Как выбрать ADSL модем. Описание технологии DSL

Технология DSL

Технология DSL. Любая технология, прежде всего, предусматривает конкретную физическую модель транспортной среды. Одной из перспективных технологий, позволяющей передавать цифровую информацию по медным проводам (под “медными проводами” обычно понимается телефонная сеть общего пользования – ТФоП или POTS – Plain Old Telephone Service в англ. аббревиатуре) являются технологии DSL (Digital Subscriber Line – цифровая абонентская линия).

При использовании технологии DSL (часто используется аббревиатура хDSL , где под буквой “x” понимают одну из возможных подтехнологий, т.е. вариант основной технологии) не требуется строить новую транспортную сеть, т.к. используется уже существующая сеть POTS. Именно в этом и заключается основное экономическое преимущество технологии DSL.

Историю возникновения DSL следует отнести к началу 80-х годов, когда корпорация Bellcore разработала технологию DSL с высокой скоростью передачи данных (high - data - rate DSL - HDSL). Канал HDSL был разработан, чтобы расширить возможности технологии Т1 путем замены кодирования с чередованием полярности элементов на основе представления двух битов в одном четвертичном коде (2 binary 1 quaternary – 2B1Q).

Развитие служб сети Internet, для которых требуется высокая пропускная способность (например, видео), породило спрос на соединения с большей пропускной способностью. Наблюдения показывают, что в основном трафик, получаемый из сети Internet, предназначен для конечного пользователя (нисходящий поток данных), и только небольшой процент составляет трафик, который в действительности поставляется самим пользователем (восходящий поток данных). Вследствие этого был разработан канал АDSL (A – Asymmetric – ассиметричная цифровая пользовательская линия), используемый в традиционных телефонных сетях общего пользования (PSTN – Public Switched Telephone Network).

В технологии АDSL используется метод, позволяющий одновременно использовать ту же самую телефонную линию и для передачи голосовых сигналов, и для передачи данных, не повышая при этом требований к коммутационному оборудованию телефонной сети PSTN. Чтобы зарезервировать канал POTS с частотами до 4 кГц (в телефонии установлена полоса голоса в 4 кГц), дополнительно используется мультиплексирование с частотным уплотнением каналов (FDM – Frequency - Division Multiplexing). При этом цифровые потоки (data) передаются на частотах свыше 4 кГц (обычно, начиная с 25 кГц).

Из-за постоянного снижения ограничений на расстояние в технологии DSL и роста доступной пропускной способности, интерес к средствам DSL в последние годы возрос. Прежде чем говорить о DSL, приведем основные разновидности технологии DSL.

