{"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\/sv\/blog\/administrirovanie\/peredacha-dannyh-na-rasstoyanie-do-20-km-po-obychnym-provodam-legko-esli-eto-shdsl","title":{"rendered":"\u00d6verf\u00f6ring av data p\u00e5 avst\u00e5nd upp till 20 km via vanliga kabel? Inga problem, om det \u00e4r SHDSL...","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Trots den utbredda anv\u00e4ndningen av Ethernet-n\u00e4tverk f\u00f6rlorar DSL-baserade kommunikationstekniker inte sin relevans \u00e4n idag. DSL \u00e5terfinns fortfarande i sista milens n\u00e4tverk f\u00f6r att ansluta kundutrustning till internetleverant\u00f6rernas n\u00e4tverk, och p\u00e5 senare tid har teknologin allt oftare anv\u00e4nts vid uppbyggnad av lokala n\u00e4tverk, till exempel inom industriella applikationer d\u00e4r DSL fungerar som ett komplement till Ethernet eller f\u00e4ltbaserade n\u00e4tverk baserade p\u00e5 RS-232\/422\/485. S\u00e5dana industriella l\u00f6sningar anv\u00e4nds aktivt i utvecklade europeiska och asiatiska l\u00e4nder.<\/a><\/noindex><\/p>\n

DSL representerar en familj av standarder som ursprungligen utvecklades f\u00f6r \u00f6verf\u00f6ring av digital data \u00f6ver telefonlinjer. Historiskt sett blev detta den f\u00f6rsta bredbandsaccess-teknologin som kom efter DIAL UP och ISDN. Den stora variationen av befintliga DSL-standarder beror p\u00e5 att m\u00e5nga f\u00f6retag sedan 80-talet har f\u00f6rs\u00f6kt att utveckla och driva sina egna teknologier p\u00e5 marknaden.<\/p>\n

All denna utveckling kan delas in i tv\u00e5 stora kategorier \u2013 asynkrona (ADSL) och synkrona (SDSL) teknologier. ADSL \u00e4r de d\u00e4r hastigheten f\u00f6r inkommande anslutningar skiljer sig fr\u00e5n hastigheten f\u00f6r utg\u00e5ende trafik. Synkrona teknologier inneb\u00e4r att hastigheterna f\u00f6r mottagning och s\u00e4ndning \u00e4r lika.<\/p>\n

De mest k\u00e4nda och spridda asynkrona standarderna \u00e4r ADSL (i sin senaste version \u2013 ADSL2+) och VDSL (VDSL2), medan de synkrona \u00e4r HDSL (utdaterad profil) och SHDSL. De skiljer sig \u00e5t genom att de arbetar p\u00e5 olika frekvenser, anv\u00e4nder olika kodnings- och moduleringsmetoder p\u00e5 den fysiska kommunikationslinjen. De har ocks\u00e5 olika felkorrigeringsmetoder som ger olika niv\u00e5er av st\u00f6rningsbest\u00e4ndighet. Som ett resultat har varje teknologi sina begr\u00e4nsningar i hastighet och avst\u00e5nd f\u00f6r data\u00f6verf\u00f6ring, vilket ocks\u00e5 beror p\u00e5 typ och kvalitet av ledaren.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nGr\u00e4nsv\u00e4rden f\u00f6r olika DSL-standarder <\/i><\/p>\n

I vilken DSL-teknik minskar \u00f6verf\u00f6ringshastigheten n\u00e4r l\u00e4ngden p\u00e5 ledningen \u00f6kar. Vid gr\u00e4nsavst\u00e5nd kan hastigheter p\u00e5 n\u00e5gra hundra kilobit uppn\u00e5s, men vid \u00f6verf\u00f6ring av data p\u00e5 200-300 m kan den maximala m\u00f6jliga hastigheten n\u00e5s. <\/p>\n

