Причин разрывов ADSL соединения (линка) может быть довольно много, кроме того может быть совокупность нескольких факторов, приводящих частому падению линка. Не все из них всегда возможно устранить, но можно попытаться уменьшить их влияние. В этой статье рассмотрим настройки ADSL модема на примере Zyxel P660HTN EE. Почти все настройки будем делать из командной строки (CLI), через telnet соединение. Как его настроить можно прочитать в этой статье .
Возможные причины разрывов ADSL
Первым делом необходимо посмотреть на параметры линии. Учтите, что у входящего (downstream) и исходящего (upstream) канала свои собственные параметры, но как правило они не очень сильно отличаются.
1) Затухание в линии (Attenuation) должно быть не более 45 dB. Если значение больше 60 dB, то ADSL работать не будет.
2) Соотношение сигнал/шум (Noise Margin) должно быть более 6 dB.
Проверить эти параметры можно командой wan adsl l n для downstream и wan adsl l f для upstream.
Если эти параметры не выполняются, то проверьте:
- Правильно ли включен сплиттер (при наличии телефона).
- Нет ли повреждений на проводе.
- Доступные вам места соединения телефонной линии.
В местах соединения проводов не должно быть коррозии и плохо закрепленных контактов. Линия должна быть выполнена из одножильных проводов и следует учесть, что чем меньше точек соединения, тем лучше характеристики линии. Если в квартире все подключено верно и линия в хорошем состоянии, то стоит обратиться в поддержку провайдера. Чтобы они устранили проблемы на линии.
Вторая причина может быть в модеме. Возможен брак модема, брак блока питания модема, а также параметры бытовой электросети. Если имеют место скачки напряжения, то стоит подумать о трансформаторе для модема. Также, можно проверить работу на другом модеме, одолжить на время у друга или попросить у провайдера для теста. Если от замены модема мало что поменялось, то скорее тут третья причина.
Третья причина - это несогласованность/несовместимость настроек оборудования провайдера и модема. Именно эту причину и попробуем устранить, на примере модема Zyxel. У него довольно богатый набор команд для настройки и диагностики соединения, кроме того команды универсальны и подходят к большинству модемов Zyxel, за редким исключением.
Краткая теория
Во-первых, следует уяснить, что соотношение сигнал/шум (noise margin) величина изменяющаяся со временем, например, от появления/исчезновения помех других абонентов в магистральном кабеле или радиопомех. Так же, нужно понимать, что чем больше значение noise margin, тем меньше скорость. То есть, выше скорость - хуже стабильность соединения и наоборот.
Во-вторых, пока у линии не будут приемлемые параметры затухания вы не получите стабильной работы ADSL, тут надо менять линию, а не настройки.
В-третьих, изменять параметры соединения вы сможете только для входящего канала (downstream), параметры исходящего канала как правило определяются только DSLAM и версией Annex выставленной на модеме.
Включаем механизм SRA
SRA (Seamless Rate Adaptation) позволяет изменять скорость соединения «на лету», таким образом адаптируясь к изменениям в линии, не дожидаясь разрыва.
Модем настроен в режиме моста, опытным путем выяснил, что соединение держится стабильно при автоматической синхронизации, то есть когда разрешены все стандарты ADSL и все виды Annex.
Теперь следует выяснить какой профиль настроен на порту DSLAM. Для этого необходимо подключится к модему через telnet и ввести команду: wan dmt2 show cmsg1 . В ответ вы получите настройки профиля на DSLAM.
Важный параметр здесь RA-MODEds, он может иметь три варианта:
- RA-MODEds = 1 (FIXED DATARATE) - фиксированная скорость соединения, как правило урезанная провайдером, до более менее стабильного соединения.
- RA-MODEds = 2 (RATE ADAPTIVE AT INIT) - скорость соединения согласуется при старте и не меняется до следующего разрыва.
- RA-MODEds = 3 (DYNAMIC RATE ADAPTATION) - скорость соединения меняется в процессе работы.
Механизм SRA будет работать только с динамическим профилем. Поменять профиль на динамический может только провайдер. Лучше всего подавать заявку в письменном виде, потому что как только первая линия ТП увидит незнакомые слова, скорее всего отправит вопрос специалистам. Для простоты общения, лучше сразу написать все параметры в профиле. Например, такие:
TARSNRMds = 70 dB (желаемый уровень сигнал/шум = 7 dB)
MINSNRMds = 10 dB (минимальный уровень сигнал/шум = 1 dB)
MAXSNRMds = 310 dB (Excess margin need not to be minimized) (максимальный уровень сигнал/шум = 31 dB)
RA-MODEds = 3 (DYNAMIC RATE ADAPTATION) (Тип профиля DSLAM, динамическая адаптация скорости)
PM-MODEds = 1 0 (L2 is allowed) (L3 not allowed) (Разрешенные режимы энергосбережения)
RA-USNRMds = 85 dB (уровень сигнал/шум при достижении которого произойдет повышение скорости)
RA-UTIMEds = 20 sec (время в течении которого сигнал/шум должен быть больше или равен RA-USNRMds, чтобы произошло повышение скорости)
RA-DSNRMds = 60 dB (уровень сигнал/шум при достижении которого произойдет понижение скорости)
RA-DTIMEds = 20 sec (время в течении которого сигнал/шум должен быть меньше или равен RA-DSNRMds, чтобы произошло понижение скорости)
BIMAXds = 15 bit
EXTGIds = 0 dB
CA-MEDLEYus = 6144 symbols(min)
Reserved1 = 0 (Should be 0)
Далее несколько “если”.
Если задержки (ping) не критичны, то лучше поставить канал в режим interleave, при этом нужно задавать задержку в миллисекундах, например, 8мс. Задержка должна быть одинакова для downstream и upstream. Это позволит корректировать ошибки при передаче ячеек и увеличит стабильность соединения.
Стоит попросить задать параметры INP, для плохих линий стоит задать значение INP min = 1 или больше. INP задается отдельно для downstream и upstream.
Если спросят, то максимальные скорости для downstream и upstream каналов можно поставить по максимуму 24000 кбит/с и 3500 кбит/сек соответственно.
