропускной способностииспользуемой среды передачи ( в нашем случае STM-1)

å CBR+å UBRmin£Kисп *STM-1;

где —     Kисп – допустимый коэффициент использования среды

передачи, равный – 0,95.

               STM-1- суммарная полезная нагрузка действительной АТМ

ячейки в STM1 С-4 составляет 155,52 * 26: 27=

149,76 Мбит/с.):

2.  Суммамаксимальных (негарантированных) скоростей передачи всех абонентов классасервиса UBR+ не должна превышатьимеющейся полосы пропускания системы передачи, умноженной на коэффициентперегрузки (MCR — минимальная пропускная способность,гарантированная каждому PVC или SVC.  Эта скорость (в битах в секунду)выбирается абонентом в соответствии с объемом данных, которые он собираетсяпередавать  по сети, и гарантируется она оператором. Если пакетные посылки непревосходят скорость порта подключения абонента и пропускная способность сети вданный момент  свободна, то абонент может превысить согласованное значениеMCR.  Скорость, с которой абонент посылает данные при наличии достаточнойпропускной способности, называется   oversubscription   rate. Значениекоэффициента oversubscriptionможет  от 2 до 6)

å UBRmax<= Kubr * B,                                           

—     гдеKubr – коэффициент перегрузки имеющейсяпропускной способности ( Kubr = 400%)

—     B– пропускная способность

Произведемрасчет пропускной способности для 1-го мультиплексора ASAM. В соответствии сосхемой (рис.25) в него включены 14 модемов PC-NIC(профиль3), 13 – модемов ST Home (профиль 2) и 1 модемST Pro (профиль 1).

Такимобразом, суммарная гарантированная скорость на NT – интерфейсеэтого мультиплексора в нисходящем потоке  составляет :

— для одного модема ST Pro                                 — 8 Мбит/с

— для 13 модемов ST Home                      — 13 х512=6,656 Мбит/с

— для 14 модемов ST PC-NIC                   — 14x 256 =3,584 Мбит/с

— общая гарантированная скорость                   18,240 Мбит/с.

Такимобразом, суммарная гарантированная скорость значительно меньше имеющейсяпропускной способности среды передачи

                        18,240< 149,76х 0,95 = 142,272 Мбит/с

Произведемрасчет суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классомобслуживания UBR+:

— для 13 модемов ST Home                      — 13×1,024= 13,312 Мбит/с

— для 14 модемов ST PC-NIC                   — 14×512 =7,168 Мбит/с

— суммарная максимальная скорость    — 20,480 Мбит/с

Проверимвыполнение условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускнуюспособность, оставшуюся на негарантированную передачу :

            142,272– 18,240 = 124,032 Мбит/с

Каквидно из приведенных вычислений оставшаяся полоса пропускания больше требуемойсуммарной максимальной скорости для негарантированного трафика UBR+.

Такимобразом, для рассмотренного мультиплексора полностью выполняются условия 1 и 2.Поскольку число и типы абонентов, подключенных к остальным мультиплексорам непревышают число абонентов в 1-ом мультиплексоре, то пропускной способностиподключенных к ним трактов STM-1 вполнедостаточно,  для обеспечения всех абонентов необходимым качеством передачиданных.

Посколькувсе абоненты, указанные на схеме, требуют выхода в сеть Интернет и на первомэтапе используется режим полупостоянных соединений, то самым узким местом всети доступа является поток STM-1,связывающий АТМ – коммутатор с сервером доступа в Интернет.

Проведеманалогичные расчеты для этого интерфейса с учетом условий 1 и 2.

Такимобразом, суммарная гарантированная скорость на этоминтерфейсев нисходящем потоке  составляет :

— для 4-х модемов ST Pro                          — 8х4=32 Мбит/с

— для 80 модемов ST Home                      — 80 х512=40,960 Мбит/с

— для 80 модемов ST PC-NIC                   — 80x 256 =20,480 Мбит/с

— общая гарантированная скорость                   93,440 Мбит/с.

Такимобразом, суммарная гарантированная скорость меньше имеющейся пропускнойспособности среды передачи

                        93,440 < 149,76х 0,95 = 142,272 Мбит/с

Произведемрасчет суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классомобслуживания UBR+:

— для 80 модемов ST Home                      — 80×1,024= 81,92 Мбит/с

— для 80 модемов ST PC-NIC                   — 80×512 =40,960 Мбит/с

— суммарная максимальная скорость    — 122,880 Мбит/с

Проверимвыполнение условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускнуюспособность, оставшуюся на негарантированную передачу :

            142,272–93,440 = 48,832 Мбит/с

Сучетом коэффициента допустимой перегрузки Kubr= 400%получим

            48,832х 4 = 195,328 Мбит/с > 122,880Мбит/с

Такимобразом, сумма максимальных скоростей для всех абонентов класса UBR+непревышает расчетное значение имеющейся пропускной способности с учетомрасчетного значения коэффициента перегрузки, т.е. условие 2 также выполняетсядля рассматриваемого интерфейса.

Проведенныерасчеты показывают, что выбранный вариант построения сети доступа полностьюудовлетворяет требованиям по пропусканию нагрузки проектируемой сети.

Глава IV.Технико-экономическое обоснование.

4.1Обоснование целесообразности проектного решения.

Впоследние годы рост объемов передачи информации привел к тому, что наблюдаетсядефицит пропускной способности каналов доступа к существующим сетям. Если накорпоративных уровнях эта проблема частично решается (арендой высокоскоростныхканалов передачи), то в квартирном секторе и в секторе малого бизнеса этипроблемы существуют.

Насегодняшний день основным способом взаимодействия оконечных пользователей счастными сетями и сетями общего пользования является доступ с использованиемтелефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровойинформации по абонентским аналоговым телефонным линиям. Скорость такой связиневелика, максимальная скорость может достигать 56 Кбит/с. Этого пока хватаетдля доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и видео, большиеобъемы электронной почты и документов в ближайшее время снова поставит вопрос опутях дальнейшего увеличения пропускной способности.

Наиболееперспективной в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric DigitalSubscriber Line). Это новая модемная технология, превращающая стандартныеабонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа.Технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 8Мбит/с. В обратном направлении используется скорость до 640 Кбит/с. Этосвязанно с тем, что все современный спектр сетевых услуг предполагает весьманезначительную скорость передачи от абонента. Например, для получениявидеофильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Дляслужебной информации передаваемой от абонента, вполне достаточно 64 -128Кбит/с.

Бурныйрост числа пользователей Internet, наблюдаемый в последнее время, как во всеммире, так и в России, дает повод весьма оптимистично взглянуть на перспективыроссийского рынка ADSL. Этот оптимизм разделяют провайдеры, начинающиеразвертывать сети ADSL-доступа. Но что же можно сказать в отношении ихпотенциальной абонентской базы?

Cегоднячисло российских пользователей Internet оценивается в 1,95 млн. человек (поданным Dataquest). Однако из-за отсутствия четкого определения понятия«пользователь Internet» эту и другие подобные оценки следует воспринимать снекоторой долей скепсиса.

Частофигурирующую цифру 1,5— 2 млн. нельзя рассматривать как абсолютную, так как онаможет породить искаженное представление. Например, по данным Институтамаркетинговых и социальных исследований GfK MR, изучающего российскую частьInternet на базе репрезентативных опросов населения России в возрасте старше 16лет, в июле 2000 г. «… возможность доступаво Всемирную сеть имели около 6 млн. россиян (5,5%), однако из них только 24% (примерно1,5 млн.) пользовались этим доступом более или менее регулярно (по крайнеймере, один раз в месяц)» («Телеком-форум» от 29.10.00).Что такое один раз в месяц с точки зрения прибыли? Если продолжительностьработы в Сети в среднем составляет 4—5 часов, то при расценках на коммутируемыйдоступ 1 долл. в час получается 50—60 долл. в год. Безусловно, реальный интересдля провайдера (по этому показателю) представляют те клиенты, которые обеспечиваютдоход на порядок выше.

Число«эффективных» пользователей в России в 2000г.(считаем, что эффективный абонент проводит в Сети не менее 20 часов в месяц)оценивается на уровне 350—450 тыс. Такая консервативная оценка позволяетспрогнозировать, что быстрые темпы роста абонентской базы в среднесрочнойперспективе, несмотря на невысокий уровень компьютеризации и низкие доходынаселения, сохранятся. На московском рынке коммутируемого доступа в 2000 г.наблюдался рост среднемесячной загрузки модемного пула на уровне 5—6% в месяц,что подтверждает это предположение (оценка Alcatel на основе данных компании«Русский экспресс»). Это позволяет ожидать роста количества эффективных пользователейInternet, в том числе абонентов широкополосного доступа.

Такимобразом, можно утверждать, что в России, как и во всем мире (хотя и с поправкойна российскую специфику), в области предоставления Internet-услуг будетпроисходить сдвиг в сторону широкополосных систем.

Однойиз главных проблем при организации высокоскоростного доступа в Internet набазе технологии асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL) является вопросвыбора оборудования, который, особенно на начальном этапе, представляет собойодну из самых мучительных проблем для тех, чьи решения определяют судьбупроекта в долгосрочной перспективе.

Дляреализации проекта построения сети ADSL для доступа вглобальную сеть Internet  было принято решение проанализироватьвозможность использования аппаратных и программных средств фирмы Alcatelилиоборудования компании Cisco Systems.Анализ проводится на основе метода анализа иерархий (МАИ).

Методанализа иерархий — это математическийаппарат, который разработан для решения задач многокритериальной оптимизации,который в отличие от традиционных методов позволяет принять компромиссное решение[15].

МАИявляется систематической процедурой для иерархического представления элементов,определяющих суть любой проблемы. Метод состоит в декомпозиции проблемы на всеболее простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательностисуждений лица, принимающего решение, по парным сравнениям. В результате можетбыть выражена относительная степень (интенсивность) взаимодействия элементов виерархии. Эти суждения затем выражаются численно. МАИ включает процедурысинтеза множественных суждений, получения приоритетности критериев и нахожденияальтернативных решений. Полученные таким образом значения являются оценками вшкале отношений и соответствуют так называемым жестким оценкам. 

 Сравнительныйанализ оборудования ADSL.

Длявыбора на рынке средств связи оборудования ADSL, наиболее подходящего для реализации данного проекта, произведем сравнение двухвозможных вариантов аппаратных и программных средств, которые могут бытьиспользованы для проектирования данной широкополосной сети доступа: ADSLоборудованиефирмы Alcatel и компанииCisco Systems.

Возможныеварианты:

1вариант – ADSL мультиплексоры ASAM1000 иабонентское оборудование фирмы Alcatel;

2   вариант    –    мультиплексоры серии Cisco 61хх / 62xx иADSL модемыкомпании Cisco Systems

Сравнениеэтих систем будем осуществлять по следующим показателям:

1.    Стоимость;

2.    Надежность;

3.    Легкостьв эксплуатации;

4.    Обеспечениебезопасности передаваемых данных;

5.    Гибкостьуправления оборудованием;

6.    Реализацияфункций бриджинга / маршрутизации;

7.    Мультипротокольность;поддержкаразличных сетевых интерфейсов;

8.    Цифроваяпередающая способность ADSL системы;

9.    Адаптацияданных ASAM / DSLAM; управление передачейданных;

10.    Рекламнаяполитика компаний.

Решениепоставленной задачи (выбора системы) с помощью МАИ осуществляется в несколькоэтапов:

1.  Представление задачи в иерархической форме (рис.26).

/>

                  Выбор оборудования ADSL                           Iуровень (общая цель)  

/>                                                                                     

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>                                                                                       IIуровень (критерий)

Стоимость Надежность Легкость в эксплуатации Обеспечение безопасности передаваемых данных Гибкость управления оборудованием Реализация функций бриджинга / маршрутизации Мультипротокольность; поддержка различных сетевых интерфейсов Цифровая передающая способность ADSL системы Адаптация данных в ASAM / DSLAM; управление передачей данных Рекламная политика компаний

/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> 1          2            3             4           5             6           7            8           9          10   

/>

/>/>                                                                                               IIIуровень (альтернатива)

 ADSL оборудование Alcatel                 ADSL система  CiscoSystems  

Рисунок 26

2.  Установление приоритетов критериев.

Дляустановления приоритетов критериев проводится попарное сравнение критериев поотношению к общей цели, результаты попарного сравнения заносятся в матрицу. Вкаждую клетку матрицы  ставится та или иная оценка (от 1 до 9) относительнойважности. Сравнивается относительная важность левых элементов матрицы сэлементами наверху. Поэтому если элемент слева важнее, чем элемент наверху, тов клетку заносится целое число; в противном случае – обратное число (дробь).Относительная важность любого элемента, сравниваемого с самим собой, равна 1.Данные представлены в таблице 4.2.

Втаблице 4.1 приведена шкала оценок интенсивности относительной важности.

Таблица 4.1  Шкалаоценок интенсивности относительной важности

Интенсивность относительной важности Определение

1

3

5

7

9

2,4,6,8

Обратные величины приведенных чисел

Значит равную важность элементов

Умеренное превосходство одного над другим

Существенное или сильное превосходство

Значительное превосходство

Очень сильное превосходство

Промежуточные решения между соседними суждениями

Если при сравнении одного вида деятельности с другим получено одно из вышеуказанных чисел, то при сравнении второго вида деятельности с первым получим обратную величину

Таблица 4.2Матрица парных сравнений критериев по отношению к общей цели.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

/>

/>

1 1 1/3 2 1/3 1/3 1/3 1 1/5 1/5 3 0,559 0,044 2 3 1 4 1 2 3 3 1/3 1 5 1,801 0,142 3 1/2 ¼ 1 1/4 1/3 1/2 1 1/5 1/4 2 0,469 0,037 4 3 1 4 1 1 3 3 1/3 1/3 3 1,431 0,113 5 3 ½ 3 1 1 3 3 1/3 1/3 3 1,297 0,102 6 3 1/3 2 1/3 1/3 1 1 1/3 1/3 3 0,771 0,061 7 1 1/3 1 1/3 1/3 1 1 1/4 1/3 2 0,601 0,047 8 5 3 5 3 3 3 4 1 2 5 3,096 0,244 9 5 1 4 3 3 3 3 1/2 1 5 2,295 0,157 10 1/3 1/5 1/2 1/3 1/3 1/3 1/2 1/5 1/5 1 0,346 0,027

/>                      ИС = 0,04                  ОС = 2,4 %

Расчетвекторов приоритетов производится в следующей последовательности. Сначалаперемножаются элементы в каждой строке матрицы, и извлекается корень n- ойстепени, где n –число элементов в строке. Полученные значения называются компонентаминормализованного вектора приоритетов, количество компонент равняется количествустрок.

                     /> 

Затем полученный таким образом столбецчисeл нормализуется делением каждого числана сумму всех чисел, что в итоге и является вектором приоритетов.

                                 />

Индекссогласованности (ИС) в матрице может быть приближенно получен следующим образом:

·       Суммируетсякаждый столбец суждений, затем сумма первого столбца умножается на величинупервой компоненты нормализованного вектора приоритетов, сумма второго столбца –на вторую компоненту и т.д.

·       Полученныечисла суммируются. Таким образом можно получить величину, обозначаемую />

·       Определяетсяиндекс согласованности из соотношения ИС=/>,где n –число сравниваемых элементов. Индекс согласованности дает информацию о степенинарушения численной и порядковой согласованности

·       Определяетсяотношение согласованности (ОС) путем деления ИС на число, соответствующееслучайной согласованной матрицы того же порядка (для матрицы 10-гопорядка случайная согласованность равна 1,49).Величина ОС должна быть порядка 10% или менее, чтобы быть приемлемой. В нашемслучае отношение согласованности много меньше 10% и не выходит за рамкидопустимых. Это означает, что матрица согласована, и суждений пересматривать нестоит.

3.  Определение локальных приоритетов

Матрицы локальныхприоритетов, подобные матрице приоритетов критериев по отношению к главнойцели, составляются для попарного сравнения альтернатив по отношению к каждомуиз критериев.

Матрицыоценок предпочтительности ADSL оборудованияпо разным критериям приведены в таблицах 4.3 … 4.12

Таблица 4.3Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Стоимость”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 5 2,236 0,833 Cisco Systems 1/5 1 0,447 0,167

                        />                       ИС= 0

 Таблица4.4Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Надежность”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 3 1,732 0,75 Cisco Systems 1/3 1 0,577 0,25

                        />                       ИС= 0

Таблица 4.5Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Легкостьэксплуатации”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 4 2 0,8 Cisco Systems 1/4 1 0,5 0,2

                                         />                       ИС =0

Таблица 4.6Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Обеспечениебезопасности передаваемых данных”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 1/5 0,447 0,167 Cisco Systems 5 1 2,236 0,833

                                         />                       ИС =0

Таблица 4.7Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Гибкостьуправления оборудованием”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 1/3 0,577 0,25 Cisco Systems 3 1 1,732 0,75

                     />                       ИС= 0

Таблица 4.8Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру Реализация функцийбриджинга / маршрутизации

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 1/3 0,577 0,25 Cisco Systems 3 1 1,732 0,75

                       />                       ИС= 0

Таблица 4.9Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Мультипротокольность;поддержкаразличных сетевых интерфейсов”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 1 1 0,5 Cisco Systems 1 1 1 0,5

                       />                       ИС= 0

Таблица 4.10Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Цифроваяпередающая способность ADSL системы”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 4 2 0,8 Cisco Systems 1/4 1 0,5 0,2

                  />                       ИС= 0

Таблица 4.11Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Адаптацияданных в ASAM / DSLAM; управление передачейданных”

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 3 1,732 0,75 Cisco Sytems 1/3 1 0,577 0,25

                          />                       ИС= 0

Таблица 4.12Матрица попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Рекламнаяполитика компаний”  

Alcatel Cisco Systems

/>

/>

Alcatel 1 4 2 0,8 Cisco Systems 1/4 1 0,5 0,2

                     />                       ИС= 0

4.  Определение глобальных приоритетов.

Следующим этапом является применение принципасинтеза. Для каждой альтернативы находится сумма произведений локальногоприоритета данной альтернативы по каждому из критериев на приоритетсоответствующего критерия по отношению к вышестоящему уровню:

/>,  где

/> — количество критериев;

/> — локальный приоритетальтернативы /> по />-ому критерию;

/> — локальный приоритет />-ого критерия.

Втаблице 4.13 приведены глобальные приоритеты:

1 — ADSL система фирмы Alcatel

2  — ADSL оборудование Cisco Systems

Таблица 4.13   Глобальные приоритеты

1

0,044

2

0,142

3

0,037

4

0,113

5

0,102

6

0,061

7

0,047

8

0,244

9

0,181

10

0,027

Приоритет Ранг 1 0,833 0,75 0,8 0,167 0,25 0,25 0,5 0,8 0,75 0,8 0,608 1 2 0,167 0,25 0,2 0,833 0,75 0,75 0,5 0,2 0,25 0,2 0,392 2

Проведенныерасчеты показывают, что наиболее предпочтительным вариантом является 1-йвариант, то есть проектирование сети доступа в глобальную сеть Internet  набазе ADSL оборудования фирмы Alcatel.

Дляэтого лучшего варианта произведем расчет основных экономических показателей:

— капитальных затрат;

— эксплуатационных расходов

4.2   Расчеткапитальных затрат и эксплуатационых расходов

4.2.1. Расчет капитальныхзатрат

        На основе данных контрактного предложения (фирма «Alcatel»)от 18.02.01 составим смету на приобретение оборудования и произведем расчеткапитальных затрат на реализацию ADSL сети.Нам понадобится оборудование оператора  (СО), абонентское оборудование (CPE),системауправления сетью и шлюз доступа в сеть Internet[14]

таблица 4.14   Смета на приобретение оборудования

Описание

Кол-во

Стоимость единицы, доллар США

Общая стоимость, доллар США

Аппаратная часть

ADSL базовая конфигурация – оборудование оператора

Стойка ETSI UT-9  2200mm 48VDC version 3SR 6 $8 753,36 $  52 520,16

                Платы

SDH-NT STM-1, SVC 6 $3 296,48 $ 19 778,88 Alarm Control Unit 6 $668,80 $4 012,80 Line board — EUR variant 41 $828,08 $ 33 951,28 Passive POTS splitter 600 ohm 41 $95,04 $ 3 896,64

ADSL базовая конфигурация – оборудование клиента

Модем Speed Touch PC (PC NIC) 80 $176,00 $ 14 080,00 Модем Speed Touch Home 80 $299,20 $ 23 936,00 Модем Speed Touch Pro 4 $484,00 $ 1 936,00

Сплиттеры /> Passive POTS splitter 600 ohm 160 $24,64 $ 3 942,40

ADSL базовая конфигурация – кабели

/> Cable MDF-ASAM 24 pair 25 meter 6 $126,72 $ 760,32 Fiber and connectors SDH-NT to network 6 $72,16 $ 432,96 />

Итого за ADSL оборудование:

$  159 247,44

Система управления сетью ADSL

Сервер Oracle V7.3.2.2.0 RTU (8 conc. users) 1 $10 825,76 $ 10 825,76 ПО NM Expert 1390 Management SW (inclusive Dataview graphical interface) 1 $27 324,24 $ 27 324,24 Лицензия AWS License fee per user (including MIB fee) 217 $24,64 $  5 346,88

Итого за систему управлению:

$  43 496,88

Итого за ADSL сеть:

$202 744,32

Оборудование доступа в сеть Internet

Системные блоки и платы X1000 shelf (includes fan, clock and alarm modules). 1 $5 275,60 $  5 275,60 Power Supply 500 Watts DC. 2 $1 232,00 $  2 464,00 System Control Module, Model 120. 1 $14 960,00 $  14 960,00 3 WAN + 1 Ethernet 2 $4 840,00 $  9 680,00 Digital Modem Server 84 channels. 1 $22 000,00 $  22 000,00 Digital Modem Server 84 channels. 1 $17 600,00 $  17 600,00 ATM Line Interface with single OC-3 Single mode IH port. 1 $8 360,00 $  8 360,00 DC Fuse Panel (Hendry). 1 $1 936,00 $  1 936,00 Switch Software, Release 2.2. 1 $3 960,00 $  3 960,00

Итого:

$  111 755,60

Итого за оборудование доступа:

$153 208,60

Итого за проект:

$355 952,92

/> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Капитальные затраты включаютв себя следующие составляющие:

Стоимость оборудования; Стоимость монтажа (10% от стоимости оборудования); Транспортные и заготовительно-складские расходы (5% от стоимости оборудования); Затраты на тару и упаковку (0,5% от стоимости оборудования).

Стоимость монтажа:

/>

Транспортные изаготовительно-складские расходы:

/>

Затраты на тару и упаковку:

/>

/>/>

            Таким образом,капитальные затраты на построение сети ADSL составят11 922 643, 56 рублей.

4.2.2Расчет эксплуатационных затрат

Определимвеличину годовых эксплуатационных расходов (Э).

 В процессе обслуживанияоборудования осуществляется деятельность, требующая расхода ресурсов операторасвязи. Сумма затрат за год составит фактическую производственную себестоимость,или величину годовых эксплуатационных расходов.

Эксплуатационныерасходы являются важнейшим показателем деятельности любого хозяйствующегосубъекта, который показывает, во что обходится предприятию создание продукцииили услуг данного объема, какие затрачены для этого производственные ресурсы[13].

            Всоответствии с действующей методикой в эксплуатационные затраты включаютсяследующие статьи:

Затраты на оплату труда />; Отчисления на социальные нужды />; Амортизация основных фондов />; Материальные затраты />; Затраты на электроэнергию />; Прочие расходы />

Сумма затрат на оплату труда определяются поформуле:

 /> 

где /> – величинаоклада работника i–ой категории;

      /> –число работников i-ой категории;

      12 – число месяцев в году;

      1,2 – коэффициент, учитывающий премии.         

В таблице 4.15 представлены должностные окладысогласно штатному расписанию компании:

Таблица 4.15      Должностные оклады сотрудников компании

Должность Численность персонала Оклад (доллары США) Инженер технической эксплуатации 1 700 Техник оператор 5 400

Такимобразом затраты на оплату труда составят:

/>

Отчисленияна социальные нужды представляют собой обязательные для каждого предприятиявыплаты по установленным в законодательном порядке нормам в размере 35,6%, втом числе в государственные фонды социального страхования (4%), пенсионный(28%), и обязательного медицинского страхования (3,6%). Отчисления насоциальные нужды напрямую зависят от фонда оплаты труда и рассчитываются поединым для всех предприятий нормам:

                        />

Амортизацияпредставляет собой постепенный перенос стоимости ОПФ на стоимость вновьсоздаваемой продукции или услуг по мере их износа. Количественной меройамортизации и ее денежным выражением являются амортизационные отчисления,предназначенные на полное восстановление основных производственных фондов.Амортизационные отчисления с экономической точки зрения являются денежнымэквивалентом овеществленного труда, израсходованного в течение одногопроизводственного цикла создания продукции. Амортизационные отчислениярассчитываются обычным порядком, как установленный процент отчислений в год сосновных фондов. Затем определяется доля отчислений, которая зависит отпродолжительности использования вычислительной техники при эксплуатации данногопрограммного продукта.

Вобщем виде формула расчета амортизационных отчислений имеет вид:

                        />

Суммапервоначальных затрат составляет 355 952, 92 доллараСША. Годовые нормы амортизации для вычислительной техники, информационныхсистем и систем обработки данных составляют 25%. Следовательно, годовая суммаотчислений составит: 

                        А= 355 952, 92 * 25 / 100 = $ 88988,23.

            Материальныезатраты составляют 0,5% от стоимости оборудования:

                        М= 0,005*355 952, 92 = $ 1 779, 77.

Затратына электроэнергию составляют 1% от общих эксплуатационных расходов:

/>

Прочиерасходы включают в себя:

a)  Обязательноестраховое имущество на предприятии – 0,08% от стоимости оборудования:

            />

b)  расходына ремонт оборудования в размере 2% от стоимости оборудования:

            />.

c)  прочиеадминистративно-хозяйственные расходы в размере 20% от расходов по труду:

              />

                                     />

Общиеэксплуатационные расходы за вычетом затрат на электроэнергию составят:

             />

Общиеэксплуатационные расходы составят:

/>

Полученные данные сведеныв таблицу 4.16

Таблица4.16Технико-экономические показатели

Наименование показателя Единица измерения Стоимостная оценка 1.  Капитальные затраты рубль 11 922 642, 98

           2.   Годовые эксплуатационные расходы, в т.ч.:

d)   Затраты на оплату труда />;

e)   Отчисления на социальные нужды />;

f)   Амортизация основных фондов А;

g)   Материальные затраты />;

h)  Затраты на электроэнергию />;

i)   Прочие расходы />.

рубль

рубль

рубль

рубль

          рубль

рубль

рубль

        4 722 060, 14

1 125 200

401 397, 12

2 580 658, 67

51 613, 33

47 220, 7

515 970, 61

Выводы:

В результате проведенных в данном разделерасчетов можно сделать следующие выводы:

1. На основании проведенногосравнительного анализа  с помощью метода анализа иерархий (МАИ) сделанозаключение о том, что оборудование ADSL фирмыAlcatel выгоднее применять на сети доступа посравнению с оборудованием ADSL фирмыCisco (по значению глобальных приоритетов).

2. В результате проведенныхрасчетов по лучшему варианту были получены значения капитальных затрат (/>руб.) и эксплуатационных расходов(/>руб.)

ГЛАВА V. Экология и безопасность жизнедеятельности

5.1 Влияние монитора на организмчеловека

Среди различных физических факторовокружающей сре­ды, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие начеловека и биологические объекты, большую сложность пред­ставляютэлектромагнитные поля неионизирующей природы, особенно относящиеся крадиочастотному излучению. Здесь неприемлем замкнутый цикл производства безвыброса загряз­няющего фактора в окружающую среду, поскольку использует­сяуникальная способность радиоволн распространяться на далекие расстояния. Поэтой же причине неприемлемо и экра­нирование излучения и замена токсическогофактора на другой менее токсический фактор. Неизбежность воздействия электро­магнитногоизлучения (ЭМИ) на население и окружающую жи­вую природу стало даньюсовременному техническому прогрессу и все более широкому применению телевиденияи радиовеща­ния, радиосвязи и радиолокации, использования СВЧ-излучающихприборов и технологий и т.п. И хотя возможна определенная канализацияизлучения, уменьшающая нежелательное облуче­ние населения, и регламентация вовремя работ излучающих устройств, дальнейший технический прогресс все жеповышает вероятность воздействия ЭМИ на человека. Поэтому здесь не­достаточныупомянутые меры уменьшения загрязнения окру­жающей среды.

На возможность неблагоприятноговлияния на организм человека электромагнитных полей (ЭМП) было обращено вни­маниееще в конце 40-х годов. В результате обследования лю­дей. работающих в условияхвоздействия ЭМП значительной интенсивности, было показано, что наиболеечувствительными к данному воздействию являются нервная и сердечно-сосудис­таясистемы. Описаны изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокриннойсистемы, метаболических процессов, за­болевания органов зрения. Былоустановлено, что клинические проявления воздействия радиоволн наиболее частохарактери­зуются астеническими и вегетативными реакциями .

В условиях длительногопрофессионального облучения с периодическим повышением предельно допустимыхуровней (ПДУ) у части людей отмечали функциональные перемены в органахпищеварения, выражающиеся в изменении секреции кислотности желудочного сока, атакже в явлениях дискинезии кишечника.

При длительном профессиональномоблучении выявлены также функциональные сдвиги со стороны эндокринной систе­мы:повышение функциональной активности щитовидной желе­зы, изменение характерасахарной кривой и т.д.

В последние годы появляются сообщенияо возможности индукции ЭМИ злокачественных заболеваний. Еще немногочис­ленныеданные все же говорят, что наибольшее число случаев приходится на опухоликроветворных тканей и на лейкоз в частности./Это становится общейзакономерностью канцероген­ного эффекта при воздействиях на организм человека иживот­ных физических факторов различной природы и в ряде других случаев.

Видеодисплеи персональных компьютеров(ВДПК) исполь­зуют в процессе повседневной деятельности миллионы служа­щих вовсем мире. Компьютеризация в нашей стране принимает широкий размах, и многиесотни тысяч людей проводят боль­шую часть рабочего дня за экраном дисплея.Наряду с призна­нием несомненной пользы применение компьютерной техникивызывает беспокойство за свое здоровье и многочисленные жа­лобы пользователейПК.

Имеются статистические данные,согласно которым лица, работающие с ЭВМ, более беспокойны, подозрительны, чащеизбегают общения, а также недоверчивы, раздражительны, склонны к повышеннойсамооценке, высокомерны, фиксируют внима­ние на неудачах [6].

 ХАРАКТЕРИСТИКАЭМИ ВИДЕОТЕРМИНАЛОВ КОМПЬЮТЕРОВ

Дисплеиперсональных компьютеров, выполненные на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ).являются потенциальными источниками мягкого рентгеновского, ультрафиолетового(УФ), инфракрасного (ИК), видимого, радиочастотного, сверх- и низ­кочастотногоЭМИ .

