Wkraczając w trzecie tysiąclecie, biorąc pod uwagę ponad stuletnie doświadczenia w zakresie technik telekomunikacyjnych można zapytać: Jakie będą kierunki rozwoju technik przesyłania informacji i dlaczego? Nauka i technika zapewniają bardzo szeroki wachlarz możliwości, jednak o zakresie i tempie ich wykorzystania będą decydowały również względy ekonomiczne. O tym, jak powszechny stanie się dostęp do nowych usług informacyjnych zadecydują też koszty ich udostępnienia abonentom oraz czas realizacji stosownej infrastruktury sieciowej. Ponad 600 milionów miedzianych łączy abonenckich zbudowanych na całym świecie oraz możliwości szybkiego i nowoczesnego ich zagospodarowania, jakie stwarza obecny rozwój telekomunikacji, powodują, że potencjał ten jeszcze przez długi okres może być efektywnie wykorzystywany. Zapewnia to realizację wielu nowoczesnych usług abonentom oraz duże korzyści ekonomiczne operatorom.
Przemysł telekomunikacyjny koncentruje się na rozwoju technik korzystnych ekonomicznie, jednocześnie umożliwiających tworzenie sieci dostępu szerokopasmowego. Ważnym elementem tych działań jest uzyskanie niskiego kosztu realizacji tego dostępu i zapewnienie szerokiego pasma w łączach abonenckich. Rodzaje technik wykorzystywanych w tych łączach przedstawia rys. 1. Aby zapewnić dużą przepływność sieci telekomunikacyjnej operatorzy poszukują różnych możliwości tworzenia architektury sieci.
Rys. 1. Rodzaje technik wykorzystywanych w abonenckim łączu dostępowym
Są to techniki:
FTTH (Fiber To The Home) - łącza światłowodowego doprowadzonego do domu,
FTTC (Fiber To The Curb) - traktu światłowodowego doprowadzonego do ulicznej szafki rozdzielczej,
HFC (Hybrid Fiber-Coax) - mieszanych sieci światłowodowo współosiowych
DSL (Digital Subscriber Line) - cyfrowych łączy abonenckich.
Wszystkie powyższe techniki, z wyjątkiem DSL, wymagają budowy nowych sieci, przez co są bardzo kosztowne i wymagają stosunkowo długiego czasu realizacji. Z tego powodu jest bardzo ważne dla operatorów dysponowanie technikami umożliwiającymi zdecydowane poszerzenie pasma istniejących abonenckich łączy dostępowych. Dlatego też szerokopasmowe techniki DSL oraz techniki wykorzystujące włókna światłowodowe nie są technikami rywalizującymi ze sobą, raczej się uzupełniają, stymulując wzajemnie swój rozwój. W przypadku, gdy użycie techniki DSL i łączy miedzianych zapewnia korzyści ekonomiczne, nic nie stoi na przeszkodzie, aby je stosować. Zasadne wydaje się hasło: Miedź jest zagrzebana w ziemi, ale na pewno jeszcze nie umarła. Od czasu gdy techniki DSL są w stanie zapewnić szybkość transmisji do 51 Mbit/s i przez to wspierać szybką transmisję, głównym kryterium użycia przewodów miedzianych lub światłowodów może być długość lokalnego łącza abonenckiego.
Technikę DSL można podzielić na dwie grupy:
technikę symetrycznego przesyłania informacji w obu kierunkach, znaną od kilku lat na polskim rynku, zaprezentowaną we wcześniejszym artykule, czyli:
technikę HDSL (High Digital Subscriber Line), wykorzystującą do transmisji E1/T1 dwie pary miedziane,
technikę SDSL (Single Digital Subscriber Line), tj. przesyłania w obu kierunkach po jednej parze miedzianej informacji w standardzie E1/T1 (2 Mbit/s / 1,5 Mbit/s).
technikę niesymetrycznego przesyłania informacji, czyli:
ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line), tj. przesyłania 64 kbit/s w jednym kierunku oraz 6 Mbit/s w drugim z wykorzystaniem jednej pary miedzianej,
VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line), tj. przesyłania 5 Mbit/s w jednym i 51 Mbit/s w drugim kierunku z wykorzystaniem jednej pary miedzianej.
Rodzina urządzeń DSL umożliwia każdemu operatorowi pełne wykorzystanie istniejących sieci miedzianych, a ich zastosowania są niemalże nieograniczone. Ponadto ze względu na korzyści ekonomiczne wynikające z ich zastosowania, zainteresowanie nimi na rynku telekomunikacyjnym jest coraz większe a ich uznanie rośnie.
