ADSLnet - сетевой блог. XDSL

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

xDSL (англ. digital subscriber line, цифровая абонентская линия) -- это семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала. Технологии хDSL появились в середине 90-х годов как альтернатива цифровому абонентскому окончанию ISDN. В настоящее время термин DSL полностью потерял былую связь с линией ISDN BRI и означает технологию высокоскоростной передачи дискретных сигналов по физической линии (медным проводам). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества, как для абонентов, так и для провайдеров. Более того, под DSL-линией подразумевается не просто "цифровая абонентская линия", которая организовывается на любом оборудовании. DSL - цифровая линия связи (причем не обязательно абонентская, но и соединительная или магистральная в кампусной сети), которая строится только на xDSL-устройствах, т. е. на оборудовании, основывающемся на различных видах DSL-технологии: высокоскоростной (HDSL), асимметричной (ADSL), с подстройкой скорости (RADSL) и т. д.

1. Типы xDSL

К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, MDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных. Перечисленные технологии используются для организации как симметричных, так и асимметричных связей. Основные технические характеристики наиболее перспективных технологий даны в таблице 1.

Таблица 1 Основные характеристики технологий xDSL

Название	Расшифровка	Скорость передачи	Режим передачи
	High data rate DSL	1,544…2,048 Мбит/с	симметричный
		1,544…2,048 Мбит/с	симметричный
		1,5…9 Мбит/с (нисх) 16…640 Мбит/с (восх)	асимметричный
	Very high data rate DSL	13…52 Мбит/с (нисх) 1,5…2,3 Мбит/с (восх)	асимметричный

2. Технология ADSL

Технология ADSL разработана в Северной Америке в середине 1990-х годов для предоставления услуг, требующих асимметричной передачи данных (например, видео по запросу, при котором передаётся большой объём данных в сторону пользователя и существенно меньший в противоположную сторону). Для предоставления этих услуг требуется очень высокое качество передачи, потому что используется передача видеоданных в стандарте MPEG, характеризующимся очень высоким коэффициентом сжатия и низкой избыточностью, когда даже единичные ошибки оказывают значительное влияние на качество изображения. Это потребовало использования метода упреждающей коррекции ошибок FEC и чередования данных, которые никогда не рассматривались по отношению к IDSL или HDSL. Расплачиваться пришлось увеличением времени ожидания. Именно поэтому ранние системы ADSL имели задержку в 20 мс, а в IDSL и HDSL задержки не превышали 1,25 мс.

Полоса частот, используемая для восходящего (от абонента к сети) потока данных в ADSL, значительно уже полосы нисходящего потока (от сети к абоненту). Скорости нисходящего и восходящего потоков изменяются и зависят от длины абонентской телефонной линии и уровня шумов. Обычно скорость передачи восходящего потока колеблется от нескольких сотен кбит/с до 1 Мбит/с. Используя технологию ADSL, при длине линии до 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с в нисходящем направлении, для длины линии 6 км - 1,5 Мбит/с, скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с - примерно 1,5 км. Эта зависимость отражена в таблице 2.

Таблица 2 Зависимость скорости передачи от длины линии

Оптимальной для ADSL является абонентская линия длиной 3,5 - 5,5 км при толщине проводов 0,5 мм. Для этой цели используется метод частотного разделения сигналов для обеспечения дуплексной связи, позволяющий выделить одну полосу частот для восходящего потока данных, а другую - для нисходящего потока. Это позволяет расширить используемую полосу частот приблизительно до 1 МГц. В некоторых вариантах ADSL используется подавление эхо-сигналов, что позволяет еще лучше использовать доступный спектр частот, перекрывая часть диапазона, занятого нисходящим потоком данных, передачей данных в восходящем направлении.

Технология ADSL (рис. 1) отличается тем, что позволяет использовать ту же самую пару проводов для традиционной телефонной связи. Это реализуется за счет использования специальных устройств разделения сигналов - сплиттеров, устанавливаемых на окончаниях действующей телефонной линии - один на АТС, другой у пользователя.

Рис. 1 Технология ADSL

В технологии ADSL используются специально созданные алгоритмы цифровой обработки сигнала, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Телефонные линии большой протяжённости могут ослабить передаваемый высокочастотный сигнал, например, на частоте 1 МГц (что является обычной скоростью для ADSL) на величину до 90 дБ. Это заставляет аналоговые системы модема ADSL работать с достаточно большой нагрузкой, позволяющей иметь большой динамический диапазон и низкий уровень шумов.

На рис. 2 показан пример использования метода FDD для разделения восходящего и нисходящего потоков данных и применение сплиттера. При этом фильтр верхних частот может находиться на входе блока сетевого окончания ADSL. К абонентскому сплиттеру подключаются обычный аналоговый телефон и модем ADSL, который в зависимости от исполнения может выполнять функции маршрутизатора или моста между локальной сетью и маршрутизатором провайдера. При этом работа модема абсолютно не мешает использованию телефонной связи, существующей независимо от того функционирует ли линия ADSL.

Рис. 2 Метод FDD для разделения потоков

Для понимания общих принципов доведения видеоконтента до абонентов по медной телефонной паре рассмотрим следующий абстрактный пример. Допустим, в коттеджном поселке, находящемся в зоне неуверенного телевизионного приема, имеется мини-АТС, к которой подключены тысяча телефонных абонентов. Реализовать предоставление телепрограмм и доступ в Интернет по телефонной сети поселка можно с помощью технологии ADSL.

В удобном месте поселка ставится высокая мачта для профессиональных телеантенн приема эфирного телевидения и размещается 5-8 параболических антенн для приема телепрограмм и радиопрограмм со спутников. Вблизи антенн в необслуживаемом помещении устанавливается недорогая головная станция (ГС), формирующая сигналы 30-40 нужных телепрограмм. По коаксиальному кабелю эти сигналы поступают в центр управления сетью (ЦУС). От головной станции по коаксиальной распределительной сети можно подать сигналы телепрограмм в некоторые дома. Это иллюстрируется на рис. 3 стрелкой СКТ (система кабельного телевидения), но в данном примере распределение телепрограмм идет по ADSL.

Рис. 3 Гипотетический пример организации Triple Play-услуги

В помещении ЦУС находятся АТС, телефонный кросс, мультиплексор доступа DSLAM и некая стойка с оборудованием (о котором пока преждевременно говорить, чтобы «не бежать впереди паровоза»). Назовем эту стойку УФКБИП (устройство формирования, кодирования, биллинга Интернет-потоков). В этом УФКБИП предположительно находится следующая аппаратура: транскодеры и стримеры, нужные для превращения каждой телепрограммы в IP-поток; маршрутизатор для обеспечения многоадресной (multicast) рассылки; серверы для обеспечения доступа абонентов в Интернет; видеосервер с видеоархивом (файл-сервером) для обеспечения услуги видео по требованию и услуги «виртуальный кинотеатр»; аппаратура для кодирования эксклюзивных телеканалов и видео по требованию; сервер управления системой со специализированным программным обеспечением middleware (термин будет объяснен в последующем); сервер общей системы биллинга (если таковая не включена в middleware). В помещении каждого абонента находится ADSL-модем (М) и телевизионная приставка (STB). Модем М имеет телефонный выход для подключения персонального компьютера (PC) и выход для подключения телеприставки STB. На рис. 3 к STB подключены два телевизора, но на практике для каждого телевизора обычно используют свою STB-приставку, так как телевизоры размещаются в разных комнатах и они принимают разные программы. Рассмотренная модель подключения коттеджа к ADSL-сети внесла гармонию в семью: сын говорит по телефону, папа через Skype бесплатно осуществляет видеоконференцсвязь с подопечной фирмой, жена смотрит сериал, а теща смотрит «Поле чудес». Заканчивая описание этой гипотетической сети, отметим, что ADSL-технологии во всем мире являются самым популярным инструментом для одновременного предоставления абонентам Интернет-телевидения, скоростного Интернета и телефонии.

ADSL продолжает развиваться, уже существуют различные её варианты, такие как R ADSL и ADSL G.lite.

Rate-Adaptive Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения по сути, является модификацией ADSL, с той разницей, что способна динамически регулировать скорость передачи в зависимости от длины, качества и зашумлённости линии. Технология RADSL позволяет работать на расстояниях, превышающих ограничения ADSL, с допустимой для Интернета скоростью и надёжностью. R ADSL-устройствах была решена и другая проблема. Теперь операторы или администраторы корпоративных сетей способны изменять быстродействие модемов в каждом направлении в зависимости от финансовых возможностей и потребностей клиентов (филиалов, работающих дома сотрудников). Например, стесненному в средствах клиенту устанавливается симметричный канал 64 Кбит/с. С ростом его компании клиент может постепенно повышать быстродействие канала, сохраняя сделанные когда-то инвестиции. Иначе говоря, с ростом потребностей ему не надо приобретать новое оборудование. Это позволяет использовать на АТС и других узлах доступа обычное оборудование. Таким образом, перенаправление DSL-трафика в сети, frame relay или в каналы E1 не вызывает дополнительных сложностей. На объектах пользователей DSL-модемы легко подключаются к локальным сетям.

Вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю и до 384 кбит/с от пользователя к сети, так и симметричный - со скоростью до 384 кбит/с в обоих направлениях. МСЭ-Т ввёл для этой версии ADSL обозначение ADSL G.Lite. Использует ту же схему модуляции, что и ADSL, но без разделительного фильтра на стороне абонента, что приводит к уменьшению пропускной способности линии ADSL G.Lite вследствие повышения уровня помех. Технология ADSL G.Lite позволяет передавать данные по более длинным линиям, чем ADSL, более проста в установке и имеет меньшую стоимость, что обеспечивает ее привлекательность для массового пользователя.

В 2002 г. появилась технология ADSL2, а в 2003 г. -- ADSL2+. Стандарт ADSL2 специально разрабатывался для увеличения битовой скорости и дальности действия ADSL. Битовые скорости «нисходящего» и «восходящего» потоков ADSL2 могут достигать 12 и 1 Мбит/с соответственно за счет повышения эффективности модуляции, снижения перегрузок от кадрирования и обеспечения усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов.

Технология ADSL2+ удваивает (по сравнению с ADSL2) полосу пропускания с 1,1 до 2,2 МГц. Максимальные битовые скорости по телефонной линии при этом увеличиваются до 20 Мбит/с на расстояние до 1500 м. «Восходящая» битовая скорость ADSL2+ равна примерно 1 Мбит/с в зависимости от состоянии линии. Чипсеты ADSL2+ совместимы с ADSL и ADSL2.

ADSL2+ позволяет операторам модернизировать свои сети для поддержки расширенного спектра услуг, например гибкой доставки видео в рамках единого решения для коротких и длинных линий связи. Будут сохранены все функции и преимущества по производительности спецификации ADSL2 с обеспечением взаимодействия с унаследованным (устаревшим) оборудованием. Технологию ADSL2+ можно применять для снижения перекрестных наводок, так как она позволяет использовать только тоновые сигналы между 1,1 и 2,2 МГц за счет маскирования нисходящих частот менее 1,1 МГц.

Технологии ADSL2 и ADSL2+ являются модификациями "классической" технологии ADSL. Они разрабатывались с учетом возросших требований провайдеров и конечных пользователей. В ADSL2 и ADSL 2+ при практически той же дальности передачи, что и в ADSL, скорости увеличены до 12 и 25 Мбит/с соответственно. Кроме того, реализована функция адаптивного изменения скорости. Благодаря этим изменениям стала возможной поддержка большого количества новых приложений и дополнительных услуг (видео, мультимедиа и др.).