Bland alla teknologier har SHDSL en betydande f\u00f6rdel som g\u00f6r den anv\u00e4ndbar i industriella till\u00e4mpningar \u2014 h\u00f6g motst\u00e5ndskraft mot st\u00f6rningar och m\u00f6jlighet att anv\u00e4nda vilken typ av ledare som helst f\u00f6r datatransmission. Det finns ingen s\u00e5dan funktion i asymmetriska standarder, och kvaliteten p\u00e5 kommunikationen beror kraftigt p\u00e5 kvaliten p\u00e5 linjen som anv\u00e4nds f\u00f6r datatransmission. Det rekommenderas s\u00e4rskilt att anv\u00e4nda tvinnade telefonsladdar. I detta fall visar det sig att optisk kabel \u00e4r en mer p\u00e5litlig l\u00f6sning ist\u00e4llet f\u00f6r ADSL och VDSL.<\/p>\n

F\u00f6r SHDSL kan vilken isolerad par av ledare som helst anv\u00e4ndas \u2014 koppar, aluminium, st\u00e5l, etc. Gamla elledningar, gamla telefonlinjer, taggtr\u00e5d av st\u00e4ngsel, etc. kan fungera som \u00f6verf\u00f6ringsmedier.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nBer\u00e4kning av SHDSL:s data\u00f6verf\u00f6ringshastighet i f\u00f6rh\u00e5llande till avst\u00e5nd och typ av ledare<\/i><\/p>\n

Fr\u00e5n grafen \u00f6ver SHDSL:s data\u00f6verf\u00f6ringshastighet i f\u00f6rh\u00e5llande till avst\u00e5nd och typ av ledare kan man se att ledare med st\u00f6rre tv\u00e4rsnitt m\u00f6jligg\u00f6r \u00f6verf\u00f6ring av information \u00f6ver l\u00e4ngre distanser. Tack vare teknologin \u00e4r det m\u00f6jligt att organisera kommunikation p\u00e5 upp till 20 km med en maximal hastighet p\u00e5 15,3 Mb\/s f\u00f6r tv\u00e5ledarkabel eller 30 Mb f\u00f6r fyrledarkabel. I praktiska till\u00e4mpningar kan \u00f6verf\u00f6ringshastigheten justeras manuellt, vilket \u00e4r n\u00f6dv\u00e4ndigt under f\u00f6rh\u00e5llanden med starka elektromagnetiska st\u00f6rningar eller d\u00e5lig kvalitet p\u00e5 linjen. I s\u00e5dana fall kr\u00e4vs det att hastigheten p\u00e5 SHDSL-enheterna s\u00e4nks f\u00f6r att \u00f6ka \u00f6verf\u00f6ringsavst\u00e5ndet. F\u00f6r exakt ber\u00e4kning av hastighet i f\u00f6rh\u00e5llande till avst\u00e5nd och typ av ledare kan gratis programvara som SHDSL-kalkylatorn fr\u00e5n Phoenix Contact<\/a><\/noindex>. <\/p>\n

Vad ger SHDSL dess h\u00f6ga motst\u00e5ndskraft mot st\u00f6rningar?<\/h3>\n

\nFunktionen hos SHDSL-s\u00e4ndaren kan representeras som ett blockdiagram, d\u00e4r man s\u00e4rskiljer den specifika och oberoende (invarianta) delen ur applikationssynpunkt. Den oberoende delen best\u00e5r av funktionella block PMD (Physical Medium Dependent) och PMS-TC (Physical Medium-Specific TC Layer), medan den specifika delen inkluderar niv\u00e5n TPS-TC (Transmission Protocol-Specific TC Layer) och gr\u00e4nssnitten f\u00f6r anv\u00e4ndardata. <\/p>\n

Den fysiska kommunikationslinjen mellan s\u00e4ndare och mottagare (STU) kan existera i form av en enskild par eller flera enskilda kablar. I fallet med flera par kablar inneh\u00e5ller STU flera oberoende block PMD som \u00e4r kopplade till en enda PMS-TC.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nFunktionell modell f\u00f6r SHDSL-s\u00e4ndare (STU)<\/i><\/p>\n