Далее со своей стороны нужно убедится в том что SRA в модеме включено. Делается это командой wan dmt2 set olr 4 . В ответ вы получите current state: OLR ON, SRA ON . Из личного опыта обнаружил, что строчка wan dmt2 db tlb 10 в списке autoexec.net мешает корректной работе SRA и её необходимо удалить оттуда.
Ниже пример содержимого моего автозапуска, при котором, модем стабильно держит линию по 30 - 70 часов. К сожалению, SRA не панацея, от резких и глубоких изменений характеристик линии она не спасёт.
Что делать если нет SRA
Если по каким-то причинам не удается получить от провайдера динамический профиль с корректными настройками, то можно поменять некоторые настройки, со своей стороны для downstream канала.
Можно попробовать отключить Annex M, так как он предъявляет повышенные требования к качеству линии.
Также, в модемах Zyxel есть возможность смещать соотношение сигнал/шум в большую или меньшую сторону. Смещение задается командой wan dmt2 set snrmoffset Х Y , где X или Y значение полученное по формуле: 1280-(±Z*512).
- X - задает смещение для режима Fast;
- Y - задает смещение для режима Interleave;
- Z - значение смещения в dB.
Например, для увеличения соотношения сигнал/шум на +1 dB получим значение 1280-512=768, следовательно, команда будет выглядеть wan dmt2 set snrmoffset 768 768 .
Таким образом, можно подобрать оптимальное соотношение сигнал/шум.
Для того чтобы нужные команды сохранялись после перезагрузки модема их нужно прописать в автозапуск. Вводим команду sys edit autoexec.net , затем кнопкой N листаем и в нужном месте нажимаем кнопку i, вставляем нужную команду и нажимаем Enter . Для сохранения нажимаем кнопку X. Местоположение команд в автозапуске относительно друг друга имеет значение. Предположительно, команды, расположенные в конце, имеют более низкий приоритет, чем те что в начале.
Команды не для всех
Если провайдер не хочет менять параметры профиля, то можно попробовать изменить некоторые параметры самостоятельно. Эти команды работают не для всех модемов, но попробовать стоит.
w dmt2 set INP V , где V - значение INP_min
wan dmt2 set path 1 - установить режим канала Interleave.
wan dmt2 set txfltrgain 7FFFF - вероятно смещает точку усиления диапазона частот, может принимать значения от 00000 до FFFFF (7FFFF- середина диапазона).
Чтобы проверить результат нужно сбросить соединение командой wan adsl reset .
Если в логах модема вы заметили, что firewall часто пишет об атаке сканирования портов, и при этом модем настроен в режиме моста, то в таком случае лучше отключить firewall в модеме. Дело в том, что в качестве защиты от сканирования портов модем может блокировать трафик или его часть, это может приводить к разрывам. На безопасность это особо не повлияет, так как в режиме моста используется межсетевой экран узла на котором устанавливается PPPoE соединение.
Сразу определимся, что тут обсуждаем разрывы «физики» , а не «логики», т.е. разрывы именно с потерей несущей. Самое большое влияние на качество связи определяет кабель от АТС до РК (Распределительная Коробка - находится на лестничной клетке в щитке обычно выше рубильников и счетчиков электричества). Причем влияет не только качество и длина этого кабеля (удаленность от АТС), а также условия в котором они проложены. Все перечислять смысла нет, их много - начиная от залитых колодцев, заканчивая кабелем от домофона в подъезде. Это всё то, что вы изменить не в силах, т.е. если проблема на ЭТОМ участке, то, скорее всего, после того как вы задолбаете суппорт, вам напишут техотказ. Теперь о том, что вы можете сделать самостоятельно для диагностики проблемы:
0.
а) Взять молоток.
б) Положить на табуретку ваш УСБ-модем.
в) убедиться, что при размахе непострадают люди.
г) Ударить в центр коробки три раза.
д) Собрать осколки и выкинуть в мусорное ведро.
Уважаемые, не берите усб модемы. Использование наполовину программные устройства с глючными, вечнослетающими драйверами и подключающиеся через усб, который система, «для экономии энергии», отрубает на секунду по крайней мере не логично при стоимости НОРМАЛЬНЫХ роутеров в пределах 1к рублей.
1. Проверка схемы подключения. Тут всё просто. Схему, надеюсь, объяснять не нужно. Идут разрывы? Проверять работоспособность сплиттера (читай: пробовать с другим), и исключить ВСЕ незафильтрованные устройства, использующие тел.сеть (АОН, факс, диалап модем, етц). Также проверить проводку на наличие скруток, спаек, обрывов, повреждений изоляции. Исключить неконтакт в розетке или наличие конденсаторов в ней же. Также пробуем отключать все устройства от линии, и подключать модем в телефонную розетку напрямую (если несколько - в каждую). Пробовать менять провода от модема к сплиттеру и от сплиттера в линию. Параметры линии (о них ниже) меняются со временем, и, причем, далеко не в лучшую сторону. Другими словами, если к качеству связи по телефону претензий нет - это не значит что окисление телефонной линии, например (которое кстати может быть на любом участке вплоть до атс) вас не затронуло. Возможно оно еще на ранней стадии. На более поздней появляется треск и возникают шумы.
2. Диагностика линейных показателей. Важные для адсл показатели телефонной линии это уровень шума (Noise margine или SNR ratio) и уровень затухания (Attenuation Line) . Их можно посмотреть в настройках маршрутизатора обычно располагаются в меню Status. Примерная таблица значений:
Затухание сигнала:
от 5dB до 20dB - линия отличная.
от 20dB до 30dB - линия хорошая.
от 30dB до 40dB - линия плохая.
от 50dB и выше линия очень плохая.
Маржины (соотношение сигнал/шум):
6dB и ниже - отстой, может не будет работать ADSL
7dB-10dB средне, при ухудшении возможна нестабильность.
11dB-20dB хорошо
20dB-28dB отлично
29dB и более - супер
Соответственно, смотрим и делаем выводы. Подключаем модем напрямую без сплиттера и ТА и снова делаем выводы. Если все также плохо, то подключаем от распред. коробки, т.е. физически убираем старый кабель идущий в квартиру и цепляем коротким кабелем от клейм в рк до модема. затем опять замеряем «маржины».
