Відмінності між версіями «Технологія DSL»

Версія за 10:25, 25 грудня 2009

Технологія DSL

DSL (Digital Subscriber Line - цифрова абонентська лiнiя) - родина технологій, що дозволяють значно розширити пропускну здатність абонентської лінії місцевої телефонної мережі шляхом використання ефективних лінійних кодів і адаптивних методів корекції викривлень лінії на базі сучасних досягнень мікроелектроніки і методів цифрової обробки сигналу.

Вперше абревіатура DSL була оприлюднена фірмою Bellcore (нині Telcordia Technologies). Крім DSL, Bellcore розробила такі технології, як ATM та SONET. Перейменування відбулося в 1997 році і було одним з умов придбання фірми корпорацією SAIC.В абревіатурі xDSL символ "х" використається для позначення першого символу в назві конкретної технології, а DSL позначає цифрову абонентську лінію DSL.

Технології DSL дозволяють передавати дані зі швидкістю, що значно перевищує ту швидкість, що доступна навіть найкращим аналоговим та цифровим модемам. Ці технології підтримують передачу голосу, високошвидкісну передачу даних і відеосигналів, створюючи при цьому значні переваги як для абонентів, так і для провайдерів. Більше того, багато технологій хDSL дозволяють сполучати високошвидкісну передачу даних і передачу голосу по одній і тій же мідній парі. Існуючі типи технологій хDSL, розрізняються в основному за тим, яку вони використовують форму модуляції та швидкості передачі даних.

Технології хDSL є найбільш практичним рішенням, спрямованим на максимальне збільшення обсягу даних, переданих по існуючих телефонних лініях. Застосування технологій хDSL для високошвидкісного доступу до послуг мережі особливо примітно тим, що ці технології використовують існуючу кабельну інфрастуктуру місцевих телефонних мереж, як середовище передачі. Це дозволяє провайдерам заощаджувати значні засоби та більш швидко (і за розумною ціною) створювати для своїх абонентів велику кількість нових служб передачі даних.

Причини появи DSL технологій

Потреба в технологіях хDSL з'явилася в першу чергу у зв'язку з дуже швидким ростом мережі Інтернет. Користувачі мають потребу в збільшенні швидкості передачі й розширенні можливостей дистанційного доступу - усього того, що не може підтримуватися традиційно використовуваними технологіями.

Системи хDSL являють собою високошвидкісні канали передачі даних, які крім високошвидкісного доступу до Інтернет можуть бути також використані для організації відео-конференцій, інтерактивних мультимедійних програм, а також як засіб дистанційного доступу надомних працівників домашніх офісів до LAN (ЛВС) корпорацій. Зрозуміло, є багато інших можливостей застосування технологій хDSL. Так, наприклад, рекламне агентство може використати системи хDSL для передачі й прийому об'ємних графічних файлів, коли необхідно одержати схвалення клієнта; після цього за лічені секунди файл може бути відправлений на друк.

Принцип роботи DSL

Телефонний апарат, встановлений у вас вдома або в офісі, з'єднується з устаткуванням телефонної станції за допомогою скрученої пари мідних проводів. Традиційний телефонний зв'язок призначений для звичайних телефонних розмов з іншими абонентами телефонної мережі. При цьому по мережі передаються аналогові сигнали, для яких використовується тільки невелика частина смуги пропускання скрученої пари мідних телефонних проводів (300-3400 Гц), при цьому максимальна швидкість передачі, яка може бути досягнута за допомогою звичайного модему, складає близько 56 Кбіт / с.

Якщо звичайний модем обробляє дані на звукових частотах, то DSL-модем використовує для цих цілей більш високі частоти. Причому він може працювати одночасно з телефоном, оскільки спектри голосового сигналу від телефону і цифрового DSL-сигналу не «перетинаються», тобто не впливають один на одного. Саме тому DSL дозволяє працювати в Internet та розмовляти по телефону по одній і тій же фізичній лінії. Більш того, DSL-технологія зазвичай використовує декілька частот, і модеми з обох сторін лінії намагаються підібрати кращі з них для передачі даних. Це впливає на швидкість передачі даних: вона залежить від рівня перешкод на лінії і може бути не постійною.