Modulen TPS-TC beror p\u00e5 den applikation d\u00e4r enheten anv\u00e4nds (Ethernet, RS-232\/422\/485 osv.). Dess uppgift \u00e4r att konvertera anv\u00e4ndardata till SHDSL-format, multiplexera\/demultiplexera och tidskorrigera flera kanaler med anv\u00e4ndardata.<\/p>\n

P\u00e5 niv\u00e5n PMS-TC sker skapandet av SHDSL-ramar och deras synkronisering, samt scrambling och descrambling.<\/p>\n

Modulen PMD utf\u00f6r kodning\/-dekodning av information, modulering\/-demodulering, ekod\u00e4mpning, anpassning av parametrar p\u00e5 kommunikationslinjen och uppr\u00e4ttande av samband mellan s\u00e4ndare och mottagare. Det \u00e4r p\u00e5 niv\u00e5n PMD som de huvudsakliga operationerna utf\u00f6rs som s\u00e4kerst\u00e4ller en h\u00f6g st\u00f6rningsmotst\u00e5ndskraft f\u00f6r SHDSL, inklusive TCPAM-kodning (Trellis-kodning med analog-pulsteknik), en mekanism f\u00f6r gemensam kodning och modulering, d\u00e4r den spektrala effektiviteten f\u00f6r signalen f\u00f6rb\u00e4ttras j\u00e4mf\u00f6rt med den separata metoden. Modulen PMD:s funktion kan ocks\u00e5 representeras som ett funktionellt diagram.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nBlockdiagram \u00f6ver modulen PMD<\/i><\/p>\n

Grunden f\u00f6r TC-PAM \u00e4r anv\u00e4ndningen av en konvolutionell kodare som bildar en \u00f6verfl\u00f6dig sekvens av bitar p\u00e5 sidan av SHDSL-s\u00e4ndaren. Vid varje taktslag tilldelas varje bit som kommer in i kodaren en dubbelbit (dibit) p\u00e5 utg\u00e5ngen. P\u00e5 s\u00e5 s\u00e4tt \u00f6kar motst\u00e5ndskraften mot st\u00f6rningar vid en relativt liten \u00f6verfl\u00f6dighet i \u00f6verf\u00f6ringen. Anv\u00e4ndningen av Trellis-modulering g\u00f6r det m\u00f6jligt att minska den anv\u00e4nda bandbredden f\u00f6r dat\u00f6verf\u00f6ring och f\u00f6renkla h\u00e5rdvaran utan att \u00e4ndra f\u00f6rh\u00e5llandet signal\/st\u00f6rning.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nPrincipen f\u00f6r Trellis-kodaren (TC-PAM 16)<\/i><\/p>\n

Dubbelbitten bildas som resultat av en logisk operation av addition modulo 2 (exkluderande \"eller\") baserat p\u00e5 ing\u00e5ngsbit x1(tn) och bitarna x1(tn-1), x1(tn-2) etc. (totalt kan det finnas upp till 20), som har kommit in i kodaren tidigare och lagrats i minnesregister. Vid n\u00e4sta taktslag tn+1 kommer bitarna i minnescellerna att flyttas f\u00f6r att utf\u00f6ra den logiska operationen: bit x1(tn) kommer att flyttas till minnet, vilket f\u00f6rskjuter hela den lagrade bitsekvensen.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nAlgoritm f\u00f6r den konvolutionella kodaren<\/i><\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nSanningstabeller f\u00f6r operationen av addition modulo 2<\/i><\/p>\n