Следующей в ряду xDSL и наиболее распространенной в настоящее время, является технология высокоскоростной цифровой абонентской линии HDSL (High Data-Rate Digital Subscriber Line). HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) обеспечивает симметричную, высокоскоростную передачу данных. Среди технологий xDSL HDSL получила наиболее широкое распространение. В отличие от других технологий xDSL HDSL обычно использует две пары телефонного кабеля, а не одну. При этом по каждой паре передаётся половина потока данных в дуплексном режиме. В большинстве случаев HDSL обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Мбит/с или 2 Мбит/с в обоих направлениях на расстояния, зависящие от типа применяемого кабеля.

Рис. 4 Схема HDSL

Концепция HDSL разработана в США. Разработчики пытались повысить тактовую частоту доступа к ISDN, чтобы увидеть, насколько далеко и быстро могут работать системы высокоскоростной передачи данных. Исследовательская работа привела к удивительному открытию. Оказывается, даже простая 4-уровневая амплитудно-импульсная модуляция РАМ позволяет работать на скоростях до 800 кбит/с при вполне приемлемой длине линии, а использование в такте передачи трех пар абонентского кабеля позволило повысить скорость до скорости первичного доступа, обеспечивая передачу потока Т1 (1,544 Мбит/с) или E1 (2,048 Мбит/с). Развитие цифровых способов обработки сигнала DSP в начале 90-х годов привели к созданию HDSL. Эта технология сочетала в себе линейное кодирование 2B1Q и сложные алгоритмы эхоподавления. Первые варианты HDSL, работающие по двум парам, были созданы в США и быстро вытеснили старые цифровые системы реализующие передачу потока Т1 скоростью 1,544 Мбит/с и имевшие рабочую дальность чуть более 1 км. Это произошло благодаря тому, что HDSL, обеспечивая большую дальность (3,5 км на проводе 0,4 мм), позволила отказаться от регенераторов и существенно снизить затраты на монтаж и эксплуатацию вновь вводимых линий.

В Европе получили распространение варианты HDSL, обеспечивающие передачу потока Е1 (2048 кбит/с). Сначала появился вариант, который для получения большей скорости при той же дальности использовал три кабельных пары. При этом скорость передачи по каждой из них была та же, что и у американского варианта (748 кбит/с). Затем стандартизован двухпарный вариант, у которого скорость по каждой из пар выше (1168 кбит/с).

Оборудование HDSL в основном предназначено для применения в корпоративных сетях. Отсутствие поддержки аналоговой телефонной линии компенсируется возможностью передачи речи в цифровом виде через интерфейсы Е1.

Производители, каждый на свой лад, стали задумываться о реализации вариантов HDSL-систем, которые бы работали по одной паре при полной скорости. Дело в том, что параллельно с развитием xDSL-технологий росло и число используемых ими линий. Из-за этого большинство операторов во всем мире уже сегодня отмечают острую нехватку меди на абонентском участке - почти вся она "съедена" xDSL-линиями. А ведь цифровизация еще не закончена. Где-то к 1996 году появились однопарные варианты HDSL. Но они не могли решить проблему из-за несовместимости с ADSL - спектр сигнала таких систем частично перекрывался со спектром сигнала ADSL от АТС к клиенту. Первыми забили тревогу операторы США, и уже в начале 1996 года перед комитетом ANSI была поставлена задача подобрать для дальнейшего развития технологию, которая при симметричных потоках данных и использовании одной пары позволяла бы обеспечить:

ѕ рабочую дальность не меньшую, чем HDSL

ѕ устойчивость к тем же физическим характеристикам линии, что и HDSL (затухание, взаимное влияние, отражения от неоднородностей и отводов)

ѕ использование для оказания тех же видов услуг, что и HDSL

ѕ надежную и устойчивую передачу на реальных линиях со всеми присущими им дефектами

ѕ "сосуществование" с другими технологиями (HDSL, ISDN, ADSL)

ѕ снижение эксплуатационных затрат по сравнению с HDSL.

Новая технология, появившаяся в результате огромной трехлетней работы, получила название HDSL2. Изначально в качестве основы для реализации HDSL2 рассматривались симметричная передача с эхоподавлением и частотное мультиплексирование, но обе были отклонены из-за присущих им недостатков. Первая имеет серьезные ограничения в условиях помех на ближнем конце, что делает ее неприменимой для массового развертывания. Вторая, хотя и свободна от недостатков первой, но требует использования более широкого спектра и не обеспечивает требований по взаимному влиянию с системами передачи других технологий.

В результате в качестве основы была принята система передачи с перекрывающимся, но несимметричным распределением спектральной плотности сигнала, передаваемого в различных направлениях, использующая 16-уровневую модуляцию PAM (Pulse Amplitude Modulation). Выбранный способ модуляции PAM-16 обеспечивает передачу трех бит полезной информации и дополнительного бита (кодирование для защиты от ошибок) в одном символе. Сама по себе модуляция PAM не несет в себе ничего нового. Хорошо известная 2B1Q - это тоже модуляция PAM, но четырехуровневая. Использование решетчатых кодов, которые за счет введения избыточности передаваемых данных позволили снизить вероятность ошибок, дало выигрыш в 5 dB. Результирующая система получила название TC-PAM (Trellis coded PAM). При декодировании в приемнике используется весьма эффективный алгоритм Витерби (Viterbi). Дополнительный выигрыш получен за счет применения прекодирования Томлинсона (Tomlinson) - искажении сигнала в передатчике на основе знания импульсной характеристики канала. Суммарный выигрыш за счет использования такой достаточно сложной технологии кодирования сигнала составляет до 30% по сравнению с ранее используемыми HDSL/SDSL-системами.

HDSL2 (High Bit-Rate DSL 2) Проект стандарта, который за счет применения кодирования TC-PAM обеспечивает передачу данных со скоростью T1 по одной паре медных проводов на большие расстояния, чем SDSL и HDSL. Скорость передачи фиксирована. HDSL2 сочетает в себе достоинства SDSL и HDSL, обладает хорошей спектральной совместимостью с ADSL. HDSL2 позволяет достичь симметричной скорости передачи в 1,544 Мбит/с (без промежуточных скоростей, как в SDSL). Стандарт не принят, главным образом, вследствие разногласий между производителями.

Single line/Symmetric DSL. Аналогична HDSL, но для организации соединения достаточно двухпроводной абонентской линии. Наиболее дешевое решение для компаний с умеренным объемом передачи данных. Часто используется для создания симметричных каналов с требуемой скоростью. Протяженность линий -- до 3 км при скорости передачи 1,544 или 2,048 Мбит/с в обоих направлениях. SDSL -- наиболее широко распространенная технология симметричной DSL, однако она не стандартизирована, многие производители выпускают свои, несовместимые варианты.

В 1998 г. в МСЭ-Т стандартизована технология single pair HDSL, SHDSL, т.е. однопарная, предназначенная для двунаправленной передачи потоков 2048 кбит/с по двухпроводной линии на расстояние до 3 км. Иногда, что не совсем верно, название SHDSL расшифровывают как Symmetric DSL, подчеркивая тем самым симметричность потоков информации.

В основу SHDSL были положены основные идеи HDSL2, при этом была поставлена задача, используя те же способы линейного кодирования, что и в HDSL2, снизить взаимное влияние на соседние линии ADSL при скоростях передачи выше 784 кбит/с. Так же предусмотрена возможность выбора скорости в диапазоне 192 - 2320 кбит/с. За счет расширения набора скоростей передачи оператор может более точно удовлетворить потребности клиентов. Кроме того, уменьшая скорость можно добиться увеличения дальности в тех случаях, когда установка регенераторов невозможна. Так, если при максимальной скорости рабочая дальность составляет около 2 км (для провода 0,4 мм), то при минимальной - свыше 6 км.

Кроме этого в SHDSL предусмотрена возможность использования для передачи двух пар одновременно, что позволяет увеличить скорость передачи до 4624 кбит/с. Но главное, можно удвоить максимальную скорость на реальном кабеле. По сравнению с двухпарными, однопарные варианты SHDSL обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно надежности изделия. Ресурс снижения стоимости составляет до 30 % для модемов и до 40 % для регенераторов - каждая из пар требует приемопередатчика HDSL, линейных цепей, элементов защиты и т.п. Исходя из основных показателей, можно сказать, что SHDSL, по сравнению с однопарным вариантом 2B1Q HDSL позволяет на 35 - 45 % увеличить скорость передачи при той же дальности или на 15 - 20% увеличить дальность при той же скорости. Кроме того, в SHDSL заложены базовые возможности для использования в сетях доступа к базовым сетям. Благодаря этому SHDSL имеет широкую область применения и явное преимущество по сравнению с HDSL по соотношению цена/качество услуги.

За счет оптимального выбора протокола во время инициализации в SHDSL удается дополнительно снизить задержки в канале передачи. Например, для трафика IP устанавливается соответствующий протокол, что позволяет отказаться от передачи избыточной информации. А для передачи цифровых телефонных каналов в формате ИКМ непосредственно выделяется часть полосы канала DSL. Стоит отметить, что упомянутые выше передача голоса и видеоконференцсвязь требуют передачи симметричных потоков данных в обе стороны. Симметричная передача необходима и для подключения локальных сетей корпоративных пользователей, которые используют удаленный доступ к серверам с информацией. Поэтому в отличие от других высокоскоростных технологий (ADSL и VDSL), SHDSL как нельзя лучше подходит для организации абонентского доступа. Так, при максимальной скорости она обеспечивает передачу 36 стандартных телефонных каналов. Тогда как ADSL, где ограничивающим фактором является низкая скорость передачи от абонента к сети (640 кбит/с), позволяет организовать лишь 9 телефонных каналов, не оставляя места для передачи данных.

Технология SHDSL находит применение, как в сфере бизнеса, так и в квартирном секторе, что создает ей высокую потенциальную ценность. Технология SHDSL может использоваться в виде встроенных линейных карт, способных передавать 2 канала B коммутируемого трафика через коммутационную сеть. Кроме обеспечения быстрого доступа в Интернет, параллельно с телефонными услугами по одной симметричной паре, назначение SHDSL состоит в том, чтобы нагрузку Интернет отделить от телефонной нагрузки. Любые другие возможности высокоскоростного доступа выводятся из коммутируемой сети в некоммутируемую сеть высокоскоростной передачи данных. Технология SHDSL может использоваться в качестве дополнения к таким технологиям доступа как HDSL, ADSL и VDSL.

Еще одна задача, которая успешно решена в SHDSL - снижение энергопотребления. Поскольку для дистанционного питания используется одна пара, важность этой задачи трудно переоценить. Еще одна положительная сторона - снижение рассеиваемой мощности. Она открывает путь к созданию высоко интегрированного станционного оборудования.

Оборудование SHDSL предлагают даже небольшие компании. Это связано с тем, что речь идет об оборудовании, частично выполняющем требования стандарта G.shdsl. Благодаря тому, что оно реализует не все описанные в стандарте функции или делает это с использованием упрощенных нестандартных алгоритмов, оно стоит недорого. Обычно, в таких устройствах совместимость со стандартом ограничена применением линейного кодирования ТС-РАМ.

Технология VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) является результатом естественной эволюции технологии ADSL в сторону увеличения скорости передачи данных и использования еще более широкой полосы частот. Технология VDSL является наиболее высокоскоростной технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. Технология VDSL рассматривается как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя (абонентов жилого сектора). Такая архитектура известна как FFTC (Fibre to the Cabinet, т.е. волоконно-оптический кабель до шкафа). Однако максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 до 1300 метров. Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости, видео по запросу и т.п.

