Sanajan nggunakake jaringan Ethernet sing nyebar, teknologi komunikasi adhedhasar DSL tetep relevan nganti saiki. Nganti saiki, DSL bisa ditemokake ing jaringan mil pungkasan kanggo nyambungake peralatan pelanggan menyang jaringan panyedhiya Internet, lan saiki teknologi kasebut saya akeh digunakake ing pambangunan jaringan lokal, contone, ing aplikasi industri, ing ngendi DSL tumindak minangka pelengkap Ethernet. utawa jaringan lapangan adhedhasar RS-232/422/485. Solusi industri sing padha aktif digunakake ing negara-negara Eropa lan Asia sing maju.
DSL minangka kulawarga standar sing wiwitane disusun kanggo ngirim data digital liwat saluran telpon. Secara historis, iki dadi teknologi akses Internet broadband pisanan, ngganti DIAL UP lan ISDN. Macem-macem standar DSL sing saiki ana amarga akeh perusahaan, wiwit taun 80-an, nyoba ngembangake lan pasar teknologi dhewe.
Kabeh pangembangan kasebut bisa dipérang dadi rong kategori gedhe - teknologi asimetris (ADSL) lan simetris (SDSL). Asymmetric nuduhake sing kacepetan sambungan mlebu beda karo kacepetan lalu lintas metu. Kanthi simetris, tegese panrima lan kacepetan transmisi padha.
Standar asimetris sing paling kondhang lan nyebar yaiku, nyatane, ADSL (ing edisi paling anyar - ADSL2+) lan VDSL (VDSL2), simetris - HDSL (profil lawas) lan SHDSL. Kabeh padha beda-beda saka saben liyane amarga padha operate ing frekuensi beda lan nggunakake coding beda lan cara modulasi ing baris komunikasi fisik. Cara koreksi kesalahan uga beda-beda, nyebabake macem-macem tingkat kekebalan gangguan. Akibaté, saben teknologi duwe watesan dhewe ing kacepetan lan jarak transmisi data, kalebu gumantung saka jinis lan kualitas konduktor.
Watesan saka macem-macem standar DSL
Ing sembarang teknologi DSL, tingkat transfer data sudo minangka dawa kabel mundhak. Ing jarak nemen bisa entuk kacepetan sawetara atus kilobits, nanging nalika ngirim data liwat 200-300 m, kacepetan maksimum kasedhiya.
Ing antarane kabeh teknologi, SHDSL nduweni kaluwihan serius sing ndadekake bisa digunakake ing aplikasi industri - kakebalan gangguan sing dhuwur lan kemampuan kanggo nggunakake jinis konduktor kanggo transmisi data. Iki ora kaya standar asimetris, lan kualitas komunikasi gumantung banget karo kualitas jalur sing digunakake kanggo transmisi data. Utamane, dianjurake kanggo nggunakake kabel telpon bengkong. Ing kasus iki, solusi sing luwih dipercaya yaiku nggunakake kabel optik tinimbang ADSL lan VDSL.
Sembarang pasangan konduktor sing diisolasi saka siji liyane cocok kanggo SHDSL - tembaga, aluminium, baja, lan liya-liyane. Media transmisi bisa dadi kabel listrik lawas, saluran telpon lawas, pager kawat berduri, lsp.
Katergantungan kacepetan transmisi data SHDSL ing jarak lan jinis konduktor
Saka grafik kacepetan transfer data karo jarak lan jinis konduktor sing diwenehake kanggo SHDSL, sampeyan bisa ndeleng manawa konduktor kanthi bagean salib gedhe ngidini sampeyan ngirim informasi liwat jarak sing luwih gedhe. Thanks kanggo teknologi kasebut, sampeyan bisa ngatur komunikasi liwat jarak nganti 20 km kanthi kacepetan maksimal 15.3 Mb / s kanggo kabel 2 kabel utawa 30 Mb kanggo kabel 4 kabel. Ing aplikasi nyata, kacepetan transmisi bisa disetel kanthi manual, sing perlu ing kahanan gangguan elektromagnetik sing kuwat utawa kualitas garis sing kurang. Ing kasus iki, kanggo nambah jarak transmisi, perlu kanggo ngurangi kacepetan piranti SHDSL. Kanggo ngetung kacepetan kanthi akurat gumantung saka jarak lan jinis konduktor, sampeyan bisa nggunakake piranti lunak gratis kayata .