F\u00f6r tydlighetens skull \u00e4r det praktiskt att anv\u00e4nda ett tillst\u00e5ndsgraf f\u00f6r den konvolutionella kodaren, d\u00e4r man kan se vilket tillst\u00e5nd kodaren befinner sig i vid tidpunkterna tn, tn+1 osv., beroende p\u00e5 ing\u00e5ngsv\u00e4rdena. Ett tillst\u00e5nd f\u00f6r kodaren definieras h\u00e4r som ett par v\u00e4rden av ing\u00e5ngsbit x1(tn) och bit i den f\u00f6rsta minnescellen x1(tn-1). F\u00f6r att bygga grafen kan man anv\u00e4nda en graf d\u00e4r noderna representerar m\u00f6jliga tillst\u00e5nd f\u00f6r kodaren och \u00f6verg\u00e5ngarna fr\u00e5n ett tillst\u00e5nd till ett annat markeras av de motsvarande ing\u00e5ngsbitarna x1(tn) och utg\u00e5ngs-dibit $inline$y ₀y ₁(t ₀)$inline$.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring \"\u00d6verf\u00f6ring
\nTillst\u00e5ndsdiagram och \u00f6verg\u00e5ngsgraf f\u00f6r den konvolutionella kodaren i s\u00e4ndaren<\/i><\/p>\n

I s\u00e4ndaren, baserat p\u00e5 de fyra erh\u00e5llna bitarna (tv\u00e5 utg\u00e5ngsbit fr\u00e5n kodaren och tv\u00e5 databitar), bildas en symbol, d\u00e4r varje symbol motsvarar sin egen amplitud av den modulerande signalen fr\u00e5n den analoga impulsmodulatorn. <\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nTillst\u00e5ndet f\u00f6r den 16-bitars AI-modulatorn beroende p\u00e5 v\u00e4rdet av den fyrabits symbolen<\/i><\/p>\n

Vid mottagarsidan av signalen sker en omv\u00e4nd proces \u2013 demodulering och extraktion av den n\u00f6dv\u00e4ndiga sekvensen av ing\u00e5ngsbitarna fr\u00e5n den \u00f6verfl\u00f6diga koden (dubbelbitarna y0y1(tn)) fr\u00e5n kodaren x1(tn). Denna operation utf\u00f6rs av Viterbi-dekodern.<\/p>\n

Dekoderalgoritmen \u00e4r baserad p\u00e5 ber\u00e4kningen av felmetrik f\u00f6r alla m\u00f6jliga antagna tillst\u00e5nd i kodaren. Med felmetrik menas skillnaden mellan de mottagna bitarna och de antagna bitarna f\u00f6r varje m\u00f6jlig v\u00e4g. Om det inte finns n\u00e5gra fel vid mottagningen kommer felmetrik f\u00f6r den sanna v\u00e4gen att vara 0, eftersom det inte finns n\u00e5gra avvikelser mellan bitarna. F\u00f6r falska v\u00e4gar kommer metrik att skilja sig fr\u00e5n noll, \u00f6ka kontinuerligt, och efter en tid kommer dekodern att sluta ber\u00e4kna den felaktiga v\u00e4gen och l\u00e4mna endast den sanna.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring \"\u00d6verf\u00f6ring
\nTIllst\u00e5ndsdiagrammet f\u00f6r kodaren, ber\u00e4knat av Viterbi-dekodern vid mottagning<\/i><\/p>\n

Men hur s\u00e4kerst\u00e4ller denna algoritm mot st\u00f6rningar? Om vi antar att mottagaren har tagit emot uppgifter med ett fel, kommer dekodern att forts\u00e4tta ber\u00e4kna tv\u00e5 v\u00e4gar med felmetrik 1. V\u00e4gen med felmetrik 0 existerar inte l\u00e4ngre. Men slutsatsen om vilken v\u00e4g som \u00e4r sann kommer att g\u00f6ras senare baserat p\u00e5 de kommande mottagna dubbla bitarna.<\/p>\n

Vid uppkomsten av ett andra fel kommer det finnas flera v\u00e4gar med felmetrik 2, men den korrekta v\u00e4gen kommer att identifieras senare baserat p\u00e5 metoden f\u00f6r st\u00f6rsta sannolikhet (det vill s\u00e4ga den minsta metriken).<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nTIllst\u00e5ndsdiagrammet f\u00f6r kodaren, ber\u00e4knat av Viterbi-dekodern, vid mottagning av uppgifter med fel <\/i><\/p>\n

