ADSLnet – мережевий блог. Типи технологій xDSL

09.10.2023

Ми всі знайомі з аналоговими модемами. Ці вірні провідники у світ Інтернету протягом багатьох років залишалися єдиними, хто міг надати нам можливість обмінюватися інформацією між комп'ютерами. Така ситуація тривала досить тривалий час. Потреба зміні засад була викликана стрімким зростанням популярності Інтернету. Нові технології сайтобудування з активним застосуванням мультимедійних компонентів, пакетна передача голосу – все це вимагало збільшення швидкості передачі та розширення можливостей доступу. На жаль, аналогові модеми вже не можуть впоратися із тим потоком інформації, якого вимагає час. В даний час навіть максимально доступна швидкість 56к призводить до хворобливого очікування і розладів нервової системи.

Однією з технологій, як показав час найбільш успішною, стала технологія xDSL (Digital Subscribe Line). Вона дозволяє досягати мегабітних швидкостей передачі даних по старій добрій телефонній лінії (POTS). Можна з великою впевненістю припустити, що саме ця обставина, а так само низька ціна кінцевого обладнання, відіграла визначальну роль у розвитку xDSL.

Вже понад півстоліття, практично в кожному будинку, є телефон, пов'язаний витою парою мідних проводів з телефонною станцією. За звичайних умов ми користуємося ним для голосових переговорів з іншими абонентами телефонної мережі. Тобто. при цьому по лінії передаються аналогові сигнали в досить вузькому частотному діапазоні, цілком прийнятному для спілкування. За наявності комп'ютера та гострого бажання не залишитися на самоті, ця лінія може бути доповнена модемом, який використовує цифро-аналогове перетворення на стороні абонента передачі сигналу в лінію і зворотне прийому. Та ж схема використовується і на приймальній стороні.

Але при передачі аналогового сигналу використовується лише невелика частина смуги пропускання кручений пари мідних проводів. Максимально доступна швидкість передачі може досягати 56к. І це теоретична межа, тобто подальше збільшення швидкості, використовуючи аналогові модеми, досягти не вдасться.

Що ж до технології DSL, то вона виключає перетворення цифрового сигналу в аналоговий і навпаки. Дані надходять на ваш комп'ютер саме в цифровій формі, це дозволяє суттєво розширити смугу частот, що використовується. Крім того, можливе поділ спектру сигналів, що використовуються для телефонного зв'язку та DSL, що дозволяє одночасно насолоджуватися високошвидкісним Інтернетом та розмовляти при цьому по телефону, надсилати та приймати факсимільні послання тощо.

Що говорить теорія?

Можливість застосування звичайної пари мідних дротів зумовлено розвитком нових методів цифрової обробки сигналів. Модеми створюють кілька каналів, використовуючи доступний діапазон частот лінії, за допомогою частотного мультиплексування (Frequency Divison Multiplexing, FDM) або луна. FDM поділяє діапазон на два: один – для доставки, а інший – для доступу.

Канал доставки поділяється на кілька низько- та високошвидкісних каналів за допомогою тимчасового мультиплексування. Шлях доступу мультиплексується до низькошвидкісних каналів, накладаючись на канали доставки. Локальні луна-подавлювачі використовуються для відділення прямого від зворотного трафіку, багато в чому аналогічно тому, як це робиться у випадку аналогових модемів.

Що стосується методів модуляції, то в даний час найбільшого поширення набула "дискретна багатотональна модуляція" (Discrete Multitone, DMT). Вона, до речі, є стандартною для ADSL.

ADSL використовує частоти від 0 до 1.1 МГц. Діапазон від 0 до 4 кгц зарезервований для аналогових телефонних ліній. Якщо трафік передається лише від станції до абонента, то DMT поділяє діапазон між 26 кГц та 1.1 МГц на 249 каналів по 4 кГц, кожен з яких можна розглядати як еквівалент модему. DMT також виділяє 25 дуплексних каналів для трафіку в обох напрямках. Якщо канал не проходить через перешкоди, він може виключатися з роботи. Зі збільшенням відстані, перешкод на лінії стає дедалі більше, відповідно швидкість передачі падає.

Типи технологійxDSL

DSL об'єднує під своїм крилом одразу кілька технологій цифрового абонентського доступу. Для користувача важливо зрозуміти різницю між ними при виборі обладнання. Найбільше значення має відношення відстані до базової станції швидкості передачі даних, а так само різниця між швидкостями "низхідного" (від мережі до користувача) і "вхідного" (від користувача до мережі) потоку даних.

Отже, DSL є набором наступних технологій:

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line – асиметрична цифрова абонентська лінія)

Набула найбільшого поширення завдяки простій інсталяції, можливості одночасної роботи телефону та високошвидкісної передачі даних щодо низької вартості підключення. Ця технологія ідеально підходить для невеликих офісів та домашніх користувачів так само своєю асиметрією. Як відомо, потік даних до абонента значно вище, ніж зворотний, т.к. в основному інформація з мережі виходить користувачем (сайти, файли тощо). ADSL забезпечує швидкість даних до користувача в межах до 8 Мбіт/с і швидкість від користувача до 768 Кбіт/с. Причому ця швидкість може бути досягнута тільки на відстані до 2 км по проводах діаметром 0.4 мм (найпоширеніший у нашій країні). При збільшенні відстані швидкість передачі зменшується. Максимальна дальність становить приблизно 4.5-5.5 км. при діаметрі дроту 0.4.