DSL представляє собою технологію, що виключає необхідність перетворення сигналу з аналогової форми в цифрову форму і навпаки. Цифрові дані передаються на ваш комп'ютер саме як цифрові дані, що дозволяє використовувати набагато більш широку смугу частот телефонної лінії.

Для використання смуги більш високих частот, ніж спектр мовного сигналу, обладнання xDSL повинне бути встановлене на обох кінцях лінії, а сама фізична лінія повинна забезпечувати можливість передачі сигналу в необхідній смузі частот.

Ще одна особливість DSL-технології - на швидкість передачі даних впливає віддаленість клієнта від телефонної станції. Цілком прийнятну якість передачі даних забезпечують до семи кілометрів кабелю. Крім того, на швидкість передачі також впливає якість телефонного розведення усередині будинку і тип самого телефонного кабелю (коаксіальний, скручена пара та ін.) Так що, далеко не завжди можна заздалегідь сказати, яка саме швидкість буде у конкретного DSL-з'єднання. Але якщо з'єднання встановилося, то навіть в найгіршому випадку швидкість передачі даних через DSL-модеми становить кілька сотень кілобайт за секунду.

DSL-модем не тільки передає дані, але також виконує роль маршрутизатора. Обладнаний Ethernet-портом DSL-модем дає можливість підключити до нього кілька комп'ютерів. Істотно важливо, що DSL-з'єднання є постійним, а не комутованим. Користувач такої послуги може поставити у себе Web-сервер і займатися, наприклад, створенням своїх інформаційних ресурсів.

Інсталяція DSL

Для інсталяції DSL ви повинні мати доступ до кабельної телефонної мережі. DSL модеми встановлюються на обох кінцях телефонної лінії: один модем установлюється в абонента, а інший - на телефонній станції.

На відміну від більше ранніх технологій використання мідної телефонної лінії, системи хDSL не вимагає ручного настроювання при установці. Модем автоматично аналізує лінію й налаштовує з'єднання за лічені секунди. Даний процес триває й під час з'єднання, тому що модем аналізує зміни, що відбулися в лінії (наприклад, пов'язані зі зміною температури). Модеми використовують удосконалені алгоритми цифрової обробки сигналу (DSP), які створюють математичні моделі перекручувань(искажений), внесених лінією, і здійснюють автоматичну корекцію. На швидкість передачі даних впливає довжина лінії, що залежить від перетину жил кабелю, типу ізоляції й рівня присутніх у лінії перешкод.

Типи DSL технологій

ADSL

ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія) - модемна технологія, що перетворює стандартні телефонні аналогові лінії в лінії високошвидкісного доступу.

Опис технології

Передача даних за технологією ADSL реалізується через звичайну аналогову телефонну лінію за допомогою абонентського пристрою - модема ADSL і мультиплексора доступу (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM), що знаходиться на тій же АТС, до якої підключається телефонна лінія користувача, причому включається DSLAM до обладнання самої АТС. В результаті між ними виявляється фактично простий шматок дроту, без будь-яких притаманних телефоній мережі обмежень. DSLAM мультиплексує безліч абонентських ліній DSL в одну високошвидкісну магістральну мережу. Також вони зазвичай підключаються до мережі ATM по каналах PVC (постійна віртуальний канал англ. Permanent Virtual Circuit) з провайдерами послуг Internet та іншими мережами. Варто зауважити, що два ADSL-модеми не зможуть з'єднатися один з одним, на відміну від модемів Dial-Up. Зрозуміло, через необхідність встановлення обладнання на кожній АТС витрати на будівництво і підтримку мережі були помітно вище, ніж у випадку класичного комутованого доступу, коли всі модеми провайдера встановлювалися на одній АТС, однак у порівнянні з вартістю інших способів надання високошвидкісного доступу до мережі Інтернет технологія DSL виявилася дуже дешевою.

