Принцип функционирования ADSL-модема, основные достоинства и недостатки технологии. Зависимость работы ADSL от различных параметров

Технология ADSL

Что скрывается за этим загадочным словом:

ADSL - это технология передачи данных, позволяющая одновременно использовать обычную телефонную линию одновременно для телефона и для скоростного Интернета. Телефонный и ADSL-канал не влияют друг на друга. Можно одновременно загружать страницы, получать почту и разговаривать по телефону. Максимальная скорость ADSL-канала - до 8 Мбит/c!

Как работает ADSL?

Телефон или обычный модем на 14.4 кбит/c используют низкочастотный канал: обычно диапазон передаваемых частот лежит в диапазоне 0.6-3.0 кГц, хороший телефонный канал может передать частоты в диапазоне 0.2-3.8 кГц, что при условии слабых помех позволяет поднять скорость до 33.6 кбит/c. На так называемых цифровых АТС, где аналоговый телефонный сигнал преобразуется в цифровой поток на телефонной станции или узле, скорость удается довести до 56.0 кбит/c. На практике, однако, из-за неидеального качества телефонных линий, реальная скорость оказывается меньше и редко превышает два десятка килобит в секунду.
В обычной телефонии используется так называемый коммутируемый канал - непосредственное соединение между абонентами устанавливается телефонной сетью на все время сеанса связи. Точно так же при подключении к Интернету устанавливается прямое соединение между вашим модемом и модемом провайдера. Телефонный канал оказывается занятым передачей данных, поэтому пользоваться телефоном в это время нельзя.
Канал ADSL использует более высокочастотный диапазон. Даже нижняя граница этого диапазона лежит гораздо выше частот, используемых в коммутируемом телефонном канале. Естественно, ADSL-канал доходит по вашему телефонному проводу только до вашей АТС, дальше пути коммутируемого и ADSL каналов расходятся: коммутируемый канал попадает на телефонную станцию, а ADSL канал попадает в цифровую сеть (к примеру, Ethernet LAN) провайдера. Для этого ADSL-модем провайдера устанавливается непосредственно на вашей телефонной станции. Для передачи данных используется очень широкая полоса частот, что практически позволяет на линии нормального качества достичь скорости 6 Мбит/c!.
К сожалению, не все телефонные линии годятся для канала ADSL. Перед подключением линию надо предварительно проверить. Основными препятствиями являются спаренная линия и охранная сигнализация.
Включать ADSL-модем в телефонную розетку напрямую (без сплиттера) не рекомендуется: ADSL-модем и телефон могут мешать друг другу. Модем и телефон не выйдут из строя, но связь будет неустойчивой. Для устранения взаимного влияния достаточно установить простейшие фильтры для разделения низких телефонных и высоких ADSL-частот. Фильтры прилагаются к ADSL-модему и называются сплиттер и микрофильтр. Сплиттер - это специальный тройник, одним концом он подключается к телефонной линии, а двумя другими к телефону и модему. Микрофильтр одним концом подключается к линии, другим к телефону - полезен для подключения параллельных телефонных аппаратов.

Современный мир не мыслим без Интернета и компьютерных сетей. Высокоскоростные каналы опутали мир паутиной - спутники, оптоволокно, кабели - нервы и кровеносные сосуды всемирной информационной сети. Гигантские скорости, гигантский трафик, высокие технологии… Но при этом многие годы высокоскоростные каналы со скоростью пересылки данных выше 1 мегабита в секунду оставались уделом провайдеров и крупных компаний.
Высокие технологии, разрабатываемые ведущими Hi-Tech компаниями для высокоскоростной передачи данных, оказались весьма дорогим удовольствием, обладая не только огромной стоимостью внедрения, но и высокой ценой владения. Рядовым пользователям для получения доступа в сеть Интернет пришлось довольствоваться обычными, весьма распространенными и дешевыми в работе Dial Up модемами предназначенных для использования на аналоговых телефонных линиях. Да и бизнес, особенно мелкий, не видел необходимости прокладывать выделенные каналы или проводить себе спутниковый Интернет - дорого и неэффективно. Что качать с высокими скоростями - новости, прайсы, документы, килобайтные драйвера? Свыше двух десятилетий Dial Up доступ правил "последней милей" - тем самым участком, по которому информация доставляется от провайдера к конечному пользователю. Телефонные линии, особенно российские, встали стеной на пути между пользователями и провайдерами, владеющими высокоскоростными каналами передачи данных. Вот и получалась несуразная картинка - между городами, странами и континентами гигантские объемы информации пересылались мгновенно, но на последнем километре, на последнем куске телефонного провода от провайдера к клиенту скорость падала на порядки и информация приходила к конечному пользователю неровными рваными порциями к тому же с постоянным дисконектом.
Долгое время возможности Dial Up модемов устраивали многих. Эта технология, разработанная на заре компьютерной эры для аналоговых телефонных линий, эволюционировала крайне медленно и неспешно - за последние 15 лет скорость пересылки данных возросла с 14400 Кбит/с всего лишь до 56000 Кбит/с. Долгие годы казалось, что данной скорости хватало практически на все - скачать HTML веб-страничку, текстовый документ, красивую картинку, заплатку к игре или программе или драйверы для новых устройств, размер которых на протяжении ряда лет не превышали нескольких сотен килобайт - все это не занимало много времени и не требовало высокоскоростных соединений. Но жизнь внесла свои коррективы.
Развитие современных компьютерных технологий помимо роста частоты центральных процессоров, революции в области ускорителей трехмерной графики и взрывообразного увеличения емкости накопителей информации, привело так же и к драматическому росту объемов пересылаемой информации. Компьютерная эволюция шедшая по принципу "больше, выше, быстрее", привела к тому, что программы и файлы увеличились до чудовищных размеров. Например, ставший ныне стандартом документ Word в десятки раз больше аналогичного TXT файла, повсеместное введение 32-битного цвета привело к увеличению размеров картинок и видеофайлов в разы, высокое качество звука, а за последнее время битрейт MP3 файлов со стандартных 128 Кбит/с поднялся до 192 Кбит/с, что так же заметно сказывается на размере. Да, в какой-то мере помогают значительно усовершенствованные за последнее время алгоритмы сжатия, но это все же не панацея. Размеры драйверов в последнее время возросли до гигантских размеров, например, Detonator FX от nVidia занимает порядка 10 мегабайт (при том, что два года назад они занимали всего лишь 2 мегабайта), а унифицированные драйвера для платформы nForce той же фирмы уже 25 мегабайт и эта тенденция захватывает все большее число производителей компьютерного железа. Но главная беда, заставляющая раскаляться Dial Up модемы, не давая им и минуты покоя - это программные заплаты или патчи исправляющие ошибки в программном обеспечении. Повсеместное внедрение средств быстрой разработки привело к массовому выпуску сырых, неоптимизированных программ. Да и зачем оптимизировать программу, если компьютерное железо все равно избыточно? Зачем заниматься бета - тестированием программы, если есть сеть Интернет - достаточно продать сырую программу, затем посмотреть список наиболее часто возникающих проблем и ошибок, которые пользователи сами составят при обращении в службу поддержки и затем выпустить патч, после него другой, третий и так до бесконечности. Поневоле с ностальгией вспоминаются времена, когда Интернет был уделом горстки избранных, и неизбалованные всемирной сетью программисты вылизывали свои программы до последнего байтика, зная, что после того как их продукт уйдет к конечному пользователю, то исправить уже ничего не удастся. Программы выходили значительно реже, зато работали как швейцарские часы. А ныне, уныло глядя на, например, четвертый (!) по счету патч Microsoft для Windows 2000 размером 175 мегабайт, понимаешь, что по Dial Up доступу эту глыбищу не слить и за неделю, да и во сколько же эта заплатка обойдется при почасовой оплате! А ведь есть еще Microsoft Office и десятки других программ, требующих исправления. А гигантские залежи музыки и видеофильмов в Интернете! Локоть хочется укусить при мысли обо всех этих сокровищах информационных технологий, которые диалапщикам практически не доступны.
Все эти невеселые размышления приводят к мысли, что Dial Up доступ к Интернету себя изжил и срочно требуется замена. Что же в состоянии заменить отживающие технологии? Сразу приходят на ум уже ставший классикой ISDN (Integrated Services Digital Network - интегрированные услуги цифровой сети связи) и относительно новый спутниковый Интернет. Приходят то они сразу, но после продолжительных размышлений оба отпадают. ISDN отпадает из-за высокой стоимости прокладки выделенного канала, неуместного в условиях квартиры и высоченной цены владения (абонентская плата + оплата за трафик). В принципе, этот вид доступа возможен при прокладке домовой сети, когда несколько пользователей вскладчину проводят себе высокоскоростной канал, а затем разводят его по многоквартирному дому через локальную сеть. Но как покажет дальнейший материал статьи, у ISDN появился мощный конкурент, сводящий на нет все достоинства этой технологии. Спутниковый Интернет, конечно, выглядит очень привлекательно, но имеются нюансы, причем не всегда приятные. Да, спутник захватывает большую зону поверхности Земли, но надо смотреть, виден ли спутник провайдера, предоставляющего данную услугу в вашем регионе и под каким углом он виден, от этого зависит, какого размера спутниковую тарелку вам придется ставить. Кроме того, спутниковый канал все же не очень быстр - лучшие из них обеспечиваю около 400 Кбит/с по направлению к пользователю, (это для рядовых пользователей, конечно, есть и более высокоскоростные варианты, но они на несколько порядков дороже). Пересылка же данных от пользователя к провайдеру осуществляется по телефону, таким образом, телефонная линия так же занята, как и при использовании Dialup модема. Спутниковые системы разных провайдеров имеют ряд общих недостатков, заключающихся в дороговизне используемого оборудования и сложности его установки и настройки. Кроме того, спутниковые провайдеры, мягко говоря, недостаточно надежны. На это есть причины как объективные (спутники не вечны, попадет телекоммуникационный спутник в плотные слои атмосферы, когда еще выведут замену на ту же орбиту), так с субъективные - вспомните фиаско спутникового Интернета НТВ+, который, получается, кинул тысячи своих пользователей, оставив их с бесполезными ресиверами.
Вот хорошо бы тот же ISDN, но безо всяких выделенных линий, а прямо на телефонном медном кабеле. Ведь абонентская телефонная линия - чем не кабель для сети. Да, качество ужасное, но можно же разработать новые технологии пересылки данных, перевести все в цифру, замодулировать все особым образом, скорректировать возникающие ошибки и получить в результате широкополосный цифровой канал. Вот и получается, что вся надежда на прогресс. И мечты и надежды оказались вовсе не бесплодными - свято место пусто не бывает, да и прогресс не стоит на месте - получили технологию, совмещающую в себе лучшие черты как Dial Up-модемов работающих на аналоговых телефонных линиях, так и высокоскоростных IDSN-модемов. Встречайте - технология ADSL.