Рис. 5 Схема VDSL

ISDN DSL -- низкоскоростная недорогая технология, работающая по одной паре на базе технологии ISDN. Она отличается линейным кодированием 2B1Q, обеспечивает пропускную способность двух каналов B и одного D, что позволяет передавать данные со скоростью 144 Кбит/с в обоих направлениях на расстояние до 10,8 км (при использовании повторителей). Толчком для дальнейшего развития IDSL послужила необходимость в одновременной передаче голоса и данных. Для этого пропускная способность канала разделяется между голосовым модулем и цифровым интерфейсом. В отличие от сети ISDN, которая обеспечивает связь абонентов через коммутируемые цифровые каналы, технология IDSL предназначена для фиксированных соединений «точка-точка» по одной медной паре. Абоненты могут подсоединяться к линиям IDSL с помощью имеющихся терминальных адаптеров ISDN, маршрутизаторов и мостов. По характеристикам IDSL аналогична каналу ISDN. Несмотря на то, что IDSL также как и ISDN использует модуляцию 2B1Q, между ними имеется ряд отличий. В отличие от ISDN линия IDSL является некоммутируемой линией, не приводящей к увеличению нагрузки на коммутационное оборудование провайдера. Также линия IDSL является "постоянно включенной" (как и любая линия, организованная с использованием технологии xDSL), в то время как ISDN требует установки соединения.

Multi-Rate Single-Pair DSL. MDSL осуществляет передачу по одной паре со скоростью от 128 Кбит/с до 2,3 Мбит/с с модуляцией 2B1Q. Кодирование 2B1Q обеспечивает небольшую дальность передачи, но на сильно зашумленных линиях оно позволяет установить более качественное соединение, чем в случае модемов с кодированием САР. В модемах MDSL для увеличения дальности связи используются развитые методы эхокомпенсации. Технология не предусматривает использование регенераторов.

MSDSL (Multi-Rate Single-Pair DSL) Технология MSDSL - дальнейшее развитие технологии MDSL. Технология высокоскоростной симметричной передачи синхронного цифрового потока по одной медной паре с изменяемой линейной скоростью. Скорость передачи автоматически корректируется во время работы в соответствии с состоянием линии и качеством сигнала. В зависимости от скорости (144 Кбит/с -- 2,064 Мбит/с) используется кодирование с CAP8 по CAP128. Обладая наименьшей шириной спектра, модемы MSDSL перекрывают расстояние около 6,5 км по кабелю. Основные области применения MSDLS -- доступ в Internet, объединение локальных сетей, организации соединительных линий между АТС, вынос номерной емкости, высокоскоростной доступ. MSDSL поддерживает объединение голоса и данных, а также видеоконференц-связь.

8. Технология ReachDSL

Является фирменной технологией компании Paradyne, относится к группе симметричных технологий и была специально разработана для использования на длинных и некачественных абонентских линиях. С ее помощью можно передавать данные со скоростью до 2,2 Мбит/с в обоих направлениях на расстояние не менее 9 км без оборудования ретрансляции. Преимуществами новой технологии является расширение радиуса обслуживания по сравнению с ADSL (~3,5 км), меньшая подверженность внешним влияниям или наводкам (~15 дБ на декаду), значительно меньшие линейные потери.

Кроме того, становятся менее заметны неподключенные ответвления кабеля, радиочастотные помехи. За счет того, что ReachDSL работает в низкочастотном спектре общие энергетические затраты оборудования с поддержкой технологии ReachDSL существенно меньше по сравнению с любой другой технологией DSL. Во многих случаях, ReachDSL используется как часть стратегии с применением ADSL для коротких абонентских линий, а ReachDSL -- для сложных и длинных линий.

9. Ключевые преимущества xDSL

Главное отличие постоянного доступа с использованием технологиям xDSL от коммутируемого доступа заключается в том, что ваш компьютер подключен к интернету постоянно. Следовательно, чтобы посмотреть электронную почту или заглянуть на какой-либо сайт, вам не нужно дозваниваться до модемного пула провайдера. Включаете компьютер, открываете браузер -- и вы в интернете!

Если вы путешествуете в интернете при помощи коммутируемого доступа, то ваш телефон будет занят. И, наоборот, если по телефону кто-то разговаривает, вы не сможете выйти в интернет. При использовании xDSL телефон остается свободным. Вы можете одновременно работать в интернете и разговаривать по телефону.

xDSL относится к классу широкополосных (broadband) технологий. Она обеспечивает скорость передачи данных в направлении к абоненту -- до 7,5 Мбит/с по входящему и до 768 Кбит/с, по исходящему каналам. Высокая скорость позволяет комфортно работать с web-сайтами, быстро перекачивать большие файлы и документы, работать с мультимедиа, полноценно использовать интерактивные приложения.

В отличие от коммутируемого доступа, процедура подключения канала xDSL содержит лишь один дополнительный этап, связанный с подготовкой вашей линии на АТС (ее должны переключить на цифровое оборудование). Дальнейшая настройка линии производится абонентом самостоятельно (инструкция по подключению) или с помощью наших специалистов (за отдельную плату).

Технологии xDSL обладают несколькими серьезными преимуществами. По сравнению с системами спутникового и беспроводного доступа она дает более высокое качество соединения, близкое к качеству волоконно-оптических линий. При этом стоимость услуг гораздо ниже и сравнима с ценой за dialup-доступ.

В отличие от домашних сетей, абонент xDSL получает канал в индивидуальное пользование. В домашней сети один выделенный канал делится между соседями по дому. Это сказывается как на скоростях, так и на надежности подключения.

10. Технологии DSL на современном рынке телекоммуникационных услуг

телефонный коммуникационный модем

Роль электронных средств связи в ведении современного бизнеса растет год от года. И хотя разнообразные технологические усовершенствования позволяют компаниям, представляющим различные уровни бизнеса, улучшать используемые ими коммуникационные системы, пользователи, относящиеся к некоторым сегментам данного рынка, явно не удовлетворены существующей на настоящий момент инфраструктурой.

Постоянно возрастающая потребность не только представителей бизнеса, но и частных пользователей, в доступных высокоскоростных соединениях для передачи данных, похоже, может быть решена только с использованием технологий DSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия). Не только те операторы сетей передачи данных и Интернет-провайдеры, которые возникли на волне развития новых технологий, но и операторы традиционной местной телефонной связи постоянно расширяют использование технологий DSL по всему миру. Даже в том случае, когда технологии DSL используются только в качестве средства высокоскоростного доступа в сеть Интернет, они обеспечивают передачу данных и телефонную связь со значительно меньшими затратами, по сравнению с другими существующими технологиями высокоскоростной передачи данных. Из-за того, что технологии DSL столь стремительно ворвались на телекоммуникационный рынок, коммуникационные компании вынуждены в значительной мере пересматривать свою рыночную стратегию с учетом использования этих технологий. И хотя технологии DSL не обязательно должны определять деятельность всех провайдеров без исключения, каждый из них просто обязан учитывать эти технологии в стратегии своего развития.

Рынок DSL не только уникален, но и многогранен. На этом рынке работает несколько категорий провайдеров, предлагающих DSL в качестве технологии высокоскоростной передачи данных различным категориям пользователей. Коммуникационные компании, в число которых входят операторы местной и ведомственной телефонной связи, операторы сетей передачи данных и операторы междугородней связи, либо предоставляют соединения на базе технологий DSL "оптом" другим провайдерам, либо предоставляют такие соединения непосредственно конечным пользователям. Все основные провайдеры включают технологии DSL в сферу своей деятельности и предоставляют пользователям услуги на базе этих технологий. В перечень предоставляемых услуг входит не только организация высокоскоростного доступа в сеть Интернет, но и обеспечение высокоскоростной передачи данных для целых групп пользователей, объединенных, если можно так выразиться, по территориальному признаку. Имеется в виду подключение многоквартирных домов, офисных зданий, гостиниц и т.п.

Можно выделить основные категории пользователей (целевые рынки), в число которых входят, в частности, домашние офисы, удаленные офисы, малые, средние и большие предприятия, сотрудники различных компаний, работающие не в помещении офиса, а также квартиры и частные дома. Ниже будут рассмотрены эти сегменты рынка и те условия, которые необходимы для их развития.

Если же говорить коротко, то рыночные возможности технологий DSL растут очень быстро, благодаря географическому расширению экономических связей и постоянно растущей потребности в высокоскоростной передаче данных.

По данным агентства iKS-Consulting на сегодня уровень проникновения Интернет по различным технологиям достиг в России 36% (в абсолютных цифрах это 19 миллионов абонентов). При этом на насыщенном столичном рынке эта цифра достигает 82%.

Общая картина последних подключений показывает, что, во-первых, потенциал рынка еще далеко не исчерпан, во-вторых, основная абонентская база операторов находится в регионах.

Заключение

DSL по целому ряду причин представляет собой технологию, которая будет использоваться на абонентской телефонной линии достаточно долго. Во-первых, существующие варианты технологий DSL обеспечивают различную скорость передачи данных, но в любом случае эта скорость гораздо выше скорости самого быстрого аналогового модема.

Во-вторых, технологии DSL оставляют возможность пользоваться обычной телефонной связью, несмотря на то, что используют для своей работы абонентскую телефонную линию. Используя технологии DSL больше не надо беспокоиться о том, что вы не получите вовремя важное известие, или о том, что для обычного телефонного звонка прежде потребуется выйти из сети Интернет.

В-третьих, линия DSL всегда работает. Соединение всегда установлено, и больше не надо набирать телефонный номер и ждать установки соединения, каждый раз, когда нужно подключиться. Не придется больше беспокоиться о том, что в сети произойдет случайное разъединение, и потеряется связь именно в тот момент, когда загружаются из сети данные, которые необходимы.

И наконец, технологии xDSL являются наиболее практичным решением, направленным на максимальное увеличение объема данных, передаваемых по существующим телефонным линиям. Применение технологий xDSL для высокоскоростного доступа к услугам сети особенно примечательно тем, что эти технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную инфраструктуру местных телефонных сетей. Это позволяет провайдерам услуг экономить значительные средства и более быстро (и по разумной цене) создавать для своих абонентов большое количество новых служб передачи данных.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Характеристики семейства xDSL - технологий соединения пользователя и телефонной станции. Виды кодирования сигнала. Архитектуры организации сетей передачи данных на базе волоконно-оптических линий связи. Виды услуг телефонии. Оформление заявки абонентом.

курсовая работа , добавлен 16.01.2013


Высокоскоростная передача данных на абонентской телефонной линии, использование технологий АDSL; характеристики оборудования компании "Алкатель". Разработка схемы сети доступа, расчет себестоимости программного продукта. Экология и техника безопасности.

дипломная работа , добавлен 26.03.2011


Принципы построения и проблемы реализации цифровой абонентской линии (DSL). Типы и область применения концентраторов. Типы интерфейсов к транспортной сети. Стандартные и специализированные средства сетевого управления. Основное оборудование DSL.

реферат , добавлен 01.11.2009


Сущность и история развития модемной технологии ADSL. Принцип действия и параметры линии связи ADSL. Понятие и основные преимущества технологии доступа по GEPON. Линейка продуктов GEPON у ZyXEL. Оптические сплиттеры оптической распределительной сети ODN.

реферат , добавлен 04.03.2012


Проект создания магистральной высокоскоростной цифровой связи. Разработка структурной схемы цифровой радиорелейной линии. Выбор радиотехнического оборудования и оптимальных высот подвеса антенн. Расчет устойчивости связи для малых процентов времени.

курсовая работа , добавлен 06.10.2013


Этапы и методы проектирования цифровой радиорелейной линии г. Уфа - г. Челябинск, то есть создание магистральной высокоскоростной цифровой связи в индустриально развитой области России. Обоснование выбора радиотехнического оборудования и мультиплексора.

курсовая работа , добавлен 07.12.2011


Разработка проекта здания с внедренной в него локальной телефонной сетью. Основные принципы построения телефонной линии связи на примере "Отделения почты России". Внедрение телефонной сети в компанию для более быстрого обмена нужной информацией.

курсовая работа , добавлен 06.09.2015


Разработка высокоскоростной волоконно-оптической линии зоновой связи между населенными пунктами с использованием оборудования STM-1. Проектирование цепи электропитания и токораспределительной сети. Определение параметров надежности оптической линии.

