Статус темы: Закрыта.
Статус темы: Закрыта.Технологии ADSL и ADSL2
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. К другим технологиям DSL относятся HDSL, VDSL, SHDSL, SDSL, IDSL, MSDSL.
Общее название технологий DSL возникло в 1989 г., 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 (можно даже сказать мегабитного) 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 (клиентский модем и модем внутри DSLAMа), которые подключены к каждому концу витой пары телефонного кабеля (Рис. 1). При этом организуются три информационных канала - «исходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачи данных и канал обычной телефонной связи (POTS) (Рис. 2). Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.
ADSL является асимметричной технологией - скорость «исходящего» 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). Сразу же следует сказать, что не следует искать здесь причину для беспокойства. Скорость передачи данных от пользователя (более «медленное» направление передачи данных) все равно значительно выше, чем при использовании аналогового модема. Фактически же она также значительно выше, чем ISDN.
Технология предусматривает резервирование определенной полосы частот для обычной телефонной связи. Однако следует отдать должное разработчикам новых технологий, которые все же оставили телефонным абонентам узенькую полоску частот для живого общения. При этом телефонный разговор можно вести одновременно с высокоскоростной передачей данных, а не выбирать одно из двух. Более того, даже если у вас отключат электричество, обычная «старая добрая» телефонная связь будет работать по-прежнему, и с вызовом электрика у вас никаких проблем не возникнет. Обеспечение такой возможности было одним из разделов оригинального плана разработки ADSL. Даже одна эта возможность дает системе ADSL значительное преимущество перед ISDN.
Скорости. 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 повышается 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 при толщине проводов 0,5 мм. В настоящее время ADSL обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с:
|
Общая тенденция развития данной технологии обещает в будущем увеличение скорости передачи данных, особенно в «исходящем» направлении. Прежде всего, скорость передачи данных. В 2002-2003 гг. появились новые стандарты: ADSL2, ADSL2+, ADSL2++, READSL2.
В технологии ADSL2 (стандарты G.992.3, G.992.4) максимально учтен опыт использования ADSL, улучшены спектральная и канальная эффективность, алгоритмы модуляции, инициализация канала и адаптивного выбора скорости передачи данных. Это позволило, с одной стороны, довести максимальную скорость передачи до 12 Мбит/с, а с другой – увеличить дальность связи. Для повышения надежности и быстрого устранения неисправностей улучшены средства диагностики и мониторинга канала на обоих концах линии, причем информация доступна даже при отсутствии ADSL-соединения. Кроме того, введены дополнительные энергосберегающие режимы для периодической неактивной линии.
В ADSL2+ (стандарт G.992.5), вдвое, до 2.2 МГц, увеличен используемый диапазон частот, и на столько же выросла скорость передачи данных. Так на линии длинной 1500 м скорость передачи данных может достигать 20 Мбит/с. Обратная совместимость с ADSL и ADSL2 позволяет использовать уже имеющееся оборудование. Дополнительно предприняты некоторые методы по уменьшению наводок между парами в одном кабеле.
В нестандартизованном пока еще стандарте ADSL2++ полоса частот
по сравнению с ADSL увеличена вчетверо, до 4.4 МГц, а максимальная
скорость передачи данных достигает 48 Мбит/с.
READSL2, путем более
гибкого выбора границ между частотами прямого и обратного канала
позволяет увеличить дальность передачи данных до 7 км.
|
Выводы. Одним из основных преимуществ ADSL по сравнению с другими технологиями высокоскоростной передачи данных является использование самых обычных витых пар медных проводов телефонных кабелей. Совершенно очевидно, что таких пар проводов насчитывается гораздо больше (и это еще слабо сказано), чем, например, кабелей, проложенных специально для кабельных модемов. ADSL образует, если можно так сказать, «наложенную» сеть. При этом дорогостоящей и отнимающей много времени модернизации коммутационного оборудования (как это необходимо для ISDN) не требуется. После установки модемов ADSL вы получаете постоянно установленное соединение. Высокоскоростной канал передачи данных всегда готов к работе - в любой момент, когда вам это потребуется. Полоса пропускания линии принадлежит пользователю целиком. Так как для работы различных функций выделены различные частотные каналы полосы пропускания абонентской линии, ADSL позволяет одновременно передавать данные и говорить по телефону. Вы можете звонить по телефону и отвечать на звонки, передавать и принимать факсы, одновременно с этим, находясь в сети интернет или получая данные из корпоративной сети ЛВС.
