ATM over ADSL жабдығына салыстырмалы талдау жасау

Алдын айтылғандай ATM/SDH технология over ADSL технологиясы жай аналогты телефонды жолдар арқылы іске асырылады. Абонентте орнатылған абоненттік ATM/SDH технология over ADSL модемі және қосылу мультиплексоры (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM) орнатылған қолданушының телефон жолы қосылған АТС арқылы іске асады. Айтарлықтай мәселеге, DSLAM мультиплексорлары АТС құрылғыларына дейін орнатылады. Нәтижесінде олардың арасында телефондық желілерге тән шектеулерге ие болмайтын жай сым бөлігі қалады. DSLAM көптеген DSL абоненттік жолдарын бір жоғарыжылдамдықты магистральді желіге мультиплексорлайды. Сондай-ақ олар PVC (тұрақты виртуалды арна, ағыл. Permanent Virtual Circuit) арнасы бойынша АТМ желілеріне қосылады да Интернет қызметінің провайдерлерімен және басқа да желілермен байланыс орнатады. Dial-Up модемдерімен салыстырғанда ATM over ADSL модемдерінің екеуі бір-біріне қарсы жұмыс істемейді. Арине, әрбір АТС-ке жаңа қондырғыларды орнату қажеттігі оларды орнату және желіні ұстап тұру үшін қажетті шығындар көбірек болғанымен, басқа жоғарыжылдамдықты Интернетке қосылу қызметтерімен салыстырғанда DSL технологиясы анағұрлым арзанға түседі. Бұрынғы классикалық коммутацияланатын қосылуда құрылғы тек бір АТС –те ғана орнатылатын еді, бірақ жылдамдық анағұрлым төмен болатын. DSL технологиясы бұл шешімнің ең оптималды нұсқасы болып табылады.

Біздің жобада да таңдап алынған орынға аталған ерекшеліктер бойынша және де 2.1-суреттегі сұлба негізінде байланыс орнатылады.

Осы сұлбаға қатысты қолданылатын құрылғылардың таңдалынуы және есептеулері жүргізіледі. Мүмкіндіктері қарастырылып, басқа құрылғылармен үйлесімділігі есептелінеді.

 

1.3  Желіні жобалау есебінің қойылымы 

  

   Дипломдық жоба бес негізгі  бөлімнен құрылуы қажет:

• жобалауға дейінгі бөлім (аналитикалық бөлім);
• техникалық бөлім;
• жұмыс құжаттамасы;
• тіршілік қауіпсіздігінің сұрақтары;
• экономикалық және бизнес жоспарлау бөлімдері.

Жобалауға дейінгі бөлімде жобалау есебін негіздеп, оның шешімін табатын жолдар беріледі. Жоба ұйымдастырылып жатқан объекттің қазіргі жағдайы, байланысты орнатуға қатысты шешімдер мен жолдары қарастырылады. Таңдалған шешімнің ерекшеліктері мен дамуы, алдыңғы инфрақұрылыммен үйлесімділігі зерттеледі. Жүйенің белгілі орындарға қатысты тиімділігін және құрылғылар түрлерін таңдауды қарастыру керек.

Жүйенің техникалық есептеу принциптерін ашатын маңыздырақ бөлімі – екінші бөлім:

• жиілікті бөлуді қолдану моделдері;
• желінің таралу параметрлерін анықтау;
• байланыс жүйесінде қызмет көрсетудің сапалық бағалануы;
• базалық станциялардағы таратқыш параметрлерін есептеу;
• ақпарат таралу жылдамдықтарын есептеп қадағалау.

 

 Екінші бөлімде негізгі есептеулер жүргізіледі. Қолданылатын орынға қатысты арнайы сәйкес келетін құралдарды таңдап, олардың ерекшеліктерін қарастыру. Теориялық тұрғыда таңдалған құрылғылардың сипаттамалары қарастырылып, оларға қатысты есептеулер жүргізіледі. Байланысты жақсартуға бағытталған шаралар есептелінеді.

Жобаның үшінші бөлігіндегі қарастырылатындар:

• байланыс жүйесінің станциясының функционалды сұлбасын құру;
• жобаның жасалып қойылған станциясын қолданып байланыс жүйесінің құрылымдық сұлбасын құру.

Үшінші бөлімде байланыстың толық сипаттағы құрылымдық сұлбалары жобаланады.

Төртінші бөлімде экономикалық тиімділігі мен байланыс жүйесінің өзін–өзі ақтау мерзімін есептеуді жүргізу көзделеді. Жүйені толығымен орналастыру уақыты, оған кететін шығын көлемі және эксплуатация мерзіміндегі қарау шығыны, мүмкін болған ақауларды жөндеуге, қайта қалпына келтіруге кететін шығындар да есептелінеді. 

