Urządzenia systemu HDSL

Szybki wzrost zainteresowania usługami zintegrowanymi (ISDN) stał się motorem rozbudowy sieci realizującej te usługi. Nowe opracowania teoretyczne pozwoliły na udoskonalenie metod wielopoziomowego kodowania liniowego a technika produkcji układów o bardzo dużym stopniu scalenia (VLSI) doprowadziła do ich praktycznego zastosowania w urządzeniach transmisyjnych. W konsekwencji umożliwiło to realizację transmisji cyfrowej z szybkością 2048 kbit/s na duże odległości najpierw na trzech, a następnie na dwóch parach przewodów miedzianych w kablu bez konieczności regeneracji sygnałów. System ten określa się skrótem HDSL (High Bitrate Digital Subscriber Loop - cyfrowe łącze abonenckie o dużej szybkości transmisji). Rozwój urządzeń HDSL został oparty na dwóch różnych sposobach kodowania sygnału cyfrowego w linii: typu 2B1Q lub typu CAP. Oba te sposoby zostały znormalizowane przez ETSI. Opracowano także odpowiednie układy scalone (VLSI) realizujące powyższe metody kodowania.

Wpływ techniki kodowania na parametry techniczne systemu

Podstawowy parametr, jakim jest zasięg pracy urządzeń, wynika m. in. z charakterystyk widmowych sygnałów przy różnych technikach kodowania (rys. 1). Porównując te charakterystyki z charakterystykami tłumienności torów o przewodach miedzianych (rys. 2) oraz z charakterystyką ich opóźnienia grupowego (rys. 3) należy zwrócić szczególną uwagę na technikę kodowania CAP o wąskiej charakterystyce widmowej, korzystnej ze względu na tłumienie oraz opóźnienie grupowe toru transmisyjnego. Brak w widmie częstotliwości najniższych umożliwia eliminację zakłóceń najczęściej występujących w linii abonenckiej. Dodatkowe zastosowanie samo korekcyjnego kodowania Trellisa zapewnia uzyskanie transmisji bardzo odpornej na zakłócenia (ze stopą błędów BER na poziomie 1x10e-11), porównywalną z uzyskiwaną przy użyciu systemów światłowodowych.

Rys. 2. Charakterystyka tłumienności linii dla różnych średnic żył miedzianych.

Rys. 3. Krzywa opóźnienia grupowego linii miedzianej w funkcji częstotliwości.

Wybór właściwej techniki kodowania umożliwiającej duży zasięg przy poprawnej transmisji ma szczególne znaczenie w Polsce, gdzie odległości abonentów od centrali są wyjątkowo duże (porównywalne długości łączy abonenckich przedstawiono na rys. 4).

Zastosowanie urządzeń HDSL w Polsce

Od opracowania urządzeń WATSON I minęły tylko trzy lata. Jednak w tym okresie na rynku układów scalonych pojawiły się nowe, lepsze rozwiązania. Również użytkownicy urządzeń WATSON I zgłosili wiele propozycji dotyczących nowych wymogów techniczno-eksploatacyjnych, które powinny być spełnione przez urządzenia systemu HDSL, w tym konieczność zdalnego zasilania oraz pracy z wykorzystaniem tylko jednej pary przewodów. Dlatego firma Schmid Telecom. wprowadza na rynek nowe urządzenia systemu HDSL o rozszerzonych możliwościach oraz o rozwiązaniach bardziej zaawansowanych technologicznie. Zapewniono dużą szybkość transmisji, umożliwiającą dostęp do Internetu oraz do szerokopasmowego B-ISDN (grupa pierwotna 30B+D), w posiadanej przez operatora sieci o przewodach miedzianych. Systemy HDSL WATSON umożliwiają tworzenie nowych wydajnych połączeń w starej sieci, przynoszących wysokie zyski przy małych nakładach.

Urządzenia systemu HDSL rodziny WATSON

Wymóg łatwej instalacji oraz konserwacji systemów HDSL odgrywa ważną rolę w wyborze urządzeń tego systemu transmisji:

WATSON II wykorzystuje technikę kodowania typu 2B1Q, przesyłając sygnały cyfrowe o szybkości 1Mbit/s na jednej parze lub 2 Mbit/s na dwóch parach przewodów miedzianych,
WATSON 3 wykorzystuje technikę typu CAP 64 przesyłając sygnały 1 Mbit/s na jednej parze, lub 2 Mbit/s na dwóch parach przewodów,
WATSON 4 wykorzystuj technikę CAP 128, przesyłając sygnały 2 Mbit/s na jednej parze przewodów.