Napa SHDSL duwe kekebalan swara sing dhuwur?
Prinsip operasi transceiver SHDSL bisa diwakili ing wangun diagram blok, ing ngendi bagean tartamtu lan independen (invarian) saka sudut pandang aplikasi dibedakake. Bagean independen kasusun saka PMD (Physical Medium Dependent) lan PMS-TC (Physical Medium-Specific TC Layer) pamblokiran fungsi, nalika bagean tartamtu kalebu TPS-TC (Transmission Protocol-Specific TC Layer) lan antarmuka data pangguna.
Hubungan fisik antarane transceiver (STU) bisa ana minangka pasangan siji utawa sawetara kabel pasangan tunggal. Ing kasus sawetara pasangan kabel, STU ngemot macem-macem PMD independen sing digandhengake karo siji PMS-TC.
Model fungsional transceiver SHDSL (STU)
Modul TPS-TC gumantung ing aplikasi sing digunakake piranti (Ethernet, RS-232/422/485, lsp). Tugase yaiku ngowahi data pangguna menyang format SHDSL, nindakake multiplexing / demultiplexing lan pangaturan wektu sawetara saluran data pangguna.
Ing tingkat PMS-TC, pigura SHDSL dibentuk lan disinkronake, uga scrambling lan descrambling.
Modul PMD nindakake fungsi enkoding / dekoding informasi, modulasi / demodulasi, pembatalan gema, negosiasi parameter ing jalur komunikasi lan nggawe sambungan antarane transceiver. Ing tingkat PMD, operasi utama ditindakake kanggo njamin kekebalan swara dhuwur saka SHDSL, kalebu TCPAM coding (Trellis coding with analog pulse modulation), mekanisme pengkodean lan modulasi gabungan sing ningkatake efisiensi spektral sinyal dibandhingake karo sing kapisah. cara. Prinsip operasi modul PMD uga bisa diwakili ing wangun diagram fungsional.
Diagram Blok Modul PMD
TC-PAM adhedhasar panggunaan encoder convolutional sing ngasilake urutan bit sing berlebihan ing sisih pemancar SHDSL. Ing saben siklus jam, saben bit sing teka ing input encoder diwenehi bit dobel (dibit) ing output. Mangkono, kanthi biaya redundansi sing rada sithik, kekebalan gangguan transmisi tambah. Panggunaan modulasi Trellis ngidini sampeyan nyuda bandwidth transmisi data sing digunakake lan nyederhanakake hardware nalika njaga rasio sinyal-kanggo-noise sing padha.
Prinsip operasi encoder Trellis (TC-PAM 16)
Bit ganda dibentuk kanthi operasi tambahan modulo-2 (eksklusif-utawa) logis adhedhasar bit input x1(tn) lan bit x1(tn-1), x1(tn-2), lsp. (ana bisa nganti 20 ing total), sing ditampa ing input encoder sadurunge lan tetep disimpen ing ndhaptar memori. Ing siklus jam sabanjure encoder tn+1, bit bakal dialihake ing sel memori kanggo nindakake operasi logis: bit x1(tn) bakal pindhah menyang memori, nggeser kabeh urutan bit sing disimpen ing kana.
Algoritma encoder konvolusional
Tabel kebenaran kanggo modulo operasi tambahan 2
Kanggo gamblang, iku trep kanggo nggunakake diagram negara saka encoder convolutional, saka ngendi sampeyan bisa ndeleng apa negara encoder ing kaping tn, tn+1, etc. gumantung saka data input. Ing kasus iki, negara encoder tegese pasangan nilai bit input x1(tn) lan bit ing sel memori pisanan x1(tn-1). Kanggo mbangun diagram, sampeyan bisa nggunakake grafik, ing verteks sing ana kemungkinan negara encoder, lan transisi saka siji negara menyang liyane dituduhake dening bit input sing cocog x1(tn) lan output dibits $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.
Diagram negara lan grafik transisi saka encoder konvolusional pemancar
Ing pemancar, adhedhasar patang bit sing ditampa (loro bit output saka encoder lan rong bit data), simbol dibentuk, saben sing cocog karo amplitudo dhewe saka sinyal modulasi saka modulator analog-pulsa.
