{"id":85741,"date":"2020-06-19T01:42:40","date_gmt":"2020-06-18T23:42:40","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl"},"modified":"2020-06-19T01:42:40","modified_gmt":"2020-06-18T23:42:40","slug":"peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/et\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","title":{"rendered":"Andmete edastamine kuni 20 km tavaliste kaablite kaudu? Lihtne, kui see on SHDSL...","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Hoolimata Etherneti v\u00f5rkude laialdasest levikust, ei kaota DSL-\u00fchendustehnoloogiad oma t\u00e4htsust ka t\u00e4nap\u00e4eval. DSL-i v\u00f5ib endiselt kohata viimase miili v\u00f5rkudes, et \u00fchendada tellija seadmed internetiteenuse pakkuja v\u00f5rkudega, ning viimasel ajal on tehnoloogiat \u00fcha enam kasutatud kohalike v\u00f5rkude \u00fclesehitamiseks, n\u00e4iteks t\u00f6\u00f6stuslikes rakendustes, kus DSL t\u00e4iendavad Ethernetit v\u00f5i RS-232\/422\/485 p\u00f5hiseid v\u00e4li\u00fchendusi. Taolised t\u00f6\u00f6stuslahendused on laialdaselt kasutusel arenenud Euroopa ja Aasia riikides.<\/a><\/noindex><\/p>\n

DSL on standardite kogum, mis algselt m\u00f5eldi digitaalsete andmete edastamiseks telefoni\u00fchenduste kaudu. Ajalooliselt sai see esimeseks lairiba interneti\u00fchenduse tehnoloogiaks, asendades DIAL UP ja ISDN-i. Suure erinevuse olemasolu praegu tuntud DSL-standardite seas on tingitud paljusid ettev\u00f5tteid, kes alates 80ndatest p\u00fc\u00fcdsid v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tada ja turule tuua oma tehnoloogiat.<\/p>\n

K\u00f5ik need arendused v\u00f5ib jagada kahte suuremasse kategooriasse \u2013 as\u00fcmmeetrilised (ADSL) ja s\u00fcmmeetrilised (SDSL) tehnoloogiad. As\u00fcmmeetrilised on need, kus sissetuleku kiirus erineb v\u00e4ljamineva liikluse kiirusest. S\u00fcmmeetrilised t\u00e4hendavad, et vastuv\u00f5tu ja saatmise kiirus on v\u00f5rdsed.<\/p>\n

K\u00f5ige tuntumad ja levinumad as\u00fcmmeetrilised standardid on tegelikult ADSL (viimases redaktsioonis \u2013 ADSL2+) ja VDSL (VDSL2), s\u00fcmmeetrilised on HDSL (aegunud profiil) ja SHDSL. Need erinevad \u00fcksteisest selle poolest, et t\u00f6\u00f6tavad erinevatel sagedustel, kasutavad f\u00fc\u00fcsilisel sideteel erinevaid kodeerimis- ja modulatsioonimeetodeid. Samuti erinevad veaparanduse meetodid, mis tagavad erineva taseme segamisvastupidavust. L\u00f5pptulemusena on igal tehnoloogial oma piirangud andmete edastamise kiirusel ja kaugusel, sealhulgas s\u00f5ltuvalt juhtme t\u00fc\u00fcbist ja kvaliteedist.<\/p>\n

\"Andmete
\nErinevate DSL-standardite piirangud <\/i><\/p>\n

Igas DSL-tehnoloogias langeb andmete edastuskiirus koos juhtme pikkuse suurenemisega. Piiratud kaugustes on v\u00f5imalik saavutada kiirus mitme sadade kilobiti, kuid 200\u2013300 m pikkuste andmete edastamisel on maksimaalselt v\u00f5imalik saada maksimaalne kiirus. <\/p>\n

SHDSL-l on k\u00f5igi tehnoloogiate seas t\u00f5sine eelis, mis v\u00f5imaldab selle rakendamist t\u00f6\u00f6stuslikes rakendustes \u2013 k\u00f5rge m\u00fcra- ja h\u00e4irekindlus ning andmete edastamiseks sobiva juhtme t\u00fc\u00fcp. Aasimmeetrilistes standardites seda ei ole ning suhtluse kvaliteet s\u00f5ltub tugevalt andmete edastamiseks kasutatava liini kvaliteedist. Eriti soovitatakse kasutada keeratud telefonikaablit. Sel juhul osutab v\u00f5rreldes ADSL ja VDSL-ga t\u00f5husamaks lahenduseks optiline kaabel.<\/p>\n

