Реферат: Сетевая телефония

Использование xDSL модемов Watson4

В последнее время у корпоративных пользователей и операторов связи все чаще возникает потребность в организации высокоскоростных цифровых каналов передачи информации. Однако на славном пути развертывания цифровых коммуникаций стоит одно достаточно серьезное препятствие – устаревшая кабельная инфраструктура. Имеющиеся кабели закладывались много лет назад и обладают, мягко говоря, не лучшими параметрами для передачи по ним цифровых потоков с высокой скоростью. Свою роль в этом играют и узкая полоса пропускания, и наличие существенных шумов в линии, и небольшой диаметр жилы кабеля. Добавим факторы, вызванные старением кабеля, например, низкое сопротивление изоляции, и получится довольно-таки неутешительная картина. Именно по этим причинам интерес к xDSL-модемам в последние годы постоянно растет. Задача, которая ставится перед этими модемами, очень сложна – обеспечить качественную передачу данных, с минимальным количеством ошибок и наименьшими задержками по уже имеющимся кабелям. При этом желательно достичь максимальной скорости.

Одним из устройств, отвечающих заданным требованиям при весьма доступной цене, является продукт швейцарской фирмы Schmid Telecommunications – модемы серии Watson4. Watson4 – это семейство модемов для выделенных линий, работающих по технологии MSDSL (Multi Speed Digital Subscriber Line), причем работают они на одной медной паре. Линейка модемов Watson4 содержит как модели с синхронными интерфейсами для подключения к конечному оборудованию – G.703 (balanced, unbalanced), V.35, X.21, так и модель с интерфейсом 10BaseT (Ethernet) и встроенным мостом (bridge). Разнообразие интерфейсов позволяет использовать модемы Watson4 в самых различных решениях – для соединения локальных сетей между собой, для подключения учрежденческой АТС к сети общего пользования, для организации абонентских выносов и т.д.

Технология MSDSL

Для передачи информации по выделенной линии модемы Watson используют уникальную технологию, основанную на CAP-модуляции, регулировании уровня приема и передачи, адаптивную систему согласования с линией.

Аббревиатура MSDSL расшифровывается как Multi Speed Digital Subscriber Line. В зависимости от состояния линии, может быть выбрана одна из нескольких скоростей передачи информации – от 144 Кбит/сек до 2048 Кбит/сек. При этом изменяется не только скорость передачи, но также метод модуляции и мощность передатчика (см. табл. 1).

Отметим, что метод модуляции CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation — амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей) обладает довольно невысокими энергетическими показателями и, кроме того, имеет узкую полосу сигнала. Эти два обстоятельства позволяют работать на медных кабелях с большим коэффициентом использования пар без существенных взаимных помех. Даже на высоких скоростях передачи информации модемы Watson не создают помех аппаратуре уплотнения, работающей по соседним в кабеле парам. Далеко не все модемы могут похвастаться таким качеством.  

Конструктивное исполнение

Модемы выпускаются в трех типах корпусов – настольный, Rack-mount - для установки в 19-ти дюймовый коммуникационный шкаф, для установки в кассету. О последнем варианте стоит сказать подробнее. Кассета для установки модемов позволяет организовать узел доступа высокой емкости. Кассета снабжена модулем управления и единым блоком питания для всех модемов, позволяет подключить резервный источник питания, и имеет 14 платомест для установки модемов. Таким образом, одна кассета может использоваться для установки до 14 модемов с единым надежным электропитанием и управлением.

Электропитание

Модемы Watson4 имеют несколько вариантов электропитания: по переменному току (220В) и по постоянному току (60В или 48В). Последний вариант часто используется в крупных узлах связи. Кроме того, в линейке модемов Watson4 существует две модификации модемов – LTU и NTU. Отличаются они тем, что первый может подавать питание в линию, а второй может получать питание с линии. Естественно, для того, чтобы блок NTU мог получать питание с линии, на другом конце выделенной линии должен быть установлен модуль LTU (см. рис 1).