ADSL - что это?

Начнем с названия: ADSL расшифровывается как Asymmetric Digital Subscriber Line (асимметричная цифровая абонентская линия).
Этот стандарт, входит в целую группу технологий высокоскоростной передачи данных, под общим названием xDSL, где x - это буква, характеризующая скорость канала, а DSL - уже известное нам сокращение Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия. Впервые название DSL прозвучало в далеком 1989 году, именно тогда впервые возникла сама идея цифровых коммуникаций с использованием пары медных телефонных проводов вместо специализированных кабелей. Фантазия разработчиков этого стандарта явно хромает, поэтому названия технологий входящих в группу xDSL довольно однообразны, например HDSL (High data rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия) или VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line - очень высокоскоростная цифровая абонентская линия). Все остальные технологии этой группы значительно быстрее ADSL, но при этом требуют использования специальных кабелей, в то время, как ADSL может работать на обычной медной паре, которая повсеместно применяется при прокладке телефонных сетей. Разработка технологии ADSL началась в начале 90-х годов. Уже в 1993 году был предложен первый стандарт данной технологии, который начал внедряться в телефонных сетях США и Канады, и с 1998 года технология ADSL пошла, что называется, в мир.
Вообще, хоронить медную абонентскую линию, состоящую их двух проводов нам мой взгляд еще преждевременно. Сечение у нее вполне достаточное, чтобы обеспечить прохождение цифровой информации на довольно значительные расстояния. Представьте только, сколько миллионов километров подобного провода проложено по всей Земле со времени появления первых телефонов! Да, ограничения по расстоянию никто не отменял, чем выше скорость передачи информации, тем на меньшее расстояние ее можно переслать, но проблема "последней мили" уже решена! Благодаря использованию на абонентской телефонной линии высоких технологий DSL, адаптированных к медной паре, эти миллионы километров аналоговых линий стало возможным использовать для организации экономически выгодной высокоскоростной передачи данных от провайдера, владеющего толстым цифровым каналом, к конечному пользователю. Провод, некогда предназначенный исключительно для обеспечения аналоговой телефонной связи, легким движение руки превращается в широкополосный цифровой канал, при этом сохраняя и свои первоначальные обязанности, так как владельцы ADSL модемов могут использовать абонентской линии для традиционной телефонной связи одновременно с пересылкой цифровой информации. Это достигается за счет того, что при использовании технологии ADSL на абонентской линии для организации высокоскоростной передачи данных, информация передается в виде цифровых сигналов со значительно более высокочастотной модуляцией, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи, что значительно расширяет коммуникационные возможности существующих телефонных линий.

ADSL - как это все работает?

Как работает ADSL? За счет каких технологий ADSL позволяет превратить пару телефонных проводов в широкополосный канал передачи данных? Давайте поговорим об этом.
Для создания соединения ADSL требуются два ADSL модема - один у провайдера и еще один у конечного пользования. Между этими двумя модемами - обычный телефонный провод. Скорость соединения может варьироваться в зависимости от длины "последней мили" - чем дальше от провайдера, тем меньше максимальна скорость пересылки данных.

Обмен данными между ADSL модемами идет на трех резко разнесенных между собой частотных модуляциях.