дипломная работа , добавлен 30.08.2010


Проектирование расширения коммутационной и абонентской станции для городской телефонной сети. Назначение и построение цифровой системы коммутации "Омега". Структура и принципы работы концентратора абонентской нагрузки, коммутатора цифровых сигналов.

дипломная работа , добавлен 21.11.2011


Принцип действия телефонной сети. Классификация внутриучрежденских телефонных систем, их достоинства. Некоторые правила телефонного общения секретаря с клиентом. Основные стандарты сотовой радиотелефонной связи. Особенности и удобство факсимильной связи.

Начнем мы разговор с ответа на вопрос, который задают практически все, кто имеет определенное представление о системах передачи данных, но впервые сталкивается с xDSL: «Почему ADSL-соединение значительно быстрее по скорости моего модема, хотя использует ту же самую телефонную линию?»

Дело в том, что «медный провод», приходящий в квартиру, подключен к телефонной станции, которая настроена на обработку сигналов с частотой порядка 4 kHz, вполне достаточной для передачи голоса. Обычный модем просто подстраивается под возможности телефонной сети, а потому в лучшем случае не может иметь скорость обмена более 56 Kbps.

Однако технические возможности самой «медной пары» нередко гораздо шире, ее полоса пропускания превышает 1 MHz, и поэтому через нее зачастую (см. врезку о параметрах линии) оказывается возможным «гонять» данные на мегабитных скоростях. Определенные разновидности xDSL позволили побороть наиболее досадную (кроме низкой скорости соединения, конечно) издержку коммутируемого доступа – вечно «занятый» телефон.

Сразу успокоим и тех, кто привык искать в каждом новшестве подвох, – это отнюдь не «бесплатный сыр», услуга доступа обойдется дороже обычного dial-up, да и стоимость оборудования, несмотря на наметившееся снижение цен абонентских комплектов, еще не сравнилась со стоимостью внешнего аналогового модема. По сути, никакого чуда нет. На новую ступень развития удалось перейти благодаря технологиям, основанным на современных методах цифровой обработки сигналов, разработанных специально для витых пар проводов. Если при использовании стандартной аналоговой телефонной службы абонент набирает номер, который позволяет коммутационному оборудованию телефонной сети установить соединение с другим абонентом или модемом, и в случае обрыва связи для установки соединения абонент должен снова набрать номер, то соединение xDSL является постоянно включенным, непрерывно связывающим абонентское оборудование с мультиплексором доступа.

Ох уж эти линии

Использование существующих медных абонентских линий не только для предоставления традиционной телефонной связи в очень узкой, хотя и достаточной для вполне качественной передачи голоса полосе звуковых частот, но и для высокоскоростного обмена данными является одним из основных и очевидных преимуществ технологий xDSL. В то же время существующая кабельная телефонная сеть, мягко говоря, не является идеальной базой для развертывания высокоскоростных систем передачи. Способность витых пар медных проводов (так называемая «лапша» – прерогатива квартирной проводки), собранных в кабель, передавать информацию зависит от физических параметров этих проводов, в частности от сечения и длины телефонной линии. Чем меньше сечение проводов и чем длиннее линия, тем большее затухание претерпевает передаваемый по ней электрический сигнал. Затухание возрастает и с повышением его частоты. Предельную длину используемой линии определяет максимально допустимое затухание передаваемого сигнала. Гармонические искажения появляются в случае ограничения сигнала или его нелинейного преобразования. Так как сигналы с различными частотами передаются по телефонной линии с разной скоростью, возникают искажения, связанные с фазовой задержкой. В том случае если характеристический импеданс абонентской линии неравномерен по всей ее длине (что может произойти, например, вследствие использования вставок кабеля с проводами различного сечения и при разнообразных кабельных повреждениях), может произойти отражение передаваемого сигнала (так называемые потери на отражение), оказывающие отрицательное влияние на сложные схемы модуляции.

Но и это не все. Для предотвращения проникновения в линию помех от внешних источников, появления шумов и перекрестных помех «пара» должна иметь хорошую симметрию между проводами, а также между каждым из них и «землей». Плохая симметрия может вызвать не только искажения, но и шумы и перекрестные помехи. Причем проблемы последней группы становятся все более серьезными по мере увеличения частоты.

Линии подвержены шумам и помехам нескольких видов. К ним относят: «белый шум», перекрестные помехи на ближнем и дальнем конце линии, радиочастотные помехи и импульсные шумы.

«Белый шум» обычно становится проблемой, когда к телефонной линии подключено различное электронное оборудование, например кодеры-декодеры, мультиплексоры и т. п. Технические параметры такого оборудования должны быть такими, чтобы поддерживать отношение сигнал/шум в допустимых пределах. Перекрестные помехи появляются, когда сигналы, передаваемые по одной паре проводов, наводятся в соседней. Эта проблема становится важной при значительной скорости передачи данных, и особенно в том случае, когда по большому количеству абонентских линий в пределах одного кабеля организована высокоскоростная передача данных. Степень воздействия перекрестных помех на хDSL-систему зависит от качества кабеля, количества используемых в нем пар и частотного диапазона, в котором передается сигнал. И наконец, импульсные помехи, вносимые различными электромагнитными устройствами, например линиями питания, трансформаторами и т. п. Очевидно, что чем длиннее линия, тем в большей степени она подвергается воздействию помех. Причем опыт работы с dial-up на отечественных линиях подсказывает, что импульсные помехи могут привести к появлению проблем не только с высокоскоростной, но и с низкоскоростной передачей данных и телефонией.

В рамках статьи мы не имеем возможности все указанные факторы «разложить по полочкам», оценить степень их мешающего воздействия и прокомментировать результаты на примере аудита нескольких реальных линий. Кроме того, пользователь может никогда и не столкнуться с проблемами, связанными с качеством линии, – в большинстве случаев их решит оператор за время от получения заявки абонента до подтверждения им готовности предоставить услугу.

Так что же представляют собой технологии xDSL?

Пополняемое семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, цифровая абонентская линия) является достаточно новым и позволяет эффективно утилизировать полосу пропускания медных телефонных линий. Благодаря многообразию xDSL пользователь может выбрать для себя подходящий вариант по скорости приема/передачи данных – от 32 Kbps до более чем 50 Mbps. И в первую очередь выбор будет основываться на типе и количестве имеющихся у пользователя пар, их качестве и протяженности. При этом следует определиться с необходимостью одновременного использования и аналоговой телефонной связи, и цифровой высокоскоростной передачи данных по одним и тем же линиям, соединяющим телефонные станции с абонентами.

Попробуем классифицировать представителей данного семейства и определить, что из полезного для нас скрывается за «иксом» с точки зрения занимаемого технологией диапазона частот в кабеле и обеспечиваемого максимального расстояния.

На данный момент все многообразие устройств можно разделить на два класса: симметричные и несимметричные. Первые, как правило, требуются крупным компаниям для налаживания равноправного обмена. Например, SHDSL-оборудование изначально нацелено на решение задач, требующих высокой надежности передачи данных с гарантированным качеством обслуживания. Передачи симметричных потоков данных в обе стороны необходимы, например, при многоканальном голосовом обмене и для видеоконференц-связи. Вторые отражают суть работы с IT-технологиями мелких компаний, филиалов, удаленных офисов и частных пользователей – большая часть трафика загружается из Сети, от клиента зачастую исходят лишь запросы на получение информации и отсылаются квитанции-подтверждения. Поэтому вполне закономерно, что по числу подключенных клиентов ADSL стала наиболее востребованной и массовой технологией широкополосного удаленного доступа в мире.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асимметричная цифровая абонентская линия) является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных.

Схема подключения по технологии ADSL довольно проста. На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются специальные устройства (сплиттеры) – на АТС и в офисе (квартире) абонента. На дальнем конце абонентского окончания должен располагаться так называемый мультиплексор доступа ADSL – DSLAM. Этот мультиплексор выделяет подканалы из общего и отправляет голосовой подканал на АТС, а высокоскоростные каналы данных – на маршрутизатор, подсоединенный к мультиплексору.

К абонентскому сплиттеру подключают обычный аналоговый телефон и клиентский ADSL-модем, который может выполнять функции маршрутизатора (router) или моста (bridge) между локальной сетью абонента и пограничным маршрутизатором провайдера.

Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN HDSL и SHDSL – то, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам. Это связано с тем, что ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделяется от двух других каналов передачи данных.

Оборудование ADSL, размещенное на АТС, и абонентский ADSL-модем, подключаемые к обоим концам телефонной линии, образуют три группы каналов (три поддиапазона) передачи данных и телефонии: высокоскоростную из сети в компьютер (скорость – от 32 Kbps до 8 Mbps); скоростную из компьютера в сеть (скорость – от 32 Kbps до 1 Mbps) и простой канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры.

В рамках первых двух групп для передачи данных используется устойчивая к узкополосным помехам и шумам технология DMT (см. выше), в соответствии с которой вся свободная от телефонии полоса (от 26 kHz до 1,1 MHz для базовой технологии и до 2,2 MHz для ADSL2+) делится на элементарные каналы шириной немногим более 4 kHz, и разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Величина максимально достижимой скорости передачи/приема данных при этом, повторимся, зависит от длины и качества телефонной линии.

Алгоритмы, алгоритмы…

Основные положения метода модуляции DMT (Discrete Multi Tone) были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications еще в начале 1990-х гг. С 1993 г. технология стандартизирована ANSI в качестве метода линейного кодирования для систем передачи данных. Сложности технической реализации этого метода на первоначальном этапе развития DSL-технологий ограничивали область его возможного применения. Однако на настоящий момент DMT является одной из основных схем модуляции для технологий ADSL и VDSL.

DМТ использует не одну, а группу частот несущих колебаний. Весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4,3125 kHz. Каждый из них используется для организации независимого канала передачи данных. На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На «чистых» каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы «продвинутые» методы модуляции с высоким уровнем, например QAM 64, на более зашумленных участках – попроще, типа QPSK. Такой принцип регулирования скорости обмена позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемнику остается выполнить операцию демультиплексирования и восстановить исходный информационный поток.

Модемы и шлюзы доступа, первые впечатления

Базовые модели модемов, взятые нами в качестве «хардверной» иллюстрации к теме широкополосного доступа, оказались весьма схожими по основному набору реализуемых функций. Их главная задача – обеспечить организацию взаимодействия между оборудованием провайдера и внутренней сетью как в режиме моста, так и в режиме маршрутизатора. Их «старшие братья», несколько более продвинутые устройства тех же линеек, были собраны с той целью, чтобы продемонстрировать, как в рамках одной «коробочки» можно решить задачу не только «последней мили», но и «последних футов», – подключить к ним все многообразие типовых устройств с различными интерфейсами. Забегая вперед, следует признать, что и при апробации модемов на тестовой ADSL-линии с фиксированной полосой нисходящего/восходящего трафика (256/128 Kbps), выбранной нами среди предлагаемых тарифных планов, были получены практически одинаковые результаты по скорости и задержкам при доступе к различным серверам Сети. Этот факт позволяет лишний раз подчеркнуть: скорость доступа должна соответствовать задачам, решаемым с его помощью.

С точки зрения ADSL-параметров модемами как минимум обеспечивалась поддержка протоколов связи G.DMT (8/1 Mbps), G.Lite (1,5 Mbps/512 Kbps) и алгоритма автоматического согласования протокола и скорости в соответствии с G.Hs. Не очень отличались друг от друга и списки базовых установок ATM-параметров. Во внутренней LAN все модемы позволяли воспользоваться механизмами статической или динамической адресации подключаемых устройств.

Несколько больше различий обнаружилось в перечне настроек системы обеспечения безопасности. В данном случае «обязательная программа» включала в себя возможности по организации трансляции адресов/портов (NAT/PAT) и контроля за доступом на основе элементарных правил фильтрации трафика.