СотрудникиЦентра электромагнитной безопасности про­вели независимое исследование рядакомпьютеров, наиболее рас­пространенных на нашем рынке, и установили, что «уровеньэлектромагнитных полей в зоне размещения пользователя превышает биологическиопасный уровень.»

Последствиярегулярной работы с компьюте­ром без применения защитных средств:

•заболевания органов зрения (60 процентов пользователей);

•болезни сердечно-сосудистой системы (60 процентов);

•заболевания желудочно-кишечного тракта (40 процентов);

•кожные заболевания (Ю процентов);

•различные опухоли.

Особенно опасно электромагнитноеизлучение компьюте­ра для детей и беременных женщин. Установлено, что у бере­менныхженщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с90-процентной вероятностью в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и в 2,5 раза чащепоявля­ются на свет дети с врожденными пороками [10].

 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫНОРМИРОВАНИЯ ЭМИ

Осуществляемое в нашей странегигиеническое нормиро­вание электромагнитного «загрязнения»окружающей среды в своих основополагающих позициях базируется на общих мето­дологическихпринципах регламентации условий в населенных местах, разработанных несколькимипоколениями ученых-гигиенистов.

Общей методологической основой работпо обоснованию гигиенических нормативов различных факторов окружающей средыявляется проведение многоплановых исследований — опы­тов на лабораторныхживотных, а также наблюдений за людьми в соответствующих реальных илимоделируемых ситуациях. На этой основе за допустимые уровни факторов окружающейсре­ды принимают такую их выраженность, которая при воздейст­вии на организмчеловека периодически или в течение всей жизни не вызывает соматических идипсихических заболеваний (в том числе скрытых или временно компенсируемых) илидру­гих изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительныхреакций, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или вотдаленные сроки жизни настоящего или будущих поколений. Таким образом, соблюде­ниедопустимых уровней должно обеспечить сохранение сред­ней продолжительностижизни, показателей физического развития, состояния высшей нервной деятельности,работоспо­собности, поведения, репродуктивной функции, способности адекватногоадаптирования к среде обитания, биохимических и физиологических констант организмачеловека.

Учитывая специфику воздействия ЭМП нанаселение (воз­можность круглосуточного и в течение всей жизни воздействия на.большие контингенты людей, в том числе детей, обладающих повышеннойчувствительностью к вредным влияниям), неблаго­приятными следует считатьсущественные отклонения от нор­мы любой жизненно важной функции организма.

В соответствии с принципом единстваорганизма как сис­темы взаимосвязанных подсистем, появление возрастающих по ‘значимости функциональных изменений хотя бы в одной под­системе организма можетпривести к возникновению неблаго­приятных реакций и в других подсистемах.Поэтому оно должно расцениваться как показатель неблагоприятного воздействия,которое может привести к появлению патологических, необра­тимых реакций припродолжающемся воздействии.

Одним из наиболее сложных и донастоящего времени окончательно не решенных вопросов является экстраполяциярезультатов экспериментальных исследований с животных на человека.

При нормировании ЭМП, как и другихфакторов окру­жающей среды, в населенных местах оценочным критерием их действияна организм служат не патологические, а функцио­нальные изменения, при этом вкачестве допустимого уровня ЭМП принимают подпороговые величины, которые невызыва­ют компенсаторного напряжения функциональных систем орга­низма.

Широкийспектр частот электромагнитных сигналов, их различный энергетический вкладсоздают существенные слож­ности для измерений и, комплексной оценки.

1-14В/м

2 –6В/м

 3- 1В/м

4-03В/м

1-75В/м

2-25В/м   3-10В/м

4 -2В/м

5-03В/м

рисунок27.Зоны компьютерного излучения  1. Вид сверху

/>

                    2. Вид сбоку

3.Использование средств защиты от ЭМИ

/>

/>
 -Зона размещения пользователя:

 -зона распространения электромагнитных полей;

1 — монитор без системы электромагнитной защиты;

2 — монитор с защитным фильтром на экране;

3 — мониторс полной электромагнитной защитой,

ОПАСНО ЛИ РАБОТАТЬ ЗА ПЕРСОНАЛЬНЫМКОМПЬЮТЕРОМ? РЕГЛАМЕНТАЦИЯ И СПОСОБЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Персональные компьютеры (ПК) занялипрочное место в деятельности очень многих людей. Сейчас уже невозможно пред­ставитьполноценную трудовую деятельность на предприятиях, в частном бизнесе, да и в процессеобучения без ПК. Но все это «не может не вызывать обеспокоенности вотношении их вредно­го влияния на состояние здоровья пользователей. Недооценкаособенностей работы с дисплеями, помимо снижения надежнос­ти и эффективностиработы с ними, приводит к существенным проблемам со здоровьем.

Выполнение рекомендаций поэксплуатации компьютеров позволяет значительно снизить вредные воздействиянаходящих­ся в эксплуатации ПЭВМ. В первую очередь, безопасность при работе сПК может быть обеспечена за счет рационального размещения компьютеров в помещениях,правильной организа­ции рабочего дня пользователей, а также за счет применениясредств повышения контраста и защиты от бликов на экране, электромагнитныхизлучений и электростатического поля .

Рекомендуется, например, чтобы экрандисплея находил­ся от глаз пользователя на расстоянии 50 (не ближе) — 70 см.

Режимы трудами отдыха при работе сПЭВМ, согласно, зависят от категории трудовой деятельности. Все работы с ПЭВМделятся на три категории:

1. Эпизодическое считывание и ввод информации не более 2-хч. за 8-часовую рабочую смену.

2. Считывание информации или творческая работа не более 4-хч. за 8-часовую смену.

3. Считывание информации или творческая работа более 4-х ч.за 8-часовую смену.

Продолжительность непрерывной работы сПЭВМ не долж­на превышать 2 ч.

При 8-часовой рабочей сменерегламентированные пере­рывы рекомендуется устанавливать следующим образом:

• для 1 категорииработ с ПЭВМ — через 2 ч. от начала смены и через 2 ч. после обеденногоперерыва продолжительностью 15 мин. каждый;

• для2 категории — через 2 ч, от начала смены и через 2 ч, после обеденного перерывапродолжительностью 15 мин. каж­дый или продолжительностью 10 мин. через каждыйчас рабо­ты;

• для 3 категории — через 2ч. от начала смены, через 1,5 и 2,5 ч. после обеденного перерывапродолжительностью 5-15 мин.

Если в помещении эксплуатируется болееодного ком­пьютера, то следует учесть, что на пользователя одного ком­пьютерамогут воздействовать излучения от других ПЭВМ, в первую очередь со стороныбоковых, а также и задней стенки дисплея. Учитывая, что от излучения со стороныэкрана дис­плея можно защититься применением специальных фильтров, необходимо,чтобы пользователь размещался от боковых и зад­них стенок других дисплеев нарасстоянии не менее 1 м.

На мониторы рекомендуется устанавливатьзащитные фильтры класса полной защиты, которые обеспе­чивают практически полнуюзащиту от всех вредных воздейст­вий монитора в электромагнитном спектре и позволяютуменьшить блик от электронно-лучевой трубки, а также повы­сить читаемостьсимволов.

В нашей стране существует Центрэлектромагнитной без­опасности, где разрабатываются всевозможные средствазащиты от электромагнитного излучения: специальная защитная одеж­да,всевозможные ткани и прочие защитные материалы, которые могут обезопасить любойприбор. Но до внедрения подобных разработок в широкое и повседневное их использованиепока далеко. Так что каждый пользователь должен позаботиться о средствах своейиндивидуальной защиты сам, и чем скорее, тем  лучше.

Требованияк видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам

 Визуальныеэргономические параметры ВДТ являют­ся параметрами безопасности, и ихнеправильный выбор приво­дит к ухудшению здоровья пользователей.

Все ВДТ должны иметь гигиеническийсертификат, вклю­чающий в том числе оценку визуальных параметров.

 Конструкция ВДТ, его дизайн исовокупность эрго­номических.параметров должны обеспечивать надежное и ком­фортноесчитывание отображаемой информации в условиях эксплуатации.

 Конструкция ВДТ должна обеспечиватьвозможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в го­ризонтальнойплоскости вокруг вертикальной оси в пределах +/- 30 градусов и в вертикальнойплоскости вокруг гори­зонтальной оси в пределах +/- 30 градусов с фиксацией взаданном положении. Дизайн ВДТ должен предусматривать ок­раску корпуса вспокойные мягкие тона с диффузным рассеива­нием света. Корпус ВДТ и ПЭВМ,клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхностьодного цвета с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь блестя­щих деталей,способных создавать блики. На лицевой стороне корпуса ВДТ не рекомендуетсярасполагать органы управления, маркировку, какие-либо вспомогательные надписи иобозначе­ния- При необходимости расположения органов управления на лицевойпанели они должны закрываться крышкой или быть утоплены в корпусе.

 Для обеспечения надежности считыванияинформа­ции при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны бытьопределены оптимальные и допустимые диапазо­ны визуальных эргономических параметров.  При проектировании и разработке ВДТ сочетаниявизуальных эргономических параметров и их значения,

соответствующиеоптимальным и допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний вспециализированных лабораториях, аккредитованных в установленном порядке, иподтвержденные соответствующими протоколами, должны быть внесены в техническуюдокументацию на ВДТ.

Примечание: все ранее разработанные инаходящиеся в эксплуатации типы отечественных и зарубежных ВДТ должны бытьиспытаны в течение года после утверждения настоящих Санитарных правил.

 КонструкцияВДТ должна предусматривать наличие ручек регулировки яркости и контраста,обеспечивающих воз­можность регулировки этих параметров от минимальных до мак­симальныхзначений.

 Втехнической документации на ВДТ должны быть установлены требования навизуальные параметры, соответ­ствующие действующим на момент разработкам илиимпорта ГОСТ и признанным в Российской Федерации международным стандартам.

 Вцелях защиты от электромагнитных и электрических полей допускается применениесредств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованныхлабораториях и имею­щих соответствующий гигиенический сертификат[8].

 Требованияк помещениям для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ

 Помещенияс ВДТ и ПЭВМ должны иметь естествен­ное и искусственное освещение.

 Естественноеосвещение должно осуществляться че­рез светопроемы, ориентированныепреимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициентестественной ос­вещенности (КЕО) не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежнымпокровом и не ниже 1,5% на остальной территории.

 Расположениерабочих мест с ВДТ и ПЭВМ для взрослых пользователей в подвальных помещениях недопуска­ется. Размещение рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ во всех учебных заведениях идошкольных учреждениях не допускается в цо­кольных и подвальных помещениях.

 Производственные помещения, в которыхдля рабо­ты используются преимущественно ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские,операторские, расчетные и др.) и учебные помещения (аудито­рии вычислительнойтехники, дисплейные классы, кабинеты и др.), не должны граничить с помещениями,в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механи­ческиецеха, мастерские, гимнастические залы и т.п.).

 Звукоизоляция ограждающих конструкцийпомеще­ний с ВДТ и ПЭВМ должна отвечать гигиеническим требованиям иобеспечивать нормируемые параметры шума согласно требо­ваниям настоящихСанитарных правил-

 Помещения сВДТ и ПЭВМ должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздухаили эффек­тивной приточно-вытяжной вентиляцией. Расчет воздухообмена следуетпроводить по теплоизбыткам от машин, людей, солнеч­ной радиации и искусственногоосвещения.

 Требованияк освещению помещений и рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

 Искусственное освещение в помещенияхэксплуата­ции ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерногоосвещения. В производственных и администра­тивно-общественных помещениях, в случаяхпреимущественной

работы с документами, допускаетсяприменение комбинированного освещения (к общему освещению дополнительноустанавливаются светильники местного освещения, предназначенные I освещениязоны расположения документов).

 Освещенность на поверхности стола взоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк.(минимальный размер объектаразличения-толщина штриха буквы-0.3 мм, отсюда разряд зрительной работы –работа высокой точности ).Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов.Местное освещение не должно создавать бликов поверхности экрана и увеличиватьосвещенность экрана более 300 лк

 Следует ограничивать прямуюблесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхности(окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, доля быть не более 200кд/кв.м.

 Следует ограничивать отраженнуюблесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за с’правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношениюк источникам естественного и искус венного освещения,

 Следует ограничивать неравномерностьраспределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этомсоотношение яркости между рабочими поверхностями должно превышать 3:^-5:]. амежду рабочими поверхностям поверхностями стен и оборудования — 10:1.

 В качестве источников света приискусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампытипа ЛБ. При устройстве отраженного освещения производственных и административно-общественныхпомещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт.Допускается применение ламп накаливание светильниках местного освещения.

         Общее освещение следует выполнять в виде сплошных илипрерывистых линий светильников, расположенных сбокуот рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположенииВДТ и ПЭВМ. При периметральном рас­положении компьютеров линии светильниковдолжны находить­ся ближе к переднему краю, обращенному к оператору.

 Для обеспечения нормируемых значенийосвещен­ности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует про­водить чисткустекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводитьсвоевременную замену перегоревших ламп.

Требованияк организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световымпроемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественнослева

Схемы размещения рабочих мест с ВДТ иПЭ должны учитывать расстояние между рабочими столами с видеомониторами (внаправлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другоговидеомонитора), которое должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковымиповерхностями видеомониторов — не менее 1,2 м.

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ в залахэлектрон вычислительных машин или в помещениях с источниками вредпроизводственных факторов должны размещаться в изолированных кабинах сорганизованным воздухообменом.

 Оконные проемы в помещенияхиспользования ВДТ и ПЭВМ должны быть оборудованы регулируемыми устройствамитипа: жалюзи, занавесей (п.5.5), внешних козырьков и

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ привыполнении творческой работы, требующей значительного умственного  напряженияили высокой концентрации внимания, следует изолировать друг от другаперегородками высотой 1,5-2,0 м.

 Шкафы, сейфы, стеллажи для хранениядисков, дискет, комплектующих деталей, запасных блоков ВДТ и ПЭВМ инструментов,следует располагать в подсобных помещения для учебных заведений — влаборантских.

При отсутствии подсобных помещений илилаборантов допускается размещение шкафов, сейфов и стеллажей в помещенияхнепосредственного использования ВДТ и ПЭВМ при соблюдении требований,изложенных в настоящем разделе.

В подсобных помещениях или влаборантских должны размещаться рабочий стол и радиомонтажный сто оборудованныйместным отсосом на телескопическом воздуховоде с шарнирным соединением,позволяющим устанавливать воздухоприемник в нужном положении, с исходнойскорость 5-6 м/с во всасывающей плоскости.

         Приконструировании оборудования и организации рабочего места пользователя ВДТ иПЭВМ следует обеспечить соответствие конструкции всех элементов рабочего местаи их взаимного расположения эргономическим требованиям с уче­том характеравыполняемой пользователем деятельности, комплектности технических средств, форморганизации труда и основного рабочего положения пользователя.

 Конструкция рабочего стола должнаобеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемо­гооборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размер ВДТи ПЭВМ, клавиатуры, пюпитра и др.), характера выполняемой работы- При этом допускаетсяиспользование рабочих столов различных конструкций, отвеча­ющих современнымтребованиям эргономики.

 Конструкция рабочего стула (кресла)должна обес­печивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ВДТ иПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышцшейно-плечевой области и спи­ны для предупреждения развития утомления.

Тип рабочего стула (кресла) долженвыбираться в зави­симости от характера и продолжительности работы с ВДТ и ПЭВМс учетом роста пользователя.

 Рабочий стул (кресло) должен бытьподъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки,а также расстоянию спинки от переднего края сиде­нья, при этом регулировкакаждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежнуюфикса­цию.

 Поверхность сиденья, спинки и другихэлементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, не­электризующимсяи воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

 Экран видеомонитора должен находитьсяот глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм сучетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

 В помещениях с ВДТ и ПЭВМ ежедневнодолжна проводиться влажная уборка.

 Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны бытьоснаще­ны аптечкой первой помощи и углекислыми огнетушителями.

 Требованияк организации режима труда и отдыха при работе с ПЭВМ и ВДТ

 Режимы труда и отдыха при работе сПЭВМ и ВДТ должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовойдеятельности.

 Виды трудовой деятельностиразделяются на 3 груп­пы: группа А — работа по считыванию информации с экранаВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом; группа Б — рабо­та по вводуинформации; группа В — творческая работа в режи­ме диалога с ЭВМ. Привыполнении в течение рабочей смены работ, относящихся к разным видам трудовойдеятельности, за основную работу с ПЭВМ и ВДТ следует принимать такую, котораязанимает не менее 50% времени в течение рабочей смены или рабочего дня.

 Для видов трудовой деятельностиустанавливается 3 категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ,которые определяются: для группы А — по суммарному числу считываемых знаков зарабочую смену, но не более 60 000 знаков за смену; для группы Б — по суммарномучислу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, но не более 40 000 знаковза смену; для группы В — по суммарно­му времени непосредственной работы с ВДТ иПЭВМ за рабо­чую смену, но не более 6 часов за смену.

 Продолжительность обеденного перерываопреде­ляется действующим законодательством о труде и Правилами внутреннеготрудового распорядка предприятия (организации, учреждения).

 Для обеспечения оптимальнойработоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, напротяжении рабочей смены должны устанавливаться регламен­тированные перерывы,

 Время регламентированных перерывов втечение рабочей смены следует устанавливать в зависимости от ее про­должительности,вида и категории трудовой деятельности (при­ложение 15).

 Продолжительность непрерывной работыс ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.                                

 При работе с ВДТ и ПЭВМ в ночную смену,(с 22 до 6 часов), независимо от категории и вида трудовой деятель­ности,продолжительность регламентированных перерывов должна увеличиваться на 60минут.

 При 8-часовой рабочей смене и работена ВДТ и ПЭВМ регламентированные перерывы следует устанавливать:

— для 1 категории работ — через 2 часа от начала рабочей смены и через два часапосле обеденного перерыва продолжи­тельностью 15 минут каждый;

— для 2 категории работ — через 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5-2,0часа после обеденного перерыва продол­жительностью 15 минут каждый или продолжительностью10 минут через каждый час работы;

—    для 3 категории работ — через 1,5-2,0часа от начала рабочей смены и через 1,5-2,0 часа после обеденного перерывапродолжительностью 20 минут каждый или продолжительнос­тью 15 минут черезкаждый час работы

 При 12-часовой рабочей сменерегламентированные перерывы должны устанавливаться в первые 8 часов работыаналогично перерывам при 8-ми часовой рабочей смене, а течение последних 4часов работы, независимо от категории вида работ, каждый час продолжительностью15 минут.

      Во время регламентированныхперерывов с цель снижения нервно-эмоционального напряжения, утомлениязрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии,предотвращения развития познотонического утомления целесообразно выполнятькомплексы упражнений.

  С целью уменьшения отрицательноговлияния монотонии целесообразно применять чередование операций осмыслениятекста и числовых данных, чередование редактирования текстов и ввода данных(изменение содержания работы).

 В случаях возникновения у работающихс ВДТ ПЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективныхощущений, несмотря на соблюдение санитарно- гигиенических, эргономическихтребований, режимов труда отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ВДТ и ПЭВМ, коррекцию длительности перерывов для отдыха илипроводить смену деятельности [ другую, не связанную с использованием ВДТИ.ПЭВМ.

 Работающим на ВДТ и ПЭВМ с высокимуровнем напряженности во время регламентированных перерывов и конце рабочегодня показана психологическая разгрузка в специально оборудованных помещениях(комната психологической разгрузки) [12].

Таблица 5.1 Нормируемые визуальныепараметры видеодисплейных терминалов

№ п/п Наименование параметров Значения параметров 1 Контраст (для монохромных ВДТ) от 3:1 до 1,5:1 2 Неравномерность яркости не более +/ — 25 элементов знаков, % 3 Неравномерность яркости не более +/ — 20 рабочего поля экрана, % 4 Формат матрицы знака не менее 7-9 элементов прописных букв и цифр, (для изображения отображения диакритических не менее 5-7 элементов знаков и строчных букв с изображения нижними выносными элементами) 5 Отношение ширины знака к его от 0,7 до 0,9 (допускается высоте для прописных букв от 0.5 до 1,0) 6 Размер минимального элемента 0,3 отображения (пикселя) для монохромного ВДТ, мм 7 Угол наклона линии наблюдения, град. не более 60 град. ниже горизонта 8 Угол наблюдения, град. не более 40 град. от нормали к -любой точке экрана дисплея 9 Допустимое горизонтальное сме­ не более 5 щение однотипных знаков, % от ширины знака 10 Допустимое вертикальное не более 5 смещение однотипных знаков, % от высоты матрицы 11 Отклонение формы рабочего поля экрана ВДТ от правильного прямо­ угольника не должно превышать: В1-В2 — по горизонтали DВ=2——— < 0,02 В1+В2

Рисунок 28. Схема расположения рабочихмест относительно светопроемов

Технология ADSL

Содержание

         
Аннотация……………………………………………………………….2

 Введение…………………………………………………………………3

I.  
Технология
асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL).

1.1    Общее описание технологии ADSL……………………..8

1.2    Области применения ADSL …………………………….12

1.3    Проблемы, связанные с применением ADSL………..15

1.4    Решение ADSL проблем…………………………………23

II.  
Технологические
характеристики  оборудования ADSL компании “Алкатель”

2.1    Общее описание оборудования
ADSL………………..39

2.2    Мультиплексор ASAM – функциональное описание.49

2.3    Описание транспортной системы………………………57

2.4    Функциональное описание сетевого ADSL-окончания     (ANT)………………………………………………………..59

III.
Расчет
оборудования  ADSL

       3.1    Разработка схемы
проектируемой сети доступа……60

               
3.2    Расчет пропускной способности для проектируемой сети
доступа……………………………………………….65  

IV.  
Технико-экономическое обоснование

                          4.1   Обоснование целесообразности проектного  решения71

                 4.2   Расчет капитальных затрат и
эксплуатационных расходов…………………………………………………..82

V.  
Экология
и безопасность жизнедеятельности

        5.1  Влияние монитора на организм
человека…………….89

 5.2  Расчет естественной
освещенности в производственном помещении ………………………105

 Заключение……………………………………………………………108

 Список
литературы………………………………………………….110

Аннотация

Данный дипломный
проет посвящен описанию технологии ADSL, составу оборудования ADSL компании
”Alcatel”, расчету сети доступа в Интернет, её архитектура и состав
оборудования, также был произведен расчет пропускной способности сети. В
технико – экономическом обосновании сделан сравнительный анализ оборудования
компаний “Alcatel” и ”Cisco Systems”, где видны явные преимущества оборудования
компании “Alcatel”.

Расчет
капитальных затрат и эксплуатационных расходов позволит оператору  правильно
определить тарифную политику, быстро окупить затраты и получить прибыль. В
главе экология и безопасность жизнедеятельности  описано влияние монитора на
организм человека и расчитана естесственная освещенность в производственном
помещении.

Дипломный
проект содержит :

—    
101 лист пояснительной записки;

—
5 листов плакатов;

—
1 приложение;

—
28 рисунков;

Введение

Российский
рынок услуг передачи данных в режиме on-line находится в начальной стадии
своего развития. Основным сдерживающим фактором является несоответствие между
большой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чего
такого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние и
крупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимости
услуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации
«последней мили», то есть линий, по которым помещения абонентов
подключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной на
массового пользователя, выбор технологии для «последней мили»
становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы.

В
настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие
средства для организации «последней мили»:

телефонные медные
провода;

волоконно-оптические
кабели;

телевизионные
кабельные сети;

радиоэфир (технология
«радио-Ethernet»);

каналы спутникового
телевидения

Традиционные технологии, которые были до
настоящего времени разработаны для высокоскоростной передачи данных или доступа
в сеть Интернет, достаточно дороги, причем не только на этапе внедрения, но и
при эксплуатации, в то время как эффективные с экономической точки зрения
технологии не обеспечивали необходимой пользователям скорости передачи данных.
Большинство пользователей все еще вынуждены применять для получения доступа в
сеть Интернет аналоговые модемы, предназначенные для использования на
телефонных линиях [5].

 Возможности высокоскоростной передачи данных
долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкого бизнеса и
частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям не могут себе
позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотя потребность этих
групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянно росла и растет, до последнего
времени им оставалось полагаться только на те средства передачи данных, которые
используют линии телефонной сети общего пользования. Технологии DSL(Цифровая
абонентская линия) являются одним из главных средств решения проблем такого
рода.

Медная абонентская телефонная линия находится
в стадии эволюционного перехода от аналоговой сети, предназначенной только для
обеспечения телефонной связи, к широкополосной цифровой сети, способной
обеспечить передачу голоса, высокоскоростную передачу данных, а также работу
других не менее важных коммуникационных служб. Поддержание работы такой сети
требует не только наличия соответствующего современного оборудования, но и
совершенно нового подхода к управлению работой кабельной абонентской телефонной
сети.

 Сеть, состоящая из пар витых проводов,
которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи
между различными абонентами, постепенно превращается в сеть широкополосных
каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие
широкополосные телекоммуникационные службы. Разработанная для аналоговых
телефонных линий технология (аналоговые модемы, предназначенные для передачи по
телефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных — до 56
Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных
технологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии,
которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи
данных могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачу
данных, при этом сохраняя возможности одновременного использования абонентских
линии и для традиционной телефонной связи. Новую ступень развития удалось
преодолеть благодаря использованию технологий DSL.

Для конечных пользователей технологии DSL
обеспечивают высокоскоростное и надежное соединение между сетями или с сетью
Интернет, а телефонные компании получают возможность исключить потоки данных из
своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для
традиционной телефонной связи.

Обеспечение высокоскоростной передачи данных
по медной двухпроводной абонентской телефонной линии достигается установкой
оборудования DSL на абонентском конце линии и на «конечной остановке»
магистральной сети высокоскоростной передачи данных, которая должна находится
на телефонной станции, к которой подключена данная абонентская линия. Если на
абонентской линии с использованием технологии DSL организована высокоскоростная
передача данных, информация передается в виде цифровых сигналов в полосе
гораздо более высоких частот, чем та, которая обычно используется для
традиционной аналоговой телефонной связи. Это позволяет значительно расширить
коммуникационные возможности существующих витых пар телефонных проводов.

Использование технологий DSL на абонентской
телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети
высокоскоростной передачи данных. Телефонные компании получили возможность
увеличить свои прибыли, используя существующую кабельную телефонную сеть для
предоставления своим абонентам возможности высокоскоростной передачи данных по
доступной цене.

Кроме обеспечения высокоскоростной передачи
данных, технологии DSL являются эффективных средством организации
многоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL (голос по
DSL) можно объединить большое количество каналов телефонной (голосовой) связи и
передать их по одной абонентской линии, на которой установлено оборудование
DSL.

Более того, широкополосные сети, построенные
на базе технологии DSL, не ограничены только организацией многоканальной
голосовой связи или высокоскоростной передачи данных. Они представляют собой базовую
сеть для внедрения других служб, непременно требующих для своей работы широкой
полосы частот.

Обеспечение доступа в сеть Интернет является
одной из основных функций современных цифровых сетей. Ширина используемой
полосы частот зависит от применяемой технологии высокоскоростной передачи
данных.

Организация видеоконференций требует
симметричной передачи данных. Так как при организации видеоконференций
необходимо передавать и голос и видеосигнал, то такая служба требует наиболее
широкой частотной полосы по сравнению с другими службами. При этом минимальная
задержка в передачи или потеря части информации могут быть замечены немедленно.

Организация службы видео по запросу требует
установки асимметричного соединения. Восходящий поток передачи данных (от пользователя
в сеть) используется для передачи пользователем сигналов управления (таких, как
воспроизведение, остановка, пауза, перемотка и т.п.). Нисходящий поток передачи
данных используется для передачи пользователю запрошенного видеосигнала.

Для обеспечения возможности организации новых
служб сеть абонентских двухпроводных телефонных линий должна пройти
определенный этап развития от аналоговой узкополосной сети, предназначенной для
передачи только телефонных разговоров, до цифровой широкополосной сети, предназначенной
не только для передачи голоса, но и для передачи данных и видеосигналов [4].

Настоятельная потребность в высокоскоростной
передаче данных привела к созданию технологий и соответствующего оборудования
DSL. Для обеспечения должного уровня обслуживания, например, в городах,
оборудование доступа должно быть установлено на сотнях телефонных станций.
Только после установки необходимого оборудования можно предлагать данную услугу
потенциальным пользователям. Предоставление абонентам услуги высокоскоростной
передачи данных включает в себя установку необходимого оборудования у абонента,
правильное подключение и подготовку линии, соединяющей оборудование пользователя
с тем оборудованием, которое установлено на телефонной станции, и начало
обслуживания. При этом существует и потребность в подготовке кадров, обладающих
умением работать с оборудованием и технологиями DSL, для всех организаций,
участвующих в предоставлении данной услуги.

Не все линии поддерживают технологии DSL.
Технические специалисты телефонных компаний должны уметь квалифицировать линии
не только с точки зрения возможности их использования для высокоскоростной
передачи данных с использованием технологии DSL, но и для определения
конкретной технологии DSL, которая может использоваться на данной абонентской
линии. Идеально, если хотя бы проверка линий потенциальных пользователей будет
проведена заранее, что позволит после поступления от любого из этих
пользователей запроса на обслуживание практически без задержки предоставить ему
требуемую услугу.

Провайдеры должны иметь физический доступ к
абонентским линиям и проверочное оборудование, позволяющее дистанционно
анализировать цифровые высокочастотные сигналы и состояние физической линии,
что позволит контролировать работу абонентской линии, искать и устранять
появляющиеся неисправности.

При использовании стандартной аналоговой
телефонной службы абонент набирает номер, который позволяет коммутационному
оборудованию телефонной сети установить соединение с другим абонентом или
модемом. В случае неисправности, например, модема провайдера, происходит
разъединение и для установки соединения абонент должен снова набрать телефонный
номер. Соединение DSL является постоянно включенным соединением, которое
соединяет оборудование пользователя с мультиплексором доступа. В случае
повреждения на станции оборудования, обеспечивающего соединение с данным
пользователем, последний не будет получать обслуживание до устранения
провайдером неисправности в своем оборудовании. Поэтому на случай повреждения
оборудования обеспечения доступа провайдер должен иметь возможность быстро
переключить пользователя на резервное оборудование и устранить неисправность.

По мере того, как сети становятся все более
сложными с точки зрения предоставляемых услуг и выполняемых функций, системы
управления также должны развиваться. Усовершенствованные средства и инструменты
управления снижают общие расходы на контроль состояния сети и управление.

В наши дни технологии, обеспечивающие
высокоскоростной доступ в сеть Интернет и соединение сетей между собой,
доступны как никогда. Технологии DSL позволяют расширить использование таких
услуг на те сегменты рынка, которые ранее не были охвачены. Однако
широкомасштабное внедрение новых технологий приводит к постепенному переходу от
аналоговой абонентской сети к цифровой абонентской сети. Переход на новую
ступень развития приводит не только к созданию оборудования нового поколения,
но и требует использования соответствующих приборов, обучения обслуживающего
персонала новым методам работы и совершенно другого подхода к вопросам
управления сетью абонентских телефонных линий.

ГЛАВА I. Технология асинхронной цифровой

 абонентской линии

1.1. Общее описание технологии ADSL

 Вступление

                                 Рисунок 1. Абонентская линия ADSL.