Как видно из рисунка, голосовые частоты (1) совершенно не задействованы в приеме/передаче данных, и используются исключительно для телефонной связи. Полоса частот приема данных (3) четко разграничена с передающей полосой (2). Таким образом, на каждой телефонной линии организуются три информационных канала - исходящий поток передачи данных, входящий поток передачи данных и канал обычной телефонной связи. Технология ADSL резервирует полосу частот шириной в 4 КГц для использования обычной телефонной связи или POTS - Plain Old Telephone Service (простая старая телефонная связь - звучит как «старая добрая Англия»). Благодаря этому телефонный разговор реально можно вести одновременно с приемом/передачей не снижая скорости пересылки данных. И при отключении электроэнергии телефонная связь никуда не исчезнет, как это бывает при использовании ISDN на выделенном канале, что, безусловно, является преимуществом ADSL. Надо сказать, что подобный сервис был включен в самую первую спецификацию стандарта ADSL, являясь изначальной изюминкой этой технологии.
Для повышения надежности телефонной связи ставятся специальные фильтры, которые исключительно эффективно разделяют аналоговые и цифровые составляющие связи между собой, не исключая при этом совместной одновременной работы на одной паре проводов.
Технология ADSL является асимметричной, как и Dial Up модемы. Скорость входящего потока данных в разы больше выше, чем скорость исходящего потока данных, что логично, так как пользователь всегда больше информации закачивает, чем передает. И скорость передачи, и скорость приема у технологии ADSL значительно выше, чем у ее ближайшего конкурента ISDN. Почему? Казалось бы, что система ADSL работает не с дорогостоящими специальными кабелями, представляющими собой идеальные каналы для передачи данных, а с обычным телефонным кабелем, которому до идеала, как до Луны пешком. Но ADSL ухитряется создавать каналы высокоскоростной передачи данных по обычному телефонному кабелю, при этом показывая результаты более высокие, чем ISDN со своей выделенной линией. Вот тут и выясняется, что инженеры Hi-Tech корпораций не зря едят свой хлеб.
Высокая скорость приема/передачи достигается следующими технологическими приемами. Во-первых, передача в каждой из зон модуляции изображенных на рисунке 2 в свою очередь подразделяется еще на несколько частотных полос - так называемый метод разделения полосы пропускания, который позволяет передавать несколько сигналов по одной линии одновременно. Получается, что информация передается или принимается одновременно через несколько зон модуляции, которые называются несущими частотными полосами - метод, давно используемый в кабельном телевидении и позволяющий смотреть несколько каналов по одному кабелю при использовании специальных преобразователей. Прием известный уже лет двадцать, но только сейчас мы видим его применение на практике для создания высокоскоростных цифровых магистралей. Этот процесс называют так же частотным уплотнением линии связи (Frequency Division Multiplexing - FDM). При использовании FDM диапазоны приема и передачи делятся на множество низкоскоростных каналов, которые в параллельном режиме обеспечивают прием/передачу данных.
Как ни странно, но при рассмотрении метода разделения полосы пропускания на ум, в качестве аналогии приходит такой широко распространенный класс программ, как Download manager - в них для закачки файлов применяется метод разбиения их на части и одновременной закачки всех этих частей, что позволяет эффективнее использовать канал связи. Как видите, аналогия прямая и различается только реализацией, в случае ADSL мы имеем аппаратный вариант и не только для закачки, но и для пересылки данных.
Вторым способом ускорения пересылки данных, особенно при приеме/пересылке больших объемов однотипной информации является использование специальных аппаратно-реализованных алгоритмов сжатия с коррекцией ошибок. Высокоэффективные аппаратные кодеки, позволяющие на лету сжимать/разжимать большие массивы информации - вот один из секретов скоростей показываемых ADSL.
В-третьих - ADSL использует на порядок больший диапазон частот по сравнению с ISDN, что позволяет создавать значительно большее количество параллельных каналов передачи информации. Для технологии ISDN стандартным является диапазон частот 100 КГц, тогда как ADSL использует диапазон порядка 1,5 МГц. Разумеется, телефонные линии большой протяженности, особенно отечественные, ослабляют сигнал приема/передачи модулированный в таком высокочастотном диапазоне весьма значительно. Так на расстоянии в 5 километров, что является пределом для данной технологии, высокочастотный сигнал ослабляется на величину до 90 дБ, но при этом все еще продолжает уверенно приниматься аппаратурой ADSL, что требуется по спецификации. Это заставляет производителей оснащать ADSL модемы высококачественными аналого-цифровыми преобразователями и высокотехнологичными фильтрами, которые могли бы в той мешанине хаотических волн, которую принимает модем выловить цифровой сигнал. Аналоговая часть ADSL модема должна иметь большой динамический диапазон приема/передачи и низкий уровень шумов при работе. Все это несомненно сказывается на конечной стоимости ADSL модемов, но все равно, по сравнению с конкурентами затраты на аппаратную часть ADSL для конечных пользователей значительно ниже.

Насколько быстра технология ASDL?

Все познается в сравнении, нельзя оценить скорость технологии, не сравнив ее с другими. Но перед этим необходимо учесть несколько особенностей ADSL.
Прежде всего, ADSL является асинхронной технологией, то есть скорость приема информации значительно выше, чем скорость передачи ее от пользователя. Поэтому необходимо учитывать две скорости передачи данных. Другой особенностью технологии ADSL является использование высокочастотной модуляции сигнала и использование нескольких более низкоскоростных каналов лежащих в общем поле частот приема и передачи для одновременной параллельной пересылки больших объемов данных. Соответственно, на "толщину" канала ADSL начинает оказывать влияние такой параметр, как расстояние от провайдера до конечного пользователя. Чем больше расстояние, тем больше наводок и сильнее затухание высокочастотного сигнала. Используемый спектр частот сужается, уменьшается максимальное количество параллельных каналов, соответственно падает и скорость. В таблице показано изменение пропускной способности каналов приема и передачи данных при изменении расстояния до провайдера.

Помимо расстояния на скорость передачи данных, сильно влияет качество телефонной линии, в частности сечение медного провода (чем больше, тем лучше) и наличие кабельных отводов. На наших телефонных сетях, традиционно плохого качества, с сечением проводов 0,5 кв. мм и вечно далеким провайдером, наиболее обычными скоростями соединения будут 128 Кбит/с - 1,5 Мбит/с для приема данных идущих к пользователю и 128 Кбит/с - 640 Кбит/с для отсылки данных от пользователя при расстояниях в переделах 5 километров. Впрочем, с улучшением телефонных линий будет и увеличиваться скорость ADSL.

продолжение следует...

Записан

Для сравнения рассмотрим другие технологии.

Dial Up модемы, как вы знаете, ограничены предельной скоростью приема данных в 56 Кбит/с, скорость, которую я, например, никогда не выдел на аналоговых модемах. Для пересылки данных их скорость составляет максимум 44 Кбит/с у модемов использующих протокол v.92, при условии, что провайдер так же поддерживает этот протокол. Обычная же скорость отсылки данных составляет 33,6 Кбит/с.
Максимальная скорость ISDN в двухканальном режиме составляет 128 Кбит/с, или как не трудно посчитать, по 64 Кбит/с на канал. Если пользователь звонит по ISDN-телефону, который обычно поставляется вместе с услугой ISDN, то скорость работы падает до 64 Кбит/с, так как один из каналов занимается. Отсылка данных осуществляется с теми же скоростями.
Кабельные модемы могут обеспечить скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с. Такой перепад объясняется тем, что пропускная способность кабеля одновременно распределяется между всеми подключенными пользователями, находящимися в сети, поэтому, чем больше людей, тем уже канал для каждого из пользователей. При использовании же технологии ADSL вся пропускная способность канала принадлежит конечному пользователю, делая скорость соединения более стабильным по сравнению с кабельными модемами.
И наконец выделенные цифровые линии Е1 и Е3 могут показывать скорость передачи данных, в синхронном режиме 2 Мбит/с и 34 Мбит/с соответственно. Показатели очень хорошие, но цены на проводку и содержание данных линий заоблачные.

Глоссарий.

Абонентская линия - пара медных проводов, идущих от ATC к телефону пользователя. Можно так же встретить ее англоязычное обозначение - LL (Local Loop). Ранее использовалась исключительно для ведения телефонных разговоров. С появлением Dial Up модемов долгое время служила основным каналом выхода в Internet, теперь используется для тех же целей технологией ADSL.

Аналоговый сигнал - непрерывный колебательный сигнал, характеризующийся такими понятиями как частота и амплитуда. Аналоговые сигналы с оговоренными частотами служат для управления телефонными соединениями, например сигнал "занято". Простой телефонный разговор является разновидностью аналогового сигнала с постоянно меняющимися параметрами частоты и амплитуды.

Цифровой сигнал - цифровой сигнала, в отличие от аналогового прерывистый (дискретный), значение сигнала изменяется от минимального к максимальному без переходных состояний. Минимальному значению цифрового сигнала соответствует состояние "0", максимальному "1". Таким образом при цифровой передаче информации используется двоичный код, наиболее распространенный в среде компьютеров. Цифровой сигнал в отличие от аналогового невозможно исказить даже в условиях сильных шумов и помех на линии. В худшем случае сигнал не дойдет до конечного пользователя, но система коррекции ошибок, которая присутствует в подавляющем большинстве цифровой аппаратуры связи, выявит отсутствующий бит и пошлет запрос на повторную пересылку испорченной порции информации.

Модуляция - процесс преобразования данных в сигнал определенной частоты, предназначенный для передачи по абонентской линии, по специальному кабелю или, для беспроводных систем, по радиоволнам. Процесс обратного преобразования модулированного сигнала называется демодуляцией.

Несущая частота - специальный высокочастотный сигнал определённой частоты, и амплитуды отделенная от других частот полосами молчания.

Кабельные модемы - модемы, использующие кабеля существующих сетей кабельного телевидения. Данные сети являются сетями коллективного пользования, то есть скорость передачи данных сильно зависит от количества пользователей одновременно находящихся в сети. Поэтому хотя максимальная скорость кабельных модемов и достигает 30 Мбит/с, на практике редко когда удается получить больше 1 Мбит/с.
P.S. Если какие-либо термины в статье вам будут непонятны, пишите, глоссарий будет расширен.