Рис 1. Схема питания модулей LTU/NTU

Управление

Управление – одна из самых сильных сторон модемов серии Watson4. Каждый модем снабжен коммуникационным портом RS-232C для подключения терминала или компьютера с эмулятором терминала. Система меню позволяет управлять множеством параметров модема, причем с терминала главного (Master) модема можно изменять параметры удаленного модема (Slave).

Примеры использования модемов Watson4

Организация подключения двух УАТС

Для связи между собой двух УАТС (PBX - Private Branch Exchange), как правило, используются интерфейс G.703 с кадрами G.704 (поток Е1). В этом случае для организации такой связи могут быть выбраны модемы Watson4 с интерфейсом G.703 на коаксиальный кабель или витую пару. Схема соединений приведена на рис 3.

Рис 2. Межстанционное соединение с помощью модемов Watson4

Организация WAN-соединения между сетями

Модемы Watson4 позволяют организовать соединение между двумя локальными сетями. Такое решение применимо в том случае, если расстояние между сетями велико и нет возможности организовать выделенную линию между ними – например, сети расположены в разных городах. В этом случае используются 4 устройства серии Watson4: два - с портами Ethernet и два - с портами, например, G.703. Схема соединений приведена на рис 3.

Рис 3. Схема соединений при организации WAN-соединения. .

Соединение двух локальных сетей по выделенной линии

Модемы серии Watson4 позволяют организовать высокоэффективное соединение между двумя локальными сетями. Для этих целей существует модель со встроенным мостом (bridge). Мост производит анализ MAC-адресов фреймов Ethernet и если определяет, что адрес назначения принадлежит локальному сегменту, то не передает фрейм через медленный канал.

Рис 4. Организация связи между ЛВС с помощью модемов Watson4.

Поскольку в настоящее время при организации локальных сетей довольно часто применяются коммутаторы, то дополнительная фильтрация внутрисегментного трафика зачастую не нужна. Программное обеспечение модема Watson4 позволяет отключить эту функцию. В этом случае встроенный в модем мост прозрачно пропускает через себя все пакеты, поступающие на порт Ethernet (см. рис 5).

Рис 5. Подключение модемов Watson к коммутаторам Ethernet.

В таком режиме становятся доступными некоторые "хитрые" варианты использования модемов. Одним из таких вариантов является организация резервных каналов с помощью протокола STP (Spanning Tree Protocol). Пример приведен на рис. 6.

Рис 6. Организация резервного канала с помощью модема Watson.

.

2.5. Параболическая антеннa Wire Grid для клиентских станций
Moдель QLP CA130094

Приемопередающая сегментопараболическая антенна используется для создания радиоканалов на больших расстояниях (до 50 км).
           Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 20 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи возрастает до 50 км.

2.6. Всенаправленные антенны Mobile Mark для узлов доступа

 ( базовых станций )

Всенаправленные антенны производства Mobile Mark ( Великобритания ) серии OD являются одними из самых лучших в своем классе. Высокую популярность этим антеннам принесли надежность и долговечность, стабильность характеристик на протяжении всего периода их эксплуатации ( до 5 лет ). Современные технологии производства этих антенн , относящихся к классу коллинеарных , позволили получить высокие энергетические параметры при малых габаритах , весе и относительно невысокой цене.

Выбор 9 или 12 дБ антенны зависит от удаления обслуживаемых клиентских станций. Антенна OD-9 имеет большую, нежели у 12 дБ антенны ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости и может быть полезна для обслуживания близко расположенных клиентов ( удаление до 1 км ) при достаточно высокой точке расположения базовой станции, например на горе или телебашне. При использовании антенн в закрытых помещениях ( ангарах, складах, офисе) OD-9 может дать больше энергетики для отдаленных закрытых стенами помещений, нежели OD-12, за счет более равномерного рассеивания (переотражения) радиосигнала в вертикальной плоскости.

2.7. Расчет дальности беспроводных каналов диапазона 2,4 ГГц

Порядок расчета

Возможны 5 различных вариантов радиолиний, представленные в первой таблице. Для выбранного варианта вычисляется значение усиления линии Y (значения переменных, входящих в формулы, представлены в таблицах) и по графику определяется дальность.

