Технология доступа xDSL

Технология ADSL

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) — это новая высокоскоростная технология, которая решает проблему пропускной способности абонентской линии ТфОП ("последней мили") — линии связи между поставщиком и потребителем услуг сетей передачи данных. Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL) является наиболее популярной технологией DSL.

Технология ADSL представляет собой платформу для доставки широкополосных услуг, поддерживающую большой набор приложений (высокоскоростной доступ в Internet, телеконференции, виртуальные частные сети и мультимедиа), которые требуют широкой полосы пропускания. Слово "асимметричная" в названии технологии означает несимметричность потока данных в направлениях "сервер-пользователь" (downstream) и "пользователь-сервер" (upstream).

ADSL позволяет установить большую скорость передачи данных в направлении от сервера к потребителю. Такой обмен наиболее эффективен при доступе к мощным информационным ресурсам сетей Internet, видео по требованию, удаленному доступу к локальной вычислительной сети центрального офиса. Такой режим работы ADSL учитывает главную особенность сети Internet, в соответствии с которой информационный поток от сети к пользователю, содержащий программы, графику, звук и видео, существенно превышает информационный поток от пользователя к сети, который обычно формируется нажатием клавиши клавиатуры или щелчком мыши. Скорость передачи данных к пользователю обычно составляет от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с. Скорость передачи данных от пользователя обычно составляет от 64 Кбит/с до 1,5 Мбит/с (см. таблицу 13.1). В большинстве случаев пользователи посылают лишь запрос на предоставление ресурса, в ответ получая большой объем информации.

Принципы работы ADSL

На рис. 13.1 приводится принцип включения ADSL — оборудования к абонентскому и станционному оборудованию.

увеличить изображение
Рис. 13.1. Принцип подключения ADSL к абонентскому и станционному оборудованию

Применение ADSL предполагает установку модема на обоих концах абонентской телефонной линии на АТС и у абонента. На абонентской линии он называется ADSL модем, на станционной стороне – это оборудование мультиплексора ADSL. Для частотного разделения сигналов по обе стороны бывшей телефонной линии устанавливаются "сплиттеры"". Сплиттеры – это пассивные элементы, сделанные на основе двух фильтров :одного – высоких частот, а другого низких частот. Сплиттеры для своей работы не требуют электропитания. Поэтому даже в условиях отключения электропитания телефонная связь продолжает работать без сбоя. Линия представляет витую пару медных проводников. В случае использования обычно телефонной линии телефонная связь передается в диапазоне от 300 до 3400Гц, ADSL занимает частоты, начиная с 30 кГц. При использовании линии ISDN данные ISDN передаются в диапазоне до 80 кГц, ADSL занимает частоты, начиная с 138 кГц. Используя диапазон частот линии, с помощью частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM) или эхоподавителей модемы создают несколько каналов. FDM разделяет диапазон на две части: одна — для доставки информации к пользователю, а другая — для передачи запросов. Канал доставки разделяется, в свою очередь, на несколько низко­ и высокоскоростных каналов посредством временного мультиплексирования. Для обеспечения передачи в прямом и обратном направлении применяются дифференциальная система и эхокомпенсаторы, рассмотренные в "Линейные устройства. Факторы, ухудшающие передачу" , аналогично тому, как это делается в случае аналоговых абонентских линий. Линии ADSL предусматривают несколько вариантов модуляции. В 1993 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) принял для использования вариант "дискретной многотональной модуляции" (Discrete MultiTone, DMT) в качестве стандартной для ADSL. Она была рассмотрена ранее в этой главе. Обоснованием такого решения является то, что DMT не имеет проблем с сильными искажениями на медных линиях на определенных диапазонах частот.

Применение DMT, использующей несколько несущих, т.е. нескольких каналов с узкой полосой предполагает следующие преимущества:

• все каналы независимы, несмотря на состояние линии, так что они могут индивидуально декодироваться;
• оптимальный декодер для каждого канала (максимальная вероятность декодирования).