SHDSL-i sobib iga paar isoleeritud juhtmeid \u2013 vask-, alumiinium-, teras- jm. Edastuskanalina v\u00f5ivad kasutada vanad elektrijuhtmed, vanad telefoniliinid, traadist aiad jne.<\/p>\n

\"Andmete
\nSHDSL-i andmeedastuskiirus s\u00f5ltub kaugusest ja juhtme t\u00fc\u00fcbist.<\/i><\/p>\n

SHDSL-i andmeedastuskiirusest s\u00f5ltuva kauguse ja juhtme t\u00fc\u00fcbi graafikust on n\u00e4ha, et suurema ristl\u00f5ikega juhtmed v\u00f5imaldavad edastada informatsiooni suuremale kaugusele. T\u00e4nu tehnoloogiale on v\u00f5imalik luua side kuni 20 km kaugusele maksimaalse v\u00f5imaliku kiirusena 15.3 Mb\/s kahepoolses kaablis v\u00f5i 30 Mb neljapoolses kaablis. Reaalsetes rakendustes saab edastamise kiirus k\u00e4sitsi seadistada, mis on vajalik tugeva elektromagnetilise h\u00e4ire v\u00f5i kehva liini kvaliteedi korral. Sel juhul edastamise kauguse suurendamiseks tuleb v\u00e4hendada SHDSL-seadmete t\u00f6\u00f6kiirust. T\u00e4pse kiirusarvutuse jaoks kauguse ja juhtme t\u00fc\u00fcbi j\u00e4rgi saab kasutada tasuta tarkvaravahendeid, nagu Phoenix Contacti SHDSL kalkulaator.<\/a><\/noindex>. <\/p>\n

Kuidas saavutatakse SHDSL-i k\u00f5rge m\u00fcra- ja h\u00e4irekindlus?<\/h3>\n

\nSHDSL-i vastuv\u00f5tja ja saatja t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5tet saab kujutada plokkgraafikuna, kus eristatakse spetsiifiline ja rakenduse poolest s\u00f5ltumatu (invariandne) osa. S\u00f5ltumatu osa koosneb funktsionaalsetest plokkidest PMD (Physical Medium Dependent) ja PMS-TC (Physical Medium-Specific TC Layer), samas kui spetsiifiline osa h\u00f5lmab TPS-TC (Transmission Protocol-Specific TC Layer) taset ja kasutajandmete liidesi. <\/p>\n

F\u00fc\u00fcsiline sideliin vastuv\u00f5tjate ja saatjate (STU) vahel v\u00f5ib eksisteerida \u00fche- v\u00f5i mitme paari kaablitena. Mitme paari kaablite korral sisaldab STU mitmeid s\u00f5ltumatuid PMD bloke, mis on seotud \u00fcheainsa PMS-TC-ga.<\/p>\n

\"Andmete
\nSHDSL-vastuv\u00f5tja ja saatja (STU) funktsionaalne mudel<\/i><\/p>\n

TPS-TC mooduli t\u00f6\u00f6 s\u00f5ltub rakendusest, mille sees seade kasutatakse (Ethernet, RS-232\/422\/485 jne). Tema \u00fclesanne on konverteerida kasutaja andmed SHDSL formaati, teostada multiplexerimine\/demultiplexerimine ja ajastada mitme kasutaja andmekanali korrigeerimist.<\/p>\n

PMS-TC tasandil toimub SHDSL-kaadrikujundus ja nende s\u00fcnkroniseerimine, samuti skramblerimine ja deskramblerimine.<\/p>\n

PMD moodul t\u00e4idab teabe kodeerimise\/dekodeerimise, moduleerimise\/demoduleerimise, echoes v\u00e4hendamise, sideliini parameetrite koosk\u00f5lastamise ja \u00fchenduse loomise vastuv\u00f5tjate ja saatjate vahel. Just PMD tasandil viiakse l\u00e4bi p\u00f5hitoimingud, mis tagavad SHDSL-i k\u00f5rge m\u00fcrat\u00f5rje, sealhulgas TCPAM kodeerimine (trellise kodeerimine analoogkandjal moduleerimisega), \u00fchisekeerimise ja -moduleerimise mehhanism, mille korral parandatakse signaali spektraalset efektiivsust v\u00f5rreldes eraldi meetodiga. PMD mooduli t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5tet saab esitada ka funktsionaalse diagrammina.<\/p>\n