Технология ADSL (автор - Джефф Ньюман)
Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - это одна из разновидностей технологий xDSL, предоставляющих пользователям по приемлемой цене широкополосную среду передачи между относительно близко расположенными друг к другу узлами сети.
Исследования и разработки в области ADSL стимулировались за счет вложений телефонных компаний, которые в отличие от обычного широковещательного телевидения хотели поставлять пользователям видеопрограммы по требованию. Прогресс в разработке технологии ADSL сделал ее пригодной не только для цифрового телевизионного вещания, но и для множества других высокоскоростных интерактивных приложений, например таких, как доступ к Интернет, доставка корпоративной информации в удаленные офисы и филиалы, а также аудио- и видеоинформации по требованию. При наилучших условиях эксплуатации и приемлемых расстояниях с помощью технологии ADSL можно передавать данные на скоростях до 6 Мбит/с в прямом направлении (по некоторым версиям, до 9 Мбит/с) и 1 Мбит/с в обратном.

Аппаратура ADSL передает данные приблизительно в 200 раз быстрее, чем обычные аналоговые модемы, у которых средняя устойчивая скорость передачи около 30 Кбит/с, причем в той же физической среде распространения.

Сотрудники журнала Network Computing провели в лаборатории MCI Developers Lab, тестирование ADSL-модемов производства фирм Amati Communications (ATU-C и ATU-R), Aware (Ethernet Access Modem) и Paradyne (5170/5171 ADSL Modem) и по их работе оценили преимущества и недостатки технологии ADSL.

В итоге при испытаниях устройств ADSL с довольно большой нагрузкой не было выявлено каких-либо значительных недоработок, так что с инженерной точки зрения эта технология готова к внедрению. Если учесть, что стоимость оборудования и услуг любой технологии уменьшается по мере ее внедрения, то имеет смысл уже сейчас начинать переговоры с телефонными компаниями.

Дополнительная проводка не нужна.

Основное преимущество технологии ADSL заключается в том, что она использует повсеместно применяемую сегодня витую пару медных проводов. Кроме того, в этом случае отсутствует необходимость в дорогой модернизации коммутаторов, прокладке дополнительных линий и их терминировании, как это имеет место в случае с ISDN. Технология ADSL также позволяет работать с уже существующим оконечным телефонным оборудованием. В отличие от ISDN, которая опирается на коммутируемые соединения (ее тарифы зависят от продолжительности сеанса связи и степени использования канала) ADSL является службой с выделенными каналами.

Сигналы передаются по паре проводов между двумя ADSL-модемами, установленными на удаленном узле сети и на местной АТС. Сетевой ADSL-модем преобразует цифровые данные от компьютера или какого-либо другого устройства в аналоговый сигнал, пригодный для передачи по витой паре. Для контроля четности в передаваемую цифровую последовательность вставляются избыточные биты. Это гарантирует надежность доставки информации до телефонной станции, где эта последовательность демодулируется и проверяется на наличие ошибок.

Однако совсем необязательно доводить сигнал до телефонной станции. Например, если офисы филиалов расположены в пределах небольшого городка, используют проложенные между ними пары проводов. При этом "удаленный" ADSL-модем, работающий в режиме приема, и "центральный", передающий ADSL-модем можно соединить медным проводом без каких-либо дополнительных промежуточных элементов между ними. Соединение офисов, разнесенных на большие расстояния один от другого при условии, что каждый из них расположен сравнительно близко от "своей" АТС, осуществляется с помощью предоставляемых телефонными компаниями магистральных линий.

Применение технологии ADSL позволяет пересылать несколько типов данных на различных частотах одновременно. Мы имели возможность выбирать наилучшую частоту передачи для каждого конкретного приложения (для данных, речи и видео). В зависимости от метода кодирования, применяемого в конкретной реализации ADSL, на качество сигнала влияют длина соединения и электромагнитные наводки.

При совокупном использовании линии для передачи данных и телефонии последняя будет работать и без дополнительного электропитания, как это необходимо в случае с ISDN. При сбоях в электропитании обычная телефония продолжит работу, получая ток, подаваемый в линию телефонной компанией. Однако для передачи данных ADSL-модемы необходимо подключить к сети переменного тока.

Большинство ADSL-устройств рассчитаны на совместную работу с устройством разделения полосы частот, применяемым в обычной телефонии (Plain Old Telephone Service - POTS) и называемым расщепителем (splitter) частот. Эти функциональные особенности ADSL создают ей репутацию надежной технологии. Она к тому же является и безвредной, поскольку в случае аварии не оказывает никакого влияния на работу телефонии. ADSL кажется довольно элементарной технологией, в сущности таковой она и является. Установка и запуск ее - дело нетрудное. Просто подключите устройство к сети и телефонной линии, а все остальное предоставьте сделать телефонной компании.

Тем не менее эта технология имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать при создании и эксплуатации вашей сети. Так, например, на устройства ADSL могут повлиять отдельные физические факторы, присущие передаче сигналов по паре проводов. Наиболее важный из них - затухание в линии. Кроме того, на надежности и пропускной способности канала передачи данных могут отразиться значительные электромагнитные наводки на кабель, особенно со стороны сети самой телефонной компании.

Типы линейного кодирования

В модемах ADSL применяются три типа линейного кодирования, или модуляции: дискретная многотональная модуляция (Discrete Multitone - DMT), амплитудно-фазовая модуляция без несущей (Carrierless Amplitude/Phase - CAP) и редко используемая квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation - QAM). Модуляция необходима для установления соединения, передачи сигналов между двумя ADSL-модемами, согласования скорости, идентификации канала и коррекции ошибок.

Лучшей считается модуляция DMT, так как с ее помощью обеспечивается более гибкое управление шириной полосы и реализовать ее проще. По этой же причине Американский национальный институт по стандартизации (American National Standards Institute - ANSI) принял ее в качестве стандарта для линейного кодирования ADSL-каналов.

Однако многие не согласны, что модуляция DMT лучше CAP, поэтому мы решили испытать их обе. И хотя использованные в наших тестах модемы являлись ранними реализациями, все они работали превосходно. В итоге мы убедились в следующем: ADSL-модемы на базе DMT действительно более устойчивы при передаче сигнала и могут работать на больших расстояниях (до 5,5 км).

Следует заметить, что пользователям беспокоиться о методе линейного кодирования канала нужно только на участке между модемами (например, от вашего офиса до АТС поставщика услуг). Если эти устройства используются в сетях коммутации пакетов, например в Интернет, забота о возможных конфликтах между узлами сетей не ваше дело.

Для тестирования мы использовали медную пару с проволокой калибра 24, у которой затухание сигнала равно 2-3 дБ на каждые 300 м. По спецификации, длина ADSL-линии не должна превышать 3,7 км (затухание около 20 дБ), но хорошие ADSL-модемы могут надежно функционировать и на гораздо больших расстояниях. Мы также выяснили, что фактическая дальность действия большинства модемов превышает 4,6 км (26 дБ). ADSL-модемы на базе DMT работали на максимально возможном в наших условиях расстоянии - 5,5 км - на скоростях 791 Кбит/с в прямом и 582 Кбит/с в обратном направлении (измеренное затухание сигнала в линии равно 31 дБ).

Оба ADSL-модема на базе CAP работали на скоростях 4 Мбит/с в прямом и 422 Кбит/с в обратном направлении на расстоянии 3,7 км. При меньшей скорости (2,2 Мбит/с) на расстоянии 4,6 км работал только один модем.

Кроме только что описанных, мы проводили тесты, в которых воспроизводили реальные условия на линиях, например проверяли работу с мостами-ответвлениями (bridge taps), часто используемыми в телефонии. Мост-ответвление - это разомкнутая телефонная линия, отходящая в сторону от основной. Как правило, эта дополнительная линия не используется и, следовательно, не создает дополнительных перекрестных помех в основной линии, но существенно увеличивает затухание в ней. Поэтому удивительно, что некоторые тестируемые модемы нормально работали при длине ответвления 1,5 км и длине основной линии 3,7 км. При увеличении длины основной линии до 4,6 км надежность передачи сигнала становилась ниже допустимого уровня лишь в случае увеличения длины ответвления до 300 м.