     В связи с
этим, пользователь может продолжать пользоваться уже имеющейся телефонной
связью. На практике это означает, что пользователь может осуществлять
телефонные вызовы во время передачи данных с использованием ADSL оборудования.

Краткая история эволюции модемов использующих неэкранированную витую
пару (UTP)

В 1881
Грэхем Белл изобрел аналоговый модем, т.е. телефон. После этого потребовалось
80 лет, чтобы изобрести цифровые модемы. В таблице 1.1 приведена краткая
история модемов.

  Модемы, использующие стандартный телефонный канал

Таблица 1.1  Модемы
использующие канал ТЧ

Год

Скорость

Модуляция

1960

300-1.2 Кбит/с
(V.21,V23)

ЧМ

1968

2.4 (V.26)

ДОФМ (QPSK)

1972

4.8 Кбит/с (V.27)

ТОФМ (8-PSK)

1976

9.6 Кбит/с (V.29)

КАМ-16 (16-QAM)

1986

14.4 Кбит/с
(V.33)

КАМ-64 со
сверточным кодированием (64-QAM+TCM)

1989

19.2 Кбит/с
(V.33bis)

КАМ-64 со
сверточным кодированием (64-QAM+TCM)

1993

28.8 Кбит/с
(V.34)

Цифровая
многоканальная (DMT)

  Модемы, использующие выделенную пару симметричного кабеля

Таблица 1.2  Модемы, использующие выделенные
пары симметричного кабеля

Год

Технология

Описание

Расстояние/Диаметр
жилы

1985

U-IC

Дуплексная
передача на скорости 160 Кбит/с по одной неэкранированной паре

8-10 км максимально.

4 км/0.4 мм

1990

HDSL

Дуплексная
передача на скорости 2 Мбит/с по 2 или 3 неэкранированным парам

2 UTP: 2.4 км/0,4
мм

2 UTP: 2.6 км/0,6
мм

3 UTP: 3.9 км/0,4
мм

3 UTP: 4.9 км/0,6
мм

1995

ADSL

1.5-8 Мбит/с (и
более) нисходящий поток

640 — 1000 Кбит/с
восходящий поток

1-5.4 км максимально

1997

VHDSL

20-50 Мбит/с

200-500 м

 Концепция ADSL

Концепция
ADSL была предложена в начале этого десятилетия компанией AT&T Bell
Laboratories и Стэндфордским университетом. С тех пор был пройден путь от
компьютерных эмуляций и лабораторных прототипов до выпуска стандартных систем,
которые вскоре перерастут в интегрированные системы.

Принцип
заключается в одновременной передаче по медной паре высокоскоростного
нисходящего потока к пользователю и низкоскоростного восходящего потока от
пользователя в сеть без влияния на телефонию [1].

Рисунок 2. Спектр
используемых частот.

В
высокоскоростном нисходящем потоке и низкоскоростном восходящем потоке
передается цифровая информация. В добавлении к этому, технология ADSL  имеет важную
возможность мультиплексирования цифровой информации на более высоких частотах,
по сравнению с традиционным каналом ТЧ. Другими словами, пользователи,
использующие аналоговую телефонию могут продолжать ей пользоваться одновременно
с ADSL. Данная функция осуществляется с помощью специального устройства –
сплиттера (ФНЧ).

Рисунок 3. Внешние
характеристики ADSL.

На рисунке
3 изображены внешние характеристики ADSL. Пропускная способность восходящего и
нисходящего потоков составляет несколько Кбит/с и несколько Мбит/с
соответственно. Естественно, по мере увеличения расстояния, максимально
достижимая пропускная способность падает. Например, ADSL устройство, работающее
на скорости 2 Мбит/с позволяет подключить множество пользователей на достаточно
большом расстоянии. Тогда как ADSL устройства, работающие на скоростях 6 Мбит/с
и более, позволят подключить пользователей на значительно меньшем расстоянии.

Поскольку
восходящий поток передается на более низкой частоте, по сравнению с нисходящим,
переходные помехи будут значительно ниже, чем при использовании симметричных
систем. Отсутствие таких помех позволяет использовать ADSL устройства на больших
расстояниях.

Приемопередатчик
ADSL функционирует на более высоких частотах, чем стандартные телефонные
устройства, поэтому при наличии фильтрации, обеспечивающей защиту от
нежелательного шума (возникающего при передаче номера декадным током и при
посылке вызывного тока), ADSL устройства могут использовать одну телефонную
пару вместе с телефонными устройствами.

Таким
образом, технология ADSL предполагает наличие пары высокоскоростных модемов для
обеспечения доступа к широкополосным службам. Один модем устанавливается в ADSL
— мультиплексоре и соединяется через  высокоскоростную сеть с провайдером
служб, предоставляющим доступ в Интернет, видео по запросу и т.п. Другой модем
устанавливается в помещении пользователя и соединяется с одним или более
модулем служб (Service Module –SM). SM – это устройство конечного пользователя,
например персональный компьютер (ПК).

1.2. Области применения ADSL

 Требования к скорости

На
рисунке 5 показаны требования к скорости, при использовании различных служб,
как для восходящего так и для нисходящего потока. Очевидно, что большинство
абонентских служб являются асимметричными. Другими словами пользователь
принимает большой объем информации, при этом скорость передачи информации
значительно меньше. Особенно высокой скорости нисходящего потока требуют видео
службы. Таким образом, ADSL устройство должно обеспечивать гибкость при выборе
скорости, пользователь должен иметь возможность самостоятельно определять количество
каналов и их скорость при приеме данных.

В
последние годы, существенно возросло использование Интернет, также возрос объем
информации, который пользователь принимает из сети. В связи с этим, современные
ADSL модемы предоставляют пользователю два интерфейса. Первый интерфейс –
Ethernet, с помощью него к модему может быть подсоединен любой персональный
компьютер. Другой — АТМ интерфейс, позволяет, с помощью использования
специального терминала принимать видео сигнал на телевизор, а также рассчитан
на дальнейший рост АТМ технологии.

Рисунок
5. Характеристики некоторых интерактивных служб.

 Службы и области применения ADSL

В
данном параграфе приводится краткий обзор служб и областей применения ADSL.

 Дистанционный доступ

Работа на дому  —  Конечный пользователь имеет возможность
осуществлять доступ к рабочей станции, принтерам, факсам или удаленным ЛВС/ГВС

·
Нисходящий поток   

                 
        Видео качество CATV (4 Мбит/с) + голос + данные

·
Восходящий поток                                                                                       Голос
+ данные (64
Кбит/с)

Видео
конференции    Конечный
пользователь имеет возможность принимать видеоизображение из удаленной
видеоконференции, в этом случае видео будет передаваться по нисходящему потоку,
а аудио информация в восходящем:

·
Нисходящий поток                                                                Низкокачественное
видео (1.5 Мбит/с) + голос + графика

·
Восходящий поток                                                  

        Голос
+ графика + дата (все — 384 Кбит/с)

 Другие области применения

Видео по
запросу,  Интерактивное телевидение

                  Конечный пользователь может получить доступ к видео реального времени, и/или заранее сохраненному видео или  к
графике, а также может осуществить
поиск с помощью меню

·
Нисходящий поток                                                    
              Качество VHS (1.5 Мбит/с), CATV (4 Мбит/с), высокое (6 Мбит/с)

·
Восходящий поток                                                      
Удаленное управление с помощью VCR (16 Кбит/с)

Музыка по запросу                        Конечный
пользователь может осуществить доступ к музыке через сеть провайдера служб

·  
Нисходящий поток                                                              
Высококачественное аудио (384 Кбит/с)

·  
Восходящий поток                                                            
Дистанционное управление (стоп, пауза,… ) (100 бит/с)

 Игры

Интерактивные игры       Конечный пользователь имеет возможность
участвовать в интерактивной игре через удаленный сервер с другим пользователем.

·  
Нисходящий поток                                                                 
Высококачественное видео (6  Мбит/с) + аудио

·  
Восходящий поток                                                                
Джойстик или мышь (64
Кбит/с)

 Заключение

Скорость
приема и передачи данных, требуемая для реализации любого из рассмотренных
приложений обеспечивается технологией ADSL.

1.3. Проблемы, связанные с применением ADSL

 Параметры телекоммуникационной системы

На
рисунке 6 показана различные параметры телекоммуникационной системы. Нам
необходима максимальная скорость и, в то же время, минимальная вероятность
возникновения ошибки. Этого можно достичь путем увеличения мощности передачи
и/или увеличения полосы пропускания и/или усложнения системы. Конечно требуется
минимально возможная мощность, полоса пропускания и сложность системы. Кроме
того, телекоммуникационная система имеет ограничения по данным параметрам.
Здесь оговариваются  ограничения, налагаемые на мощность и ширину полосы
пропускания.

С
другой стороны, нам требуется обеспечить максимальное использование системы.
Максимальное количество пользователей должны иметь возможность надежного
доступа к службам с минимальной задержкой и максимальной защитой от
интерференции. Вот то, что нужно пользователю.

Рисунок 6. Параметры.

Существуют
определенные теоретические ограничения, влияющие на конечный продукт [9]:

·
Теоретическая минимальная полоса пропускания по Найквисту

·
Теорема мощности Шеннона-Хартли и связанный с ней предел Шеннона

·
Ограничения, накладываемые правительством, например на выделяемый
частотный диапазон

·
Технологические ограничения, например сложные компоненты

Различные
явления, которые влияют на производительность передачи по витой паре могут быть
разделены на следующие категории:

·
 Затухание

·
 Дисперсия импульса

·
 Отражения

·        Несогласованный
приемопередатчик;

·        Изменения
диаметра кабеля

·
 Шум и интерференция

·       Белый
шум;

·       Перекрестные
помехи

·       Интерференция
на радио частоте

·       Импульсный
шум

 Критерий Найквиста

Найквист 
изучал проблему определения формы принимаемого импульса, которая позволила бы
избежать межсимвольной интерференции (Inter-Symbol Interference — ISI) в
детекторе. Им было показано, что для детектирования без ISI R_s
символов в секунду, минимальная необходимая полоса пропускания составляет
½ R_s Гц. Данное правило выполняется при условии, что
частотная характеристика коэффициента передачи имеет прямоугольную форму.

                                
Wmin = 1/2Rs

При
использовании среды передачи, имеющей форму частотной характеристики, отличную
от прямоугольной равенство примет следующий вид:

                       
Wmin = ½(1+r)Rs

где
r – число от 0 (прямоугольная форма) до 1.

Вывод            Критерий Найквиста вводит ограничения на
скорость передачи в символах в секунду для данной полосы пропускания. Например
в телефонии используется полоса пропускания 3 КГц. В этом случае максимально
достижимая скорость составит 6000 символов в секунду (или Бод).

 Теорема Шеннона – Хартли

В
данной теореме определено, что достичь максимальной скорости (бит/сек) можно
путем увеличения полосы пропускания и мощности сигнала и, в то же время,
уменьшения шума.

                             
(1)

где
С – скорость (бит/с), W – полоса пропускания (Гц), SNR (дБ) – отношение сигнал/шум

Из
формулы (1) видно, что для того, чтобы послать дополнительные биты в канал
необходимо удвоить отношение сигнал/шум (SNR). Этого можно достичь удвоив
мощность полезного сигнала, или уменьшив шум.

На
рисунке 7 представлено применение теоремы Шеннона для витой пары, диаметром 0,4
мм. Три отдельных точки соответствуют скоростям, которые могут быть достигнуты
с помощью систем ADSL, использующих технологию DMT. Из данного графика видно,
что для больших расстояний системы ADSL приближаются к теоретическому пределу.
Для коротких расстояний запас по пропускной способности по пределу Шеннона
возрастает.

Рисунок 7. Теорема
Шеннона.

Вывод             Теорема Шеннона-Хартли ограничивает
информационную скорость (бит/с) для заданной полосы пропускания и отношения
сигнал/шум. Для увеличения скорости необходимо увеличить уровень полезного
сигнала, по отношению к уровню шума.

Проблемы с модемами   Мы имеем  канал с известной полосой
пропускания и отношением сигнал/шум. С одной стороны критерий Найквиста
ограничивает максимальное число символов, которые возможно передать без ошибки.
С другой стороны теорема Шеннона – Хартли ограничивает максимальное число бит,
которые возможно передать без ошибки. Исходя из данных двух ограничений мы
можем вычислить количество бит на символ, которое необходимо обеспечить для
достижения максимальной (не обязательно оптимальной) скорости. Однако остается
неясно, как реализовать необходимое количество бит в символе, т.е. возможны
различные технологии модуляции.

 Затухание

На
рис.8 показано, что импульс, передаваемый по витой паре принимается на другой
стороне с меньшей амплитудой.

Рисунок 8. Затухание

Затухание
в кабеле ограничивает расстояние, на котором можно  использовать витую пару без
регенераторов. На частотные характеристики витой пары существенное влияние
оказывает поверхностный эффект, в результате которого токи высокой частоты
текут в поверхностном слое проводника. В результате получается более сильное
затухание на высоких частотах.

Рисунок 9. Зависимость затухания
от частоты для симметричного кабеля.

Проблема
может быть решена путем увеличения мощности передаваемого сигнала:

·
Максимальная мощность сигнала ограничена в следствии возникновения
эффекта переходных помех, таким образом принимаемый сигнал всегда имеет
маленькую амплитуду.

·
Необходимо отметить, что для обеспечения электромагнитной совместимости,
необходимо, чтобы системы ADSL не мешали функционированию радио передающих
систем. Данное условие также накладывает ограничения на мощность передаваемого
сигнала.

·
ADSL устройство должно работать как на короткой линии с
затуханием 0 дБ, так и на длинной линии с затуханием в 55 дБ, поскольку
неизвестно, на какой линии данное устройство будет установлено.

 Дисперсия импульса

Данная
проблема заключается в следующем: форма импульса, приходящего, на удаленный
конец отличается от исходной формы. На графике на рисунке 10 показаны изменения
формы импульса, длительностью 2 сек, возникающие после его передачи по кабелю
различной длины без учета затухания. Как видно из рисунка, с ростом длины
кабеля импульс все более и более расширяется, данный эффект получил название
дисперсии.

Рисунок 10. Отклик на
импульс, посылаемый по каналу.

Данный
эффект (в следствии частотной зависимости функции передачи по каналу) приводит
к тому, что называется межсимвольной интерференцией (ISI). В линейных каналах,
имеющих частотные ограничения и зависимые от частоты затухание и задержку,
возникает дисперсия импульсов, которая приводит к ошибкам в процессе
детектирования. Этот эффект  сильнее всего сказывается на коротких импульсах,
что приводит к ограничениям для высокоскоростных систем. ISI может быть
частично компенсирована с помощью адаптивных канальных компенсаторов.
Необходимо впрочем отметить, что компенсация представляет из себя усиление и,
таким образом имеет пределы, связанные с качеством принимаемого сигнала (шум,
…).

 Отражения

Отражения
в кабеле могут возникнуть в следствии рассогласования приемопередатчика и
изменения диаметра кабеля.

 Шум и интерференция

Здесь
оговариваются наиболее важные источники шума и интерференции, которые оказывают
влияние на медную витую пару.

 Белый шум

Белый
шум имеет много причин появления и полностью подавить его практически
невозможно. Это означает, что даже если изолировать все источники шума и
интерференции все равно белый шум будет ограничивать производительность системы.

 Переходные помехи

Переходные
помехи вносят наиболее серьезные ограничения в абонентский участок сети. Суть
данного явления заключается в емкостной связи между парами кабеля. Переходные
помехи могут быть на ближнем конце (Near End CROSSTalk – NEXT) и на дальнем
конце (Far End CROSSTalk – FEXT). Они приведены на рисунке 11.

·
NEXT определяются, как переходные помехи между принимающей и
передающей парой на одном конце кабеля.

·
FEXT определяются как переходные помехи в приемнике в
следствии влияния передатчика, работающего по другой паре кабеля на удаленном
от приемника конце.

Необходимо
отметить, что влияющая помеха при FEXT, в отличии от NEXT, проходя по линии связи,
затухает также, как и передаваемый сигнал. Таким образом, в случае, если
сигналы передаются в обоих направлениях, по одному кабелю  NEXT будет
значительно больше FEXT. Если сигналы используют общую полосу частот, например,
в случае использования эхо компенсации, NEXT будет вносить наибольший вклад в
переходные помехи. Также NEXT будет выше при использовании близко расположенных
модемов. Это означает, что NEXT более важен в месте расположения ADSL
-мультиплексора.

Рисунок 11.
Переходные помехи на дальнем конце (FEXT) и ближнем конце (NEXT).

Собственные переходные помехи

Помимо
переходных помех, описанных ранее, существуют и так называемые собственные
переходные помехи. В действительности данный тип помехи не является переходным,
поскольку не является помехой между приемником и передатчиком. Данный тип
помехи вызван  не полным разделением направлений приема и передачи в
дифсистеме, а также является следствием не идеального согласования приемника и
передатчика. Затухание на линии может достигать 55 дБ, поэтому для того, чтобы
принять сигнал с уровнем, более высоким, чем у собственной переходной помехи,
дифсистема должна обеспечивать затухание не хуже, чем 55 дБ.

Рисунок 12.
Собственная переходная помеха.

Как
и в случае NEXT, данная проблема существует, только при передаче и приеме
сигналов в одном частотном диапазоне, например при использовании эхо компенсации.

 Радиочастотная интерференция

Сеть
доступа подвергается действию широкого спектра радиочастотной интерференции
(Radio Frequency Interference – RFI), например от длинноволновых или
средневолновых широковещательных передатчиков (См. рисунок 13).  Несмотря
на то, что медная витая пара, как правило, хорошо симметрирована и поэтому мало
подвержена данному явлению (Обычно RFI более подвержены сельские сети с
воздушными кабелями), должны быть предусмотрены средства, защищающие системы
передачи от RFI. Необходимо отметить, что исходя из требований по
электромагнитной совместимости (Electro-Magnetic Compatibility — EMC) системы
передачи (ADSL) не должны быть подвержены интерференции с радиопередающим
оборудованием. Данный факт также накладывает ограничения на мощность,
передаваемого по линии сигнала.

Важное
преимущество одного из методов модуляции, используемых в ADSL — DMT заключается
в том, что он удовлетворяет как требованиям по устойчивости к радиочастотной
интерференции, так и создаваемым магнитным полям.

Рисунок 13.
Радиочастотная интерференция.

 Импульсный шум

Данное
явление характеризуется редкими шумовыми выбросами большой амплитуды, причиной
которых может быть коммутационные станции, импульсный набор, вызывной сигнал,
близость железнодорожных станций, заводов и т.п. Характеристики импульсного
шума зависят от типа используемой станции, и таким образом специфичны для каждой
страны. Поскольку выбросы имеют острую форму, спектр импульсного шума ровный в
диапазоне ADSL сигналов  (максимальная частота ADSL  сигнала составляет 1 МГц).

1.4. Решения ADSL проблем

 Разделение передаваемых и принимаемых данных

При
использовании ADSL данные передаются по общей витой паре в дуплексной форме.
Для того, чтобы разделить передаваемый и принимаемый поток данных существуют
два метода: частотное разделение каналов (Frequency Division Multiplexing –
FDM) и эхо компенсация (Echo Cancelation – EC) (смотри рисунок 14).

Рисунок 14.
Разделение направлений передачи и приема данных.

 Частотное разделение каналов

При
использовании данного механизма низкоскоростной канал передаваемых данных
располагается сразу после полосы частот, используемой для передачи аналоговой
телефонии. Высокоскоростной канал принимаемых данных располагается на более
высоких частотах. Полоса частот зависит от числа бит передаваемых одним
сигналом.

 Эхо компенсация

Данный
механизм позволяет низкоскоростному каналу передаваемых данных и
высокоскоростному каналу принимаемых данных располагаться в общем частотном
диапазоне, что позволяет более эффективно использовать низкие частоты, на
которых затухание в кабеле меньше.

 Сравнение

·
Эхо компенсация позволяет улучшить производительность на 2
дБ, однако является более сложной в реализации

·
Преимущества EC растут при использовании более высокоскоростных
технологий, таких как ISDN или видеотелефония на скорости 384 кбит/с. В этих
случаях FDM требует выделения под высокоскоростной канал принимаемых данных
более высоких частот, что приводит к увеличению затухания и сокращению
максимального расстояния передачи.

·
Совмещение двух каналов в одном частотном диапазоне, при использовании
ЕС приводит к появлению эффекта собственного NEXT, который отсутствует  при
использовании FDM.

Заключение

При
отсутствии интерференции с другими службами, приемопередатчик, использующий ЕС
функционирует лучше. На скорости в 1,5 Мбит/с, разница в максимальном
расстоянии составляет 16% в пользу ЕС, однако на скорости 6 Мбит/с разница
падает до 9%.

При
учете собственной переходной помехи (т.е. в случае использования данного кабеля
другими системами ADSL) приемопередатчик, использующий FDM функционирует лучше
на скоростях выше 4,5 Мбит/с. Это связано с тем, что приемопередатчик с FDM
ограничен лишь наличием эффекта  FEXT, тогда как приемопередатчик, использующий
механизм EC подвержен влиянию как FEXT, так и собственного NEXT. Обычно модемы
располагаются близко друг от друга на входе ADSL -мультиплексора, в этом случае
наибольшее значение имеет параметр NEXT, именно поэтому предпочтение отдается
механизму FDM.

 Методы передачи

 Введение

Одним
из наиболее важных вопросов при стандартизации систем передачи является вопрос
выбора типа используемой модуляции. В процессе стандартизации ADSL, ANSI
определил три потенциальных типа модуляции:

·   Квадратурная
амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation — QAM)

·  
Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей
(Cariereless Amplitude/Phase Modulation – CAP)

·  
Дискретная многотональная модуляция (Discrete MultiTone
Modulation – DMT)

Исследования
показали, что наиболее производительной является DMT. В марте 1993 года 
рабочая группа ANSI T1E1.4 определила базовый интерфейс, основанный на методе
DMT. Позднее ETSI также согласился стандартизовать DMT для применения в ADSL.

 Квадратурная амплитудная модуляция

Для
передачи в одной полосе частот, обычным методом является амплитудная модуляции
(Pulse Amplitude Modulation – PAM), которая заключается в изменении амплитуды
дискретными шагами. QAM использует модуляцию двух параметров – амплитуды и
фазы. В данном случае для кодирования трех старших бит используется
относительная фазовая модуляция, а последний бит кодируется выбором одного из
двух значений амплитуды для каждого фазового сигнала.

Теоретически
количество бит на символ можно увеличивать, путем повышения разрядности КAM.
Однако при увеличении разрядности становится все сложнее и сложнее
детектировать фазу и уровень. В таблице 1.3 представлены требования к SNR
(отношение сигнал/шум) для КAM различной разрядности, с коэффициентом ошибок по
битам BER£ 10^-7.

Таблица 1.3 Требования к SNR

Количество бит на
символ (r)

Разрядность QAM
(2^r – QAM)

Требуемое SNR
(дБ) для BER£ 10^-7

4

16 – QAM

21,8

6

64 – QAM

27,8

8

256 – QAM

33,8

9

512 – QAM

36,8

10

1024 –
QAM

39,9

12

4096 –
QAM

45,9

14

16384 –
QAM

51,9

 Амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей

САР
также как и КAM использует модуляцию двух параметров. Форма спектра у данного
метода модуляции также сходна с КAM.

 Дискретная многотональная модуляция (DMT)

DMT
использует модуляцию со многими несущими. Время разбивается на стандартные
«периоды символа» (symbol period), в каждый из которых передается один DMT –
символ, переносящий фиксированное количество бит. Биты объединяются в группы и
присваиваются сигнальным несущим различной частоты. Следовательно, с частотной
точки зрения, DMT разбивает канал на большое число подканалов. Пропускная
способность зависит от полосы  частот, то есть подканалы с большей пропускной
способностью переносят больше бит. Биты для каждого подканала преобразуются в
сложное число, от значения которого зависит амплитуда и фаза соответствующего
сигнальной несущей частоты. Таким образом, DMT можно представить как набор  КAM
систем, которые функционируют параллельно, каждая на частоте несущей
соответствующей частоте подканала DMT (смотри рисунок 15). Итак, DMT передатчик
по существу осуществляет модуляцию путем формирования пакетов сигнальных
несущих для соответствующего количества частотных подканалов, объединения их
вместе и затем посылки их в линию как «символа DMT».

                  Рисунок 15. Распределение частот для передачи сигналов ADSL.

Модуляция/демодуляция
с использованием многих несущих реализуется в полностью цифровой схеме с
помощью развития методов быстрого преобразования Фурье БПФ(Fast Fourier Transform
– FFT) (смотри рисунок 16). Ранние реализации DMT функционировали плохо в
следствии сложности обеспечения равных промежутков между подканалами.
Современные реализации функционируют успешно благодаря наличию интегральных
микросхем, реализующих БПФ- преобразование аппаратно, что позволяет эффективно
синтезировать сумму КAM-модулированных несущих.

Для
достижения оптимальной эффективности главной задачей является выбор количества
подканалов (N). Для абонентских телефонных линий оптимальным является значение
N=256, которое позволяет не только достигнуть оптимальной производительности,
но и сохранить достаточную простоту реализации системы.

При
поступлении данных они сохраняются в буфере. Пусть данные поступают со
скоростью R бит/с. Они должные быть разделены на группы бит, которые будут
затем присвоены DMT символу. Скорость передачи DMT символа обратно
пропорциональна его длительности Т, таким образом число бит присваиваемых
символу будет b=R.T. (т.е. символьная скорость будет 1/Т).  Из этих b бит, b_i
бит (i=1, …, N=256) предназначены для использования в I подканале, таким
образом:

Для
каждого из N  подканалов, соответствующие ему b_i биты, транслируются
кодером DMT в сложный символ X_i, с соответствующей амплитудой и
фазой. Каждый символ X_i, может быть рассмотрен как векторное
представление процесса модуляции КAM на частоте несущей f_i. Для
данного вектора существует  2^bi возможных значений.
Фактически каждые b_i бит представляют точку на сигнальной решетке
КAM (смотри рисунок 19), присвоенную определенному каналу i в DMT символе. В
результате получается N КAM векторов. Данные N векторов подаются на вход блок
инверсного быстрого преобразования Фурье (Inverse Fast Fourier Transform –
IFFT). Каждый символ X_i представлен на определенной частоте, с амплитудой
и фазой соответствующими КAM модуляции. В результате N КAM векторов
представляют из себя набор из N=256 равноудаленных друг от друга частот с
заданными частотой и фазой. Данный набор преобразуется IFFT во временную
последовательность. N выходов  IFFT затем подаются на конвертер, преобразующий
сигнал из параллельного в последовательный. Далее осуществляется
цифроаналоговое преобразование, с помощью ЦАП (DAC). Перед отправкой непосредственно
в линию DMT- символ пропускается через аналоговый полосовой фильтр, который
необходим для разделения по частоте направлений передачи от пользователя и к
пользователю (как видно, с точки зрения направления передачи система является
системой с частотным разделением каналов (ЧРК). Для приемника осуществляются обратные
действия.

Рисунок 16. Приемопередатчик DMT.

Существенной
проблемой является ISI. Межсимвольная интерференция проявляется в том, что
заключительная часть предыдущего DMT-символа искажает начало следующего
символа, чья заключительная часть, в свою очередь искажает начало следующего за
ним символа  и т.д. Другим словами подканалы не являются полностью независимыми
друг от друга с точки зрения частоты. Наличие эффекта ISI приводит к появлению
интерференции между несущими (Inter-Carrier Interference – ICI). Для того,
чтобы решить данную проблему существует три способа:

·
Ввести дополнительный интервал перед каждым символом. В данном
случае передача по линии будет иметь всплески, причем длина такого всплеска
будет равна длине DMT символа. Однако в этом случае всплески, займут лишь около
30% всего времени, что критически снизит эффективность ADSL системы.

·
Ввести корректор времени (Time Domain Equalizer – TEQ) для
компенсации функции передачи по каналу. Однако это решение окажет существенное
влияние на сложность аппаратной реализации, а также реализацию алгоритмов,
необходимых для вычисления оптимального набора коэффициентов.

·
Ввести «циклический префикс» (cyclic prefix), который
прибавляется к каждому модулированному сигналу. Конечно число символов в таком
префиксе должно быть значительно меньше N. Корректор осуществляет поиск на наличие
данного префикса и, при наличии ISI предполагается, что интерференция 
распространится не далее данного префикса. Поскольку циклический префикс
удаляется в приемнике, возможная ISI также удаляется до начала процесса
демодуляции с помощью БПФ (смотри также рисунок 24). Данный метод снижает
сложность аппаратной реализации, и вместе с тем позволяет достигнуть высокой
эффективности. Например 5% избыточность привносимая префиксом, является
небольшой.

Использование
узких подканалов имеет преимущество, которое заключается в том, что
характеристики кабеля линейны для данного подканала. Поэтому дисперсия импульса
в пределах каждого подканала, а следовательно и необходимость в коррекции в
приемнике будет минимальна. В следствии наличия импульсного шума принятый
символ будет искажен, однако БПФ «раскидает» данный эффект по большому числу
подканалов, в результате чего вероятность ошибки будет невелика.

При
использовании DMT количество бит данных, передаваемых по каждому подканалу
может варьироваться в зависимости от уровня сигнала и шума в данном подканале.
Это не только позволяет максимизировать производительность для каждой
конкретной абонентской линии, но также позволяет уменьшить влияние таких
эффектов как переходные помехи или RFI (смотри рисунок 18). Количество бит
данных, передаваемых по каждому подканалу определяется на фазе инициализации. В
общем случае использование более высоких частот вызывает более сильное
затухание, что приводит к необходимости использования КAM более низкой
разрядности. С другой стороны, затухание на низких частотах будет ниже, что
позволяет использовать КAM более высокой разрядности. В дополнении к этому,
распределение количества бит по подканалам может адаптироваться на фазе
передачи данных, в зависимости от качества канала.

Рисунок 17.
Распределение бит по частотным подканалам при использовании DMT.

 Коды, исправляющие ошибки

Введение

В
связи с наличием импульсного шума, должны быть описаны средства, позволяющие
приемопередатчику ADSL противостоять данному эффекту, а также поддерживать
требуемое значение коэффициента ошибок (BER) для обеспечения хорошего качества
передачи. Для этих целей используются коды исправляющие ошибки.

Из
всего многообразия кодов данной разновидности, после длительных исследований,
ANSI выбрал код Рида-Соломона (Reed-Solomon – RS) в качестве обязательного для
всех приемопередатчиков ADSL. Исправление ошибок с помощью кода RS достигается
путем внесения избыточности. Кроме того, существует возможность повысить
кратность исправляемой ошибки, путем увеличения кодового слова RS, что конечно
приведет к появлению дополнительной задержки.

Примечание  Необходимо отметить, что некоторые службы могут иметь
собственные средства для защиты от ошибок. Например,  служба
«Видео по запросу» (Video on Demand – VoD), использует схему компрессии
видеоизображения MPEG2, которая поддерживает собственные средства защиты от
ошибок.