• АDSL – наиболее распространенная технология DSL, поскольку она ассиметрична. Это означает, что скорость загрузки данных в компьютер (модем) пользователя выше скорости загрузки данных в удаленный компьютер. Для кодирования данных в технологии АDSL используются методы САР (Carrier less Amplitude and Phase modulation – амплитудная и фазовая модуляция без несущей). Метод САР не является стандартизированным методом для канала DSL, а вот ДМТ был стандартизирован институтом ANSI (ANSI T1.413) и международным союзом ITU (ITU G.992.1).
• EtherLoop – запатентованная технология компании Elastic Network – сокращение от Ethernet local loop – абонентский канал сети Ethernet. В технологии EtherLoop применяется усовершенствованный метод модуляции сигнала, который сочетается с полудуплексным разбиением на пакеты, характерным для сети Ethernet. Модемы EtherLoop гарантируют ВЧ сигналы только на время посылки. Остальное время в них используются низкочастотные управляющие сигналы. Из-за полудуплексной природы технологии EtherLoop постоянную пропускную способность можно поддерживать либо только в нисходящем, либо только в восходящем потоке. Система Nortel изначально планировалась для скоростей в диапазоне 1,5 … 10 Мбит/с, в зависимости от качества линии связи и ограничений по расстоянию.
• G.L.te – версия ADSL с низкой скоростью передачи данных. Является дополнением к стандарту ANSI T 1.413. В комитете по стандартам ITU она известна как G .992.2. В ней, как и в ADSL используется модуляция DMT, но в здании абонента не устанавливается разветвитель сети POTS (обычно разветвление сигнала выполняется средствами местной станции АТС).
• G.SHDSL – этот канал был определен в стандарте G.991.2 международного союза ITU как высокоскоростная цифровая абонентская линия на одной витой паре проводов. Технология G.SHDSL является симметричной, что позволяет передавать с одинаковой скоростью данные в прямом и реверсном потоках, что очень важно, т.к. она призвана заменить старые телекоммуникационные технологии, такие как T1, E1, HDSL, HDSL2, канальную технологию DSL (SDSL), ISDN и DSL на основе ISDN (IDSL).
• HDSL – этот канал работает на скорости 1,54 Мбит/с и имеет радиус действия порядка 2750 м на проводе сечением 0,5 мм 2 . В технологии HDSL используется модуляция с линейным кодированием 2B1Q.
• GDSL 2 – эта технология разрабатывалась для того, чтобы обеспечить передачу сигнала Т1 по проводам одной пары. Технология создавалась для работы на скорости 1,544 Мбит/с. Она может обеспечить работу всех служб, которые предлагаются технологией HDSL.
• TDSL – в этой службе DSL, основанной на технологии ISDN, используется линейное кодирование 2B1Q и, как правило, поддерживается скорость передачи данных 128 кбит/с. Служба IDSL работает на одной паре проводов, а сам канал может иметь длину вплоть до 5800 м.
• RADSL - используются во всех RADSL модемах, но она особым способом связана с запатентованным стандартом модуляции, разработанным компанией Globespan Semiconductor. В ней используются DMT-модемы стандарта САР.Т1.413. Скорость по восходящей линии связи зависит от скорости передачи по нисходящей линии связи, которая, в свою очередь, зависит от состояния линии и значения S/N (отношения сигнал/шум).
• SDSL – технология предусматривает постоянную скорость передачи данных и не имеет существующих стандартов, в силу чего используется редко.
• VDSL – сверхскоростной канал DSL для передачи данных (Very - high - data - rate DSL) – относительно новая технология, разработанная для повышения доступной скорости передачи данных (вплоть до 52 Мбит/с). В технологии VDSL используются преимущества оптоволоконной связи и выгоды от размещения конечного оборудования ближе к абоненту. Размещая конечное оборудование в офисах и многоквартирных зданиях, можно сократить длину локальной линии связи (т.е. абонентского канала), что позволит увеличить скорость. В технологии VDSL предполагается работа как в ассиметричном, так и в симметричном режимах.

В табл.1 приведено сравнение некоторых разновидностей технологий DSL и показаны их наиболее важные характеристики, поддающиеся сравнению.

Методы кодирования в технологии DSL

В технологии DSL наибольшее распространение получили три основных метода кодирования, кратко рассмотренные ниже.

1) Квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation - QAM) соответствует изменению (фиксированному смещению) амплитуды и фазы сигнала различным значениям битов. Название квадратурная амплитудная модуляция (т.е. QAM) возникло потому, что сигналы отличаются по фазе на 90 о, и 4 такие фазы (отсюда и квадратурная ) вместе составляют 360 o , или полный цикл. На рис.1 (созвездие QAM) показано кодирование QAM с тремя битами на бод (состояния сигнала описываются различными амплитудами и фазами). В каждом из направлений (0 о, 90 о, 180 о и 270 о) находятся две точки, соответствующие двум возможным значениям амплитуды, что дает в результате восемь различных состояний. Если есть восемь уникальных состояний, то в каждом из них можно передать по 3 бита (2 3 = 8).

В табл.2 показаны возможные значения для кодирования 8 QAM (8 возможных битовых комбинаций). Чем больше различных фазовых смещений и уровней амплитуды используется, тем больше битов информации можно включить в каждую точку или символ. Проблемы возникают тогда, когда точки созвездия размещены настолько близко, что из-за шумов на линии или в приемном оборудовании невозможно отличить одну точку от другой.