Найпростіший варіант ADSL. Забезпечує швидкість "низхідного" потоку до 1.5 Мбіт/с і швидкість "висхідного" потоку до 512 Кбіт/с

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line – цифрова абонентська лінія IDSN)

Забезпечує передачу даних на швидкостях до 144 Кбіт/с в обох напрямках (дуплекс). Відмінність від звичного ISDN полягає в тому, що IDSL технологія, що не комутується, тобто користувачеві не потрібно додзвонюватися до провайдера. Власне, це особливість усієї лінійки DSL.

HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line – високошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Технологія HDSL передбачає організацію симетричної лінії передачі даних, тобто швидкості передачі даних від користувача до мережі та з мережі до користувача рівні. Завдяки швидкості передачі (1.544 Мбіт/с по двох парах проводів та 2.048 Мбіт/с за трьома парами проводів) телекомунікаційні компанії використовують технологію HDSL як альтернативу лініям T1/E1. (Лінії Т1 використовуються в Північній Америці та забезпечують швидкість передачі даних 1.544 Мбіт/с, а лінії Е1 використовуються в Європі та забезпечують швидкість передачі даних 2.048 Мбіт/с.) Хоча відстань, на яку система HDSL передає дані (а це порядку 3.5 – 4.5 км), менше, аніж за використанні технології ADSL, для недорогого, але ефективного, збільшення довжини лінії HDSL телефонні компанії можуть встановити спеціальні повторювачі. Використання для організації лінії HDSL двох або трьох кручених пар телефонних проводів робить цю систему ідеальним рішенням для з'єднання УВАТС, серверів Інтернету, локальних мереж тощо. Технологія HDSL2 є логічним наслідком розвитку технології HDSL. Дана технологія забезпечує характеристики, аналогічні технології HDSL, але використовує лише одну пару проводів.

SDSL (Single Line Digital Subscriber Line – однолінійна цифрова абонентська лінія)

Також як і технологія HDSL, технологія SDSL забезпечує симетричну передачу даних зі швидкостями, що відповідають швидкостям лінії Т1/Е1, але при цьому технологія SDSL має дві важливі відмінності. По-перше, використовується лише одна кручена пара проводів, а по-друге, максимальна відстань передачі обмежена 3 км. У межах цієї відстані технологія SDSL забезпечує, наприклад, роботу системи організації відеоконференцій, коли потрібно підтримувати однакові потоки передачі в обидва напрями. У певному сенсі, технологія SDSL є попередником технології HDSL2.

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line (надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Технологія VDSL є найбільш "швидкою" технологією xDSL. Вона забезпечує швидкість передачі даних "низхідного" потоку в межах від 13 до 52 Мбіт/с, а швидкість передачі даних "висхідного" потоку в межах від 1.5 до 2.3 Мбіт/с, причому по одній кручений парі телефонних проводів. У симетричному режимі підтримуються швидкості 26 Мбіт/с. Технологія VDSL може розглядатися як економічно ефективна альтернатива прокладання волоконно-оптичного кабелю до кінцевого користувача. Однак максимальна відстань передачі даних для цієї технології становить від 300 до 1300 метрів. Тобто або довжина абонентської лінії не повинна перевищувати даного значення, або оптико-волоконний кабель повинен бути підведений ближче до користувача (наприклад, заведений у будівлю, в якій знаходиться багато потенційних користувачів). Технологія VDSL може використовуватися з тією ж метою, що і ADSL.

Отже, можна підбити підсумки. Ми познайомилися з багатьма різновидами сімейства технологій DSL. Вони різняться за швидкостями передачі даних, відстанню, способам підключення, але у будь-якому разі, по-перше, xDSL забезпечує в рази більшу швидкість, ніж аналогові модеми. Друга перевага полягає у зручності роботи: відсутності додзвону, постійності з'єднання. Вам не потрібно постійно набирати номер провайдера, щоб увійти в мережу і турбуватися про те, що з'єднання може в будь-який момент розірватися. І одна з найсмачніших рис: ваш телефон завжди вільний. Домашні знайдуть нарешті можливість безболісно спілкуватися по телефону в той час, як ви борозните простори всесвітньої мережі і ви ніколи не пропустите настільки важливий для вас дзвінок.

Всі ці можливості дозволять вам забути про проблеми, пов'язані з доступом в Інтернет. Мережа буде від вас на відстані натискання кнопки Power на системному блоці комп'ютера.

Профтелеком - Огляд технології xDSL. Що говорить теорія? Типи технологій xDSL

Більш високошвидкісною альтернативою аналоговим модемам є ISDN (Рис. 1 ) .

ISDN (Integrated Service Digital Network)

Інтегральна цифрова мережа зв'язку. Забезпечує передачу даних із мідних проводів зі швидкістю до 144 Кбіт/с. Цифрові лінії, розроблені для передачі даних, розділені на три логічні канали: два канали для передачі інформації (голосу, даних і відео) і один канал D для передачі сигналів управління

Мал. 1 Мережа ISDN

PAM (Pulse amplitude modulation)

Амплітудно-імпульсна модуляція, пряма, немодульована передача)

DSL (Digital Subscriber Line)

Цифрова абонентська лінія. Комунікаційна технологія, що дозволяє передавати дані по мідних лініях, що є абонентськими шлейфами телефонної мережі загального користування. Має значно більшу швидкість передачі даних, ніж аналогові модеми.

xDSL (Digital Subscriber Line)

Цифрова лінія DSL (xDSL). "х" замінює собою позначення типу технології. Технології xDSL дозволяють використовувати мідні абонентські лінії не тільки для звичайного телефонного зв'язку, але й для одночасної високошвидкісної передачі даних між обладнанням, встановленим на телефонній станції, та обладнанням, встановленим у користувача. Завдяки використанню модуляційних технологій телефонні лінії дозволяють одночасно передавати потік даних від телефонної станції до користувача, від користувача до телефонної станції, а також сигнали звичайного телефонного зв'язку (тобто голос).

