Sanajan pamakéan nyebar jaringan Ethernet, téhnologi komunikasi basis DSL tetep relevan nepi ka poé ieu. Dugi ka ayeuna, DSL tiasa dipendakan dina jaringan mil terakhir pikeun nyambungkeun alat palanggan ka jaringan panyadia Internét, sareng ayeuna téknologi ieu beuki dianggo dina pangwangunan jaringan lokal, contona, dina aplikasi industri, dimana DSL bertindak salaku pelengkap pikeun Ethernet. atawa jaringan lapangan dumasar kana RS-232/422/485. Solusi industri anu sami aktip dianggo di nagara-nagara Éropa sareng Asia anu maju.
DSL mangrupakeun kulawarga standar anu asalna katimu pikeun ngirimkeun data digital ngaliwatan saluran telepon. Dina sajarahna, éta janten téknologi aksés Internét broadband munggaran, ngagentos DIAL UP sareng ISDN. Rupa-rupa standar DSL anu ayeuna aya kusabab kanyataan yén seueur perusahaan, mimitian taun 80an, nyobian ngembangkeun sareng pasar téknologi sorangan.
Sadaya kamajuan ieu tiasa dibagi kana dua kategori ageung - téknologi asimétri (ADSL) sareng téknologi simétri (SDSL). Asimétri nujul kana jalma nu laju sambungan asup béda ti laju lalulintas kaluar. Ku simetris kami hartosna yén laju panarimaan sareng pangiriman sami.
Standar asimétri anu paling terkenal sareng nyebar nyaéta, kanyataanna, ADSL (dina édisi panganyarna - ADSL2+) sareng VDSL (VDSL2), simetris - HDSL (propil luntur) sareng SHDSL. Éta sadayana béda-béda sabab beroperasi dina frékuénsi anu béda-béda sareng ngagunakeun metode coding sareng modulasi anu béda dina jalur komunikasi fisik. Métode koréksi kasalahan ogé béda-béda, nyababkeun tingkat kekebalan noise anu béda. Hasilna, unggal téhnologi boga wates sorangan dina laju sarta jarak pangiriman data, kaasup gumantung kana jenis sarta kualitas konduktor.
Watesan rupa-rupa standar DSL
Dina téknologi DSL naon waé, laju transfer data turun nalika panjang kabel naék. Dina jarak ekstrim kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ménta speeds sababaraha ratus kilobits, tapi lamun ngirimkeun data leuwih 200-300 m, laju maksimum mungkin sadia.
Di antara sadaya téknologi, SHDSL ngagaduhan kaunggulan anu serius anu ngamungkinkeun anjeun ngagunakeunana dina aplikasi industri - kekebalan noise anu luhur sareng kamampuan ngagunakeun sagala jinis konduktor pikeun pangiriman data. Ieu sanés masalah standar asimétri, sareng kualitas komunikasi gumantung pisan kana kualitas jalur anu dianggo pikeun pangiriman data. Khususna, disarankeun nganggo kabel telepon anu bengkok. Dina hal ieu, solusi anu langkung dipercaya nyaéta nganggo kabel optik tibatan ADSL sareng VDSL.
Sakur pasangan konduktor anu dipisahkeun tina silih cocog pikeun SHDSL - tambaga, alumunium, baja, jsb. Médium transmisi tiasa janten kabel listrik lami, jalur telepon lami, pager kawat barbed, jsb.
Gumantungna laju pangiriman data SHDSL kana jarak sareng jinis konduktor
Tina grafik laju transfer data versus jarak sareng jinis konduktor anu dipasihkeun pikeun SHDSL, anjeun tiasa ningali yén konduktor kalayan bagian melintang ageung ngamungkinkeun anjeun pikeun ngirimkeun inpormasi dina jarak anu langkung ageung. Hatur nuhun kana téknologi, anjeun tiasa ngatur komunikasi dina jarak dugi ka 20 km dina kecepatan maksimal 15.3 Mb / s pikeun kabel 2-kawat atanapi 30 Mb pikeun kabel 4-kawat. Dina aplikasi nyata, laju transmisi bisa diatur sacara manual, nu diperlukeun dina kaayaan gangguan éléktromagnétik kuat atawa kualitas garis goréng. Dina hal ieu, pikeun ngaronjatkeun jarak transmisi, perlu pikeun ngurangan laju alat SHDSL. Pikeun akurat ngitung laju gumantung kana jarak sareng jinis konduktor, anjeun tiasa nganggo parangkat lunak gratis sapertos .