2) Кодирование САР – это адаптивная форма кода QAM. Этот метод позволяет корректировать значения символов, учитывая состояние линии (например, шумов) в начале соединения. При кодировании с помощью данного метода из полученной на выходе волны удаляется несущая частота. В методе САР частотное уплотнение (FDM) обеспечивает поддержку трех подканалов – телефонного канала (POTS), канала передачи нисходящего потока данных (downstream) и канала передачи восходящего потока данных (upstream).

Голосовые сигналы занимают стандартную полосу частот 0…4 кГц (см. рис.2). В методе САР осуществляется адаптация скорости передачи, исходя из состояния канала, путем модификации номера битов или цикла (т.е. размер созвездия + скорость передачи битов несущих в бодах). На это указывают различные пары несущих частот (например, 17 кГц и 136 кГц).

На рис.2 показан частотный спектр САР-модуляции. Поддерживается доступ в двух частотных диапазонах: 25-160 кГц для upstream и 240-1100 кГц (вплоть до 1,5 МГц) – для downstream.

3) Кодирование DMT (Discreate Multi - Tone modulation 0 дискретная многочастот- ная (многотоновая) модуляция) – метод передачи сигналов, в котором полная полоса пропускания делится между 255 поднесущими или подканалами с шириной полосы пропускания в 4 кГц каждая. Первый канал поднесущей используется для передачи традиционного голосового сигнала и сети POTS. Данные upstream обычно передаются по каналам 7-32 (26-128 кГц), а данные downstream – по каналам 33-250 (138-1100 кГц). В действительности, метод DMT является разновидностью уплотнения FDM. Поток входящих данных делится на N каналов, имеющих одинаковую пропускную способность, но разную среднюю частоту несущей. Использование нескольких каналов с узкой полосой пропускания дает следующие преимущества:

• какими бы ни были характеристики линии, все каналы остаются независимыми, поэтому их можно декодировать по отдельности;
• при использовании DMT коэффициент передачи подбирается таким образом, чтобы каждый канал при наличии шума мог функционировать независимо; в этом методе изменяется количество битов на подканал или тон. В результате снижается общее воздействие шума при импульсной помехе на постоянной частоте.

Основными характеристиками метода DMT являются:

На рис.3 показан частотный спектр для модуляции DMT.

Типовое включение абонентского оборудования для одновременного просмотра TV программ и доступа к Internet показано на рис.4.

Разделительный фильтр (частота разделения обычно располагается в диапазоне 6…8 МГц) иногда необоснованно называют сплиттером. По-существу, это частотный диплексер, в составе которого параллельно включены ФНЧ (фильтр нижних частот) и ФВЧ (фильтр верхних частот). В частности, такую схему проводки осуществляет компания “Стрим-ТВ”.

На рис.5,6 проиллюстрированы общие возможные схемы физической прокладки проводки в помещении клиента. На рис.5 в абонентском оборудовании (СРЕ – Customer Premises Equipment) имеются интегрированные разветвители сети POTS, а на рис.6 показана линия, которая разветвляется на устройстве NID (Network Interface Device - устройство сетевого интерфейса, обычно являющееся точкой входа в здание абонента. В этой точке локальная линия связи переходит в проводку здания). В последнем случае сигнал (см. рис.6), подаваемый на обычный телефон, проходит через ФНЧ, а элементы данных, подаваемых на ответвления, проходят через ФВЧ. Такой подход гарантирует, что в обоих случаях будут получены необходимые сигналы. Обе топологии используются в зависимости от того, где должна ветвиться линия и где физически будут размещаться провода.

Помехоустойчивость DSL оценивается по критерию частоты появления ошибки (BER – Bit Error Rate) BER≤10 -7 . При понижении S/N (Signal - to - Noise) в потоке данных появляется чрезмерное количество ошибок. Под запасом помехоустойчивости понимается разница в S/N (в dB) для реальной линии и для BER =10 -7 . При понижении S/N (Signal - to - Noise) в потоке данных появляется чрезмерное количество ошибок. Под запасом помехоустойчивости понимается разница в S/N (в dB) для реальной линии и для BER =10 -7 .

