Technologie pevných přístupových sítí xDSL

Souběžně s probíhajícím nevratným procesem ukončení monopolu v telekomunikacích budou zákazníci požadovat služby kvalitnější, nové, za nízké ceny a rovněž budou vzrůstat jejich požadavky na šířku pásma. Jak v současnosti mohou provozovatelé klasických sítí čelit potenciální konkurenci např. z řad provozovatelů kabelových televizí v pevných sítích popisuje následující článek,který je klíčově zaměřen na technologii ADSL, je volně zpracován podle příspěvků přednesených na kongresu FITCE v Londýně.

Aktuálním požadavkem je přivést k zákazníkovi širokopásmové služby jako je vysokorychlostní přístup k Internetu, video na vyžádání - VOD nebo připojení do počítačových sítí. Otázkou zůstává ekonomicky přijatelné přivedení potřebných vysokorychlostních toků až k zákazníkovi. Nelze přitom v dohledné době v přístupových sítích počítat s dotažením optického vlákna do domu označované jako FTTH - Fibre To The Home. Technologie SDH, asymetrické a vysokorychlostní digitální účastnické přípojky ASDL a VDSL - Asymmetrical resp. Very high bit rate Digital Subscriber Line spolu s pasivními optickými sítěmi PON umožňují skutečně dramatickou inovaci možností posledního článku přístupových sítí za současného využití nákladně vybudovaných sítí metalických kabelů s obrovskou zůstatkovou hodnotou. Noví provozovatelé totiž budou nabízet pružné řešení přístupu SDH/FAS - Flexible Access Solution. Lze reálně očekávat, že služba vysokorychlostního připojení k Internetu bude předmětem největší poptávky. Proto shora zmíněné technologie představují šanci stávajících provozovatelů podílet se rozhodujícím způsobem na podnikatelském i bytovém segmentu telekomunikačního trhu. Obecně to budou právě technologie přehledově označované jako xDSL, které jako poslední článek signálového řetězce v přístupové síti zajistí po několik příštích let hromadnou dostupnost širokopásmových služeb a tím konkurenceschopnost provozovatelů klasických přístupových sítí.

Jako obvykle v uplynulých dvou desetiletích je možno se ohlédnout do Velké Británie s ohledem na tamější předstih ve shromážděných zkušenostech z liberalizovaného prostředí. SDH přenosová technologie je již standardem v přístupových sítích a noví provozovatelé se budou snažit zaujmout lukrativní velké a střední zákazníky z podnikatelské sféry použitím přitažlivých tarifů. Např. provozovatelé kabelových televizí značně pokročili ve schopnosti být rovněž přitažlivými zejména pro bytové zákazníky z oblastí občanské výstavby. Stávající telekomunikační operátoři mohou úspěšně využít svých vybudovaných struktur SDH zvyšováním rychlosti a jakosti a integrací nabídky služeb s využitím synergie svých transportních a přístupových sítí.

Je možné pružné řešení SDH/FAS.
SDH kruh STM-1 je sestaven z add-drop multiplexorů - ADM. Tato konfigurace umožňuje v případě potřeby zvýšení přenosové kapacity na STM-4 za velice příznivou cenu. V současnosti totiž řešení za použití STM-4 není vhodné ani nutné v místních sítích. ADM a FAS mohou být umístěny v komunikačních místnostech zákazníků resp. administrativních komplexů nebo v rozvaděčích (cabinet) na kraji ulice. Pro SDH zařízení bylo původně uvažováno pouze vnitřní prostředí ústředen; proto musí být věnována patřičná pozornost energetickému zajištění a teplotním poměrům při jeho umístění mimo ústřednu, zejména v uzavřeném prostředí venkovního rozvaděče. Pro obchodní aplikace je umožněno ochranné přepínání zajišťující 63 nebo 252 chráněných 2Mbit toků v závislosti na nasazení STM-1 nebo STM-4. Samozřejmě ochrana je zvýšena při průchodu SDH kruhu dvěma ústřednami. Právě toto se ukazuje výhodou pro stávající provozovatele sítí díky vlastnictví rozsáhlejší infrastruktury včetně využití řízení z vyšších úrovní sítě. Pro sítě v lokalitách občanské vybavenosti je možno vynechat ochranu a zřízení požadovaných přípojek se výrazně zlevní. Na nechráněném kruhu STM-1 lze potom zřídit 3780 přípojek veřejné telefonní sítě. Otázka řízení sítě pro provoz více provozovateli zůstává otevřená do doby normalizace TMN.

A D S L

Několik pokročilých technologií souhrnně označovaných jako xDSL je předurčeno k širokopásmovému využití stávajících metalických sítí. Již dříve zmíněná ADSL představuje soupravu modemů, přičemž přívlastek asymetrický představuje nesouměrnost přenosových rychlostí v dopředném a zpětném směru. Zatímco v dopředném směru k účastníkovi může být využita až do 9 Mbit/s, ve směru zpětném k ústředně pouze do 640 kbit/s. Obousměrně je přitom využita stávající telefonní přípojka. Technologie ADSL umožňuje současný hlasový i datový provoz. Byla navržena za účelem optimálního využití dostupného pásma s využitím výhod nesouměrné podstaty interaktivních multimediálních služeb jak je patrno z obr. 2.