Принцип дії

Технологія ADSL представляє собою варіант DSL, в якому доступна пропускна смуга каналу розподілена між вихідним і вхідним трафіком несиметрично - для більшості користувачів вхідний трафік значно більш суттєвий, ніж вихідний, тому надання для нього більшої частини пропускної смуги цілком виправдане. Звичайна телефонна лінія використовує для передачі голосу смугу частот 0 ... 4 кГц. Щоб не заважати використанню телефонної мережі за її прямим призначенням, в ADSL нижня межа діапазону частот знаходиться на рівні 26 кГц. Верхня ж межа, виходячи з вимог до швидкості передачі даних і можливостей телефонного кабелю, становить 1,1 МГц. Ця пропускна смуга ділиться на дві частини - частоти від 26 кГц до 138 кГц відведені вихідного потоку даних, а частоти від 138 кГц до 1,1 МГц - входить. Смуга частот від 26 кГц до 1,1 МГц була вибрана не випадково. Починаючи з частоти 20кГц і вище, загасання має лінійну залежність від частоти.

Таке частотне розділення дозволяє розмовляти по телефону не перериваючи обмін даними по тій же лінії. Зрозуміло, можливі ситуації, коли або високочастотний сигнал ADSL-модему негативно впливає на електроніку сучасного телефону, або телефон із-за будь-яких особливостей своєї схемотехніки вносить в лінію сторонній високочастотний шум або ж сильно змінює її амплітудно-частотну характеристику в області високих частот; для боротьби з цим в телефонну мережу безпосередньо в квартирі абонента встановлюється фільтр низьких частот (частотний розділювач, англ. Splitter), що пропускає до звичайних телефонів тільки низькочастотну складову сигналу і усуває можливий вплив телефонів на лінію. Такі фільтри не потребують додаткової напруги, тому мовний канал залишається в строю при відключеній електричній мережі і в разі несправності обладнання ADSL.

Передача до абонента ведеться на швидкостях від 1,5 до 8 Мбіт / с. Швидкість службового каналу може варіюватися від 15 до 640 Кбіт / с. Причому кожен канал може бути розділений на декілька логічних низькошвидкісних каналів. Максимальна швидкість лінії залежить від ряду факторів, таких як довжина лінії, перетин і питомий опір кабелю. Також істотний внесок у підвищення швидкості вносить той факт, що для ADSL лінії рекомендується скручена пара причому екранована, а якщо це багатопарний кабель, то і з дотриманням напрямку і кроку скручення.

Ключові переваги ADSL

• Постійний чи комутований

Головна відмінність постійного доступу від комутованого в тому, що Ваш комп'ютер підключений до Інтернет постійно. Відповідно, щоб переглянути електронну пошту або ж зайти на будь-який сайт, Вам не потрібно додзвонюватись до модемного пулу провайдера.

• Зайнятий чи вільний

Якщо Ви мандруєте в Інтернет за допомогою комутованого доступу, то Ваш телефон буде зайнятий. І, навпаки, якщо по телефону хтось розмовляє, Ви не зможете вийти в Інтернет. При використанні ADSL, телефон залишається вільним. Ви можете одночасно працювати в Інтернет і розмовляти по телефону.

• Низька швидкість чи «широкий канал»

ADSL відноситься до класу широкосмугових (broadband) технологій. Вона забезпечує швидкість передачі даних в напрямку абонента – до 24 Мбіт/сек., від абонента – до 3.5 Мбіт/сек. Висока швидкість дозволяє комфортно працювати с Web-сайтами, швидко перекачувати великі файли і документи, працювати з мультимедіа, повноцінно використовувати інтерактивні застосування.

• Вся локальна мережа

Один канал ADSL може забезпечувати роботу в Інтернеті цілої групи користувачів. ADSL модеми випускаються с двома типами інтерфейсів: USB і 10/100Base-T. Перші призначені для індивідуального підключення і зручні тим, що не потребують блока живлення. Другі більш зручні при багатьох підключеннях і, як правило мають вбудовані роутери.