В любой момент времени в линии может изменяться как уровень сигнала, так и уровень шума, вследствие чего будет изменяться и реализуемое значение S/N. Отметим, что чем выше скорость передачи в канале DSL, тем ниже значение S/N, и чем ниже скорость передачи в канале DSL, тем выше S/N. Следовательно, предел помехоустойчивости будет ниже в более длинных кабелях (снижение уровня сигнала и увеличение шумов) или при более высокой скорости передачи в канале DSL.

Технология DSL с адаптацией скорости передачи (rate adaptive DSL - RADSL) – это технология, в которой скорость передачи корректируется так, чтобы можно было сохранять необходимое значение помехоустойчивости, что позволяет поддерживать значение BER ниже 10 -7 . Испытания показывают, что оптимальные значения запаса помехоустойчивости для служб DMT составляют по 6 dB как для downstream, так и для upstream. Не стоит конфигурировать службу DSL с запасом помехоустойчивости, превышающим оптимальное значение в силу того, что система для обеспечения указанного предела будет готовиться к соединению с очень низкой скоростью передачи данных по каналу DSL. Не следует также задавать и слишком низкое значение предела помехоустойчивости (например, 1 dB), т.к. незначительное увеличение уровня шума приведет к чрезмерному количеству ошибок и процессу повторной подготовки к установлению соединения на более низкой скорости передачи по каналу DSL.

Помехоустойчивость канала DSL увеличивается при сокращении расстояния (понижается уровень шума) и увеличении диаметра провода (снижаются потери). Разумеется, что увеличение уровня мощности в линии связи также увеличит S/N, но может привести к интерференции с сигналами других служб в этом же кабеле.

Исправление ошибок в прямом направлении (FEC – Forward Error Correction) осуществляется математически на принимающем конце канала передачи без запроса на повторную передачу ошибочных данных, что позволяет эффективно использовать пропускную способность для данных пользователя. Тем не менее отметим, что даже в ситуации, когда при передаче ошибки не возникает, использование метода FEC приводит к некоторому снижению пропускной способности, т.к. при этом добавляются ненужные служебные сигналы. Отношение числа исправленных ошибок к числу неисправленных показывает эффективность алгоритма исправления ошибок или относительную интенсивность ошибок. С применением метода FEC связано использование двух основных технологий: добавление байтов FEC и перемежение.

Байты FEC также называются контрольными байтами или избыточными байтами . Байты FEC добавляются к потоку данных пользователя, предоставляя тем самым возможность установить наличие ошибочных данных. Во многих системах можно выбрать следующее число байтов FEC: 0 (отсутствуют), 2, 4, 8, 12 или 16. Очевидно, что чем больше байтов FEC, тем больше эффективность исправления ошибок. Тем не менее, следует учитывать, что чем больше количество байтов FEC, тем бо льшая часть полосы пропускания канала связи будет занята только служебными сигналами, что очень не эффективно для малозашумленных каналов. Можно добавить, что 16 байтов на фрейм (204 – 16 = 188 байт полезной информации) на скорости передачи 256 кбит/с занимают в процентном отношении бо льшую часть полосы пропускания, чем тоже количество байтов FEC на скорости передачи 8 Мбит/с.

В большинстве систем служебные сигналы FEC выделяются и вычитаются из общего потока перед тем, как сообщать о скорости передачи в канале DSL. Таким образом, наблюдаемая скорость передачи в канале DSL – это, в действительности, доступная пользователю пропускная способность.

Перемежение – это процесс перестановки пользовательских данных в определенной последовательности, используемый с целью минимизации появления последовательных ошибок в алгоритме FEC Рида-Соломона (Reed - Solomon - RS) на принимающем конце канала. Эффективность использования алгоритма RS при возникновении единичных или разнесенных во времени ошибок (не идущих последовательно) оказывается выше.