По стандарту ANSI система ADSL использует 256 частотных каналов для потока в одну сторону (downstream) и 32 канала для передачи в другую сторону (upstream) данных. Эти каналы в полосе частот расположены непосредственно рядом друг с другом, ширина полосы каждого составляет соответственно 4,3125 КГц. Влияние шума на линии связи зависит, как правило, от частоты, поэтому он влияет только на часть спектра. Благодаря тому, что ADSL разделяет канал на множество индивидуальных интервалов по 4 КГц и использует каждый из них в полном объеме, данная технология эффективно оперирует всем доступным диапазоном частот.

Альтернативой DMT является амплитудно-фазовая модуляция без несущей (Carrierless Amplitude/Phase, CAP). Этот вид модуляции был также рассмотрен в предыдущих разделах этой главы.

ADSL-модемы имеют в своем распоряжении, как правило, так называемый splitter — разделитель, который обеспечивает возможность одновременного разговора по телефону и передачи данных.

Сплиттер представляет собой фильтр низких частот, который предназначен для разделения низкочастотного сигнала обычной телефонной связи (спектр речевых сигналов) и высокочастотного сигнала ADSL. Чтобы обычная телефонная связь могла осуществляться по стандартной общепринятой схеме, сплиттер должен представлять собой пассивное устройство, не требующее питания. В ADSL сплиттеры должны устанавливаться на телефонной линии как на стороне абонента, так и на стороне телефонной станции. Конструктивно сплиттер представляет собой блок, имеющий три гнезда: одно для подключения модема ADSL, другое для подключения телефонного оборудования, а третье для подключения к линии ADSL. В помещении пользователя сплиттер позволяет подключить к одной линии и компьютер, и телефонное оборудование. Он осуществляет разделение спектра сигнала, поступающего по линии DSL, поэтому по одной линии могут передаваться и компьютерные цифровые сигналы, и аналоговые сигналы телефонной связи ( т.е. человеческий голос). Такой же блок сплиттера устанавливается и на телефонной станции и позволяет разделить цифровые и аналоговые сигналы уже на другом конце абонентской линии. Далее аналоговый сигнал подается на коммутационное оборудование телефонной связи, а цифровой сигнал — на мультиплексор доступа DSLAM.

На реальную пропускную способность цифровых абонентских линий влияют следующие факторы:

• длина линии;
• диаметр проводов;
• наличие незадействованных ответвлений и пупинизации;
• скорость канала передачи данных в глобальных сетях, в том числе Internet;
• организация линий (разводка в помещении, лестничные коробки, шкафы);
• характеристики (затухание, переходные шумы и помехи, скрещивание).

Примерная скорость связи в зависимости от расстояния при сечении провода 0,4 мм и указана в табл. 13.2 [13.17].

Подводя итоги, можно отметить следующие преимущества ADSL:

1. ADSL позволяет получать высокоскоростной канал передачи данных по обычной телефонной линии, одновременно оставляя телефонную связь свободной, что создает огромные преимущества для пользователя;
2. ADSL обеспечивает недорогой, высокоскоростной удаленный доступ в Internet и корпоративные сети, а также доступ к online-услугам по обычным телефонным линиям
   • более чем в 100 раз быстрее, чем модемы 56 Кбит/с.
   • в 70 раз быстрее, чем ISDN-модемы 128 Кбит/c.
3. ADSL позволяет работать в реальном масштабе времени, использовать интерактивные мультимедийные средства, транслировать качественное видео для коллективной обработки данных, видеоконференций, заочного обучения и заказа видеоинформации;
4. ADSL обеспечивает индивидуальный, выделенный и надежный канал связи (в отличие от обычного телефона, оборудованного модемом. Так как линия выделенная, то скорость передачи не зависит от того, находятся ли в системе другие пользователи. При использовании обычных модемов скорость передачи значительно падает, если в систему подключаются другие пользователи, так как линия обычно используется коллективно через модемный пул;
5. Линия ADSL "всегда включена" и готова к работе, так же как и закрепленный за этой линией телефон. Это уменьшает потери времени на вызов услуги и установление связи; ADSL находится в режиме ожидания и постоянно готов к работе.