Přípojka VDSL2 v České Republice

3.1 Vysokorychlostní datové přenosy prostřednictvím VDSL2 v ČR

V České Republice je, s ohledem na historický vývoj po revoluci v roce 1989, pouze jediný poskytovatel telekomunikačních služeb s přístupovou sítí na celém území ČR. V síti tohoto největšího poskytovatel jsou v současné době nabízeny služby vysokorychlostních datových přenosů s přístupem k síti Internet prostřednictvím přípojek ADSL2+ a VDSL2.

Následující text uvádí konkrétní podmínky pro provoz přípojky VDSL2. Jedná se o výběr dříve uvedených parametrů a vlastností, plně v souladu s doporučením ITU-T G.993.2.

3.2 Přenosový řetězec přípojky VDSL2

Kompletní architektura sítě pro vysokorychlostní datové přenosy a přístup k síti Internet prostřednictvím přípojek xDSL je zobrazena na obrázku.

Přenosový řetězec přípojky VDSL2.

Architekturu sítě je možné obecně rozdělit do tří částí:

• účastnická síť CPN (Customer Premises Network),
• poskytovatel připojení NAP (Network Access Provider),
• poskytovatel služeb NSP (Network Service Provider).

Výrazným rysem uvedené koncepce je rozdělení na poskytovatele připojení aposkytovatele služeb. Obě role může plnit jediný subjekt, ale vsouvislosti s různorodostí služeb a konkurenčním prostředím v telekomunikacích je účelné role oddělovat.

Do pojmu účastnická síť je možné zahrnout vše, co navazuje na ukončující bod sítě poskytovatele připojení (obvykle telekomunikační zásuvku), tj. koncové zařízení, terminály, místní datové rozvody a lokální sítě LAN.

Poskytovatel připojení NAP provozuje technologii pro fyzický přenos signálů od účastníků k telekomunikačním uzlům. V případě přípojek VDSL2 je NAP tvořena metalickými symetrickými páry (kovovým vedením), které vedou od CPN a jsou zakončeny v přístupových multiplexorech DSLAM. Multiplexory připojuje poskytovatel připojení na svou vlastní páteřní síť, ze které existuje návaznost na poskytovatele služeb.

Zdroje dat, které se přenášejí přes NAP, se nacházejí v síti poskytovatele služeb NSP. Může se například jednat jen ojednu společnost, typicky společnost provozující archiv TV pořadů, nebo může být NSP tvořeno de facto celosvětovou sítí Internet.

3.3 Protokolová struktura přípojky VDSL2

Vzájemné spojení mezi účastníkem a poskytovatelem připojení a poskytovatelem služeb může být obecně postaveno na různých protokolových architekturách. V dnešní době se využívají především standard Ethernet, Point-to-Point protokol a rodina protokolů TCP/IP.

Protokolová struktura přípojky VDSL2 pro přenos dat v režimu PTM.

U přípojky VDSL2 v režimu PTM je přenos paketů protokolu IP řešen pomocí Point-to-Point protokolu (PPP), který je vkládán do Ethernet rámců (PPP over Ethernet). V místě ukončení spojení PPP se provádí autentifikace, autorizace, účtování, přidělování IP adres v rámci PPP spojení, agregování datových toků a další služby. Uvedené služby plní širokopásmový přístupový server BRAS (Broadband Access Server) poskytovatele připojení v Agregačním bodu. Od serveru BRAS jsou data koncového účastníka dále transportována do sítě Internet nebo k jednotlivým poskytovatelům služeb prostřednictvím VPN (Virtual Private Network). Celé toto řešení se označuje jako varianta PTA(PPP Terminated Aggregation).

3.4 Parametry rozhraní U-R na fyzické vrstvě

Přípojka VDSL2 je provozována v síti největšího operátora v ČR plně v souladu s doporučením ITU-T G.993.2. Zvolené kmitočtové plány zaručují vzájemnou koexistenci s přípojkami ADSL/ADSL2+.

Jako hlavní kmitočtový plán byl vybrán plán označovaný jako 998ADE (profil 17a) smaskou spektrální výkonové hustoty 998ADE17-M2x-B (B8-12). Vyznačuje se zvýšenou asymetrií pásem, protože nad kmitočtem 12 MHz je pásmo určeno výhradně pro směr downstream.

Druhým je kmitočtový plán 998 (profil 8b) s PSD maskou 998-M2x-B (B8-6) do 8,5 MHz. Do budoucna se předpokládá i využití kmitočtového plánu 998 (profil 12a) do 12 MHz s maskou PSD 998-M2x-B (B8-6).