Если в линии передачи на медном проводе возникает шумовой выброс, он может воздействовать на несколько последовательно расположенных битов данных, что приведет к появлению последовательно расположенных ошибочных битов. Поскольку в передатчике данные перемежаются, то при устранении перемежения данных в приемнике не только восстанавливается исходная последовательность битов, но и происходит разнесение ошибочных битов во времени (ошибочные биты появляются в различных байтах). Следовательно, ошибочные биты уже не идут последовательно, и процесс FEC с алгоритмом RS работает более эффективно.

Уровни мощности сигнала в каналах DSL значительно выше тех, которые применяются при передаче голосовых данных. Это объясняется тем обстоятельством, что погонное затухание телефонной линии очень быстро увеличивается с ростом частоты. Так, например, чтобы нормально принять сигнал на конце линии длиной 5…6 км, потребуется мощность порядка 15…20 dBm (дБмВт) – количество децибел (dB или дБ), отсчитываемых от мощности, равной одному милливатту, рассчитываемой на сопротивлении в 600 Ом.

Уровни мощности широкополосных сигналов обычно измеряют в dBm/Гц (дБмВт/Гц). Эту величину называют спектральной плотностью мощности (PSD – Power Spectral Density):

Формула (1) справедлива для полосы канала в 1 МГц, т.е. применима только к каналу ADSL.

Не вдаваясь в технические особенности констатируем, что на работоспособность DSL каналов играют следующие факторы:

Потери кабеля увеличиваются с ростом частоты, прежде всего, из-за емкостной проводимости, распределенной вдоль линии передачи (Y С = jω С ).

Заметим также, что сопротивление медного провода значительно изменяется при колебаниях температуры окружающей среды, особенно при прокладке кабелей по телеграфным столбам, когда они находятся на солнце. Следовательно, при некоторых топологических условиях характеристики DSL канала связи могут сильно изменяться в зависимости от времени суток. С ростом температуры сопротивление провода растет. Растут и потери. А с ростом сопротивления (и связанных с ним потерь) значение S/N уменьшается в силу уменьшения уровня сигнала.

Заключение

Технологию DSL можно считать полноправной технологией, которую можно использовать на участках “последней мили” для широкополосных сетей. В различных сценариях могут использоваться отдельные разновидности технологии DSL, что зависит преимущественно от требований к расстоянию и пропускной способности. Существует множество факторов, влияющих на качество соединения, и для того, чтобы улучшить скорость передачи данных по каналу DSL и запас отношения S/N, необходимо настраивать множество параметров. Решение кроется в понимании технологии и того, какие факторы какую роль играют в соединении.

Топологии сетей DSL у различных провайдеров услуг могут сильно отличаться, поэтому не стоит думать, что если абонентское оборудование (СРЕ) для сети DSL работает на одной несущей, то оно будет работать и на другой. У разных топологий есть свои преимущества и свои недостатки, но все топологии все же широко используются.

Технология ADSL

Технология ADSL разрабатывалась в начале 90-х годов, а в 1993 году впервые появилась в телефонных сетях США. Однако широкое распространение в мире данная технология получила лишь в 1998 году.

Аббревиатура ADSL расшифровывается как Asymmetric Digital Subscriber Line «Ассиметричная цифровая абонентская линия» что изначально подразумевает в данной технологии различие скоростей передачи данных от абонента и обратно.

Технология ADSL подразумевает следующие принципы и стандарты:

Ассиметричность ADSL подразумевает большой объем передачи данных к абоненту (видео, звук, программы и т. п.) и малый объем данных исходящих от абонента (команды и запросы). Поэтому технология ADSL наиболее подходящий вариант работы с сетями интернета.

ADSL модемы передают данные намного быстрее, чем обычные аналоговые модемы, используя те же телефонные линии. ADSL обеспечивает высокоскоростной широковещательный доступ. Скорость передачи данных достигает 8 Мбит/с (однако стандарт определяет максимальную скорость в 2 Мбит/с).

ADSL работает по имеющейся телефонной проводке, при этом не занимает телефонный канал. Таким образом, позволяет одновременно пользоваться телефонным аппаратом и осуществлять доступ в интернет.

