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.

G.lite дозволяє абонентам обійтися без установки частотних роздільників (сплітерів), пов'язаної в деяких випадках з необхідністю зміни телефонної проводки і виїзду технічних фахівців постачальника послуг до абонента.

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.

Е1 використовується спільно з Ethernet за допомогою симетричним електричних кабелів по 1 або 2-м парам з регенерацією або без регенерації зі швидкістю до 22,784 Мбіт/с.

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.

HomePNA

Home Phoneline Networking Alliance (HPNA або HomePNA) - технологія передачі даних по абонентським телефонним шлейфам "поверх" звичайного телефонного сигналу. Отримала свою назву по імені альянсу, куди увійшли провідні світові виробники мережевого обладнання, що поставив собі за мету розробку стандарту для роздачі Internet-трафіку в будинку абонента. Існує версія HPNA 1.x - 1 Мбіт / с і HPNA 2.0 - 10 Мбіт / с. HomePNA - це наступний крок організації колективного доступу в Інтернет для користувачів, що знаходяться в одній будівлі. До недавнього часу, по суті, єдиною технологією для організації такого доступу і подолання останніх десятків і сотень метрів був Ethernet. Зараз на цю нішу претендують і HomePNA, і VDSL. Технологія HomePNA 1.1, здатна при мінімальних витратах забезпечити підключення одного або декількох користувачів, віддалених від точки присутності на 300-600 метрів по звичайній телефонній проводці і забезпечити при цьому швидкості 1 Мбіт / с, виявилася дуже доречною. Як і Ethernet, HomePNA використовує для доступу до середовища передачі даних метод доступу з дозволом колізій CSMA / CD. Стандарт HomePNA 2.0 забезпечує швидкість до 10 Мбіт / с. Підтримка HomePNA довільних мережних топологій дозволяє, один раз проклавши уздовж стояка загальну шину, у міру потреби підключати до неї індивідуальних абонентів, або навіть використати для цієї мети існуючу проводку радіомовної мережі.

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.

Як правило, використовується модуляція QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Технологія VDSL, по суті, є радіочастотним методом передачі інформації. Для сумісності з радіочастотними засобами доступний діапазон частот, залежно від національних особливостей регулювання розбивається на два, три або навіть чотири частотних каналу. Втім, при застосуванні VDSL для передачі даних усередині будівель, в так званих MDU / MTU, це не так критично - випромінювання швидко загасає на залізобетонних та інших провідних конструкціях. Для поділу висхідних і спадних потоків інформації та забезпечення повного дуплексу, як і в DMT, використовується метод частотного розділення каналів - один або декілька діапазонів використовується для передачі, що залишилися - для прийому інформації. Підлаштовуючи нулі АЧХ, можна придушувати небажане випромінювання на критичних частотах.

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.

T1/E1/J1

Електронні компоненти T1/E1/J1 є основою для виробництва пристроїв, що використовуються у високошвидкісних телекомунікаційних мережах. Основне призначення цих пристроїв, що реалізують технологію T1/E1/J1, є прив'язка комутаційних станцій (місцева ТФ станція, PBX, PABX), стільникових мереж, локальних обчислювальних мереж та інших до магістральних мереж зв'язку.

На малюнку показана структура мережі, в якій прив'язка здійснюється до волоконно-оптичної магістральної мережі. Технологія T1/E1/J1 забезпечує об'єднання цифрових телефонних каналів зв'язку в один високошвидкісний цифровий потік. Цифровий потік зі швидкістю Т1 використовується в Північній Америці, Е1 - в Європі та Азії, J1 - в Японії. Т1 і J1 об'єднує 24 цифрових каналу зі швидкістю 64 Кбіт / с кожен. Лінійна швидкість передачі при цьому становить 1,544 Мбіт / с. Для стиснення аналогового сигналу перед імпульсно-кодовою модуляцією використовується μ-закон. Лінійне кодування здійснюється кодами AMI (Alternate Mark Inversion) і B8ZS. Для сигналізації та синхронізації кадрів використовується частина тимчасового інтервалу кожного каналу. У кожному каналі передається надлишковий біт. Технології Т1 і J1 відрізняються лише способом формування цифрового потоку. Е1 об'єднує 32 цифрових каналу зі швидкістю 64 Кбіт / с кожен. 30 каналів використовуються для передачі мовних повідомлень, 2 - для сигналізації і синхронізації кадрів. Лінійна швидкість передачі при цьому становить 2,048 Мбіт / с. Для стиснення аналогового сигналу використовується А-закон. Лінійне кодування здійснюється кодами AMI і HDB3. Для побудови ліній T1/E1/J1 фірма Intel випускає електронні компоненти:

• приемопередатчики для коротких і довгих ліній з можливість резервування будь-якого напрямку і без нього;

• формувачі кадрів;

• повторювачі (проміжні підсилювачі).

Прийомопередаваючі модулі для коротких ліній

можуть підключатися по чьотирьох схемою або до кручений парі з вхідним опором 120 Ом (Е1) або 100 Ом (Т1), або до коаксіального кабелю з опором 75 Ом. Дальність зв'язку визначається допустимим загасанням в кабелі, максимальне значення якого складає 12 дБ.

Кількість портів визначає число приймачів у модулі. Мікропроцесорний інтерфейс визначає можливість підключення модуля через послідовний або паралельний порт до мікропроцесорних пристроїв з метою управління його станом. Високі вимоги до надійності функціонування ліній зв'язку передбачають резервування модулів. Схема резервування 1 +1 означає, що функціонує на напрямку зв'язку модуль резервується додатковим модулем. Hitless Protection Switching (HPS) вказує на те, що перемикання на резервний модуль безконтактне, тобто обидва модулі підключені до лінійного трансформатора через розв'язують ланцюг. При такому способі резервування використовується велика кількість мікросхем. Для усунення цього недоліку було розроблено модуль LXT3008. Це остання розробка модуля для коротких ліній, яка дозволяє реалізувати схему резервування N +1. У цьому випадку для резервування кожного з N функціонуючих приемопередатчиков використовується один додатковий. При цьому здійснюється безконтактне резервування будь-якого вийшов з ладу прийомопередавача. Цей модуль може використовуватися спільно з LXT384 або LXT38х. Наявний у деяких модулів JTAG-порт дозволяє проводити випробування модулів. Для цього використовуються як аналогові, так і цифрові входи-виходи JTAG-порту. Відмінною особливістю модулів з аналоговим інтерфейсом є те, що в якості лінійного коду використовується код AMI. Приймач LXT336 декодує лінійні коди AMI і HDB3 і використовується в основному для установки у випробувальному обладнанні. Прийомопередаваючі модулі для довгих ліній можуть підключатися по чьотирьох схемою або до кручений парі з вхідним опором 120 Ом (Е1) або 100 Ом (Т1), або до коаксіального кабелю з опором 75 Ом. Альність зв'язку визначається допустимим загасанням кабелю, максимальне значення якого складає 43 дБ (LXT318). Відмінною особливістю LXT310 є те, що у цього модуля є можливість регулювати чутливість приймача, приймаючи сигнал з загасанням 0 -26 дБ або 0 -36 дБ.