Для всех устройств предусмотрено как минимум два основных варианта администрирования: по HTTP-протоколу и с использованием Telnet. Отметим, что процесс конфигурирования с помощью Web-браузера представляется нам более легким из-за присутствия в меню пункта «мастер настроек», позволяющего пройти все основные этапы за несколько минут. Фактически со стороны телефонной линии потребовалось правильно выбрать режим работы (Router/Bridge), инкапсуляцию (PPPoE), значения VPI (Virtual Path Identifier, идентификатора виртуального пути) и VCI (Virtual Channel Identifier, идентификатора виртуального канала), определить требования к поддержке ATM QoS, указать мультиплексирование на базе LLC и для доступа к провайдеру без ошибок ввести записанные в договоре на услуги логин и пароль. Хотя, как это уже было замечено в одной из предыдущих статей, на данный момент в большинстве случаев пользователю не придется повторять наш путь – абонентское оборудование, как правило, настраивается провайдером, проверяется и выдается уже в готовом для подключения к линии виде. Поэтому нам остается лишь обратить внимание читателей на некоторые особенности представленных моделей и отметить наиболее яркие моменты их эксплуатации.

Кроме обеспечения защиты сетей SOHO-пользователей от атак из Интернета с помощью NAT, D-Link DSL-500T поддерживает VPN в режиме pass-through. Виртуальный сервер применяется для перенаправления сервисов на несколько серверов. Маршрутизатор может быть настроен таким образом, что отдельные FTP, Web и игровые серверы будут совместно использовать один, видимый извне, IP-адрес и в то же время останутся защищены. В ряде случаев, например для нужд электронной коммерции, понадобится перенаправить входящие пакеты из Сети на определенный сервер или рабочую станцию. Организовать этот процесс можно с помощью режима DMZ, который при грамотной настройке не снижает безопасность внутренней локальной сети. В отличие от собственно модема D-Link DSL-G604T дополнительно оснащен 4-портовым коммутатором и беспроводным интерфейсом стандарта 802.11g, для которого обеспечивается три метода организации безопасности беспроводной сети: WEP, 802.1X и WPA. Настройка устройства не вызвала проблем: так, входящие в состав меню пункты выполнены по стандартным для этого вендора логическим схемам, неоднократно описанным на страницах нашего журнала для маршрутизаторов и точек доступа.

Линейка ADSL-устройств под торговой маркой Dynamix начинается младшей и наиболее простой моделью Dynamix UM-A , позволяющей организовать доступ в Сеть как будучи подключенной по Ethernet к внутренней LAN, так и непосредственно к порту USB 1.1 компьютера. Работая с этим устройством, мы обратили внимание на достаточно оригинальное, сведенное в табличную форму представление информации о результатах анализа состояния модема и о прохождении диагностических тестов, причем рядом с каждой отметкой находился пункт вызова контекстной справки с рекомендациями по устранению возможных ошибок. В отличие от остальных рассмотренных нами устройств подробные данные журнала работы модема можно сохранить в виде текстового файла. Оригинальность логики администрирования проявилась и в достаточно нетривиальной ситуации: после всех настроек модемы настоятельно рекомендуется перегрузить, и если в моделях от D-Link и ZyXEL для этого существуют отдельные пункты меню, то в устройствах Dynamix без перезагрузки из режима, например, «мастера настроек» к пунктам расширенного меню перейти просто не удастся.

Хотя перед нами не ставилась задача отследить все многообразие линеек всех вендоров, присутствующих на ADSL-рынке Украины, нелишним будет отметить, что в линейке продуктов Dynamix недавно появился достаточно оригинальный продукт – ADSL-маршрутизатор DYNAMIX UM-A4/PL с 4-портовым коммутатором и поддержкой не требующей разрешения от органов радиочастотного надзора технологии передачи данных по сетям питания – PowerLine, позволяющей избежать прокладки дополнительных проводных коммуникаций, к примеру, во временном офисе.

Семейство устройств от ZyXEL было представлено моделью ADSL-to-LAN начального уровня ZyXEL OMNI ADSL LAN EE и решением класса «все в одном» – шлюзом ZyXEL P-662HW, ориентированным на создание базовой сетевой инфраструктуры офисов и филиалов компаний. Ввиду того что со стороны АТС у провайдера, как нам стало известно, установлен DSLAM от этого же производителя, мы невольно приняли работу OMNI ADSL LAN EE за образец, а остальные устройства стали сравнивать с ним, ожидая проявления «межвендорского антагонизма». К чести всех участников обзора, ни в одном из случаев подобного заметить не удалось, что является дополнительным подтверждением того, что разработчиками этих компаний соблюдались требования, изложенные в основных стандартах и рекомендациях на ADSL.

ZyXEL Prestige-662HW представляет собой сочетание модема ADSL2+ с 4-портовым коммутатором и беспроводной точкой доступа по IEEE 802.11g+; его особенность – усиленные функции безопасности. К ним, помимо привычных средств, следует отнести межсетевой экран с контролем состояния SPI (Stateful Packet Inspection), средства для организации VPN-туннелей (функции IPSec VPN, до 20 туннелей с возможностью ручного управления ключами/IKE, аппаратной поддержки DES/3DES/AES и механизмов аутентификации SHA-1/MD5 с аппаратным шифрованием данных по протоколам DES и 3DES). Вдобавок ко всему в микропрограмму интегрирован антивирусный фильтр с небольшой поисковой базой.

Модем поддерживает режим автоматической настройки на провайдера и локальную сеть (Zero Configuration). Кроме привычного способа настройки шлюза через LAN, получить доступ к устройству оказалось возможным через гнездо CON/AUX, причем в другом режиме переключателя с его помощью, по утверждению разработчика, можно организовать резервирование ADSL-соединения. При использовании «родных» беспроводных адаптеров ZyXEL G-360 EE и G-162 EE, работающих по протоколу 802.11g+, гарантируется взаимодействие на скоростях до 100 Mbps, с устройствами других вендоров – «обычные» 54/11 Mbps. Соединения защищаются по WEP/WPA с возможностью организации аутентификации в соответствии с IEEE 802.1x, RADIUS.

Интересно, что для подключения к широкополосному доступу помещений, подключенных к пульту вневедомственной охраны, ZyXEL выпускает модемы с расширением Annex B, допускающие беспрепятственную работу одновременно голосового, широкополосного цифрового доступа и охранного (или ISDN) каналов.

Выводы

Итак, принять решение о том, стоит ли доверять «телефонной меди», не такая уж сложная задача. C технологической точки зрения основными аргументами «за» для перехода на широкополосный хDSL- и, в частности, на ADSL-доступ станут следующие.

Во первых, возможность использования для ADSL уже существующей линии. После установки модемов ADSL вы получаете постоянное соединение, готовое к работе в любой момент.

И во-вторых, высокая скорость передачи данных. В ближайшие годы можно ожидать увеличения скорости нисходящего потока до 48–52 Mbps, а восходящего – до 3–4 Mbps. Уже сегодня базовая технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость аналогового модема. В отличие от кабельных цифровых сетей, в среде которых происходит разделение доступной полосы пропускания между всеми потребителями, технология ADSL предусматривает, что линия задействована только одним пользователем.

Помимо грядущего изменения функциональности персонального доступа в Сеть, спрос на broadband будут формировать и многочисленные онлайн-сервисы, количество которых за последний год увеличилось в несколько раз. Среди них прежде всего цифровое телевещание, Video-on-Demand, а также доступ к видеотекам с качественным контентом большого объема. Даже несмотря на неполную востребованность скоростей широкополосных соединений, которая наблюдается сегодня, спрос на хDSL-продукцию продолжает расти. И если пока для частных пользователей ее основное предназначение – копирование файлов с одного ПК на другой или обращение к игровым и медиасерверам провайдера, то с распространением бытовой техники новых поколений быстро появятся новые сферы применения. Рост продаж домашней аудио- и видеоэлектроники, способной воспроизводить контент в потоковом режиме, неизбежно ужесточит требования к пропускной способности сетевых соединений.

В итоге, по оценкам JupiterResearch, к 2009 г. подавляющему большинству пользователей домашних сетей будет необходима пропускная способность не менее чем 57 Mbps, а Yankee Group утверждает, что к 2008 г. объемы продаж сервисов, построенных на базе broadband, достигнут отметки 475 млрд долл. (itc.ua/19633). Интересно, какая же доля в этом будет принадлежать Украине?

Редакция благодарит представительства D-Link и ZyXEL, компанию «Вектор» за помощь в подготовке материала, а также компанию «Интер-Телеком» за предоставленный тестовый ADSL-доступ 256/128 Kbps

xDSL -технологии

Проблемы при использовании телефонных каналов («классических» телефонных линий) для доступа в Internet :

Низкая пропускная способность,

Большая нагрузка на телефонные станции (средняя продолжительность

телефонного разговора – 3-5 мин., средняя продолжительность модемной связи

– 20 мин., а каждый пятый сеанс – более часа).

DSL – Digital Subscribe Line (цифровая абонентская линия).

xDSL – семейство технологий абонентского доступа типа «точка-точка», позволяющее предоставлять услуги передачи данных, голоса и видео по обычным телефоннымпроводам между оборудованием поставщика услуг сетевого доступа NAP (Network Access Provider ) и узлом потребителя; реализует технологии физического уровня и предоставляет высокоскоростную среду для применения протоколов более высоких уровней и организации разнообразных сервисов (доступ к Internet и Intranet с применением протокола IP , передача видео и др.).

Возможности xDSL :

Повышение в десятки раз скорости передачи трафика по обычному

телефонному проводу,

Низкозатратный способ разгрузки коммутаторов телефонных станций от

Организации различных сервисов на единой платформе.

Идея:

Эффективное использование максимально-возможной полосы частот

физической линии путем применения методов модуляции 2 B 1 Q , CAP , DMT .

Примеры :

1. DSL . Скорость до 160 кбит/с, 2 B 1 Q , L max =7,5 км при d =0,5 мм.

2. HDSL (High-bit-rate DSL). Скорость 768/1024 кбит/с по одной паре и 1536/2048 кбит/с по двум-трем парам кабеля без подбора параметров и симметрирования.

3. SDSL (Single Pair DSL). Скорость 2048 кбит/с по одной паре проводов, L max =3-4 км при d =0,4-0,5 мм.

4. MSDSL (Multirate Symmetrical DSL ). Возможна коррекция скорости передачи от расстояния (6,4 км при 768 кбит/с).

5. ADSL (Asymmetric DSL). До 8 Мбит/с в одном направлении и до 1 Мбит/с в другом. Реализация: с частотным разделением (FDM – Frequency Division Multiplexing ) и эхо-подавлением.

6. RADSL (Rate Adaptive DSL ). Скорость передачи может изменяться в зависимости от качества линии.

7. SHDSL . Скорость передачи данных до 2,3-4,6 Мбит/с.

8. VDSL . Скорость передачи данных до 15 Мбит/с.

Большинство технологий xDSL являются фирменными. Разработчики руководствуются требованиями стандарта ANSI T 1.413, в котором указаны рекомендуемые шумовые и частотные характеристики оборудования, но не определен метод кодирования данных. При покупке услуги xDSL абонент получает маршрутизатор или модем xDSL , совместимый с оборудованием поставщика услуг.

G . Lite . Стандарт ITU - T . Предназначен для стандартизации параметров передачи, что позволяет пользователям выбирать на рынке совместимые между собой средства xDSL . Иногда называют Universal ADSL (UDSL ) или ADSL Lite .

Для L до 3,5 км скорость 1,5 Мбит/с в направлении к абоненту и 384 кбит/с – в обратном направлении. Для L до 5,5 км - 640 кбит/с в направлении к абоненту и 196 кбит/с – в обратном направлении.

В большинстве технологий xDSL пользователь получает возможность по одной абонентской (телефонной) линии передавать поток данных и осуществлять речевую связь. Для этого на концах абонентской линии устанавливается частотный разделитель (сплиттер). Технология G . Lite является бесплиттерной, разделение речевого трафика и трафика данных выполняется непосредственно в модеме.