 Исправление ошибок с помощью кода Рида-Соломона

Линейные блоковые коды

Линейные
блоковые коды представляют из себя коды проверки четности, которые могут быть
записаны в виде (n,k). Кодер трансформирует блок из k значащих символов (вектор
сообщения) в более длинный блок из n кодовых символов (кодовый вектор).

В
случае, когда алфавит состоит из двух элементов (0 и 1), код является двоичным
и состоит из двоичных символов или битов.

В
общем случае n кодовых битов не обязательно состоят только из k значащих бит и
n-k проверочных бит. Однако для упрощения аппаратной реализации рассматриваются
только систематические линейные блоковые коды. В этом случае кодовый вектор
образуется путем прибавления проверочных бит к вектору сообщения.

Для
получения кодового вектора, вектор сообщения умножается на порождающую матрицу.
На приемной стороне кодовый вектор умножается на проверочную матрицу для
осуществления проверки, попадает ли он в разрешенный набор кодовых слов.
Принятый вектор является верным тогда, и только тогда, когда результат его
умножения на проверочную матрицу равен 0.

Код Рида-Соломона

Не
двоичные коды Рида-Соломона являются специальным классом линейных блоковых
кодов.

RS
коды функционируют точно так же как и двоичные коды. Единственным различием
являются не двоичные символы. Алфавит RS кодов состоит из 256 элементов. Именно
поэтому данный класс кодов является не двоичным.

(n,k)
RS код представляет из себя циклический код, который преобразует блок из k
байтов в блок из n байтов (n£255).

С
точки зрения кодового расстояния RS коды функционируют наилучшим образом для
заданных n и k, т.е. d_min=n-k+1 (d_min – минимальное расстояние).

Аппаратная
реализация RS кодера выполняется в виде одного чипа, и позволяет добавить к
вектору сообщения до 32 байт, причем максимальный размер кодового вектора может
достигать 255 байт.

Наиболее
часто используется RS код (255,239). С помощью 16 проверочных байт
осуществляется коррекция до 8 ошибочных байт в кодовом векторе

(поскольку
d_min=255-239+1=17=2t+1).

Принцип чередования бит (Interleaving)

Чередование
бит в закодированных сообщениях перед их передачей и обратный процесс при
приеме приводит к распределению пакетов ошибок по времени и таким образом
обрабатываются декодером как независимые ошибки. Для осуществления данного
процесса кодовые символы перемещаются на расстояние в несколько длин блоков
(для блоковых кодов) или нескольких ограниченных длин для сверточных кодов.
Необходимое расстояние определяется длительностью пакета ошибок. Принцип
чередования бит должен быть известен приемнику для осуществления обратного
чередования бит принимаемого потока для последующего декодирования.

Существует
два метода осуществления чередования бит – блочное и сверточное. С точки зрения
производительности оба метода имеют сходные показатели. Наиболее важным
преимуществом сверточного чередования является снижение задержки при передачи
из конца в конец, а также требований к памяти на 50%.

 Чередование бит и Коды Рида-Соломона в приемопередатчике ADSL

На
рисунке 18 приведена структурная схема приемопередатчика ADSL, включающая кодер
и декодер Рида-Соломона, а также устройства прямого и обратного чередования
бит. Принимаемые данные разделяются на две группы, в зависимости от их
требований к задержке. Первая группа содержит данные, которые могут подвергаться
значительным задержкам, например однонаправленная видеоинформация. Такие данные
будем называть медленными данными. Вторая группа, не подвергается чередованию
бит (но кодируется кодом Рида-Соломона) и содержит данные чувствительные к
задержкам, например двунаправленный голос. Данную группу назовем быстрыми
данными. Требования по быстрой или замедленной передаче данных могут быть
получены из заголовка передаваемой АТМ-ячейки (на основе идентификаторов
VP/VC). Это означает, что несколько служб, с различными типами данных могут
передаваться по линии вместе, в одно и то же время. Например, возможно
перекачивать файл, определенный как медленные данные для максимальной защиты от
ошибок, и одновременно передавать видео или аудио информацию, определенную как
быстрые данные.

В
передатчике медленные данные записываются в буфер для обратного чередования
бит, тогда как быстрые данные записываются в буфер быстрых данных. Для каждого
DMT символа B_F байт извлекаются из буфера быстрых данных и B_I
из буфера медленных данных. Таким образом, в каждом DMT символе передается B=B_F+B_I
байт.

Рисунок 22. Кодер и
декодер Рида-Соломона в приемопередатчике DMT.

 Сравнение DMT с CAP

Данный
раздел посвящен сравнению методов модуляции DMT и CAP.

Аргументы
в пользу DMT:

·
Битовая скорость может изменяться с малым шагом (несколько
кбит/с). Аппаратное обеспечение DMT проще программируется для поддержки
различных скоростей данных от пользователя и к пользователю. Поддерживается оперативное
изменение скорости

·
Лучшая защита от радиочастотной интерференции

·
Благодаря возможности адаптивно изменять количество присваиваемой
DMT символу информации, а также мощности передачи, использование линии близко к
оптимальному.

·
Очень гибкая настройка мощности, мощность в каждом канале
может увеличена или уменьшена.

·
DMT более устойчива к импульсному шуму, чем  CAP. Однако,
когда в случае появления импульсного шума достаточно большой длительности
происходит нарушение работы системы, то это приводит к существенным всплескам
ошибок. Поэтому, при выборе длины DMT символа и кода исправляющего ошибки
должны учитываться длительность импульсного шума и время между поступлением
последовательных символов. Системы компании Алкатель спроектированы таким
образом, чтобы исправлять два DMT символа, что позволяет им противостоять
импульсному шуму длительностью до 700 мксек без возникновения ошибки.

·
CAP имеют ту же сложность реализации, исчисляемую для сигнального
процессора в миллионах операций в секунду (Million Operations Per Seconds –
MIPS).

·
требуется меньшая корректировка при медленной работе
сигнального терминала, чем при использовании CAP.

Аргументы
против DMT:

·
DMT использует блоковое преобразование (БПФ), что приводит к
появлению больших задержек. Однако при правильной конфигурации системы, данная
задержка будет незначительной даже для служб, чувствительных к задержкам,
например телефонии или узкополосной ЦСИС.

·
Полная процедура инициализации, необходимая для DMT требует
значительного времени (порядка 20 сек)

·
Большой пикфактор (отношение мгновенной мощности к ее
среднему значению) в передаваемом DMT сигнале может привести к появлению дополнительного
шума и дорогого аналого-цифрового преобразования. Этого можно избежать
правильным проектированием системы, а также использованием кода Рида-Соломона.

  На сегодняшний
день существует много крупных компаний, которые занимают ведущие позиции на
мировом рынке связи.

Некоторые из них
занимаются продажей ADSL оборудования.

Например, такие как
Alcatel,
Cisco Systems, Ericsson – компании являющиеся мировыми лидерами на
рынке связи.

Выбирая из этих
компаний, лучшую в отрасли предоставления DSL услуг, можно глядя на ряд
параметров.

Например, компания Ericsson больше
сосредоточена на предоставление услуг мобильной связи, и разработкой DSL технологий
начала заниматься сравнительно недавно.

Компания Cisco Systems
ориентирована на рынок маршрутизаторов и коммутаторов, использующихся для
построения глобальных IP сетей. По сравнению с Ericsson, компания Cisco Systems больше
уделяет внимания DSL технологиям, но они в свою очередь не ориентированы на
конечного пользователя.

Компания Alcatel является
лидирующей компанией по продаже оборудования доступа в глобальную сеть
Интернет. И намного больше уделяет внимания продвижению ADSL технологии.

ГЛАВА II. Технологические
характеристики           оборудования ADSL компании “Алкатель”

2.1 Общее
описание оборудования ADSL

Введение в
технологию

  
Продукт ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) предназначен для того, чтобы
иметь возможность предлагать пользователям частного сектора и сектора малого
бизнеса, находящимся на ограниченном расстоянии от CO (Central Office — здание
(АТС)), услуги по передаче данных на повышенных скоростях. Для предоставления
таких услуг используются существующие медные витые пары (по одной на каждого
пользователя), при этом никакие дополнительные активные повторители не
требуются. Применение технологии FDM (Frequency Division Multiplexing —
частотное уплотнение каналов) позволяет по тем же витым парам одновременно
предоставлять услуги POTS (Plain Old Telephone Service — услуги обычной телефонии),
поэтому можно говорить о следующих преимуществах:

4
оператор сети использует существующую кабельную инфраструктуру;

4
у абонента сохраняются существующие услуги телефонии вместе
с существующей аппаратурой.

  
Система ADSL состоит из двух частей, первая из которых (на стороне CO)
называется ASAM, (ATM Subscriber Access Multiplexer — ATM-мультиплексор абонентского
доступа),а вторая (на стороне абонента) – (CPE Customer Premises Equipment —
оборудование в помещении заказчика). CPE, в свою очередь, включает в себя PS
(POTS Splitter — разветвитель) и ANT (ADSL Network Termination (unit) — (блок)
сетевого ADSL-окончания). По транспортной ATM-линии мультиплексор ASAM соединен
с ATM-коммутатором. Выбранным транспортным механизмом является либо
SDH(Synchronous Digital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия) [STM1 или
SONET (OC3c)] либо PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy — плезиохронная
цифровая иерархия) [Е1]. Блок ANT может быть подключен к TE(Terminal Equipment
— терминальное оборудование) (STB (Set Top Box — телеприставка ) или иному мультимедийному терминалу) и к
локальной сети (LAN), использующей протокол Ethernet.

Описание сети

Общие сведения

 Основной
задачей, стоящей перед системой доступа Alcatel 1000 ADSL, является обеспечение
быстрого доступа к сети Интернет и корпоративным сетям LAN. Эта задача решается
с помощью комбинированной инфраструктуры, в состав которой входят по меньшей
мере четыре функциональные группы:

4
малая LAN в помещении абонента;

4
инфраструктура связи оператора сети, которая содержит сеть
доступа, мультиплексоры, BB (Broad Band — широкополосный –коммутаторы) и высокоскоростную
опорную сеть;

4
LAN у ISP (Internet Service Provider — провайдер услуг сети
Интернет) в случае, когда доступ к сети Интернет осуществляется именно таким
способом;

4
LAN предприятия в случае, когда обеспечен доступ к
корпоративной сети.

Сетевая архитектура

 Для обеспечения
внутри сетевой архитектуры, показанной на рис. 23, сквозных соединений
применяются различные технологии:

4 стандартная
технология LAN между персональным компьютером и ANT (Ethernet II или IEEE
802.3);

4 технологии
ATM и ADSL между ANT или PC-NIC (Network Interface Card — плата сетевого
интерфейса) и ADSL-оборудованием на стороне CO;

4 стандартное
транспортное оборудование между ASAM и опорной сетью WAN (территориальная сеть)
с использованием SDH/SONET или PDH;

4 BB-коммутаторы/кросс-соединители
в ядре опорной сети WAN.

Рис. 23. Сетевая архитектура:

1 — провайдер услуг сети Интернет; 2 —
опорный маршрутизатор; 3 — Интернет; 4 — серверы; 5 — оборудование доступа; 6 —
помещение абонента; 7 — абонент; 8 — сеть доступа; 9 — небольшая LAN; 10 — телевизионная
приставка; 11 — разветвитель; 12 — инфраструктура корпоративной LAN; 13 —
маршрутизатор подразделения; 14 — опорная сеть; 15 — отдельный персональный
компьютер

  
Сеть в абонентских помещениях может представлять собой либо отдельный
персональный компьютер, либо небольшую LAN, содержащую до 16 оконечных систем.
Взаимные соединения между ANT и оконечными системами осуществляются с помощью
LAN-оборудования, отвечающего требованиям интерфейса Ethernet II или IEEE
802.3.

  
Поскольку блок ANT оснащен и интерфейсом ATMF на 25,6 Мбит/с, то можно также
подключать оборудование класса ATM (STB и т.п.), при этом оба интерфейса, то
есть Ethernet и ATMF, могут быть задействованы одновременно.

WAN и опорная сеть

  
Через мультиплексоры ASAM опорная сеть и WAN соединяют абонентов с провайдерами
ISP и корпоративными LAN.

К
основным функциям этих объектов относятся:

4 транспортирование
информации в пределах WAN;

4
перекрестное соединение информационных потоков между отдельными
пользователями и провайдерами ISP и корпоративными LAN.

Провайдеры ISP и корпоративные LAN

  
Принципиальных различий между локальной сетью LAN провайдера ISP и локальной
сетью LAN крупной корпорации практически не существует.

     
В общем и целом структура LAN, подключенной к сети связи общего пользования,
включает в себя:

4 коммуникационные
серверы доступа (иногда называемые VC-мостами (Virtual Connection — виртуальное
соединение));

4 опорные
IP-маршрутизаторы;

4 высокоскоростные
сети LAN, например, с волоконно-оптическими соединениями (ATM-интерфейс FDDI
(Fiber Distributed Digital Interface — цифровой интерфейс волоконно-оптической
передачи));

4 информационные
серверы;

4
коммуникационные серверы WAN-магистралей.

Подсистема ADSL-доступа

Общие сведения

   
Подсистема ADSL-доступа предназначена для реализации современного способа
сигнальной обработки или модуляции, необходимого для обеспечения соединения по
абонентской витой паре с модемной транспортной технологии (ADSL-модемов). В
основу этой модемной технологии положена DMT-модуляция Discrete Multi-Tone —
дискретная многотоновая (модуляция) , которая интегрирована в ASAM на стороне
CO и в ANT или PC-NIC на абонентской стороне.

   
Модемные интерфейсы мультиплексоров ASAM оснащены так называемыми PS, которые
представляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотных доменов для
сигналов ADSL и POTS. Частично внешнее устройство PS используется также как
часть находящейся в абонентском помещении аппаратуры.

Управление
элементами сети доступа осуществляется через (удаленный) объект
централизованного управления, который называется AWS (ASAM WorkStation —
рабочая станция), и в котором используется протокол SNMP (Simple Network
Management Protocol — простой протокол управления сетью). Обмен информацией
между AWS и элементами сети доступа осуществляется по выделенным соединениям,
предназначенным для администрирования.

Системная архитектура

  
Основными строительными блоками глобальной ADSL-архитектуры (рис. 24) являются:

4 ASAM для
ADSL на стороне CO;

4 блок ACU
(блок контроля аварий) (AACU-[ADSL-ситуаций]);

4 расширитель
ADSE-A (ADSL Serial Extender — последовательный ADSL-расширитель);

4 ANT или
PC-NIC и PS на абонентской стороне;

4 выносной
мультиплексор R-ASAM(удаленный,выносной), находящийся в глубине сети;

4
менеджер сетевых элементов AWS.

ASAM

Рис.
24. Глобальная ADSL-архитектура:

  
Внутри каждый интерфейсный модуль SDH/SONET соединен, с помощью обеспечивающей
двустороннюю передачу среды, с рядом ассоциированных модулей ADSL-LT (Line
Termination — линейное окончание), при этом шина IQ Quality of Service Interface — интерфейс
качества обслуживания обеспечивает управляющий интерфейс для данных,
передаваемых по прямому и обратному каналам. Для стыковки с выносным
мультиплексным оборудованием (типа R-ASAM) можно также предусмотреть линейные
окончания PDH-LT (DS3/E3) или SDH-LT (STM1 или OC3c).

  
Модемные интерфейсы мультиплексора ASAM также оснащены так называемыми PS,
которые представляют собой устройства уплотнения и разуплотнения частотных
доменов для сигналов ADSL и POTS.

  
Блок AACU обеспечивает визуальное отображение аварийных ситуаций и стыковку с
соответствующей системой, находящейся в здании АТС.

ACU

  
На каждый статив приходится один блок ACU (до 4 блоков ACU в полностью укомплектованном
мультиплексоре ASAM).

Расширитель

  
Расширитель позволяет подключать к расширительной линии дополнительные
подстативы и, в целях защиты оборудования, дублируется.

Транспортная система

  
Ключевой частью подсистемы ADSL-доступа является «ADSL-модем». Для
осуществления соединений мультимедийного характера на базе ATM и по протоколу
Ethernet используется витая пара между абонентским оборудованием (ANT) и
оборудованием, находящимся в CO (ASAM).

 Стержнем
ADSL-системы являются два ADSL-модема, один из которых находится на стороне CO,
а другой — в абонентском помещении. В сочетании эти подсистемы обеспечивают
расширение полосы пропускания витой пары, которая является соединяющей из
средой.

ANT

  
Аппаратура ANT размещается в абонентских помещениях. Она обеспечивает стыковку
малой абонентской LAN, отдельного персонального компьютера и/или STB (для
мультимедийных целей) с находящимися на другой стороне LAN и/или
ATM-оборудованием. Все услуги по части стыковки оказываются с помощью
ADSL-сигнала.

PC-NIC

  
PC-NIC представляет собой вставную плату стандарта PCI (интерфейс периферийного
устройства), которая находится в абонентском помещении. По своим функциям она
не отличается от ANT, однако позволяет избавиться от необходимости иметь
дополнительную плату интерфейса Ethernet или ATMF.

R-ASAM

  
Выносной мультиплексор ASAM выполняет существенно те же функции, что и обычный,
однако удовлетворяет более жестким требованиям в части конструктивного
оформления, питания и климатических условий эксплуатации. R-ASAM может быть
либо автономным, либо каскадированным от ASAM, находящегося в CO. R-ASAM можно
разместить либо в уличном корпусе, либо в CEV (Controlled Environment Vault —
камера с контролируемыми климатическими параметрами)

  
Максимальная емкость автономного сетевого мультиплексора ASAM составляет 576
линий. В случае каскадирования от CO максимальная емкость (CO плюс удаленные
абоненты) остается неизменной — те же 576 линий.

Менеджер сетевых элементов

Для
управления подсистемой ADSL-доступа предусмотрен менеджер AWS, который работает
по протоколу SNMP в находящемся внутри полосы пропускания ATM-канале.

В
AWS имеется интерфейс TL1, предназначенный для системы OSS (Operation Support
System — система эксплуатационной поддержки) более высокого уровня.

2.2.   Мультиплексор ASAM – функциональное
описание

Архитектура ASAM

  
В
подсистеме ADSL-доступа ASAM располагается на стороне CO. По витой паре и через
аппаратуру ASAM каждый абонент подключается к широкополосной (BB) сети и
узкополосной (NB Narrow Band — узкополосный) телефонной станции.

  
В общем случае мультиплексор ASAM преобразует данные, поступающие от различных
абонентов, в ATM-формат. Полученные в результате такой адаптации ATM-ячейки
уплотняются в один информационный поток и направляются в транспортную систему
подключенной сети BB-ATM. ATM-ячейки, поступившие из сети BB-ATM,
разуплотняются в соответствии с идентификатором VPI/VCI (Virtual Path
Identifier — идентификатор виртуальных путей,Virtual Channel Identifier — идентификатор
виртуальных каналов) и на внешнем служебном интерфейсе транслируются в свой
исходный формат.

  
Кроме того, ASAM выполняет также функции OAM, что обеспечивает его правильную
работу.

К
основным функциям ASAM относятся:

4  
функции общего назначения:

4  
уплотнение/разуплотнение;

4  
управление (OAM);

4  
NT-функции;

4  
TA (терминальная адаптация)-функции;

4  
функции разветвления (PS);

Сетевое окончание

  
Сетевое окончание SANT (Synchronous ATM Network Termination — синхронное
сетевое ATM-окончание) версии D (SANT-D) подключает сетевую транспортную
систему к системе A1000 ADSL и выполняет функции, связанные с физическим и
ATM-уровнями.

  
Сетевая цифровая транспортная система характеризуется скоростью 155,52 Мбит/с
(SDH STM1 / SONET OC3c).

  
В мультиплексоре ASAM SANT-D является сетевым окончанием для информационного
потока SDH/SONET — 155,52 Мбит/с. Оно производит адаптацию ATM-ячеек,
переносимых по цифровой системе передачи к шине IQ и обратно. Кроме того, в
сетевом окончании SANT-D предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и
технического обслуживания ASAM.

  
Наконец, сетевое окончание SANT-D обеспечивает расширение шины IQ, для чего
также предусмотрен соответствующий интерфейс. При наличии 1 сетевого окончания
SANT-D и 11 расширителей ADSE версии А (ADSE-A) можно управлять двенадцатью
субстативами (12 субстативов x 12 LT x 4 линии = 576 линий).

  
Физически сетевое окончание SANT-D выполнено на вставной (двойной европейской)
печатной плате, которая вставляется в статив мультиплексора ASAM со стороны
размещения шины IQ.

Шина IQ

   Шина IQ обеспечивает управление и обмен данными
между NT и линейными
интерфейсами, то есть является устройством, которое уплотняет и разуплотняет
битовые потоки между ними. IQ является шинной структурой между SANT-D или ADSE-A и ADLT( ADSL Line
Termination — линейное ADSL-окончание).

   
В шине IQ имеются путь для направления данных по прямому и обратному каналам,
синхронизатор и управляющие сигналы. Скорость передачи интерфейса составляет
155 Мбит/с.

  
Транспортирование в прямом и обратном направлениях осуществляется с помощью
ATM-ячеек, которые посылаются фреймами, состоящими из 54 байтов. Посылка в
прямом и обратном направлениях осуществляется по раздельным шинам, которые
переносят 8-битовые данные.

   Физически IQ выполнена в виде шины на BPA (
Backpanel Printed board Assembly — печатная плата задней панели) и стационарно
закреплена в ADSL-стативах в виде системной платы. Платы SANT-D или ADSE-A,
ADLT и AACU вставляются в соответствующие разъемы BPA. Соответственно по шине
IQ осуществляются их взаимные соединения.

Терминальная адаптация

  
ADLT производит преобразование ATM-ячеек, полученных от SANT-D и
предназначенных для абонента, в DMT-модулированные сигналы и наоборот и,
следовательно, работает с физическим и ATM-уровнями.

  
Физически ADLT-функция реализуется на одной печатной плате, в которой имеется 4
ADLT-порта (4 абонентских соединения). Эта плата вставляется в системную
(реализующую шину IQ) плату ADSL-статива.

  
Также на ADLT-плате реализованы управляющие (OAM) функции для четырех
ADLT-портов.

Разветвитель PS

   На абонентской линии (витой паре, идущей от местной АТС)
аналоговые POTS- и ADSL-сигналы накладываются друг на друга, при
этом оба сигнала являются частотно мультиплексированными

.

  
В ASAM ADSL- и POTS-сигналы разделяются при прохождении в обратном направлении
и объединяются при прохождении в прямом с помощью специальных фильтров:

4
LPF (ФНЧ), который является прозрачным для POTS-сигналов и ослабляет
ADSL-сигналы;

4
HPF (ФВЧ), который на пути ADSL-сигналов предотвращает все
возмущения от типовых POTS-сигналов (например, импульсов набора номера,
постоянного напряжения и вызывной частоты).

  
Эти специальные фильтры могут быть реализованы с применением как пассивных, так
и активных фильтрующих элементов.

Плата SANT-D

Общие сведения

  
Плата SANT-D обеспечивает оптический доступ к цифровой SDH-системе передачи на
скорости 155,52 Мбит/с и осуществляет адаптацию к этой системе ATM-ячеек,
переносимых по шине IQ в обоих направлениях. Кроме того, в этой плате
предусмотрены функции, необходимые для эксплуатации и технического обслуживания
мультиплексора ASAM.

IQ-интерфейс

  
IQ-интерфейс соединяет SANT-D и ADSE-A с задней панелью ASAM и состоит из двух
шин:

4 шины IQ_D,
предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в прямом направлении;

4 шины IQ_U,
предназначенной для высокоскоростной передачи (ATM-ячеек) в обратном
направлении;

4
шины IQ_A(access), предназначенной для контроля
доступа к шине IQ_U.

  
Шины IQ_D и IQ_U обеспечивают транспортировку ATM-ячеек,
каждая из которых имеет 5-октетный заголовок и 48-октетное информационное поле.
Кроме того, перед каждой ячейкой есть один «холостой» октет. SANT-D
производит инкапсуляцию ATM-ячеек в 54-октетные слоты и обеспечивает доступ к
шине IQ. Адаптация скорости 155,52 Мбит/с к скорости 152,64 Мбит/с (= 53/54 от
155,52 Мбит/с) осуществляется путем стирания незаполненных ячеек. Это может
быть сделано потому, что максимальная скорость действительных ATM-ячеек,
содержащихся в VC-4, ограничена величиной 149,76 Мбит/с (= 26/27 от 155,52
Мбит/с).

  
Шина IQ_A предназначена для контроля доступа к интерфейсу с обратным
каналом. Она позволяет избежать «разборок» на шине обратного канала и
одновременно дает возможность ввести приоритеты различных уровней для доступа
различных LT-объектов.

Системная плата BPA

  
BPA (узел системной платы) представляет собой печатную плату, стационарно
закрепленную с обратной стороны статива ADSL-оборудования.

Основными
функциями системной платы являются:

4  формирование шины
IQ, которая обеспечивает соединение SANT-D или ADSE-A с ADLT-портами и AACU;

4  обеспечение внешних
интерфейсных соединений для AACU;

4  подключение
всех активных блоков к станционной шине питания на -48 В.

Внешние интерфейсы

  
Внутри мультиплексора ASAM существует один вид транспортирования: плата SANT-D
подключена к оптическому волокну и передает данные на главный и внешние
субстативы. В тех случаях, когда необходимо повысить качество обслуживания,
эксплуатационную готовность и надежность, плата SANT-D и входящее оптическое
волокно дублируются. В каждый момент времени активной является только одна
плата SANT-D.

  
В расширительных субстативах в качестве буфера для различных сигналов
используется одна плата расширителя. В каждом субстативе расширители дублированы.

  
Таким образом, под контролем платы SANT-D находится несколько ASAM-шин:

4
в главном субстативе:

4  
шина IQ;

4  
специальные линии;

4  
последовательный ACU-интерфейс;

4
в расширительных субстативах (через расширительный интерфейс):

4  
шина IQ;

4  
специальные линии;

4  
последовательный ACU-интерфейс.

Оптический
транспортный интерфейс (STM1/STS3c)

   SANT-D является терминалом одного SDH-канала STM1/OC3c на 155
Мбит/с. Передача на этих соединениях осуществляется с помощью мономодового
(называемого также одномодовым) оптического волокна, которое оканчивается в OTM   (Optical Transceiver
Module — модуль оптического приемопередатчика).

Абонентский линейный интерфейс

  
Абонентский линейный интерфейс представляет собой соединение от ADLT до блока
ANT, находящегося в абонентских помещениях.

  
Абонентский линейный интерфейс обеспечивает прохождение сигналов обычной
телефонии, который частотно мультиплексированы с идущими в прямом и обратном
направлениях сигналами ADSL/ATM. Этот интерфейс соединяет ADLT с ANT через сеть
доступа на витых парах. Для соединения используется обычный телефонный провод.

Последовательный расширительный интерфейс

   Сигналы шины IQ с первой главной полки, в которой
находится плата SANT-D, могут быть распространены на 11 подчиненных полок, в
каждой из которых имеется последовательный расширитель ADSE-A. Последовательный
расширительный интерфейс является соединительным звеном между платой SANT-D и
платами ADSE-A. Плата SANT-D имеет один выходной разъем для последовательного
расширения, а плата ADSE-A — два. Все разъемы расположены в передней части
статива.

Служебный интерфейс

   Служебный интерфейс предусмотрен на плате SANT-D.
Доступ к этому интерфейсу осуществляется через разъем, находящийся в передней
части ACU.

Внутренние интерфейсы

IQ-интерфейс

  
Стыковка платы ADLT с платой SANT-D или ADSE-A осуществляется через шину IQ.

   
Если плата SANT-D имеет только один интерфейс SDH STM1, тогда для подсоединения
плат ADLT, количество которых может доходить до 144, и 11 плат ADSE-A
существует только одна шина IQ. Всем платам ADSE-A приходится совместно использовать
имеющуюся полосу пропускания (155 Мбит/с) шины IQ.

  
На плате SANT-D имеется два положения шины IQ, так как на этой плате в любое
время можно обеспечить переход на 2 STM1-соединения.

MBC-интерфейс

  
В плате SANT-D предусмотрена возможность выборочного включения/выключения
питания каждого из терминалов ADLT, соединенного с шиной IQ.

Физическое местоположение BPA и PBA

   
Каждой системной плате BPA и каждому размещенному на ней узлу PBA (Printed
Board Assembly — узел печатной платы )
внутри CO присвоен уникальный номер физического местоположения. Этот номер
имеет 32 бита и представлен в виде ID0…ID31. Эти биты имеют следующее назначение.

  
5-битовый номер определяет положение каждого узла PBA на системной плате. Этот
номер представлен в виде ID0…ID4 и характеризует номер слота (1…13) PBA на
системной плате. Этот номер жестко «вмонтирован» в системную плату и
может быть считан платой ADLT / SANT-D / ADSE-A через штыри на ее разъеме
системной платы.

Питание мультиплексора

  
Питание мультиплексора ASAM осуществляется от станционного источника на -48 или
-60 В.

ADLT-плата

Общие сведения

  
ADLT-плата представляет собой вставной блок, разработанный для системы A1000
ADSL.

   
В этой плате имеются 4 независимых линейных ADSL-окончания LT или порта. Каждый
из этих портов обеспечивает двусторонний доступ к ANT по обычному кабелю UPT
(Unshielded Twisted-Pair — неэкранированная витая пара), который уже проложен
для аналоговой телефонии.

  
Для каждого порта ADLT-плата извлекает ATM-ячейки из их потока или вставляет их
в этот поток, основываясь на значениях VPI/VCI для этих ячеек.

  
Кроме данной функции терминальной адаптации ADLT-плата также выполняет, в
качестве линейного окончания, свои собственные контрольные функции.

2.3  Транспортная система

Услуги и скорости передачи

  
Транспортная  ADSL – система обеспечивает
двустороннюю связь по одинарной витой паре без каких-либо повторителей.

  
В ADSL-системе объединены DMT-технология и ATM-режим передачи.

Следствием
такого объединения, в частности, являются:

4
Возможность обеспечения эффективного сочетания различных услуг,
характеризующихся различными полосами пропускания и характеристиками трафика, и
доведения до максимума физической скорости, которую можно получить от
DMT-модема.

4
Автоматическое определение максимальной физической скорости
в процессе инициализации модема (с учетом заданного предельного уровня шумов и
в пределах ограничений, накладываемых на спектральную плотность мощности
передачи). В этом случае система управления обслуживанием задает, в зависимости
от профиля обслуживания заказчика, правильную величину линейной скорости, тем
самым выходя на оптимальный уровень шумов и/или сводя до минимума мощность
передачи. Все это дает возможность дифференцировать качество обслуживания,
например, предлагая максимальные скорости по более высокой цене или обеспечивая
гарантированную скорость. Скорости передачи можно выбирать по линейному закону
с доведением до физически максимально возможных, а также задавать их для
каждого отдельного пользователя.

4
Комбинированное использование технологий DMT и ATM позволяет
системе инициализироваться и работать на очень низких скоростях в тех, например,
случаях, когда линии работают неустойчиво или когда возникает много ошибок в
кабельных линейных сооружениях. По причине присущей ей надежности система будет
инициализироваться даже в крайне неблагоприятных условиях, информируя об этом
систему управления сетью. В этом случае оператор может скачать ADSL-параметры и
принять необходимые меры.