Naha SHDSL gaduh kekebalan sora anu luhur?
Prinsip operasi transceiver SHDSL tiasa diwakilan dina bentuk diagram blok, dimana bagian khusus sareng mandiri (invarian) tina sudut pandang aplikasi dibédakeun. Bagian bebas diwangun ku PMD (Physical Medium Dependent) jeung PMS-TC (Fisik Medium-Spésifik TC Layer) blok fungsional, sedengkeun bagian husus ngawengku TPS-TC (Transmission Protocol-Spésifik TC Layer) lapisan jeung interfaces data pamaké.
Hubungan fisik antara transceiver (STU) tiasa aya salaku pasangan tunggal atanapi sababaraha kabel pasangan tunggal. Dina kasus sababaraha pasangan kabel, STU ngandung sababaraha PMDs bebas pakait sareng hiji PMS-TC tunggal.
Modél fungsional SHDSL transceiver (STU)
modul TPS-TC gumantung kana aplikasi nu alat nu dipaké (Ethernet, RS-232/422/485, jsb). Tugasna nyaéta ngarobih data pangguna kana format SHDSL, ngalaksanakeun multiplexing / demultiplexing sareng panyesuaian waktos sababaraha saluran data pangguna.
Dina tingkat PMS-TC, pigura SHDSL kabentuk jeung disingkronkeun, kitu ogé scrambling jeung descrambling.
Modul PMD ngalaksanakeun fungsi encoding / decoding inpormasi, modulasi / demodulasi, pembatalan gema, negosiasi parameter dina jalur komunikasi sareng ngadegkeun sambungan antara transceiver. Éta di tingkat PMD yén operasi utama dilaksanakeun pikeun mastikeun kekebalan sora anu luhur tina SHDSL, kalebet TCPAM coding (Trellis coding sareng modulasi pulsa analog), mékanisme coding sareng modulasi gabungan anu ningkatkeun efisiensi spéktral sinyal dibandingkeun sareng anu misah. métode. Prinsip operasi modul PMD ogé tiasa diwakilan dina bentuk diagram fungsional.
PMD Module Blok Diagram
TC-PAM dumasar kana pamakéan hiji encoder convolutional nu dibangkitkeun runtuyan kaleuleuwihan bit dina sisi pamancar SHDSL. Dina unggal siklus clock, unggal bit anjog ka input encoder ditugaskeun bit ganda (dibit) dina kaluaran. Ku kituna, dina biaya redundansi rélatif saeutik, kekebalan noise transmisi ngaronjat. Pamakéan modulasi Trellis ngamungkinkeun anjeun ngirangan bandwidth pangiriman data anu dianggo sareng nyederhanakeun hardware bari ngajaga rasio sinyal-to-noise anu sami.
Prinsip operasi encoder Trellis (TC-PAM 16)
Bit ganda dibentuk ku operasi tambahan modulo-2 (eksklusif-atawa) logis dumasar kana bit input x1(tn) jeung bit x1(tn-1), x1(tn-2), jsb. (bisa aya nepi ka 20 di antarana dina total), nu narima di input encoder saméméh jeung tetep disimpen dina registers memori. Dina siklus clock salajengna tina encoder tn+1, bit bakal bergeser dina sél memori pikeun ngalakukeun operasi logis: bit x1 (tn) bakal mindahkeun kana memori, mindahkeun sakabéh runtuyan bit disimpen di dinya.
Algoritma encoder convolutional
Tabel bebeneran pikeun operasi tambahan modulo 2
Pikeun kajelasan, éta merenah ngagunakeun diagram kaayaan hiji encoder convolutional, ti mana anjeun bisa nempo kaayaan naon encoder dina di kali tn, tn + 1, jsb. gumantung kana data input. Kaayaan encoder dina hal ieu hartina sapasang nilai bit input x1(tn) jeung bit dina sél mémori munggaran x1(tn-1). Pikeun ngawangun diagram, anjeun tiasa nganggo grafik, dina titik-titik anu aya kamungkinan kaayaan encoder, sareng transisi tina hiji kaayaan ka kaayaan anu sanés dituduhkeun ku bit input anu cocog x1(tn) sareng dibit kaluaran $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.
Diagram kaayaan sareng grafik transisi tina encoder convolutional pemancar
Dina pamancar, dumasar kana opat bit anu ditampi (dua bit kaluaran encoder sareng dua bit data), simbol kabentuk, masing-masing pakait sareng amplitudo sorangan tina sinyal modulasi modulator analog-pulsa.