ITU G.992.3 Annex J
ITU G.992.3/4 Annex L
История развития
История развития технологии ADSL начинается со второй половины восьмидесятых, когда велись поиски технологии, обеспечивающей интерактивное телевидение . Пионером в области семейства технологий xDSL является компания Bellcore. В 1987 году она представила спецификацию первой технологии из семейства xDSL и запустила её в телефонных сетях США . Вскоре компания распалась, а технология залегла на дно.
С появлением первых ADSL-модемов провайдеры увидели перспективность данной технологии и начали использовать её для предоставления доступа к сети. Из-за необходимости установки оборудования на каждой АТС затраты на постройку и поддержание сети были заметно выше, чем в случае классического коммутируемого доступа, когда все модемы провайдера устанавливались на одной АТС , однако по сравнению со стоимостью других способов предоставления высокоскоростного доступа к сети Интернет технология DSL оказалась очень дешёвой.
В крупных городах ADSL вытесняется более быстрыми технологиями доступа Ethernet (ETTH), GPON (FTTH) и DOCSIS (стандарт передачи данных по телевизионному кабелю). Причина этого - ограниченная пропускная способность в сетях ADSL (до 24 Мбит/с в ADSL2+), особенно «восходящего потока» от абонента (до 1,4 Мбит/с), в то время как EuroDOCSIS 2.0 обеспечивает скорость передачи данных 50↓/27 Мбит/с, Fast Ethernet - до 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet - до 1 Гбит/с, 10 Gbit/s EPON - до 10 Гбит/с.
Несмотря на появление более быстрых способов передачи данных, технология ADSL по-прежнему остается лидером на рынке широкополосной передачи данных . В ряде европейских стран ADSL является стандартом де факто при обеспечении населения достаточно быстрым и недорогим Интернетом. Так, в Финляндии, где каждому жителю страны законодательством с июня 2010 г. гарантирован доступ в Интернет, подключение большинства домов производится именно по технологии ADSL , а British Telecom обеспечил возможность подключения услуг по технологии ADSL 99 % зданий Великобритании .
Организация
Передача данных по технологии ADSL реализуется через обычную аналоговую телефонную линию при помощи абонентского устройства - модема ADSL и мультиплексора доступа (англ. DSL Access Multiplexer , DSLAM), находящегося на той АТС , к которой подключается телефонная линия пользователя, причём включается DSLAM до оборудования самой АТС . В результате между ними оказывается канал без каких-либо присущих телефонной сети ограничений. DSLAM мультиплексирует множество абонентских линий DSL в одну высокоскоростную магистральную сеть.
Также они могут подключаться к сети ATM по каналам PVC (постоянный виртуальный канал, англ. Permanent Virtual Circuit (англ.) русск. ) с провайдерами услуг Internet и другими сетями.
Стоит заметить, что два ADSL-модема не смогут соединиться друг с другом, в отличие от обычных dial-up -модемов.