Negara saka AIM 16-dicokot gumantung ing Nilai saka karakter papat-dicokot
Ing sisih panrima sinyal, proses mbalikke dumadi - demodulasi lan pilihan saka kode keluwih (bit pindho y0y1(tn)) saka urutan sing dibutuhake saka bit input saka encoder x1(tn). Operasi iki ditindakake dening dekoder Viterbi.
Algoritma dekoder adhedhasar ngetung metrik kesalahan kanggo kabeh negara encoder sing dikarepake. Metrik kesalahan nuduhake prabédan antarane bit ditampa lan bit samesthine kanggo saben path bisa. Yen ora ana kesalahan sing ditampa, metrik kesalahan path sing bener bakal dadi 0 amarga ora ana bedane. Kanggo dalan sing salah, metrik bakal beda-beda saka nol, terus nambah, lan sawise sawetara wektu decoder bakal mandheg ngetung dalan sing salah, mung ninggalake sing bener.
diagram negara Encoder diwilang dening decoder Viterbi panrima
Nanging kepiye algoritma iki njamin kekebalan gangguan? Assuming sing panrima nampa data ing kesalahan, decoder bakal terus ngetung loro dalan karo metrik kesalahan 1. Path karo metrik kesalahan 0 bakal ora ana maneh. Nanging algoritma bakal nggawe kesimpulan bab kang path bener mengko adhedhasar bit pindho sabanjuré ditampa.
Nalika kesalahan kapindho ana, bakal ana sawetara path karo metrik 2, nanging path bener bakal dikenali mengko adhedhasar cara kamungkinan maksimum (yaiku, metrik minimal).
Diagram negara Encoder sing diwilang dening dekoder Viterbi nalika nampa data kanthi kasalahan
Ing kasus sing diterangake ing ndhuwur, minangka conto, kita nganggep algoritma sistem 16-bit (TC-PAM16), sing njamin transmisi telung bit informasi migunani lan bit tambahan kanggo proteksi kesalahan ing siji simbol. TC-PAM16 entuk tarif data saka 192 nganti 3840 kbps. Kanthi nambah ambane dicokot kanggo 128 (sistem modern bisa karo TC-PAM128), enem bit informasi migunani ditularaké ing saben simbol, lan kacepetan maksimum achievable kisaran saka 5696 kbps kanggo 15,3 Mbps.
Panggunaan modulasi pulsa analog (PAM) ndadekake SHDSL padha karo sawetara standar Ethernet populer, kayata gigabit 1000BASE-T (PAM-5), 10-gigabit 10GBASE-T (PAM-16) utawa industri siji-pasangan Ethernet 2020BASE -T10L, sing njanjeni kanggo 1 (PAM-3).
SHDSL liwat jaringan Ethernet
Ana modem SHDSL sing ngatur lan ora dikelola, nanging klasifikasi iki ora ana sing padha karo divisi biasa ing piranti sing dikelola lan ora dikelola, contone, kanggo switch Ethernet. Bentenipun dumunung ing konfigurasi lan alat ngawasi. Modem ngatur diatur liwat antarmuka web lan bisa didiagnosis liwat SNMP, nalika modem unmanaged bisa didiagnosis nggunakake piranti lunak tambahan liwat port console (kanggo Phoenix Contact iki free program PSI-CONF lan antarmuka mini-USB). Ora kaya switch, modem sing ora dikelola bisa digunakake ing jaringan kanthi topologi ring.
Yen ora, modem sing dikelola lan ora dikelola pancen padha, kalebu fungsi lan kemampuan kanggo nggarap prinsip Plug&Play, yaiku, tanpa konfigurasi awal.
Kajaba iku, modem bisa dilengkapi fungsi proteksi lonjakan kanthi kemampuan kanggo diagnosa. Jaringan SHDSL bisa mbentuk segmen sing dawa banget, lan konduktor bisa mlaku ing panggonan sing bisa kedadeyan voltase lonjakan (prabédan potensial sing disebabake dening kilat utawa sirkuit cendhak ing garis kabel sing cedhak). Tegangan induksi bisa nyebabake arus discharge kiloamperes mili. Mulane, kanggo nglindhungi peralatan saka fenomena kasebut, SPD dibangun ing modem ing wangun papan sing bisa dicopot, sing bisa diganti yen perlu. Iku kanggo pemblokiran terminal Papan iki sing SHDSL line disambungake.