ISDN використовується 4-рівневий лінійний код PAM, відомий як 2B1Q, був розроблений компанією BT Laboratories. ETSI (Європейський інститут телекомунікаційних стандартів) адаптував цей код для Європи і також як альтернативу розробив лінійний код 4B3T (MMS43), що використовується в основному в Німеччині.

Скорочення DSL (Digital Subscriber Line – Цифрова абонентська лінія) спочатку використовувалося по відношенню до ISDN-BA (доступ базового рівня до цифрової мережі зв'язку з інтеграцією послуг).

TP (Twisted Pair)

Скручена пара. Скручена пара мідних дротів, що використовується для з'єднання телефонного абонента з телефонною станцією. Проводи скручені між собою для мінімізації взаємного впливу пар проводів, що входять в той самий пучок кабелю.

UTP (Unshielded Twisted Pair)

Неекранована скручена пара. Кабелі з пластиковою оболонкою, що мають одну або більше скручених пар мідних дротів. Використовуються для передачі голосу та даних між телефонами та пристроями передачі даних.

Здебільшого модеми ISDN-BA використовують технологію компенсації ехо-сигналів, яка дозволяє організувати повністю дуплексну передачу на швидкості 160 Кбіт/с по одній ненавантаженій парі телефонних проводів. Трансівери ISDN-BA, у яких використовується технологія ехоподавлення, дозволяють використовувати смугу частот приблизно від 10 кГц до 100 кГц, а пік спектральної щільності потужності систем DSL, що базуються на 2B1Q, знаходиться в районі 40 кГц з першим спектральним нулем на частоті 80 кГц.

Системи ISDN-BA вигідно відрізняються тим, що можуть використовуватись на довгих телефонних лініях , і більшість абонентських ліній допускає використання даних систем. Ця технологія вже використовується протягом значного часу, і за останні роки було досягнуто значного покращення робочих характеристик трансіверів.

Передача даних по лінії DSL зазвичай здійснюється двома каналами "В" (каналах передачі інформації) зі швидкістю 64 Кбіт/с по кожному, плюс по каналу "D" (службовому каналу), яким зі швидкістю 16 Кбіт/с передаються сигнали управління і службова інформація, іноді може використовуватися для пакетної передачі даних. Це забезпечує користувачеві можливість доступу зі швидкістю 128 Кбіт/с (плюс передача службової інформації – всього 144 Кбіт/с). Додатковий службовий канал 16 Кбіт/с надається для EOC (вбудованого експлуатаційного каналу), який призначений для обміну інформацією (наприклад, статистики роботи лінії передачі даних) між LT (лінійним закінченням) та NT (мережевим закінченням). Зазвичай вбудований експлуатаційний канал недоступний кінцевому користувачеві.

Мал. 2 Концепція базового рівня ISDN-BA (DSL).

У всьому світі було встановлено кілька мільйонів ліній ISDN-BA. Потреба в лініях ISDN значно збільшилася, оскільки значно зросла потреба у високошвидкісному доступі до мережі Інтернет.

Аналогічний термін IDSN-BA.. Технологія DSL яка використовує 4-рівневий лінійний код PAM, відомий як 2B1Q. Цей код використовується в інтерфейсі ISDN "U".

Мал. 3 Структура IDSL чипсет

A/D Analog-to digital

AGC Automatic gain control

D/A Digital-to-analog

EC Echo canceller

EOC Embedded operations channel

IOM ® -2 ISDN-oriented modular 2nd generation

Технології xDSL дозволяють значно збільшити швидкість передачі даних по мідних парах телефонних проводів, не потребуючи глобальної модернізації абонентської кабельної мережі. Саме можливість перетворення існуючих телефонних ліній за умови проведення певного обсягу підготовчих технічних заходів у високошвидкісні канали передачі даних і є основною перевагою технологій xDSL.

Ці технології дозволяють значно розширити смугу пропускання мідних абонентських телефонних ліній. Будь-який абонент, який користується звичайним телефонним зв'язком, є потенційним кандидатом на те, щоб за допомогою однієї з технологій xDSL значно збільшити швидкість свого з'єднання з мережею Інтернет.. При цьому передбачено і збереження нормальної роботи звичайного телефонного зв'язку, незалежно від спілкування користувачів з мережею Інтернет (Рис. 4).

Мал. 4 Технології xDSL

Різноманітність технологій xDSL дозволяє користувачеві (з урахуванням певних обмежень, пов'язаних із довжиною та якістю абонентської лінії) вибрати відповідну саме йому швидкість передачі даних - від 32 Кбіт/с до більш ніж 50 Мбіт/с. Сучасні технології xDSL дають можливість організувати високошвидкісний доступ до Інтернету для кожного індивідуального користувача або кожного невеликого підприємства, перетворюючи звичайні телефонні кабелі на високошвидкісні цифрові канали.

