• ВСЕ, ЧТО ВЫ ХОТЕЛИ ЗНАТЬ О МОДЕМАХ, НО БОЯЛИСЬ СПРОСИТЬ •  

:: МОДЕМНЫЕ 56 Кбит ТЕХНОЛОГИИ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ (Х2, 56flex, V.90) ::

:: ЧАСТЬ I НУЖНЫ ЛИ СЕГОДНЯ МОДЕМЫ? ::

Автор: МИНКИН Э.Б., Источник: http://www.rrc.ru

Влияния какого шума мы опасаемся?

• Влияние шума без сомнения будет ощутимо сказываться на аналоговом абонентском участке окончания канала (последней миле): в первую очередь за счёт переходных помех от соседних пар многопарного абонентского кабеля и частотных искажений, вносимых приемным фильтром абонентского кодека и кабелем в спектр принимаемого сигнала и приводящих к межсимвольному влиянию между соседними сигналами, эквивалентному некоторому шуму. Определённое негативное влияние можно ожидать от неидеальности работы компенсатора ближнего эха внутри самого абонентского модема, особенно если кто-то из пользователей захочет чрезмерно увеличить уровень передачи. Кстати, заметим, что при использовании этой новой 56К технологии нет дальнего эха, так как работа "усечённых", цифровых модемов коммуникационного узла провайдера (или иных коммуникационных узлов) происходит в четыхпроводном режиме. С межсимвольным влиянием обычно успешно справляется та или иная структура адаптивного гармонического корректора модема, специально для этого предназначенная.
• Определённую долю в общий шумовой фон вносит шум квантования собственный АЦП модема приёмника у абонента. Доля эта, правда, невелика за счёт большой разрядности этого АЦП.

Иными словами, становится очевидным, что выбор оптимального метода передачи в направлении downlink (на клиента Internet) не столь уж простая и ясная задача. Возможность определённого воздействия шумов абонентской линии на эти сигналы, которое может иметь место, несмотря на отсутствие АЦП в окончании цифрового канала, и довольно жёсткое ограничение стандартами допустимой средней мощности на входе абонентской линии заставляет внимательно задуматься о методе модуляции.

Удивительно, но факт, что характеристики этого нового метода в значительной степени будут зависеть не от протяжённого многокилометрового канала связи, а от нескольких сотен метров (ну одного-двух километров!) физической пары абонентской линии.

Одним из очевидных способов повышения помехоустойчивости на этом участке является использование 7-ми разрядного активного кода отсчётов сигналов передатчика и одного пассивного бита (младший 8-ой бит не участвует в формировании кода этих сигналов), что приводит к существенному выигрышу помехоустойчивости, за счёт увеличения дистанции между разрешёнными позициями сигнала. Как нетрудно догадаться – в два раза!

Ну, и, как следствие – к уменьшению предельной скорости до 8000*8–8000*1=56000 бит/сек.

Вот, собственно, откуда и появился этот номинал скорости, определивший название новых технологий.

И ГДЕ ЖЕ ТУТ К. ШЕННОН ?

Один серьезный дядя из журнала Сети (издат. "Открытые системы"), познакомившись с материалом этой публикации, смело заявил, что нечего "пудрить мозги" К. Шенноном. Он, вообще то, тут ни при чем. Могли иметь, мол, скорость 64 К, а за счет плохих ЦАП потеряли один младший 8-й разряд – вот вам и скорость 56К.

Возразим дяде: сначала надо было "преодолеть" К.Шеннона, чтобы подняться выше 33.6Кбит/сек, убрав шум квантования! Потом на самом деле потеряли разряд, но не только за счет плохих ЦАП, а и за счет страха перед некоторым шумом.

Не следует забывать, что на выходе цифрового канала последовательно с выходом ЦАП включен канальный фильтр, с полосой пропускания от 0 до примерно 4КГц. Таким образом, имеется в наличии явно выраженная частотно-ограниченная система. О шумах абонентской линии и об ограничении нормами допустимой мощности на входе этой линии мы уже поговорили. Поэтому совершенно не очевидно, что при этом хватит запаса помехоустойчивости, чтобы довести качество связи в этой новой 56К технологии до, предположим, одной ошибки на миллион переданных бит. Но, во-первых, никто не принуждает использовать рассмотренную ранее для наглядности модуляцию тип 8АФМ (а с учетом 7-ми битного активного кодирования всего 7АФМ) и, во вторых, не запрещает применять уже привычные ошибкообнаруживающие коды (V.42/MNP4). В – третьих, линейная скорость передачи по downlink должна быть, как и сейчас, адаптивно–переменной с верхним пределом 56000 бит/сек.

Собственно метод модуляции и его реализация и составили предмет глубоких исследований и конкурентных баталий между U.S.Robotics – с одной стороны и Rocwell Semiconductor System, Lucent Technologies и Моtorola – c другой. U.S.Robotics назвали свою вариацию метода как X2 (умножить на два), а коалиция из трёх фирм как 56flex (от flexible – гибкий).

В феврале 1998 года принята ITU-T Study Group 16 в Женеве первая международная редакция стандарта Draft Recommendation V.90, положившая конец эти баталиям. В сентябре 1998 г. принято окончательное решение Международного союза электросвязи (ITU-T) о ратификации стандарта V.90 56K. Это решение закрепляет спецификации стандарта, согласованные производителями на совещании МСЭ в феврале 1998 г.

В соответствии с правилами Федеральной комиссии по связи США (FCC), регламентирующими выходную мощность сигнала, скорость приема (downlink) данных ограничена величиной 53 Кбит/сек.