Смотрите внимательно на соотношение сигнал/шум, очень плохо, если он не стабильный а «плавающий», то есть у вас на ап/даун 15/20, а через 10 минут 9/14. Если «проседает» SNR, то наверняка проблема в плохих контактах на всем участке от модема до РК. Стоит проверить повнимательней. Также существенно влияют все устройства излучающие электромагнитные волны, как пример dect-телефоны, базы которых ставят рядом с модемом. СТОИТ ЗАПОМНИТЬ - никаких лишних устройств рядом с модемом.
Также стоит внимательно следить за чистюлями, которые так и норовят выдрать провода, пройтись по ним шваброй. Оборудование для прачечных и химчисток тоже лучше держать подальше от модема - вода ни к чему хорошему не приведет, если у вас конечно не профессиональное оборудование от компании http://continent.com.ua/ , в котором не стоит сомневаться. Например, дома вполне можно держать высокоскоростную стиральную машинку.
3. Изменения физлика. ФИЗЛИНК - пропускная способность канала между модемом и атс (дслам), т.е. скорость физического соединения. В подробности вдаваться не будем. Будем вдаваться только в одну подробность - чем больше канальная скорость, тем больше ошибок и как правило дисконнектов и т.д. и т.п. простите за «кустарное» объяснение, при желании можно» погуглить» и узнать подробнее. Нужно реально оценивать возможности своей линии, прежде чем просить поднять физлинк, тем более что большинству это и не надо. Для установки оптимальной канальной скорости стоит обратится в службу технической поддержки (8-125 для абонентов ОАО Росстелеком) и вместе попробовать подобрать профиль который бы соответствовал возможностям/желанию.
4. Проверка модема. Само собой, что причина разрывов может быть модем. про усб модем было сказано в пункте ноль. Также если пользуетесь модемом 3-4 года - есть смысл попробовать с другим модемом. Признаком «умирающего» модема является шумы в телефоне и, медленно «сползающим» вниз, снр маржином. Проверять.
5. Мистика. Сущие на модемы коты и военная радиостанция у дедушки ветерана - давно стали классикой жанра. Вообщем у вас есть шанс 1/1000 оказаться в зоне аномалий и тогда…вообщем, стоит учесть.
Эту статью вы можете обсудить на форуме
«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
Постоянно развивающиеся цифровые системы передачи грозят захватить все существующие аналоговые телефонные сети. Пользователям цифровых систем передачи необходимы линии самого лучшего качества, позволяющие передавать данные с очень высокими скоростями. Для того чтобы удовлетворить эти требования и обеспечить возможность цифровой передачи по обычной паре медных проводников, необходимо значительно улучшить качество телефонных линий.
Организация высокоскоростного доступа отдельных абонентов в течение многих лет являлась головной болью телефонных компаний. На уровне магистральной сети были созданы системы, позволяющие повысить скорость передачи данных (например, базирующиеся на оптико-волоконных технологиях), но абонентские телефонные линии по различным причинам оказались на обочине этого направления развития. В настоящее же время созданы современные технологии, позволяющие организовать высокоскоростную передачу данных по обыкновенной абонентской телефонной линии. Однако, телефонные компании, развивающие данные технологии и предоставляющие услуги высокоскоростного доступа, вынуждены преодолевать различные технические трудности, в основном связанные с несовершенством существующей кабельной сети.
Аналоговая сеть телефонной связи является реальностью, доставшейся нам в наследство от предыдущего этапа технологического развития. Можно с гордостью от такого наследства отказаться и с энтузиазмом ваять нечто новое и совершенное, по старой привычке идя своим путем и разрушая все до основания, а затем Но можно же с умом воспользоваться и тем богатством, которое буквально лежит под ногами.
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.
Однако, попытка довести эту идею до реальности сталкивается с необходимостью использования достаточно трудоемких и дорогостоящих методов тестирования, которые сложно распространить на все абонентские линии сразу. Жизнь вынуждает идти по пути упрощения. В настоящее время используется процесс предварительного отсеивания телефонных линий. Данный метод заключается в выборе ключевого параметра, например, длины телефонной линии (можно использовать любой другой параметр, например, сразу исключить индивидуальных абонентов, и работать только с телефонными линиями, которые обслуживают различные организации своего рода коммерческо-научный подход). Для упрощения рассмотрения данного примера остановимся именно на физическом параметре длине телефонной линии. При этом отсеиваться будут только те абонентские линии, которые превышают предельную длину. Но следует учитывать, что даже если длина абонентской линии укладывается в установленные пределы, это еще совсем не означает, что она будет поддерживать высокоскоростную передачу данных. Для того, чтобы эффективно квалифицировать абонентскую линию, необходимо одновременно анализировать целую комбинацию характеристик, влияющих на высокоскоростную передачу данных (физических, электрических и даже экономических; хотя последние и не влияют впрямую на возможность высокоскоростной передачи данных по конкретной телефонной линии, от них зависит вероятность получения от абонента, который пользуется данной линией, оплаты за предоставленную услугу). Причем, для того, чтобы квалифицировать линию как пригодную для использования, все элементы данной комбинации должны находиться в установленных пределах (рисунок 1).
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 начала предоставления обслуживания.
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.
Как уже говорилось выше, возможность успешного обеспечения высокоскоростной передачи данных по существующей кабельной сети во многом зависит от способности этой сети передавать высокочастотные и цифровые сигналы. Реально существует не так много категорий препятствий, которые могут возникнуть при организации систем высокоскоростной передачи данных по существующей кабельной сети, состоящей из медных пар телефонных проводов. К ним относятся:
Ограничение полосы пропускания, характерное для существующей телефонной кабельной сети.
Установленные устройства и компоненты, призванные оптимизировать предоставление традиционных услуг телефонной связи.
Несовершенство и деградация существующей кабельной сети из-за существующей практики монтажа и из-за внешних воздействий (например, природных).
Готовность соответствующего оборудования, компонент и интерфейсов кабельной сети к правильному внедрению и распространению цифровых технологий.