I det ovanst\u00e5ende exemplet anv\u00e4ndes en algoritm f\u00f6r ett 16-bitars system (TC-PAM16), som m\u00f6jligg\u00f6r \u00f6verf\u00f6ring av tre bitar nyttig information och en extra bit f\u00f6r felskydd i en symbol. I TC-PAM16 kan datan \u00f6verf\u00f6ras med hastigheter fr\u00e5n 192 till 3840 kbit\/s. Vid \u00f6kad bitdjup till 128 (moderna system arbetar med TC-PAM128) \u00f6verf\u00f6rs sex bitar nyttig information i varje symbol, och den maximala m\u00f6jliga hastigheten str\u00e4cker sig fr\u00e5n 5696 kbit\/s till 15,3 Mb\/s.<\/p>\n

Anv\u00e4ndningen av analog-pulsmodulering (PAM) f\u00f6renar SHDSL med en rad popul\u00e4ra Ethernet-standarder, s\u00e5som gigabit 1000BASE-T (PAM-5), 10-gigabit 10GBASE-T (PAM-16) eller den framtida industristandarden f\u00f6r 2020, enkelpar-Ethernet 10BASE-T1L (PAM-3).<\/p>\n

SHDSL i Ethernet-n\u00e4tverk<\/h3>\n

\nDet finns hanterade och o\u00f6vervakade SHDSL-modem, men denna klassificering har lite gemensamt med den vanliga uppdelningen av hanterade och o\u00f6vervakade enheter, som finns exempelvis f\u00f6r Ethernet-switchar. Skillnaden ligger i konfigurations- och \u00f6vervakningsverktygen. Hanterade modem konfigureras via ett webbgr\u00e4nssnitt och kan diagnostiseras via SNMP, medan o\u00f6vervakade konfigureras med hj\u00e4lp av ytterligare programvara via konsolporten (f\u00f6r Phoenix Contact \u00e4r detta det kostnadsfria programmet PSI-CONF och mini-USB-gr\u00e4nssnittet). Till skillnad fr\u00e5n switchar kan o\u00f6vervakade modem fungera i ett n\u00e4tverk med en ringtopologi.<\/p>\n

I \u00f6vrigt \u00e4r hanterade och o\u00f6vervakade modem helt identiska, inklusive funktionalitet och m\u00f6jlighet att fungera enligt principen Plug & Play, det vill s\u00e4ga utan n\u00e5got f\u00f6reg\u00e5ende konfiguration.<\/p>\n

Dessutom kan modem ha funktioner f\u00f6r skydd mot impulssp\u00e4nningar med m\u00f6jlighet till diagnostisering. SHDSL-n\u00e4t kan bilda mycket l\u00e5nga segment, och ledningarna kan g\u00e5 p\u00e5 platser d\u00e4r impulssp\u00e4nningar kan uppst\u00e5 (inducerad potentialskillnad, orsakad av blixtnedslag eller kortslutningar i n\u00e4rliggande kabellinjer). Inducerad sp\u00e4nning kan orsaka genomg\u00e5ng av urladdningsstr\u00f6mmar p\u00e5 upp till kiloampere. D\u00e4rf\u00f6r installeras \u00f6versp\u00e4nningsskydd (UZIIP) som modul i modem, vilket kan ers\u00e4ttas vid behov. Det \u00e4r till terminalblocken p\u00e5 detta modul som SHDSL-linjen kopplas.<\/p>\n

Topologier<\/h3>\n

\nMed SHDSL i Ethernet \u00e4r det m\u00f6jligt att bygga n\u00e4tverk med valfri topologi: punkt-till-punkt, linje, stj\u00e4rna och ring. Beroende p\u00e5 modemtyp kan b\u00e5de 2-tr\u00e5ds och 4-tr\u00e5ds kommunikationslinjer anv\u00e4ndas f\u00f6r anslutning.<\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nEthernet-n\u00e4tverkstopologier baserade p\u00e5 SHDSL<\/i><\/p>\n