Принцип действия
Технология ADSL представляет собой вариант DSL, в котором доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком несимметрично - для большинства пользователей входящий трафик значительно более существенен, чем исходящий, поэтому предоставление для него большей части полосы пропускания вполне оправдано (исключениями из правила являются пиринговые сети , видеозвонки и электронная почта , где объём и скорость исходящего трафика бывают важны). Обычная телефонная линия использует для передачи голоса полосу частот 0,3…3,4 кГц. Чтобы не мешать использованию телефонной сети по её прямому назначению, в ADSL нижняя граница диапазона частот находится на уровне 26 кГц. Верхняя же граница, исходя из требований к скорости передачи данных и возможностей телефонного кабеля, составляет 1,1 МГц. Эта полоса пропускания делится на две части - частоты от 26 кГц до 138 кГц отведены исходящему потоку данных, а частоты от 138 кГц до 1,1 МГц - входящему. Полоса частот от 26 кГц до 1,1 МГц была выбрана не случайно. В этом диапазоне коэффициент затухания почти не зависит от частоты.
Такое частотное разделение позволяет разговаривать по телефону, не прерывая обмен данными по той же линии. Разумеется, возможны ситуации, когда либо высокочастотный сигнал ADSL-модема негативно влияет на электронику современного телефона, либо телефон из-за каких-либо особенностей своей схемотехники вносит в линию посторонний высокочастотный шум или же сильно изменяет её АЧХ в области высоких частот; для борьбы с этим в телефонную сеть непосредственно в квартире абонента устанавливается фильтр низких частот (частотный разделитель , англ. Splitter ), пропускающий к обычным телефонам только низкочастотную составляющую сигнала и устраняющий возможное влияние телефонов на линию. Такие фильтры не требуют дополнительного питания, поэтому речевой канал остаётся в строю при отключённой электрической сети и в случае неисправности оборудования ADSL.
Передача к абоненту ведётся на скоростях до 10 Мбит/с, хотя сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 25 Мбит/с (VDSL), однако в стандарте такая скорость не определена. В системах ADSL под служебную информацию отведено 25 % общей скорости, в отличие от ADSL2 , где количество служебных битов в кадре может меняться от 5,12 % до 25 %. Максимальная скорость линии зависит от ряда факторов, таких как длина линии, сечение и удельное сопротивление кабеля. Также существенный вклад в повышение скорости вносит тот факт, что для ADSL линии рекомендуется витая пара (а не ТРП) причём экранированная, а если это многопарный кабель, то и с соблюдением направления и шага повива.
Разделение передаваемых и принимаемых данных
При использовании ADSL данные передаются по общей витой паре в дуплексной форме. Для того, чтобы разделить передаваемый и принимаемый поток данных, существуют два метода: частотное разделение каналов (англ. Frequency Division Multiplexing , FDM) и эхокомпенсация (англ. Echo Cancellation , EC)
Частотное разделение каналов
При использовании данного механизма низкоскоростной канал передаваемых данных располагается сразу после полосы частот, используемой для передачи аналоговой телефонии. Высокоскоростной канал принимаемых данных располагается на более высоких частотах. Полоса частот зависит от числа бит, передаваемых одним сигналом.
Сравнение
- Эхокомпенсация (EC) позволяет улучшить производительность на 2 дБ, однако более сложна в реализации.
- Преимущества EC растут при использовании более высокоскоростных технологий, таких как ISDN или видеотелефония на скорости 384 кБит/с. В этих случаях FDM требует выделения под высокоскоростной канал принимаемых данных более высоких частот, что приводит к увеличению затухания и сокращению максимального расстояния передачи.
- Совмещение двух каналов в одном частотном диапазоне, при использовании ЕС приводит к появлению эффекта собственного NEXT, который отсутствует при использовании FDM.
- Стандарт ADSL предусматривает взаимодействие между различным оборудованием, использующим как механизм FDM, так и EC, выбор конкретного механизма определяется при установлении соединения.
Параметры линии связи
Абонентская телефонная линия , при использовании её для технологии ADSL, должна обладать следующими параметрами.
Каждому пользователю компьютера при выходе во Всемирную «паутину» хочется иметь как можно более высокую скорость передачи и получения данных. Обычно используют модем и сеть сотовой связи. Но полоса ширины ее рассчитана на всех пользователей, поэтому скорость не высока. Между тем существует технология ADSL, позволяющая по телефонной линии создать асимметричный канал соединения с Интернетом.