Установление соединения между DSL -модемами осуществляется согласно стандарту ITU - T G .994.1. Большинство устройств DSL обеспечивают автоматическое согласование параметров соединения, поддерживают функции сетевого управления и управления режимами питания. Для адаптации устройств DSL к резким изменениям, происходящим на линии связи, в них реализована функция быстрой перенастройки (fast retrain ). В ходе согласования устройства могут обмениваться идентификаторами фирм-производителей и нестандартной информацией, используемой для реализации фирменных функций.

Поскольку линия xDSL заканчивается на телефонной станции, она всегда активна. И чтобы получить доступ в Internet , пользователю не нужно устанавливать коммутируемое соединение.

Технология ADSL

ADSL - одна из самых популярных сегодня технологий xDSL . Число установленных в мире портов ADSL приближается к 100 млн. Подавляющее большинство этих портов используется частными пользователями в жилых домах для подключения к Интернету, что связано с асимметричным характером передачи данных.

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) превращает стандартные абонентские аналоговые телефонные линии в канал высокоскоростного цифрового доступа, позволяя передавать информацию в сторону абонента со скоростью до 8 Мбит/с и в обратном направлении - до 1 Мбит/с. Одним из основных преимуществ ADSL является то, что она использует повсеместно применяемую витую пару медных проводов (телефонные линии от АТС к абонентам) с сохранением возможности ведения телефонных разговоров по этой же линии. А это значит, что со стороны провайдера не требуется затрат на прокладку дополнительных линий связи.

Технология ADSL разрабатывалась в начале 90-х годов, а в 1993 году появилась в американских телефонных сетях. Однако широкое распространение в мире данная технология получила лишь в 1998 году. Компания "Вэб Плас" первой начала широкомасштабную программу по предоставлению услуги ADSL в России.

Асимметричный цифровой канал

Технология ADSL была разработана для предоставления услуг, требующих асимметричной передачи данных, например, видео по запросу. В этом случае большой поток данных передается в сторону пользователя (загрузка видео), в то время как в сторону сети от пользователя поток данных почти всегда невелик. На узле доступа (обычно это площадка провайдера услуг, расположенная в помещении АТС) устанавливается мультиплексор ADSL -доступа - DSLAM , функцией которого и является обеспечение взаимодействия с сетью. Голосовые каналы поступают непосредственно на АТС. Одновременная передача голоса и данных по одной телефонной линии достигается путем разделения полосы частот на потоки: полоса до 4 кГц используется для сохранения традиционной телефонной связи, в то время как сигналы передачи данных лежат в диапазоне от 4 кГц до 1 МГц.

Высокоскоростной поток в свою очередь разделяется на множество потоков, при этом диапазон от 30 до 138 кГц предназначается для передачи данных от абонента (восходящий поток) с максимально возможной скоростью 640 Кбит/с. Весь верхний диапазон частот, как правило от 150 кГц до 1,1 МГц, предназначен для нисходящего потока, и здесь пропускная способность в зависимости от расстояния и состояния линии может достигать 8 Мбит/с. Передача потоков данных наиболее часто выполняется методом дискретной мультичастотной модуляции (DMT ).

Иногда для создания потоков данных применяют метод эхо-компенсации, при котором диапазоны высокоскоростного и служебного потоков перекрываются. В этом случае разделение потоков выполняется с помощью дифференциальной системы модема и используется в дифференциальных модемах с поддержкой протоколов V.32 и V.34, а их передача осуществляется также методом DMT , принятым в качестве основного стандарта для линейного кодирования ADSL -каналов.

В 1999 году ITU (International Telecommunication Union) принял первый стандарт из многочисленного на сегодняшний день семейства ADSL , известный как G.992.1 (G.dmt), согласно которому для разделения голоса и данных на каждом конце ADSL -линии устанавливаются специальные фильтры - сплиттеры.

Сплиттер представляет собой небольшой блок, к одному из входов которого подсоединяется телефонная пара от АТС, а к двум другим - ADSL -модем и телефон. Сплиттер может быть как самостоятельным устройством, так и встроенным в ADSL -модем. Модем подключается к компьютеру пользователя через интерфейс Ethernet 10/100 BaseT или через USB-порт (в зависимости от типа ADSL -модема). Таким образом, низкочастотные (голосовые) сигналы подаются на коммутационное оборудование АТС (на стороне провайдера) и на телефонный аппарат абонента, а высокочастотные сигналы (данные) - на DSLAM (на стороне провайдера) и ADSL-модем абонента.

Основные преимущества ис­пользования ADSL -технологии:

■ эксплуатация уже существующей телефонной линии связи;

■ высокоскоростная линия передачи данных, а следовательно, возможность доступа к новым сервисам - видео по запросу, сетевые игры, видеонаблюдение и видео­конференции, дистанционное обучение и т. п.;

■ возможность одновременной работы в Интернете и разговоров по телефону;

■ невысокая стоимость пользовательского оборудования, возможность выбора интерфейса для подключения к компьютеру (Ethernet, USB, PCI-карта).

Скорость передачи данных от провайдера к абоненту зависит от ряда факторов, среди которых - длина абонентской линии, диаметр медной проволоки и сопротивление изоляции кабеля, наличие мостов-ответвителей, величина перекрестных наводок, количество скруток и т. п.

Технологии ADSL2 и ADSL2+

Целью разработки стандартов ADSL2 (G.992.3, G.992.4) и ADSL2+ (G.992.5) было достижение большей пропускной способности линий при передаче данных на значительные расстояния при наличии узкополосных помех. Среди их главных преимуществ - увеличение скорости передачи данных в сторону абонента до 12 Мбит/с - ADSL2 , и 24 Мбит/с - ADSL2+ , с возможностью ее адаптации к качеству канала связи, диагностика состояния канала и возможность передачи данных на большие расстояния. Это осуществляется, в частности, за счет улучшенных схемы модуляции и алгоритма обработки сигнала, уменьшения служебных данных в пакете, более эффективного кодирования.

В ADSL2 /ADSL2+ реализуется четырехмерное 16-уровневое решетчатое кодирование (trellis coding) и однобитная квадратурная амплитудная модуляция. Это и обеспечивает более высокие скорости передачи данных на линиях длиной до 3 км с низким значением величины отношения сигнал/шум. В отличие от ADSL , предусматривающего фиксированный объем служебной информации в пакете, который занимает полосу 32 Кбит/с, в ADSL2 длина служебного поля может задаваться программно, что позволяет регулировать размер непроизводительных расходов в интервале от 4 до 32 Кбит/с, освобождая таким образом пользователю для передачи полезных данных дополнительно до 28 Кбит/с. В результате на линиях с высоким качеством пропускная способность достигает значения 12 Мбит/с в нисходящем и 1 Мбит/с в восходящем потоках. На линиях длиннее 3,5 км ADSL2 позволяет передавать при той же скорости на 200 м дальше, чем ADSL , а на равных расстояниях - на 50 Кбит/с быстрее.

Преимущества и возможности

Улучшенные параметры скорости и дальности передачи

Диагностика и автоматическая регулировка

Расширенные возможности управления питанием

Быстрый запуск

Полностью цифровой режим

Улучшенные возможности взаимодействия оборудования

В ADSL2 и ADSL2+ применяется улучшенная модуляция, обеспечивающая уменьшение количества служебной информации в заголовках кадров (framing overhead), более высокий выигрыш от кодирования, а также предоставляющая усовершенствованные механизмы инициализации и алгоритмы обработки сигналов.

Технология ADSL2 позволяет увеличить скорость передачи данных в направлении к пользователю до 12 Mбит/с, по сравнению с приблизительно 8 Mбит/с в случае ADSL .

Технология ADSL2+ позволяет в два раза увеличить максимальную частоту, используемую для передачи данных в направлении к пользователю - 2,2 МГц вместо 1,1 МГц и обеспечить максимальную скорость передачи в нисходящем направлении до 25 Mбит/с на телефонных линиях длиной до 1500 м.

Технология ADSL2+ имеет ряд новых функций и преимуществ по сравнению с ADSL : увеличение дальности действия и скорости передачи, диагностика линии, управление мощностью передачи, быстрое установление соединений и улучшенное взаимодействие.

На устойчивость связи и производительность ADSL -каналов значительно влияют перекрестные наводки. Они вызваны тем, что телефонные пары, как правило, собираются в жгуты, содержащие по 25 и более пар, и близлежащие xDSL -линии создают друг другу электромагнитные помехи. Кроме того, на качество связи влияют АМ-радиоволны, температурные скачки, вода.

Функции мониторинга предоставляют в масштабе реального времени информацию о качестве линии и шуме на обоих концах линии. Поставщики услуг могут использовать эти данные для мониторинга качества ADSL -соединения и предотвращения ухудшений обслуживания. Кроме того, с помощью этих данных поставщики могут определить, можно ли конкретному пользователю предоставить услуги с более высокой скоростью передачи. SELT (тестирование линии без подключения удаленного конца) и DELT (тестирование линии с подключением удаленного конца) предоставляют возможность определить перед эксплуатацией длину линии, наличие короткозамкнутых и разомкнутых цепей, сечение проводов и предполагаемую пропускную способность. В случае изменения условий в канале используется новая возможность, которая называется плавной регулировкой скорости передачи (Seamless Rate Adaptation, SRA). Если модем обнаруживает ухудшение состояния линии вследствие, например, сильных электромагнитных помех, то он изменяет скорость передачи данных без прерывания операций и ошибок передачи. Механизм SRA основан на разделении уровней модуляции сигнала и формирования пакета, что позволяет варьировать скорость передачи без модификации параметров в заголовке пакета. Для этого используется сложная процедура реконфигурации системы.

Протокол SRA работает по следующему алгоритму:

■ приемник отслеживает соотношение сигнал/шум в канале и определяет, что скорость передачи данных необходимо изменить;

■ приемник посылает передатчику сообщение, которое инициирует изменение;

■ передатчик посылает в ответ сигнал Sync Flag, который используется как маркер для определения точного времени, когда новые параметры передачи вступят в силу;

■ сигнал Sync Flag обрабатывается приемником, и оба переходят на новый режим передачи данных.

Наличие двух режимов управления питанием позволяет сократить расход энергии, одновременно поддерживая функцию постоянного подключения ADSL для пользователей. Режим питания L2 предназначен для режима низкой скорости передачи, который не требует наличия полного ширины полосы пропускания, а режим питания L3 предназначен для режима ожидания или "спящего" режима. Эта функция позволяет сократить расход энергии более чем на 50 % для каждой линии.

Режим быстрого запуска сокращает время инициализации с 10 с до 3 с.

Имеется возможность использовать "телефонную" полосу частот под передачу данных. При этом скорость передачи данных в восходящем направлении (от пользователя) увеличивается на 256 кбит/с.

Новые процедуры инициализации модема позволяют решить проблемы совместимости оборудования и обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристики, когда соединяются ADSL -модемы различных производителей.

Производство оборудования, поддерживающего новые стандарты, налажено многими компаниями: Cisco Systems, Alcatel, Ericsson, Paradyne, ZyXEL, D-Link.Компания ECI Telecom предлагает для операторов мультисервисную платформу абонентского доступа Hi-FOCuS4, которая поддерживает все три вида вышеуказанных стандартов ADSL/2/2+.

В тезисах избирательных программ нынешних кандидатов в президенты США встречаются и такие, как «количество подключений к Интернету однозначно свидетельствует об уровне конкурентоспособности штата на национальном рынке и страны в целом на мировом». Поэтому неудивительно, что одним из пунктов предвыборной программы является 100% охват США широкополосными сетями к 2007 году.

оссия в целом значительно отстает от Америки в области информационных технологий, однако даже в Москве, где сосредоточено большинство пользователей российского Интернета, ситуация вряд ли хоть в чем-то дотягивает до общемировой. Хотя по своему экономическому уровню и доходам населения Москва вроде бы вполне способна составить конкуренцию отдельным странам цивилизованного мира и часто признается в различных рейтингах одним из самых дорогих городов планеты.

