Модемы: использование в сетях, различия в архитектуре, сравнительные характеристики, особенности эксплуатации. Нештатные ситуации и их разрешение. Диагностика и тестирование

|1,536 Мбит/с |3 |4,608 Мбит/с |

|1,536 Мбит/с |4 |6,144 Мбит/с |

|2,048 Мбит/с |1 |2,048 Мбит/с |

|2,048 Мбит/с |2 |4,096 Мбит/с |

|2,048 Мбит/с |3 |6,144 Мбит/с |

Максимально возможная скорость линии зависит от ряда факторов,

включающих длину линии и толщину телефонного кабеля. Характеристики линии

ухудшаются с увеличением его длины и уменьшении сечения провода. В таблице

3 показаны несколько вариантов зависимости скорости от параметров линии.

Таблица 3 – Зависимость скорости от параметров линии

|Длина линии (км) |Сечение провода (мм2) |Максимальная скорость |

| | |(Мбит/с) |

|2,7 |0,4 |6,1 |

|3,7 |0,5 |6,1 |

|4,6 |0,4 |1,5 или 2 |

|5,5 |0,5 |1,5 или 2 |

ADSL-модем представляет собой устройство, построенное на базе цифрового

сигнального процессора (ЦСП или DSP), аналогичное применяемому в обычных

модемах. В общем случае, вся пропускная способность линии делится на два

участка. Первый участок предназначен для передачи голоса, и находится в

диапазоне 0,3-3,4 КГц. Диапазон сигнала для передачи данных лежит в

пределах от 4 Кгц до 1 Мгц. Физические параметры большинства линий не

позволяют передавать данные с частотой свыше 1 МГц. К сожалению не все

существующие телефонные линии (особенно большой протяженности), имеют даже

такие характеристики, поэтому приходится уменьшать полосу пропускания, что

влечет за собой уменьшение скорости передачи.

Для создания этих потоков используются два метода: метод с частотным

разделением каналов и метод эхо компенсации.

Метод с частотным разделением состоит в том, что каждому из потоков

выделяется своя полоса пропускания частот. Высокоскоростной поток может

разделяться на один или более низкоскоростных потоков. Передача этих

потоков осуществляется методом "дискретной многотональной модуляции" (DMT).

Метод эхо компенсации состоит в том, что диапазоны высокоскоростного и

служебного потоков накладываются друг на друга. Разделение потоков

осуществляется с помощью дифференциальной системы, встроенной в модем. Этот

способ используется в работе современных модемов V.32 и V.34.

Высокоскоростной поток может разделяться на один или более низкоскоростных

потоков Передача этих потоков осуществляется методом "дискретной

многотональной модуляции" (DMT).

При передаче множества потоков происходит разделение каждого из них на

блоки. Каждый блок снабжается кодом исправления ошибок (ECC).

Существует ряд смежных технологий, одни из которых предназначены для

оконечных пользователей, другие для транзитной передачи высокоскоростных

потоков. Принцип работы их аналогичен ADSL. Общее название таких технологий

xDSL.

High Data-Rate Digital Subscriber Line (HDSL)

HDSL является технологией, обеспечивающей передачу на скорости 1,536

или 2,048 Мбит/с в обоих направлениях. Протяженность линии может достигать

3,7 км. Ориентирована в качестве более дешевой альтернативы выделенным

каналам E1, T1. Требует четырехпроводной абонентской линии.

Single-Line Digital Subscriber Line (SDSL)

Аналогичен HDSL, отличается тем, что для организации линии достаточно

двухпроводной абонентской линии. Протяженность линии может достигать 3 км.

Very High Data-Rate Digital Subscriber Line (VDSL)

Аналогична HDSL, скорость до 56 Мбит/с. Расстояние до 1,5 км.

Технология весьма дорогая, и не находит широкого применения.

Rate Adaptive Digital Subscriber Line (RADSL)

Технология ADSL обладает одним существенным недостатком. Она не

позволяет изменять скорость в зависимости от качества линии. В таких

модемах выбор скорости, кратной 1,5 или 2 Мбит/с, производится с помощью

программного обеспечения. Оборудование, построенное на базе технологии

RADSL позволяет автоматически снижать скорость в зависимости от качества

линии.