4
Развязка скоростей ATM-ячеек (путем вставления или
извлечения незаполненных или неопределенных ячеек) дает возможность
осуществлять передачу на любой скорости вплоть до максимально достижимой на
ADSL-соединении.

  
Цифровая передающая способность ADSL-системы является асимметричной в том
смысле, что скорости в прямом и обратном направлениях отличаются друг от друга:

4  скорость в прямом
направлении может варьироваться от 0,25 до 8,0 Мбит/с, при этом
параметр ступенчатости равен 32 Кбит/с;

4  скорость в
обратном направлении может варьироваться от 35 Кбит/с до 1 Мбит/с, при этом она
зависит от поддерживаемых двусторонних услуг и характеристик шлейфа.

        
2.4   Функциональное описание ANT

Общие сведения

  
ANT-оборудование размещается в абонентских помещениях и обеспечивает стыковку
абонентского TE с входящей абонентской линией (витой парой, по которой
передается ADSL-сигнал).

   В прямом
направлении блок ANT является окончанием для сигнала (DMT-модулированных
ATM-ячеек) в ADSL-канале, поступившего от CO на входящую витую пару. Он демодулирует
сигнал и преобразует содержащиеся в нем ATM-ячейки в цифровой битовый поток,
который может быть направлен на абонентское TE.

   В обратном
направлении блок ANT вставляет полученные от абонентского TE ATM-ячейки в их
поток и формирует сигнал (DMT-модулированные ATM-ячейки) ADSL-канала, который
по входящей абонентской витой паре направляется в CO.

Существует
3 вида DSL модемов
семейства Speed Touch:

·
Speed
Touch PC-NIC — встроенный модем (плата), ориентирован в основном на частных
пользователей. Соединение типа Point to Point (PPP)

·
Speed
Touch Home — внешний модем, ориентирован как на частных
пользователей, так и на пользователей LAN малой емкости (small office, home
office).В нем имеется встроенный порт Ethernet, а также
выполняется функция  “прозрачного моста”  (Bridge).

ГЛАВА III Расчет
оборудования ADSL

3.1 Разработка схемы проектируемой сети доступа

При расчете сети доступа на базе оборудования ADSL
воспользуемся контрактным предложением поступившем от компании N на организацию
высокоскоростного доступа в Интернет для 164 абонентов.

Вопрос выбора оборудования, особенно на
начальном этапе, представляет собой одну из самых мучительных проблем для тех,
чьи решения определяют судьбу проекта в долгосрочной перспективе.

 Для реализации данного проекта было принято решение
использовать аппаратные и программные средства компании Alcatel, занимающей
ведущие позиции на рынке устройств ADSL.

Для эффективного решения задач, которые
ставят перед нами заказчики, и последующего сопровождения проектов компания
Alcatel разработала концепцию All-in-One, реализуемую сегодня на российском
рынке. Ее суть заключается в том, что заказчику предоставляется комплексный
пакет услуг, начиная от консультаций по разработке бизнес-плана и заканчивая
сопровождением оборудования и управлением системой в процессе эксплуатации.
Такой подход компании основывается на глубоком понимании бизнеса заказчиков.

В рамках All-in-One заказчик взаимодействует
с одной интегрированной глобальной компанией. Служба поддержки предлагает
сервис одинакового уровня по всему миру, причем в каждой стране для доступа к
ней существует единый телефонный номер.

Полный пакет услуг All-in-One включает
планирование и разработку, развитие, эксплуатацию и поддержку систем. Для
каждого из этих направлений в Alcatel созданы соответствующие службы. Служба
планирования и разработки проводит экспертную оценку действующей
коммуникационной системы и определяет тип разрабатываемого проекта, при
внедрении которого будет максимально оптимизирована эффективность и
прибыльность коммуникационных систем и сетей заказчика. Служба развития
охватывает все стадии внедрения, необходимые для установки и запуска
коммуникационных систем и сетей в соответствии с ожиданиями заказчика. Она
также предусматривает обучение его персонала и квалифицированную помощь в
сопровождении высокотехнологичной системы непосредственно на месте ее
установки. Служба эксплуатации работает в режиме немедленного реагирования и
помогает персоналу заказчика решать текущие технические задачи в процессе
обслуживания систем и сетей. Служба поддержки предлагает экспертную помощь в
случае возникновения проблем технического характера. На основе оперативной
диагностики эксперты принимают решение о замене, например, отказавшего
компонента или всей коммуникационной системы, если инфраструктура пострадала от
стихийного бедствия — пожара, наводнения и т. п.

Существенное значение при построении
ADSL-сети имеет правильное сочетание аппаратных и программных средств. Alcatel
наряду с полнофункциональным комплектом оборудования предлагает платформу
управления ресурсами. Эта платформа включает в себя набор инструментальных
средств, позволяющих решать технологические задачи управления сетью, и средства
управления сервисом, который, собственно говоря, и определяет все многообразие
возможностей, предоставляемых оператору для решения задач его бизнеса.

Система
ADSL состоит из двух частей, первая из которых (на стороне CO) называется ASAM,
(ATM Subscriber Access Multiplexer — ATM-мультиплексор абонентского доступа), а
вторая (на стороне абонента) – CPE (Customer Premises Equipment — оборудование
в помещении заказчика). CPE, в свою очередь, включает в себя PS (POTS Splitter
— разветвитель) и ANT (ADSL Network Termination (unit) — (блок) сетевого
ADSL-окончания).

В
качестве узлового оборудования оператора связи на проектируемой сети доступа
используются 6 ADSL мультиплексоров А7300 ASAM, которые устанавливаются в
кроссах АТС (СО).

Конфигурация
мультиплексоров ASAM приведена ниже (рис.25):

1
и 3 ASAM:

—
Стойка ETSI UT-9, которая представляет из себя корпус
мультиплексора;

—
Плата  SANT-D, которая обеспечивает оптический доступ к   
цифровой SDH-системе передачи на скорости 155,52 Мбит/с и осуществляет
адаптацию к этой системе ATM-ячеек, переносимых по шине IQ в обоих
направлениях. Кроме того, в этой плате предусмотрены функции, необходимые для
эксплуатации и технического обслуживания мультиплексора ASAM;

—
Плата AACU обеспечивает визуальное отображение аварийных
ситуаций и стыковку с соответствующей системой, находящейся в здании АТС;

—
Платы АDLT по 7 шт., к каждой из которых подключаеся по 4 ADSL
модема,
т.е. в общем случае 28 шт.,

14
из которых – модемы семейства ST PC NIC;

13 – модемы
семейства ST Home;

  1 – модем
семейства ST PRO;

—
Сплиттеры по 7 шт., где осуществляется разделение ADSL и   POTS сигналов;

—
Сплиттеры
внешние, находятся в абонентском помещении  и соединен с витой парой, идущей от
провайдера ADSL – услуг. 

2,4,5
ASAM мультиплексоры по составу аппаратной части идентичны 1-му и 3-му
мультиплексорам.

6
ASAM мультиплексор
отличается наличием 6-ти плат ADLT и 6-ти плат сплиттеров, а также к нему
подключаются по 12 ADSL модемов семейства ST PC NIC и семейства ST Home

Ко
2-му и 4-му ASAM мультиплексору подключается

13
из которых – модемы семейства ST PC NIC;

14 – модемы
семейства ST Home;

  1 – модем
семейства ST PRO;

К 5-му
мультиплексору подключаются по 14 ADSL модемов семейства ST PC NIC и семейства
ST Home.

Компания
“Alcatel” предложила заказчику использовать в качестве клиентского оборудования
ADSL модемы 3-х видов, предназначенных для подключения индивидуальных
пользователей, локальных сетей, а также для абонентов SOHO
(Small Office / Home Office, т.е. представителей малого бизнеса и домашних пользователей).

Индивидуальным пользователям устанавливаются внутренние модемы семейства
Speed Touch PC (PC NIC);

Для абонентов SOHO доступ в сеть Интернет организуется с
использованием ADSL модемов семейства Speed Touch Home;

Локальные сети подключаются с помощью ADSL модемов семейства Speed
Touch Pro.

  
Управление элементами сети доступа осуществляется через удаленный объект
централизованного управления, которое называется AWS (ADSL Work Station), и в
котором используется протокол SNMP [7].

   ASAM оборудование подключается к
существующей транспортной сети SDH через уже установленный АТМ — коммутатор
заказчика по каналам STM-1. Мультиплексор доступа принимает потоки ячеек от
отдельных абонентских устройств и мультиплексирует их для дальнейшей
транспортировки в «восходящем» направлении. Затем АТМ-коммутаторы
направляют каждый поток к месту его назначения. Восстановление пакетов в том
виде, в каком они были сгенерированы станцией-отправителем, осуществляет
магистральный маршрутизатор или сервер удаленного доступа (RAS), установленный
на входе в сеть Internet-провайдера или в корпоративную сеть. Указанные
устройства терминируют тот инкапсуляционный уровень в используемом стеке
протоколов, который был активирован пользовательским оборудованием, а затем
направляет восстановленные пакеты адресатам. Кроме того, в их обязанности
нередко входят идентификация пользователей, присвоение IP-адресов и изменение
степени использования сетевых ресурсов.

Выход в глобальную сеть Интернет
осуществляется через сервер доступа Х.1000
(A7410),который подключается к
АТМ – коммутатору через поток STM-1

Для
реализации проекта требуется установить 6 ASAM мультиплексоров к которым
подключаются 164 модема:

80
модемов PC NIC;

80
модемов HOME;

4
модема PRO,

  
Таким образом, общая сводка оборудования, которое будет установлено на сети
доступа, представлена в таблице 3.1

Описание

Кол-во

Аппаратная часть

ADSL базовая конфигурация – оборудование
оператора

Стойка ETSI UT-9  2200mm 48VDC

6

                Платы

SАNT-D,
STM-1

6

Alarm Control Unit
(AACU)

6

ADLT

41

Passive POTS splitter 600 ohm

41

ADSL базовая конфигурация – оборудование
клиента

Модем Speed Touch PC (PC NIC)

80

Модем Speed Touch Home

80

Модем Speed Touch Pro

4

Сплиттеры (на стороне абонента)

Passive POTS splitter 600 ohm

160

ADSL базовая конфигурация – кабели

Кабель  MDF-ASAM 24 pair 25 meter

6

Оптический кабель

6

Система управления сетью ADSL
(AWS)

Сервер Oracle V7.3.2.2.0 RTU (8 conc.
users)

1

ПО NM Expert 1390 Management SW (inclusive
Dataview graphical interface)

1

Лицензия AWS License fee per user
(including MIB fee)

164

Оборудование доступа в сеть Internet

Системные блоки и платы

X1000 shelf (includes fan, clock and alarm
modules).

1

Power Supply 500 Watts DC.

2

System Control Module, Model 120.

1

3 WAN + 1 Ethernet

2

ATM Line Interface with single OC-3 Single
mode IH port.

1

DC Fuse Panel (Hendry).

1

Switch Software, Release 2.2.

1

3.2 Расчет пропускной способности для проектируемой сети
доступа  

В
зависимости от класса обслуживания, подключаемым абонентам может
предоставляться либо гарантированная полоса пропускания (CBR), либо негарантированная
(UBR).

Классы сервиса содержат ряд параметров,
которые определяют гарантии качества сервиса. Предусмотрено несколько классов
сервиса — CBR, VBR, UBR и ABR (появился совсем недавно). Гарантии качества
сервиса могут определять минимальный уровень доступной пропускной способности и
предельные значения задержки ячейки и вероятности потери ячейки (таблица 3.2).

Таблица 3.2

Класс
сервиса

Гарантии
пропускной способности

Гарантии
изменения задержки

Обратная связь
при переполнении

CBR

+

+

—

UBR

—

—

—

Сервис CBR (constant bit rate, сервис с
постоянной битовой скоростью) представляет собой наиболее простой класс
сервиса. Когда сетевое приложение устанавливает соединение CBR, оно заказывает
пиковую скорость трафика ячеек (peak cell rate, PCR), которая является
максимальной скоростью, которое может поддерживать соединение без риска
потерять ячейку. Затем данные передаются по этому соединению с запрошенной
скоростью — не более и, в большинстве случаев, не менее [3].

Любой трафик, передаваемый станцией с большей
скоростью, может сетью просто отбрасываться, а передача трафика сетью со
скоростью, ниже заказанной, не будет удовлетворять приложению. CBR-соединения
должны гарантировать пропускную способность с минимальной вероятностью потери
ячейки и низкими изменениями задержки передачи ячейки. Когда приложение
заказывает CBR сервис, то оно требует соблюдения предела изменения задержки
передачи ячейки. Сервис CBR предназначен специально для передачи голоса и видео
в реальном масштабе времени. Для соединений CBR нет определенных ограничений на
скорость передачи данных, и каждое виртуальное соединение может запросить различные
постоянные скорости передачи данных. Сеть должна резервировать полную полосу
пропускания, запрашиваемую конкретным соединением.

В отличие от CBR, сервис UBR (unspecified bit
rate, неопределенная битовая скорость) не определяет ни битовую скорость, ни
параметры трафика, ни качество сервиса. Сервис UBR предлагает только доставку
«по возможности», без гарантий по утере ячеек, задержке ячеек или
границам изменения задержки. Разработанный специально для возможности
превышения полосы пропускания, сервис UBR представляет собой адекватное решение
для тех непредсказуемых «взрывных» приложений, которые не готовы
согласиться с фиксацией параметров трафика. Вместе с тем, UBR позволяет
обеспечить максимальную пропускную способность в том, случае, когда происходит
сложение нескольких потоков данных, имеющих разнесенные во времени пики
нагрузки.

Главными недостатками подхода UBR являются
отсутствие управления потоком данных и неспособность принимать во внимание
другие типы трафика. Когда сеть становится перегруженной, UBR-соединения
продолжают передавать данные. Коммутаторы сети могут буферизовать некоторые
ячейки поступающего трафика, но в некоторый момент буфера переполняются и
ячейки теряются. А так как UBR-соединения не заключали никакого соглашения с
сетью об управлении трафиком, то их ячейки отбрасываются в первую очередь.
Потери ячеек UBR могут быть так велики, что «выход годных» ячеек
может упасть ниже 50%, что совсем неприемлемо. Для устранения этого недостатка
в мультиплексорах ASAM компании Алкатель допускается использование
режима UBR+, который предоставляет возможность абоненту
устанавливать минимально гарантированную скорость передачи  — MCR.

Для пользователей, имеющих небольшие ЛВС, будет
устанавливаться профиль 2, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и
гарантированную скорость передачи в сеть не ниже 256 Кбит/с, а гарантированную
скорость приема из сети не ниже 512 Кбит/с, соответственно, максимальные
скорости передачи 512 Кбит/с и приема 1024 Кбит/с.

Индивидуальным пользователям будет устанавливаться
профиль 3, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и
гарантированную скорость передачи в сеть не ниже 128 Кбит/с, а гарантированную
скорость приема из сети не ниже 256 Кбит/с, соответственно, максимальные
скорости передачи 256 Кбит/с и приема 512 Кбит/с.

Тип пользователя определяет тип модема ADSL,
который будет устанавливаться. В соответствии с запросом заказчика, на сети
будет устанавливаться  80 модемов PC-NIC
(индивидуальные пользователи), 
80 модемов Home (малые ЛВС)  и 4 модема PRO (крупные
ЛВС). Следовательно, для абонентов с модемами PRO будет устанавливаться
профиль 1, для абонентов с модемами Home
будет устанавливаться профиль 2,
для абонентов с модемами PC-NIC будет устанавливаться профиль 3.

На первом этапе внедрения рассматриваемой сети
доступа будет использоваться режим постоянных (некоммутируемых)  виртуальных
соединений, т.е. за каждым пользователем будет закрепляться фиксированный VP/VC.

Определение соответствия между суммарными
абонентскими скоростями и имеющейся пропускной способностью производится исходя
из следующих условий:

1.  
Максимальная суммарная
скорость всех абонентов класса CBR вместе с суммой минимальных гарантированных
скоростей всех абонентов класса UBR+ не должна превышать эффективной пропускной
способности используемой среды передачи ( в нашем случае STM-1)

å CBR +å UBRmin £ Kисп * STM-1;

где 
—     Kисп – допустимый коэффициент использования среды

передачи, равный – 0,95.

               STM-1
— суммарная полезная нагрузка действительной АТМ

ячейки в STM1 С-4 составляет 155,52 * 26 : 27 =

149,76 Мбит/с.):

2.  
Сумма максимальных (негарантированных) скоростей передачи
всех абонентов класса сервиса UBR+ не должна превышать имеющейся полосы
пропускания системы передачи, умноженной на коэффициент перегрузки (MCR — минимальная
пропускная способность, гарантированная каждому PVC или SVC.  Эта скорость (в
битах в секунду) выбирается абонентом в соответствии с объемом данных, которые
он собирается передавать  по сети, и гарантируется она оператором. Если
пакетные посылки не превосходят скорость порта подключения абонента и
пропускная способность сети в данный момент  свободна, то абонент может
превысить согласованное значение MCR.  Скорость, с которой абонент посылает
данные при наличии достаточной пропускной способности, называется  
oversubscription   rate. Значение коэффициента oversubscription может  от
2 до 6)

å UBR max<= Kubr * B,                                            

—
где Kubr – коэффициент перегрузки имеющейся пропускной
способности ( Kubr = 400%)

—
B – пропускная способность

Произведем расчет
пропускной способности для 1-го мультиплексора ASAM. В соответствии со схемой
(рис.25) в него включены 14 модемов PC-NIC (профиль 3), 13 –
модемов ST
Home (профиль 2) и 1 модем ST Pro (профиль 1).

Таким образом,
суммарная гарантированная скорость на NT – интерфейсе этого мультиплексора в
нисходящем потоке  составляет :

— для одного модема
ST Pro
                                — 8 Мбит/с

— для 13 модемов ST Home                       —
13 х 512=6,656 Мбит/с

— для 14 модемов ST PC-NIC                    —
14x 256 = 3,584 Мбит/с

— общая
гарантированная скорость                    18,240 Мбит/с.

Таким образом,
суммарная гарантированная скорость значительно меньше имеющейся пропускной
способности среды передачи

Произведем расчет
суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классом
обслуживания UBR+:

— для 13 модемов ST Home                       —
13×1,024 = 13,312 Мбит/с

— для 14 модемов ST PC-NIC                    —
14×512 = 7,168 Мбит/с

— суммарная
максимальная скорость     — 20,480 Мбит/с

Проверим выполнение
условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускную способность,
оставшуюся на негарантированную передачу :

            142,272
– 18,240 = 124,032 Мбит/с

Как видно из
приведенных вычислений оставшаяся полоса пропускания больше требуемой суммарной
максимальной скорости для негарантированного трафика UBR+.

Таким образом, для
рассмотренного мультиплексора полностью выполняются условия 1 и 2. Поскольку
число и типы абонентов, подключенных к остальным мультиплексорам не превышают
число абонентов в 1-ом мультиплексоре, то пропускной способности подключенных к
ним трактов STM-1 вполне достаточно,  для обеспечения всех абонентов
необходимым качеством передачи данных.

Проведем
аналогичные расчеты для этого интерфейса с учетом условий 1 и 2.

Таким образом,
суммарная гарантированная скорость на этом интерфейсе в нисходящем потоке 
составляет :

— для 4-х модемов ST Pro                          —
8х4 =32 Мбит/с

— для 80 модемов ST Home                       —
80 х 512=40,960 Мбит/с

— для 80 модемов ST PC-NIC                    —
80x 256 = 20,480 Мбит/с

Таким образом,
суммарная гарантированная скорость меньше имеющейся пропускной способности
среды передачи

                        93,440 
< 149,76х
0,95 = 142,272 Мбит/с

Произведем расчет
суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классом
обслуживания UBR+:

— для 80 модемов ST Home                       —
80×1,024 = 81,92 Мбит/с

— для 80 модемов ST PC-NIC                    —
80×512 = 40,960 Мбит/с

Проверим выполнение
условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускную способность,
оставшуюся на негарантированную передачу :

            142,272
–93,440 = 48,832 Мбит/с

С учетом
коэффициента допустимой перегрузки Kubr = 400% получим

            48,832
х 4 = 195,328 Мбит/с > 122,880 Мбит/с

Таким образом,
сумма максимальных скоростей для всех абонентов класса UBR+ не
превышает расчетное значение имеющейся пропускной способности с учетом
расчетного значения коэффициента перегрузки, т.е. условие 2 также выполняется
для рассматриваемого интерфейса.

Глава IV.
Технико-экономическое обоснование.

4.1 Обоснование целесообразности проектного решения.

В
последние годы рост объемов передачи информации привел к тому, что наблюдается
дефицит пропускной способности каналов доступа к существующим сетям. Если на
корпоративных уровнях эта проблема частично решается (арендой высокоскоростных
каналов передачи), то в квартирном секторе и в секторе малого бизнеса эти
проблемы существуют.

На
сегодняшний день основным способом взаимодействия оконечных пользователей с
частными сетями и сетями общего пользования является доступ с использованием
телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровой
информации по абонентским аналоговым телефонным линиям. Скорость такой связи
невелика, максимальная скорость может достигать 56 Кбит/с. Этого пока хватает
для доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и видео, большие
объемы электронной почты и документов в ближайшее время снова поставит вопрос о
путях дальнейшего увеличения пропускной способности.

Наиболее
перспективной в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital
Subscriber Line). Это новая модемная технология, превращающая стандартные
абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа.
Технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 8
Мбит/с. В обратном направлении используется скорость до 640 Кбит/с. Это
связанно с тем, что все современный спектр сетевых услуг предполагает весьма
незначительную скорость передачи от абонента. Например, для получения
видеофильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для
служебной информации передаваемой от абонента, вполне достаточно 64 -128
Кбит/с.

Бурный
рост числа пользователей Internet, наблюдаемый в последнее время, как во всем
мире, так и в России, дает повод весьма оптимистично взглянуть на перспективы
российского рынка ADSL. Этот оптимизм разделяют провайдеры, начинающие
развертывать сети ADSL-доступа. Но что же можно сказать в отношении их
потенциальной абонентской базы?

Cегодня
число российских пользователей Internet оценивается в 1,95 млн. человек (по
данным Dataquest). Однако из-за отсутствия четкого определения понятия
«пользователь Internet» эту и другие подобные оценки следует воспринимать с
некоторой долей скепсиса.

Часто
фигурирующую цифру 1,5— 2 млн. нельзя рассматривать как абсолютную, так как она
может породить искаженное представление. Например, по данным Института
маркетинговых и социальных исследований GfK MR, изучающего российскую часть
Internet на базе репрезентативных опросов населения России в возрасте старше 16
лет, в июле 2000 г. «…возможность доступа во Всемирную сеть имели около 6
млн. россиян (5,5%), однако из них только 24% (примерно 1,5 млн.) пользовались
этим доступом более или менее регулярно (по крайней мере, один раз в месяц)»
(«Телеком-форум» от 29.10.00). Что такое один раз в месяц с точки
зрения прибыли? Если продолжительность работы в Сети в среднем составляет 4—5
часов, то при расценках на коммутируемый доступ 1 долл. в час получается 50—60
долл. в год. Безусловно, реальный интерес для провайдера (по этому показателю)
представляют те клиенты, которые обеспечивают доход на порядок выше.

Число
«эффективных» пользователей в России в 2000 г. (считаем, что эффективный абонент
проводит в Сети не менее 20 часов в месяц) оценивается на уровне 350—450 тыс.
Такая консервативная оценка позволяет спрогнозировать, что быстрые темпы роста
абонентской базы в среднесрочной перспективе, несмотря на невысокий уровень
компьютеризации и низкие доходы населения, сохранятся. На московском рынке
коммутируемого доступа в 2000 г. наблюдался рост среднемесячной загрузки модемного
пула на уровне 5—6% в месяц, что подтверждает это предположение (оценка Alcatel
на основе данных компании «Русский экспресс»). Это позволяет ожидать роста
количества эффективных пользователей Internet, в том числе абонентов
широкополосного доступа.

Таким
образом, можно утверждать, что в России, как и во всем мире (хотя и с поправкой
на российскую специфику), в области предоставления Internet-услуг будет
происходить сдвиг в сторону широкополосных систем.

Одной
из главных проблем при организации высокоскоростного доступа в Internet на базе
технологии асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL) является вопрос
выбора оборудования, который, особенно на начальном этапе, представляет собой
одну из самых мучительных проблем для тех, чьи решения определяют судьбу
проекта в долгосрочной перспективе.

Для
реализации проекта построения сети ADSL для доступа в глобальную сеть Internet
 было
принято решение проанализировать возможность использования аппаратных и
программных средств фирмы Alcatel или оборудования компании Cisco Systems. Анализ
проводится на основе метода анализа иерархий (МАИ).

Метод
анализа иерархий — это математический аппарат, который разработан для
решения задач многокритериальной оптимизации, который в отличие от традиционных
методов позволяет принять компромиссное решение [15].

МАИ
является систематической процедурой для иерархического представления элементов,
определяющих суть любой проблемы. Метод состоит в декомпозиции проблемы на все
более простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательности
суждений лица, принимающего решение, по парным сравнениям. В результате может
быть выражена относительная степень (интенсивность) взаимодействия элементов в
иерархии. Эти суждения затем выражаются численно. МАИ включает процедуры
синтеза множественных суждений, получения приоритетности критериев и нахождения
альтернативных решений. Полученные таким образом значения являются оценками в
шкале отношений и соответствуют так называемым жестким оценкам. 

 Сравнительный анализ оборудования ADSL.

Для
выбора на рынке средств связи оборудования ADSL,  наиболее подходящего для
реализации данного проекта, произведем сравнение двух возможных вариантов
аппаратных и программных средств, которые могут быть использованы для
проектирования данной широкополосной сети доступа: ADSL оборудование
фирмы Alcatel и компании Cisco Systems.

Возможные
варианты:

1
вариант – ADSL мультиплексоры ASAM 1000 и абонентское
оборудование фирмы Alcatel;

Сравнение
этих систем будем осуществлять по следующим показателям:

1.
Стоимость;

2.
Надежность;

3.
Легкость в эксплуатации;

4.
Обеспечение безопасности передаваемых данных;

5.
Гибкость управления оборудованием;

6.
Реализация функций бриджинга / маршрутизации;

7.
Мультипротокольность; поддержка различных сетевых интерфейсов;

8.
Цифровая передающая способность ADSL системы;

9.
Адаптация данных ASAM / DSLAM; управление
передачей данных;

10.
 Рекламная политика компаний.

1.  
Представление задачи в иерархической форме (рис.26).

 

   
               Выбор
оборудования ADSL                            I уровень (общая цель)  

                                                                                       
II
уровень (критерий)

Стоимость

Надежность

Легкость в эксплуатации

Обеспечение безопасности
передаваемых данных

Гибкость управления оборудованием

Реализация функций
бриджинга / маршрутизации

Мультипротокольность; поддержка различных сетевых интерфейсов

Цифровая передающая
способность ADSL системы

Адаптация данных в ASAM / DSLAM; управление передачей
данных

Рекламная политика
компаний

  1          2           
3             4           5             6            7            8          
9          10   

 

                                                                                               
III
уровень (альтернатива)

 ADSL оборудование
Alcatel                  ADSL система  Cisco Systems  

2.  
Установление приоритетов критериев.

Для
установления приоритетов критериев проводится попарное сравнение критериев по
отношению к общей цели, результаты попарного сравнения заносятся в матрицу. В каждую
клетку матрицы  ставится та или иная оценка (от 1 до 9) относительной важности.
Сравнивается относительная важность левых элементов матрицы с элементами
наверху. Поэтому если элемент слева важнее, чем элемент наверху, то в клетку заносится
целое число; в противном случае – обратное число (дробь). Относительная
важность любого элемента, сравниваемого с самим собой, равна 1. Данные
представлены в таблице 4.2.

В
таблице 4.1 приведена шкала оценок интенсивности относительной важности.

Таблица 4.1  Шкала
оценок интенсивности относительной важности

Интенсивность
относительной важности

Определение

1

3

5

7

9

2,4,6,8

Обратные величины приведенных чисел

Значит равную важность элементов

Умеренное превосходство одного над другим

Существенное или сильное превосходство

Значительное превосходство

Очень сильное превосходство

Промежуточные решения между соседними суждениями

Таблица 4.2 Матрица
парных сравнений критериев по отношению к общей цели.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

1

1/3

2

1/3

1/3

1/3

1

1/5

1/5

3

0,559

0,044

2

3

1

4

1

2

3

3

1/3

1

5

1,801

0,142

3

1/2

¼

1

1/4

1/3

1/2

1

1/5

1/4

2

0,469

0,037

4

3

1

4

1

1

3

3

1/3

1/3

3

1,431

0,113

5

3

½

3

1

1

3

3

1/3

1/3

3

1,297

0,102

6

3

1/3

2

1/3

1/3

1

1

1/3

1/3

3

0,771

0,061

7

1

1/3

1

1/3

1/3

1

1

1/4

1/3

2

0,601

0,047

8

5

3

5

3

3

3

4

1

2

5

3,096

0,244

9

5

1

4

3

3

3

3

1/2

1

5

2,295

0,157

10

1/3

1/5

1/2

1/3

1/3

1/3

1/2

1/5

1/5

1

0,346

0,027

                       ИС
= 0,04                  ОС = 2,4 %

Расчет
векторов приоритетов производится в следующей последовательности. Сначала
перемножаются элементы в каждой строке матрицы, и извлекается корень n- ой
степени, где n – число элементов в строке. Полученные
значения называются компонентами нормализованного вектора приоритетов,
количество компонент равняется количеству строк.

Затем полученный таким образом столбец чисeл
нормализуется делением каждого числа на сумму всех чисел, что в итоге и
является вектором приоритетов.

Индекс
согласованности (ИС) в матрице может быть приближенно получен следующим образом:

·
Суммируется каждый столбец суждений, затем сумма первого
столбца умножается на величину первой компоненты нормализованного вектора
приоритетов, сумма второго столбца – на вторую компоненту и т.д.

·
Полученные числа суммируются. Таким образом можно получить величину,
обозначаемую

·
Определяется индекс согласованности из соотношения ИС=, где n – число
сравниваемых элементов. Индекс согласованности дает информацию о степени
нарушения численной и порядковой согласованности

·
Определяется отношение согласованности (ОС) путем деления ИС
на число, соответствующее случайной согласованной матрицы того же порядка (для
матрицы 10-го порядка
случайная согласованность равна 1,49). Величина ОС должна быть порядка
10% или менее, чтобы быть приемлемой. В нашем случае отношение согласованности
много меньше 10% и не выходит за рамки допустимых. Это означает, что матрица
согласована, и суждений пересматривать не стоит.

3.  
Определение локальных приоритетов

Матрицы локальных
приоритетов, подобные матрице приоритетов критериев по отношению к главной
цели, составляются для попарного сравнения альтернатив по отношению к каждому
из критериев.