Topologi
Nggunakake SHDSL liwat Ethernet, iku bisa kanggo mbangun jaringan karo topologi sembarang: point-to-point, line, star lan ring. Ing wektu sing padha, gumantung saka jinis modem, sampeyan bisa nggunakake jalur komunikasi 2-kabel lan 4-kabel kanggo sambungan.
Topologi jaringan Ethernet adhedhasar SHDSL
Sampeyan uga bisa mbangun sistem sing disebarake kanthi topologi gabungan. Saben segmen jaringan SHDSL bisa duwe nganti 50 modem lan, kanthi nganggep kemampuan fisik teknologi kasebut (jarak antarane modem yaiku 20 km), dawa segmen bisa tekan 1000 km.
Yen modem ngatur dipasang ing endhas saben bagean kasebut, mula integritas segmen kasebut bisa didiagnosis nggunakake SNMP. Kajaba iku, modem sing dikelola lan ora dikelola ndhukung teknologi VLAN, yaiku, ngidini sampeyan mbagi jaringan dadi subnet logis. Piranti kasebut uga bisa nggarap protokol transfer data sing digunakake ing sistem otomatisasi modern (Profinet, Ethernet / IP, Modbus TCP, lsp.).
Reservasi saluran komunikasi nggunakake SHDSL
SHDSL digunakake kanggo nggawe saluran komunikasi keluwih ing jaringan Ethernet, paling asring optik.
SHDSL lan antarmuka serial
Modem SHDSL kanthi antarmuka serial ngatasi watesan ing jarak, topologi lan kualitas konduktor sing ana kanggo sistem kabel tradisional adhedhasar transceiver asinkron (UART): RS-232 - 15 m, RS-422 lan RS-485 - 1200 m.
Ana modem karo antarmuka serial (RS-232/422/485) kanggo aplikasi universal lan khusus (contone, kanggo Profibus). Kabeh piranti kasebut kalebu kategori "ora dikelola", mula dikonfigurasi lan didiagnosis nggunakake piranti lunak khusus.
Topologi
Ing jaringan kanthi antarmuka serial, nggunakake SHDSL bisa mbangun jaringan kanthi topologi point-to-point, line lan star. Ing topologi linear, bisa digabungake nganti 255 simpul dadi siji jaringan (kanggo Profibus - 30).
Ing sistem sing dibangun mung nggunakake piranti RS-485, ora ana watesan ing protokol transfer data sing digunakake, nanging topologi garis lan bintang ora khas kanggo RS-232 lan RS-422, mula operasi piranti pungkasan ing jaringan SHDSL kanthi topologi sing padha. mung bisa ing mode setengah duplex. Ing wektu sing padha, ing sistem karo RS-232 lan RS-422, alamat piranti kudu disedhiyakake ing tingkat protokol, sing ora khas kanggo antarmuka sing paling kerep digunakake ing jaringan point-to-point.
Nalika nyambungake piranti karo macem-macem jinis antarmuka liwat SHDSL, iku perlu kanggo njupuk menyang akun kasunyatan sing ora ana mekanisme siji kanggo nggawe sambungan (salaman) antarane piranti. Nanging, isih bisa ngatur ijol-ijolan ing kasus iki, kanggo iki, syarat-syarat ing ngisor iki kudu ditindakake:
- koordinasi komunikasi lan kontrol transfer data kudu ditindakake ing tingkat protokol transfer data informasi terpadu;
- kabeh piranti pungkasan kudu operate ing mode setengah duplex, kang uga kudu didhukung dening protokol informasi.
Protokol Modbus RTU, protokol sing paling umum kanggo antarmuka asinkron, ngidini sampeyan ngindhari kabeh watesan sing diterangake lan mbangun sistem siji kanthi macem-macem jinis antarmuka.
Topologi jaringan serial adhedhasar SHDSL
Nalika nggunakake rong kabel RS-485 ing peralatan Sampeyan bisa mbangun struktur sing luwih rumit kanthi nggabungake modem liwat siji bis ing rel DIN. A sumber daya bisa diinstal ing bis padha (ing kasus iki, kabeh piranti powered liwat bis) lan konverter optik saka seri PSI-MOS kanggo nggawe jaringan gabungan. Kondisi penting kanggo operasi sistem kasebut yaiku kecepatan sing padha karo kabeh transceiver.