Порядок расчета: вычисляется Y и по графику определяется дальность.

            В нашем случае вариант радиолинии с внешними антеннами без усилителей. Исходные данные для расчета Y

1. Выходная мощность Pпрд и коэффициенты усиления штатных антенн Gпрд, Gпрм.

У нас выходная мощность BU-DS.11D:  Pпрд =24 дБм.

2. Реальная чувствительность приемника Pmin дБм при BER=1e-5 (зависит от скорости передачи)

В нашем случае для BreezeNET DS.11 реальная чувствительность приемника:

 Pmin = -84 дБм

3. Затухание в кабеле Jпрд, Jпрмопределяется как произведение погонного затухания на длину кабеля.

Используется кабель РК50-17-51, следовательно погонное затухание составляет 0,09 дБ/м. В расчете на одну антенну берется 15 м кабеля. Получаем, что затухание в кабеле:  Jпрд=0,09*15=1,35 дБ;  Jпрм =0,09*15=1,35 дБ.

4. Коэффициент усиления антенны G

            Коэффициент усиления антенны:

 OD12-2400, Gпрд=12 дБи;  CA130094,  Gпрм=24 дБи.

5. Характеристики усилителей

У нас усилителей нет.

Подставляем данные в общую формулу для значения усиления линии и получаем:

Y =Pпрд - Jпрд + Gпрд + Gпрм - Jпрм - Pmin=24-1,35+12+24-1,35-(-84)=141,3 дБ

Y=141,3 соответсвует по графику дальности равной 17 км, что не противоречит расположению малых офисов относительно главного офиса. (3 малых офиса находятся от главного офиса на расстояниях в 15 км).

Высоту установки антенн при условии идеально гладкой Земли можно определить по следующему графику.

При расстоянии между малым офисом и главным офисом в 15 км получаем , что антенна главного офиса должна быть на высоте в 15 метров, а антенна малого офиса,  с учетом того что препятствия не должны закрывать прямую видимость и с учетом того что Земля круглая, должна быть на высоте 5 метров.

Пояснение

Во-первых. Практически все радиооборудование беспроводных сетей, поступающее в Россию, работает в диапазоне частот 2,4- 2,4835 ГГц, что соответствует длине волны 12,5 см. Такие волны распространяются вдоль прямой линии, соединяющей антенны и называемой линией визирования. Из этого следует, что препятствия не должны закрывать линию визирования. Не следует забывать, что Земля круглая. Поэтому даже в степи, при абсолютно ровной поверхности, чтобы обеспечить прямую видимость, антенны необходимо поднимать.

Во-вторых. Необходимо обеспечить такие значения параметров радиолинии, чтобы мощность полезного сигнала на входе приемника была равна или немного превышала значение реальной чувствительности приемника. Если это условие не выполняется - радиолиния работать не будет. Если превышение слишком большое - увеличивается риск создания помех другим радиосредствам, работающим в том же диапазоне.

И в-третьих. Следует знать, что практически все расчеты в радиотехнике ведутся в децибелах. Для перевода в децибелы необходимо взять десятичный логарифм числа и умножить его на 10. Например, 1 000 000 будет равно 60 дБ, а 0,001 - -30 дБ. Преимущества использования децибелов состоят в том, что вместо умножения исходных чисел достаточно сложить их в децибелах, а для деления - вычесть из делимого делитель, также выраженные в децибелах. Еще одно преимущество - отсутствие необходимости написания большого количества нулей или использования показателей степени. И еще одна тонкость. Часто можно встретить не просто дБ, а, например - дБм, дБи и другие буквы после дБ. Что это означает? Означает ту единицу, по отношению к которой берется децибел. Так, дБм - это децибел к милливатту, т.е. исходное значение в милливаттах необходимо разделить на 1 милливатт и уже после этого вычислить значение в дБ. Это делается для того, чтобы избавиться от размерности и помнить, к какой единице измерения привязаны переменные.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13