Kaayaan tujuan 16-bit gumantung kana nilai karakter opat-bit
Di sisi panarima sinyal, prosés sabalikna lumangsung - demodulasi sarta seleksi tina kode kaleuleuwihan (bit ganda y0y1(tn)) tina urutan diperlukeun bit input tina encoder x1(tn). Operasi ieu dilakukeun ku decoder Viterbi.
Algoritma decoder didasarkeun kana ngitung métrik kasalahan pikeun sadaya kaayaan encoder anu dipiharep. Métrik kasalahan nujul kana bédana antara bit narima jeung bit ekspektasi pikeun tiap jalur mungkin. Upami teu aya kasalahan nampi, maka métrik kasalahan jalur anu leres bakal janten 0 sabab teu aya bédana sakedik. Pikeun jalur palsu, métrik bakal béda ti enol, terus ningkat, sarta sanggeus sababaraha waktu decoder bakal eureun ngitung jalur erroneous, ngan nyésakeun nu bener.
diagram kaayaan Encoder diitung ku decoder Viterbi panarima
Tapi kumaha algoritma ieu mastikeun kekebalan noise? Anggap yén panarima narima data dina kasalahan, decoder bakal neruskeun ngitung dua jalur kalawan métrik kasalahan 1. Jalur kalawan métrik kasalahan 0 moal aya deui. Tapi algoritma bakal nyieun kacindekan ngeunaan nu jalur bener engké dumasar kana bit ganda salajengna narima.
Nalika kasalahan kadua lumangsung, bakal aya sababaraha jalur kalawan métrik 2, tapi jalur bener bakal dicirikeun engké dumasar kana métode likelihood maksimum (ie, métrik minimum).
diagram kaayaan Encoder diitung ku Viterbi decoder nalika narima data kalawan kasalahan
Dina kasus ditétélakeun di luhur, salaku conto, urang dianggap algoritma tina sistem 16-bit (TC-PAM16), nu ensures pangiriman tilu bit informasi mangpaat sarta bit tambahan pikeun panangtayungan kasalahan dina hiji simbol. TC-PAM16 ngahontal laju data ti 192 nepi ka 3840 kbps. Ku ngaronjatna jero bit ka 128 (sistem modern gawé bareng TC-PAM128), genep bit informasi mangpaat dikirimkeun dina unggal simbol, sarta speed achievable maksimum rentang ti 5696 kbps nepi ka 15,3 Mbps.
Pamakéan modulasi pulsa analog (PAM) ngajadikeun SHDSL sarupa jeung sababaraha standar Ethernet populér, kayaning gigabit 1000BASE-T (PAM-5), 10-gigabit 10GBASE-T (PAM-16) atawa industri single-pasangan Ethernet 2020BASE -T10L, anu ngajangjikeun pikeun 1 (PAM-3).
SHDSL ngaliwatan jaringan Ethernet
Aya junun sarta unmanaged SHDSL modem, tapi klasifikasi ieu boga saeutik di umum kalawan division dawam kana alat junun tur unmanaged nu aya, Contona, pikeun switch Ethernet. Bédana aya dina konfigurasi sareng alat ngawaskeun. modem junun ngonpigurasi via panganteur web tur bisa didiagnosis via SNMP, bari modem unmanaged bisa didiagnosis ngagunakeun software tambahan via port konsol (pikeun Phoenix Kontak ieu bebas program PSI-CONF sarta panganteur mini USB). Teu kawas saklar, modem unmanaged bisa beroperasi dina jaringan jeung topologi ring.
Upami teu kitu, modem anu diurus sareng henteu diurus leres-leres sami, kalebet fungsionalitas sareng kamampuan pikeun ngerjakeun prinsip Plug&Play, nyaéta, tanpa konfigurasi awal.
Salaku tambahan, modem tiasa dilengkepan fungsi panyalindungan surge kalayan kamampuan pikeun ngadiagnosa aranjeunna. Jaringan SHDSL tiasa ngabentuk bagéan anu panjang pisan, sareng konduktor tiasa ngaliwat di tempat-tempat dimana lonjakan (béda poténsi anu disababkeun ku panyaluran kilat atanapi sirkuit pondok dina jalur kabel caket dieu) tiasa lumangsung. Tegangan induksi tiasa nyababkeun arus leupaskeun tina kiloampere. Ku alatan éta, pikeun nangtayungan alat tina fenomena ieu, SPDs diwangun kana modem dina bentuk dewan removable, nu bisa diganti lamun perlu. Éta ka blok terminal papan ieu yén jalur SHDSL disambungkeun.