Universal ADSL (UADSL)

Технология ADSL обладает рядом мелких недостатков, препятствующих

широкому внедрению технологии на сетях абонентского доступа. Это сложность

установки устройств ADSL; они требуют серьезной настройки на конкретную

абонентскую линию (как правило, с участием технического сотрудника компании

- оператора сети), имеют относительно большую стоимость.

Не так давно появились сообщения о создании новой версии технологии

ADSL, которая призвана устранить указанные недостатки. Ее называют

Universal ADSL (UADSL), или DSL Lite. Правда, при использовании этой

технологии данные передаются на более низких скоростях, чем в ADSL (при

длине абонентской линии до 3,5 км скорость составляет 1,5 Мбит/с в

направлении к абоненту и 384 кбит/с - в обратном направлении; при длине

абонентской линии до 5,5 км обеспечиваются 640 кбит/с по направлению к

абоненту и 196 кбит/с - в противоположном). Однако эти устройства легче

устанавливать; кроме того, в их составе имеется частотный разделитель,

поэтому его не приходится устанавливать отдельно. По существу, достаточно

просто подключить UADSL-модем к телефонной розетке, так же как и обычный

модем.

Стоимость таких устройств не превышает стоимости обычного модема,

поэтому стоит ожидать, что именно эта технология найдет широкое применение

в аппаратуре доступа оконечных пользователей.

Производитель: RAD, TAINET.

2.4.1.4 ISDN-модемы. Устройства доступа к каналам Е1/Т1, Е2/Т2, Е3/Т3.

ISDN (Integrated Services Digital Network – цифровая сеть

интеграционных служб) – это еще один шаг вперед в развитии

телекоммуникации. Модемы ISDN – передназначены для передачи данных по

коммутируемым цифровым каналам. Используя цифровую технологию, можно с

помощью пары проводов одновременно передавать голос, текстовую информацию,

изображения и факсимильные сообщения, достигая при этом скорости передачи

данных 128 Кбит/с. Для установки соединения между модемами ISDN необходима

связь со службой ISDN, которая становится сейчас все более доступной.

Стоимость пользования службой ISDN колеблется и зависит, в основном, от ее

месторасположения.

Модемы, предназначенные для работы в сети ISDN, намного сложнее

стандартных аналоговых модемов. Эта сложность заключается в том, что модемы

ISDN имеют три отдельных канала передачи. Первые два канала, называемые В-

каналами, предназначены для передачи данных и работают со скоростью 64

Кбит/с каждый. Третий канал, называемый D-каналом, используется для

передачи информации маршрутизации и работает со скоростью 16 Кбит/с.

Благодаря этой технологии все больше пользователей может участвовать в

видеоконференциях.

С технической точки зрения то устройства ISDN — это не совсем модемы.

Модемы так модулируют сигналы, находящиеся в цифровой форме, что они могут

передаваться по аналоговым сетям к точке их назначения, где снова

декодируются в цифровую форму. Сигналы ISDN свободно передаются по цифровым

телефонным сетям, поэтому для них не нужны процессы модуляции и

демодуляции. Большинство типов устройств ISDN, предназначенных для

компьютеров, называются терминальными адаптерами и могут использоваться как

последовательно подключенные устройства или сетевые интерфейсы.

Использование такого интерфейса, как сетевой, исключает снижение

производительности вашей системы, связанное с ограничением параметров

последовательного порта. Использование этого типа терминальных адаптеров

ISDN целесообразно с точки зрения производительности, даже если у вас

только один компьютер и вы не используете всех возможностей сети. Для

подсоединения к сети ISDN необходимы дополнительные телефонные линии и

услуги телефонных компаний.

Существенны препятствием на пути внедрения ISDN технологиии на

Российских просторах является необходимость использования витой пары, а не

привычной нам “лапши”.

Для выделенных цифровых каналов (Е1/Т1, Е2/Т2, Е3/Т3) применяют

устройства доступа к каналам цифровой связи (CSU/DSU), выполняющие две

основные функции:

DSU предоставляют стандартный цифровой интерфейс для подключения

оборудования, устанавливаемого в помещении клиента, например,

маршрутизаторов и мультиплексоров (например, V.24, V.35, X.21, E1). DSU

могут использоваться так же с целью гарантирования выполнения

телекоммуникационными компаниямиусловий, касающихся, например, плотности

"единиц" и требований к формату кадра E1/T1.