Фактически ADSL модем образует три канала:
- высокоскоростной канал передачи данных из сети в компьютер (скорость - от 32 Кбит/с до 8 Мбит/с),
- скоростной канал передачи данных из компьютера в сеть (скорость - от 32 Кбит/с до 1 Мбит/с),
- обычный канал телефонной связи, по которому ведутся телефонные разговоры.

Скорость передачи данных зависит от используемого оборудования, длины и качества телефонной линии.

ADSL не требует, как аналоговый модем, набора номера для установления соединения с сетью.

Обычно телефонные сервисы используют минимальную часть пропускной способности телефонной линии, ADSL занимает оставшуюся часть для реализации высокоскоростной передачи.

Общая топология сети, построенной на технологии ADSL .

При доступе к сети со стороны АТС должен располагаться мультиплексор доступа ADSL - DSLAM. Он выделяет подканалы из общего канала. Они соответственно делятся на голосовой канал и высокоскоростной канал. Голосовой подканал отправляется на АТС, а высокоскоростной на маршрутизатор.

Помимо модема ADSL на абонентской стороне ставится дополнительное устройство называемое ADSL-сплиттер, предназначенный для разделения частот данных и голоса.

Качество связи от типа АТС не зависит. Аппаратура ADSL не влияет на работу таких устройств как телефоны, факсы и модемы. На линии без помех могут работать любые устройства, не использующие частотное уплотнение (используется устройствами охранной сигнализации, блокираторы, АВУ, НЧ/ВЧ).

В отношении цена/качество ADSL модемы превосходят обычные аналоговые модемы. Стоимость ADSL модемов практически сравнима с качественным аналоговым модемом. А по качеству связи и скорости передачи намного опережают аналоговые модемы.

В наши дни доступ в интернет нужен практически всем. Будь то работа, развлечения, общение – глобальная сеть повсеместно вошла в нашу жизнь. Для обеспечения доступа в интернет дома или в офисе необходим модем, который позволит подключить к сети все необходимые устройства. В крупных городах провайдеры предлагают оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы, которые позволяют получить быстрое и стабильное соединение. Однако для проведения таких кабелей необходимо, чтобы количество пользователей позволяло заполнить всю полосу пропускания кабеля – иначе это просто не выгодно. Поэтому возможность подобного соединения предоставляется бизнесом далеко не везде. Особенно это касается небольших городов, посёлков и деревень. А что делать, если такие услуги не предоставляются, а интернет всё равно нужен?

Существуют разные варианты, и один из лучших – использование витой пары абонентских телефонных проводов. Многие с ужасом вспомнят неработающий телефон во время использования интернета. Однако технологии уже давно ушли далеко вперёд. Сегодня наиболее распространены и эффективны технологии xDSL. DSL переводится как цифровая абонентская линия (digital subscriber line). Эта технология позволяет добиться довольно высокой скорости передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не занимая телефон. Дело в том, что для передачи голоса используется диапазон частот от 0 до 4 кГц, в то время как по медному телефонному кабелю можно передать сигналы с частотой до 2,2 МГц, и именно участок от 20 кГц до 2,2 МГц использует технология xDSL. На скорость и стабильность такого соединения влияет длина кабеля, то есть чем дальше от вашего модема находится телефонный узел (или другой модем в случае создания сети), тем ниже будет скорость передачи данных. Стабильность сети обусловлена тем, что поток данных идёт от пользователя напрямую к узлу, на его скорость не влияют другие пользователи. Важный фактор: для предоставления xDSL соединения не нужно проводить замену кабелей, что делает теоретически возможным подключение интернета везде, где есть телефон (зависит от наличия такой услуги у провайдера).

Модем xDSL станет связующим звеном между телефонным кабелем и вашими устройствами (или маршрутизатором), однако при выборе конкретной модели нужно учитывать целый ряд характеристик, которые подойдут именно вам.

Чем различаются модемы xDSL

Технологии xDSL

Технология ADSL переводится как асимметричная цифровая абонентская линия. Это значит, что скорость передачи входящих и исходящих данных различается. В данном случае скорость приёма данных равна 8 Мбит/с, а передачи – 1,5 Мбит/с. При этом максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема в случае создания сети) равно 6 км. Но максимальная скорость возможная лишь на минимальном расстоянии от узла: чем дальше, тем она ниже.

