Применение ИКМ в восходящем и нисходящем потоке

Применение ИКМ в восходящем и нисходящем потоке

В свое время, обсуждая предельные скорости потока upstream (от абонента к провайдеру), Lucent Technologies указала на наличие потенциального запаса помехоустойчивости и в этом направлении передач и, а не только в направлении downstream. Действительно, у окончания канала со стороны так называемых "цифровых модемов" узла доступа провайдера Интернет нет аналоговой абонентской линии и, следовательно, практически отсутствует воздействие специфических шумов и искажений на принимаемый модемом сигнал на этом участке. Кроме того, в этом направлении связи на приемник цифрового модема не воздействует помеха "ближнее эхо" в силу эквивалентного 4-проводного интерфейса с каналом связи и, следовательно, отсутствия дифференциальной системы в модеме.

Более того, еще в том же 1997 г. эта компания предлагала повысить скорость передачи с 33,6 до 44 кбит/с. Тогда ITU-T не решился на этот шаг, а FCC запретила об этом и думать, заботясь о соблюдении стандартов на загрузку канала связи. Дело в том, что увеличение скорости стандартными методами QAM приводило бы к существенному повышению пик-фактора (отношение средней мощности к пиковой). Напомню, что FCC ограничила скорость потока "вниз" значением 31,2 кбит/с.

Предлагаемый в Рекомендации V.92 метод передачи от клиентского модема к провайдеру не является стандартной QAM-модуляцией, и прежние опасения FCC, похоже, преодолены. Скорости потока к провайдеру согласно V.92 лежат в интервале от 24 кбит/c до 48 кбит/c с шагом 8000/6. Шаг изменения скорости 1333 бит/c, как и в V.90. Отметим, что он имеет много общего с методом, примененным в направлении от провайдера к клиенту.

Вспомним, что в направлении downstream при предельной скорости работы 56 кбит/c применяется комбинированная 64-уровневая (шесть бит - ИКМ-кодирование) амплитудная и однократная (знак в ИКМ-коде) фазовая модуляция. При этом передается 7 информационных бит-символов в одном модуляционном интервале. По принятому определению кратности модуляции мы имеем дело с 7-кратной модуляцией. Вспомним также, что число 8000 - это частота дискретизации в стандартном телефонном ИКМ-канале и, следовательно, скорость передач и символов в V.90, а шаг изменения скорости 8000/6 связан со скоростью передачи символов и размерностью кода по амплитудным уровням, принятом в V.90. Этот метод модуляции диктовался организацией индивидуального ИКМ-канала многоканальной ИКМ-системы и точно сопряжен с параметрами кодека (а точнее, c параметрами ЦАП-кодека) окончания этого канала со стороны абонента.

Такой метод модуляции является не чем иным, как близкой разновидностью ИКМ, применяемой в индивидуальных каналах ИКМ-систем, но с меньшим в два раза числом амплитудных уровней и с пропорционально в два раза увеличенным, для повышения помехоустойчивости, расстоянием между разрешенными уровнями. Вспомним также, что при выборе числа уровней в V.90 пришлось учесть влияние процесса экспандирования в кодеке ИКМ-канала на сигнал downstream. Число уровней, используемых в конкретном сеансе связи, зависит от состояния и качества сквозного канала от цифрового модема узла доступа до аналогового модема клиента. Именно поэтому шкала скоростей для downstream лежит в интервале от 56 до 28 кбит/с с шагом 8000/6 = 1333 бит/c.

В сигнальном потоке downstream могут использоваться и все другие стандарты модуляции, начиная от V.21 (300 бит/c) и заканчивая V.34 (33,6 кбит/c).

По тому же пути пошли создатели V.92, применив для передачи сигнала upstream почти такую же комбинированную многоуровневую АМ с однократной ФМ, но с меньшим числом разрешенных уровней и еще большим расстоянием между уровнями для обеспечения повышенной помехоустойчивости. Напомним, что в этом направлении связи присутствует шум квантования, порожденный аналого-цифровым преобразованием во входном кодеке абонентского окончания ИКМ-канала. На преодоление влияния этого шума и направлен выбор меньшего числа разрешенных уровней и увеличенное расстояния между этими уровнями. Естественно, что и тут число уровней, используемых в конкретном сеансе связи, зависит от состояния и качества сквозного канала от модема клиента до цифрового модема узла доступа. Отсюда и шкала скоростей от 24 до 48 кбит/с с шагом 1333 бит.

Интересен другой вопрос: зачем для "умирающей" технологии передачи данных по ТфОП с помощью модемов создавать новые методы и тем более стандарты ITU-T?! Заметим, что новый стандарт направлен на симметрирование скорости прямого и обратного направлений передачи. При этом всем давно известно, что объем запрашиваемой информации существенно (раз в 5 - 6) меньше, чем объем, получаемый клиентом из Интернета. Отсюда и происходят, например, стандарты скорости для прямого (1,5 Мбит/с) и для обратного направления (8 Мбит/c) в рекомендации ITU-T G.992.1 для технологии ADSL. Спрашивается, зачем понадобился стандарт V.92, обеспечивающий симметрию? Совершенно очевидно, что для "обычного" доступа в Интернет симметрия не нужна!

А для IP-телефонии, использующей Интернет для телефонной связи? Конечно, нужна! Беседующие абоненты совершенно равноправны. Качественные показатели прямого и обратного каналов для IP телефонии должны быть примерно одинаковыми.

Совершенно очевидно, что при передаче почты или файлов объем информации от клиента может существенно превосходить входящую информацию. Можно упомянуть и случаи размещения баз данных (например, Интернет-сайтов) у клиентов.

Ну а если Вы создаете на базе Интернета свою виртуальную корпоративную сеть, где оба направления связи, как правило, должны быть также равноправными? Конечно, такой вид обмена в корпоративной сети не очень-то скоростной. Но не всем же нужны мегабиты! Зато как дешево!

И еще - два взаимно корреспондирующих абонента различных сетей ТфОП и ISDN, передающих друг другу данные.... Напомним, что технология V.90 позволяла такой обмен, опять же с асимметричными скоростями (56/33,6 кбит/с), с помощью обычного аналогового модема у абонента сети общего доступа и специального ISDNадаптера - цифрового модема у абонента канала BRI ISDN (например, изделия Courier-I компании U.S.Robotics). Рекомендация V.92 превращает таких абонентов почти в совершенно равноправных партнеров.

Конечно, эти скорости ниже, чем могут обеспечить новые скоростные технологии, но практическое внедрение V.92 реализуется необычайно просто. Провайдерам услуг не надо менять дорогостоящее оборудование узлов доступа и создавать новые сети; достаточно осуществить лишь модернизацию программного обеспечения узла. Такая же простота программного апгрейда ждет и владельцев модемов. Так, по крайней мере, обещают ведущие производители модемной продукции и узлов доступа. Некоторые из них уже предлагают и апгрейд для своей серийной продукции, и новые модемы в стандарте V.92.