 

 

 

а - Ethernet/ADSL көпірлік модем арқылы; б – дербес компьютерде орналасқан ATM/SDН адаптер арқылы; в – серверде орналасқан ATM/ ADSL адаптер арқылы 

 

Сурет 2.1 ATM/SDH технология over ADSL-дің негізгі қосылу сұлбасы  

 

 

    Бесінші бөлімінде адам организміне  кері әсер ететін зиянды әсерлерді  зерттеу қарастырылады. Сонымен  қатар орнату жұмыстарын жүргізу  барысында экологиялық зиянды  әсерлерді есептеумен оларды  мүлдем болдырмау немесе қорғану  тәсілдері қарастырылады.

Жоғарыда айтылғандармен қатар, дипломдық жобада цифрлық байланыс жүйесінің құрылғыларының үйлесімдік мәселесіне қатысты арнайы сауал, кіріспе және жоба қорытындысы болады. 

 

2. БАЙЛАНЫС ЖЕЛІЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛЫМЫН ӘЗІРЛЕУ  

 

     ATM over ADSL телефон желісінің есулі қоссымын, жоғары жылдамдықты деректер тарату трактына айналдыратын технология болып табылады. ATM over ADSL желісі, телефон кәбілінің әрбір есулі қоссымының аяғына қосылған ATM over ADSL-дің екі модемін байланыстырады. Сонымен қатар, үш ақпараттық арна ұйымдастырылады – деректер тасымалдаудың "төмендейтін" ағыны, деректер таратудың "жоғарылайтын" ағыны және қарапайым телефон байланысының арнасы (POTS) (сурет 2.1 қара.). Телефон байланысының арнасы жиілік бөлгіштер-сплиттерлер көмегімен ерекшелінеді. 

 

 

Сурет 2.2. Үш ақпараттық арнаның ұйымдастырылуы – деректер таратудың "төмендейтін" ағыны, деректер таратудың "жоғарылайтын" ағыны және қарапайым телефон байланысының арнасы (POTS) 

 

Тек осы әдіспен ATM over ADSL мысалы, бір уақытта жоғары жылдамдықты деректер тасымалдауды, бейнесигнал тасымалдауды және факс жіберуді қамтамасыз етуі мүмкін. Технология қарапайым телефон байланысы үшін белгілі бір жиілік жолағын резервтеуді (немесе POTS - Plain Old Telephone Service) қарастырады. 

 

Сурет 2.3. "Жоғарылайтын" және "төмендейтін" ағындардың диапазоны  

 

ATM over ADSL негізгі артықшылықтарының  бірі, телефон кәбілінің мыс сымының  ең қарапайым есулі қоссымын  қолдану болып саналады. Сонымен  қатар, қымбат тұратын және коммутациялық  жабдықты модернизациялауда көп  уақыт алмайды.

ATM over ADSL жоғары жылдамдықты деректер  тасымалдау технологиясы болып  табылады, бірақ қаншалықты жоғары  жылдамдықты? ATM over ADSL атауындағы "А" әрпіне қарасақ, "asymmetric" (асимметриялық), содан қарап, деректер тасымалдау, бір бағытқа екіншісіне қарағанда  шапшаңырақ орындалады деп қорытынды  жасауға болады. Сондықтан, деректер  тасымалдаудың екі жылдамдығын  қарастыруға тура келеді: "төмендейтін" ағын (деректердің желіден пайдаланушыға  тасымалдануы) және "жоғарылайтын" ағын (деректердің пайдаланушыдан  желіге тасымалдануы).

Деректер таратудың жылдамдығына әсер ететін фактор болып, абоненттік желінің күйі мен ұзақтығы (яғни, сымның диаметрі, кәбілдік қайтарудың болуы) болып саналады. Желідегі сигналдың сөнуі, желі ұзындығының ұзаруы мен сигнал жиілігінің ұлғаюы кезінде артады, және сым диаметрінің үлкеюімен кішірейеді. Факт бойынша ATM over ADSL үшін функционалдық шек болып, ТПП0,5 сымы 0,5 мм жуан, ұзындығы 3,5-5,5 км абоненттік желі саналады.

Нақты уақытта ATM over ADSL деректердің "төмендейтін" ағынын 1,5 Мбит/с-тен 8 Мбит/с-қа дейінгі жылдамдықта, және "жоғарылайтын" ағынын 640 Кбит/с-тен 1 Мбит/с-қа дейінгі жылдамдықта қамтамасыз етеді.