Navíc byly zahájeny práce na Universální ADSL UADSL pracovní skupinou (Microsoft, Intel, Compaq a telekomunikační společnosti) za účelem jejího globálního rozšíření. Byla omezena. V tomto případě je omezen plný rozsah modemů za cenu snížení přenosové rychlosti na 1,5Mbit/s. Tato rychlost je ideální pro vysokorychlostní přístup k Internetu když provoz napříč webovou sítí se odehrává převážně rychlostmi okolo 500 kbit/s. Budoucí verze Microsoft Windows budou obsahovat UADSL pro usnadnění nastavení programu. Důležitým rysem UADSL je jeho okamžitá funkčnost prostým připojením přičemž výhybka není nutnou součástí. .

Typické širokopásmové služby umožněné ADSL jsou:

•  
• vysokorychlostní přístup k Internetu,
•  
• video na vyžádání (VOD),
•  
• přenos komutovaného videosignálu,
•  
• telemedicína (např. přenos rentgenových snímků),
•  
• vysokorychlostní přenos datových souborů,
•  
• interaktivní výměna informací.
•  
• dálkové studium.

Výhody ADSL jsou:

•  
• nejvyšší využití stávajících metalických sítí,
•  
• nový zdroj příjmů,
•  
• trvalé připojení,
•  
• nesouměrné využití vyhovuje potřebám interaktivních multimédií,
•  
• telefon, osobní počítač včetně/nebo dalších přístrojů v provozu současně,
•  
• vyšší bezpečnost ve srovnání s modemem kabelové televize.

Princip činnosti ADSL

Norma přijatá ANSI i ETSI je Diskrétní Multi Tón - DMT. Používá mnoho úzkopásmových nosných, vysílaných současně paralelně přičemž každý subkanál je schopen přenášet rychlost do 60 kbit/s v závislosti na stavu přípojky. Dostupné kmitočtové pásmo je rozděleno do tří informačních kanálů :

•  
• vysokorychlostní kanál sestupného toku k zákazníkovi (1,5 - 9 Mbit/s),
•  
• obousměrný kanál střední rychlosti (16 - 640 kbit/s),
•  
• telefonní kanál veřejné sítě (PSTN - Public Switched Telephone Network).

K oddělení telefonního kanálu od datových zajišťující nepřerušený provoz telefonního kanálu i v případě výpadku ADSL modemu je použito pasivních filtrů.

Typické nasazení ADSL.
Zařízení na zákaznické straně může být počítač s nebo bez připojovacího modulu nebo ATM či Ethernet na ADSL modem, který je potom na druhé straně připojen jednoduchým portem na digitální přístupový multiplexor účastnických přípojek (DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexor).

Nabízené ADSL modemy povětšině používají normu diskrétního multitónu DMT s automatickým přizpůsobením přenosové rychlosti kvalitě přípojky. Uvedení do provozu spočívá pouze v zapojení a spuštění spolu s LED indikací správného nebo poruchového provozu. Úplně poslední modely ADSL na principu DMT umožňují změnu přenosových rychlostí sestupného i vzestupného směru po krocích 32 kbit/s. Navíc si většina telekomunikačních provozovatelů uvědomila, že dosažitelné minimum představující přenosovou rychlost 1 - 5 Mbit/s může být pro běžný provoz nadbytečné. Tato skutečná rychlost by mohla být nabízena domácnostem v tarifu platném pro 384/64 kbit/s.

Informační kapacita multiplexoru DSLAM a výkonové požadavky bývají často zbytečně vysoké a před plným komerčním nasazením mohou být sníženy. Multiplexor v ústředně může obsahovat:

•  
• Ethernetové připojení k routeru, který je druhou stranou připojen k tradiční datové síti a přes ni dále k Internetovému serveru. (nevýhodou této metody je nemožnost záruky za kvalitu služby. V tomto případě zákazník má pouze Ethernetové připojení.);

nebo

•  
• připojení k širokopásmové síti ATM. (toto řešení se vyrovnává s omezením nedefinovanou kvalitou služby při tradičním připojení Ethernet. V tomto případě může zákazník mít Ethernetové a/nebo ATM připojení.

Žádoucí trend nabídky ADSL spočívá v integraci ATM do multiplexorů DSLAM. V návaznosti je potom zajištěna kvalita služby. Řešení s ATM má i další výhody jako jsou např.

•  
• může se přizpůsobit mnoha uživatelům, což není možné tradičním uspořádání ADSL - Ethernet,
•  
• PPP protokol, který zajistí průchodnost poskytovatelů internetových služeb ATM a je uvažován pro zavedení rychlého Internetu; a
•  
• připravuje cestu multimediálním službám, které k efektivnímu provozu vyžadují ATM signalizaci.

Dosah technologií xDSL

Přenosové rychlosti závisí na množství faktorů včetně délky metalického vedení, průřezu vodiče, přítomnost příčných vazeb a ovlivnění přeslechy. Toto může být způsobeno řadou příčin, ať už zdrojem rušícího signálu je souběžný ADSL signál, HDSL, ISDN a PSTN nebo RFI v sousedních párech kabelu. Proto jsou xDSL systémy navrženy k provozu za předpokladu nejpesimističtějších přeslechových poměrů, které mohou představovat obvyklou realitu. Základní vlastnosti xDSL systémů jsou přehledně znázorněny v Tab. 1.

Tabulka 1 - Přehled xDSL systémů nasazených na symetrickém metalickém páru.

Pokračování- Seznam používaných zkratek souvisejících s xDSL a vysvětlení pojmů