Но в этом смысле москвичам гордиться нечем: ситуация с широкополосным доступом в столице разительно отличается от той, что сложилась даже в таких странах, как Эстония, Польша, Венгрия или Словения. В Эстонии, например, на один с небольшим миллион жителей — 40 тыс. ADSL-каналов, в Польше и Венгрии насчитывается по несколько сотен тысяч таких каналов, а в десятимиллионной Москве даже после радикальных инициатив компании «МТУ-Интел» количество ADSL-каналов едва перевалило за 30 тыс.

Что уж тут говорить о таких развитых странах, как Южная Корея, где число пользователей Интернета превышает 20 млн., причем почти половина из них охвачена высокоскоростными подключениями: Ethernet — 300 тыс., CATV — 1 млн., ADSL — свыше 2 млн., VDSL — около 4 млн.

Сегодня в США осталось не более 15% частных и не более 10% корпоративных пользователей коммутируемого доступа (Dial-Up). У нас же наиболее распространенным способом доступа в Интернет по-прежнему остается Dial-Up, и даже в Москве им пользуются свыше 80% частных абонентов и более 40% корпоративных.

При этом, по прогнозам большинства аналитических агентств, в России до 2007 года доля Dial-Up в общем количестве подключений к Интернету все еще останется доминирующей, причем с 95% показателем. И даже в корпоративном сегменте, хотя соотношение коммутируемых соединений и широкополосного доступа будет приблизительно равно, сохранится преобладание первых.

Таким образом, общее количество широкополосных подключений по всем технологиям, которые можно себе представить: и DSL, и кабельное телевидение, и Ethernet, и радиодоступ, — по самым оптимистичным прогнозам, к 2007 году не превысит 5%.

Как же будут делиться эти 5%? Что будет преобладать — Ethernet, DSL или кабельные сети? Подавляющее большинство аналитиков, прогнозируя ситуацию до 2007 года, говорят, что большая часть широкополосных подключений не только в Москве, но и по всей России будет строиться именно на базе ADSL. Все остальные технологии не смогут конкурировать с ADSL и в совокупности дадут минимальное количество подключений.

Понятно, что на основе этого прогноза будут определять свою дальнейшую деятельность бизнесмены и инвесторы. Дело в том, что инфраструктура для ADSL-соединения не требует значительных капиталовложений — медная пара как физическая основа для последней мили лежит в городах уже более пятидесяти лет. Проблема здесь только в организации этого бизнеса и в доступе к медным линиям и кабельному ресурсу. Как известно, более половины всех телефонных линий в России монопольно принадлежит «Связьинвесту», который не торопится привлекать сторонних провайдеров, снижать тарифы и внедрять новые услуги для увеличения количества абонентов. Таким образом, все зависит от того, насколько владельцы этой инфраструктуры будут информированы о необходимости развития широкополосного доступа в Интернет и в какой степени альтернативным провайдерам удастся получить доступ к телефонным линиям. В московском регионе эта проблема решена созданием единого оператора цифровой фиксированной связи — компании «Комстар — Объединенные Телесистемы», которая появилась в результате объединения трех крупнейших операторов — «МТУ-Информ», «Комстар» и «Телмос». Интернет-провайдер «МТУ-Интел» с принадлежащей ему компанией «Голден Лайн» стал дочерней компанией объединенного оператора, а одним из стратегических партнеров объединенной компании является ОАО «Московская городская телефонная сеть».

Конечно, если бы это осуществлялось в рамках какой-нибудь президентской программы, как, например, в США, то процесс, безусловно, сдвинулся бы с мертвой точки. Ведь технология ADSL особенно хороша тем, что позволяет эффективно использовать существующий кабельный ресурс, который затем можно хорошо смасштабировать.

Сегодня важнее всего продемонстрировать пользователям преимущества постоянного Интернет-соединения и оторвать их от Dial-Up. А потом на конкурентной основе можно будет развивать и другие методы широкополосного доступа.

Что касается цен на услуги, то и здесь ADSL находится в привилегированном положении по сравнению с другими методами доступа, поскольку прибыль ADSL-провайдеров напрямую зависит от количества абонентов, а не от компактности их нахождения.

Так, например, если Ethernet-сети снизят тарифы в два раза, то основной проблемой у них будет не то, насколько это увеличит их абонентскую базу, а способность оплатить развитие сети, которое потребуется для подключения всех желающих. Уже сегодня желающих больше, чем физически могут подключить многие домовые сети.

То же самое справедливо и для кабельных сетей. Снизить стоимость подключения одного абонента к Интернету по такой сети можно только после того, как будет построена кабельная инфраструктура, а это требует колоссальных инвестиций. Впрочем, построение любой инфраструктуры с нуля стоит очень больших денег.

В будущем, конечно, возможно появление крупных операторов, которые смогут построить и Ethetnet-сети, и кабельные коммуникации. Можно даже предположить, что это произойдет довольно скоро, но не раньше, чем пользователи осознают преимущества постоянного Интернет-доступа.

Каждая из перечисленных технологий имеет как свои достоинства, так и недостатки. Говорить о том, что какая-то из них абсолютно превосходит все прочие, нельзя. Ethernet по IP — это универсальный транспорт, тогда как коаксиал сетей кабельного телевидения — более естественная среда для видеоприложений, но начинать развитие широкополосных сетей для скорейшего прочувствования пользователями их возможностей разумнее все же с DSL-технологий.

Следует также отметить, что немаловажную роль в расширении Интернет-доступа будет играть доступность и простота оплаты услуг. Опыт развитых стран, таких как США, Канада или Южная Корея, показывает преимущества неограниченного (безлимитного) доступа в Интернет. В Германии, например, Deutsche Telekom с июля 1999-го по сентябрь 2000 года пытался развивать ADSL без безлимитных тарифов (то есть только по оплате трафика), однако за целый год там не смогли наскрести и 100 тыс. абонентов, а когда осенью 2000 года они наконец сдались и ввели тарифы с неограниченным трафиком, то ежегодный приток абонентов превысил 1 млн. ADSL-каналов. Сегодня в Германии 4,5 млн. ADSL-линий, и она лидирует в Европе по этому виду широкополосного доступа.

Недавно примеру Германии последовала московская компания «МТУ-Интел», которая эффектно снизила цены на свой ADSL-доступ в Интернет, чем буквально обвалила рынок. В рамках проекта «Стрим» (http://www.stream.ru/) появился тариф «Стрим Нео+» (неограниченный по времени и трафику доступ за 20 долл. в месяц), и реакция пользователей не заставила себя ждать — практически на следующий день выстроились очереди в офисах «МТУ-Интел».

Кстати, по прогнозам аналитиков, хотя в абсолютном выражении количество широкополосных подключений в Москве и Санкт-Петербурге к 2007-2008 годам будет по-прежнему больше, чем совокупное количество подключений по всем остальным городам, но динамика развития регионов опередит столичную. Уже сейчас в ряде крупных городов количество подключений возрастает гораздо более высокими темпами, чем в обеих столицах. По всей России крупные операторы активно строят сети передачи данных на основе технологии DPT/RPR и MPLS, устанавливают на АТС концентраторы абонентского доступа DSL и оперативно подключают пользователей.

Кроме того, если в прежние годы мы сетовали на свою бедность и оправдывали отсутствие выхода в Интернет нехваткой компьютеров, то теперь их стало вполне достаточно — более десятка миллионов, и каждый год население приобретает еще свыше 2 млн. ПК. Между тем не секрет, что в странах Юго-Восточной Азии большой процент подключенных к Интернету составляют люди, не имеющие домашнего компьютера, а использующие для доступа в Сеть простое устройство — Set Top Box, которое наряду с доступом в Интернет предоставляет возможность пользоваться разнообразными дополнительными сервисами.

и USB-интерфейсами. Эта тайваньская «мыльница» SpeadStream 5667 от компании Efficient Networks по габаритам напоминает обыкновенный аналоговый модем, а по дизайну — младшие модели Cisco Systems

Технология xDSL

Действительности хDSL представляет собой семейство технологий, способных значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети за счет современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала. Таким образом, DSL уживается на одной линии с обычной аналоговой и даже цифровой (ISDN) телефонной аппаратурой.

В обобщенной аббревиатуре для технологий xDSL значок «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию (Digital Subscriber Line). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те, что доступны даже лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Более того, многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре.

Существуют следующие DSL-технологии:

• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) позволяет передавать данные пользователю со скоростью до 8,192 Мбит/с, а от пользователя — до 768 Кбит/с. ADSL является наиболее популярной технологией семейства xDSL. Поскольку эта технология была разработана для использования индивидуальными пользователями или в небольших офисах, то наряду с организацией высокоскоростной передачи данных она сохраняет аналоговую телефонную связь по данной абонентской линии;
• ADSL G.lite — вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю и со скоростью до 384 Кбит/с от пользователя к сети, так и симметричный режим передачи со скоростью до 384 Кбит/с в обоих направлениях передачи. Это версия ADSL с более низкой скоростью передачи, так как она не имеет разделительного фильтра-сплитера (Splitter) на стороне абонента, что приводит к уменьшению пропускной способности линии ADSL G.Lite вследствие повышения уровня помех;
• DDSL (DDS Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия DDS) — вариант широкополосной DSL, обеспечивающий доступ по технологии Frame Relay со скоростью передачи данных от 9,6 до 768 Кбит/с;
• IDSL (цифровая абонентская линия ISDN) — недорогая испытанная технология, использующая чипы цифровой абонентской линии основного доступа BRI ISDN и обеспечивающая абонентский доступ со скоростью до 128 Кбит/с;
• HDSL (High Speed Digital Subscriber Line) — высокоскоростная цифровая абонентская линия с более высокой скоростью передачи, что позволяет организовать передачу со скоростью выше 1,5 Мбит/с (стандарт США Т1) или выше 2 Мбит/с (европейский стандарт Е1) в обоих направлениях, как правило, по двум медным парам;
• SDSL (Simple Digital Subscriber Line — симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, работающая по одной медной паре) — известны две модификации этого оборудования: MSDSL (многоскоростная SDSL) и HDSL2, имеющие встроенный механизм адаптации скорости передачи к параметрам физической линии;
• VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) — обеспечивает скорость передачи данных к пользователю до 52 Мбит/с.

Все эти технологии предоставляют высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии, но предназначены для достижения различных целей и для удовлетворения разных потребностей рынка. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой не более чем теоретические модели, а третьи стали уже широко используемыми стандартами. Основным отличием данных технологий друг от друга являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.

Инсталляция DSL

ля инсталляции DSL необходимы доступ к кабельной телефонной сети и установка DSL-модемов. Для использования полосы более высоких частот, чем спектр речевого сигнала, оборудование xDSL должно быть установлено на обоих концах линии (один модем устанавливается у абонента, а другой — на телефонной станции), а сама линия должна обеспечивать физическую возможность передачи сигнала в необходимой полосе частот.

Это означает обязательное удаление с линии всевозможных устройств, ограничивающих полосу пропускания, и устранение нарушений при прокладывании телефонной проводки. В первую очередь телефонная линия не должна быть спаренной и на ней не должно быть установлено никакого специального оборудования типа аппаратуры для уплотнения телефонных каналов, блокираторов, устройств защиты от прослушивания, устройств охранной сигнализации и т.п.

Кроме того, в телефонных кабелях иногда встречается так называемые распарка (перепутанные между различными парами жилы), которая делает невозможным использование xDSL, оставаясь почти незаметной для обычной аналоговой телефонии. Еще одной, хотя и довольно редкой, причиной сильных затуханий на высоких частотах могут быть оставшиеся на линиях пупиновские катушки, которые прежде использовались для выравнивания частотных характеристик линии в области звуковых частот. И наконец, необходимо ограничение числа и протяженности параллельных отводов от абонентского кабеля.