Zastosowanie urządzeń WATSON systemu HDSL

Urządzenia HDSL firmy Schmid Telecom. oferowane przez Teletrans umożliwiają tworzenie połączeń o dużych przepływnościach, przynosząc wyraźne korzyści. W przeciwieństwie do światłowodów, kabli współosiowych oraz linii radiowych, urządzenia te mogą być instalowane szybko i łatwo, przy niskich nakładach, w ciągu kilku godzin.

W sieci telekomunikacyjnej system transmisyjny HDSL może mieć korzystne zastosowanie w następujących przypadkach:

tworzenia łączy nx64 kbit/s (do pełnych 2 Mbit/s) w liniach bezpośrednich,
dostępu do ISDN, grupa pierwotna,
koncentrowania łączy (większej liczby abonentów) w tym samym kablu,
połączeń stacji bazowych w sieciach łączności ruchomej, oraz połączeń pomiędzy sieciami LAN,
zastąpienia uciążliwych w konserwacji traktów cyfrowych z regeneratorami, z wykorzystaniem techniki HDB3 kodowania sygnałów.

Dodatkowo w stosunku do tych zastosowań telekomunikacyjnych systemy HDSL są idealnym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie muszą połączone ze sobą punkty abonenckie rozproszone w sieci.

W obrębie sieci wewnętrznych, znajdujących się w przedsiębiorstwach wielozakładowych, szpitalach, wyższych uczelniach, bazach wojskowych, systemy HDSL mogą być użyte do:

Zalety urządzeń WATSON systemu HDSL

Urządzenia WATSON są obecnie najbardziej ekonomicznymi rozwiązaniami, umożliwiającymi dostęp do szybkiej transmisji. Udowodniono większą skuteczność, wyższą jakość oraz zalety urządzeń WATSON w stosunku do innych urządzeń systemu HDSL. Im lepsza jest znajomość urządzeń WATSON produkcji Schmid Telecom., tym bardziej zalety te stają się oczywiste:

stosując urządzenia WATSON można bez dodatkowych kosztów budować wysokiej jakości trakty cyfrowe o szybkości 2 Mbit/s na odległość do 11,4 km (przewody o średnicach 0,8 mm) bez konieczności użycia regeneratorów,
urządzenia te w pełni spełniają wymagania norm ETSI oraz ANSI,
urządzenia WATSON mogą być łatwo zintegrowane z istniejącą siecią nadzoru, dzięki możliwości ich zarządzania w systemie TMN lub przez interfejs z odpowiednim oprogramowaniem przygotowany do współpracy z terminalem,
w celu zapewnienia łatwej obsługi oraz uzyskania szczegółowej informacji o stanie pracy systemu oraz o alarmach, urządzenia mają możliwość realizacji zdalnej pętli kontrolnej,
wydzielony, wbudowany kanał EOC (Embedded Operations Channel) pomiędzy urządzeniem lokalnym i zdalnym pozwala zdalnie zarządzać urządzeniami z centrum zarządzania,
w urządzeniach WATSON pojedyncza awaria nie powoduje przerwy w pracy innych elementów systemu, ponieważ każdy moduł systemu HDSL ma na własnej płycie umieszczony mikroprocesor, zasilacz typu DC/DC, układy regeneracji zegara, co daje w rezultacie system transmisyjny o wysokiej niezawodności,
używając regeneratora standardowe zasięgi pracy można powiększyć 70%,
urządzenia WATSON w wykonaniu NTU (Network Terminal Unit) mogą być zasilane lokalnie lub zdalnie, podobnie regeneratory,
cechy takie jak praca częściowa (z wykorzystaniem jednej pary przewodów) oraz stan gotowości drugiej pary lub w trybie pozwalającym na bezprzerwowe przejęcie transmisji przez rezerwowy zestaw urządzeń (pracujących np. na przewodach w innym kablu) w przypadku jakiegokolwiek uszkodzenia w zestawie podstawowym - tryb pracy "1+1", pozwalają uzyskać maksymalną elastyczność w zakresie szybkości transmisji oraz jej zabezpieczenia przed skutkami awarii.

Struktura urządzeń WATSON systemu HDSL

W celu optymalnego doboru i wykorzystania urządzeń WATSON jest konieczne poznanie ich struktury.

