Мультиплексирование информации на абонентском окончании

Как мы видим на рис. 23.1, большинство домов и многоквартирных зданий свя­заны с POP либо телефонными абонентскими окончаниями, либо абонентскими окончаниями кабельного телевидения.

Поэтому для обеспечения тттт трщт основными на сегодня видами доступа (к телефон-: ной сети, телевизионной сети,и сети передачи данных) необходимо реализовать одновре* • манную передачу информации разного типа по одной линий связи. Например, совместить передачу данвыхо передачей голоса й ло телефонному окончанию или же совместить пере*. даЧу данных с: передачей телевиз ионного си гнала по коаксиальному кабелю..,. >

В идеале желательно использовать единственное абонентское окончание, способ­ное передавать информацию всех трех типов. К сожалению, витая пара на эту роль не подходит, так как ее полоса пропускания на расстояниях в несколько километров не превышает 1 МГц. Этого явно недостаточно для одновременной передачи голоса, компьютерных данных со скоростями в несколько мегабит в се­кунду и цветного телевизионного изображения.

Поэтому на роль консолидирующего абонентского окончания могут претендо­вать только коаксиальный кабель сети CATV и широкополосные беспроводные линии связи. Естественно, мы имеем в виду уже существующие и широко рас­пространенные типы абонентских окончаний. Если же говорить о прокладке но­вого кабеля, что актуально в основном для новых крупных зданий, то к этому списку нужно добавить оптический кабель.

Почти во всех технологиях доступа, которые мы будем рассматривать в следую­щих разделах, используется мультиплексирование каких-либо двух или всех трех упомянутых выше типов информации на абонентском окончании. Так, в линии ADSL аналоговые телефонные окончания используются для мультиплексирова­ния голоса и компьютерных данных, кабельные модемы совмещают передачу те­левизионного изображения и компьютерных данных по коаксиальному кабелю. Существуют также различные технологии беспроводного доступа, которые обес­печивают передачу телевизионного сигнала и компьютерных данных, а иногда и телефонии в одном абонентском окончании. Исключением является только наи­более старая технология доступа, а именно коммутируемый доступ, при котором аналоговое абонентское окончание может использоваться телефоном или моде­мом компьютера только попеременно.

Схема организации доступа с помощью универсального абонентского окончания показана на рис. 23.2.

Наиболее часто для мультиплексирования информации в абонентском оконча­нии применяется техника FDM. Каждому из трех типов информации выделя­ется определенная полоса частот, ширина которой соответствует потребностям абонента. Для телефонного соединения выделяется полоса 4 кГц, соответствую­щая стандартной полосе абонента аналоговых телефонных сетей. Компьютерным данным нужна более широкая полоса, при асимметричном доступе для преобла­дающего нисходящего (входящего) трафика нужно выделить полосу, как мини­мум в несколько сотен килогерц, а лучше — в несколько мегагерц. Менее интен­сивный восходящий (выходящий) трафик требует полосы в несколько десятков килогерц. В кабельном телевидение традиционно используются полосы по 6 МГц для каждого абонента, но при этом передается только нисходящий трафик.

Для того чтобы реализовать выбранную схему FDM, в помещении клиента и точ­ках присутствия устанавливаются распределители, которые выполняют опера­ции мультиплексирования и демультиплексирования сигналов. Распределитель чаще всего представляет собой пассивный фильтр, который выделяет нужные диапазоны частот и передает каждый диапазон на отдельный выход. К выходу распределителя подключаются терминальные устройства абонента — телефон, телевизор и компьютер. Так как компьютер использует дискретные сигналы для обмена данными, то для него требуется дополнительное устройство, которое бу­дет преобразовывать дискретные сигналы в аналоговые сигналы необходимого диапазона частот.

Большинство пользователей привыкли иметь дело с коммутируемыми (телефон­ными) модемами, которые работают со стандартной полосой 4 кГц аналоговых телефонных сетей. Телефонные модемы не разделяют эту полосу с другими уст­ройствами, целиком используя ее для передачи компьютерных данных. Очевид­но, что распределитель в этом случае не нужен.

Существуют также устройства ADSL и кабельные модемы; первые работают на абонентских окончаниях телефонных сетей, а вторые — на кабелях CATV. В этих случаях распределитель необходим, так как по этим окончаниям вместе с компь­ютерными данными передается и основная для этих окончаний информация, те­лефонная или телевизионная.

В POP поставщика услуг каждое абонентское окончание также подключено к распределителю, который выполняет аналогичные операции мультиплекси­рования и демультиплексирования на другом конце кабеля. В результате теле­фонная информация поступает с телефонных выходов распределителя на теле­фонный коммутатор поставщика услуг, который передает ее в телефонную сеть. Телевизионные сигналы от соответствующих выходов распределителя собира­ются на оборудовании CATV, которое может быть связано с сетью CATV этого поставщика услуг.

И, наконец, компьютерные данные поступают на устройство, концентрирующее компьютерный трафик и передающее его в локальную сеть поставщика услуг.

Это устройство называют по-разному, на рисунке использовано одно из попу­лярных названий — сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS). Мож­но встретить и другие названия, например, концентратор удаленного доступа (Remote Access Concentrator, RAC), мультиплексор доступа или терминальная система. Будем для определенности называть здесь такое устройство сервером удаленного доступа. Оно содержит обычно большое количество модемов, кото­рые выполняют обратные операции но отношению к модемам пользователей, то есть модулируют нисходящий трафик и демодулируют восходящий. Помимо мо­демов RAS включает маршрутизатор, который собирает трафик от модемов и пе­редает его в локальную сеть POP. Из этой локальной сети трафик передается обычным способом в Интернет или в определенную корпоративную сеть.

Мы рассмотрели обобщенную схему доступа, которая в зависимости от выбран­ного типа абонентского окончания и типа модема порождает различные техноло­гии доступа. Нужно подчеркнуть, что в терминах модели OSI все они являются технологиями физического уровня, так как создают поток битов между компью­тером клиента pi локальной сетью поставщика услуг. Для работы протокола IP над этим физическим уровнем должен использоваться один из протоколов ка­нального уровня. Сегодня наиболее часто при удаленном доступе применяется РРР, который поддерживает такие важные функции, как назначение IP-адреса клиентскому компьютеру, а также аутентификацию пользователя.