Проблемы VDSL
Убедительное подтверждение влияния параллельных отводов на пропускную способность линий VDSL2 приводится в статье Дж. Валя и К. Пауерса «Как избежать опасностей и ловушек при доведении VDSL2 до дома» (http://www.ospmag.com/issues/article/?articleid=00000436). Обсуждаемый случай имел место при тестировании линии VDSL2, конфигурация которой соответствовала профилю 17 МГц из Annex B стандарта G.993.2. Интерпретация результатов тестирования с помощью программного обеспечения Aware's Dr. DSL показала, что абонентская линия (АЛ) протяженностью 610 м содержит параллельный отвод длиной 3 м, который находится в помещении пользователя, из-за чего скорость передачи линии VDSL2 снизилась на 6 Мбит/с в обратном направлении (upstream) и на 11 Мбит/с в прямом направлении (downstream).
Скорости передачи в обратном и прямом направлениях составляли 17,036 Мбит/c и 45,776 Мбит/c, а после устранения параллельного отвода - 23,264 Мбит/c и 57,06 Мбит/c, соответственно.
На Рисунке 1 приведены графики отношений сигнал/шум (Signal-to-Noise Ratio, SNR) линии VDSL2 до и после устранения параллельного отвода. Из сравнения следует, что наличие параллельного отвода практически полностью «исключает из игры» третью полосу нисходящего линейного сигнала DMT VDSL2, а многие субканалы DMT других полос просто оказываются запрещенными для передачи в данном направлении. Это объясняется тем, что затухание линии в субканалах указанных полос резко возрастает вследствие влияния даже такого короткого параллельного отвода в помещении пользователя, и, соответственно, значения SNR в них снижаются.
Более того, для существенного расширения используемого диапазона частот абонентских линий в технологии VDSL2 необходимо не только полностью удалить все параллельные отводы, но и подключить пользовательские телефонные аппараты через микрофильтры, исправность которых должна строго контролироваться.
Как известно, снятие телефонной трубки с аппарата, который подключен к не оснащенной микрофильтром телефонной розетке, может нарушить целостность соединения DSL, что потребует его повторного запуска посредством операции Fast Retrain. К тем же по-следствиям приводит и подключение телефонного аппарата через неисправный микрофильтр. Так, график на Рисунке 2a показывает значительное ухудшение SNR, а значит, и скорости передачи линии VDSL2: в обратном и прямом направлениях они составляли 17,036 Мбит/c и 45,776 Мбит/c. После установки исправного микрофильтра (см. Рисунок 2б) эти же показатели достигали 23,264 Мбит/c и 57,06 Мбит/c, соответственно.
Одной из ключевых проблем на втором этапе внедрения DSL является качественная передача разнородного мультимедийного трафика в виде произвольной комбинации видео, аудио и данных. Все эти три составляющие мультимедийного трафика (отсюда термин Triple Play) различаются своими требованиями к характеристикам передачи. Так, транспорт речевого трафика должен обеспечивать малую задержку, а транспорт данных - безошибочность передачи. Иными словами, при наличии в перегруженной сети, например, пакета данных и поступлении в этот момент речевого пакета необходимо остановить передачу пакета данных, пропустить речевой пакет и затем отправить оставшуюся часть пакета данных. Приведенный пример наглядно указывает на необходимость введения механизма внеочередного занятия линии (preemption) в процесс передачи мультимедийного трафика. Заметим, что названный механизм составляет один из необходимых компонентов более широкого понятия качества передачи (Quality of Service, QoS).
Рисунок 3. Объяснение принципа работы механизма внеочередного занятия линии (preemption).
В примере А (верхняя часть Рисунка 3) при скорости соединения 100 Мбит/с не возникает коллизий задержки между высокоприоритетными голосовыми пакетами и низкоприоритетными пакетами данных. Однако в примере В, где скорость тракта передачи составляет всего 1 Мбит/с, задержка становится существенной, поскольку время передачи пакетов увеличивается из-за более низкой скорости. Как видно из Рисунка 3, время передачи пакета Data 2 нарушает равномерность передачи речевых пакетов и, следовательно, является причиной появления вариации задержки речевого сигнала, что вызывает эхо в речевом тракте. Подобная картина типична для любой системы передачи без приоритетного обслуживания. Такой метод обычно называют методом First-in-First-Out (FIFO), или обслуживанием по мере возможности (Best Effort - этот английский вариант несколько смущает присутствием в нем определения наилучший, поскольку, как можно видеть, это совсем не так). Уместно заметить, что именно метод обслуживания по мере возможности оказался единственным методом передачи в первом поколении ADSL. Причина понятна: ведь первым приложением ADSL был быстрый доступ к Internet, т.е. в основном предполагалась передача больших массивов данных.
Теперь поясним суть метода первоочередного занятия линии (preemption), название которого в буквальном переводе означает «преимущественное право». Как показано в нижней строке примера В, этот механизм в момент появления речевого пакета останавливает передачу пакета данных Data 2 и приступает к передаче речевого пакета. По завершении передачи речевого пакета возобновляется передача пакета данных Data 2. Так удается сохранить временную равномерность передачи речевых пакетов и исключить вариацию задержки голосового сигнала. Пакет данных Data 2 будет передан двумя порциями: порцией Data 2.1 до появления речевого пакета и порцией Data 2.2 после завершения его передачи.
Уместно заметить, что механизм вытеснения необходим только в перегруженной сети. В незагруженной (пример А на Рисунке 3) он останется невостребованным. Кроме метода вытеснения в стандарт VDSL2 включена поддержка инкапсуляции коротких пакетов IP длиной менее 64 байтов, Short Packet Supstreamport, которые не являются пакетами Ethernet. Последняя особенность позволяет отказаться от использования АТМ в качестве транспортного уровня для сигналов DSL.