Электромагнитные наводки

Электромагнитные наводки на ближнем и дальнем концах (Near-End Crosstalk - NEXT; Far-End Crosstalk - FEXT) линии являются формами электромагнитной интерференции, искажающими сигнал в ADSL-канале и таким образом отрицательно влияющими на его декодирование. Наводки такого типа могут возникать на любом конце соединения, если рядом с линией ADSL проходит какая-либо линия, несущая посторонние сигналы, например T1 или другая линия ADSL.

Электромагнитное поле, излучаемое одними проводами, наводит помехи в других проводах и вызывает ошибки передачи данных. Для протестированных нами модемов воздействие смежной загруженной линии T1 на поток данных, передаваемый по линии ADSL, оказалось минимальным, а качество передачи сигналов по линиям ADSL и T1 не ухудшилось. Такое воздействие на АТС, вероятнее всего, усилится в том случае, если несколько линий T1 и несколько линий ADSL будут перемежаться друг с другом. При прокладке ADSL-каналов телефонная компания должна учитывать такое взаимное влияние линий.

Еще одна помеха, возникающая при передаче сигнала по ADSL-линии, - шум амплитудной модуляции (Amplitude Modulation - AM). Он аналогичен шуму, который возникает на линии, проходящей вблизи мощных электрических приборов, в частности таких, как холодильники и лазерные принтеры, или вблизи мощных моторов, установленных в шахте лифта. Инженеры MCI, проводившие тесты модемов, прикладывали импульсное напряжение с амплитудой до 5 В к витой паре, протянутой параллельно нашей ADSL-линии, однако уровень битовых ошибок оставался на приемлемом уровне. Фактически таким воздействием на модемы в наших тестах можно было пренебречь.

По нашему мнению, до широкого внедрения технологии ADSL в сетях общего пользования осталось около года. Пока же она находится в стадии разработки и оценивается возможность ее применения. Однако уже сейчас технология ADSL используется в сетях корпораций и небольших городков. Многие фирмы начали выпускать продукты для ADSL. Широкая полоса пропускания и устойчивость к шуму первых версий ADSL-модемов, участвовавших в наших испытаниях, подтвердили их высокую надежность. Теперь при модернизации вашей сети и увеличении числа пользователей уже нельзя пренебречь технологией ADSL.

Что такое ADSL (еще одна статья)
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных, известных как технологии DSL (Digital Subscriber Line - Цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL.
Название технологий DSL возникло в 1989 году, когда впервые появилась идея использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов. Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного доступа к интерактивным видеослужбам (видео по запросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям).

Так что же такое ADSL? Прежде всего, ADSL является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет два модема ADSL, которые подключены к телефонному кабелю (смотрите рисунок). При этом организуются три информационных канала - "нисходящий" поток передачи данных, "восходящий" поток передачи данных и канал обычной телефонной связи. Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.
ADSL является асимметричной технологией - скорость "нисходящего" потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону конечного пользователя) выше, чем скорость "восходящего" потока данных (в свою очередь передаваемого от пользователя в сторону сети.
Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используется цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи.
Технология ADSL использует метод разделения полосы пропускания медной телефонной линии на несколько частотных полос (также называемых несущими). Это позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии. При использовании ADSL разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Именно таким образом ADSL может обеспечить, например, одновременную высокоскоростную передачу данных, передачу видеосигнала и передачу факса. И все это без прерывания обычной телефонной связи, для которой используется та же телефонная линия.
Факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются состояние абонентской линии (т.е. диаметр проводов, наличие кабельных отводов и т.п.) и ее протяженность. Затухание сигнала в линии увеличивается при увеличении длины линии и возрастании частоты сигнала, и уменьшается с увеличением диаметра провода. Фактически функциональным пределом для ADSL является абонентская линия длиной 3,5 - 5,5 км. В настоящее время ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных до 1,5 Мбит/с.

Нужна ли вам линия ADSL?

Решать вам, но для того, чтобы вы приняли правильное решение, рассмотрим преимущества ADSL.

Прежде всего, высокая скорость передачи данных.
Для того, чтобы подключиться к сети Интернет или к сети передачи данных, не нужно набирать телефонный номер. ADSL создает широкополосный канал передачи данных, используя уже существующую телефонную линию. После установки модемов ADSL вы получаете постоянно установленное соединение. Высокоскоростной канал передачи данных всегда готов к работе - в любой момент, когда вам это потребуется.
Технология ADSL позволяет полностью использовать ресурсы линии. При обычной телефонной связи используется около одной сотой пропускной способности телефонной линии. Технология ADSL устраняет этот "недостаток" и использует оставшиеся 99% для высокоскоростной передачи данных. При этом для различных функций используются различные полосы частот. Для телефонной (голосовой) связи используется область самых низких частот всей полосы пропускания линии (приблизительно до 4 кГц), а вся остальная полоса используется для высокоскоростной передачи данных.
ADSL открывает совершенно новые возможности в тех областях, в которых в режиме реального времени необходимо передавать качественный видеосигнал. К ним относится, например, организация видеоконференций, обучение на расстоянии и видео по запросу. Технология ADSL позволяет предоставлять услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость самого быстрого на данный момент аналогового модема (56 Кбит/с) и более чем в 70 раз превышает скорость передачи данных в ISDN (128 Кбит/с).
Не следует забывать и о затратах. Технология ADSL эффективна с экономической точки зрения хотя бы потому, что не требует прокладки специальных кабелей, а использует уже существующие двухпроводные медные телефонные линии. То есть, если у вас дома или в офисе есть подключенный телефонный аппарат, вам не нужно прокладывать дополнительные провода для использования ADSL.
Абонент имеет возможность гибко наращивать скорость, не меняя оборудование, в зависимости от своих потребностей.
По материалам Верхневолжского филиала Центротелекома.

ADSL и SDSL

Асимметричные и симметричные линии DSL

Частные пользователи, ограниченные возможностями соединений по телефонным линиям на 56,6 Кбит/с, хотят получить доступ к широкополосным приложениям, а коммерческим организациям, с их дорогими подключениями к Internet по T-1/E-1, хотелось бы снизить свои затраты. Лучшие из технологий позволяют решать проблемы с помощью имеющегося оборудования. Там, где это возможно, следует переходить на цифровые абонентские линии (Digital Subscriber Line, DSL).

Технология DSL позволяет связывать помещение пользователя с центральным узлом (Central Office, CO) провайдера услуг по уже существующим медным телефонным линиям. Если линии удовлетворяют установленным требованиям, то с помощью модемов DSL скорость передачи можно увеличить с упомянутых 56,6 Кбит/с до 1,54 Мбит/с и более. Однако основной недостаток линий DSL заключается в том, что возможность их использования во многом зависит от расстояния до узла провайдера услуг.

DSL - это не одна технология на все случаи жизни, она имеет множество разновидностей, хотя некоторые из них могут быть недоступны в данной конкретной местности. Варианты DSL обычно соответствуют одной из двух основных схем, хотя и могут отличаться конкретными характеристиками. Две основные модели - асимметричная (Asymmetric DSL, ADSL) и симметричная (Symmetric DSL, SDSL) цифровая абонентская линии - выделились на ранних этапах развития технологии. В асимметричной модели предпочтение отдается потоку данных в прямом направлении (от провайдера к абоненту), а в симметричной скорость потока в обоих направлениях одинакова.

Частные пользователи предпочитают ADSL, тогда как организации - SDSL. Каждая из систем имеет свои преимущества и ограничения, корни которых - в различном подходе к симметрии.

ОБ АСИММЕТРИИ

Технология ADSL активно проникает на рынок высокоскоростных соединений для частных пользователей, где она конкурирует с кабельными модемами. Полностью удовлетворяя аппетиты домашних пользователей в их «прогулках» по WWW, ADSL обеспечивает скорость передачи данных от 384 Кбит/с до 7,1 Мбит/с в основном направлении и от 128 Кбит/с до 1,54 Мбит/с - в обратном.

Асимметричная модель хорошо соответствует манере работы в Internet: в прямом направлении передаются большие объемы мультимедиа и текстов, тогда как в обратном направлении уровень трафика незначителен. Затраты на ADSL в США обычно составляют от 40 до 200 долларов в месяц, в зависимости от предполагаемой скорости передачи данных и гарантий на уровень сервиса. Услуги на базе кабельного модема зачастую обходятся дешевле, около 40 долларов в месяц, но при этом линии используются клиентами коллективно, в отличие от выделенной DSL.