Помимо этого может потребоваться изменение существующей трассы проводки для ее удаления от источников наводок (силовой проводки, ламп дневного света, диммеров и т.п.). Лучшие результаты, конечно, достигаются в том случае, когда проводка от ввода в здание до модема выполнена отдельным сетевым кабелем UTP-5 (витой парой), а не привычным плоским проводом (ТРП, то есть «лапшой»).

Модем автоматически анализирует линию и настраивает соединение за считанные секунды. Данный процесс не прекращается и во время соединения, так как модем компенсирует происходящие в линии изменения (например, связанные с изменением температуры). Современные DSL-модемы используют усовершенствованные алгоритмы цифровой обработки сигнала и осуществляют автоматическую коррекцию приема/передачи, устраняя искажения, вносимые линией. На скорость передачи данных оказывает влияние и длина линии, которая зависит от сечения жил кабеля, типа изоляции и общего уровня присутствующих в линии помех.

Абонентские линии местных телефонных сетей, как правило, работают уже многие десятки лет. Поэтому обязательной является предварительная оценка возможности работы этих линий на высоких частотах, соответствующих рабочим скоростям линий xDSL. Данный вид работ обычно выполняется после того, как оператор получит заказ на предоставление услуги. Цель — определение пропускной способности и устойчивости работы канала. Проверку телефонной линии на возможность подключения DSL-модема (то есть на техническую возможность использования DSL-технологий) должны выполнять квалифицированные специалисты. От абонента требуется только показать, где проходит телефонная проводка, и отключить от сети все телефонные аппараты. В условиях массового внедрения технологий xDSL необходимы автоматизированные методы контроля пригодности существующих абонентских линий для высокоскоростного доступа к услугам сети, однако весомой поддержкой при решении этой проблемы является наличие во многих модемах xDSL встроенных функций диагностики параметров используемых абонентских линий (таких как затухание сигнала, коэффициент ошибок, запас по шумам и т.д.). Для ADSL может использоваться тестер, имеющий встроенный эмулятор модема, тогда как в случае других технологий без установки оборудования не обойтись. Иногда в результате измерений обнаруживается, что хотя телефонная линия пользователя и может быть использована для DSL-технологий, но не позволяет реализовать всю доступную для этих технологий полосу пропускания.

Частотный разделитель (Splitter), предназначенный для разделения низкочастотного сигнала обычной телефонной связи (спектра голосовых сигналов) и высокочастотного цифрового сигнала ADSL

Кроме того, в отличие, например, от традиционного коммутируемого доступа, процедура подключения DSL-канала включает дополнительный этап, связанный с подготовкой линии пользователя на АТС (ее должны переключить на цифровое оборудование). Дальнейшая настройка линии производится абонентом самостоятельно или при помощи специалистов провайдера.

Итак, процедура подключения «классического» ADSL проходит в два этапа. Сначала к абоненту выезжает технический специалист, производящий измерение параметров телефонной линии и определяющий техническую возможность использования на ней ADSL-технологии (бесплатно). Затем, в случае положительного результата, после проведения необходимых работ на АТС (отдельная строка оплаты) пользователь покупает комплект оборудования — ADSL-модем, а если необходимо, то и сплитер. После этого можно настроить оборудование самостоятельно или оплатить визит инженера, который установит и настроит модем, а также проверит на нем работоспособность канала. И наконец, после подписания акта приемки абонент может сполна насладиться высокоскоростной «выделенкой».

Что касается выбора ADSL-модема, то лучше воспользоваться советами провайдера или купить необходимые устройства непосредственно у него. Сплитер представляет собой пассивное устройство, не требующее питания, и используется для коммутации ADSL-модема и обычного телефона для того, чтобы обычная телефонная связь могла осуществляться по стандартной общепринятой схеме. Он представляет собой фильтр низких частот, который предназначен для разделения низкочастотного сигнала обычной телефонной связи (спектр голосовых сигналов) и высокочастотного сигнала ADSL. Фактически сплитер осуществляет разделение спектра сигнала, поступающего по линии DSL, что позволяет передавать по одной линии и компьютерные цифровые сигналы, и аналоговые сигналы телефонной связи (то есть человеческий голос). Спектр частот ADSL обычно начинается с частоты 25 кГц, поэтому полоса частот от 4 до 25 кГц используется сплитером в качестве переходной. Таким образом, сплитер позволяет подключить к одной линии и компьютер, и телефонное оборудование. Конструктивно сплитер представляет собой блок, имеющий три гнезда: одно — для подключения модема ADSL, другое — для подключения телефонного оборудования, а третье — для подключения к линии АDSL.

В некоторых случаях сплитер устанавливается на телефонной линии по обеим сторонам (как на стороне абонента, так и на стороне телефонной станции), но в ADSL G.Lite сплитер устанавливается только на телефонной станции, что позволяет обойтись без услуг технического персонала при установке ADSL-модема в помещении пользователя: модем можно подключить в любую телефонную розетку. Правда, в последнем случае в телефонные розетки все равно лучше поставить микрофильтры, удаляющие высокочастотные помехи.

Как работает ADSL

з вышеизложенного следует, что, имея ADSL-модем, вы можете одновременно говорить по телефону или передавать факс и находиться в Интернете. Помимо очень высокой скорости передачи данных ADSL-модемы имеют еще одно важное преимущество по сравнению с аналоговыми. В отличие от аналоговых модемов, для нормальной работы которых требуется набор номера модема адресата, линия ADSL подключена постоянно, поскольку при отсутствии информации она не занимает ресурсы сети (то есть работает в режиме Always On). Это означает отсутствие необходимости ввода специального пароля, отсутствие сигнала занятости, отсутствие необходимости ожидания соединения и т.п. К тому же по сравнению с домовыми сетями и кабельным телевидением ADSL-соединение, как правило, индивидуально, а скорость передачи данных не снижается из-за конкуренции между пользователями по использованию каналов данных. А что касается простоты инсталляции на стороне абонента, то здесь ADSL может поспорить и с Dial-Up. ADSL-модем (внутренний или внешний), по виду похожий на аналоговый, просто вставляется в телефонную розетку, затем настраивается доступ в Интернет — и всё работает. И не нужно сверлить стены, тянуть кабели, заводить их под плинтусы и портить красоту свежеотремонтированной квартиры.

При работе ADSL полоса пропускания телефонной линии разделяется на два частотных диапазона. Полоса частот ниже 4 кГц используется для обычной (голосовой) телефонной связи, а вся доступная полоса частот выше указанной частоты служит для передачи данных. Это позволяет одновременно использовать телефонную линию как для телефонных разговоров, так и для передачи данных. Цифровая линия в этом случае называется асимметричной, поскольку для приема данных выделяется более широкая полоса частот, чем для их передачи. Скорость передачи данных по направлению к пользователю может варьироваться в пределах с 128 до 8,192 Мбит/с (индустриальным стандартом является 1,5 Мбит/с), а скорость передачи данных по направлению от пользователя — от 16 до 768 Кбит/с. Скорость зависит от многих факторов — от качества телефонного кабеля, АТС пользователя, соответствующего оборудования и тарифного плана провайдера. Так, например, популярный сегодня тариф «Стрим Нео» компании «МТУ-Интел» (http://www.stream.ru) обеспечивает скорость передачи данных в направлении к пользователю до 160 Кбит/с, а скорость передачи данных по направлению от пользователя — до 128 Кбит/с. Подобная асимметрия на самом деле довольно удобна, поскольку большинство пользователей Интернета получают из Сети значительно больший объем данных, нежели передают сами, и объясняется это тем, что сигнал от пользователя в Сеть передается на более низких частотах, чем сигнал от Сети к пользователю.

Высокоскоростной доступ в Интернет по выделенным каналам, используя технологии xDSL - самое современное и экономичное решение. Легкость эксплуатации и отсутствие проблем с дозвоном и использованием медленных телефонных линий, удачно сочетается с невысокой стоимостью их использования.

DSL (Digital Subscriber Line ) – это технология, позволяющая организовать высокоскоростной доступ в Интернет на обычном телефонном номере (обычной телефонной линии). При этом телефонная линия остается свободной.

Преимущества xDSL:

Постоянный доступ

Главное отличие постоянного доступа с использованием технологии xDSL от коммутируемого доступа заключается в том, что ваш компьютер подключен к Интернету постоянно. Следовательно, чтобы посмотреть электронную почту или заглянуть на какой-либо сайт, Вам не нужно дозваниваться до модемного пула провайдера. Включаете компьютер, открываете браузер - и Вы в сети Интернет!

Свободный телефон

При работе в Интернете посредством коммутируемого доступа ваш телефон всегда занят. И, наоборот, если по телефону кто-то разговаривает, вы не сможете выйти в сеть Интернет. При использовании DSL телефон остается свободным. Вы можете одновременно работать в Интернете и разговаривать по телефону.

Высокая скорость передачи данных

xDSL относится к классу широкополосных (broadband) технологий. Она обеспечивает скорость передачи данных в направлении к абоненту – ADSL до 7,5 Мбит/с и SDSL до 2 Мбит/с по входящему каналу, в направлении от абонента – ADSL до 1 Мбит/с и SDSL до 2 Мбит/с по исходящему каналу. Высокая скорость позволяет комфортно работать с Web-сайтами, быстро перекачивать большие файлы и документы, работать с мультимедиа, полноценно использовать интерактивные приложения.

хDSL – что это?

"Медный провод", приходящий в вашу квартиру, подключен к телефонной станции, которая настроена на прием сигнала шириной 4 кГц, вполне достаточной для передачи голоса. Обычный модем просто подстраивается под возможности телефонной сети, а потому имеет скорость, ограниченную 56 Кбит/с. Однако, технические возможности самой "медной пары" гораздо выше, ее пропускная способность приближается к 1 МГц, и поэтому через нее можно "гонять" данные на мегабитных скоростях.

Чтобы сделать цифровую высокоскоростную линию, к окончаниям "медной пары" подключаются специальные цифровые устройства (сплиттеры или микрофильтры) – один на АТС, другой в квартире абонента – которые обеспечивают одновременную работу в линии телефона и Интернет.

Один выход станционного сплиттера подключен с АТС, а другой к мультиплексору (DSLAM), связанному с сетью Интернет.

Абонентский сплиттер устанавливается в квартиру, от него идут два провода – один к ADSL-модему, а другой ко всем телефонным розеткам.

Вся полоса пропускания "медной пары" с помощью сплиттера (микрофильтра) делится на два диапазона: низкочастотный для телефонной связи и высокочастотный для передачи данных.

Высокочастотный диапазон разбивается на 247 отдельных каналов, каждый с пропускной способностью 4 кГц. Если отвлечься от технических деталей, то это можно представить себе так, как будто между абонентом и зданием АТС проложено 247 независимых телефонных линий. Часть из них служит для приема входящего потока (от сети Интернет к абоненту), часть – для исходящего потока. Система управления построена так, что все время идет мониторинг состояния каждого канала, и информация направляется в те из них, которые обладают наилучшими характеристиками.

Перспективы

xDSL – практически единственная технология, которой "по плечу" сделать широкополосный доступ в Интернет по настоящему массовой услугой. В сочетании с невысокой ценой и простотой установки, она вскоре позволит сделать постоянный доступ в Интернет столь же популярным, каким сегодня является коммутируемый доступ.

Требования к телефонной линии

• Телефонная линия должна обслуживаться ООО «Интермедиа»;
• Телефонная линия не должна быть спаренной.

На телефонной линии не должно быть установлено какого-либо специального оборудования, а именно: аппаратуры уплотнения телефонных каналов, блокираторов, устройств защиты от прослушивания, устройств охранной сигнализации и т.п., а также более двух параллельных оконечных устройств телефонной сети (телефонов, факсов и пр.). В противном случае возможность подключения и стоимость оговариваются дополнительно.