\"Andmete
\nPMD mooduli plokkskeem<\/i><\/p>\n

TC-PAM p\u00f5him\u00f5te p\u00f5hineb kasutusel konvolutsioonikooder, mis moodustab SHDSL-saatja poolel liigset bitijada. Igal t\u00f6\u00f6l\u00f6\u00f6l seostatakse iga kodeerijale sisenevat bitti v\u00e4ljunde puhul kahekordse bitiga (dibit). Seega suureneb edastuse m\u00fcrat\u00f5rje, mis maksab suhteliselt v\u00e4he liigset. Trellise moduleerimise kasutamine v\u00e4hendab edastamiseks vajalikki sagedusala ja lihtsustab riistvara, s\u00e4ilitades samas signaali\/salvestuse suhte.<\/p>\n

\"Andmete
\nTrellis-kooderi (TC-PAM 16) t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te<\/i><\/p>\n

Kaksikute bitid moodustatakse loogilise mooduli 2 (v\u00e4ljal\u00fclitatud \u201ev\u00f5i\u201d) liitmise operatsiooni tulemusena, tuginedes sisendbitile x1(tn) ja bittidele x1(tn-1), x1(tn-2) jne (kuni 20), mis on antud kodeerijale sisendiks ja j\u00e4\u00e4vad m\u00e4lu registritesse. J\u00e4rgmise kodeerija t\u00f6\u00f6sammuga tn+1 toimub bitideseisundite nihkumine m\u00e4llu, et teostada loogilist operatsiooni: bitt x1(tn) liigub m\u00e4lu, nihutades seal salvestatud bitijada.<\/p>\n

\"Andmete
\nKonvolutsioonilise kodeerija algoritm<\/i><\/p>\n

\"Andmete
\nMooduli 2 liitmise operatsiooni t\u00f5ej\u00f5udude tabelid<\/i><\/p>\n

Kujutuseks on mugav kasutada konvolutsioonikooderi olekudiagrammi, mille kaudu saab n\u00e4ha, millises olekus kodeerija on aja punktides tn, tn+1 jne, s\u00f5ltuvalt sisendandmetest. Kodeerija oleku all m\u00f5istetakse sel juhul paar v\u00e4\u00e4rtust sisendbitist x1(tn) ja esimese m\u00e4lu m\u00e4lestuse bitist x1(tn-1). Diagrammi koostamiseks saab kasutada graafi, mille tipudes asuvad kodeerija v\u00f5imalikud olekud ning \u00fcleminekud \u00fchelt olekult teisele on t\u00e4histatud vastavate sisendbitidega x1(tn) ja v\u00e4ljunddibitidega $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.<\/p>\n

\"Andmete \"Andmete
\nKonvolutsioonilise kodeerija saatja olekudiagramm ja \u00fcleminekugraaf<\/i><\/p>\n

Saatjas vormitakse nelja saadud bitti (kaks kodeerija v\u00e4ljundbitti ja kaks andmebitti) p\u00f5hjal s\u00fcmbol, millele vastab oma amplituud modulatsioonisignaali analoog-impulsi modulaatoris. <\/p>\n

\"Andmete
\n16-bitise AIMS olek nelja-bitise s\u00fcmboli v\u00e4\u00e4rtusest s\u00f5ltuvalt<\/i><\/p>\n

Signaali vastuv\u00f5tja poolel toimub vastupidine protsess - demodulatsioon ja \u00fcleliigsete koodide (kahekordsed bitid y0y1(tn)) vajalikest kodeerija sisendbittidest x1(tn) eraldamine. Seda teostab Viterbi dekooder.<\/p>\n

Dekooderi algoritm p\u00f5hineb vigade metrika arvutamisel jaoks k\u00f5ikide v\u00f5imalike eeldatavate kodeerija olekute jaoks. Vigade metrika all m\u00f5istetakse erinevust vastuv\u00f5etud bittide ja eeldatavate bittide vahel igas v\u00f5imalikus teed. Kui vastuv\u00f5tul pole vigu, on t\u00f5elise tee vigade metrika 0, kuna bittide lahknevust ei ole. Vale teede puhul erineb metrika nullist, kasvab pidevalt ja mingi aja p\u00e4rast l\u00f5petab dekooder vale tee arvutamise, j\u00e4ttes ainult t\u00f5elise.<\/p>\n

\"Andmete \"Andmete
\nViterbi vastuv\u00f5tja dekodeerija poolt arvutatud kodeerija olekute diagramm<\/i><\/p>\n