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.
Основные усилия придется приложить там, где это наименее 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 современное 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.
Например, перепутанные пары являются наиболее сложной для устранения проблемой для телефонных кабельных систем. На поиск перепутанных проводов уходит гораздо больше времени, чем на поиск любого другого повреждения. Но, следует учитывать, что перепутанные провода это исключительно дело рук человека, поэтому такая неисправность появляется именно в тех местах, где человек свои руки приложил, то есть в местах сращивания кабелей, когда соединяются два провода одного и того же цвета, но принадлежащие разным парам. Такая неисправность обычно приводит к появлению перекрестных помех. Несмотря на все усилия, направленные на то, чтобы телефонные кабели оставались сухими, вода все равно проникает в кабели. Это приводит к появлению повреждений различного типа; но наиболее часто встречается высокоомное замыкание. Обычно первым симптомом является появление слышимых шумов на линии, причиной которых является протекание слабых токов между проводниками в кабеле. Такая пара проводов может считаться несимметричной. Если использование кабельных отводов и допустимо в аналоговых телефонных сетях, обычно такие отводы оказывают серьезное воздействие на работу цифровых систем передачи, таких как ADSL. Цифровой сигнал, передаваемый по кабелю абоненту, попадает также и в каждый кабельный отвод. Отраженный от конца такого отвода сигнал накладывается на исходный сигнал, подаваемый абоненту, что приводит к значительному увеличению числа ошибок.
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.
Технология ADSL развивается по двум направлениям. С одной стороны
это сама по себе технология ADSL, которая обеспечивает скорость передачи
данных до 6 9 Мбит/с по проводам диаметром 0,5 мм на расстояние
до 4,5 километров. Для разделения голоса и данных в этом
случае используются специальные устройства сплиттеры, устанавливаемые
на обоих концах линии (на рисунке 2 показан абонентский конец
линии). 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 3).
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 является 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.
Внутренние помехи систем DSL зависят главным образом от реализации модемов и практически не могут быть изменены на этапе развёртывания. Для минимизации помех этого типа целесообразно использовать оборудование производителей с хорошей репутацией.
Устойчивость системы DSL к внутренним помехам может быть улучшена путём использования лучших схем и передовых технологий - таких, как адаптивные корректоры во временной области TEQ, адаптивные эхо подавители, адаптивные гибридные и программируемые цифровые/аналоговые фильтры.
Влияние внешних стационарных помех, подобных переходным помехам, также обычно учитывается при разработке модемов DSL. Спектральная совместимость обеспечивается соответствующим формированием масок спектральной плотности PSD передатчиков модемов DSL. Оператор может минимизировать переходные помехи на другие линии DSL, управляя параметрами этих масок. К этим методам относятся методы снижения уровней мощности power back-off сигналов US и DS (UPBO/DPBO), метод виртуального шума, который введены в стандарт G.993.2 VDSL2, и многие другие.
Следует отметить, что сами механизмы подавления помех могут быть причиной появления новых помех. Так, например, известный алгоритм Витерби служит причиной размножения ошибок.
Рис. 19 Метод виртуального шума
Стратегия коррекции ошибок Impulse noise protection (INP) представляет собой комбинацию кодирования Reed-Solomon и интерливинга, параметры которых определены стандартом.
При уменьшении скорости передачи запас по шумам увеличивается. По существу, приёмник работает с существенным запасом по шумам, что позволяет поддерживать ошибки передачи в допустимых пределах. В частности, эти большие запасы позволяют существенно ослабить влияние на передачу импульсных помех. Другие недостатки, подобные, например, увеличенной памяти интерливинга, могут оказаться критичными для приложений реального времени и приложений, требующих малой задержки.
8.2 Методы адаптации пропускной способности линии DSL к флуктуациям уровня помех
8.2.1 Метод “бесшовной” адаптации Seamless Rate Adaptation (SRA ).
При медленных флуктуациях уровня шумов или его флуктуациях с умеренной скоростью используется целый арсенал механизмов адаптации, включая изменение пропускной способности субканалов (tone reordering), обмен битами информации между субканалами при сохранении общей пропускной способности соединения (bitswap) и/или Seamless Rate Adaptation (SRA).
Методы bitswap и tone reordering рассматривались в первой главе. Поэтому здесь обсудим только метод SRA.
Этот метод, основанный на развязке процессов модуляции и формирования циклов, автоматически изменяет пропускную способность линии DSL, сохраняя неизменным запас по шумам. что гарантирует её работоспособность и исключает возможность перерыва связи.
Это важное свойство механизма SRA подчёркивает словечко seamless, которое можно перевести буквально как “бесшовный”, а более правильно - как “безошибочный”. Упомянутый механизм развязки, использующий сложные процедуры взаимной реконфигурации модемов в реальном времени - Online reconfiguration (OLR), позволяет изменять скорость передачи модемов без влияния на параметры циклов сигнала DMT, которое обычно проявляется в увеличении ошибок в цифровом сигнале или даже полной потере цикловой синхронизации.
Работа механизма SRA происходит в 4 этапа:
Приёмники модемов ADSL, непрерывно контролирующие величину отношения сигнал/шум SNR соединения, обнаружив изменение SNR (например, из-за проникновения в кабель воды), определяют необходимость изменения скорости передачи.
Чтобы инициировать изменение скорости передачи, приёмник модема посылает передатчику удалённого модема соответствующее сообщение. Последнее содержит все необходимые параметры передачи на новой скорости, включая число битов и мощность передачи в каждом субканале.
Передатчик удалённого модема начинает передавать сигнал “Sync Flag”, который служит маркером точного времени перехода на новую скорость передачи.
Сигнал “Sync Flag” передатчика обнаруживается приёмником модема, инициировавшего начало процесса, после чего начинается переход к новой скорости передачи.