Технология ADSL2 гораздо лучше использует пропускную способность провода. Главное его отличие – возможность распределять информацию по нескольким каналам. То есть он использует, к примеру, пустующий исходящий канал, когда входящий перегружен, и наоборот. Благодаря этому его скорость приёма данных равна 12 Мбит/с. Скорость передачи осталась такой же, как в ADSL. При этом максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема) – уже 7 км.

Технология ADSL2+ удваивает скорость входящего потока данных благодаря увеличению используемого диапазона частот до 2,2 МГц. Таким образом, скорость приёма данных уже равна 24 Мбит/с, а передачи – 2 Мбит/с. Но такая скорость возможна лишь на расстоянии менее 3 км от узла – дальше она становится аналогичной технологии ADSL2. Преимущество оборудования, работающего с технологией ADSL2+, заключается в том, что оно совместимо с предыдущими стандартами ADSL.

Технология SHDSL - стандарт высокоскоростной симметричной передачи данных. Это значит, что скорости приёма и отдачи одинаковы – 2,3 Мбит/с. При этом эта технология может работать с двумя медными парами – тогда скорость удваивается. Максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема) равно 7,5 км.

Технология VDSL обладает максимальной скоростью передачи данных, но существенно ограничена расстоянием от узла. Она работает как в ассиметричном, так и в симметричном режимах. В первом варианте скорость приёма данных доходит до 52 Мбит/с, а передачи – 2,3 Мбит/с. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Однако высокие скорости доступны на расстоянии не более 1,3 км от узла.

При выборе xDSL модема необходимо ориентироваться на расстояние до телефонного узла (или другого модема). Если оно небольшое, можно смело ориентироваться на VDSL, если же узел далеко – стоит выбрать ADSL2+. При наличии двух медных пар проводов можно обратить внимание и на SHDSL.

Стандарты Annex

Стандарт Annex A - использует для передачи данных частоты с 25кГц до 138кГц, и для получения данных - с 200кГц до 1,1МГц. Это обычный стандарт для технологии ADSL.

Стандарт Annex L позволяет увеличить максимальное расстояние связи до 7 км благодаря увеличению мощности на низких частотах. Но этот стандарт используют не все провайдеры из-за создания помех.

Стандарт Annex M позволяет увеличить скорость исходящего потока до 3,5 Мбит/с. Но на практике скорость соединения колеблется от 1,3 до 2,5 Мбит/с. Для бесперебойного соединения этот стандарт требует телефонную линию без повреждений.

DHCP-сервер

Порты USB

Настройка и управление

Telnet – это сетевой протокол для удалённого доступа к компьютеру с помощью командного интерпретатора. С его помощью настраивать модем можно с не подключенных к нему устройств. Это удобно для небольших цепей из модемов дома и в офисе.

SNMP - стандартный интернет-протокол для управления устройствами в IP-сетях, функционирующих на базе архитектуры TCP/IP (средство для обмена информацией между устройствами, объединенными в сеть). С помощью протокола SNMP программное обеспечение для управления сетевыми устройствами может получать доступ к информации, которая хранится на управляемых устройствах. Благодаря этому он наиболее часто применяется при построении офисных сетей.

Критерии выбора

Напомним, что при выборе xDSL-модема важно знать характеристики телефонной сети: длину кабеля до телефонного узла, количество медных пар кабеля и его качество, предложения и возможности провайдера. Важно отсутствие помех на линии, которые обусловлены пересечением пар кабеля или его низким качеством.

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 была предложена 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 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.

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.

Сегодня технология передачи данных, получившая название ADSL получила довольно широкое распространение. Она входит в группу технологий под названием xDSL и повсеместно используется для организации недорогого и достаточно качественного подключения к глобальной сети. Аббревиатура расшифровывается как асимметричная цифровая абонентская линия (Asymmetric Digital Subscriber Line). С помощью этой технологии обеспечивается высокоскоростной доступ к сети интернет, передача информации, работа с интерактивными службами.