Рисунок 1. По асимметричной цифровой абонентской линии данные передаются на частотах от 26 до 1100 кГц, при этом тот же медный кабель может передать аналоговый речевой сигнал в диапазоне от 0 до 3,4 кГц. Симметричная DSL (SDSL) занимает весь частотный диапазон линии для передачи данных и не совместима с аналоговыми речевыми сигналами.

Несущая линия способна поддерживать ADSL наряду с аналоговым речевым сигналом благодаря выделению для цифровых сигналов частот за пределами спектра частот для передачи обычных телефонных сигналов (см. Рисунок 1), для чего необходима установка делителя. Для отделения телефонных частот на нижнем краю звукового спектра от более высоких частот сигналов ADSL делитель использует фильтр низких частот. Доступная ADSL полоса остается в неприкосновенности независимо от того, используются ли аналоговые частоты. Для поддержки максимальных скоростей ADSL делители должны быть установлены и в помещении пользователя, и на центральном узле; питания они не требуют и, следовательно, не будут препятствовать «жизненно важному» речевому сервису в случае потери питания.

Определение скорости ADSL скорее искусство, чем наука, хотя их снижение происходит через достаточно предсказуемые интервалы. Провайдеры предоставляют наилучшее возможное обслуживание, причем результаты сильно зависят от расстояния до центрального узла. Обычно «наилучшее возможное» означает, что провайдеры гарантируют пропускную способность на уровне 50%. Затухание и такие помехи, как перекрестные наводки, становятся существенными на линиях протяженностью свыше 3 км, а на расстояниях более 5,5 км они могут сделать линии непригодными для передачи данных.

На расстояниях до 3,5 км от центрального узла скорости ADSL могут достигать 7,1 Мбит/с в прямом направлении потока и 1,5 Мбит/с - в направлении от абонента к CO. Однако редактор DSL Reports Ник Браак считает, что верхний предел на практике недостижим. Браак заявляет: «Фактически скорость в 7,1 Мбит/с невозможно получить, даже в лабораторных условиях». При расстояниях свыше 3,5 км скорость ADSL уменьшается до 1,5 Мбит/с в прямом направлении и до 384 Кбит/с - от абонента к CO; по мере приближения длины абонентской линии к 5,5 км скорость падает еще значительнее - до 384 Кбит/с в прямом направлении потока и до 128 Кбит/с - в обратном.

Сервисные контракты на услуги ADSL могут содержать пункт об отказе пользователя от подключения домашних сетей или серверов Web. Однако сама по себе технология DSL не препятствует подключению домашних локальных сетей. Например, даже если провайдер предоставляет клиенту единственный IP-адрес, с помощью преобразования сетевых адресов Network Address Translation (NAT) несколько пользователей могут совместно использовать этот единственный IP-адрес.

Одного DSL-соединения достаточно для дома, где имеется множество компьютеров. Некоторые модемы DSL имеют встроенный концентратор DSL, а также специализированные устройства, так называемые «резидентные шлюзы», которые действуют как мосты между Internet и домашними сетями.

В ADSL используется две схемы модуляции ADSL: Discrete Multitone (DMT) и Carrierless Amplitude and Phase (CAP).

DMT предусматривает разбиение спектра доступных частот на 256 каналов в диапазоне от 26 до 1100 кГц, по 4,3125 кГц каждый.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ МЕДНОЙ ЛИНИИ К ATU-R

Итак, у нас есть центральный узел, медный кабель с витыми парами и удаленный участок. Что к чему подключать?

На объекте заказчика устанавливается так называемое удаленное передающее устройство (ADSL Transmission Unit-Remote, ATU-R). Первоначально относящееся только к ADSL, теперь понятие «ATU-R» обозначает удаленное устройство для любого сервиса DSL. Кроме обеспечения функциональности модема DSL некоторые ATU-R могут выполнять функции моста, маршрутизации и временного мультиплексирования (TDM). На другой стороне меднокабельной линии, на центральном узле, находится блок ADSL Transmission Unit-Central Office (ATU-C), координирующий канал со стороны CO.

Провайдер DSL мультиплексирует множество абонентских линий DSL в одну высокоскоростную магистральную сеть с помощью мультиплексора доступа (DSL Access Multiplexer, DSLAM). Находясь на центральном узле, DSLAM объединяет трафик данных с нескольких линий DSL и подает в магистраль провайдера услуг, а магистраль уже доставляет его всем адресатам в сети. Обычно DSLAM подключается к сети ATM по каналам PVC с провайдерами услуг Internet и другими сетями.

G.LITE: ADSL БЕЗ ДЕЛИТЕЛЯ

Модифицированный вариант ADSL, известный как G.lite, устраняет необходимость устанавливать делитель в помещении заказчика.

Пропускная способность G.lite существенно ниже скоростей ADSL, хотя она и многократно превышает пресловутые 56,6 Кбит/с. Пропускная способность оказывается ниже в результате потенциально возрастающих помех, причем дополнительные помехи вносит удаленное управление.

Используя DTM, тот же метод модуляции, что и в ADSL, G.lite поддерживает максимальные скорости в 1,5 Мбит/с в прямом направлении и 384 Кбит/с - в обратном.

Рекомендации ITU G.992.1, известные также как G.dmt, были впервые опубликованы в 1999 г., вместе с G992.2, или G.lite. На рынке оборудование G.lite появилось в 1999 г. и стоило дешевле ADSL, главным образом, из-за того, что техникам провайдера не требовалось выезжать к заказчику для инсталляции и устранения сбоев. Провайдерам услуг трудно обосновать затраты в сотни долларов на одно стационарное соединение с абонентской платой в 49 долларов, поэтому любая снижающая затраты модификация встречается рынком с чрезвычайным энтузиазмом.

DSL ДЛЯ БИЗНЕСА

Предприятия имеют совершенно иные потребности, нежели домашние пользователи, поэтому симметричная линия SDSL становится естественным выбором для офисных приложений.

Корпоративная пропускная способность для потока данных в обратном направлении может быстро исчерпаться из-за интенсивного трафика сервера Web и пересылки сотрудниками больших объемов PDF, презентаций PowerPoint и других документов. Исходящий трафик может равняться входящему или даже превышать его. Обеспечивая в обоих направлениях скорости порядка 1,5 Мбит/с в Северной Америке и 2,048 Мбит/с в Европе, линии ADSL напоминают соединения T-1/E-1, доминирующий архитектурный компонент корпоративных сетей во всем мире.

Если линия ADSL использует незанятые частоты и не вступает в конфликт с аналоговыми голосовыми частотами, то SDSL занимает весь доступный спектр. В SDSL совместимость с передачей речи принесена в жертву дуплексной передаче данных. Нет делителя, нет аналоговых речевых сигналов - нет ничего, кроме данных.

Как жизнеспособная альтернатива потоку T-1/E-1, линия SDSL привлекла внимание альтернативных операторов местной связи (Competitive Local Exchange Carriers, CLEC) в качестве средства предоставления дополнительных услуг. Вообще, услуги SDSL обычно распространяют CLEC, однако ILEC обычно используют HDSL для реализации сервиса T-1. При оптимальных условиях SDSL может соперничать с T-1/ E-1 по скорости передачи данных и имеет втрое большие скорости, чем ISDN (128 Кбит/с) на максимальных расстояниях. На Рисунке 2 показана зависимость скоростей от расстояния в случае SDSL: чем больше расстояние, тем меньше скорости; кроме того, параметры варьируются в зависимости от поставщика оборудования.

SDSL использует адаптированную схему модуляции 2 Binary, 1 Quaternary (2B1Q), заимствованную у ISDN BRI. Каждая пара двоичных цифр представляет собой один четырехзначный символ; два бита пересылаются за один герц.

Линии SDSL лучше соответствуют потребностям организаций, чем ADSL - потребностям резидентных пользователей. Если провайдеры услуг на базе кабельных модемов соблазняют частных пользователей более низкими, чем в случае ADSL, ценами, то SDSL предлагает те же скорости передачи, что и T-1/E-1, причем за существенно меньшие деньги. Стандартный диапазон цен на T-1 - от 500 долларов до 1500 долларов, в зависимости от расстояния, а на эквивалентный диапазон SDSL - от 170 долларов до 450 долларов. Чем ниже стоимость услуг SDSL, тем меньше гарантированная скорость передачи данных.