8.2.2 Механизм быстрой адаптации Rapid Rate Adaptation (RRA )
Однако механизм SRA не может справиться с быстрыми и глубокими изменениями уровня шумов, вызванными, например, одновременным переходом нескольких линий DSL в активное состояние. Механизм подавления подобных помех был предложен фирмой Ikanos в 2006 году. Его называют механизмом быстрой адаптации скорости Rapid Rate Adaptation (RRA). Она позволяет сохранить целостность соединения и предотвратить процедуру перестройки модема DSL retrain в случае мгновенного увеличения внешних помех (рис. 20)..
Рис. 20 Эффективность механизма быстрой адаптации скорости Ikanos
Таблица 3. Сравнение свойств RRA и SRA
|
Функции/параметры |
||
|
Поддержка целостности соединения при сильном увеличении переходных помех |
Поддерживает |
Не поддерживает |
|
Быстрая адаптация к профилю 30а VDSL2 |
Несколько сотен миллисекунд Любое число субканалов |
Несколько минут |
|
Запас SNR<0 |
Тракт стабилен |
Тракт не работает |
|
Резкое и значительное изменение мощности шума |
Тракт стабилен |
Тракт не работает |
|
Сосуществование/дополнение SRA |
RRA сосуществует с SRA и bitmap и дополняет их. Он способен подавлять все типы динамики шумов: 1. Резкие и значительные изменения (RRA) 2. Медленные и малые изменения (SRA) 3. Долговременные изменения (bitmap) |
Не способен обрабатывать резкие и значительные Изменения мощности |
8.2.3 Динамическое управление спектрами Dynamic Spectrum Management (DSM )
Казалось бы сделано всё - разработаны надёжнейшие модемы, использующее все современные методы не только передачи сигнала, но и диагностики повреждений. Но множатся приложения, требования растут. Беспощадная конкуренция требует всё новых улучшений.
И, о чудо, они обязательно появляются!
Примером подобных решений является метод .
Основной помехой, ограничивающей пропускную способность линии DSL,как мы помним, является переходная помеха.
Существующий метод расчёта линий DSL, так называемый Static Spectrum Management (SSM) гарантирует спектральную совместимость линий DSL одного кабельного пучка для худшего случая переходных влияний. Однако реальные переходные влияния очень сильно зависят от конкретных условий, включая взаимное положение влияющей и подверженной влиянию линий, а также их состояния. Более того, переходные помехи существенно изменяются от одного кабельного пучка к другому и в течение времени, поскольку сами модемы могут находиться в работе или быть выключенными. Поэтому использование постоянных спектральных масок сигналов передачи модемов DSL означает потерю пропускной способности.
Метод Dynamic Spectrum Management (DSM) позволяет устранить этот недостаток путём адаптации пропускной способности линий DSL к изменяющимся переходным помехам. Значение термина DSM в его современном значении включает также методы, позволяющие ослаблять переходные помехи между линиями кабельного пучка путём совместной обработки сигналов этих линий.
Известны по крайней мере 6 следующих способов увеличения пропускной способности линий DSL:
1. Улучшение технологии DSL (например, создание на базе ADSL).
2. Увеличение полосы передачи (например, создание ADSL2 plus на базе ADSL2).
3. Увеличение передаваемой мощности и/или спектральной плотности мощности Power Spectral Density (PSD) (например, создание RE-ADSL2 на базе ADSL2 или RE- VDSL2 на базе VDSL2).
4. Укорочение абонентской линии (АЛ) за счёт её c использованием технологий FTTx.
5. Уменьшение шумов модемов DSL (например, путём замены модемов HDSL более узкополосными модемами SHDSL, что уменьшит переходное влияние симметричных DSL на системы ADSL того же кабельного пучка).
6. Увеличение пропускной способности соединения DSL за счёт использования нескольких параллельных витых пар, которое по сути является пространственным уплотнением Spatial Multiplexing, называемым также Bonding.
Указанные решения эффективны, но не всегда могут быть реализованы.
Кроме того, все эти способы являются статическими в том смысле, что не учитывают реальной, существующей в данный момент электромагнитной обстановки в кабеле..
DSM представляет собой альтернативное решение.
Его сильной стороной является свойство адаптивности, обеспечивающее максимальное использование пропускной способности линий DSL кабельного пучка за счёт динамического изменения мощности сигналов передачи модемов DSL в соответствии с текущими значениями мощности переходных помех.
Существует несколько алгоритмов DSM, большему порядковому номеру которых соответствует возрастающая сложность.
Первым примером DSM является DSM level 1, или просто DSM1. Он опирается на алгоритм Power Adaptive (PA), означающий поддержку минимальной мощности передачи при сохранении фиксированной скорости передачи и запаса по шумам в заданных пределах. Этот алгоритм называют также режимом фиксированного запаса по шумам Fixed Margin (FM). Вторым примером DSM1 является метод Iterative Water Filling (IWF), представляющий собой фактически расширение алгоритма PA. Единственная разница между этими режимами заключается в том, что IWF не ограничен фиксированной спектральной маской PSD сигнала передачи, а разрешает её изменение, которое обеспечивается путём перераспределения мощности неиспользуемымых субканалов между используемыми субканалами.
DSM level 2, или DSM2, решает ту же задачу, что и DSM 1. Только для её выполнения используется информация о состоянии не только данной линии, но и всех других линий этого пучка. Это требует координации между всеми линиями пучка. Тем самым оптимизируется пропускная способность всех линий кабельного пучка. Примером DSM level 2 является достаточно сложный алгоритм Optimal Spectrum Balancing (OSB).
Методы Dynamic Spectrum Management (DSM) опираются на заложенную в модемах ADSL и VDSL способность мониторинга множества параметров соединения DSL (включая текущую конфигурацию модемов, шумы, ошибки передачи и другие ухудшения линии DSL) и возможность доступа к ним системам операционной поддержки OSS сетевого оператора.
Параметры стандартных модемов DSL могут также реконфигурироваться оператором сети с целью улучшения параметров соединения DSL.
Методы DSM используют возможности OSS анализировать результаты мониторинга модемов DSL. Это позволяет, опираясь на полученные данные мониторинга, автоматически устранять ухудшения состояния линий DSL и прогнозировать их повреждения. Такой более глубокий анализ позволяет существенно сократить число необходимых выездов Truck rolls технического персонала для устранения повреждений.