Kuidas tagab see algoritm t\u00f5rke j\u00e4lgimise? Eeldades, et vastuv\u00f5tja sai valeandmeid, j\u00e4tkab dekodeerija kahe tee arvutamist vigade meetriga 1. Tee, mille m\u00f5\u00f5dik on 0, enam ei eksisteeri. Kuid algoritm m\u00e4\u00e4rab hiljem, milline tee on \u00f5ige, tuginedes j\u00e4rgmistele vastuv\u00f5etud kahekordsetele bittidele.<\/p>\n

Teise vea ilmnemisel on mitu teed, mille m\u00f5\u00f5dik on 2, kuid \u00f5ige tee tuvastatakse hiljem maksimaalse t\u00f5en\u00e4osuse meetodi (st minimaalne m\u00f5\u00f5dik) p\u00f5hjal.<\/p>\n

\"Andmete
\nViterbi dekodeerija poolt vigadega andmete vastuv\u00f5tmisel arvutatud kodeerija olekute diagramm <\/i><\/p>\n

\u00dclaltoodud n\u00e4ites k\u00e4sitleti 16-bitist s\u00fcsteemi algoritmi (TC-PAM16), mis tagab edastuse \u00fches s\u00fcmbolis kolme bitti kasulikku teavet ja t\u00e4iendavat bitti t\u00f5rke j\u00e4lgimiseks. TC-PAM16 on saavutatav edastuskiirus vahemikus 192 kuni 3840 kbit\/s. Bitim\u00e4\u00e4rade t\u00f5stmisel 128-le (kaasaegsed s\u00fcsteemid t\u00f6\u00f6tavad TC-PAM128-ga) edastatakse igas s\u00fcmbolis kuus bitti kasulikku teavet, maksimaalne saavutatav kiirus on vahemikus 5696 kbit\/s kuni 15,3 Mbit\/s.<\/p>\n

Analoge eraldusv\u00f5ime modulaatsioon (PAM) seob SHDSL mitmete populaarsete Etherneti standarditega, nagu gigabitne 1000BASE-T (PAM-5), 10-gigabitine 10GBASE-T (PAM-16) v\u00f5i 2020. aastaks planeeritud t\u00f6\u00f6stuslik \u00fchepaariline Ethernet 10BASE-T1L (PAM-3).<\/p>\n

SHDSL Etherneti v\u00f5rkudes<\/h3>\n

\nErinevad on haldamise ja mittehaldamise SHDSL-modemid, kuid sellisel klassifitseerimisel on v\u00e4he \u00fchist tavap\u00e4rase haldamise ja mittehaldamise seadmete jaotusega, mis eksisteerib n\u00e4iteks Etherneti l\u00fclitite puhul. Erinevus seisneb konfigureerimise ja j\u00e4lgimise vahendites. Haldatavad modemid seadistatakse veebiliidese kaudu ja neid saab diagnoosida SNMP kaudu, samas kui mittehaldatavaid saab kasutada t\u00e4iendava tarkvara kaudu konsoolipordi kaudu (Phoenix Contacti puhul on see tasuta programm PSI-CONF ja mini-USB liides). Erinevalt l\u00fclititest v\u00f5ivad mittehaldatavad modemid t\u00f6\u00f6tada ringikujuliste topoloogiate v\u00f5rgus.<\/p>\n

Muus osas on haldatavad ja mittehaldatavad modemid t\u00e4iesti identsed, sealhulgas funktsionaalsus ja v\u00f5imalus t\u00f6\u00f6tada Plug&Play p\u00f5him\u00f5ttel, st ilma igasuguse eelneva seadistamiseta.<\/p>\n

Modemitele v\u00f5ib lisaks m\u00e4\u00e4rata ka impulsi\u00fclevaatusfunktsioone koos diagnostika v\u00f5imalusega. SHDSL-v\u00f5rgud v\u00f5ivad luua v\u00e4ga pikad segmendid, ja kaablid v\u00f5ivad kulgeda kohtades, kus v\u00f5ivad tekkida impulsi\u00fclevaatused (v\u00f5rgu potentsiaali erinevus, mis on p\u00f5hjustatud \u00e4ikeset\u00f5ukest v\u00f5i l\u00fchist k\u00fclgnevates kaablikonstruktsioonides). Kokkulepitud pinge v\u00f5ib p\u00f5hjustada maandustokkude voolu, mille suurus on kilovattides. Seet\u00f5ttu sisestatakse seadmete kaitsmiseks selliste n\u00e4htuste eest modemitesse \u00dcZIPlased eemaldataval plaadil, mida vajadusel saab asendada. Just sellele plaadile on \u00fchendatud SHDSL-joon.<\/p>\n