Модем DSL

DSL (Digital Subscriber Line) – це абревіатура, що означає цифрову абонентську лінію. DSL-технології дозволяють з'єднувати користувачів з телефонними станціями, розширюючи при цьому частотний діапазон наявних ліній телефонної кабельної мережі.

xDSL - узагальнена абревіатура для технологій DSL. Технології хDSL дозволяють передавати дані зі швидкостями, що значно перевищують швидкості, доступні найкращим аналоговим та цифровим модемам. xDSL підтримують передачу голосу, високошвидкісну передачу даних та відеосигналів, створюючи при цьому значні переваги як абонентам, так і провайдерам. Більш того, багато технологій хDSL дозволяють поєднувати високошвидкісну передачу даних і передачу голосу по одній і тій самій мідній парі. Існуючі типи технологій хDSL, розрізняються, переважно, по використовуваної формі модуляції і швидкості передачі.

Типи технологій xDSL

Отже, DSL є набором наступних технологій:

· ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія)

· IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифрова абонентська лінія IDSN)

· HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line - високошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Технологія HDSL передбачає організацію симетричної лінії передачі даних, тобто швидкості передачі даних від користувача до мережі та з мережі до користувача рівні. Завдяки швидкості передачі (1.544 Мбіт/с по двох парах проводів та 2.048 Мбіт/с за трьома парами проводів) телекомунікаційні компанії використовують технологію HDSL як альтернативу лініям T1/E1. (Лінії Т1 використовуються в Північній Америці та забезпечують швидкість передачі даних 1.544 Мбіт/с, а лінії Е1 використовуються в Європі та забезпечують швидкість передачі даних 2.048 Мбіт/с.) Хоча відстань, на яку система HDSL передає дані (а це порядку 3.5 - 4.5 км), менше, ніж під час використання технології ADSL, для недорогого, але ефективного, збільшення довжини лінії HDSL телефонні компанії можуть встановити спеціальні повторювачі. Використання для організації лінії HDSL двох або трьох кручених пар телефонних проводів робить цю систему ідеальним рішенням для з'єднання УВАТС, серверів Інтернету, локальних мереж тощо. Технологія HDSL2 є логічним наслідком розвитку технології HDSL. Дана технологія забезпечує характеристики, аналогічні технології HDSL, але використовує лише одну пару проводів.

· SDSL (Single Line Digital Subscriber Line - однолінійна цифрова абонентська лінія)

· VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line - надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Кабельний модем

Кабельний модем- модем з вбудованим мережевим мостом, що надає можливість двосторонньої передачі по коаксіальному даних (HFC, англ. hybrid fibre-coaxial) або оптичного кабелю (RFoG, англ. Radio Frequency over Glass). Кабельні модеми зазвичай використовуються в мережах кабельного телебачення для надання широкосмугового доступу до Інтернету.

Перша високошвидкісна асиметрична кабельна модемна система була розроблена, показана та запатентована компанією Hybrid Networks у 1990 році. дані комп'ютер кабельний модем

Наприкінці 1990-х років група кабельних операторів США створила консорціум MCNS (англ. Multimedia Cable Network System) для розробки відкритої та інтероперабельної специфікації на кабельні модеми. Група фактично скомбінувала два найбільш популярні на той час пропрієтарні протоколи, взявши фізичний рівень із системи Motorola CDLP та MAC-рівень із системи LANcity. Після створення чорнового варіанта специфікації консорціум MCNS передав контроль над ним компанії CableLabs.

Розроблений CableLabs стандарт отримав назву DOCSIS (англ. Data Over Cable Service Interface Specification). Практично всі кабельні модеми, що використовуються в даний час, сумісні з тією чи іншою версією DOCSIS. Зважаючи на відмінності між європейською (PAL) та американською (NTSC) системами телебачення існують дві основні версії стандарту - DOCSIS і EuroDOCSIS, що відрізняються шириною смуги радіоканалів (6 МГц у США, 8 МГц у Європі). Третій варіант DOCSIS було розроблено у Японії.

Радіомодеми

Радіомодем це пристрій, призначений передачі цифрових даних по радіоканалу. Існують вузькосмугові та широкосмугові радіомодеми. Ми виробляємо вузькосмугові радіомодеми зі смугою передачі 25 КГц. Основна відмінність вузькосмугових радіомодемів - це низька швидкість передачі, але істотно велика дальність передачі, при тих же енергетичних витратах на передачу. Також для вузькосмугових радіомодемів потрібна невелика смуга частот, що значно полегшує отримання ліцензії на частоту. Основні сфери застосування вузькосмугових радіомодемів системи зв'язку, де не потрібна висока швидкість передачі, але потрібна велика область охоплення та висока надійність радіозв'язку. Вузькосмугові радіомодеми використовуються для дистанційного керування та отримання телеметрії зі стаціонарних і особливо рухомих об'єктів, різного призначення. Альтернативою вузькосмуговим радіомодем є стільникові системи зв'язку, сучасні стільникові телефони по своїй суті теж радіомодеми. Але на відміну від стільникових систем зв'язку, використання вузькосмугових радіомодемів хоч і потребує дозволу на радіочастоту, але при подальшій експлуатації немає жодної абонентської або іншої плати. Канал зв'язку завжди доступний, час доступу до об'єкта завжди мінімальний, трафік у мережі передбачуваний та керований, на відміну від стільникових систем, де трафік та час доступу до радіоканалу не передбачувано.

Радіомодем складається з двох основних блоків, перший блок це покращений, у порівнянні зі звичайними мовними радіостанціями, аналоговий приймач-передавач, другий цифровий блок: інтерфейсів, мікроконтролера і цифрового модулятора сигналу.