CSU (или LTU, как принято в Европе) играют роль оконечного устройства

линии передачи, обеспечивая высококачественные передачу и прием данных

между помещением клиента и местным центральным офисом телекоммуникационной

компании. Обычно функции этих устройств включают согласование и

выравнивание линии, диагностику (например, проверка по шлейфу из

центрального офиса) или подачу "фантомного" тока линии для питания

ретрансляторов.

Как и ISDN-модемы подобные устройства не осуществляют модуляцию-

демодуляцию, а лишь обеспечивают доступ к цифровым некоммутируемым каналам

передачи данных (п.2.2.1).

Как следует из выше изложенного в п. 2.2.1, в качестве передающей среды

для каналов может выступать и оптический кабель. В частности подобное

решение целесоообразно для сетей стандврта Т3/Е3.

ISDN-модемы и устройства доступа к каналам Е1/Т1 могут иметь как

настольное (п.2.3.2), так и портативное (п.2.3.4) исполнение. Выпускаются и

стоечные варианты (п.2.3.5).

Производитель: RAD, TAINET.

2.4.2 Модемы для оптоволоконных линий

Модемы серии FOM производства компании Rad Data Communications

предназначены для передачи информации по оптоволоконным линиям связи.

Модемы этой серии могут работать как на одномодовом, с длиной волны

860нм, так и многомодовом оптоволокне с длиной волны 1300 или 1550 нм.

90. 860нм - наиболее популярны, но имеют существенное ограничение на

длину кабеля – 5 км по многомодовому кабелю. Источник излучения –

светодиод.

91. 1300нм - более универсальны – до 20 км по одномодовому волокну со

светодиодом, до 50 км с применением полупроводникового лазера.

92. 1550нм - по одномодовому с применением полупроводникового лазера до

100 км.

Максимальная дистанция зависит и от диаметра применяемого кабеля.

Разнообразие моделей, работающих в диапазоне скоростей от 19.2 до 155

Мбит/сек (поддерживают стандарты Т/Е1-3 и поддерживающих различные цифровые

интерфейсы, позволяет подобрать необходимый модем практически для любого

пользователя.

Поддерживают синхронный и асинхронный режим передачи данных.

Интерфейсы: V.24, X.21, RS-530, V.36/RS-449, G.703 E1/T1, E2/T2, E3/T3,

SDH/SONET.

Как и в прочих случаях могут иметь как настольное (п.2.3.2), так и

портативное (п.2.3.4) исполнение. Выпускаются и стоечные варианты

(п.2.3.5).

2.4.3 Модемы для радиоканалов

2.4.3.1 Радио-модем

Радио модемы используют эфир как среду передачи вместо телефонных

проводов. В этом его отличие от проводных модемов. Поэтому вместо

телефонного разъема типа RJ11 радио модем имеет антенный разъем, куда

вставляется антенна или антенный кабель.

Кроме того, радио модем содержат радио передатчик/приемник.

Внешне радио модем выглядит как настольный и подключается к компьютеру

через стандартный интерфейс RS-232C, только имеет антенный вывод. В него

подключается или входящая в комплект штыревая антенна небольшого размера

(порядка 30 см.) или, если нужна большая дальность, антенный кабель,

усилитель и направленная антенна.

Современные радиомодемы используют популярную шумоподобную технологию

передачи, которая очень устойчива к обычным помехам и ставит практически

непреодолимые препятствия для перехвата данных. Однако используемая высокая

частота (порядка 900 Мгц и выше) требует прямой видимости, хотя есть

возможность обойти это ограничение, построив ретрансляцию по ломаной.

Радиосети передачи данных применяются в тех случаях, когда организация

проводных или оптоволоконных каналов связи невозможна физически, либо если

существующие проводные каналы связи неудовлетворяют потребителей с точки

зрения скорости передачи информации, или их использование является

экономически нецелесообразным.

Некоторые калининградские провайдеры (например Газинтер) могут

подключить ваш офис к сети Iniernet через радиоканал. При этом на здании

устанавливается антенна, напоминающая обычную "тарелку" для приема

спутникового телевидения, которая через специальное оборудование

соединяется с локальной сетью офиса. И хотя начальные затраты на

подключение через радиоканал могут быть выше, чем при подключении через

линию ISDN, достигая 2500-4500 долларов, месячная плата будет ниже,

составляя порядка 600 долларов.