• Якість

Завдяки тому, що в з'єднанні не використовується комутація телефонної мережі загального користування, яка має високий рівень шуму і перешкод, виникає значна різниця у якості ADSL і звичайної телефонної лінії. Вірогідність помилки на лінії ADSL лінії становить 10Е-8 - 10Е-10.

Як налаштована ADSL

Чому, хоч в ADSL і в комутованому доступі використовується одна і та ж телефонна лінія, послуги зовсім різні?

Справа в тому, що телефонний дріт, що вводиться в квартиру абонента, підключений до телефонної станції, яка настроєна на прийом сигналу частотою в 4 кГц (цього достатньо для передачі голосу). Звичайний модем просто підстроюється під можливості телефонної сітки, а потім має швидкість 56 Кбіт/сек. Але, технічні можливості «мідної пари» набагато вищі, її пропускна здатність наближується до 1 МГц, тому через неї можна передавати і отримувати дані на мегабітних швидкостях. Більш зручною для абонента є схема підключення з мікрофільтрами (сплітери), коли модем підключається до лінії напряму, а всі телефони, факси та ін. аналогові пристрої підключаються до лінії через мікрофільтри.

Частотрий план для ADSL. Червона область — діапазон частот, що використовується звичайним телефоном (голос), зелена та блакитна області використовуються для ADSL.

ADSL2+

ADSL2+ (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія) - варіант DSL, що дозволяє передавати дані користувачеві зі швидкістю до 24 Мбіт/с, а від користувача—до 3,5 Мбіт/с.

В порівнянні з ADSL частотний діапазон розширився до 2,2 МГц.

В ADSL2+ також реалізовано можливість об'єднання портів (port bonding). Таким чином, об'єднавши дві лінії в один логічний канал, отримаємо пропускну здатність 48 / 7 Мбіт / сек. Це, звичайно, рідкість, але якщо в квартирі два телефонних номери - це цілком реально. Або ж, як варіант, можна отримати подвійне збільшення швидкості на одній фізичній лінії у разі використання кабелю з двома мідними парами, обтиску роз'ємом RJ-14.

R-ADSL

R-ADSL (англ. Rate-Adaptive Digital Subscriber Line—цифрова абонентська лінія із адаптацією швидкості з'єднання): забезпечує таку ж швидкість передачі даних, що й ADSL, але при цьому дозволяє пристосувати швидкість передачі до протяжності й стану скрученої пари дротів, що використовуються. При використанні технології R-ADSL зв'язок на різних телефонних лініях буде мати різну швидкість передачі даних. Швидкість передачі даних може обиратися за синхронізації лінії, під час з'єднання або за сигналом, що надходить зі станції.

DDSL

DDSL (DDS DSL — цифрова абонентська лінія DDS) — варіант широкосмугової DSL, що забезпечує доступ за технологією Frame Relay зі швидкістю передачі даних від 9,6 Кбіт/с до 768 Кбіт/с.

ADSL G.Lite

ADSL G.Lite, або ADSL Lite — варіант ADSL, що має як асиметричний режим передачі з пропускною здатністю до 1,536 Мбіт/с від мережі до користувача, і зі швидкістю до 384 Кбіт/с від користувача, так і симетричний режим передачі зі швидкістю до 384 Кбіт/с в обох напрямах передачі.

Технологія ADSL G.Lite, стандарт ITU G.992.2 - варіант ADSL, що не вимагає установки сплітера на стороні користувача, хоча і працює краще з ним, як і будь-яка інша технологія ADSL. G.lite більш стійкий до перешкод і менше страждає від довжини сполучної лінії при тій же пропускній здатності.

CDSL

CDSL (Consumer Digital Subscriber Line) — розроблена компанією Rockwell Semiconductor Systems і є практично першою версією ADSL G.Lite.