Відмінною особливістю прийомо-передавача для радіомодему є: висока стабільність опорної частоти, малий час виходу на режим! Для генератора приймача важливий низький рівень фазових шумів, а для вхідних ланцюгів приймача рівномірні: груповий час затримки (ГВЗ) та амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) у смузі пропускання. А також потрібна висока стабільність більшості параметрів у температурі. Для звичайних мовних радіостанцій вимоги до багатьох параметрів приймача-передавача та їх стабільності в температурі не настільки жорсткі. Для них зміна параметрів у температурі або спочатку істотно гірші параметри, що призводить лише до погіршення чутності мови та дальності зв'язку, а в радіомодемі подібне призводить до повної непрацездатності цифрового радіоканалу і чим вища швидкість радіомодему, тим важливіше стабільність параметрів у температурі.

Цифровий блок може складатися з одного або кількох мікроконтролерів та різних інтерфесів: RS232, RS485, RS422, зерне (ethernet). Для обробки сигналу, що приходить з радіоканалу і його модуляції при передачі, можуть використовуватися як високопродуктивні мікроконтролери типу цифрових сигнальних процесорів (DSP), так і спеціалізовані мікросхеми, які по суті є тими ж DSP з фіксованим алгоритмом роботи, ще звані модемами. У схемі використовує модем спеціалізовану мікросхему, мікропроцесор цифрового блоку здійснює тільки управління такою мікросхемою, збором і буферизацією даних.

Розглянемо коротко, як працює радіомодем. Цифрові дані, з різних інтерфейсів, надходять у цифровий мікропроцесор, який збирає, буферизує, кодує та відправляє цифрові дані або на мікросхему спеціалізованого цифрового модулятора (модем), або іноді сам здійснює цифрову модуляцію аналогового ВЧ сигналу. Далі модульований сигнал посилюється і надходить на окремий однокристальний модуль передавача і потім через зовнішню антену йде в радіоканал. На приймальній стороні аналогічний цифровий мікроконтролер безперервно контролює та оцінює рівень прийомного сигналу званий RSSI. Як тільки цей рівень перевищує певний поріг, званий порогом виявлення, що встановлюється в районі 0.5-1 мікровольт, процесор вирішує, з'явився радіосигнал і включає приймач і модем режим підстроювання та пошуку синхронізації. Після виявлення синхронізації, мікроконтролер або модем, починають обробляти і декодувати цифрові дані, що надходять з радіоканалу! Далі отримані цифрові дані надходять до зовнішнього інтерфейсу радіомодему.

Сучасний світ дозрів для використання технологій DSL. Збільшення потоків інформації, що передаються по мережі Інтернет компаніями та приватними користувачами, а також потреба в організації віддаленого доступу до корпоративних мереж, породили потребу у створенні недорогих технологій цифрової високошвидкісної передачі даних за «вузьким» місцем цифрової мережі абонентської телефонної лінії. Технології DSL дозволяють значно збільшити швидкість передачі даних мідними парами телефонних проводів без необхідності модернізації абонентських телефонних ліній. Саме можливість перетворення існуючих телефонних ліній у високошвидкісні канали передачі даних є головною перевагою технологій DSL.

То що таке технологія DSL?

Скорочення DSL розшифровується як Digital Subscriber Line (цифрова абонентська лінія). DSL є досить новою технологією, що дозволяє значно розширити смугу пропускання старих телефонних мідних ліній, що з'єднують телефонні станції з індивідуальними абонентами. Будь-який абонент, який зараз користується звичайним телефонним зв'язком, має можливість за допомогою технології DSL значно збільшити швидкість свого з'єднання, наприклад, з мережею Інтернет. Слід пам'ятати, що для організації лінії DSL використовуються існуючі телефонні лінії; Ця технологія тим і хороша, що не вимагає прокладання додаткових телефонних кабелів. В результаті ви отримуєте цілодобовий доступ до мережі Інтернет із збереженням нормальної роботи звичайного телефонного зв'язку. Ніхто з ваших друзів більше не поскаржиться, що годинами не може до вас подзвонити. Завдяки різноманітності технологій DSL користувач може вибрати відповідну саме йому швидкість передачі даних від 32 Кбіт/с до більш ніж 50 Мбіт/с. Дані технології дозволяють використовувати звичайну телефонну лінію для таких широкосмугових систем, як відео на запит або дистанційне навчання. Сучасні технології DSL приносять можливість організації високошвидкісного доступу до Інтернету в кожен будинок чи кожне підприємство середнього та малого бізнесу, перетворюючи звичайні телефонні кабелі на високошвидкісні цифрові канали. Причому швидкість передачі даних залежить лише від якості та протяжності лінії, що з'єднують користувача та провайдера. При цьому провайдери зазвичай дають можливість користувачеві самому вибрати швидкість передачі, що найбільше відповідає його індивідуальним потребам.

Як працює DSL

Телефонний апарат, встановлений у вас вдома або в офісі, з'єднується з обладнанням телефонної станції за допомогою крученої пари мідних проводів. Традиційний зв'язок призначений для звичайних телефонних розмов з іншими абонентами телефонної мережі. При цьому через мережу передаються аналогові сигнали. Телефонний апарат приймає акустичні коливання (які є природним аналоговим сигналом) і перетворює в електричний сигнал, амплітуда і частота якого постійно змінюється. Так як вся робота телефонної мережі побудована на передачі аналогових сигналів, найпростіше, звичайно, використовувати для передачі інформації між абонентами або абонентом і провайдером саме такий метод. Саме тому вам довелося прикупити на додаток до вашого комп'ютера ще й модем, який дозволяє демодулювати аналоговий сигнал і перетворити його на послідовність нулів і одиниць цифрової інформації, що сприймається комп'ютером.