Поток данных в сторону пользователя будет передаваться с более высокой скоростью, чем прием их. Два модема ADSL (один у пользователя, а другой у коммуникационной сети) и проводная линия телефонной связи обеспечат соединение. Как производится работа по нему? Сжимается информационный поток с помощью цифровой обработки сигналов. Используются специальные аналоговые фильтры и АЦП. Данные передаются без потерь, несмотря на ослабление сигналов по кабелям в случае большой протяженности их.
Ширина полосы пропускания проводной телефонной линии по международному стандарту от 300 до 3400 Гц. Оцифровка сигнала помогает резко расширить ее при эффективном подавлении шумов. В случае применения технологии ADSL телефонный канал разделяется не несколько частотных полос. Это позволяет разговаривать по данной линии связи, работать с Интернетом, одновременно используя факс. По несущей частоте каждой из полос передаются сигналы в цифровом виде. В этой современной технологии применяется частотное уплотнение. Оно позволяет передавать отдельные потоки данных на разных несущих частотах по медному проводу телефонной сети.
Как сказано выше, прием данных по ADSL на стороне пользователя происходит быстрее, чем передача (она до 2.3 Мбит/сек). Скорость соединения зависит еще и от состояния телефонной линии. Влияют на него и поперечное сечение кабеля, и различные ответвления (подключенные абоненты), и длина проводов. Существует ли предел для этой высокоскоростной технологии? Специалисты называют, что да — при длине кабеля до 5.5 км и диаметре каждой из него медных жил 0.5 мм сигналы в соединении затухают. Надо ставить на такую абонентскую линию усилитель.
Подсоединившись к коммутатору телефонной связи (к точке сервис-провайдера), абоненту можно иметь один канал, полностью принадлежащий ему. А в случае использования стандарта ADSL 2+ можно работать в Интернете на скорости до 40 Мб/сек («нисходящего потока»). Но надо помнить одно — чем дальше пользователь находится от коммутатора, тем ниже будет скорость соединения. При разговоре по телефонной линии будут задействованы только низкие ее частоты, а остальную часть полосы при соединении с Интернетом займет ADSL. Всё это абоненту можно делать одновременно. При сравнении с аналоговым модемом (со скоростью передачи данных 56 Кбит/сек) цифровое устройство новой технологии работает в десятки раз эффективнее.
Модем на стороне пользователя подключается к компьютеру по специальной интерфейсной плате типа «Ethernet» с необходимой полосой пропускания. Эта сетевая плата вставляется в разъем PCI. Со стороны провайдера ADSL происходит мультиплексирование множества клиентских линий в магистральную сеть. Через нее и идет весь трафик данных. Можно и напрямую подключаться к магистральной сети по IP-DSLAM (к мультиплексору).
В настоящее время созданы оптоволоконные линии связи на основе кварцевого стекла. Вместо медного провода в них используется оптические световоды. Скорость передачи данных по ним возросла до нескольких Tбит/сек. Пропускная способность канала связи необычайно возросла. Можно подключиться по выделенному каналу и получить постоянный высокоскоростной доступ в Интернет по технологии ADSL.
Идея о цифровом асимметричном способе связи появилась еще в 1987 году, а первый модем для этого создали в 1989. В 90-х годах появлялись различные модификации этого способа, но победил стандарт ADSL.
Что такое ADSL? Это технология, обеспечивающая асимметричный выход в глобальную сеть на большой скорости посредством телефонной линии. Разработка этого высокоскоростного подключения началась еще в восьмидесятые годы прошлого века, с целью повышения максимальной скорости передачи данных, с использованием распространенных в то время линий связи из медных кабелей. Технология АДСЛ предназначалась для скоростного обмена данными между интерактивными службами и обеспечения высокоскоростного удаленного доступа к различным сетевым системам.
Как функционирует технология?