ВНЕСЕМ ЯСНОСТЬ

На качество сигнала влияет множество меняющихся факторов, причем многие из них не являются исключительными для DSL. Однако некоторые в прошлом облегчавшие нашу жизнь в коммутируемых сетях устройства сегодня препятствуют применению цифровых абонентских линий.

Перекрестные наводки. Излучаемая сходящимися в центральном узле провайдера услуг пучками проводов электрическая энергия порождает помехи, известные как переходное затухание на ближнем конце (Near-End Crosstalk, NEXT). Когда сигналы переходят между каналами различных кабелей, емкость линии падает. «Ближний конец» означает, что помехи идут от соседней пары кабелей на том же участке.

Разделение линий DSL и T-1/E-1 значительно уменьшает негативное влияние перекрестных помех, но нет никакой гарантии, что провайдер услуг решит применить именно такой принцип реализации.

EXT имеет двойника - переходное затухание на дальнем конце (Far-End Crosstalk, FEXT), источник которых находится в другой паре кабелей, на дальнем конце линии. Что касается DSL, степень влияния на такие линии FEXT существенно ниже, чем NEXT.

Погонное затухание. Интенсивность сигнала падает по мере его распространения по медному кабелю, особенно это характерно для сигналов при высоких скоростях передачи данных и высоких частотах. Это налагает очень существенное ограничение на применение DSL на больших расстояниях.

Низкоомная проводка способна минимизировать затухание сигнала, но любой конкретный провайдер может посчитать требуемые затраты неоправданными. Толстые провода имеют меньшее сопротивление, чем тонкие, но они дороже. Наиболее популярны кабели калибра 24 (приблизительно 0,5 мм) и 26 (около 0,4 мм); меньшее затухание у калибра 24 обусловливает его применение на больших расстояниях.

Нагрузочные индукторы. Во времена, когда общественные коммутируемые телефонные сети (PSTN) передавали только голосовые вызовы, катушки индуктивности способствовали увеличению протяженности телефонных линий - весьма похвальная цель. Сегодня проблема состоит в том, что они отрицательно влияют на функционирование DSL.

То обстоятельство, что для улучшения передачи частот в голосовом диапазоне нагрузочные индукторы обрезают частоты свыше 3,4 кГц, делает их взаимно несовместимыми с DSL. Потенциальные абоненты DSL не смогут получить сервис DSL, пока катушки индуктивности остаются на участках медного кабеля.

Шунтированные ответвления. Если телефонная компания не собирается полностью отключать неиспользуемый участок проводки, она сокращает его, устанавливая шунтированный отвод. Такая практика никого особенно не беспокоила, пока не начался быстрый рост спроса на DSL. Шунты сильно влияют на пригодность линии для поддержки DSL, зачастую их нужно просто удалить, чтобы линия связи для DSL могла быть квалифицирована для использования.

Эхоподавление. Эхоподавитель допускает передачу сигнала одновременно только в одном направлении. Устройства блокируют потенциальные эхосигналы, но делают двусторонние коммуникации невозможными. Для отключения эхоподавителя модемы могут посылать ответный сигнал в 2,1 кГц в начале соединения.

Волоконно-оптический кабель. Ограничения на расстояние и шумовые помехи - не единственная ловушка на пути внедрения DSL. Если на абонентской линии используется оптоволокно, то такой маршрут для DSL непригоден. Волоконная оптика поддерживает цифровую передачу, но линии DSL разрабатывались в расчете исключительно на аналоговую медную проводку. Местные линии связи в будущем будут строиться на базе гибридного подхода «волокно/витая пара», с небольшими медными участками до ближайшего волоконного узла.

НАЛОЖЕНИЕ РЕЧИ

Каждому хотелось бы снизить расходы на местную (и, косвенно, дальнюю) передачу речи с помощью Voice over DSL (VoDSL). ADSL поддерживает аналоговые голосовые частоты за счет передачи цифровых данных на более высоких частотах, однако VoDSL следует альтернативным курсом. VoDSL преобразует речь из аналогового в цифровой формат и передает ее как часть своей цифровой нагрузки.

И ADSL, и SDSL поддерживают VoDSL, но G.lite считается для такой задачи непригодным.

продолжение следует...

Выбор, основанный исключительно на цене, может в итоге обернуться разочарованием. Чем ниже месячная плата, тем менее доступен будет сервис.

Еще один важный момент, касающийся DSL, как и любого другого канала связи, - безопасность. В отличие от кабельных модемов, пользователи DSL получают выделенные соединения, на функционирование которых не влияет активность других пользователей. Соседи не занимают одновременно с вами те же линии, как в случае с кабельными модемами, что, безусловно, плюс в смысле безопасности. Однако обе технологии могут подвергнуться риску вторжения и атак по типу «отказ в обслуживании» из-за постоянных соединений и фиксированных IP-адресов.

Если бы системы передачи данных могли когда-нибудь превратиться в живые организмы, то медная «витая пара» была бы наиболее живучей из них. «Последняя миля» - это большой и растущий рынок, особенно чувствительный к приемлемым по цене технологиям с высокой поддерживаемой пропускной способностью.

Бесплатный, неограниченный, широкополосный доступ для всех невозможен в нашей жизни, но если вы собираетесь приобрести услуги DSL, то идете в правильном направлении.

Скорость и модуляции.
Скорость ADSL соединения.

Первое:
Что единица информации - байт, в одном байте 8 бит. Таким образом, когда будете скачивать файлы, имейте ввиду, что если у вас скорость скачивания показывается как, например 0,8 Mb/s (Мегабайт в секунду), то реальная скорость равна 0,8x8 = 6,4 Mbps (Мегабит в секунду)!

Второе:
Чем больше выставленная скорость тем больше вероятность нестабильности связи! Наиболее стабильная скорость 6144 Kbps входящая и 640 Kbps исходящая с модуляцией G.DMT. Для интернета большая скорость не нужна в принципе, - Вы просто не почувствуете разницу между 6144 Kbps и 24000 Kbps. Однако при использовании услуги IP-TV необходимо знать что один канал занимает полосу в 4-5 мегабит в секунду. Поэтому, если вы хотите одновременно смотреть IP-TV и иметь интернет-соединение, то учтите, что для интернета ширина канала уменьшится на указанную выше величину. Кроме того, если вам по какой-то причине нужно скачивать информацию одновременно в несколько потоков, вам тоже имеет смысл попросить поднять скорость.
Хотя Вы можете попросить увеличить или уменьшить скорость, позвонив в техподдержку по телефону 062 (это делается сразу же!).

Каковы характеристики модуляций.
Вопрос: Каковы характеристики модуляций?
Ответ:
G.dmt - асимметричная модуляция DSL, базирующаяся на технологии DMT, которая обеспечивает скорость передачи данных по направлению к пользователю до 8 Мбит/с, а по направлению от пользователя до 1,544 Мбит/с.

G.lite - модуляция, базирующаяся на технологии DMT, которая обеспечивает скорость передачи данных по направлению к пользователю до 1,5 Мбит/с, а по направлению от пользователя до 384 Кбит/с. "

ADSL - модуляция обеспечивает скорость передачи данных по направлению к пользователю до 8 Мбит/с, а по направлению от пользователя до 768 Кбит/с.

T1.413 - дискретная ассиметричная мультитональная модуляция, которая базируется на стандарте G.DMT. Соответственно скоростной предел примерно такой же как и в модуляции G.dmt.

ADSL2+

Всего три года назад многим могло показаться, что технология ADSL меняет мир. Делает доступными фантастические скорости, доселе невиданные пользователям dial-up Интернета. Но, как говорится, ко всему хорошему быстро привыкаешь, и хочется большего.