Fitur tambahan SHDSL ing jaringan RS-485
Tuladha aplikasi
Teknologi SHDSL aktif digunakake ing utilitas kotamadya ing Jerman. Luwih saka 50 perusahaan sing nglayani sistem utilitas kutha nggunakake kabel tembaga lawas kanggo nyambungake obyek sing disebar ing saindenging kutha kanthi jaringan siji. Sistem kontrol lan akuntansi kanggo pasokan banyu, gas lan energi utamane dibangun ing SHDSL. Antarane kutha-kutha kasebut yaiku Ulm, Magdeburg, Ingolstadt, Bielefeld, Frankfurt an der Oder lan liya-liyane.
Sistem basis SHDSL paling gedhé digawé ing kutha Lübeck. Sistem iki nduweni struktur gabungan adhedhasar Ethernet optik lan SHDSL, nyambungake 120 obyek sing adoh saka siji liyane lan nggunakake luwih saka 50 modem. . Kabeh jaringan didiagnosis nggunakake SNMP. Segmen paling dawa saka Kalkhorst nganti Bandara Lübeck dawane 39 km. Alesan kenapa perusahaan klien milih SHDSL amarga ora ekonomis kanggo ngetrapake proyek kasebut kanthi lengkap babagan optik, amarga kasedhiyan kabel tembaga lawas.
Transmisi data liwat slip ring
Conto sing menarik yaiku transfer data antarane obyek sing obah, kayata sing ditindakake ing turbin angin utawa mesin twisting industri gedhe. Sistem sing padha digunakake kanggo ijol-ijolan informasi antarane pengontrol sing ana ing rotor lan stator tanduran. Ing kasus iki, kontak geser liwat slip ring digunakake kanggo ngirim data. Conto kaya iki nuduhake yen ora perlu duwe kontak statis kanggo ngirim data liwat SHDSL.
Dibandhingake karo teknologi liyane
SHDSL vs GSM
Yen kita mbandhingake SHDSL karo sistem transmisi data adhedhasar GSM (3G/4G), banjur anané biaya operasi sing digandhengake karo pembayaran biasa kanggo operator kanggo akses menyang jaringan seluler ngandika ing sih saka DSL. Kanthi SHDSL, kita bebas saka area jangkoan, kualitas lan linuwih komunikasi seluler ing fasilitas industri, kalebu resistensi kanggo gangguan elektromagnetik. Kanthi SHDSL ora perlu kanggo ngatur peralatan, sing nyepetake komisioning fasilitas kasebut. Jaringan nirkabel ditondoi kanthi wektu tundha gedhe ing transmisi data lan angel ngirim data nggunakake lalu lintas multicast (Profinet, Ethernet IP).
Keamanan informasi nyengkuyung SHDSL amarga ora ana kabutuhan kanggo mindhah data liwat Internet lan perlu kanggo ngatur sambungan VPN kanggo iki.
SHDSL vs Wi-Fi
Akeh sing wis diomongake kanggo GSM uga bisa ditrapake kanggo Wi-Fi industri. Kekebalan gangguan sing sithik, jarak transmisi data sing winates, katergantungan ing topologi wilayah kasebut, lan wektu tundha transmisi data nglawan Wi-Fi. Kelemahane sing paling penting yaiku keamanan informasi jaringan Wi-Fi, amarga sapa wae duwe akses menyang media transmisi data. Kanthi Wi-Fi wis bisa ngirim data Profinet utawa Ethernet IP, kang bakal angel kanggo GSM.
SHDSL vs optik
Ing akèh-akèhé saka kasus, optik duwe kauntungan gedhe liwat SHDSL, nanging ing sawetara aplikasi SHDSL ngijini sampeyan kanggo ngirit wektu lan dhuwit ing laying lan welding kabel optik, ngurangi wektu kanggo sijine fasilitas menyang operasi. SHDSL ora mbutuhake konektor khusus, amarga kabel komunikasi mung disambungake menyang terminal modem. Amarga sifat mekanik kabel optik, panggunaane diwatesi ing aplikasi sing nyangkut transfer informasi antarane obyek sing obah, ing ngendi konduktor tembaga luwih umum.
Source: www.habr.com