Метод DSM позволяет улучшать параметры линии DSL путём:
1. Оптимизации параметра пропускная способность/перекрываемое расстояние за счёт выбора лучшего из возможных профилей параметров линии DSL. Причём метод DSM1 позволяет выбирать этот наилучший профиль, опираясь на параметры шумов и переходных помех только данной линии DSL. Более же совершенный метод DSM2 позволяет улучшать параметры линии DSL на основе анализа и последующей минимизации переходных влияний между линиями DSL всего кабельного пучка.. Такое улучшение достигается за счёт снижения выходной мощности передатчиков модемов DSL, а значит, что особенно важно, и потребляемой этими модемами мощности питания.
2. Обнаружения в условиях эксплуатации, без нарушения нормальной работы модемов, таких источников возможных ухудшений состояния АЛ, как параллельные отводы BT или плохие сростки bad splices (BS).
3. Точной оценки достижимой пропускной способности соединения DSL.
Ключевым элементом DSM является Spectrum Management Сenter (SMC), упрощенная схема которого показана на рис... SMC представляет собой одну из подсистем системы операционной поддержки OSS, выполняющей функции DSM. SMC собирает информацию о состоянии линий DSL, включает алгоритмы DSM, которые рассчитывают наилучшие наборы параметров или диагностируют возникшее ухудшение. Опираясь на эти данные, SMC автоматически реконфигурирует параметры исследуемой линии DSL или уведомляет другие системы эксплуатационной поддержки о необходимости.Truckrolls.
Рис. 21 Упрощенная архитектура SMC
Пример 1.
Влияние параметров параллельных отводов ВТ на вносимое затухание АЛ
Характерным признаком наличия ВТ является нарушение монотонности частотной характеристики затухания АЛ, которая приобретает волнообразный характер. Параметры же этой волнообразности (частота и размах колебаний) зависят от числа BT, а также их длины и близости к помещению пользователя.
В качестве примера на рис. 22 приведены частотные характеристики затухания АЛ длиной 3 кфут при наличии BT длиной 50, 100, 200 и 400 футов, удалённой от помещения пользователя на 100 футов.
Для кривых, показанных на рис. 22, существует достаточно простой алгоритм определения местоположения и длины ВТ по известным параметрам.
Рис. 22 Эффект влияния длины параллельных отводов ВТ на вносимое затухание АЛ
При наличии нескольких BT регулярность нарушения монотонности затухания теряется и работу по их устранению приходится выполнять вручную. К счастью, такие случаи являются сравнительно редкими.
Пример 2
Определение наличия дефектных сростков и их местоположения
Дефектные сростки bad splices (bs ) действуют часто подобно ёмкости Сbs (рис. 23), включённой последовательно в АЛ. Их действие особенно заметно и неприятно на низких частотах, поскольку именно на этих частотах, где линия DSL передаёт основную часть информации, некачественные сростки вносят повышенное затухание.
Величина затухания зависит от эквивалентной емкости дефектного сростка Сbs. Чем хуже сросток, тем больше значение Сbs и тем больше величина вносимого затухания на низких частотах (рис. 23 (a) и (b)).
Именно на эту особенность опирается алгоритм, позволяющий обнаруживать плохие сростки, а также прогнозировать их появление.
Дефектные сростки особенно опасны, поскольку они не только увеличивают затухание АЛ, но и могут существенно ухудшить симметрию линии, в результате чего возрастут переходные влияния между АЛ кабельного пучка.
Один из побочных эффектов наличия дефектных сростков заключается в уменьшении среднеквадратического откло-нения таких параметров кабеля, как затухание и переходное затухание. Существует большая вероятность того, что «плохие» пары одной строительной длины кабеля будут соединены с «хорошими» парами следующей длины, в результате чего характеристики худ-ших пар будут улучшены за счет ухудшения характеристик лучших пар. Однако, сростки приводят к возникновению неоднородностей волнового сопротивления и емкостной асимметрии и вследствие этого могут увеличить эхо-сигналы и переходные влияния. Степень этого увеличения зависит от методики монтажа сростков; обычно для оценки влияния сростков необходимо провести изме-рения параметров типовых образцов кабеля.
Рис..23 Влияние дефектного сростка на вносимое затухание АЛ длиной 3 кфут при С bs = 100 pF (a) и С bs = 1,5 nF (b)
1 - АЛ без дефектных сростков, 2 - АЛ с одним дефектным сростком.
Пример 3
Рис. 24 Структура кабельного пучка с линиями DSL, оканчивающимися на местной АТС и в удалённом терминале RT
Этот пример (рис.24) иллюстрирует возможности метода DSM для одного типового случая, когда одна группа пользователей получает услуги DSL от узла доступа, расположенного на местной АТС (СO), а другая - от узла доступа, расположенного на удалённом терминале (RT). Обе группы пользователей обслуживает один телефонный кабель, причём АЛ первой группы пользователей имеют существенно большую длину, чем АЛ второй группы.
При передаче сигналов DSL одинаковой мощности в направлении DS от узлов доступа к пользователям сигнал модема ATU-C1 придёт в точку, совпадающую с положением узла доступа RT, сильно ослабленным. В этой точке и на всём протяжении параллельного пробега обеих АЛ от RT до модема ATU-R1 этот ослабленный сигнал ATU-C1 при отсутствии механизма DSM будет испытывать сильное переходное влияние со стороны передатчика модема ATU-C 2 удалённого терминала RT.
Как же исправит эту ситуацию механизм DSM?
Очевидно, что исправить ситуацию может снижение мощности передачи модема ATU-C2 на величину ослабления сигнала между узлами доступа СО и RT. Действительно, это снижение мощности передачи ATU-C2, с одной стороны, ослабит переходное влияние второй линии DSL на первую, а с другой стороны, позволит обеспечить необходимый запас по шумам для сигнала модема ATU-R2, поскольку АЛ2 короче АЛ1. Благодаря этому обе линии будут одинаково защищены от переходных помех. Именно эту задачу решает алгоритм первого уровня DSM1.