Матрицы
оценок предпочтительности ADSL оборудования по разным критериям приведены
в таблицах 4.3 … 4.12

Таблица 4.3 Матрица
попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Стоимость”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

5

2,236

0,833

Cisco Systems

1/5

1

0,447

0,167

                       
                       ИС
= 0

 Таблица 4.4 Матрица попарных сравнений  для уровня 3
по параметру “Надежность”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

               1

3

1,732

0,75

Cisco Systems

1/3

1

0,577

0,25

                       
                       ИС
= 0

Таблица 4.5 Матрица попарных сравнений  для уровня 3
по параметру “Легкость эксплуатации”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

4

2

0,8

Cisco Systems

1/4

1

0,5

0,2

                                        
                       ИС
= 0

Таблица 4.6 Матрица попарных сравнений  для уровня 3
по параметру “Обеспечение безопасности передаваемых данных”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

1/5

0,447

0,167

Cisco Systems

5

1

2,236

0,833

                                        
                       ИС
= 0

Таблица 4.7 Матрица
попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Гибкость управления
оборудованием”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

1/3

0,577

0,25

Cisco Systems

3

1

1,732

0,75

                    
                       ИС
= 0

Таблица 4.8 Матрица попарных сравнений  для уровня 3
по параметру Реализация функций бриджинга / маршрутизации

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

0,577

0,25

Cisco Systems

3

1

1,732

0,75

          
                                   ИС
= 0

Таблица 4.9 Матрица
попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Мультипротокольность; поддержка
различных сетевых интерфейсов”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

1

1

0,5

Cisco Systems

1

1

1

0,5

                      
                       ИС
= 0

Таблица 4.10 Матрица
попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Цифровая передающая
способность ADSL системы”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

4

2

0,8

Cisco Systems

1/4

1

0,5

0,2

                 
                       ИС
= 0

Таблица 4.11 Матрица
попарных сравнений  для уровня 3 по параметру “Адаптация данных в ASAM / DSLAM; управление
передачей данных”

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

3

1,732

0,75

Cisco Sytems

1/3

1

0,577

0,25

                         
                       ИС
= 0

Таблица 4.12 Матрица попарных сравнений  для уровня 3
по параметру “Рекламная политика компаний”  

Alcatel

Cisco Systems

Alcatel

1

4

2

0,8

Cisco Systems

1/4

1

0,5

0,2

                    
                       ИС
= 0

4.  
Определение глобальных приоритетов.

Следующим этапом является применение
принципа синтеза. Для каждой альтернативы находится сумма произведений
локального приоритета данной альтернативы по каждому из критериев на приоритет
соответствующего критерия по отношению к вышестоящему уровню:

,  где

 — количество критериев;

 — локальный приоритет
альтернативы  по -ому критерию;

 — локальный приоритет -ого критерия.

В таблице
4.13 приведены глобальные приоритеты:

1 
— ADSL
система
фирмы Alcatel

2  —
ADSL оборудование Cisco Systems

Таблица 4.13    Глобальные приоритеты

1

0,044

2

0,142

3

0,037

4

0,113

5

0,102

6

0,061

7

0,047

8

0,244

9

0,181

10

0,027

Приоритет

Ранг

1

0,833

0,75

0,8

0,167

0,25

0,25

0,5

0,8

0,75

0,8

0,608

1

2

0,167

0,25

0,2

0,833

0,75

0,75

0,5

0,2

0,25

0,2

0,392

2

Проведенные
расчеты показывают, что наиболее предпочтительным вариантом является 1-й
вариант, то есть проектирование сети доступа в глобальную сеть Internet  на базе ADSL оборудования
фирмы Alcatel.

Для
этого лучшего варианта произведем расчет основных экономических показателей:

—
капитальных затрат;

—
эксплуатационных расходов

4.2   Расчет капитальных
затрат и эксплуатационых расходов

4.2.1. Расчет
капитальных затрат

         На основе
данных контрактного предложения (фирма «Alcatel») от 18.02.01
составим смету на приобретение оборудования и произведем расчет капитальных
затрат на реализацию ADSL сети. Нам понадобится оборудование
оператора  (СО), абонентское оборудование (CPE), система управления
сетью и шлюз доступа в сеть Internet [14]

таблица 4.14    Смета на приобретение
оборудования

Описание

Кол-во

Стоимость единицы, доллар США

Общая стоимость, доллар США

Аппаратная часть

ADSL базовая конфигурация – оборудование
оператора

Стойка ETSI UT-9  2200mm 48VDC version 3SR

6

$8
753,36

$ 
52 520,16

                Платы

SDH-NT STM-1, SVC

6

$3
296,48

$
19 778,88

Alarm Control Unit

6

$668,80

      $4 012,80

Line board — EUR variant

41

$828,08

$
33 951,28

Passive POTS splitter 600 ohm

41

$95,04

$
3 896,64

ADSL базовая конфигурация – оборудование
клиента

Модем Speed Touch PC (PC NIC)

80

$176,00

$
14 080,00

Модем Speed Touch Home

80

$299,20

$
23 936,00

Модем Speed Touch Pro

4

$484,00

$
1 936,00

Сплиттеры

Passive POTS splitter 600 ohm

160

$24,64

$
3 942,40

ADSL базовая конфигурация – кабели

Cable MDF-ASAM 24 pair 25 meter

6

$126,72

$
760,32

Fiber and connectors SDH-NT to network

6

$72,16

$
432,96

Итого
за ADSL оборудование:

$ 
159 247,44

Система управления сетью ADSL

Сервер Oracle V7.3.2.2.0 RTU (8 conc.
users)

1

$10
825,76

$
10 825,76

ПО NM Expert 1390 Management SW (inclusive
Dataview graphical interface)

1

$27
324,24

$
27 324,24

Лицензия AWS License fee per user
(including MIB fee)

217

$24,64

$ 
5 346,88

Итого
за систему управлению:

$ 
43 496,88

Итого за ADSL сеть:

$202 744,32

Оборудование доступа в сеть Internet

Системные блоки и платы

X1000 shelf (includes fan, clock and alarm
modules).

1

$5
275,60

$ 
5 275,60

Power Supply 500 Watts DC.

2

$1
232,00

$ 
2 464,00

System Control Module, Model 120.

1

$14
960,00

$ 
14 960,00

3 WAN + 1 Ethernet

2

$4
840,00

$ 
9 680,00

Digital Modem Server 84 channels.

1

$22
000,00

$ 
22 000,00

Digital Modem Server 84 channels.

1

$17
600,00

$ 
17 600,00

ATM Line Interface with single OC-3 Single
mode IH port.

1

$8
360,00

$ 
8 360,00

DC Fuse Panel (Hendry).

1

$1
936,00

$ 
1 936,00

Switch Software, Release 2.2.

1

$3
960,00

$ 
3 960,00

Итого:

$ 
111 755,60

Итого
за оборудование доступа:

$153
208,60

Итого
за проект:

$355
952,92

Капитальные затраты включают в себя
следующие составляющие:

• Стоимость оборудования;
• Стоимость монтажа (10% от
  стоимости оборудования);
• Транспортные и
  заготовительно-складские расходы (5% от стоимости оборудования);
• Затраты на тару и упаковку
  (0,5% от стоимости оборудования).

Стоимость монтажа:

Транспортные и
заготовительно-складские расходы:

Затраты на тару и упаковку:

            Таким образом,
капитальные затраты на построение сети ADSL  составят 11 922 643, 56 рублей.

4.2.2
Расчет эксплуатационных затрат

Определим
величину годовых эксплуатационных расходов (Э).

 В процессе
обслуживания оборудования осуществляется деятельность, требующая расхода
ресурсов оператора связи. Сумма затрат за год составит фактическую
производственную себестоимость, или величину годовых эксплуатационных расходов.

Эксплуатационные
расходы являются важнейшим показателем деятельности любого хозяйствующего
субъекта, который показывает, во что обходится предприятию создание продукции
или услуг данного объема, какие затрачены для этого производственные ресурсы[13].

            В
соответствии с действующей методикой в эксплуатационные затраты включаются
следующие статьи:

• Затраты на
  оплату труда ;
• Отчисления на
  социальные нужды ;
• Амортизация
  основных фондов ;
• Материальные
  затраты ;
• Затраты на
  электроэнергию ;
• Прочие расходы
  

Сумма затрат на оплату труда определяются по формуле:

где  – величина оклада работника i–ой
категории;

       – число работников i-ой
категории;

      12 – число месяцев в году;

      1,2 – коэффициент, учитывающий премии.               

В таблице 4.15 представлены
должностные оклады согласно штатному расписанию компании:

Таблица 4.15       Должностные
оклады сотрудников компании

Должность

Численность
персонала

Оклад
(доллары США)

Инженер
технической эксплуатации

1

 700

Техник
оператор

5

Таким
образом затраты на оплату труда составят:

Отчисления
на социальные нужды представляют собой обязательные для каждого предприятия
выплаты по установленным в законодательном порядке нормам в размере 35,6%, в
том числе в государственные фонды социального страхования (4%), пенсионный
(28%), и обязательного медицинского страхования (3,6%). Отчисления на
социальные нужды напрямую зависят от фонда оплаты труда и рассчитываются по
единым для всех предприятий нормам:

Амортизация
представляет собой постепенный перенос стоимости ОПФ на стоимость вновь
создаваемой продукции или услуг по мере их износа. Количественной мерой
амортизации и ее денежным выражением являются амортизационные отчисления,
предназначенные на полное восстановление основных производственных фондов.
Амортизационные отчисления с экономической точки зрения являются денежным
эквивалентом овеществленного труда, израсходованного в течение одного
производственного цикла создания продукции. Амортизационные отчисления
рассчитываются обычным порядком, как установленный процент отчислений в год с
основных фондов. Затем определяется доля отчислений, которая зависит от
продолжительности использования вычислительной техники при эксплуатации данного
программного продукта.

В
общем виде формула расчета амортизационных отчислений имеет вид:

                       

Сумма
первоначальных затрат составляет 355 952, 92 доллара США. Годовые
нормы амортизации для вычислительной техники, информационных систем и систем
обработки данных составляют 25%. Следовательно, годовая сумма отчислений
составит: 

                        А
= 355 952, 92 * 25 / 100 = $ 88 988,23.

            Материальные
затраты составляют 0,5% от стоимости оборудования:

                        М
= 0,005*355 952, 92 = $ 1 779, 77.

Затраты
на электроэнергию составляют 1% от общих эксплуатационных расходов:

Прочие
расходы включают в себя:

a)
Обязательное страховое имущество на предприятии – 0,08% от
стоимости оборудования:

b)
расходы на ремонт оборудования в размере 2% от стоимости
оборудования:

            .

c)  
прочие административно-хозяйственные расходы в размере 20%
от расходов по труду:

Общие
эксплуатационные расходы за вычетом затрат на электроэнергию составят:

            

Общие
эксплуатационные расходы составят:

Полученные данные сведены в таблицу
4.16

Таблица 4.16 Технико-экономические показатели

Наименование
показателя

Единица
измерения

Стоимостная
оценка

1.
Капитальные
затраты

рубль

11 922 642, 98

           2.   Годовые
эксплуатационные расходы, в т.ч.:

d) Затраты
на оплату труда ;

e) Отчисления
на социальные нужды ;

f)  
Амортизация основных фондов А;

g) Материальные
затраты ;

h)  
Затраты на электроэнергию ;

i)  
Прочие расходы .

рубль

рубль

рубль

рубль

          рубль

рубль

рубль

       
4 722 060, 14

1 125 200

401 397, 12

2 580
658, 67

51 613,
33

47 220, 7

Выводы:

В результате проведенных в данном разделе расчетов
можно сделать следующие выводы:

1. На основании проведенного сравнительного
анализа  с помощью метода анализа иерархий (МАИ) сделано заключение о том, что
оборудование ADSL фирмы Alcatel выгоднее применять на сети доступа по
сравнению с оборудованием ADSL фирмы Cisco (по значению глобальных приоритетов).

ГЛАВА V. Экология и безопасность жизнедеятельности

5.1 Влияние монитора на организм
человека

Среди различных физических факторов окружающей сре­ды,
которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на человека и биологические
объекты, большую сложность пред­ставляют электромагнитные поля неионизирующей
природы, особенно относящиеся к радиочастотному излучению. Здесь неприемлем
замкнутый цикл производства без выброса загряз­няющего фактора в окружающую
среду, поскольку использует­ся уникальная способность радиоволн распространяться
на далекие расстояния. По этой же причине неприемлемо и экра­нирование излучения
и замена токсического фактора на другой менее токсический фактор. Неизбежность
воздействия электро­магнитного излучения (ЭМИ) на население и окружающую жи­вую
природу стало данью современному техническому прогрессу и все более широкому
применению телевидения и радиовеща­ния, радиосвязи и радиолокации,
использования СВЧ-излучающих приборов и технологий и т.п. И хотя возможна
определенная канализация излучения, уменьшающая нежелательное облуче­ние
населения, и регламентация во время работ излучающих устройств, дальнейший
технический прогресс все же повышает вероятность воздействия ЭМИ на человека.
Поэтому здесь не­достаточны упомянутые меры уменьшения загрязнения окру­жающей
среды.

На возможность неблагоприятного влияния на организм
человека электромагнитных полей (ЭМП) было обращено вни­мание еще в конце 40-х
годов. В результате обследования лю­дей. работающих в условиях воздействия ЭМП
значительной интенсивности, было показано, что наиболее чувствительными к
данному воздействию являются нервная и сердечно-сосудис­тая системы. Описаны
изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокринной системы,
метаболических процессов, за­болевания органов зрения. Было установлено, что
клинические проявления воздействия радиоволн наиболее часто характери­зуются астеническими
и вегетативными реакциями .

В условиях длительного профессионального облучения с
периодическим повышением предельно допустимых уровней (ПДУ) у части людей
отмечали функциональные перемены в органах пищеварения, выражающиеся в
изменении секреции кислотности желудочного сока, а также в явлениях дискинезии
кишечника.

При длительном профессиональном облучении выявлены
также функциональные сдвиги со стороны эндокринной систе­мы: повышение
функциональной активности щитовидной желе­зы, изменение характера сахарной
кривой и т.д.

В последние годы появляются сообщения о возможности
индукции ЭМИ злокачественных заболеваний. Еще немногочис­ленные данные все же
говорят, что наибольшее число случаев приходится на опухоли кроветворных тканей
и на лейкоз в частности./Это становится общей закономерностью канцероген­ного
эффекта при воздействиях на организм человека и живот­ных физических факторов
различной природы и в ряде других случаев.

Видеодисплеи персональных компьютеров (ВДПК) исполь­зуют
в процессе повседневной деятельности миллионы служа­щих во всем мире.
Компьютеризация в нашей стране принимает широкий размах, и многие сотни тысяч
людей проводят боль­шую часть рабочего дня за экраном дисплея. Наряду с призна­нием
несомненной пользы применение компьютерной техники вызывает беспокойство за
свое здоровье и многочисленные жа­лобы пользователей ПК.

Имеются статистические данные, согласно которым лица,
работающие с ЭВМ, более беспокойны, подозрительны, чаще избегают общения, а
также недоверчивы, раздражительны,склонны к повышенной самооценке, высокомерны,
фиксируют внима­ние на неудачах [6].

 ХАРАКТЕРИСТИКА
ЭМИ ВИДЕОТЕРМИНАЛОВ КОМПЬЮТЕРОВ

Дисплеи
персональных компьютеров, выполненные на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ).
являются потенциальными источниками мягкого рентгеновского, ультрафиолетового
(УФ), инфракрасного (ИК), видимого, радиочастотного, сверх- и низ­кочастотного
ЭМИ .

Сотрудники Центра
электромагнитной безопасности про­вели независимое исследование ряда
компьютеров, наиболее рас­пространенных на нашем рынке, и установили, что «уровень
электромагнитных полей в зоне размещения пользователя превышает биологически
опасный уровень.»

Последствия
регулярной работы с компьюте­ром без применения защитных средств:

•
заболевания органов зрения (60 процентов пользователей);

• болезни
сердечно-сосудистой системы (60 процентов);

• заболевания желудочно-кишечного тракта (40 процентов);

• кожные заболевания (Ю процентов);

• различные опухоли.

Особенно опасно электромагнитное излучение
компьюте­ра для детей и беременных женщин. Установлено, что у бере­менных
женщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с
90-процентной вероятностью в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и в 2,5 раза чаще
появля­ются на свет дети с врожденными пороками [10].

 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ЭМИ

Осуществляемое в нашей стране гигиеническое
нормиро­вание электромагнитного «загрязнения» окружающей среды в
своих основополагающих позициях базируется на общих мето­дологических принципах
регламентации условий в населенных местах, разработанных несколькими
поколениями ученых-гигиенистов.

Общей методологической основой работ по обоснованию
гигиенических нормативов различных факторов окружающей среды является
проведение многоплановых исследований — опы­тов на лабораторных животных, а
также наблюдений за людьми в соответствующих реальных или моделируемых
ситуациях. На этой основе за допустимые уровни факторов окружающей сре­ды
принимают такую их выраженность, которая при воздейст­вии на организм человека
периодически или в течение всей жизни не вызывает соматических иди психических
заболеваний (в том числе скрытых или временно компенсируемых) или дру­гих
изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных реакций,
обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки
жизни настоящего или будущих поколений. Таким образом, соблюде­ние допустимых
уровней должно обеспечить сохранение сред­ней продолжительности жизни, показателей
физического развития, состояния высшей нервной деятельности, работоспо­собности,
поведения, репродуктивной функции, способности адекватного адаптирования к
среде обитания, биохимических и физиологических констант организма человека.

Учитывая специфику воздействия ЭМП на население (воз­можность
круглосуточного и в течение всей жизни воздействия на. большие контингенты
людей, в том числе детей, обладающих повышенной чувствительностью к вредным
влияниям), неблаго­приятными следует считать существенные отклонения от нор­мы
любой жизненно важной функции организма.

В соответствии с принципом единства организма
как сис­темы взаимосвязанных подсистем, появление возрастающих по ‘ значимости
функциональных изменений хотя бы в одной под­системе организма может привести к
возникновению неблаго­приятных реакций и в других подсистемах. Поэтому оно
должно расцениваться как показатель неблагоприятного воздействия, которое может
привести к появлению патологических, необра­тимых реакций при продолжающемся
воздействии.

Одним из наиболее сложных и до настоящего
времени окончательно не решенных вопросов является экстраполяция результатов
экспериментальных исследований с животных на человека.

При нормировании ЭМП, как и других факторов
окру­жающей среды, в населенных местах оценочным критерием их действия на
организм служат не патологические, а функцио­нальные изменения, при этом в
качестве допустимого уровня ЭМП принимают подпороговые величины, которые не
вызыва­ют компенсаторного напряжения функциональных систем орга­низма.

Широкий
спектр частот электромагнитных сигналов, их различный энергетический вклад
создают существенные слож­ности для измерений и, комплексной оценки.

рисунок
27.Зоны компьютерного излучения  1. Вид сверху

                    
2. Вид сбоку

3. Использование средств защиты от ЭМИ

 — Зона
размещения пользователя:

 — зона
распространения электромагнитных полей;

1 — монитор
без системы электромагнитной защиты;

2 — монитор с
защитным фильтром на экране;

3 — монитор с
полной электромагнитной защитой,

ОПАСНО ЛИ РАБОТАТЬ ЗА ПЕРСОНАЛЬНЫМ
КОМПЬЮТЕРОМ? РЕГЛАМЕНТАЦИЯ И СПОСОБЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Персональные компьютеры (ПК) заняли прочное
место в деятельности очень многих людей. Сейчас уже невозможно пред­ставить
полноценную трудовую деятельность на предприятиях, в частном бизнесе, да и в процессе
обучения без ПК. Но все это «не может не вызывать обеспокоенности в
отношении их вредно­го влияния на состояние здоровья пользователей. Недооценка
особенностей работы с дисплеями, помимо снижения надежнос­ти и эффективности
работы с ними, приводит к существенным проблемам со здоровьем.

Выполнение рекомендаций по эксплуатации компьютеров
позволяет значительно снизить вредные воздействия находящих­ся в эксплуатации
ПЭВМ. В первую очередь, безопасность при работе с ПК может быть обеспечена за
счет рационального размещения компьютеров в помещениях, правильной организа­ции
рабочего дня пользователей, а также за счет применения средств повышения
контраста и защиты от бликов на экране, электромагнитных излучений и
электростатического поля .

Рекомендуется, например, чтобы экран дисплея находил­ся
от глаз пользователя на расстоянии 50 (не ближе) — 70 см.

Режимы трудами отдыха при работе с ПЭВМ,
согласно, зависят от категории трудовой деятельности. Все работы с ПЭВМ делятся
на три категории:

1.
Эпизодическое считывание и ввод информации не более 2-х ч. за 8-часовую рабочую
смену.

2.
Считывание информации или творческая работа не более 4-х ч. за 8-часовую смену.

3.
Считывание информации или творческая работа более 4-х ч. за 8-часовую смену.

Продолжительность непрерывной работы с ПЭВМ не долж­на
превышать 2 ч.

При 8-часовой рабочей смене регламентированные пере­рывы
рекомендуется устанавливать следующим образом:

• для 1 категории работ с ПЭВМ — через 2 ч. от начала смены и через 2 ч.
после обеденного перерыва продолжительностью 15 мин. каждый;

• для 2
категории — через 2 ч, от начала смены и через 2 ч, после обеденного перерыва
продолжительностью 15 мин. каж­дый или продолжительностью 10 мин. через каждый
час рабо­ты;

• для 3 категории — через 2 ч. от
начала смены, через 1,5 и 2,5 ч. после обеденного перерыва продолжительностью
5-15 мин.

Если в помещении эксплуатируется более
одного ком­пьютера, то следует учесть, что на пользователя одного ком­пьютера
могут воздействовать излучения от других ПЭВМ, в первую очередь со стороны
боковых, а также и задней стенки дисплея. Учитывая, что от излучения со стороны
экрана дис­плея можно защититься применением специальных фильтров, необходимо,
чтобы пользователь размещался от боковых и зад­них стенок других дисплеев на
расстоянии не менее 1 м.

На мониторы рекомендуется устанавливать
защитные фильтры класса полной защиты, которые обеспе­чивают практически полную
защиту от всех вредных воздейст­вий монитора в электромагнитном спектре и позволяют
уменьшить блик от электронно-лучевой трубки, а также повы­сить читаемость
символов.

В нашей стране существует Центр
электромагнитной без­опасности, где разрабатываются всевозможные средства
защиты от электромагнитного излучения: специальная защитная одеж­да,
всевозможные ткани и прочие защитные материалы, которые могут обезопасить любой
прибор. Но до внедрения подобных разработок в широкое и повседневное их использование
пока далеко. Так что каждый пользователь должен позаботиться о средствах своей
индивидуальной защиты сам, и чем скорее, тем  лучше.

Требования к
видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам

 Визуальные
эргономические параметры ВДТ являют­ся параметрами безопасности, и их
неправильный выбор приво­дит к ухудшению здоровья пользователей.

Все ВДТ должны иметь гигиенический
сертификат, вклю­чающий в том числе оценку визуальных параметров.

 Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность
эрго­номических .параметров должны обеспечивать надежное и ком­фортное
считывание отображаемой информации в условиях эксплуатации.

 Конструкция ВДТ должна обеспечивать
возможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в го­ризонтальной
плоскости вокруг вертикальной оси в пределах +/- 30 градусов и в вертикальной
плоскости вокруг гори­зонтальной оси в пределах +/- 30 градусов с фиксацией в
заданном положении. Дизайн ВДТ должен предусматривать ок­раску корпуса в
спокойные мягкие тона с диффузным рассеива­нием света. Корпус ВДТ и ПЭВМ,
клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность
одного цвета с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь блестя­щих деталей,
способных создавать блики. На лицевой стороне корпуса ВДТ не рекомендуется
располагать органы управления, маркировку, какие-либо вспомогательные надписи и
обозначе­ния- При необходимости расположения органов управления на лицевой
панели они должны закрываться крышкой или быть утоплены в корпусе.

 Для обеспечения надежности считывания
информа­ции при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны быть
определены оптимальные и допустимые диапазо­ны визуальных эргономических параметров.
  При
проектировании и разработке ВДТ сочетания визуальных эргономических параметров
и их значения,

соответствующие
оптимальным и допустимым диапазонам, полученные в результате испытаний в
специализированных лабораториях, аккредитованных в установленном порядке, и
подтвержденные соответствующими протоколами, должны быть внесены в техническую
документацию на ВДТ.

Примечание: все ранее разработанные и
находящиеся в эксплуатации типы отечественных и зарубежных ВДТ должны быть
испытаны в течение года после утверждения настоящих Санитарных правил.

 Конструкция ВДТ
должна предусматривать наличие ручек регулировки яркости и контраста,
обеспечивающих воз­можность регулировки этих параметров от минимальных до мак­симальных
значений.

 В технической
документации на ВДТ должны быть установлены требования на визуальные параметры,
соответ­ствующие действующим на момент разработкам или импорта ГОСТ и
признанным в Российской Федерации международным стандартам.

 В целях защиты от
электромагнитных и электрических полей допускается применение средств
индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и
имею­щих соответствующий гигиенический сертификат [8].

 Требования к
помещениям для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ

 Помещения
с ВДТ и ПЭВМ должны иметь естествен­ное и искусственное освещение.

 Естественное
освещение должно осуществляться че­рез светопроемы, ориентированные
преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент
естественной ос­вещенности (КЕО) не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным
покровом и не ниже 1,5% на остальной территории.

 Расположение
рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ для взрослых пользователей в подвальных помещениях не
допуска­ется. Размещение рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ во всех учебных заведениях и
дошкольных учреждениях не допускается в цо­кольных и подвальных помещениях.

 Производственные помещения, в которых для рабо­ты
используются преимущественно ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные
и др.) и учебные помещения (аудито­рии вычислительной техники, дисплейные
классы, кабинеты и др.), не должны граничить с помещениями, в которых уровни
шума и вибрации превышают нормируемые значения (механи­ческие цеха, мастерские,
гимнастические залы и т.п.).

 Звукоизоляция ограждающих конструкций помеще­ний с
ВДТ и ПЭВМ должна отвечать гигиеническим требованиям и обеспечивать нормируемые
параметры шума согласно требо­ваниям настоящих Санитарных правил-

 Помещения с ВДТ и
ПЭВМ должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или
эффек­тивной приточно-вытяжной вентиляцией. Расчет воздухообмена следует
проводить по теплоизбыткам от машин, людей, солнеч­ной радиации и искусственного
освещения.

 Требования к
освещению помещений и рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

 Искусственное освещение в помещениях эксплуата­ции
ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В
производственных и администра­тивно-общественных помещениях, в случаях
преимущественной

работы с документами, допускается применение
комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются
светильники местного освещения, предназначенные I освещения зоны
расположения документов).

 Освещенность на поверхности стола в зоне размещения
рабочего документа должна быть 300-500 лк.(минимальный
размер объекта различения-толщина штриха буквы-0.3 мм, отсюда разряд зрительной
работы – работа высокой точности ). Допускается установка светильников местного освещения для подсветки
документов. Местное освещение не должно создавать бликов поверхности экрана и
увеличивать освещенность экрана более 300 лк

 Следует ограничивать прямую блесткость от источников
освещения, при этом яркость светящихся поверхности (окна, светильники и др.),
находящихся в поле зрения, доля быть не более 200 кд/кв.м.

 Следует ограничивать отраженную блесткость на
рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за с’ правильного выбора
типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам
естественного и искус венного освещения,

 Следует ограничивать неравномерность распределения
яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости
между рабочими поверхностями должно превышать 3:^-5:]. а между рабочими
поверхностям поверхностями стен и оборудования — 10:1.

 В качестве источников света при искусственном
освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При
устройстве отраженного освещения производственных и административно-общественных
помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт.
Допускается применение ламп накаливание светильниках местного освещения.

         Общее
освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников,
расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии
зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ. При периметральном рас­положении
компьютеров линии светильников должны находить­ся ближе к переднему краю,
обращенному к оператору.

 Для обеспечения нормируемых значений освещен­ности в
помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует про­водить чистку стекол оконных
рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену
перегоревших ламп.

Требования
к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световым
проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно
слева

Схемы размещения рабочих мест с ВДТ и ПЭ
должны учитывать расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в
направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого
видеомонитора), которое должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми
поверхностями видеомониторов — не менее 1,2 м.

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ в залах электрон
вычислительных машин или в помещениях с источниками вред производственных
факторов должны размещаться в изолированных кабинах с организованным воздухообменом.

 Оконные проемы в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ
должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа: жалюзи, занавесей
(п.5.5), внешних козырьков и

 Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ при выполнении творческой
работы, требующей значительного умственного  напряжения или высокой концентрации
внимания, следует изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5-2,0 м.

 Шкафы, сейфы, стеллажи для хранения дисков, дискет,
комплектующих деталей, запасных блоков ВДТ и ПЭВМ инструментов, следует располагать
в подсобных помещения для учебных заведений — в лаборантских.

При отсутствии подсобных помещений или лаборантов
допускается размещение шкафов, сейфов и стеллажей в помещениях
непосредственного использования ВДТ и ПЭВМ при соблюдении требований,
изложенных в настоящем разделе.

В подсобных помещениях или в лаборантских
должны размещаться рабочий стол и радиомонтажный сто оборудованный местным
отсосом на телескопическом воздуховоде с шарнирным соединением, позволяющим
устанавливать воздухоприемник в нужном положении, с исходной скорость 5-6 м/с
во всасывающей плоскости.

         При конструировании
оборудования и организации рабочего места пользователя ВДТ и ПЭВМ следует
обеспечить соответствие конструкции всех элементов рабочего места и их
взаимного расположения эргономическим требованиям с уче­том характера
выполняемой пользователем деятельности, комплектности технических средств, форм
организации труда и основного рабочего положения пользователя.

 Конструкция рабочего стола должна
обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемо­го
оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей (размер ВДТ
и ПЭВМ, клавиатуры, пюпитра и др.), характера выполняемой работы- При этом допускается
использование рабочих столов различных конструкций, отвеча­ющих современным
требованиям эргономики.

 Конструкция рабочего стула (кресла) должна
обес­печивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ВДТ и ПЭВМ,
позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц
шейно-плечевой области и спи­ны для предупреждения развития утомления.

Тип рабочего стула (кресла) должен
выбираться в зави­симости от характера и продолжительности работы с ВДТ и ПЭВМ
с учетом роста пользователя.

 Рабочий стул (кресло) должен быть
подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки,
а также расстоянию спинки от переднего края сиде­нья, при этом регулировка
каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную
фикса­цию.

 Поверхность сиденья, спинки и других
элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, не­электризующимся
и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

 Экран видеомонитора должен находиться от
глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с
учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

 В помещениях с ВДТ и ПЭВМ ежедневно должна
проводиться влажная уборка.

 Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны быть оснаще­ны
аптечкой первой помощи и углекислыми огнетушителями.

 Требования к
организации режима труда и отдыха при работе с ПЭВМ и ВДТ

 Режимы труда и отдыха при работе с ПЭВМ и
ВДТ должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой
деятельности.