Если ваша компания занимает несколько офисов, разбросанных по городу,

для их объединения в общую сеть можно применять специальные радиомодемы,

работающие в диапазоне сверхвысоких частот. Они обеспечивают устойчивую

связь на расстоянии от сотен метров до десятков километров. Конечно,

разнесенные на несколько километров локальные сети можно объединить и через

оптоволоконный кабель, однако это весьма дорогостоящее решение.

Кстати, скорость передачи данных по радиоканалу, которая зависит от

поставщика услуг Internet, может достигать значения 2 Мбит/с, что превышает

аналогичный параметр выделенной линии ISDN. Такая скорость весьма

желательна при подключении значительного количества пользователей, а также

для таких приложений Internet, как видеоконференции и передача звука в

реальном времени.

В первую очередь можно классифицировать оборудование по радиочастотным

параметрам, основным из которых является диапазон радиочастот, в котором

данное оборудование работает. Причем от того, в каком диапазоне работает

оборудование, зависят такие показатели, как дальность связи, скорость

передачи информации и требования к обеспечению "прямой видимости",

зависимость качества связи от погодных условий. Наиболее распространенные

диапазоны частот, предназначенные для систем передачи данных, это 136-174

Мгц, 400-512 Мгц, 820-960 МГц, 2-4 ГГц, 10-12 ГГц, 30-35 ГГц.и выше.

Зависимость параметров следующая: чем выше частота, тем выше может быть

скорость передачи данных, меньше дальность, выше требования к обеспечению

прямой видимости и больше чувствительность к перемене погоды. Эта

зависимость иллюстрируется следующими примерами, показывающими, каких

параметров связи можно добиться при использовании различных диапазонов

частот.

136-174 Мгц - скорость передачи данных до 19,2 Кбит/с, дальность связи

до 50-70 км, связь может осуществлять "из-за угла" и за горизонтом за счет

искривления пути прохождения радиолуча у земли. Параметры связи практически

не зависят 07 погодных условий;

400-512 Мгц - скорость передачи данных до 128 Кбит/с, дальность связи

до 40-50 км. Возможна радиосвязь при помощи приема сигналов, отраженных от

различных зданий и сооружений, гор и т, д., хотя наличие прямой видимости

желательно в диапазонах 800-960 МГц и выше возможна организация каналов

передачи дан ных со скоростью свыше 2 Мбит/с, при этом обязательным

является условие прямой видимости между антеннами. С ростом используемой

частоты увеличивается влияние погодных условий и уменьшается дальность

связи, так как условия распространения радиоволн в этом диапазоне

приближаются к условиям распространения света.

Кроме того, дальность связи зависит от мощности передатчиков,

чувствительности приемников и характеристик применяемых антенн и

радиочастотного кабеля.

2.4.3.2 Сотовый модем

Интересно, что модемы, используемые в подвижной радиотелефонии (сотовая

связь), не содержат радио приемо-передающих компонент.

Сотовые (Cellular) модемы используются для мобильной радиотелефонии, к

которой относится и сотовая связь. Интересно, что эти модемы не содержат

радиостанции (в отличие от радио (модемов), а лишь передают в нее свой

сигнал.

Работают такие модемы в значительно более тяжелых условиях по сравнению

со стационарными в силу следующих причин.

93. Тряска и температурные воздействия.

94. Резкое динамическое изменение величины сигнала, высокий уровень

помех.

95. При пересечении границы сот (в случае сотовой связи) происходит

переключение на другую радиостанцию и связанное с этим временное

пропадание сигнала (hand-off). Большинство обычных модемов в этих

условиях пытается или возобновить соединение или рвет его, что

неправильно.

96. За счет отражения сигнала от зданий приходят несколько сигналов

(multipath) и накладываются, сигнал искажается или вообще

периодически пропадает.

Ясно, что для такой работы нужны специальные протоколы. Ведущие

производители поставляют модемы такого типа.

Сотовые модемы могут работать также и как обычные модемы, т.е.

выполнены как модемы с дополнительными возможностями, но часто имеют

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11