Заметим, что при DSL доступе существует так называемая проблема near - far. Суть её состоит в том, что при одинаковых уровнях передачи и формах спектров модемов DSL более короткие линии ухудшают параметры линий большей длины за счёт повышенного влияния первых на вторые.
Дальнейшее улучшение параметров обеих линий может быть достигнуто путём учёта особенностей кода DMT..При коде DMT и одинаковых уровнях передачи в субканалах большая часть информационного потока переносится нижними субканалами, поскольку затухание АЛ увеличивается с частотой. Этим более тонким механизмом является механизм DSM2, представляющий собой вторую ступень алгоритма DSM.
В нашем примере алгоритм DSM2 предписывает модему ATU-C2 уменьшить мощность, передаваемую в нижних субканалах, что уменьшит переходные помехи в нижних субканалах первой линии DSL.
В то же время АЛ 2 меньшей длины вносит меньшее затухание на высоких частотах по сравнению с АЛ1. Поэтому для переноса сигнала второй линии DSL можно использовать верхние субканалы DMT.
Такое обоюдное перераспределение мощности сигнала DMT в субканалах обеих линий позволит с помощью многошаговой процедуры последовательных приближений минимизировать переходное влияние между ними.
В итоге уменьшится переходное влияние между обеими линиями и увеличится их пропускная способность, а следовательно, возрастёт и устойчивость работы обеих линий.
Сказанное естественно справедливо не только для двух рассмотренных линий, но и для их произвольного числа со структурой указанных двух типов.
Хотя технология DSM ещё находится в начале своего пути, уже есть производители оборудования, встраивающие программное обеспечение Spectrum Management Center (SMC) в свои системы управления. В качестве примера укажем ASSIA Inc. , чья технология DSL уже использует алгоритмы DSM для оптимизации параметров 15 миллионов линий DSL.
Следующий по сложности метод DSM3 опирается на достижения в двух областях: методе модуляции DMT и методе цифровой обработки сигналов MIMO (Multiple Input Multiple Output), применяемом в беспроводных сетях (рис 25a). Поэтому этот метод называют DMT on MIMO
Рис.25 (a, b) К пояснению алгоритма MIMO
Метод MIMO пришёл в DSL из беспроводного радио.
Стремительное развитие беспроводных телекоммуникационных систем, таких как системы сотовой и спутниковой радиосвязи, локальные беспроводные сети и Интернет по технологии Wi - Fi и Wi - MAX , обнаружило серьезную проблему. Оказалось, что практически весь диапазон радиочастот к настоящему времени распределен и лицензирован. В то же время исследования Федеральной комиссии связи США (FCC) показали, что этот спектр, как драгоценный природный ресурс, используется не достаточно эффективно. Существенным образом повысить эффективность использования спектра позволяет механизм динамического управления спектром, согласно которому вторичным пользователям (не закрепленным за данным частотным диапазоном) предоставляется возможность использовать диапазоны первичных пользователей (закрепленных за данным диапазоном) на время, пока этот диапазон последними не используется.
Механизм динамического управления спектром весьма сложен технически, и может применяться только в так называемых интеллектуальных радиосистемах. Отличительной особенностью таких систем, выделяющей их в отдельную группу, является способность извлекать и анализировать информацию из окружающего радио пространства, предсказывать изменения канала связи и оптимальным образом подстраивать свои внутренние параметры состояния, адаптируясь к изменениям радио среды.
Для описания таких интеллектуальных радиосистем Д. Митоллой был предложен термин «когнитивное радио». Свойство когнитивности, дословно означает способность системы к познанию и самообучению.
Оно подразумевает способность радиосистемы оценивать так называемую шумовую температуру радио среды и находить неиспользуемые в данный момент времени спектральные диапазоны («спектральные дыры»).
В математическом понимании суть задачи контроля излучаемой мощности в многопользовательской среде заключается в выборе оптимального уровня излучаемой мощности среди n пользователей с целью максимизации совокупной скорости передачи, не превышая максимально допустимого уровня шумовой температуры и при условии ограниченного числа «спектральных дыр». Проблема заключается в том, что при увеличении мощности передачи одного из пользователей наблюдается нежелательный эффект увеличения уровня интерференции на входе приемников других пользователей.
Для эффективного контроля излучаемой мощности в когнитивных радиосистемах может применяться процедура Water Filling . Ее суть заключается в циклическом увеличении передаваемой мощности каждым пользователем с целью увеличения скорости передачи (не превышая максимально допустимого уровня шумовой температуры), и последующем регулировании мощности каждым пользователем для достижения желаемой скорости передачи.
Суть метода MIMO применительно к DSL доступу состоит в рассмотрении систем DSL кабельного пучка как единого приёмопередатчика (рис. 25b). Последний контролирует сигналы систем DSL этого пучка и создаёт математическую модель его переходных влияний. Система DMT on MIMO выполняет непрерывный контроль линий DSL кабельного пучка и в соответствии с его результатами модернизирует спектры DMT на передаче таким образом, чтобы максимизировать пропускную способность линий DSL этого пучка.
Метод MIMO может быть также использован для реализации алгоритма bonding, обеспечивающего возможность передачи высокоскоростного сигнала данных с помощью множества параллельных АЛ.
В принципе метод MIMO может использоваться с любым линейным кодом DSL, однако при коде DMT он наиболее эффективен.
Физически MIMO можно представить себе как набор адаптивных фильтров, соединяющих каждый канал передачи в системе со всеми другими её каналами. В новых системах такие фильтры выполняются как цифровые фильтры дискретного времени, а сам фильтруемый сигнал представляется в частотной области. А именно такую операцию и выполняют приёмопередатчики DMT в процессе своей нормальной работы.
Есть и ещё одно объяснение того, почему DMT является самым эффективным кодом и без MIMO. DMT обладает уникальной способностью подавлять узкополосную помеху, не нарушая нормальной работы всей остальной части линейного спектра. Другие же системы семейства DSL - такие, как HDSL и SHDSL, которые используют методы передачи с одной несущей, могут быть выведены из строя всего одной сильной узкополосной помехой.