 Виды трудовой деятельности разделяются на 3 груп­пы:
группа А — работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным
запросом; группа Б — рабо­та по вводу информации; группа В — творческая работа
в режи­ме диалога с ЭВМ. При выполнении в течение рабочей смены работ,
относящихся к разным видам трудовой деятельности, за основную работу с ПЭВМ и
ВДТ следует принимать такую, которая занимает не менее 50% времени в течение
рабочей смены или рабочего дня.

 Для видов трудовой деятельности устанавливается 3
категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ, которые определяются:
для группы А — по суммарному числу считываемых знаков за рабочую смену, но не более
60 000 знаков за смену; для группы Б — по суммарному числу считываемых или
вводимых знаков за рабочую смену, но не более 40 000 знаков за смену; для
группы В — по суммарно­му времени непосредственной работы с ВДТ и ПЭВМ за рабо­чую
смену, но не более 6 часов за смену.

 Продолжительность обеденного перерыва опреде­ляется
действующим законодательством о труде и Правилами внутреннего трудового распорядка
предприятия (организации, учреждения).

 Для обеспечения оптимальной работоспособности и
сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены
должны устанавливаться регламен­тированные перерывы,

 Время регламентированных перерывов в течение рабочей
смены следует устанавливать в зависимости от ее про­должительности, вида и
категории трудовой деятельности (при­ложение 15).

 Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без
регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.                                

 При работе с ВДТ и ПЭВМ в ночную смену, (с 22 до 6
часов), независимо от категории и вида трудовой деятель­ности,
продолжительность регламентированных перерывов должна увеличиваться на 60
минут.

 При 8-часовой рабочей смене и работе на ВДТ и ПЭВМ
регламентированные перерывы следует устанавливать:

— для
1 категории работ — через 2 часа от начала рабочей смены и через два часа после
обеденного перерыва продолжи­тельностью 15 минут каждый;

— для
2 категории работ — через 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5-2,0 часа
после обеденного перерыва продол­жительностью 15 минут каждый или продолжительностью
10 минут через каждый час работы;

—  
для 3 категории работ —
через 1,5-2,0 часа от начала рабочей смены и через 1,5-2,0 часа после
обеденного перерыва продолжительностью 20 минут каждый или продолжительнос­тью
15 минут через каждый час работы

 При 12-часовой рабочей смене
регламентированные перерывы должны устанавливаться в первые 8 часов работы
аналогично перерывам при 8-ми часовой рабочей смене, а течение последних 4
часов работы, независимо от категории вида работ, каждый час продолжительностью
15 минут.

      Во время регламентированных перерывов с цель
снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора,
устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития познотонического
утомления целесообразно выполнять комплексы упражнений.

  С целью уменьшения отрицательного влияния
монотонии целесообразно применять чередование операций осмысления текста и
числовых данных, чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение
содержания работы).

 В случаях возникновения у работающих с ВДТ
ПЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений,
несмотря на соблюдение санитарно- гигиенических, эргономических требований,
режимов труда отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении 
времени работ с ВДТ и ПЭВМ, коррекцию длительности перерывов для отдыха или
проводить смену деятельности [ другую, не связанную с использованием ВДТ
И.ПЭВМ.

Таблица 5.1 Нормируемые визуальные параметры
видеодисплейных терминалов

№ п/п

Наименование параметров

Значения параметров

1

Контраст (для монохромных ВДТ)

от 3:1 до 1,5:1

2

Неравномерность яркости

3

Неравномерность яркости

4

Формат матрицы знака

прописных букв и цифр, (для

отображения диакритических

знаков и строчных букв с

5

Отношение ширины знака к его

высоте для прописных букв

от 0.5 до 1,0)

6

Размер минимального элемента

7

Угол наклона линии наблюдения, град.

8

Угол наблюдения, град.

9

Допустимое горизонтальное сме­

10

Допустимое вертикальное

11

угольника не должно превышать:

— по
горизонтали

          В1+В2

Дверь

5.2 Расчет
естественной освещенности в производственном помещении.

         Рабочий
зал  расположен на третьем этаже здания. На противоположной стороне улицы на
расстоянии L=10 м находится здание, с высотой карниза H=20 м над
уровнем подоконника зала. Длина машинного зала — А=15 м, ширина
— В=9 м, высота
— h=5,5 м.

         Необходимо
определить:

1)
площадь световых проемов в помещении для обеспечения нормируемой
освещенности (площадь остекления);

2)
число окон;

3)
размещение окон с целью равномерности естественного
освещения.

        
1. Необходимая площадь окон, для создания нормируемой естественной освещенности
в зале, определяется по формуле

где Sп — площадь
пола в производственном помещении, м^2             

      Sп=Sпт(площадь
потолка)=А´В=15´9=135 м^2

      Sст(стены)=(А+В)´2´h= (15+9)´2´5,5= 264 м^2

Lmin — минимальный
коэффициент естественной освещенности [11]

Lmin=3 — работа
высокой точности (разряд работ — 3)

h0 -коэффициент
световой характеристики окна

         Но для
этого определим:

а)
параметр окна — h1, м

h1 — возвышение
верхнего края окна над горизонтальной рабочей поверхностью, м;

h0=3,5 м — высота окна, h`=1,0 м — расстояние
от пола до подоконника, hраб=1,5 м — высота рабочей поверхности над уровнем
пола.

h1=3,5+1,0-1,5=3 м

б) отношение длины
помещения А, м, к ширине В, м:

А/В=15/9=1,67

в) отношение ширины
помещения В, м, к параметру окна h1, м:

В/h1=9/3=3

         По
полученным значениям (а,б,в) находим значение h0

h0= 20

      к —
коэффициент, учитывающий затемнение окна противостоящим зданием,  по
предварительно найденному отношению — расстояния между противостоящими зданиями
L, м, к
высоте карниза противостоящего здания над уровнем подоконника рассматриваемого
окна Н, м:                L/H=10/20= 0,5 м

      r0 —
коэффициент светопропускания в помещении категории Б. Положение остекления —
вертикальное, при деревянных и железобетонных одинарных переплетах. Освещение
естественное, боковое, одностороннее.

r0= 0,5

      r1 — коэффициент,
учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении

При
этом r1 зависит от
средневзвешенного коэффициента отражения света от ограждающих поверхностей
помещения rср. Этот коэффициент находится из соотношения:

Sп, Sст, Sпт — были
найдены выше, а rп, rст, rпт —
соответственно коэффициенты отражения от пола, стены и потолка

rп=0,3 , rст=0,3 , rпт=0,7  

rср=(0,3´135+0,3´264+0,7´135)/(2´135+264)»0,4

r1=4

         Площадь
окон, необходимая для создания нормируемой естественной освещенности в зале
равна:

S0=(135´3´20´1,7)/(100´0,5´4)= 49 м^2

         2. Зная
площадь одного окна S=h0´b0= 3,5´2,0=7,0 м^2, находим количество
окон, необходимое для соблюдения нормируемой естественной освещенности в машинном
зале: n=S0/S=49/7=7
окон;

      где b0=2,0 м —
ширина окна                              n=7 окон

        
3. В боковой стене, по длине помещения, размещения n окон, с межоконным
промежутком b;

Заключение

В
настоящее время бурно развиваются сетевые технологии.

На
сегодняшний день существует несколько альтернативных методов доступа в
Интернет.

Наиболее
распространенным, из которых является  коммутируемый доступ через  телефонную
сеть. Однако, этот метод доступа обладает рядом недостатков. Например, низкая
скорость, трудности с дозвоном до провайдера, неустойчивые соединения,
перегрузка телефонной сети.

Эти
недостатки можно устранить, используя наиболее перспективный для массового
использования метод доступа, на базе технологии ADSL.

Во
II главе описывается оборудование ADSL компании “Алкатель”, занимающей ведущие
позиции на мировом рынке связи (Мультиплексор доступа ASAM и клиентское
оборудование).

В
III главе производится расчет сети доступа заказчика компании ”Алкатель”, на
базе оборудования ADSL, который также включает в себя расчет пропускной
способности каналов связи.

В
IV главе – технико-экономическое обоснование проекта, произведенное по методу
анализа иерархий (МАИ), в котором сравнивалось ADSL оборудование компаний
“Алкатель” и “Cisco Systems”, а также рассчитывались капитальные затраты и
эксплуатационные расходы на организацию сети доступа.

В
V главе разрабатывались вопросы экологии и безопасности жизнедеятельности. Был
произведен анализ влияния монитора на организм человека и рассчитана
естественная освещенность в производственном помещении

Таким
образом, был разработан проект сети доступа:

—  
Сетевая архитектура;

—  
Комплектация оборудования.

Проведенный
расчет пропускной способности подтвердил, что данная сеть доступа будет
работать с заданным качеством.

Сравнительный
анализ  оборудования  компании “Алкатель”  и компании “Cisco” показал явные
преимущества оборудования компании “Алкатель”.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1.  
. Под редакцией В.Ю. Деарт, Д.М. Броннер
Асимметричная цифровая абонентская линия. Теоретические основы.Учебное пособие.  2001- 41с

2.  
Под редакцией В.Ю. Деарт, Д.М. Броннер. Асимметричная
цифровая абонентская линия.Описание системы. Учебное пособие.  2001- 36с.

3.  
 Internet Access  Учебное
пособие 2000-25с.

4.  
Б. Крук, В. Попантонопуло. Телекоммуникационные системы и
сети  Сиб. Предприятие “Наука” РАН. 1998- 523с.

5.  
 С. Симонович, Т. Евсеев. Сетевые технологии. ДЕСС КОМ.
Информ-Пресс. М. 2000-221с.

6.  
И. Коваленко, В. Рябец. Охрана труда при работе на
видеотерминалах. Обзор. Информ. Вып. 6. М. ВЦНИИОТ ВЦСПС. 1986-78с.

7.  
В. Олифер, Н. Олифер. Компьютерные сети. Принципы.
Технологии, протоколы, С-П, Интермир, 2000, 267с

8.  
 Б. Сынзыныс, А. Ильин. Биологическая опасность и нормирование
электромагнитных излучений персональных компьютеров. М. Русполиграф-1997-62с.

9.  
 В. Дурнев и др. Электросвязь. Введение в специальность. М.
Радио и связь. 1988-215с.

10.
 Н. Баклашов и др. Охрана труда на предприятиях почтовой
связи. М. Радио и связь. 1989-288с. 

11.
 П. Домин. Основы техники безопасности в электроустройствах.
Учебное пособие для вузов. М. Энергоатомиздат. 1984-448с.

12.
Б. Терехов. Охрана труда и охрана окружающей среды. Учебное
пособие. МИС 1990-21с.

13.
С. Есиков. Методы и практика расчетов экономической
эффективности новой техники связи. М. Связь. 1980-156с.

14.
Н. Резникова, Е. Демина. Методические указания по
технико-экономическому обоснованию дипломных проектов для технических
факультетов. М. Информсвязьиздат. 2000-60с.

15.
Т. Саати, К. Керис. Аналитическое планирование. Организация
систем. М. Радио и связь. 1998-224с.

Список
демонстрационных плакатов

1.   Плакат
№1.”Принцип организации ADSL” (рис.4)

2.   Плакат №2.
“Распределение спектра частот” (рис.15, табл.1.3)

3.   Плакат №3.
“Структура проектируемой сети доступа” (рис.24)

4.   Плакат №4.
“Состав оборудования сети” (рис.25)

Приложение
1

Список сокращений

ADSL – Asymmetrical
Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия

BER – Bit Error Rate – коэффициент ошибок по
битам

CAP – Carrierless Amplitude Phase modulation –
амплитудно-фазовая модуляция без передачи несущей

DMT – Discrete Multi-Tone – дискретная многотональная
модуляция

EC    — Echo Cancellation – эхо-компенсация

EMC – Electro-Magnetic Compatibility – электромагнитная
совместимость

ETSI – European Telecommunications Standarts Institute –
Европейский институт по стандартизации в области связи

FDM – Frequency Division Multiplexing – частотное разделение
каналов

FEXT – Far End CROSSTalk – переходное влияние на дальнем
конце

ICI – Inter – Carrier Interference – интерференция между
несущими

IFFT – Inverse Fast Fourier Transform – инверсное быстрое
преобразование Фурье

ISDN – Integrated Service Digital Network – цифровая сеть с
интеграцией служб

ISI – Inter Symbol Interference – межсимвольная
интерференция

 NEXT – Near End CROSSTalk – переходное влияние на ближнем
конце

PS – POTS Splitter – ФНЧ для выделения сигналов аналоговой
телефонии

RFI Radio Frequency Interference – радиочастотная
интерференция

RS –Reed-Solomon – код Рида-Соломона

SNR –Signal to Noise Ratio – отношение сигнал/шум

UTP – Unshielded Twisted Pair – неэкранированная
симметричная пара

Федеральное государственное 
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Московский государственный 
институт электроники и математики

(технический 
университет)»

Кафедра
ИКТ

Курсовой проект по дисциплине

«Cети ЭВМ и телекоммуникации»

на тему:

«Провайдер 
интернет в коттеджном поселке»

Выполнил

Соколкин Олег Сергеевич

АВТ, группа С-64

___________________

Руководитель

д.т.н., профессор

Леохин Юрий Львович

___________________

Москва 2012

Содержание

Аннотация

В данной курсовой работе была разработана 
сеть передачи данных для провайдера
Интернет коттеджного поселка. В 
процессе выполнения работы была детально
проанализированна предметная область,
определенны

 основные 
задачи и требования. В работе 
также приведены полные спецификации 
всего использованного

 сетевого 
оборудования и произведен расчет 
стоимости реализации проекта.

Техническое задание

• 1. Цель

Спроектировать вычислительную сеть для
провайдера Интернет в коттеджном поселке.
Необходимо обеспечить высокоскоростным
доступом в интернет жителей небольшого
коттеджного поселка, где люди живут круглогодично.
Особенностями сети являются: использование
ADSL и наличие большого объема трафика.

• 2. Задачи

Для достижения
поставленной цели необходимо решить
следующие задачи:

• Проанализировать исходные данные о телефонной сети и структуре коттеджного поселка.
• Разработать логическую структуру сети в поселке.
• Разработать функиональную схему сети.
• Определение необходимого оборудования для обеспечения функциональности сети с запасом вычислительных мощностей.
• Произвести рассчет стоимости проекта.

• 3. Требования

Сеть должна
отвечать следующим требованиям:

• Обеспечивать всем жителям поселка высокоскоростной доступ к сети Интернет
• Подключение к сети Интернет конечных пользователей должно производиться по уже существующим телефонным линиям
• Используемое оборудование должно обладать определенным техническим ресурсом безотказности

Анализ технического
задания

Прежде, чем 
начать построение логической или физической
модели проектируемой сети, необходимо
рассчитать планируемую нагрузку на
сеть, вычислить предполагаемую пропускную
способность, которую может обеспечить
телефонная линия в рамках данного проекта. Также
необходимо более подробно проанализировать
задачи, стоящие перед сетевым оборудованием
и в соответствии со всеми требуемыми
критериями заняться рассчетом сети и
подбором требуемого обородувания.

В коттеджном
поселке необходимо обеспечить доступом в интернет
20 домов. АТС находится на расстоянии 3км
от поселка и в качестве телефонного кабеля
используется кабель с сечением 0,5мм^2,
что обеспечивает максимальную скорость
передачи данных с использованием технологии
ADSL. ADSL используется стандарта ANSI T1.413,
который обеспечивает максимальную скорость
исходящего трафика 8 Мбит/сек.

Общие теоритические 
данные

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская
линия) — это технология модемной
связи, использующая телефонные аналоговые
линии для обеспечения высокоскоростного
доступа в интернет. Доступная полоса
пропускания канала распределена ассиметрично
между исходящим и входящим трафиком.
Поскольку у большинства пользователей
большая часть трафика — входящая, скорость
исходящего трафика намного ниже. Поскольку
ADSL, как и коммутируемая связь, использует
телефонные линии, провайдерам необходимо
устанавливать свое оборудование на АТС.
Различие с коммутируемым доступом заключается
в необходимости установки обородувания
на каждой АТС, абоненты которой пользуются
услугами данного провайдера. Очевидным
плюсом технологии ADSL является отсутствие
дополнительных кабелей до компьютера
клиента. Главным минусом, из-за которого
в последнее время спрос на такой тип подключения
угасает, являются сильные ограничения
в скорости трафика, особенно исходящего.
Так, для технологии ADSL (стандарт ANSI T1.413)
максимальная скорость входного потока
ограничена 8,1 Мбит/сек, а скорость исходящего
трафика ужимается в совсем скромные рамки
1,3 Мбит/сек, чего решительно не хватает
для использования p2p-сетей и видеосвязи.

Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов
достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL
технологии цифровая информация передается
вне диапазона частот стандартного канала
ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные
на телефонной станции отсекут частоту
выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой
телефонной станции установить оборудование
доступа к территориально-распределенным
сетям (коммутатор или маршрутизатор).

Доступ к 
сети интернет с использованием технологии
ADSL организуется с помощью модема
ADSL (непосредственно у конечного 
пользователя), DSL Access Module (DSLAM) и частотных 
разделителей (POTS splitter). На участке между
ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока: высокоскоростной
поток к абоненту (26КГц — 1,1МГц), двунаправленный
служебный и речевой канал в стандартном
диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц).

Частотные разделители 
выделяют телефонный поток и направляют
его к телефонному аппарату, обеспечивая таким
образом возможность использования телефона
в любое время, вне зависимости от состояния
подключения к сети интернет. Так же такая
схема подключения позволяет в случае
проблем с каким-либо ADSL-оборудованием
использовать обычный коммутируемый доступ
к сети интернет. Конструкционно сплиттер
представляет собой частотный фильтр,
который может быть как интегрирован в
ADSL-модем, так и быть самостоятельным устройством.

Схема организации
ADSL-соеденения

Распределение частот в ADSL

Провайдер мультиплексирует
множество абонентских линий DSL в 
одну высокоскоростную

магистральную
сеть с помощью мультиплексора доступа
(DSL Access Multiplexer, DSLAM). Находясь на

 центральном 
узле, DSLAM объединяет трафик данных 
с нескольких линий DSL и подает в магистраль

 провайдера услуг, 
а магистраль уже доставляет 
его всем адресатам в сети.
Обычно DSLAM подключается к

 сети ATM (Asynchronous Transfer Mode
— асинхронный способ передачи 
данных) по каналам PVC (Постоянный

 виртуальный канал)
с провайдерами услуг Internet и другими сетями.

Пропускная 
способность сети ADSL

Значения пропускной
способности для сетевых технологий
регламентированы и приводятся в 
стандарте. Однако, для сети ADSL характерна
особенная зависимость пропускной
способности от качества канала.
Характеристики линии ухудшаются с увеличением
её длины или уменьшением сечения телефонного
кабеля. В таблице приведены некоторые
зависимости скорости потока от длины
и сечения линии.

Также на скорость
передачи данных могло бы влиять соеденение мультиплексора
DSLAM с главным маршрутирующим коммутатором,
однако учитывая количество абонентов,
подключенных к сети через одну АТС учетом
этого соеденения ввиду его высокой скорости
(1 Гбит/сек) можно пренебречь.

Длина линии (км)	Сечение провода (мм^2)	Максимальная скорость (Мбит/сек)
2,7	0,4	8,1
3,7	0,5	8,1
4,6	0,4	3
5,5	0,5	3

*
Данные приведены для стандарта 
ADSL ANSI T1.413 и входящего типа трафика

При рассчете
максимальной скорости соеденения учитываем 
расстояние от АТС до коттеджного поселка (3 км)
и сечение медного провода (0,5 мм^2).

• Рассчет нагрузки на сеть

Нагрузка на
сеть — это объем данных, передаваемый
по сети в единицу времени. Рассматриваемый 
нами коттеджный посёлок состоит 
из 20 домов. Предположим что в 
каждом доме есть 1 компьютер, подключенный
к сети интернет. Исходя из того, что люди
в коттедже живут постоянно, использование
сети интернет планируется очень активное
и нагрузка на сеть планируется большая.

Расчет нагрузки:

V = n*vi  где n – число компьютеров
в сети, vi – усредненная нагрузка на
один компьютер в сети.

v = D/t, где D
–переданные данные, t – время, 
за которое были переданы данные.
Пусть t = 60 секунд, D = 25 Mb.

v = 25/60 = 0,417 Mb/сек.

Нагрузка: V = 20*0.417 
= 8,4Mb/сек или 1,05 Мбит/сек

.

• Коэффициент использования сети

Исходя из
полученных ранее данных о максимально 
возможной пропускной способности 
сети и рассчетной нагрузки на сеть,
можно рассчитать коэффициент использования 
сети. Коэффициент использования 
сети равен отношению нагрузки на сеть к пропускной способности.

Ή = 1,05 / 8,1 = 0,13

Коммутация логических
элементов сети

Структура оборудования у провайдера

Схема
коммутации на АТС и у абонента

Построение функциональной
схемы

Общая
функциональная схема

Функциональная 
схема оборудования у конечного 
пользователя

Выбор оборудования

• 1. Выбор маршрутизирующего коммуникатора

	Кол-во портов	ОЗУ, Мб	Пропускная способность, Гбит/сек	Количество свободных отсеков  для сменных модулей	Ethernet	Fast Ethernet	Gigabit Ethernet
Nortel Networks 2550T	48	128	15,6	2	+	+	+
HP ProCurve 4148GL	48+	256	28,3	2	+	+	+
Nortel Networks Passport 1424T	24	128	13,7	2	+	+	—
D-Link DES-3326	24	128	8,8	2	+	+	—
HP ProCurve 4104GL	0 (96)	256	18,3	4	+	+	+

Необходимый параметр: количество портов
Ethernet более 20. Параметру полностью удовлетворяет
HP ProCurve 4148GL, обеспечивая необходимый запас
возможности оборудования на случай расширения
коттеджного поселка, появления рядом
сходных поселений либо появлением новых
абонентов, подключенных к той же АТС.

Характеристики маршрутизирующего коммуникатора 
HP ProCurve 4148GL

маршрутизирующий 
коммуникатор  HP ProCurve 4148GL

Маршрутизирующий 
коммуникатор  HP ProCurve 4148GL обладает 4мя
отсеками под сменные модули, 2 из
которых свободны. Поддерживает
максимум 96 портов с автоматическим определением
10/100 Мбит/с или 80 гигабитных портов и 8
слотов для mini-GBIC. Обладает пожизненной гарантией
и скоростью внутренней шины 18 Гбит/сек.
Управление осуществляется посредством
ProCurve Manager.

Поддерживаемые 
стандарты — IEEE 802.1D (Transparent Bridging) 
— IEEE 802.1H (Translation Bridging) 
— IEEE 802.1p (Prioritizing) 
— IEEE 802.1Q (VLAN) 
— IEEE 802.3 (Ethernet) 
— IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet) 
— IEEE 802.3ad (Link Aggregation) 
— IEEE 802.3u (Fast Ethernet) 
— IEEE 802.3x (Flow Control) 
— IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet)

Размер таблицы
MAC адресов (L3) 8192

Протоколы удаленного
управления

— RMON 
— RS-232 
— SNMP 2.0c

Процессор Motorola
PowerPC • 200 МГц

Интерфейсы 
последовательный • DB-9 (управление) 
48 x Ethernet 10/100BaseT • RJ-45 (базовый порт) (модуль
расширения)

встроеный блок
питания  
— 100 / 240В (перемен. Ток)

Размеры 44.2
x 13.3 x 38.9 см, вес —  6.7 кг

• 2. Выбор мультиплексора DSLAM

	Кол-во портов	ADSL	ADSL2+	Ethernet	Fast Ethernet	Gigabit ethernet	Сплиттер POTS	ATM
D-Link DAS-3224 rev. B	24	+	+	+	+	+	—	+
D-Link DAS-3248F	48	+	+	+	+	+	+	—
Lucent IP ADSL DSLAM	24(до 120)	+	_	+	+	—	+	—

Необходимые
параметры: количество портов более 20,
тип линии связи ADSL/ADSL2/ADSL2+. Выбор — D-link
DAS 3248F, обеспечивающий запас производительности
для возможного расширения сети, а так
же поддерживающий технологию ADSL2+, которая
может быть использована в случае необходимости
увеличения скорости доступа к сети интернет
в коттеджном поселке.

Характеристики 
мультиплексора DSLAM D-link DAS 3248F

мультиплексор
D-link DAS 3248F

D-Link DAS-3248F – 
это 48-ми портовый мультиплексор 
ADSL- доступа, устанавливаемый на 
стороне провайдера ADSL -услуг и 
обеспечивающий подключение абонентского
оборудования по технологии ADSL. К сети
провайдера услуг DSLAM подключается через
интерфейс Gigabit Ethernet. Используя новейшие
технологии ADSL/ADSL2/ADSL2+, этот IP DSLAM предоставляет
провайдерам услуг экономичное решение
для предложения пользователям различных
сервисов с помощью таких функций как
управление полосой пропускания, приоритезация
трафика и управление безопасностью потока
данных.

IP DSLAM DAS-3248F имеет 
48 ADSL-портов плюс 48 встроенных ADSL/POTS
сплиттеров. Все порты и сплиттеры разведены
на 4 разъема RJ-21 (Telco-50). Гигабитные uplink-порты
1000BASE-T или 1000BASE-LX используются для подключения
DAS-3248F к сети провайдера услуг.

IP DSLAM DAS-3248F поддерживает
VLAN 802.1q на основе меток для 
обеспечения полной изоляции трафика отдельных
пользователей и повышения производительности
ADSL- сети.

С помощью 
локального интерфейса RS-232, порта Ethernet
и inband канала SNMP/TELNET DAS-3248F обеспечивает
возможности локального и удаленного
управления, используя интерфейс командной строки
CLI, SNMP и Telnet.  
Дополнительно, система GUI EMS на основе
Microsoft NT/SNMP предоставляет провайдерам
услуг возможность централизованного
управления DAS-3248.

IP DSLAM DAS-3248F является 
частью законченного решения 
D-Link для провайдеров DSL-услуг. Устройство
работает с широким спектром абонентского
оборудования (Customer Premise Equipment, CPE), таким
как ADSL- модемы и маршрутизаторы.

• WAN

Тип линии 
связи: ADSL, ADSL2+  
Скорость передачи данных (макс.): 24 Мбит/сек.  
Скорость передачи данных входящая:
24 Мбит/сек.  
Скорость передачи данных исходящая: 1
Гбит/сек.  
Кол-во портов: 48  
Поддерживаемые стандарты: 
— ANSI T1.413 v2 
— ITU G.992.1 
— ITU G.992.2 
— ITU G.992.3 
— ITU G.992.5 
— ITU G.994.1

• LAN

Тип сети: Ethernet,
Fast Ethernet, Gigabit Ethernet  
Кол-во базовых портов: 2 (макс. 2)  
Скорость передачи по базовым портам: 
— 10/100 Мбит/сек. 
— 1000 Мбит/сек.  
Скорость передачи по UPLINK: 1 Гбит/сек.  
Протоколы удаленного управления: 
— HTTP 
— RS-232 
— SNMP 1.0 
— SNMP 2.0 
— SNMP 3.0 
— Telnet  
Поддерживаемые стандарты: 
— IEEE 802.1Q (VLAN) 
— IEEE 802.3 (Ethernet) 
— IEEE 802.3ab (TP Gigabit Ethernet) 
— IEEE 802.3u (Fast Ethernet)

• Интерфейсы

Ethernet 10/100BaseT • 
RJ-45 • (управление)  
последовательный RS-232 • DB-9 • (консольный
порт)  
Ethernet 10/100/1000BaseT • RJ-45 • (uplink)  
Ethernet 1000baseLX • GBIC (SFP)  
2 x ADSL • Telco-50 • (базовый порт)  
2 x сплиттер • Telco-50 • (базовый порт)

Электропитание 
обеспечивается внутренним блоком питания:  
— 90 / 240 В (перемен. ток)  
— 150 Вт

Размеры составляют 44 x 4.4
x 40 см, вес 6.8 кг.

• 3. Выбор сервера

В условиях данной сети от
сервера провайдера не требуется 
серьезной производительности, т.к.
нет задачи создавать на его основе
какой-либо хостинг или предоставлять 
пользователям какие-либо другие возможности использования
внутренней сети.

	Процессор	Кол-во портов для ПЗУ	«Горячая замена»	Объем ОЗУ(max)	Мощность ИП(Вт)	Форм-фактор
HP Micro N40L NHP SBS	AMD Turion II Neo Dual-Core N40L 1.5 ГГц	1	—	8	150	Ultra micro tower
Wit S1200 Tower 1x Xeon	Intel Xeon E3 1200	4+2	+	32	365	Tower
1U AMD Athlon-64 AM2 4200Ghz	AMD Athlon 64 X2 4200 AM2 BOX 2,2GHz	2	—	16	300	ATX

Используем сервер Wit S1200 Tower 1x Xeon, поскольку 
он обеспечивает необходимую нам 
мощность вычислений в рамках данного
проекта и при этом при сходной цене обладает
рядом преимуществ перед более известными
аналогами. Основные достоинства — невысокая
цена, достаточная мощность для выполнения
серверных задач благодарая поддержке
четырехъядерных процессоров Intel Xeon E3
1200 серии, возможность установки четырех
фиксированных 2″5 или 3″5 жестких дисков.

• 4 слота для памяти DDR3 1066/1333 (только unbuffered) с коррекцией ошибок ECC.  
  32Gb максимальный объем.
• 4 порта SerialATA 3.0 Gb/s и 2 порта 6.0 Gb/s (RAID 0, 1, 5, 10), возможность подключения опционального
  модулей Intel AXXRMS2AF040, Intel AXXRMS2LL040 и Intel AXX4SASMOD
  для SAS-дисков
• Удаленный мониторинг с помощью Intel® System Management Software, Intel® Remote Management Module

Совместим с ОС:

• Windows Server* 2008 IA32 SP2
• Windows Server* 2008 R2 EM64T
• Microsoft Windows* Server 2008 R2 32- and 64-bit
• Red Hat* Enterprise Linux 6 for IA32 and EM64T
• SUSE* Enterprise Linux 11 SP1 for IA32 and EM64T
• Windows* 7 , 32-bit and 64-bit (только установка)
• VMWare ESX 4.1 U1 (только установка и сертификация)
• VMWare ESXi 4.1 U1 (только установка и сертификация)

Подсчет затрат на реализацию
проекта

Оборудование	Стоимость, rur
маршрутизирующий  коммуникатор  HP ProCurve 4148GL	60546
мультиплексор D-link DAS 3248F	87945
Wit S1200 Tower 1x Xeon	63159
Итого:	211650

Заключение

Для выполнения курсовой работы была
поставлена задача: разработать сеть
передачи данных для провайдера сети
Интернет в коттеджном поселке.

В процессе выполнения работы была изучена 
предметная область, рассчитаны необходимые
данные, исходя из которых были составлены
модели сети и выбрано оборудование, после
чего рассчиталась примерная стоимость
такого проекта. Поскольку распространение
телефонной сети ещё долгое время будет
превосходить распространение выделенных
интернет-каналов, а использование dial-up-соеденений
становится все более невыгодно  в связи
с увеличением потока трафика в сети Интернет,
потребность в ADSL-технологии сохранится.