Сущность этого метода передачи данных, как, впрочем, и всех технологий xDSL, заключается в том, что в качестве высокоскоростного тракта используется обычный двужильный провод телефонных сетей. Ранее телефонные сети уже задействовали для передачи информации, для чего применялись dial-up модемы. Однако скорость соединения, организованная подобным образом не превышала 56кбит/с. В случае с ADSL скорость передачи данных может достигать весьма высоких показателей, в среднем до 8 Мбит/с на загрузку и до 2 Мбит/с на отдачу (теоретически возможно получение 24 Мбит/с в нисходящем потоке и 3,5 Мбит/с в восходящем).

Столь высокие результаты достигаются за счет полного использования ресурсов линии и применения двух модемов, одного на стороне пользователя, а другого – на телефонной станции. Кроме того, в телефонном проводе организуется сразу три потока передачи: информации: входящий и исходящий потоки, а также поток для голосовой связи. Работа телефона и сетевого соединения не зависят друг от друга, что дает возможность пользоваться телефонной связью даже во время соединения с интернетом.

Взаимные помехи исключены – телефонный канал надежно защищен фильтрующей системой, он использует диапазон частот 0,3-3,4 кГц, а нижняя граница диапазона передачи информации - 26 кГц. Высокая скорость передачи данных обусловлена применением особых алгоритмов сжатия и преобразования информации. Преобразование цифрового сигнала в аналоговый, передача его по телефонному кабелю и расшифровка происходит чрезвычайно быстро. После этого полученный цифровой сигнал поступает к провайдеру, обеспечивающему доступ к интернету.

Основными достоинствами технологии ADSL являются:

• высокая скорость обмена данными (превышает скорость коммутируемых соединений минимум в 50 раз);
• постоянно готовое к работе соединение, не требующее набора телефонного номера;
• полное использование ресурсов линии;
• одновременное использование телефона и подключения к сети;
• возможность изменять скорость подключения в случае необходимости без замены оборудования;
• экономически выгодная модель организации подключения.

Однако у технологии ADSL есть и недостатки:

• прежде всего – зависимость от состояния телефонной линии, сопротивления кабеля, затухания сигнала, уровня шумов;
• максимальное удаление до АТС – 6 км (как правило, реальное удаление конечного пользователя до порта – от 3.5км до 5.5 км);
• необходимость модернизации линий (телефонный распределительный провод, применяемый в большинстве случаев необходимо заменить на витую пару);
• необходимость приобретения абонентского оборудования (модема);
• отсутствие возможности прямого соединения в сеть нескольких конечных абонентов через инфраструктуру ADSL;
• слово Asymmetric в названии технологии подразумевает преобладание объема входящего трафика над исходящим (затрудняет использование пиринговых сетей, видеосвязи и высококачественного онлайн-телевидения).

Итак, на сегодняшний день ADSL является сравнительно дешевым и простым способом организации массового подключения к сети интернет. Разумеется, эта технология уже несколько устарела и является вторичной, ведь ей на смену стремительно развивается инфраструктура сетей, организованных с помощью оптоволоконных кабелей по технологии Ethernet и беспроводных сетей WiMax (Wi-Fi).

Тем не менее, пока, несмотря на все недостатки и ограничения, реальной альтернативы xDSL в целом и ADSL, в частности, нет. Разумеется, со временем, в среднесрочной перспективе, оптоволоконные сети полностью вытеснят xDSL с рынка организации доступа, а в долгосрочной перспективе, очевидно, будущее интернета - за беспроводными сетями. А пока более половины подключений к сети интернет осуществлено с помощью технологий xDSL и прямо сейчас сдавать позиции эти технологии не собираются, видоизменяясь и эволюционируя. Яркие примеры такого развития – новые технологии ADSL 2 и ADSL 2+…

Обзоры технологий

Dell R630 – отличный сервер от компании-лидера

Обзор игровой консоли Xbox 360