IDSL

IDSL (ISDN DSL, ISDN Digital Subscriber Line) - технологія, яка вважається гібридною, оскільки поєднує елементи технологій DSL і ISDN; забезпечує дуплексну передачу даних зі швидкістю 128 Кбіт / с на відстані 10,8 км. На відміну від ADSL можливості IDSL обмежуються лише передачею даних. За своїми характеристиками IDSL аналогічна каналу ISDN.

HDSL

HDSL (англ: High Data Rate Digital Subscriber Line) - високошвидкісна цифрова абонентська лінія. Це перша технологія високошвидкісної передачі даних по скрученим мідним парам телефонних кабелів, що використовує високі частоти. Була розроблена в США наприкінці 80-х років як більш високошвидкісна, синхронна технологія для організації каналів передачі не тільки даних, але і голосових каналів, використовуючи T1/E1.

HDSL може оперувати як швидкістю T1 (1,544 Мбіт / с) або E1 (2 Мбіт / с). Більш низькі швидкості обслуговуються використанням 64 Кбіт / с каналів, всередині T1/E1 пакета.

Це зазвичай називається потоком T1/E1, і використовується для надання низькошвидкісних каналів користувачам. У таких випадках, швидкість каналу буде повною (T1/E1), але абонент одержить тільки обмежену швидкість 64 Кбіт / с (або декілька по 64 Кбіт / с) зі свого боку.

Через необхідність забезпечення симетричною передачею даних максимальна швидкість передачі даних підтримується тільки на відстані не більше 4,5 км при використанні однієї або двох скручених пар кабелю. Можлива передача даних на великі відстані, за умови використання регенераторів. Дані кодуються методом 2B1Q (два біти (2В) в один з чотирьох рівнів напруги (1Q)), використовується дуплекс, а, отже, методи ехокомпенсації.

HDSL2

HDSL2 — є вдосконаленим варіантом технології HDSL, який має ті ж самі функції, що і звичайна технологія HDSL, але при цьому використовує для роботи лише одну пару телефонного кабелю (коли HDSL передає по двох мідних парах).

SDSL

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) - симетрична цифрова абонентська лінія, є варіантом HDSL, в якому використовується тільки одна пара кабелю. SDSL забезпечує однакову швидкість передачі даних як в бік користувача, так і від нього. Відомі дві модифікації цього обладнання: MSDSL (багатошвидкісні SDSL) і HDSL2, що мають вбудований механізм адаптації швидкості передачі до параметрів фізичної лінії.

VDSL

VDSL (англ. Very High Speed Digital Subscriber Line, швидкісна цифрова абонентська лінія) - найсучасніше xDSL рішення, продукт еволюції і конвергенції технологій ADSL і G. SHDSL. У порівнянні з ADSL VDSL має значно більш високу швидкість передачі даних: від 13 до 52 Мбіт / с в напрямі від мережі до користувача (Downstream) і до 11 Мбіт / с від користувача до мережі (Upstream) під час роботи в асиметричному режимі; максимальна пропускна здатність лінії VDSL при роботі в симетричному режимі складає приблизно 26 Мбіт / с у кожному напрямку передачі. Залежно від необхідної пропускної спроможності і типу кабелю довжина лінії VDSL лежить в межах від 300 метрів до 1,3 км.

Надання користувачеві таких високих пропускних здібностей можливо тільки в змішаній мідно-оптичній мережі доступу, до якої традиційна мережа доступу на металевих кабелях буде мігрувати в міру появи нових додатків і пов'язаного з цим збільшення числа користувачів, які потребують таких високих пропускних здібностей технології VDSL.

Частоти роботи телефонного сигналу (POTS), ISDN, upstream і downstream складових VDSL сигналу.

Reach DSL

Reach DSL — належить до групи симетричних технологій і була спеціально розроблена для використання на довгих й неякісних абонентських лініях. Швидкість в обох напрямках—до 2,2 Мбіт/с на відстані не менше 9 км без обладнання ретрансляції.

Порівняння різних типів технології DSL

Примітка: * - 26 AWG та 24 AWG – 0,4 мм та 0,5 мм відповідно.

Питання до технологій DSL