При передачі аналогових сигналів використовується лише невелика частина смуги пропускання кручений пари мідних телефонних проводів; при цьому максимальна швидкість передачі, що може бути досягнута за допомогою звичайного модему, становить близько 56 Кбіт/с. DSL є технологією, яка виключає необхідність перетворення сигналу з аналогової форми в цифрову форму і навпаки. Цифрові дані передаються на ваш комп'ютер саме як цифрові дані, що дозволяє використовувати набагато більшу смугу частот телефонної лінії. При цьому існує можливість одночасно використовувати аналоговий телефонний зв'язок, і цифрову високошвидкісну передачу даних по одній і тій же лінії, розділяючи спектри цих сигналів.

Різні типи технологій DSL та короткий опис їх роботи
DSL є набір різних технологій, що дозволяють організувати цифрову абонентську лінію. Для того, щоб зрозуміти дані технології та визначити сфери їх практичного застосування, слід зрозуміти, чим ці технології різняться. Насамперед, завжди слід пам'ятати співвідношення між відстанню, на яку передається сигнал, і швидкістю передачі даних, а також різницю в швидкостях передачі «низхідного» (від мережі до користувача) і «висхідного» (від користувача до мережі) потоку даних.
DSL об'єднує під своїм дахом такі технології.

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line – асиметрична цифрова абонентська лінія)

Ця технологія є асиметричною, тобто швидкість передачі даних від мережі до користувача значно вища, ніж швидкість передачі даних від користувача до мережі. Така асиметрія, у поєднанні зі станом «постійно встановленого з'єднання» (коли виключається необхідність щоразу набирати телефонний номер і чекати на встановлення з'єднання), робить технологію ADSL ідеальною для організації доступу до мережі Інтернет, доступу до локальних мереж (ЛВС) тощо. При організації таких сполук користувачі отримують набагато більший обсяг інформації, ніж передають. Технологія ADSL забезпечує швидкість «низхідного» потоку даних у межах від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с та швидкість «висхідного» потоку даних від 640 Кбіт/с до 1,5 Мбіт/с. ADSL дозволяє передавати дані зі швидкістю 1,54 Мбіт/с на відстань до 5,5 км по одній кручений парі проводів. Швидкість передачі порядку 6 8 Мбіт/с може бути досягнута при передачі даних на відстань не більше 3,5 км по проводах діаметром 0,5 мм.

R-ADSL(Rate-Adaptive Digital Subscriber Line – цифрова абонентська лінія з адаптацією швидкості з'єднання)

Технологія R-ADSL забезпечує таку ж швидкість передачі даних, що й технологія ADSL, але при цьому дозволяє адаптувати швидкість передачі до протяжності та стану використовуваної кручений пари проводів. При використанні технології R-ADSL з'єднання різних телефонних лініях матиме різну швидкість передачі. Швидкість передачі даних може вибиратися при синхронізації лінії, під час з'єднання або сигналу, що надходить від станції.

G.Lite (ADSL.Lite)являє собою більш дешевий і простий в установці варіант технології ADSL, що забезпечує швидкість «низхідного» потоку даних до 1,5 Мбіт/с і швидкість потоку даних, що «висходить», до 512 Кбіт/с або по 256 Кбіт/с в обох напрямках.

IDSL(ISDN Digital Subscriber Line - цифрова абонентська лінія IDSN)
Технологія IDSL забезпечує дуплексну передачу даних на швидкості до 144 Кбіт/с. На відміну від ADSL, можливості IDSL обмежуються лише передачею даних. Незважаючи на те, що IDSL, як і ISDN, використовує модуляцію 2B1Q, між ними є ряд відмінностей. На відміну від ISDN лінія IDSL є лінією, що не комутується, що не призводить до збільшення навантаження на комутаційне обладнання провайдера. Також лінія IDSL є постійно включеною (як і будь-яка лінія, організована з використанням технології DSL), в той час як ISDN вимагає установки з'єднання.

HDSL(High Bit-Rate Digital Subscriber Line - високошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Технологія HDSL передбачає організацію симетричної лінії передачі даних, тобто швидкості передачі даних від користувача до мережі та з мережі до користувача рівні. Завдяки швидкості передачі (1,544 Мбіт/с по двох парах проводів та 2,048 Мбіт/с за трьома парами проводів) телекомунікаційні компанії використовують технологію HDSL як альтернативу лініям T1/E1. (Лінії Т1 використовуються в Північній Америці та забезпечують швидкість передачі даних 1,544 Мбіт/с, а лінії Е1 використовуються в Європі та забезпечують швидкість передачі даних 2,048 Мбіт/с.) Хоча відстань, на яку система HDSL передає дані (а це близько 3,5 4,5 км), менше, ніж при використанні технології ADSL, для недорогого, але ефективного, збільшення довжини лінії HDSL телефонні компанії можуть встановити спеціальні повторювачі. Використання для організації лінії HDSL двох або трьох кручених пар телефонних проводів робить цю систему ідеальним рішенням для з'єднання УВАТС, серверів Інтернету, локальних мереж тощо. Технологія HDSL2 є логічним наслідком розвитку технології HDSL. Дана технологія забезпечує характеристики, аналогічні технології HDSL, але використовує лише одну пару проводів.