Алайда, пайда болған ATM over ADSL 2+ стандарты 1,5 км ұзындықтағы телефон желісінде деректердің "төмендейтін" ағынын 25 Мбит/с-қа дейінгі жылдамдыққа арттыруға мүмкіндік береді.

ATM over ADSL технологиясымен қамтамасыздандырылатын  деректер ағынының жылдамдығын  бағалау үшін, оны басқа технологияларды  қолданатын пайдаланушыларға қол  жетерлік жылдамдықпен салыстыру  аса қажет.

Аналогтық модемдер 14,4-тан 56 Кбит/с-қа дейінгі жылдамдықта деректер тарата алады. ISDN 64 Кбит/с-қа дейінгі жылдамдықта арнаға деректер таратуды қамтамасыз етеді (әдетте, пайдаланушылар, жалпы 128 Кбит/с-ты құрайтын, екі арнаға қатынас құра алады,). DSL-дің әртүрлі технологиялары пайдаланушыға 128 Кбит/с (IDSL), 768 Кбит/с (HDSL), "төмендейтін" ағын 1,5 - 8 Мбит/с және "жоғарылайтын" ағын 640 - 1000 Кбит/с (ATM over ADSL), "төмендейтін" ағын 13 - 52 Мбит/с және "жоғарылайтын" ағын 1,5 - 2,3 Мбит/с (VDSL) жылдамдықта деректер таратуға мүмкіндік береді.

ATM over ADSL технологиясын пайдалану  кезінде, магистралдық желінің көмегімен  байланысатын соңғылық пайдаланушыға, желінің өткізу қабілеті әрқашанда  және толығымен арналады.

Сандар жоғарыдағы екі абзацта көрсетілген. Бірақ бұл сандар шегі болып саналмайды. Алдағы жылдары "төмендейтін" ағын жылдамдығының 52 Мбит/с-қа дейін, ал "жоғарылайтын" ағындікі 2 Мбит/с –қа дейін өсуі мүмкін.

Енді Интернетке немесе ЖЕЖ-не қосылу үшін, телефон нөмірін терудің қажеті жоқ. ATM over ADSL деректер таратудың кеңжолақты арнасын қолданыстағы телефон желісін қолданып жасайды.

ATM over ADSL модемін орнатып болған  соң, пайдаланушы тұрақты орнатылған  байланыста болады. Жоғары жылдамдықты  деректер тарату арнасы әрқашанда, пайдаланушыға қажет болған кез-келген  сәтте жұмысқа дайын болады. Желінің  өткізу қабілеті пайдаланушыға  тұтасымен тиесілі.

Өткізу қабілетін барлық пайдаланушылар арасында бөлуді жіберетін (деректердің таралу жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді) кәбілдік модемнен айырмашылығы, ATM over ADSL технологиясы желіні тек бір пайдаланушының қолдануын қарастырады.

ATM over ADSL технологиясы желі ресурстарын  толығымен пайдалануға мүмкіндік  береді. Қарапайым телефон байланысында  телефон желісінің шамамен жүзден  бір өткізу қабілеті қолданылады.

ATM over ADSL технологиясы бұл "жетіспеушілікті" қалпына келтіреді және жоғары  жылдамдықты деректер тарату  үшін 99% өткізу қабілетін қолданады. Сонымен қатар әртүрлі функцияларға  жиіліктің әртүрлі жолақтары  қолданылады. Телефон байланысы  үшін (дауыстық) желінің барлық өткізу  қабілетінің ең төмен аймағы (шамамен 4 кГц) қолданылады, ал қалған бүкіл  жолақ жоғары жылдамдықты деректер  таратуға қолданылады.

Берілген жүйенің көпфункциялылығы оның пайдасына ең соңғы аргумент емес. Сол сияқты әртүрлі функциялардың жұмысы үшін абоненттік телефон желісінің өткізу қабілетінің әртүрлі жиіліктік арналары бөлінген. ATM over ADSL біруақытта деректер тарату мен телефон бойынша шақыруларға жауап беруге мүмкіндік береді. Пайдаланушының Интернет желісінде отырып немесе корпоративті ЖЕЖ (жергілікті есептеу желісі) желісінен деректер қабылдай отырып, бір уақытта телефон бойынша хабарласуға және факстарды жіберуге және қабылдауға мүмкіндігі бар.