Szwajcarska firma SCHMID TELECOM AG ZURICH od początku aktywnie uczestniczy zarówno w tworzeniu standardów, jak też w produkcji urządzeń DSL. Śmiało można powiedzieć, że specjalizuje się w tych zagadnieniach, mając w swoim dorobku wiele pionierskich zastosowań. Szeroko są stosowane, również na rynku polskim, urządzenia HDSL: WATSON I, WATSON II, WATSON 3, oraz SDSL: WATSON 4. Są one wprowadzone na rynek przez firmę TELETRANS - polskiego partnera firmy SCHMID . Wszystkie wymienione urządzenia uzyskały świadectwa homologacji Ministerstwa Łączności, a o ich atrakcyjności technicznej i cenowej może świadczyć fakt ich wyboru w przetargu dla zastosowań w sieci TP S.A.
Poniżej przedstawiono nowe produkty firmy Schmid Telecom. oraz możliwości ich wykorzystania.
Każde z opisanych w poprzednim artykule urządzeń WATSON II, WATSON 3 i WATSON 4 może obecnie być dostarczone z interfejsem ethernetowym. Interfejs ten ma dwa gniazda w standardzie 10BaseT, jedno w konfiguracji "na wprost", drugie "skrzyżowane", umożliwiające szybkie i łatwe połączenie pomiędzy komputerami osobistymi lub koncentratorami ethernetowymi. Dwa moduły NTU, wyposażone w interfejs ethernetowy, tworzą zdalny most (bridge). Most ten zapewnia filtrację, ma tablicę adresów o pojemności 10000 pozycji, z możliwością ich aktualizacji i uczenia się. Umożliwia on uzyskanie szybkiego łącza pomiędzy dwiema sieciami LAN, miedzy oddalonym komputerem a siecią LAN lub między dwoma komputerami.
Urządzenia mogą być skonfigurowane przy użyciu terminala lokalnie i zdalnie. Trzy diody LED informują o poprawnej pracy łącza, poprawności informacji wychodzącej oraz przychodzącej i umożliwiają w prosty sposób określenie stanu połączenia ethernetowego. Przykład wykorzystania urządzeń HDSL z interfejsem 10BaseT przedstawia rys. 2.
Rys. 2. Łączenie sieci komputerowych za pomocą urządzeń HDSL
Stosując interfejs ethernetowy można uzyskać następujące konfiguracje:
Tryb UTP, w którym interfejs może być skonfigurowany w systemie pełnego duplexu lub w trybie 10BaseT.
Filtrowanie mostowe, interfejs pracuje wtedy jako most, tzn. informacja adresowana do segmentu, do którego interfejs jest podłączony, nie jest transmitowana przez łącze HDSL. W ten sposób unika się niepotrzebnego obciążania łącza. Funkcja ta może być wyłączona i wówczas wszystkie ramki są przekazywane w sposób przezroczysty, a interfejs ethernetowy spełnia rolę regeneratora sygnału.
Ulepszona kompresja w standardzie Tinygram (ETC - Enhanced Tinygram Compression). Standard sieci Ethernet określa minimalny rozmiar ramki, aby umożliwić wykrywanie kolizji w całym segmencie podczas transmisji ramek. Ramki o długości mniejszej niż minimalna są dopełnione dodatkowymi bitami.. Tym niemniej dla łącza HDSL nie ma potrzeby ograniczania minimalnej długości ramki. Opcja ETC usuwa bity dopełniające przed rozpoczęciem transmisji w łączu HDSL. Jeśli natomiast opcja ta nie jest włączona, ramki są transmitowane przez łącze HDSL w niezmienionej postaci.
Tabela 1. Podstawowe parametry techniczne interfejsu ethernetowego
Tabela 1 zawiera parametry interfejsu ethernetowego 10BaseT. Ponieważ pozostałe parametry urządzeń HDSL z interfejsem 10BaseT są takie same jak w przypadku urządzeń wyposażonych w inne interfejsy, nie są tu one powtórzone, natomiast zainteresowanych odsyłamy do poprzedniego artykułu.
Nowe urządzenia SDSL o handlowej nazwie NetXS Spider, opracowane w firmie Schmid Telecom.,są rodziną specjalistycznych urządzeń przeznaczonych do sieci szybkiego dostęu do Internetu i cechują się:
wysoką szybkością transmisji - do 1 Mbit/s w jednej parze miedzianej,
efektywnym ekonomicznie wykorzystaniem sieci miedzianej,
prostą i "przyjazną" obsługą przez abonenta,
prostą instalacją, zapewniającą szybkie przyłączenie się do Internetu,
połączeniami o wysokiej niezawodności.
Urządzenia te, wykorzystując technikę kodowania CAP64, zapewniają wysokiej jakości transmisję na duże odległości. Wbudowane funkcje testowe umożliwiając ocenę pracy łącza SDSL i interfejsu ethernetowego gwarantują, w każdym przypadku wysoką jakość usługi. Instalacja tych urządzeń sprowadza się do zapewnienia zasilania, włączenia kabla ethernetowego i pary kablowej do złącza SDSL. Urządzenie jest wyposażone w styk ethernetowy prosty i skrzyżowany. Sposób współpracy abonenta z siecią internetową przedstawia rys. 3.