Det \u00e4r ocks\u00e5 m\u00f6jligt att bygga distribuerade system med en kombinerad topologi. Varje segment av SHDSL-n\u00e4tverket kan ha upp till 50 modem, och med h\u00e4nsyn till teknikens fysiska m\u00f6jligheter (avst\u00e5ndet mellan modem p\u00e5 20 km) kan segmentets l\u00e4ngd n\u00e5 1000 km. <\/p>\n

Om en styrd modem installeras i huvudet p\u00e5 varje segment kan segmentets integritet diagnostiseras via SNMP. Dessutom st\u00f6djer b\u00e5de styrda och icke-styrda modem VLAN-teknologi, vilket inneb\u00e4r att n\u00e4tverket kan delas in i logiska deln\u00e4t. Enheterna kan ocks\u00e5 arbeta med datakommunikationsprotokoll som anv\u00e4nds i moderna automationssystem (Profinet, Ethernet\/IP, Modbus TCP osv.). <\/p>\n

\"\u00d6verf\u00f6ring
\nReservkoppling av kommunikationskanaler med hj\u00e4lp av SHDSL<\/i><\/p>\n

SHDSL anv\u00e4nds f\u00f6r att skapa reservkanaler f\u00f6r kommunikation i Ethernet-n\u00e4t, oftast optiska.<\/p>\n

SHDSL och seriellt gr\u00e4nssnitt<\/h3>\n

\nSHDSL-modem med seri\u00f6st gr\u00e4nssnitt m\u00f6jligg\u00f6r att \u00f6vervinna begr\u00e4nsningar n\u00e4r det g\u00e4ller avst\u00e5nd, topologi och kvalitet p\u00e5 ledningen, vilka finns f\u00f6r traditionella tr\u00e5dl\u00f6sa system baserade p\u00e5 asynkrona s\u00e4ndare\/mottagare (UART): RS-232 \u2013 15 m, RS-422 och RS-485 \u2013 1200 m.<\/p>\n

Det finns modem med seriella gr\u00e4nssnitt (RS-232\/422\/485) b\u00e5de f\u00f6r universella till\u00e4mpningar och f\u00f6r specialiserade (t.ex. f\u00f6r Profibus). Alla s\u00e5dana enheter tillh\u00f6r kategorin 'icke-styrda' och konfigureras och diagnostiseras med hj\u00e4lp av speciell mjukvara. <\/p>\n

Topologier<\/h3>\n

\nMed SHDSL \u00e4r det m\u00f6jligt att bygga n\u00e4tverk med seri\u00f6st gr\u00e4nssnitt i topologier som punkt-till-punkt, linje och stj\u00e4rna. Inom ramen f\u00f6r linj\u00e4r topologi kan upp till 255 noder sammanfogas i ett n\u00e4tverk (f\u00f6r Profibus \u2013 30). <\/p>\n

I system som anv\u00e4nder enbart enheter med RS-485-gr\u00e4nssnitt finns det inga begr\u00e4nsningar ang\u00e5ende det anv\u00e4nda datakommunikationsprotokollet, men linje- och stj\u00e4rntopologier \u00e4r ovanliga f\u00f6r RS-232 och RS-422, s\u00e5 driften av slutapparater i ett SHDSL-n\u00e4t med s\u00e5dana topologier \u00e4r endast m\u00f6jlig i halv duplex-l\u00e4ge. Samtidigt i system med RS-232 och RS-422 ska adressering av enheter s\u00e4kerst\u00e4llas p\u00e5 protokollniv\u00e5, vilket \u00e4r ovanligt f\u00f6r de gr\u00e4nssnitt som oftast anv\u00e4nds i punkt-till-punkt-n\u00e4t.<\/p>\n

Vid sammankoppling av enheter med olika typer av gr\u00e4nssnitt via SHDSL m\u00e5ste man beakta avsaknaden av en enhetlig mekanism f\u00f6r att etablera en anslutning (handshake) mellan enheterna. Det \u00e4r dock fortfarande m\u00f6jligt att organisera utbytet \u2013 f\u00f6r detta kr\u00e4vs att f\u00f6ljande villkor uppfylls:<\/p>\n