Список используемой
литературы

• Методические указания к лабораторным работам
• В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Основы компьютерных сетей
• Конспект лекций по дисциплине «Cети ЭВМ и телекоммуникации»

Проект внедрения технологии ADSL

Разработка схем и трассы прокладки кабеля внутри микрорайона. Использование телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям. Характеристика технологии ADSL, ее задачи.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	03.10.2016
Размер файла	1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Колледж телекоммуникаций и информатики

Форма утверждена методическим советом колледжа протокол № 2 от 07.09.2011г.

Специальность “Сети связи и системы коммутации ”

МДК 1.2 ч.2 Технология монтажа и обслуживания сетей доступа

Проект внедрения технологии ADSL в микрорайоне «X»

Выполнил А.А. Малинин

Проверил к.т.н. В.Ф. Павловская

2.Как расположены дома?

3.Какой кабель? (какой емкости?)

4.Начертить схему разводки кабеля в сети доступа.

5.Начертить схему разводки кабеля внутри дома.

6.Начертить схему прокладки кабеля для подключения абонента в квартире.

Количество источников нагрузки

Территориальное распределение источников нагрузки

9 эт.6 п. по 5 кв. на площадке

телефонный модем кабель

1. Общее описание технологии ADSL

Рисунок 2.1 Соединение ADSL

ADSL является технологией высокоскоростной передачи данных, но насколько высокоскоростной? Учитывая, что буква «А» в названии ADSL означает «asymmetric» (асимметричная), можно сделать вывод, что передача данных в одну сторону осуществляется быстрее, чем в другую. Поэтому следует рассматривать две скорости передачи данных: «нисходящий» поток (передача данных от сети к вашему компьютеру) и «восходящий» поток (передача данных от вашего компьютера в сеть).

1.1 Концепция Triple Play

Концепция Triple Play была сформирована как чисто маркетинговая концепция услуг NGN. В ее основу был положен анализ возможных услуг, которые могут заинтересовать пользователей XXI века.Детальный анализ показал, что все современные услуги, какими бы сложными они не казались, могут быть представлены в виде комбинации трех базовых услуг:

передача данных в широком смысле;

телевидение, или передача телевизионной информации.

Наиболее перспективной в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Это новая модемная технология, превращающая стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 6 Мбит/с. В обратном направлении используется скорость до 640 Кбит/с. Это связанно с тем, что все современный спектр сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость передачи от абонента. Например, для получения видеофоильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации передаваемой от абонента, вполне достаточно 64-128 Кбит/с (Рис. 1)

Рисунок 2.2 Структурная схема технологии ADSL

Услуга ADSL (Рис. 1) организуется с помощью модема ADSL, и стойки модемов ADSL, называемой DSL Access Module. Практически все DSLAM оснащаются портом Ethernet 10Base-T. Это позволяет использовать на узлах доступа обычные концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Ряд производителей начали снабжать DSLAM интерфейсами АТМ, что позволяет напрямую подключать их к ATM-коммутаторам территориально-распределенных сетей. Также ряд производителей создают пользовательские модемы, которые представляют собой ADSL модем, но для программного обеспечения являются адаптерами ATM.

На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока: высокоскоростной поток к абоненту, двунаправленный служебный и речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц). Частотные разделители (POTS Splitter) выделяют телефонный поток, и направляют его к обычному телефонному аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по телефону одновременно с передачей информации и пользоваться телефонной связью в случае неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный разделитель представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством.

Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные на телефонной станции

отсекут частоту выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).

Передача к абоненту осуществляется на скоростях от 1,5 до 6,1 Мбит/с, скорость служебного канала составляет от 15 до 640 Кбит/с. Каждый канал может быть разделен на несколько логических низкоскоростных каналов.

Скорости, предоставляемые модемами ADSL кратны скоростям цифровых каналов T1, E1. В минимальной передача ведется на скорости 1,5 или 2,0 Мбит/с. В принципе, сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 8 Мбит/с, однако в стандартах такая скорость не определена.

Таблица 1 Скорость модемов ADSL в зависимости от числа каналов конфигурации

Источник

Что такое DSL (Digital Subscriber Line) и как это работает

Цифровая абонентская линия (DSL) — это технология высокоскоростного Интернета, которая позволяет передавать цифровые данные по проводам телефонной сети. DSL не мешает телефонной линии; одна и та же линия может использоваться как для Интернет, так и для обычных телефонных служб. Скорость загрузки DSL колеблется между 384 Кбит/с и 20 Мбит/с. Самой популярной реализацией DSL сегодня является Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL). Это асимметрично, потому что скорость загрузки и загрузки не одинакова (не синхронизирована). Загрузка обычно происходит намного медленнее, чем загрузка, поскольку она обычно не так необходима, как высокая скорость загрузки.

Следует отметить, что расстояние, на которое данные должны перемещаться, несколько снижает скорость загрузки и загрузки. Современный ADSL может обрабатывать 24 Мбит / с на 2-километровом участке провода. Однако, когда провод имеет длину более 2 километров (или что-то большее, чем 1,25 мили), передача данных уменьшается. Именно из-за этого, в то время как ADSL может иметь большую скорость загрузки, чем дальше человек от поставщика услуг, тем меньше вероятность того, что он получит. Поэтому поставщики услуг склонны рекламировать низкий бал, но потребитель может получить больше. Все зависит от расстояния, которое должна пройти информация по медным проводам.

DSL разделяет частоты, используемые в одиночной телефонной линии, на две основные полосы. Высокочастотный диапазон используется для отправки данных ISP, а низкочастотная полоса используется для отправки речевых данных. Благодаря этой технологии мы можем наслаждаться доступом в Интернет, одновременно пользуясь телефоном. DSL можно легко установить и работать вместе с любым существующим оборудованием для вашей стандартной телефонной линии.

Обычный DSL

Обычная DSL — это стандартная форма DSL, которая требует передачи существующей наземной линии передачи данных и голоса. В обычной DSL клиенты обычно объединяют телефон и Интернет вместе и имеют доступ одновременно. Голосовые сигналы передаются по проводам на гораздо более низкой частоте, чем сигналы данных, и, таким образом, позволяют передавать данные, не мешая речевым сигналам по той же линии.

Naked DSL

В naked DSL клиенты не обязаны иметь существующую стационарную связь, имеющую доступ к Интернету. Это позволяет клиентам отказаться от дополнительных сборов, связанных с стационарными телефонами, и переключиться в первую очередь на их план сотового телефона. Было много споров по поводу naked DSL, но неизбежно, многие провайдеры телефонов были вынуждены предложить его в рамках своих упакованных планов.

Настройка DSL

Для DSL-сервиса необходим DSL-модем (известный как DSL-приемопередатчик) для подключения к телефонной линии или разъему. Затем DSL-модем подключается к компьютеру. В конце телефонной линии телефонная линия подключается к цифровому мультиплексору доступа к абонентской линии (DSLAM). DSLAM — это в основном сетевое устройство, которое подключает несколько линий DSL к высокоскоростному интернет-магистрали.

DSL-модем, DSLAM и компьютер должны быть синхронизированы друг с другом, чтобы служба DSL работала должным образом. Процесс синхронизации выглядит следующим образом:

Процесс синхронизации обычно длится несколько секунд. В модемах DSL есть индикатор, обозначенный как DSL или LINK. Если процесс синхронизации будет успешным, зеленый индикатор останется включенным.

Технологии DSL

Было много версий DSL, поскольку за эти годы это было многократно обновлено. Ниже приведен полный список версий и типов DSL, которые стали доступны для общественности.

Цифровая абонентская линия ISDN

Цифровая абонентская линия ISDN была одной из первых форм DSL и использовала технологию, известную как ISDN для передачи сигналов.

Цифровая абонентская линия с высокой скоростью передачи данных

Цифровая абонентская линия с высокой скоростью передачи данных была первым устройством DSL, которое использовало витые медные кабели для передачи сигналов в высокочастотном спектре.

Симметричная цифровая абонентская линия

В Symmetric Digital Subscriber Line одинаковое количество данных загружается и загружается в любой момент времени.

Симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия

Симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия была создана для более быстрой замены Symmetric Digital Subscriber Line.

Асимметричная цифровая абонентская линия

В Асимметричной цифровой абонентской линии загружается больше информации, чем загружается в любой момент времени.

Асимметричная цифровая абонентская линия 2

Асимметричная цифровая абонентская линия 2 обеспечивала качество, которого не хватало предшественнику.

Асимметричная цифровая абонентская линия 2 Plus

Асимметричная цифровая абонентская линия 2 Plus увеличила скорость передачи данных DSL на 200%.

Асимметричная цифровая абонентская линия Plus Plus

Асимметричная цифровая абонентская линия Plus Plus была создана в Японии и увеличила скорость передачи данных DSL до 50 мегабит в секунду и увеличила спектр, используемый для 3,75 мегагерц.

Адаптивная цифровая абонентская линия

Адаптивная цифровая абонентская линия используется для снижения скорости при увеличении диапазона и производительности сигнала.

Высокоскоростная цифровая абонентская линия

Высокоскоростная цифровая абонентская линия была просто более быстрой версией предыдущих моделей.

Высокоскоростная цифровая абонентская линия 2

Высокоскоростная цифровая абонентская линия 2 была изобретена для замены уже увеличенных скоростей высокоскоростной цифровой абонентской линии.

Etherloop

Etherloop — это технология, позволяющая использовать кабель Ethernet для передачи данных и голоса по телефонной линии.

Uni-DSL

Uni-DSL — это система, внедренная Texas Instruments, которая работает со всеми формами DMT, который представляет собой метод разделения частот на высокие и низкие сигналы, позволяющий передавать данные и голос по одному и тому же проводу одновременно.

Гигабитная цифровая абонентская линия

Гигабитная цифровая абонентская линия предлагает скорости, которые раньше никогда не видели в сообществе DSL, способных передавать данные со скоростью примерно 128 Мбит / с.

Универсальная цифровая абонентская линия с высокой скоростью передачи данных

Универсальная цифровая абонентская линия с высоким битрейтом — это новейшая версия DSL и является примером волоконно-оптической технологии. Цифровая абонентская линия универсальной высокой скорости передачи данных обеспечивает чрезвычайно быструю скорость и надежное обслуживание при правильной установке.

ADSL (асинхронный DSL)

ADSL (асимметричный DSL) — это тип DSL, где пропускная способность по восходящему и нисходящему каналам назначается различной пропускной способностью. Типичные конфигурации сегодня — 2 Мбайт ниже по течению и 128 КБ вверх по течению.

Downstream — это данные, которые вы загружаете по сети в локальные системы. Upstream — это данные, которые вы отправляете из своих локальных систем по всей сети.

IDSL (ISDN через DSL)

IDSL (ISDN через DSL) является стандартом 144Kb для DSL. IDSL используется, когда другие типы DSL недоступны. IDSL работает медленно и относительно дорого, но иногда это может быть наилучшим вариантом.

RADSL (адаптируемая скорость DSL)

RADSL (Rate Adaptive DSL) — это асимметричный DSL-вариант, который может регулировать скорость DSL-соединения в зависимости от расстояния от центрального офиса (CO) и качества соединения.

SDSL (симметричный DSL)

SDSL (однолинейная DSL) — это тип DSL, в котором восходящий и нисходящий каналы настроены на одну и ту же полосу пропускания. SDSL обычно работает на скорости 1,5 Мбит / с вверх и вниз по течению.

VDSL (очень высокая скорость передачи DSL)

VDSL (очень высокая скорость передачи данных DSL) — это асимметричная версия DSL, которая работает на очень высоких скоростях, но только на расстоянии до 1000 футов от центрального офиса (CO).

DSL Lite

DSL Lite — это асимметричный вариант DSL, который размещает разделитель DSL в центральном офисе telco, а не в помещении клиента.

G.SHDSL (однопарная высокоскоростная DSL)

G.SHDSL (однопарная высокоскоростная цифровая абонентская линия) представляет собой вариант SDSL, который определен стандартом МСЭ G.991. Он работает на симметричных скоростях от 192 Кбит / с до 2304 Кбит / с по одной линии и 384 Кбит / с — 4608 Кбит / с по двум парам.

Европейцы относятся к G.SHDSL как «SDSL», вызывая путаницу с существующим оборудованием SDSL.

DSL-фильтры

В большинстве домов есть две пары проводов от местной телефонной компании. Если в доме используется только одна телефонная линия, DSL можно установить на вторую пару.

Если в доме используются обе телефонные линии, DSL должен использовать одну проводную пару с голосовым трафиком. Это делается с использованием фильтра DSL.

Фильтр DSL представляет собой небольшую коробку, прикрепленную к проводной паре, чтобы разделить ее на две отдельные пары проводов — одну для голосового трафика, а другую для трафика DSL.

Источник

Какие мероприятия следует провести на линии при внедрении adsl

«Предварительная проверка и испытание на соответствие
техническим условиям абонентской кабельной сети
является фундаментальным аспектом и необходимым
условием успешного внедрения технологий DSL.»
Умная мысль

«Когда звонит клиент, меньше всего он хочет услышать:
«Мы перезвоним Вам через недельку или две,
после того как проверим Вашу линию».
Клиент хочет за свои деньги получить все и сразу.»
Жизненное наблюдение

Любой абонент телефонной сети ежедневно по много раз проделывает одни и те же действия. Он поднимает трубку телефонного аппарата и слышит сигнал ответа станции, набирает номер и, соединившись с нужным абонентом, может с ним нормально поговорить. Даже если на линии будут слышны статические разряды, шумы или гудение, для обычного телефонного разговора это не смертельно. Другое дело, когда речь идет о высокоскоростной передаче данных. Обычные методы проверки, которыми телефонные техники пользуются для поиска линейных повреждений (обрывов, сообщений и т.п.) уже могут не пройти, так что телефонной компании придется пойти на определенные материальные затраты и трудовые свершения. Даже если с точки зрения обеспечения обычной телефонной связи абонентская линия может быть квалифицирована как вполне пригодная для использования, модем, подключенный к этой линии, может не работать с нужной скоростью, а цифровые системы передачи данных, типа ADSL, могут не работать вовсе.

Изначальной сферой использования технологии асимметричной абонентской телефонной линии (ADSL) предполагалась такая достаточно экзотическая (и не только для нас) область, как видео по запросу. После того, как данная технология просуществовала некоторое время в зачаточном состоянии практически в бездействии, было обнаружено, что ее можно использовать в качестве оптимального решения для организации высокоскоростного доступа в сеть Интернет отдельных пользователей по абонентским телефонным линиям.

Одним из основных преимуществ технологии ADSL является возможность использования уже существующих (проложенных и реально работающих) медных пар проводов абонентских телефонных линий, которых имеется по всему миру огромное количество. При этом для передачи по одной телефонной линии кроме голоса еще и данных используется ранее пропадавший совершенно зря частотный спектр. Асимметричность данной технологии позволяет снизить по сравнению с симметричной технологией переходные помехи, а выбранные разработчиками скорости передачи данных (высокоскоростной «нисходящий» поток данных и, если так можно выразиться, менее высокоскоростной «восходящий» поток данных) наилучшим образом подходят для работы пользователей в сети Интернет.

Использование технологии ADSL является великолепным решением обеспечения высокоскоростного доступа как для частных абонентов, так и для небольших офисов. Данная технология обеспечивает высокую скорость передачи данных, соединение всегда установлено и более надежно, чем коллективно используемые пользователями кабельные модемы. Пользователи могут работать или учиться, не выходя из собственного дома. Предприятия малого бизнеса могут использовать данное соединение в том случае, когда другие системы обеспечения высокоскоростной передачи данных им просто не по карману.

Проще всего организовать службу высокоскоростного доступа по новой, только что проложенной и правильно организованной кабельной сети. Но основная проблема в том, что основной идеей технологий DSL является работа по уже существующим абонентским телефонным линиям, проложенным в течение всего многолетнего развития телефонной сети.

Проблемы ADSL возникают из-за природы самой технологии. Данная технология создана именно для того, чтобы обеспечить высокоскоростной доступ по медной телефонной линии, в силу чего имеет ряд ограничений. Технология ADSL имеет огромные перспективы в качестве средства расширения полосы пропускания абонентской телефонной линии, однако, предварительная проверка кабеля и его испытание на соответствие техническим условиям является основополагающим требованием успешного ее внедрения. Технические проблемы не рождаются сами по себе (как часто может показаться обслуживающему персоналу). Многие из этих проблем могут практически не повлиять на обычную телефонную связь, но привести к значительному ухудшению работы систем высокоскоростной передачи данных или к невозможности передачи этих данных по телефонной линии.

На стадии подготовки провайдер не может с полной уверенностью предлагать услугу обеспечения высокоскоростного доступа без четкого уяснения наличия или отсутствия данных технических проблем. При развертывании системы эти проблемы (в число которых входят не только явные и скрытые повреждения, но и некоторые конструктивные элементы кабельной сети, препятствующие организации широкополосных систем передачи) должны быть идентифицированы, локализированы и устранены, причем желательно с наименьшими затратами и наименьшим числом технических действий. Причем современные системы высокоскоростной передачи данных требуют использования и самых современных и совершенных технических средств, которые должны обеспечивать поиск и устранение тех неисправностей, которые отрицательным образом влияют именно на высокоскоростную передачу данных. Лучше всего, чтобы системы тестирования позволяли устранять неисправности, связанные как с физической линией, так и с высокоскоростной передачей данных.

На возможность использования каждой конкретной телефонной линии для высокоскоростной передачи данных влияет ее протяженность, кабельные неисправности (обрывы и сообщения проводов, плохая скрутка и намокание кабеля и т.д. и т.п.) и структура кабельной сети, категория используемого на всей протяженности абонентской телефонной линии кабеля и другие конструктивные элементы, естественные для обычной телефонной связи, но губительные для высокоскоростной передачи данных.

Идеальным вариантом является тот, при котором телефонная компания или провайдер заранее точно знают, какие абоненты конкретной телефонной станции и по каким линиям могут получать полноценное обслуживание. Такое знание, с одной стороны, позволяет провести прямой маркетинг и продать свои услуги в первую очередь именно тем, кто может получать полноценное обслуживание. С другой же стороны, это позволяет начать приведение кабельной сети в порядок с телефонных линии именно тех абонентов, которые являются потенциальными пользователя служб высокоскоростной передачи данных. Все это позволит снизить задержку предоставления абоненту данной услуги, поскольку пригодность или непригодность линии для высокоскоростной передачи данных будет определяться до того, как абонент подаст заявку на обслуживание. Не говоря уже о том, что доверие пользователя к той службе, информация о возможности подключения к которой дается абоненту сразу и с указание точного и быстрого срока начала обслуживания, значительно повышается.

рис.11. Распределение телефонных линий

Может быть выбран второй уровень отбора, который не пройдут те линии, которые имеют электрические неисправности, сильные помехи или неудовлетворительные физические и электрические параметры (например, имеющие соединенные последовательно отрезки кабеля с жилами различного диаметра, а значит и имеющие различный импеданс, или кабели недостаточно высокой категории, используемые, например, для абонентской проводки). Кроме того, каждая технология высокоскоростной передачи данных имеет свои определенные ограничения. Следует учитывать, что даже если абонент соответствует базовым критериям, и обслуживание ему может быть предоставлено, проблемы могут возникнуть уже после того, как обслуживание абоненту предоставлено.

Предварительная проверка линий позволит телефонным компаниям не только не обещать абонентом обслуживание, которое они реально не могут предоставить, но и обеспечить обслуживание по линиям, на первый взгляд не подходящим для высокоскоростной передачи данных, устранив на этих линиях все неисправности и потенциальные препятствия.

Широкомасштабное распространение технологии ADSL сдерживается не в последнюю очередь непредсказуемым поведением абонентских телефонных линий. Существующие технологии тестирования часто не отвечают требованиям предварительной проверки абонентской линии на их соответствие условиям высокоскоростной передачи данных. В то же время создано и может успешно использоваться проверочное оборудование, которое способно эмулировать модемы, установленные на абонентском и на станционном концах линии. Данный прибор подключается к телефонной линии на стороне абонента и, благодаря встроенному модему, устанавливает соединение с модемом, находящемся на другом конце телефонной линии на станции. Если соединение установлено с ожидаемой скоростью передачи данных, абонентская линия признается пригодной для использования. Если же скорость соединения слишком мала или соединение не установлено вовсе, необходимо провести дополнительные процедуры по подготовке линии к использованию. Переносной тестер может быть подключен к телефонной линии в любой точке, что позволяет точно определить те участки линии, которые требуют модернизации.

Также существует определенное количество тестов, которые могут быть проведены непосредственно на кабельной сети. Такое тестирование позволяет обнаружить обрывы и короткие замыкания, намокание кабеля, использование участков кабеля с различными физическими параметрами, ответвления и даже повреждения непостоянного характера. Очевидно, что неисправности, оказывающие влияние на обычную телефонную связь, в обязательном порядке окажут свое отрицательное воздействие и на высокоскоростную передачу данных. В то же время повреждения, которые не создают слышимых помех и не мешают телефонным разговорам, также будут влиять на системы передачи. Например, на работу системы высокоскоростной передачи данных будет влиять недостаточно высокое сопротивление изоляции проводов (сопротивление между проводами пары и между каждым из проводов и землей должно быть не менее 100 МОм). Только после того, как все неисправности такого типа будут устранены, можно переходить к проверке других параметров линии.

И хотя практика показывает, что работа с каждой абонентской линией индивидуальна, существуют определенные процедуры, которые типичны для организации высокоскоростной системы передачи данных по любой абонентской телефонной линии.

На телефонной станции необходимо убедиться, что к тестируемой линии не подключено никаких дополнительных устройств или постороннего оборудования, используемого, например, для пожарной или охранной сигнализации. Влияние этого оборудования на высокоскоростную передачу данных предсказать невозможно; хотя понятно, что такое влияние вряд ли будет благотворным. На передачу высокочастотных цифровых сигналов могут повлиять конструктивные элементы, используемые для организации традиционной телефонной связи, например, элементы электрической защиты. Такие элементы необходимы для обеспечения безопасности персонала и защиты оборудования от всплесков напряжения и высоких токов, которые могут быть индуцированы в кабелях, проложенных за пределами телефонной станции. Они обычно устанавливаются в кроссах телефонных станций. В число таких элементов входят устройства ограничения напряжения (разрядники и т.п.) и тока (термические катушки). Каждый из этих элементов имеет собственную электрическую емкость, индуктивность и сопротивление. Не оказывая никакого отрицательного воздействия на традиционную телефонную связь и низкоскоростную передачу данных, эти элементы могут ухудшать передачу высокочастотных цифровых сигналов, в значительной мере ограничивая скорость передачи данных и максимальную длину телефонной линии, по которой эти данные могут передаваться. В частности, это относится к защитным устройствам, включающие в себя термическую катушку (особенно имеющие относительно высокое сопротивления для увеличения чувствительности и более быстрого срабатывания). Такие катушки предназначены для защиты электронного оборудования от паразитных переменных токов, имеющих напряжение ниже напряжения срабатывания защитного устройства.

Основные усилия придется приложить там, где это меньше всего удобно сделать. Разумеется, речь идет о проверке кабеля и устранении всех обнаруженных в нем неисправностей. Необходимо проверить сопротивление шлейфа, продольную асимметрию сопротивления шлейфа, емкостную асимметрию, емкость шлейфа, вносимое затухание, взвешенные шумы и искажения по постоянному и переменному току, включая индуктивные помехи. Все неисправности, обнаруженные на линии (обрывы, сообщения между проводами или проводами и землей, изменения импеданса, связанные с использованием проводов разного сечения или намоканием кабеля и т.п.), включая отводы и, если вдруг встретятся, пупиновские катушки, должны быть устранены. Например, следует обратить внимание на такие, казалось бы, несущественные повреждения, как разница сопротивления проводов кабельной пары. Даже различие в 10 Ом между проводами пары приведет к тому, что она будет функционировать как фильтр высоких частот и снижать скорость передачи данных, независимо от того, какая технология высокоскоростной передачи данных используется.

Аксиомой является утверждение, что со временем кабельная сеть, состоящая из медных кабелей, постепенно деградирует из-за внешних воздействий и возможных повреждений, нанесенных во время прокладки и монтажа кабелей. К счастью традиционные низкоскоростные системы передачи, к которым можно отнести и обычную телефонную связь, использующую очень узкую полосу частот, достаточно устойчивы к некоторому постепенному ухудшению характеристик кабельной сети. С другой стороны, высокочастотные системы или системы высокоскоростной передачи данных значительно более чувствительны к неправильно выполненным или утратившим со временем свое качество скруткам проводов, а также к проникновению влаги в кабели. Физические дефекты кабеля могут привести (и приводят) к местному изменению его электрических характеристик, что существенно ухудшает работу широкополосных систем передачи. Каждая кабельная муфта может быть подвержена коррозии, проникновению воды и изменению импеданса (с полным или частичным обрывом соединения).

Для поиска кабельных повреждений может использоваться как традиционное, так и самое современной оборудование. В частности, цифровой мультиметр позволяет проверить короткие замыкания, обрывы, замыкания на землю и симметрию линии. Также он позволяет проверить сопротивление шлейфа, что очень важно, потому что в большинстве спецификаций DSL обычно указывается максимально допустимое сопротивление шлейфа. Для этого необходимо закоротить проверяемую пару проводов на дальнем конце. Если же закоротить пару кабеля на дальнем конце не представляется возможным, для определения длины абонентской линии можно измерить ее емкость. К сожалению, в данном случае в длину «абонентской линии» будут включены и все подключенные к ней отводы. Альтернативный способ определения длины абонентской линии базируется на измерении сопротивления шлейфа.

После того, как неисправность обнаружена, следующей задачей является локализация повреждения в кабеле (то есть поиск точного места повреждения), которая может быть проведена с помощью рефлектометра. Короткие замыкания, обрывы, все неоднородности импеданса кабеля, связанные с его намоканием, некачественной скруткой, использованием проводников различного сечения и перепуткой проводов, кабельные отводы и другие кабельные повреждения могут быть обнаружены и локализованы именно с помощью рефлектометра. Во многих случаях такие повреждения приводят к отражению сигнала, что отрицательно сказывается на высокоскоростной передаче данных. Используя рефлектометр, соответствующую технику тестирования и приемы интерпретации результатов измерения, можно не только выявить повреждения в кабеле, но и локализовать их для облегчения устранения.

Необходимо поработать и у абонента. Следует убедиться, что внутренняя абонентская проводка имеет нужную категорию и включает в себя изолированный тракт от сплиттера до модема ADSL. К данному тракту не должно быть подключено никакое телефонное оборудование. В некоторых случаях может потребоваться изменить конфигурацию внутренней проводки и проложить провода подальше от источников помех, например, бытовых электроприборов, флуоресцентных ламп, телевизоров, регуляторов яркости освещения и других источников электрических шумов; необходимо также проложить проводку категории 5. Никогда не следует использовать непарную проводку. Выбор здесь простой. Либо хорошие новые кабели нужной категории и высокая скорость передачи данных, либо старые кабели и, в лучшем случае, низкая скорость передачи.

Также следует учитывать и такой ключевой момент, как разделение спектра. Воздействие одной линии на другую, которое проявляется в виде перекрестных помех, всегда было свойственно телефонной кабельной сети. Перекрестные помехи возникают из-за наводки электрического сигнала, протекающего по одной паре проводов, в других парах проводов того же кабеля. При традиционной телефонной связи это проявляется в виде посторонних разговоров на линии. При высокоскоростной передаче данных перекрестные помехи приводят к разрушению передаваемых данных. На станционном конце телефонных линий перекрестные помехи имеют гораздо больший уровень, потому что рядом проходит большое количество кабелей. Кроме перекрестных помех необходимо также учитывать и электромагнитные помехи, возникающие из-за воздействия радиопередатчиков, а также промышленных или бытовых источников помех. Если спектры, используемые различными системами передачи данных, могут перекрываться только на определенных частотах, то электромагнитные помехи существуют во всем спектре частот, используемых технологиями DSL. Излучение находящегося рядом радиопередатчика может, в частности, значительно снизить максимальную длину абонентской линии, которую можно использовать для высокоскоростной передачи данных.

Анализатор спектра позволяет проверить качество линии в том спектре частот, который обычно используется технологией ADSL. При этом необходимо провести две проверки, которые позволят определить возможное воздействие на абонентскую линию внешних источников помех. Во-первых, это измерение уровня фоновых шумов, которые включают в себя как собственные шумы, так и внешние помехи, например радиочастотные помехи, вносимые радиопередающими устройствами, переходные помехи от цифровых служб, работающих по другим парам кабеля, а также помехи импульсного и теплового характера. Во-вторых, это измерение вносимого затухания в полосе частот, используемых службой ADSL.

рис. 12. Телефонная сеть с ADSL

Сплиттеры не только разделяют голосовые сигналы и сигналы передачи данных, но и изолирует сигнал ADSL от переходных процессов, возникающих во время подачи сигналов постоянного тока, включая вызывной звонок, а также изолирует телефонный аппарат от сигнала ADSL, имеющего относительно высокую мощность.

Параллельно развивается технология ADSL-Lite (или G-Lite), скорость передачи данных при которой ниже, но которая не требует установки у абонента сплиттеров для разделения голоса и данных. Данная технология была создана для уменьшения влияния длинных абонентских линий и абонентской проводки низкой категории. Данная технология не предусматривает использование на абонентской стороне линии сплиттера, разделяющего голос и передаваемые данные (рисунок 13).

рис. 13. Телефонная сеть с ADSL G.Lite

Подключение телефонов и компьютеров к одной линии также не лишено недостатков. Было замечено, что низкочастотные сигналы могут модулировать голосовой сигнал, а голосовой сигнал может модулировать сигнал передачи данных. Хотя последняя проблема встречается гораздо чаще, практически невозможно предугадать, какой из телефонных аппаратов станет причиной этой проблемы. В качестве меры предосторожности рекомендуется вмонтировать в каждую телефонную розетку микрофильтр низких частот.

Использование технологии G-Lite, которая не требует установки на абонентском конце линии сплиттера, значительно облегчает задачу провайдера при предоставлении пользователю услуги высокоскоростного доступа, по сравнению с использованием технологии ADSL, которая имеет более высокую скорость передачи, но требует при этом устанавливать сплиттер.

Очень часто наиболее существенные шаги вперед делаются при попытке модернизировать старое. Именно так и произошло с разработкой новых технологий доступа по абонентской кабельной сети. Неэкранированная витая пара медного кабеля традиционно использовалась только для передачи голоса, что занимало диапазон частот около 4 кГц. С помощью новейших технологий эта же телефонная линия теперь может переносить высокоскоростные потоки данных. Побудительным мотивом развития технологии ADSL стала потребность получения информации с наивысшей доступной скоростью.

Следует сказать, что технология ADSL являются великолепным решением не только для пользователей, которые хотят получить высокоскоростной доступ в сеть Интернет, но и для провайдеров и телефонных компаний, которые могут «выжать» дополнительные прибыли из существующей телефонной кабельной сети.

Телефонные компании должны проявить дополнительное старание, если они хотят участвовать в бизнесе, называемом высокоскоростные системы передачи данных. Тогда и только тогда можно будет беспрепятственно организовать высокоскоростную передачу данных (например, с использованием технологии ADSL) по обычным парам медного телефонного кабеля.

Источник