В нашей стране сложилась довольно забавная ситуация. Когда во всем мире наблюдался бум ADSL-провайдеров и практически отсутствие какого-либо интереса к домовым сетям ETTH (Ethernet To The Home) , в нашей стране такие сети начинали активно строиться. На данный момент весь мир потихонечку начинает осознавать, что развитие мультимедийного и в особенности High-Definition (HD) контента сильно ограничивается скоростными возможностями xDSL сетей, а в России ETTH уже есть во всех крупных городах. Таким образом, мы как бы перешагнули через одну ступень развития сетей (ADSL-провайдеры развивались параллельно ETTH, но явного доминирования не наблюдалось) и оказались среди лидеров. Надо же, хоть в чем-то! Но сегодня мы обсудим совсем не это. Как известно, технология ADSL уже существует во второй версии и даже в 2+. Речь пойдет об их отличиях с технической точки зрения и перспективах на рынке интернет-провайдинга.

Общие концепты

Вкратце освежим в памяти основные отличительные черты технологии ADSL. Она принадлежит к семейству стандартов xDSL, призванных обеспечить высокую скорость передачи данных по уже существующим телефонным линиям связи. Несмотря на то, что ADSL далеко не самая «скоростная» технология из xDSL-семейства, именно она получила наибольшее распространение в мире за счет оптимального сочетания скорости и дальнобойности.

ADSL-канал ассиметричен, то есть восходящий (от юзера к провайдеру) и нисходящий (в обратную сторону) потоки не равнозначны. Причем оборудование с обеих сторон разное. Со стороны пользователя это модем, а со стороны провайдера – DSLAM (ADSL-коммутатор).

Несмотря на то, что массово известны только три версии ADSL (ADSL, ADSL2 и ADSL2+), фактически спецификаций гораздо больше. Предлагаю взглянуть на таблицу, где представлены все основные стандарты ADSL. По большому счету спецификации отличаются рабочими частотами и нужны для обеспечения возможности функционирования технологии ADSL на различных типах телефонных линий. Например, Annex A использует полосу частот, начиная от 25 кГц и заканчивая 1107 кГц, а рабочие частоты Annex B начинаются с 149 кГц. Первый разрабатывался для передачи данных по телефонным сетям общего пользования (ТФОП или POTS, по-английски), а второй предназначался для совместной работы с ISDN-сетями. У нас в стране Annex B чаще всего применяется в квартирах с охранной сигнализацией, которая также использует частоты выше 20 кГц.

Таблица

Различные стандарты ADSL для работы на разных линиях

ANSI T1.413-1998 - Issue 2 ADSL

ITU G.992.1 - ADSL (G.DMT)

ITU G.992.1 - Annex A ADSL over POTS

ITU G.992.1 - Annex B ADSL over ISDN

ITU G.992.2 - ADSL Lite (G.Lite)

ITU G.992.3/4 - ADSL2

ITU G.992.3/4 - Annex J ADSL2

ITU G.992.3/4 - Annex L RE-ADSL2

ITU G.992.5 - ADSL2+

ITU G.992.5 - Annex L RE-ADSL2+

ITU G.992.5 - Annex M ADSL2+M

ADSL2

За счет чего же ADSL2 быстрее? По заявлениям разработчиков имеют место 5 ключевых отличий: улучшенный механизм модуляции, уменьшение служебной информации в передаваемых кадрах, более эффективное кодирование, сокращение времени инициализации и улучшенная производительность DSP. Давай разбираться по порядку.

Как известно, в ADSL используется квадратурно-амплитудная модуляция (QAM) с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM). Не вдаваясь в технические подробности, на пальцах, дело обстоит примерно так: доступная полоса пропускания (укладывается в частотный диапазон 25-1107 кГц) разделена на каналы (25 на передачу и 224 на прием); по каждому из каналов передается порция сигнала, которая модулируется с помощью QAM; далее сигналы мультиплексируются с помощью быстрого преобразования Фурье и передаются в канал. На обратной стороне сигнал принимается и обрабатывается в обратном порядке.

QAM в зависимости от качества линий кодирует слова различной глубины и отправляет за раз в канал. Так, например, используемый в ADSL2 алгоритм QAM-64 использует 64 состояния для отправки за раз 8-битного слова. Причем в ADSL применяется так называемый механизм эквалайзинга – это когда модем все время оценивает качество линии и подстраивает алгоритм QAM на большую или меньшую глубину слова для достижения большей скорости или лучшей надежности связи. Причем эквалайзинг работает для каждого канала в отдельности.

По сути, все описанное выше имело место и в первой версии ADSL, однако переработка алгоритмов модуляции и кодирования позволила с большей эффективностью работать на тех же линиях связи.

Для повышения производительности на больших расстояниях разработчики также уменьшили избыточность, которая ранее составляла фиксированные 32 кбит/сек. Теперь это значение может изменяться в зависимости от состояния физической среды от 4 до 32 кбит/сек. И хотя это не столь критично при больших скоростях, при большой удаленности, когда становится возможным использовать только низкие битрейты, – это некоторым образом повышает пропускную способность.

ADSL2+

Казалось бы, столько изменений в ADSL2 по сравнению с первым ADSL позволили увеличить скорость всего в 1.5 раза. Что же такого придумали в ADSL2+, чтобы увеличить пропускную способность прямого канала (downlink) в 2 раза по сравнению с ADSL2 и в 3 в сравнении с ADSL? Все банально и просто – частотный диапазон расширился до 2.2 МГц, что и сделало реальным двукратный прирост скорости.

В дополнение к этому в ADSL2+ реализовали возможность объединения портов (port bonding). Таким образом, объединив две линии в один логический канал, ты получишь пропускную способность 48/7 Мбит/сек. Это, конечно, редкость, но если в квартире два телефонных номера – это вполне реально. Или же, как вариант, можно получить двойное увеличение скорости на одной физической линии в случае использования кабеля с двумя медными парами, обжатого разъемом RJ-14.

Вместо заключения

Что хотелось бы сказать напоследок? Преимущества новых стандартов, по сути, более чем очевидны. С точки зрения рядового пользователя это увеличение скоростного порога, который «подтянул» скорость ADSL до уровня кабельных сетей. Чисто номинально и те, и другие способны обеспечить передачу HD-контента. Но как показывает практика, там, куда добрался качественный ETTH, ADSL и кабельщики постепенно начинают сдавать позиции, чувствуя себя вольготно только при отсутствии серьезной конкуренции. Казалось бы, зачем нам такие большие скорости, ведь во многих регионах нашей страны только начинается массовый переход с dial-up доступа на широкополосный? По некоторым прогнозам до 2010 года цены на трафик снизятся в 3-4 раза. И если по скорости входящего канала (у ADSL2+ – 24 Мбит/сек) есть существенный запас, то низкая скорость обратного канала (у ADSL – 1 Мбит/сек, ADSL2+ – 3.5 Мбит/сек) весьма сильно ограничивает пользователей ADSL. Например, одно из основных преимуществ ETTH-сетей – внутренние ресурсы – реализовать в ADSL технически возможно, однако сравнительно низкая скорость upload – серьезная помеха для быстрого внутреннего обмена файлами между пользователями. Это также сказывается и на эффективности работы в peer-to-peer сетях, где пользователи крупных ETTH-провайдеров зачастую могут скачивать файлы на близких к 100 Мбит/сек скоростях.

Безусловно, у ADSL есть будущее, и его «разогнанные» версии позволят тебе беспрепятственно пользоваться быстрым Интернетом еще пару лет точно. А что будет дальше? Поживем – увидим.

Глоссарий

Модуляция – изменение параметров (фазы и/или амплитуды) модулируемого колебания (высокочастотного) под воздействием управляющего (низкочастотного) сигнала.
Квадратурно-амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation (QAM)) – при данном виде модуляции кодирование информации в сигнале производится изменением как его фазы, так и амплитуды, что позволяет увеличить количество бит в символе.

Символ – состояние сигнала в единицу времени.
Фурье-мультиплексирование – разложение несущего сигнала, являющегося периодической функцией, в ряд синусов и косинусов (ряд Фурье) с последующим анализом их амплитуд.

Кадр – логический блок данных, начинающийся с последовательности, обозначающей начало кадра, содержащий служебную информацию и данные и заканчивающийся последовательностью, обозначающей конец кадра.

Избыточность – наличие в сообщении последовательности символов, позволяющей записать его более кратко, используя те же символы с применением кодирования. Избыточность увеличивает надежность передачи информации.