Topologi
Ngagunakeun SHDSL leuwih Ethernet, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngawangun jaringan kalayan sagala topology: titik-ka-titik, garis, béntang sarta ring. Dina waktos anu sami, gumantung kana jinis modem, anjeun tiasa nganggo jalur komunikasi 2-kawat sareng 4-kawat pikeun sambungan.
Topologi jaringan Ethernet dumasar kana SHDSL
Éta ogé mungkin pikeun ngawangun sistem anu disebarkeun ku topologi gabungan. Unggal ruas jaringan SHDSL tiasa gaduh dugi ka 50 modem sareng, kalayan ngitung kamampuan fisik téknologi (jarak antara modem 20 km), panjang ruas tiasa ngahontal 1000 km.
Upami modem anu diurus dipasang dina sirah unggal ruas sapertos kitu, teras integritas ruas tiasa didiagnosis nganggo SNMP. Salaku tambahan, modem anu diurus sareng henteu diurus ngadukung téknologi VLAN, nyaéta, aranjeunna ngamungkinkeun anjeun ngabagi jaringan kana subnet logis. Alat-alat ogé tiasa dianggo sareng protokol transfer data anu dianggo dina sistem otomatisasi modern (Profinet, Ethernet / IP, Modbus TCP, jsb.).
Reservasi saluran komunikasi nganggo SHDSL
SHDSL dipaké pikeun nyieun saluran komunikasi kaleuleuwihan dina jaringan Ethernet, paling mindeng optik.
SHDSL sarta panganteur serial
modem SHDSL kalawan panganteur serial nungkulan watesan dina jarak, topologi jeung kualitas konduktor anu aya pikeun sistem kabel tradisional dumasar kana transceiver Asynchronous (UART): RS-232 - 15 m, RS-422 jeung RS-485 - 1200 m.
Aya modem jeung interfaces serial (RS-232/422/485) boh pikeun aplikasi universal jeung husus (contona, pikeun Profibus). Sadaya alat sapertos kagolong kana kategori "unmanaged", janten aranjeunna ngonpigurasi sareng didiagnosis nganggo parangkat lunak khusus.
Topologi
Dina jaringan kalawan panganteur serial, ngagunakeun SHDSL kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngawangun jaringan kalawan titik-ka-titik, garis tur topologi béntang. Dina topologi linier, mungkin pikeun ngagabungkeun nepi ka 255 titik kana hiji jaringan (pikeun Profibus - 30).
Dina sistem anu diwangun ngan ukur nganggo alat RS-485, henteu aya larangan dina protokol transfer data anu dianggo, tapi topologi garis sareng béntang henteu umum pikeun RS-232 sareng RS-422, janten operasi alat tungtung dina jaringan SHDSL kalayan topologi anu sami. ngan mungkin dina mode half-duplex. Dina waktos anu sami, dina sistem kalayan RS-232 sareng RS-422, alamat alat kedah disayogikeun dina tingkat protokol, anu henteu khas pikeun antarmuka anu paling sering dianggo dina jaringan titik-ka-titik.
Nalika nyambungkeun alat-alat sareng tipena béda interfaces via SHDSL, perlu tumut kana akun kanyataan yén teu aya mékanisme tunggal pikeun nyieun sambungan (salaman) antara alat. Nanging, masih mungkin pikeun ngatur bursa dina hal ieu, syarat-syarat ieu kedah dicumponan:
- koordinasi komunikasi sareng kontrol transfer data kedah dilakukeun dina tingkat protokol transfer data inpormasi ngahiji;
- sadaya alat tungtung kudu beroperasi dina modeu satengah duplex, nu ogé kudu dirojong ku protokol informasi.
Protokol Modbus RTU, protokol anu paling umum pikeun antarmuka asinkron, ngamungkinkeun anjeun pikeun ngahindarkeun sadaya watesan anu dijelaskeun sareng ngawangun sistem tunggal sareng sababaraha jinis antarmuka.
Topologi jaringan serial dumasar kana SHDSL
Nalika nganggo dua-kawat RS-485 dina alat Anjeun tiasa ngawangun struktur nu leuwih kompleks ku ngagabungkeun modem ngaliwatan hiji beus dina rel DIN. A catu daya bisa dipasang dina beus sarua (dina hal ieu, sadaya alat nu Powered via beus) jeung converters optik runtuyan PSI-MOS pikeun nyieun jaringan digabungkeun. Kaayaan penting pikeun operasi sistem sapertos kitu nyaéta laju anu sami pikeun sadaya transceiver.