Одним из самых массовых и доступных способов подключения к Всемирной паутине сегодня является ADSL-соединение. Аббревиатура ADSL расшифровывается, как «Asymmetric Digital Subscriber Line» - несимметричная цифровая абонентская линия. Несмотря на простоту и практически стопроцентную доступность, мобильное подключение значительно проигрывает по своим возможностям ADSL-подключению: скорость передачи данных ниже, набор услуг меньше, а стоимость подключения значительно выше. Подключение же по технологии ETTH («Ethernet в каждый дом»), GPON и FTTH (с помощью оптико-волоконного кабеля) сегодня доступны пока ещё лишь для жителей многоквартирного сектора в крупных населённых пунктах, так как экономически оправданы при массовых подключениях. Поэтому, сегодня АДСЛ-соединение актуально для большинства пользователей, особенно в небольших населённых пунктах.
Проблемы ADSL-соединения
Несмотря на свою массовую доступность и достаточно приличные технические характеристики:
- Практическая скорость доступа: до 24 Мбит/сек;
- Протяжённость абонентской линии для удовлетворительной работы: до 7.5 км;
- Возможность получения услуги triple play - одновременной передачи голоса, видео и данных.
Эта технология использует в своей работе телефонную абонентскую линию со всеми вытекающими отсюда проблемами.
Рассмотрим типовую схему подключения абонента по технологии ADSL:
Практика эксплуатации данной технологии показывает, что наиболее частыми проблемами, приводящими к тому, что у пользователя устанавливается медленная скорость при адсл-соединении , или вообще, отсутствует выход в интернет, являются:
- Неисправность телефонной линии;
- Неисправность порта оборудования доступа (DSLAM) на стороне провайдера;
- Неверное подключение на стороне пользователя.
Неисправность телефонной линии
Это наиболее частый вид повреждений, возникающий в цепочке «Абонент-Провайдер». К сожалению, телефонная линия связи далека о совершенства. Пока она «добирается» от провайдера интернета к пользователю, она может проходить достаточно много различных участков: магистральный, кабель, кабели распределения, кабели между шкафами и даже так называемые воздушки - провода, идущие от шкафа к абоненту воздушным путём. Каждый из таких участков помимо затухания полезного сигнала, может вносить и различные помехи, приводящие как к общему снижению скорости, так и к тому, что у абонента появляются частые разрывы связи при адсл-соединении.
Конечно, для того, чтобы выполнить измерение физических параметров телефонной линии для получения её качественных характеристик, необходимо наличие специальных приборов и умение ими пользоваться. Но обыкновенный пользователь также может легко оценить её состояние, чтобы понять по какой причине возникают те или иные проблемы с доступом. Для этого необходимо подключиться к ADSL-модему и посмотреть статистику АДСЛ-соединения.
Не только проблемы с линией связи или с оборудованием провайдера приводят к проблемам в работе с интернетом. Задаваясь вопросом – «Как увеличить скорость при адсл-соединении?», пользователь порой забывает, что неверно работающее оборудование или некорректно выполненное подключение на его стороне тоже может стать причиной сбоев и низкой скорости. Поэтому, прежде чем звонить в службу технической поддержки, необходимо проверить - правильно ли выполнено подключение телефонной линии, модема и телефонного аппарата.
Начать, прежде всего, следует со сплиттера – специального устройства, которое предназначено для того, чтобы высокочастотный шум от работы модема не мешал телефонным разговорам. По сути дела, он представляет собой специальный фильтр для разделения рабочих частотных полос модема и телефонного аппарата.
Рассмотрим корректную схему подключения пользовательских устройств:
Следует помнить о том, что нельзя подключать телефонные аппараты и какие-либо другие телефонные устройства до сплиттера! Все телефоны должны быть строго подключены к гнезду PHONE! В противном случае, соединение будет неустойчивым, и, как правило, с низкой скоростью. Разрывы связи при адсл-соединении будут в этом случае практически постоянными.
Подключение adsl-модема без сплиттера приведёт к появлению шума во время телефонного разговора и как в первом случае, к низкому качеству соединения. Однако, если вы не используете телефонный аппарат, то модем можно подключать к телефонной линии и без этого устройства.
Следует избегать чрезмерно длинных телефонных удлинителей. Если уж без него никак не удаётся обойтись, необходимо выбирать такие, в которых используется не четыре, а два проводника. Это уменьшит уровень помех и повысит качество соединения.
К сожалению, adsl-модем также не застрахован от повреждений. Причём есть повреждения явные, то есть, когда он просто не работает или работает некорректно, а есть скрытые, связанные с повреждением его линейной части. Особенно часто такие неисправности довольно часто возникают после грозы. При этом сам модем рабочий и даже может устанавливать соединение с оборудованием провайдера, но оно нестабильно, или соединение происходит на низкой скорости. Первое впечатление, которое возникает – неисправность телефонной линии, так как «симптомы» очень похожи. В этом случае, следует снять показания основных характеристик соединения из его меню в разделе «Статистика», и проверить его на стенде у провайдера, попросив снять те же самые данные. Если показания будут схожими – скорее всего, линейная часть модема «подгорела» и требует ремонта.
- Если скорость доступа в интернет периодически снижается, начните проверку с исследования стабильности установленного соединения – «линка». (Английский вариант слова – Link). Проследите за индикатором с таким же названием. На некоторых моделях он называется ADSL. Во время работы, если адсл-соединение стабильно и установлено - он должен просто гореть. Если он периодически мигает – соединение с провайдером нестабильно, требуется проверка линии связи.
- Следите за исходящей (upstream) скоростью в линии. Практика показывает, что чем она ниже – тем ниже качество соединения. В идеале, она должна быть равна или близка к 1 Мбит/сек (только если не ограничена специально тарифом).
- При постоянных разрывах связи, можно попробовать отключить сплиттер и телефон, включив на время модем, напрямую в линию. Этим самым исключается возможное влияние других устройств на соединение. Если в этом случае все работает стабильно, то можно, включая устройства по очереди, выяснить, какое из них оказывает влияние.
- Всегда проверяйте качество контакта в разъёмах. Современный телефонный разъем RJ11 – не очень качественное изделие, его контакты часто окисляются. Извлеките и вставьте его на место два-три раза.