Функционирование основано на обеспечении выхода в интернет ADSL-технологией через телефонные каналы (асимметричная цифровая абонентская линия). Из-за применения в телефонных линиях аналогового типа сигнала, его требуется преобразовывать в цифровой, то есть понятный сигнал для компьютерной техники. При этом технология позволяет, при постоянном доступе к всемирной сети с компьютера, оставлять подключенный к этой же линии телефон свободным. Таким образом можно в одно и то же время разговаривать по телефону и иметь высокоскоростной выход в интернет через компьютер.
Принцип достижения высокой скорости ADSL-приема данных из сети заключается в несимметричности технологии, так как при этом исходящая от абонента скорость передачи в несколько раз ниже. Также необходимо отметить, что одно из главных достоинств использования для подключения к всемирной паутине ADSL-модема- это низкие затраты. Отсутствует дорогостоящая необходимость в прокладке новых кабелей, а используются существующие телефонные линии.
Что необходимо для подключения?
Обязательное требование при применении модемов типа DSL- подключение специального дополнительного оборудования, например, микрофильтров или сплиттеров. Вид используемого оборудования главным образом зависит от типа телефонной линии. Если имеется возможность произвести отвод телефонной линии с целью разделения линий телефона и модема, то необходима установка сплиттера. Когда такая возможность отсутствует, применяется микрофильтр. Если используется несколько телефонов, то все должны быть оснащены своим микрофильтром.
Как подключить?
На первом этапе пользователь должен определиться с компанией-поставщиком интернета. К счастью, все без исключения провайдеры в настоящее время успешно работают с этой технологией, поэтому выбор абонента сводится к анализу предлагаемых ими тарифов, области работы компании и дополнительных предложений от них. Большинство провайдеров полностью обеспечивают своего клиента всем требуемым оборудованием, поэтому пользователь несет расходы лишь за доступ в интернет. Клиент получает в аренду подходящую для конкретных условий аппаратуру для DSL, а также и сам модем.
Далее провайдер выполняет анализ клиентского номера на предмет отсутствия препятствий к использованию АДСЛ. Затем, после подписания договора с поставщиком услуг и подключения необходимого оборудования, производится активация аккаунта. На этот процесс уходит не более двух недель. Если зона охвата сетью удовлетворительная, то на процедуру будет затрачено лишь пара часов.
На заключительном этапе производится настройка параметров подключения, инсталляция необходимого программного обеспечения в ПК или ноутбук пользователя.
Достоинства
К основным достоинствам следует отнести следующие:
- Большая максимальная скорость приема данных, которая достигает 2000 Mbit/c;
- Возможность использования беспроводной маршрутизации;
- Одновременное использование телефона и интернет-канала в круглосуточном режиме;
- Отсутствие помех и сбоев в работе. В настоящее время технология ADSL считается одним из самых надежных способов обеспечения доступа к глобальной сети;
- Низкие затраты для абонента при подключении.
Минусы
К основным минусам следует отнести следующие:
- Высокое влияние на скорость интернета оказывает наличие перекрестных наводок, то есть в случае использования одной линии значительным числом пользователей, скорость приема-передачи данных будет низкой;
- Низкая скорость исходящего трафика от пользователя.
От чего зависит скорость интернета?
Основное влияние на этот важный параметр оказывает качество применяемой аппаратуры и линий проводной связи. Чем больше отводов и чем меньше диаметр проводов, тем хуже этот показатель.
Также имеет место затухание сигнала в зависимости от протяженности проводного канала связи до пользователя. Длина линии не должна быть больше пяти километров. По сравнению с остальными существующими аналоговыми способами доступа к глобальной сети DSL имеет лучшие показатели скорости, ограниченные в основном модемом.
Будет ли использоваться в будущем?
В ближайшем будущем применение технологии DSL с современными модемами будет широко распространено благодаря минимальному количеству программных проблем и высокой надежности связи.
Необходимо отметить, что сама технология продолжает развиваться. Постоянно разрабатываются новые стандарты связи и производятся новые модели приборов, которые не требуют частого обслуживания и ремонта.