В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Ренат Насретдинов
Артур Гулин
Уфимский государственный авиационный технический университет
В этой статье рассматриваются вопросы развития технологии Digital Subscriber Line x-type (xDSL) цифровых абонентских линий и других типов с целью анализа и исследования передачи потокового видеоизображения (streaming video), при этом основное внимание уделено изложению причин, по которым Multirate Single pair DSL (MSDSL) -многоскоростная однопарная цифровая абонентская линия - является оптимальной технологией для операторов
MSDSL обеспечивает гибкое, высокоскоростное, рентабельное, наращиваемое решение, которое дает возможность операторам удовлетворить как текущие, так и будущие потребности больших и малых предприятий, а также частных абонентов. Следует иметь в виду, что у некоторых производителей встречается другое название этой технологии: MR-SDSL.
Технологии xDSL - собирательное название группы новых технологий цифровой абонентской линии DSL - делятся на две большие группы: асимметричные (ADSL, ADSL Lite, RADSL, VDSL) и симметричные (HDSL, HDSL2, IDSL, MSDSL, SDSL, wDSL). Эти технологии позволяют вести прием данных со скоростью 32 Мбит/с, а передачу - до 1 Мбит/с (www.xdsl.com).
Рассмотрим основные принципы доступа на основе технологий xDSL на примере ADSL, как наиболее распространенной технологии, поскольку именно она была разработана для самой массовой категории пользователей, которым нужен доступ из дома в Интернет или через сеть Интернет к корпоративной сети.
Термином "потоковое видео" (streaming video) сегодня обозначают технологии сжатия и буферизации данных, которые позволяют передавать видео в реальном времени через Интернет [1]. Главная особенность потокового видео заключается в том, что при его передаче пользователь не должен ждать полной загрузки файла для того, чтобы его просмотреть, так как оно пересылается непрерывным потоком в виде последовательности сжатых пакетов и проигрывается по мере того, как передается на компьютер получателя. Для просмотра потокового видео пользователю обычно нужен специальный проигрыватель, который декодирует данные и выводит расшифрованное изображение на экран. Этот плейер может интегрироваться в оболочку браузера или же работать как самостоятельная программа. Сейчас без телевизионной приставки IP-STB пользователи свободно могут просматривать каналы телевизионного вещания (streaming video) с Интернет-сайта www.corbina.tv.
Для соответствующей скорости передачи кадров видеоизображения необходимы и быстрые программные средства, и их обработка. В настоящее время разрабатывается множество библиотек с алгоритмами быстрой обработки изображений. Можно заключить, что проводить исследования в области цифровой обработки потока видеоданных не просто реально, а довольно дешево и доступно практически любому желающему, у которого есть персональный компьютер (ПК). Для самых общих задач можно использовать недорогие Web-камеры, подключаемые к ПК посредством USB. Для постановки более точных экспериментов можно использовать интегрированные решения, с применением собственной оптики и ПЗС-матриц с высоким разрешением. Для разработки высокотехнологичных систем обработки видеоизображений можно использовать специализированные видеокамеры, но главное - все эти аппаратные устройства будут одинаковым образом подключаться к ПК и использовать одно и то же программное обеспечение, а результат измерений будет зависеть только от точности и, следовательно, стоимости применяемых видеокамер.
С появлением ПК использовавшиеся для подключения периферийных устройств по интерфейсам последовательный RS-232 и параллельный Centronics отвечали всем требованиям по скорости передачи данных. В настоящее же время для передачи видеоданных иной раз не удовлетворяют и самые совершенные USB, FireWire и Ethernet, причем проблема передачи потокового видео высокого качества на большие расстояния так и остается нерешенной [2]. Создается ситуация, при которой видеокамера позволяет оцифровывать изображение предметной области с очень высоким качеством и скоростью, но передать весь этот поток видеоданных в ПК представляет собой некоторую проблему.
При проектировании сетей доставки потокового видео по домовой сети возникает ряд трудностей, прежде всего связанных с высокими требованиями к скорости доставки видеоинформации до потребителя, так как высокая задержка в передаче видеоинформации серьезно сказывается на качестве изображения.
На сегодняшний день можно заключить, что основным способом взаимодействия оконечных пользователей с частными сетями и сетями общего пользования являлся доступ с использованием телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям. Скорость такой связи невелика, максимальная скорость может достигать 56 кбит/с. Этого хватает для доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и видео, большие объемы электронной почты и документов в ближайшее время снова поставят вопрос о путях дальнейшего увеличения пропускной способности.
В последнее время одной из наиболее распространенных технологий передачи информации стала технология цифровой абонентской линии xDSL, поскольку она позволяет организовать передачу цифровой информации по медному кабелю со скоростью от 16 кбит/с до 52 Мбит/с [3].