SDSL(Single Line Digital Subscriber Line – однолінійна цифрова абонентська лінія)

VDSL(Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line - надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія)

Технологія VDSL є найшвидшою технологією xDSL. Вона забезпечує швидкість передачі даних «низхідного» потоку в межах від 13 до 52 Мбіт/с, а швидкість передачі даних «висхідного» потоку в межах від 1,5 до 2,3 Мбіт/с, причому по одній кручений парі телефонних проводів. У симетричному режимі підтримуються швидкості 26 Мбіт/с. Технологія VDSL може розглядатися як економічно ефективна альтернатива прокладання волоконно-оптичного кабелю кінцевого користувача. Однак максимальна відстань передачі даних для цієї технології становить від 300 метрів до 1300 метрів. Тобто або довжина абонентської лінії не повинна перевищувати даного значення, або оптико-волоконний кабель повинен бути підведений ближче до користувача (наприклад, заведений у будівлю, в якій знаходиться багато потенційних користувачів). Технологія VDSL може використовуватися з тією ж метою, що і ADSL; крім того, вона може використовуватися для передачі сигналів телебачення високої чіткості (HDTV), відеозапиту і т.п.

По-перше, технології DSL забезпечують високу швидкість передачі. Різні варіанти технологій DSL забезпечують різну швидкість передачі даних, але в будь-якому випадку ця швидкість набагато вища за швидкість найшвидшого аналогового модему.
По-друге, технології DSL залишають можливість користуватися звичайним телефонним зв'язком, незважаючи на те, що використовують для своєї роботи абонентську телефонну лінію. Використовуючи технології DSL вам більше не потрібно турбуватися про те, що ви не отримаєте вчасно важливе повідомлення, або про те, що для звичайного телефонного дзвінка вам потрібно буде вийти з мережі Інтернет.

І, нарешті, лінія DSL завжди працює. З'єднання завжди встановлено, і вам більше не потрібно набирати телефонний номер і чекати на встановлення з'єднання, кожного разу, коли ви хочете підключитися. Не доведеться більше турбуватися про те, що в мережі станеться випадкове роз'єднання, і ви втратите зв'язок саме в той момент, коли завантажуєте з мережі дані, які вам просто необхідні. Електронну пошту ви отримаєте в момент надходження, а не тоді, коли вирішите її перевірити. Загалом лінія буде працювати завжди, а ви будете завжди на лінії.

У наші дні доступ в інтернет потрібний практично всім. Будь то робота, розваги, спілкування – глобальна мережа повсюдно увійшла до нашого життя. Для забезпечення доступу до Інтернету вдома або в офісі необхідний модем, який дозволить підключити до мережі всі необхідні пристрої. У великих містах провайдери пропонують оптико-волоконні та волоконно-коаксіальні системи, які дозволяють отримати швидке та стабільне з'єднання. Однак для таких кабелів необхідно, щоб кількість користувачів дозволяла заповнити всю смугу пропускання кабелю – інакше це просто не вигідно. Тому можливість такого з'єднання надається бізнесом далеко не скрізь. Особливо це стосується невеликих міст, селищ та сіл. А що робити, якщо такі послуги не надаються, а інтернет все одно потрібний?

Існують різні варіанти, і один із найкращих – використання крученої пари абонентських телефонних проводів. Багато хто з жахом згадає непрацюючий телефон під час використання інтернету. Однак, технології вже давно пішли далеко вперед. Сьогодні найбільш поширені та ефективні технології xDSL. DSL переводиться як цифрова абонентська лінія (digital subscriber line). Ця технологія дозволяє досягти досить високої швидкості передачі даних по мідних парах телефонних проводів, при цьому не займаючи телефон. Справа в тому, що для передачі голосу використовується діапазон частот від 0 до 4 кГц, тоді як по мідному телефонному кабелю можна передати сигнали з частотою до 2,2 МГц, і саме ділянка від 20 кГц до 2,2 МГц використовує технологію xDSL . На швидкість та стабільність такого з'єднання впливає довжина кабелю, тобто чим далі від вашого модему знаходиться телефонний вузол (або інший модем у разі створення мережі), тим нижчою буде швидкість передачі даних. Стабільність мережі обумовлена тим, що потік даних йде від користувача до вузла, на його швидкість не впливають інші користувачі. Важливий фактор: для надання xDSL з'єднання не потрібно проводити заміну кабелів, що робить теоретично можливим підключення інтернету скрізь, де є телефон (залежить від такої послуги у провайдера).

Модем xDSL стане сполучною ланкою між телефонним кабелем і вашими пристроями (або маршрутизатором), проте при виборі конкретної моделі потрібно враховувати низку характеристик, які підійдуть саме вам.

Чим відрізняються модеми xDSL

Технології xDSL

В абревіатурі xDSL літера «x» має на увазі першу літеру технології DSL. Технології xDSL розрізняються по відстані передачі сигналу, швидкості передачі даних, а також різниці в швидкостях передачі вхідного та вихідного трафіку.

Технологія ADSL перекладається як асиметрична цифрова абонентська лінія. Це означає, що швидкість передачі вхідних та вихідних даних відрізняється. У разі швидкість прийому даних дорівнює 8 Мбіт/с, а передачі – 1,5 Мбіт/с. При цьому максимальна відстань від телефонного вузла (або іншого модему у разі створення мережі) дорівнює 6 км. Але максимальна швидкість можлива лише на мінімальній відстані від вузла: що далі, то вона нижча.

Технологія ADSL2 набагато краще використовує пропускну здатність дроту. Головна його відмінність – можливість розподіляти інформацію кількома каналами. Тобто він використовує, наприклад, вихідний канал, що порожній, коли вхідний перевантажений, і навпаки. Завдяки цьому його швидкість прийому даних дорівнює 12 Мбіт/с. Швидкість передачі залишилася такою самою, як у ADSL. При цьому максимальна відстань від телефонного вузла (або іншого модему) вже 7 км.

