XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Блажчук А. В., Главацький С. П. ИСЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ АСИНХРОННЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Магистрант 6-го курса факультета ИС

Блажчук Александер Валериевич

Одеская Национальная Академия Связи им. О.С. Попова, Украина

научный руководитель - препод. Главацький С. П.

ИСЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННыХ АСИНХРОННЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Анотация. В данной дипломной работе производится исследование и сравнительный анализ современных асиннхронных систем передачи данных на примере сети кабельного телевидения. Произведен сравнительный анализ используемых в Украине технологий доступа в интернет по сетям кабельного телевидения.

При обмене данными на физическом уровне единицей информации является бит, поэтому средства физического уровня всегда поддерживают побитовую синхронизацию между приемником и передатчиком.

Обычно достаточно обеспечить синхронизацию на указанных двух уровнях - битовом и кадровом, - чтобы передатчик и приемник смогли обеспечить устойчивый обмен информацией.

Такой режим работы называется асинхронным или старт-стопным. Другой причиной использования такого режима работы является наличие устройств, которые генерируют байты данных в случайные моменты времени. Так работает клавиатура дисплея или другого терминального устройства, с которого человек вводит данные для обработки их компьютером[1].

В асинхронном режиме каждый байт данных сопровождается специальными сигналами «старт» и «стоп» (рис. 1, а). Назначение этих сигналов состоит в том, чтобы, во-первых, известить приемник о приходе данных и, во-вторых, чтобы дать приемнику достаточно времени для выполнения некоторых функций, связанных с синхронизацией, до поступления следующего байта. Сигнал «старт» имеет продолжительность в один тактовый интервал, а сигнал «стоп» может длиться один, полтора или два такта, поэтому говорят, что используется один, полтора или два бита в качестве стопового сигнала, хотя пользовательские биты эти сигналы не представляют.

При синхронном режиме передачи старт-стопные биты между каждой парой байт отсутствуют. Пользовательские данные собираются в кадр, который предваряется синхробайтами (рис. 1, б). Синхробайт - это байт, содержащий заранее известный код, например 0111110, который оповещает приемник о приходе кадра данных. При его получении приемник должен войти в байтовый синхронизм с передатчиком, то есть правильно понимать начало очередного байта кадра. Иногда применяется несколько синхробайт для обеспечения более надежной синхронизации приемника и передатчика. Так как при передаче длинного кадра у приемника могут появиться проблемы с синхронизацией бит, то в этом случае используются самосинхронизирующиеся коды.

image0011.jpg

Рис. 1. Асинхронная (а) и синхронная (б) передачи на уровне байт

После внедрения и распространения новых технологий широкополосного доступа у операторов сетей кабельного телевидения появилась возможность использовать свои сети не только для передачи видеосигнала, но и для передачи данных. Незначительная доработка существующей инфраструктуры кабельных сетей позволяет операторам предоставлять абонентам дополнительные сервисы (доступ в Internet, IP телефонию), прибыль от которых может существенно превышать прибыль от некоторых традиционных услуг.

В отличие от высокоскоростного оптического подключения, скорость доступа в сетях кабельного телевидения может достигать от 38 Мбит/с до 400 Мбит/с. Основным "конкурентом" СКТВ по характеристикам передач данных, могут рассматриваться сети на основе технологии xDSL.

Data Over Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) - стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю.

Этот стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с. (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM) и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с. [2]

Принятые ITU документы содержат также три приложения, учитывающие специфические особенности американского, европейского и японского рынков услуг CATV и используемые в этих регионах стандарты (NTSC, PAL, SECAM). Существует несколько версий спецификации DOCSIS:
DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1, DOCSIS 2.0, DOCSIS 3.0, EuroDOCSIS.

EuroDOCSIS регламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала, оговаривает работу c полосой 8 МГц.

Стандарт DOCSIS 1.1 дополнительно предусматривает наличие специальных механизмов, улучшающих поддержку IP-телефонии, уменьшающих задержки при передаче речи (например, механизмы фрагментации и сборки больших пакетов, организации виртуальных каналов и задания приоритетов).

DOCSIS имеет прямую поддержку IP протокола с нефиксированной длиной пакетов, в отличие от DVR-RC, который использует ATM Cell transport для передачи IP пакетов [2].

Таблица 1. Максимальная скорость синхронизации

Version DOCSIS EuroDOCSIS
Прямой канал (Down) Обратный канал (Up) Прямой канал (Down) Обратный канал (Up)
1.x 42,88 (38) Мбит/с 10,24 (9) Мбит/с 55,62 (50) Мбит/с 10,24 (9) Мбит/с
2.0 42,88 (38) Мбит/с 30,72 (27) Мбит/с 55,62 (50) Мбит/с 30,72 (27) Мбит/с
3.0 4channel +171,52 (+152) Мбит/с +122,88 (+108) Мбит/с +222,48 (+200) Мбит/с +122,88 (+108) Мбит/с
3.0 8channel +343,04 (+304) Мбит/с +122,88 (+108) Мбит/с +444,96 (+400) Мбит/с +122,88 (+108) Мбит/с

 

Передача данных «сверху вниз» - к пользователю, или в Downstream-канале - выполняется передающим устройством головного оборудования, называемым CMTS - Cable Modem Termination System; в упрощённом случае вся полоса делится между всеми пользователями, которые в данный момент принимают данные, поэтому доступная в каждый момент времени полоса для конкретного пользователя может «плавать» в широких пределах. Передача информации «снизу вверх» (в Upstream-канале) может выполняться кабельным модемом , который отвечает техническим требованиям, предъявляемым Предприятием, или сертифицирован на соответствие стандарту DOCSIS. До появления стандарта DOCSIS 3.0 полоса на одного пользователя в Downstream-канале составляла примерно не более 25 Мбит/с, в Upstream-канале - не более 10 Мбит/с. Это обусловлено невозможностью выделения всех тайм-слотов на одно абонентское устройство.

Главное отличие DOCSIS 3.0 от 2.0 в том, что в DOCSIS 3.0 каналы на кабельном модеме можно объединять, тем самым увеличивая скорость доступа. Объединяются до 16 прямых и 8 обратных (2008 г.). Также в DOCSIS 3.0 появилась поддержка multicast, IPv6, шифрования AES и др.

Литература:

•1.     Ситанов С.В., Алаева С.С. Компьютерные сети: учеб. пособие / Иван. гос. хим.-технол. ун-т. - Иваново, 2010. - 134 с.

•2.     Электронная энциклопедия Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/DOCSIS


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>