Работаем в обычном режиме! Оформляйте заказы через «Корзину» на сайте!

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.

Рисунок 1. Распределение SNR в субканалах линии VDSL2 протяженностью 610 метров: а) с параллельным отводом длиной 3 м; б) после удаления параллельного отвода.

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.

Рисунок 2. Распределение SNR в субканалах линии VDSL2 протяженностью 610 метров при удалeнном параллельном отводе c одним телефонным аппаратом: а) подключенным через повреждeнный микрофильтр; б) подключенным через исправный микрофильтр.

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

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.