ATM over ADSL нақты уақыт тәртібінде  сапалы бейнесигнал тарату аса  қажет аймақтарға, тұтасымен жаңа  мүмкіндіктерді ұсынады. Оларға  мысалға, бейнеконференция ұйымдары, арақашықтықта білім алу және  сұраныс бойынша бейне жатады. ATM over ADSL технологиясы провайдерлерге өз пайдаланушыларына деретер тарату жылдамдығы ең жылдам аналогтық модемнің жылдамдығынан (56 Кбит/с) 100 есеге артық қызметтерін орнатуға мүмкіндік береді.

ATM over ADSL технологиясы телекоммуникациялық  компанияларға пайдаланушылар мен  провайдер арасында ақпарат алмасуды  қамтамасыз ету үшін, жеке меншік  қорғаныс арнасын орнатуға мүмкіндік  береді. 

ATM over ADSL-ге қосылудың қол жетерлігі  және ішжелілер трафигіндегі  арнайы тарифтер, типтік тапсырмаларды  шешуге, облыс бойынша және қала  бойынша таратылған офистерді  тұрақты қорғалған байланыс VPN (Virtual Private Network – виртуалды жеке меншік желі) арқылы байланыстыруға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, бір офистің пайдаланушылары, алыс аймақтарда орналасқан офис ресурстарымен (желілік дисктер, деректер қоры және т.с.с.) жұмыс істеуі мүмкін. Сондай-ақ, барлық ақпараттар тек қана осы офистерге ғана қол жетерлік, сырттай қатынас құрылмайды. Ертеректе мұндай шешімдер ірі компанияларға ғана қол жетерлік болды, ал қазір, бұған кез-келген компания қатынас құра алады.

Шығын жайын да ұмытуға болмайды. ATM over ADSL технологиясы экономикалық көзқараспен қарағанда тиімді. Себебі, арнайы кәбіл төсеніштерін қажет етпейді, қолданыста бар мыс телефон желілерін пайдаланады. Яғни, егер пайдаланушының үйінде немесе офисінде қосылған телефон аппараты болса, пайдаланушыға ATM over ADSL қолдану үшін қосымша сымдарды төсеудің қажеті жоқ. 

 

2.2 ATM over ADSL қызметін ұйымдастыру  қағидалары 

 

     ATM over ADSL қызметі (Сурет 2.4) ATM over ADSL модемінің көмегімен және DSL Access Module деп аталынатын ATM over ADSL модемінің тағанымен ұйымдастырылады. Іс жүзінде барлық DSLAM Ethernet 10Base-T портымен негізделінеді. Бұл қатынас құру түйіндерінде қарапайым шоғырлауыштарды, коммутаторлары мен бағдарғылауыштарды қолдануға мүмкіндік береді.

Өндірушілер қатары DSLAM - ды АТМ интерфейстерімен жабдықтауды бастады, ол оларды аймақты-таралынған желілердің ATM-коммутаторларына тікелей қосуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, өндірушілер қатары пайдаланушылар модемін жасауда, ол өзімен бірге ATM over ADSL модемін ұсынады, бірақ бағдарламалық қамтама үшін АТМ бейімдеуіші болып табылады.

 

 

Сурет 2.4. ATM over ADSL байланысуды ұйымдастыру 

 

ATM over ADSL модемі мен DSLAM арасындағы  аймақта үш ағын функцияналынады: абонентке жоғарыжылдамдықты ағын, қосбағытты қызметтік және стандартты  диапазондағы сөйлеу арнасы, арна  жиілігі   (0,3-3,4 Кгц).

Жиілік бөлгіштер (POTS Splitter) телефон ағынын ерекшелейді және оны қарапайым телефон аппаратына бағыттайды. Мұндай сұлба телефонмен сөйлесу мен деректер тасымалдауды бір мезетте орындауға және ATM over ADSL жабдығы істен шыққан жағдайда да телефон байланысын қолдануға мүмкіндік береді.

Конструктивті түрде, телефондық бөлгіш өзімен бірге жиілік сүзгісін ұсынады, ол ATM over ADSL модеміне біріктірілген болуы мүмкін немесе өз бетінше жеке құрылғы болуы да мүмкін.

Шеннон теоремасына сәйкес, модемнің көмегімен 33,6 Кбит/с тен жоғары жылдамдыққа жету мүмкін емес. ATM over ADSL технологиясында санды ақпарат стандартты арна жиілігінің сыртқы диапазонында таралады. Бұл дегеніміз телефон стансасына орнатылған сүзгілер 4 кГц жоғары жиілікті алып тастайды, сондықтан аймақты-таралынған желілерге әрбір телефон стансасына қатынас құру жабдығын (коммутатор немесе бағдарғылауыш) орнату қажет.