Povinné pro všechny plány je použití upstream pásma US0 (120 kHz až 276 kHz). Vbudoucnu se také počítá svyužitím multipárového provozu založeného na metodách, uvedených v doporučení ITU-T G.998.2 a případně ITU-T G.998.1, s navazováním spojení na základě metod uvedených v příloze B doporučení ITU- T G.994.1.

3.5 Parametry rozhraní U-R na vyšších vrstvách

Způsob přenosu dat prostřednictvím přípojky VDSL2 v přístupové sítí největšího telekomunikačního operátora v ČR jsou plně v souladu s protokolovou strukturou PPPoE a paketovým režimem PTM založeným na EFM podle 802.3ah a adaptační vrstvě vycházející z 10-PASS-TS.

3.6 Výkonnost přenosu přípojky VDSL2

Stanovení výkonnosti přenosu přípojky VDSL2 není jednoduché. Výkonnost přenosu je ovlivněna mnoha faktory. Mimo výše uvedených, jako je konkrétní kmitočtový plán či maska PSD, je výkonnost přenosu ovlivněna především parametry přenosové cesty. To znamená, že významnou roli hrají nejen přenosové parametry symetrického páru a celého kabelu, ale také typ a úroveň rušení, které ovlivňuje signál vysílaný koncovými zařízeními VTU do vedení.

Mezinárodní organizace ITU-T analyzovala a stanovila pro potřeby testování a srovnávání koncových zařízení různých výrobců typické situace, jaké se mohou vyskytnout v reálné přístupové síti. Jsou tedy specifikovány konkrétní topologie metalického účastnického vedení i parametry těchto vedení, jako je průměru žíly vodiče, typ izolace symetrického páru akabelu, hodnota impedančního přizpůsobení na konci vedení atd.

Organizace ITU-T také analyzovala typické situace z pohledu přítomnosti rušení. Stanovila čtyři typizované průběhy PSD rušení, které se může na sledovaném symetrickém páru s přípojkou xDSL v reálné přístupové síti vyskytnout. Zdrojem rušení jsou především přeslechy od přípojek xDSL na okolních párech.

Všechny zmíněné vlivy je možné více méně popsat analytickými vztahy. Z nich je pak možné spočítat či spíše odhadnout výkonnost přenosu přípojky VDSL2 pro konkrétní podmínky.

3.7 Odhad výkonnosti přenosu přípojky VDSL2

Zde uvedená simulace výkonnosti přípojky VDSL2 uvažuje pouze masky PSD a kmitočtové plány, které jsou využívány v metalické přístupové síti největšího poskytovatele v ČR (998-M2x-B, 998ADE-M2x-B). Pro potřeby simulace je ale třeba určit ještě další parametry – profil rušení, typ vedení a délku vedení.

Pro potřeby ukázkové simulace jsou vybrány obvyklé metalické kabely, které se vyskytují v přístupové síti v ČR:

• místní čtyřkový kabel TCPKPFLE s průměrem žil od 0,4 mm do 0,8 mm společností Prakab a Telefonica Czech Republic (TCR),
• místní čtyřkové kabely standardizované organizací ETSI (European Telecommunications Standards Institute) s průměrem žil od 0,4 mm do 0,8 mm,
• kabely pro vnitřní instalaci UTP kategorie 5 (Unshielded Twisted Pair) a SYKFY,SXKFY a UCEKFY.

Čtyři uvedené modely rušení, vycházejí ze základního doporučení ITU-T G.993.2 pro přípojku VDSL2. Modely respektují reálné situace tak, jak se v metalické přístupové síti mohou vyskytnout:

• model A – vysoká úroveň rušení odpovídá obsazení prakticky celého profilu mnohapárovém kabelu různými digitálními systémy,
• model B – střední úroveň rušení odpovídá obsazení mnohapárovém kabelu různými digitálními systémy,
• model C – jedná se o model B, který je doplněn o přenosové systémy pracující s linkovým kódem HDB3 (High Density Bipolar),
• model D – střední úroveň rušení odpovídá obsazení mnohapárovém kabelu jen přípojkami ADSL.

Hodnota šumové rezervy 6 dB představuje opravdu rezervu v odstupu signálu od šumu (SNR, Signal to Noise Ratio). Mezní hodnota 0 dB pak představuje mez, kdy je stále dodržena nezbytná bitová chybovost datového přenosu BER = 10-7.

Hodnota zakončovací impedance určuje způsob ukončení apřizpůsobení symetrického páru. Ideálně se hodnoty zakončovací impedance a charakteristické impedance vedení mají rovnat pro dané kmitočtové pásmo.

Simulace se spouští klepnutím na tlačítko Vypočti Vp a výsledkem simulace je odhad přenosové rychlosti přípojky VDSL2 v daných podmínkách přenosu.

https://matlab.feld.cvut.cz/programy/oppa/modul_vdsl2/oppa_univerzalni_generat or_uvodni.html