Rys. 3. Szybkie łącze internetowe wykorzystujące urządzenia NetXS
Stosując urządzenia NetXS można również zbudować sieć dostępu do Internetu, zapewniającą wieloobsługowość ISP (Internet Service Provider Protocol), wykorzystując istniejącą sieć kabli miedzianych.
Sieć taką, zbudowaną z wykorzystaniem dotychczas stosowanych urządzeń xDSL przedstawia rys. 4. Ma ona wiele wad, wynikających głównie z faktu, że do jej budowy wykorzystano sprzęt opracowany dla innych zastosowań. Urządzenia NetXS zostały opracowane specjalnie do tworzenia takich sieci. Zastąpienie 8 urządzeń xDSL, wraz z typowymi urządzeniami sieci komputerowych przez jedno urządzenie NetXS przedstawiono symbolicznie na rys. 5.
Rys. 4 Sieć dostępu do Internetu wykorzystująca klasyczne urządzenia xDSL
Rys. 5. Idea urządzenia NetXS, wiele urządzeń w jednym, redukcja miejsca, kosztów inwestycji i kosztów eksploatacji
Tabela 2. Podstawowe parametry techniczne urządzenia NetXS
Rodzina urządzeń NetXS szczególnie nadaje się do tworzenia komórkowych sieci dostępu do Internetu. Sieć taką, optymalizującą gospodarkę numerami IP (Internet Protocol) dostępnymi dla poszczególnych podsieci przedstawia rys. 6. Sieć ta ma liczne zalety, ponieważ zapewnia:
statyczny adres IP dla każdego abonenta,
logicznie płaską mostowaną siec LAN,
bezpieczny i przestrzenny nadzór,
oszczędności kosztów eksploatacji oraz niższe koszty dostarczania usług internetowych.
Rys. 6. Sieć zbudowana z urządzeń NetXS, optymalizująca gospodarkę numerami IP: a) sieć fizyczna, b) układ logiczny sieci IP
Połączenie funkcji wielu urządzeń w jednym urządzeniu NetXS umożliwia też zintegrowanie funkcji nadzoru. Przedstawia to schematycznie rys. 7. Kolejną korzyścią wynikającą z budowy komórkowej sieci szybkiego dostępu do Internetu, w porównaniu z tradycyjną siecią zbudowaną z urządzeń xDSL, jest zmniejszona długość linii dzierżawionych niezbędnych do zbudowania tej sieci.
Rys. 7. Idea urządzenia NetXS, wiele funkcji w jednym urządzeniu, prosty nadzór: a) rozwiązanie dotychczasowe, b) rozwiązanie z urządzeniem NetXS. Oznaczenia: M - modem, P - przełącznik (switch), ZR - zarządzanie ruchem, R - ruter, CO - biuro obsługi (Central Office), SNMP - protokół centralnego nadzoru (Simple Network Management Protocol), PoP - punkt obecności (Point of Presence).
Przedstawiono to przykładowo na rys. 8. Dane techniczne urządzeń NetXS przedstawiono w tabeli 2, wersję urządzeń wolno stojących na rys. 9, a w wersji półkowej na rys.10.
Rys. 8. Porównanie długości linii dzierżawionych w rozwiązaniu klasycznym, l=54km (a) i komórkowym, l=26km (b)
Rys. 9. Urządzenie NetXS w wykonaniu wolnostojącym
Rys. 10. Urządzenie NetXS w wykonaniu półkowym
Biorąc pod uwagę zalety techniczne i efektywność ekonomiczną urządzeń NetXS można przypuszczać, że urządzenia te będą chętnie stosowane przez dostawców usług internetowych na całym świecie i będą przynosić zadowolenie ich użytkownikom.
* * *
Przedstawione wyżej nowe rozwiązania firmy Schmid w zakresie urządzeń xDSL - dzięki swoim parametrom technicznym, wielorakim możliwością zastosowań oraz opartym na wieloletnich doświadczeniach i standardach światowych rozwiązaniom konstrukcyjnym - wychodzą naprzeciw potrzebom rynku, umożliwiają świadczenie usług o wysokim poziomie technicznym. Uwzględniając korzyści ekonomiczne i szybkość realizacji wynikającą z wykorzystania istniejącej sieci kabli o przewodach miedzianych, znalazły swoje miejsce w szerokim zestawie znajdujących się na rynkach światowych urządzeń teletransmisyjnych. Dzięki temu znane są niemalże na wszystkich kontynentach. Ich popularyzacja na rynku polskim wynika z przekonania, że jest to technika możliwa do efektywnego wykorzystania przez najbliższych kilkadziesiąt lat.