Технология высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL (Height Digital Subscriber Line) позволяет преодолеть шум и влияние ответвлений. HDSL была первоначально задумана для передачи речевого сигнала по двум парам медных проводов со скоростью Е1/Т1. Эта технология предназначалась, прежде всего, для применения в условиях предприятия, в промышленной среде, поскольку она основана на симметричной передаче и работает по четырем проводам. Эта технология наилучшим образом зарекомендовала себя на уровне абонентского шлейфа. Она намного проще в реализации по сравнению со стандартными линиями Е1/Т1, потому что сокращает период монтажа от нескольких месяцев до нескольких дней. Она также заслуживает хорошей оценки с точки зрения эксплуатационных свойств и рентабельности, функционируя в условиях шумовых помех на медных линиях с ответвлениями. Однако HDSL требует установки повторителей для абонентских линий длиной более 4,8 км при любых скоростях передачи данных вплоть до Е1/Т1. Другой стандарт, разработанный для американского рынка, - HDSL2. Главное преимущество HDSL2 состоит в работе по одной паре проводов. Первоначально он не будет адаптивным по скорости, хотя эта функция может быть добавлена позже.
Наиболее перспективной в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Это новая модемная технология, превращающая стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 6 Мбит/с, а в обратном направлении используется скорость до 640 кбит/с. Это связано с тем, что весь современный спектр сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость передачи от абонента. Например, для получения видеофильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации, передаваемой от абонента, вполне достаточно 64-128 кбит/с.
Согласно схеме доступа через ADSL [3] (схема близка к общей схеме использования универсального абонентского окончания) игнорируется наличие телевизоров у пользователей: доступ для телефонов и компьютеров является совместным.
Другая многоскоростная однопарная цифровая абонентская линия MSDSL работает на различных скоростях, что является важным усовершенствованием по сравнению с HDSL.
Поскольку количество малых и средних предприятий, а также частных абонентов, которым требуется симметричная передача данных, постоянно растет, технология MSDSL является идеальным выбором для поставщиков услуг и позволяет операторам привлечь тех клиентов, которые хотят иметь множественные линии без ограничений на передачу данных. В промышленной сфере, где уже существует инфраструктура 4-проводных медных кабелей, MSDSL позволяет оптимизировать ее эксплуатацию благодаря использованию только двух из четырех проводов. И корпоративные, и частные клиенты выигрывают, когда оператор вооружен данной технологией. Корпоративные клиенты стремятся к тому, чтобы пропускная способность была как можно больше и могла покрыть их возрастающие потребности по мере расширения предприятия. Возможность расширения MSDSL до скоростей Е1/Т1 позволяет этим клиентам спокойно работать с сознанием того, что они смогут по мере необходимости увеличивать пропускную способность системы без каких-либо дополнительных затрат. То есть круг малых и средних предприятий и частных клиентов, которые заинтересованы в интерактивных аудио- и видеоприложениях, расширяется.
ADSL вносит задержку, которая недопустима при передаче видеосигналов и речи. MSDSL позволяет решать эту проблему. Можно утверждать, что MSDSL вооружает операторов чрезвычайно гибким решением задачи на расширение диапазона действия, благодаря чему те смогут привлечь растущую армию корпоративных клиентов, ощущающих острую потребность в большой пропускной способности, и частных абонентов с особыми запросами.
Возможностей "классического" ADSL явно недостаточно на все три типа трафика одновременно, "трубы" ADSL едва ли хватит на передачу видео.
Скорости канала ADSL существенно зависят от качества физической линии и расстояния между модемом и оборудованием DSLAM [3]. Чем больше это расстояние, тем ниже скорость. Обычно модем позволяет изменять скорость передачи данных, поэтому при установке его на определенное абонентское окончание можно подобрать оптимальный режим работы, обеспечивающий при удовлетворительном качестве передачи максимально возможную скорость.
Не хватает возможностей для передачи потокового видео и у современной (получившей распространение у телевизионных кабельных операторов) технологии VPN (Virtual Private Network). С помощью технологии VPN можно удобно связать в единую локальную сеть все удаленные офисы компании, обеспечив тем самым легкий способ доступа к данным в сочетании с безопасностью, но возможностей для просмотра потокового видео не хватает. Качество связи между узлами клиентов в этом случае уже ощутимо отличается от того, которое было бы при связи с собственным физическом каналом. Появляется неопределенность пропускной способности и других характеристик связи, поэтому здесь термин "виртуальная" частная сеть становится уместным.
Существенное влияние на свойство VPN оказывают технологии, с помощью которых он строится. Эти технологии можно разделить на два класса в зависимости от того, каким образом они обеспечивают безопасность передачи данных: технологии разграничения трафика; технологии шифрования данных.
Технологии VPN на основе шифрования можно применять совместно с технологиями VPN на основе разделения трафика для повышения уровня защищенности виртуальных частных сетей. Технологию VPN на основе разделения трафика иногда критикует за недостаточный уровень безопасности, потому что отсутствие шифрования трафика позволяет персоналу поставщика услуг получить несанкционированный доступ к данным. Безопасность VPN является важнейшим свойством сервисов частной сети.
Но, несомненно, сегмент IP VPN сегодня является одной из самых успешных областей рынка сетевых сервисов для предприятий. С ростом рынка IP VPN сервис-провайдеры и операторы смогли предложить заказчикам дешевую альтернативу традиционным сетевым соединениям: это подтверждается возрастающими объемами мировых продаж соответствующего оборудования.
Список литературы
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #7, 2007
Посещений: 17611
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