Забегая вперед отметим, что в Стандарте ITU-T V.90 принят шаг изменения линейной скорости по downlink, равный 8000/6 (т.е. 1333), начиная с минимальной 28000 бит/сек (а не 28800). Поэтому не удивляйтесь странным номиналам скоростей в режиме Х2 или V.90). А вот почему такой шаг, предлагаем нашим уважаемым посетителям догадаться самостоятельно.

ОБРАТНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

Скорость передачи от модема клиента к цифровому модему сервера остаётся прежней – не более 33600 бит/сек. Причина проста: в канале присутствует АЦП (со стороны клиента) и, следовательно, шумы квантования. Однако специалисты Lucent Technologies обратили внимание на один нюанс в организации канала в этом направлении. У окончания канала со стороны цифровых модемов нет аналоговой абонентской линии и, следовательно, практически отсутствует воздействие специфических шумов и искажений на принимаемый сигнал на этом участке. Однако, весьма своеобразен вид помехи типа "ближнее эхо" за счёт удаленности дифференциальной системы от самого цифрового модема (другой конец канала связи) и, следовательно, более жестких условий подавления этого вида помехи. Вездесущая Федеральная комиссия по связи (FCC), опять же руководствуясь допустимыми значениями мощности сигнала, ограничила скорость передачи данных в этом направлении связи до 31,2 Кбит/с.

КТО ПЕРВЫЙ ?

Фирма U.S.Robotics оказалась первой на рынке этой новой 56К идеи. Важнейшую роль сыграла при этом, конечно, технологическая подготовленность изделий фирмы к модернизации. Использование универсальных сигнальных процессоров DSP фирмы Texas Instrument как в модемах пользователей, так и модемах коммуникационных серверов доступа в Internet (Total Control) позволило 3Сом/U.S.Robotics легко манипулировать свойствами и характеристиками этих изделий. Простое видоизменение внутримодемной программы (программный апгрейд) позволяет существенно перестроить работу модемов, не требуя никакой доработки или замены аппаратной части. Более того, любая другая модернизация, которая может потребоваться для точного выполнения стандарта, не встречает никаких затруднений при апгрейде даже у обычного пользователя модемов этой фирмы, что уже подтверждено практикой наших многочисленных энтузиастов этой новой технологии.

Очевидно, что эксперимент с 56К технологиями может быть удачен, если АТС клиента имеет цифровые каналы связи с цифровой АТС провайдера. Особо отметим, что районная АТС клиента совершенно необязательно должна быть цифровой. Не надо думать, что речь идёт только о абонентах московской сети. Неважно где абонент расположен, а важно, чтобы весь сквозной канал от АТС абонента до АТС провайдера был цифровым каналом ИКМ систем без так называемых переприёмов по низкой частоте. Это понятно, так как наличие переприёма означает появление в каждом направлении связи пары ЦАП/АЦП, что зачёркивает возможность использования 56К технологий. Следует отметить ещё несколько важных деталей:

• в качестве цифровых каналов нельзя использовать цифровые каналы с адаптивной дельта-импульсно кодовой модуляцией АДИКМ (32Кбит на канал), иногда применяемой на городских сетях для увеличения числа каналов межстанционного обмена и для многоканального уплотнения абонентских пар;
• нельзя использовать номера офисных АТС, даже если они цифровые, но соединяются с районной АТС аналоговыми соединительными линиями.
• безусловно, очень важны характеристики аналоговой абонентской линии клиента, но тут уж как повезёт!
• желательно, но не обязательно, чтобы АТС клиента тоже была бы цифровой.

И СНОВА ISDN

Интересный принцип взаимодействия абонентов сетей разного типа c использованием 56К технологии реализован в том же Total Control и еще в одном интересном изделии I-Modem той же самой 3Com/U.S.Robotics.

В чем собственно проблема? Как обеспечить взаимодействие компьютера, подключённого с помощью модема к обычному аналоговому абонентскому окончанию телефонной сети общего пользования – PSTN, с компьютером, подключённым к абонентскому адаптеру сети ISDN (речь идёт об использовании одного цифрового В канала). Естественно, предполагается, что обе сети между собой взаимодействуют так, что абонент одной сети может вызвать абонента другой. Обычно абонентские ISDN адаптеры имеют, как правило, дополнительный аналоговый интерфейс, позволяющий подключать к нему обычные телефонный аппарат, факс или модем для такого взаимодействия. Но существует и другой способ: использовать цифровой "урезанный" модем, непосредственно взаимодействующий с одним из цифровых В каналов сети ISDN.

В Total Control предусмотрена такая возможность, в том случае, если эта аппаратура подключена к ISDN АТС по групповому PRI стволу (2048К). В этом варианте вызов аналогового модема обычной коммутируемой сети поступит в ISDN сеть и далее в Total Control на цифровой модем, что обеспечит возможна работы в 56К технологии.

Другое изделие той же компании I-Modem представляет собою комбинированный прибор, состоящий из абонентского ISDN адаптера и цифрового модема. Если в Total Control необходимо использовать весь групповой поток PRI системы с ВРК даже при работе всего с одним цифровым модемом, то для I-Modem достаточен один 64К B-канал стандартного абонентского интерфейса BRI.

V.90 – ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

Этому должна была быть посвящена Часть II нашей публикации, которую мы предполагали помесить на наших страницах в конце 1998 ноября. К сожалению, несколько чисто юридических моментов сдерживают наши благие намерения. Однако мы не теряем надежды. Эта публикация, как и сама Рекомендация ITU-T V.90 будет более теоретизированной и существенно более скучной, рассчитана она на любителей всяческих сигналов и их спектров.

Назад | Оглавление | Далее

Design by Graj © "ЦСС-ЕВРОКОМ"