Rodzina urządzeń WATSON systemu HDSL obejmuje liniowe urządzenia końcowe LTU (Line Terminal Unit), sieciowe urządzenia końcowe NTU (Network Terminal Unit), regeneratory, akcesoria niezbędne do montażu w stojaku 19" oraz zespół do integracji urządzeń z systemami zarządzania.
WATSON II wykorzystuje technikę kodowania 2B1Q, WATSON 3 i WATSON 4 wykorzystują technikę CAP.
Dla zminimalizowania ryzyka awarii, zespół kontroli zasilania i alarmów PCU (Power Connection Unit) składa się z dwóch oddzielnych, dublujących swoje funkcje paneli.
Panel zarządzania CMU (Common Management Unit) integruje urządzenia z siecią zarządzania.
Do połączeń na większe odległości można wykorzystać regenerator.
Urządzenia są dostępne w postaci kart umieszczanych w półce 19", w wersji "minirack" 19" oraz w postaci urządzeń wolnostojących.
Urządzenia WATSON II, WATSON 3 i WATSON 4 mogą występować w tej samej półce 19", ich interfejsy są maksymalnie zunifikowane.
Urządzenia całkowicie spełniają wymagania normy ETR 152.

Urządzenia WATSON realizujące sieć połączeń cyfrowych pod względem realizowanych funkcji systemowych w tej sieci można podzielić następująco:

Końcowe urządzenie liniowe LTU jest typowo instalowane w pomieszczeniach central telefonicznych. Skonstruowano je jako moduł do półek 19" lub jako "minirack" 19". Płyta czołowa zawiera wskaźniki LED wskazujące stan pracy zarówno urządzenia lokalnego, jak i zdalnego oraz wszystkie niezbędne złącza dla interfejsu użytkownika, interfejsu liniowego oraz złącze kontrolne do pracy w trybie "1+1".

Dodatkowo - oprócz układów systemu HDSL służących do transmisji sygnału, LTU ma układy: kontroli zegara, zdalnego zasilania i nadzoru. Urządzenie może pracować w trybie zegara zewnętrznego, wewnętrznego i odtwarzalnego.

Końcowe urządzenie sieciowe NTU jest typowo instalowane jako jednostka zdalna w sieciach o strukturze gwiazdy lub w zastosowaniach punkt-punkt. Występuje w wersji wolnostojącej (tabletop) lub jako "minirack" 19". Dwa wskaźniki LED na płycie czołowej pokazują stan pracy zarówno urządzenia lokalnego jak i odległego. W razie potrzeby urządzenie wolnostojące może być dostarczone z zestawem mocującym.

W przypadku zasilania lokalnego zewnętrzny zasilacz AC/DC dostarcza napięcia wejściowego 48V prądu stałego.

Regenerator jest jednym zwartym zespołem, skonstruowanym do regeneracji sygnałów z obu par (1168 kbit/s każda). Konstrukcja może być różnie wykonana, zależnie od miejsca instalacji. Producent oferuje obudowy stosownie do potrzeb. Regeneratory mogą być zasilane zdalnie lub lokalnie, mogą posiadać układ pętli i układ regenerujący dla kodu CRC-6 (Cyclic Redundance Code - cykliczny kod nadmiarowy).

Urządzenia WATSON systemu HDSL mogą być zarządzane lokalnie, jak i zdalnie. Konfiguracje pracy urządzeń są ustawiane programowo. Lokalne zarządzanie jest zaimplementowane w postaci oprogramowania firmowego (firmware) i może być dostępne z terminalu typu VT100. Jako opcję zarządzania lokalnego firma Schmid Telecom oferuje pakiet oprogramowania pracujący w oparciu o ręczny terminal PSION 3a.

Scentralizowany program nadzoru może współpracować z urządzeniami WATSON za pośrednictwem karty CMU, umożliwiającej integrację urządzeń z systemami TMN przy zastosowaniu protokołu SNMP.

Dane techniczne urządzeń WATSON II, WATSON 3, WATSON 4

Urządzenia WATSON II, WATSON 3, WATSON 4 realizują te same funkcje wymagane przez użytkownika. Mają podobne interfejsy produkowane są w tych samych trzech wersjach konstrukcji mechanicznej (minirack, tabletop, karta do półki 19"- do 12 kart różnych wersji w uniwersalnej półce), wyposażone są w tego samego typu łączówki, ten sam sposób obsługi, taki sam system alarmów, wspólny program nadzoru. Podstawowe, interesujące użytkownika parametry zawiera tabela 1.

Tabela 2. Zasięgi pracy urządzeń w zależności od średnicy żył w kablu.

Podstawowe wersje urządzeń rodziny WATSON różnią się natomiast sposobem kodowania, a w związku z tym różne są odległości na jakich mogą pracować. Dla właściwego doboru urządzeń należy przeanalizować tabelę 2, pamiętając, że urządzenia WATSON4 pracują na jednej parze przewodów, a WATSON II i WATSON 3 na dwóch parach.