Технологія ADSL2+ подвоює швидкість вхідного потоку даних завдяки збільшенню діапазону частот, що використовується, до 2,2 МГц. Таким чином, швидкість прийому даних вже дорівнює 24 Мбіт/с, а передачі – 2 Мбіт/с. Але така швидкість можлива лише на відстані менше ніж 3 км від вузла – далі вона стає аналогічною технології ADSL2. Перевага обладнання, що працює з технологією ADSL2+, полягає в тому, що воно сумісне з попередніми стандартами ADSL.

Технологія SHDSL – стандарт високошвидкісної симетричної передачі даних. Це означає, що швидкості прийому та віддачі однакові – 2,3 Мбіт/с. При цьому ця технологія може працювати із двома мідними парами – тоді швидкість подвоюється. Максимальна відстань від телефонного вузла (або іншого модему) дорівнює 7,5 км.

Технологія VDSL має максимальну швидкість передачі даних, але істотно обмежена відстанню від вузла. Вона працює як у асиметричному, і у симетричному режимах. У першому варіанті швидкість прийому даних сягає 52 Мбіт/с, а передачі – 2,3 Мбіт/с. У симетричному режимі підтримуються швидкості 26 Мбіт/с. Проте високі швидкості доступні з відривом трохи більше 1,3 км від вузла.

При виборі модему xDSL необхідно орієнтуватися на відстань до телефонного вузла (або іншого модему). Якщо воно невелике, можна сміливо орієнтуватися на VDSL, якщо вузол далеко – варто вибрати ADSL2+. За наявності двох мідних пар дротів можна звернути увагу і на SHDSL.

Стандарти Annex

Annex - різновид стандартів ADSL передачі високошвидкісних даних разом із аналогової телефонією (звичайним телефоном).

Стандарт Annex A - використовує передачі даних частоти з 25кГц до 138кГц, й у отримання даних - з 200кГц до 1,1МГц. Це стандартний стандарт для технології ADSL.

Стандарт Annex L дозволяє збільшити максимальну відстань до 7 км завдяки збільшенню потужності на низьких частотах. Але цей стандарт використовують не всі провайдери через перешкоди.

Стандарт Annex M дозволяє збільшити швидкість вихідного потоку до 3,5 Мбіт/с. Але практично швидкість з'єднання коливається від 1,3 до 2,5 Мбіт/с. Цей стандарт вимагає безперебійного з'єднання без пошкоджень.

DHCP-сервер

Абревіатура DHCP перекладається як протокол динамічного налаштування вузла. DHCP-сервер – це програма, що дозволяє провести автоматичне налаштування локальних комп'ютерів для роботи в мережі. Вона видає клієнтам IP-адреси (унікальні ідентифікатори пристрою, підключеного до локальної мережі або Інтернету), а також додаткові параметри, необхідні для роботи в мережі. Це дозволить вам не прописувати IP вручну, що полегшить роботу в мережі. Однак потрібно врахувати, що для таких пристроїв, як мережні принтери, і для постійного віддаленого доступу до комп'ютера за допомогою спеціальних програм буде бажаним статистичний, а не динамічний IP, оскільки постійна зміна IP викликає складності.

Порти USB

На сьогоднішній день існує два варіанти організації підключення до мережі інтернет за ADSL-технологією: через USB-порт та через Ethernet-порт.
Зовнішній USB ADSL-модем підключається до комп'ютера за допомогою USB-порту. Живлення він отримує від комп'ютера. Переваги таких модемів: низька вартість та простота використання. Мінусами можна назвати сумісність не з усіма комп'ютерами, необхідність регулярної переустановки драйверів, робота лише з одним пристроєм.
ADSL-модем, що підключається до пристрою через Ethernet-порт, працюватиме стабільніше. Але для використання з кількома пристроями він повинен мати функцію маршрутизатора або технологію Wi-Fi.

Налаштування та керування

Налаштування та управління модемами найчастіше здійснюється за допомогою трьох технологій: Web-інтерфейс, Telnet та SNMP.
Web-інтерфейс – це функція, що дозволяє здійснювати налаштування та керування через браузер комп'ютера. Цього варіанта буде достатньо домашнього використання модему.

Telnet – це мережевий протокол для віддаленого доступу до комп'ютера за допомогою командного інтерпретатора. З його допомогою налаштовувати модем можна з не підключених до нього пристроїв. Це зручно для невеликих кіл з модемів вдома та в офісі.

SNMP – стандартний інтернет-протокол для управління пристроями в IP-мережах, що функціонують на базі архітектури TCP/IP (засіб для обміну інформацією між пристроями, об'єднаними в мережу). За допомогою протоколу SNMP програмне забезпечення для керування мережними пристроями може отримувати доступ до інформації, яка зберігається на керованих пристроях. Завдяки цьому він найчастіше застосовується при побудові офісних мереж.

Критерії вибору

Модеми xDSL розрізняються за цілим рядом характеристик, найбільш важливими серед яких є максимальна відстань від телефонного вузла, швидкість прийому та передачі даних, наявність симетричної або асиметричної передачі. Розуміючи, в яких умовах і як саме використовуватиметься модем, можна підібрати відповідний саме вам пристрій.

Нагадаємо, що при виборі xDSL-модему важливо знати характеристики телефонної мережі: довжину кабелю до телефонного вузла, кількість мідних пар кабелю та його якість, пропозиції та можливості провайдера. Важливою є відсутність перешкод на лінії, які обумовлені перетином пар кабелю або його низькою якістю.

airvo.ru