Fitur tambahan tina SHDSL dina jaringan RS-485
Conto aplikasi
Téknologi SHDSL aktip dianggo dina utilitas kotamadya di Jerman. Langkung ti 50 perusahaan anu ngalayanan sistem utilitas kota nganggo kabel tambaga kuno pikeun nyambungkeun objék anu disebarkeun ka sakuliah kota sareng hiji jaringan. Sistem kontrol sareng akuntansi pikeun suplai cai, gas sareng énergi utamina diwangun dina SHDSL. Diantara kota sapertos Ulm, Magdeburg, Ingolstadt, Bielefeld, Frankfurt an der Oder jeung loba batur.
Sistem basis SHDSL panggedéna dijieun di kota Lübeck. Sistem ieu ngagaduhan struktur gabungan dumasar kana Ethernet optik sareng SHDSL, ngahubungkeun 120 objék jarak jauh sareng nganggo langkung ti 50 modem. . Sakabéh jaringan didiagnosis nganggo SNMP. Bagéan pangpanjangna ti Kalkhorst ka Bandara Lübeck panjangna 39 km. Alesan naha pausahaan klien milih SHDSL éta teu ékonomis giat pikeun nerapkeun proyék sagemblengna dina élmu optik, dibere kasadiaan kabel tambaga heubeul.
Pangiriman data via ring slip
Conto anu pikaresepeun nyaéta transfer data antara objék anu gerak, sapertos anu dilakukeun dina turbin angin atanapi mesin twisting industri ageung. Sistem anu sami dianggo pikeun tukeur inpormasi antara pangendali anu aya dina rotor sareng stator pepelakan. Dina hal ieu, kontak ngageser ngaliwatan ring dieunakeun dipaké pikeun ngirimkeun data. Conto sapertos kieu nunjukkeun yén teu kedah gaduh kontak statik pikeun ngirimkeun data ngaliwatan SHDSL.
Ngabandingkeun jeung téknologi lianna
SHDSL vs GSM
Upami urang ngabandingkeun SHDSL sareng sistem pangiriman data dumasar kana GSM (3G / 4G), maka henteuna biaya operasi anu aya hubunganana sareng pangmayaran rutin ka operator pikeun aksés kana jaringan sélulér nyarioskeun kana DSL. Kalawan SHDSL, urang bebas tina wewengkon sinyalna, kualitas sarta reliabilitas komunikasi mobile di hiji fasilitas industri, kaasup lalawanan ka gangguan éléktromagnétik. Kalawan SHDSL teu kudu ngonpigurasikeun parabot, nu speeds nepi ka commissioning sahiji fasilitas. Jaringan nirkabel dicirikeun ku telat badag dina pangiriman data jeung kasusah dina ngirimkeun data ngagunakeun lalulintas multicast (Profinet, Ethernet IP).
Kaamanan inpormasi nyarios dina kahadean SHDSL kusabab henteuna kabutuhan pikeun mindahkeun data dina Internét sareng kabutuhan pikeun ngonpigurasikeun sambungan VPN pikeun ieu.
SHDSL vs Wi-Fi
Seueur anu disarioskeun pikeun GSM ogé tiasa diterapkeun kana Wi-Fi industri. Kakebalan noise low, jarak pangiriman data kawates, gumantungna kana topologi wewengkon, sarta reureuh dina pangiriman data nyarita ngalawan Wi-Fi. Kelemahan anu paling penting nyaéta kaamanan inpormasi jaringan Wi-Fi, sabab saha waé anu ngagaduhan aksés kana média pangiriman data. Kalayan Wi-Fi parantos tiasa ngirimkeun data Profinet atanapi Ethernet IP, anu bakal sesah pikeun GSM.
SHDSL vs élmu optik
Dina kalolobaan kasus, élmu optik boga kaunggulan hébat leuwih SHDSL, tapi dina sababaraha aplikasi SHDSL ngidinan Anjeun pikeun ngahemat waktu jeung duit dina peletakan sarta las kabel optik, ngurangan waktu nu diperlukeun pikeun nempatkeun fasilitas a kana operasi. SHDSL teu merlukeun konektor husus, sabab kabel komunikasi ngan disambungkeun ka terminal modem. Alatan sipat mékanis kabel optik, pamakéan maranéhanana diwatesan dina aplikasi ngalibetkeun mindahkeun informasi antara objék pindah, dimana konduktor tambaga leuwih umum.
sumber: www.habr.com