Topoloogiad<\/h3>\n

\nSHDSL-i abil on Ethernetis v\u00f5imalik luua v\u00f5rke igasuguste topoloogiate jaoks: punkt-punkt, joon, t\u00e4ht ja ring. S\u00f5ltuvalt modemite t\u00fc\u00fcbist saab \u00fchendamiseks kasutada nii 2- kui ka 4-juhtmelisi suhtlusliine.<\/p>\n

\"Andmete
\nSHDSL-p\u00f5hised Etherneti v\u00f5rgu topoloogiad<\/i><\/p>\n

Samuti on v\u00f5imalik luua jaotatud s\u00fcsteeme kombineeritud topoloogiaga. Iga SHDSL-v\u00f5rgu segment v\u00f5ib sisaldada kuni 50 modemit ja, arvestades tehnoloogia f\u00fc\u00fcsilisi v\u00f5imalusi (modemite kaugus 20 km), v\u00f5ib segmendi pikkus ulatuda 1000 km-ni. <\/p>\n

Kui iga sellise segmendi alguses on paigaldatud hallatav modem, saab segmenti terviklikkust diagnoosida SNMP abil. Lisaks toetavad hallatavad ja hallatavad modemid VLAN-tehnoloogiat, mis v\u00f5imaldab jagada v\u00f5rgus loogilisi alams\u00fcsteeme. Seadmed suudavad t\u00f6\u00f6tada ka andmeedastusprotokollidega, mida kasutatakse kaasaegsetes automatiseerimiss\u00fcsteemides (Profinet, Ethernet\/IP, Modbus TCP jne). <\/p>\n

\"Andmete
\nSidekanalite reserveerimine SHDSL-i kaudu<\/i><\/p>\n

SHDSL-i kasutatakse Etherneti-v\u00f5rgus reservsidekanalite loomiseks, sagedamini optiliste.<\/p>\n

SHDSL ja j\u00e4rjestikune liides<\/h3>\n

\nSHDSL-modemid j\u00e4rjestikuse liidese abil v\u00f5imaldavad \u00fcletada kauguse, topoloogia ja juhtme kvaliteedi piiranguid, mis esinevad traditsioonilistes juhtme s\u00fcsteemides, mis p\u00f5hinevad as\u00fcnkroonsetel saatjatel (UART): RS-232 \u2014 15 m, RS-422 ja RS-485 \u2014 1200 m.<\/p>\n

On olemas modemeid, millel on j\u00e4rjestikused liidesed (RS-232\/422\/485), nii universaalsete rakenduste kui ka spetsialiseeritud rakenduste jaoks (nt Profibus). K\u00f5ik sellised seadmed kuuluvad kategooriasse 'haldamata', seega konfigureeritakse ja diagnostitakse neid spetsiaalse tarkvara abil. <\/p>\n

Topoloogiad<\/h3>\n

\nJ\u00e4rjestikuse liidese s\u00fcsteemides on SHDSL abil v\u00f5imalik luua v\u00f5rke, mille topoloogiad on punkt-punkt, rida ja t\u00e4ht. Lineaarse topoloogia korral on v\u00f5imalik \u00fchendada \u00fchte v\u00f5rku kuni 255 s\u00f5lme (Profibusel \u2014 30). <\/p>\n

RS-485 liidesega seadmete s\u00fcsteemides ei ole andmeedastusprotokolli kasutamise osas mingeid piiranguid, kuid rida- ja t\u00e4httopoloogiad ei ole RS-232 ja RS-422 jaoks t\u00fc\u00fcpilised, seet\u00f5ttu on l\u00f5ppseadmete t\u00f6\u00f6 SHDSL-v\u00f5rgus sellistes topoloogiates v\u00f5imalik ainult pooldupleksre\u017eiimis. Samuti peab RS-232 ja RS-422 s\u00fcsteemides andmeprotokolli tasemel olema seadmete adresseerimine, mis ei ole iseloomulik punkt-punkt v\u00f5rkudele sagedasti kasutatavatele liidesele.<\/p>\n

SHDSL-i kaudu erinevate liidestega seadmete \u00fchendamisel tuleb arvesse v\u00f5tta, et seadmete vahel ei ole \u00fchtset mehhanismi \u00fchenduse loomise (k\u00e4tlemine) jaoks. Siiski on nende vahelise suhtluse korraldamine endiselt v\u00f5imalik \u2014 selleks on vajalik j\u00e4rgmiste tingimuste t\u00e4itmine:<\/p>\n