ADSL та SDSL, Журнал мережевих рішень

Асиметричні та симетричні лінії DSL.

Найкращі технології дозволяють вирішувати проблеми за допомогою наявного обладнання. Там, де це можливо, слід переходити цифрові абонентські лінії (Digital Subscriber Line, DSL).

DSL - це не одна технологія на всі випадки життя, вона має безліч різновидів (див. врізання «Головні фігури у великій родині»), хоча деякі з них можуть бути недоступні в цій місцевості. Варіанти DSL зазвичай відповідають одній з двох основних схем, хоча можуть відрізнятися конкретними характеристиками. Дві основні моделі – асиметрична (Asymmetric DSL, ADSL) та симетрична (Symmetric DSL, SDSL) цифрова абонентська лінії – виділилися на ранніх етапах розвитку технології. В асиметричній моделі перевага надається потоку даних у прямому напрямку (від провайдера до абонента), а в симетричній швидкість потоку в обох напрямках однакова.

Приватні користувачі віддають перевагу ADSL, тоді як організації SDSL. Кожна із систем має свої переваги та обмеження, коріння яких – у різному підході до симетрії.

ПРО АСІМЕТРІЮ

Технологія ADSL активно проникає ринку високошвидкісних з'єднань для приватних користувачів, де конкурує з кабельними модемами. Повністю задовольняючи апетити домашніх користувачів в їх «прогулянках» по WWW, ADSL забезпечує швидкість передачі даних від 384 Кбіт/с до 7,1 Мбіт/с в основному напрямку та від 128 Кбіт/с до 1,54 Мбіт/с у зворотному.

Асиметрична модель добре відповідає манері роботи в Internet: у прямому напрямку передаються великі обсяги мультимедіа та текстів, тоді як у зворотному напрямку рівень трафіку незначний. Витрати на ADSL у США зазвичай становлять від 40 до 200 доларів на місяць,в залежності від передбачуваної швидкості передачі даних та гарантій на рівень сервісу. Послуги на базі кабельного модему найчастіше коштують дешевше, близько 40 доларів на місяць, але при цьому лінії використовуються клієнтами колективно, на відміну від виділеної DSL.

Малюнок 1.По асиметричній цифровій абонентській лінії дані передаються на частотах від 26 до 1100 кГц, причому той же мідний кабель може передати аналоговий мовний сигнал в діапазоні від 0 до 3,4 кГц. Симетрична DSL (SDSL) займає весь частотний діапазон лінії передачі даних і сумісна з аналоговими мовними сигналами.

Визначення швидкості ADSL скоріше мистецтво, ніж наука, хоча їх зниження відбувається через передбачувані інтервали. Провайдери надають найкраще обслуговування, причому результати сильно залежать від відстані до центрального вузла. Зазвичай "найкраще можливе" означає, що провайдери гарантують пропускну здатність на рівні 50%. Згасання й такі перешкоди, як перехресні наведення, стають суттєвими на лініях довжиною понад 3 км, але в відстанях понад 5,5 км можуть зробити лінії непридатними передачі даних.

Одного DSL-з'єднання достатньо для будинку, де є багато комп'ютерів. Деякі модеми DSL мають вбудований концентратор DSL, а також спеціалізовані пристрої, так звані резидентні шлюзи, які діють як мости між Internet і домашніми мережами.

ADSL використовується дві схеми модуляції ADSL: Discrete Multitone (DMT) і Carrierless Amplitude and Phase (CAP).

DMT передбачає розбиття спектра доступних частот на 256 каналів у діапазоні від 26 до 1100 кГц, по 4,3125 кГц кожен (див. рисунок 1).

ПІДКЛЮЧЕННЯМЕДНІЙ ЛІНІЇ ДО ATU-R

Отже, у нас є центральний вузол, мідний кабель з крученими парами та віддалена ділянка. Що до чого підключати?

На об'єкті замовника встановлюється так званий віддалений передавальний пристрій (ADSL Transmission Unit-Remote, ATU-R). Спочатку те, що стосується тільки ADSL, тепер поняття «ATU-R» позначає віддалений пристрій для будь-якого сервісу DSL. Крім забезпечення функціональності модему DSL, деякі ATU-R можуть виконувати функції моста, маршрутизації та тимчасового мультиплексування (TDM). На іншому боці міднокабельної лінії, на центральному вузлі, знаходиться блок ADSL Transmission Unit-Central Office (ATU-C), що координує канал із боку CO.

G.LITE: ADSL БЕЗ ДІЛЬНИКА

Модифікований варіант ADSL, відомий як G.lite, усуває необхідність встановлювати дільник у приміщенні замовника.

Використовуючи DTM, той самий метод модуляції, що й ADSL, G.lite підтримує максимальні швидкості 1,5 Мбіт/с у напрямі і 384 Кбіт/с — у зворотному.

DSL ДЛЯ БІЗНЕСУ

Підприємства мають зовсім інші потреби, ніж домашні користувачі, тому симетрична лінія SDSL стає природним вибором для офісних програм.

Корпоративна пропускна здатність для потоку даних у зворотному напрямку може швидко вичерпатися через інтенсивний трафік сервера Web та пересилання співробітниками великих обсягів PDF, презентацій PowerPoint та інших документів. Вихідний трафік може дорівнювати вхідному або навіть перевищувати його. Забезпечуючи в обох напрямках швидкості близько 1,5 Мбіт/с у Північній Америці та 2,048 Мбіт/с у Європі, лінії ADSL нагадують з'єднання T-1/E-1, що домінує архітектурний компонент корпоративних мереж у всьому світі.

Якщо лінія ADSL використовує незайняті частотиі не входить у конфлікт із аналоговими голосовими частотами, то SDSL займає весь доступний спектр. У SDSL сумісність із передачею мови принесена в жертву дуплексної передачі даних. Немає дільника, немає аналогових мовних сигналів - немає нічого, крім даних.

Як життєздатна альтернатива потоку T-1/E-1, лінія SDSL привернула увагу альтернативних операторів місцевого зв'язку (Competitive Local Exchange Carriers, CLEC) як засіб надання додаткових послуг. Взагалі послуги SDSL зазвичай поширюють CLEC, проте ILEC зазвичай використовують HDSL для реалізації сервісу T-1. За оптимальних умов SDSL може змагатися з T-1/E-1 за швидкістю передачі і має втричі більші швидкості, ніж ISDN (128 Кбіт/с) на максимальних відстанях. На малюнку 2 показана залежність швидкостей від відстані у випадку SDSL: чим більша відстань, тим менша швидкість; крім того, параметри змінюються в залежності від постачальника обладнання.

SDSL використовує адаптовану схему модуляції 2 Binary, Quaternary 1 (2B1Q), запозичену у ISDN BRI. Кожна пара двійкових цифр є одним чотиризначним символом; два біти пересилаються за один герц.

Лінії SDSL краще відповідають потребам організацій, ніж ADSL – потребам резидентних користувачів. Якщо провайдери послуг з урахуванням кабельних модемів спокушають приватних користувачів нижчими, ніж ADSL, цінами, то SDSL пропонує самі швидкості передачі, як і T-1/E-1, причому за значно менші гроші. Стандартний діапазон цін на T-1 – від 500 доларів до 1500 доларів, залежно від відстані, а на еквівалентний діапазон SDSL – від 170 доларів до 450 доларів. Чим нижча вартість послуг SDSL, тим менша гарантована швидкість передачі даних.

ВНЕСЕМО ЯСНІСТЬ

На якість сигналу впливає безліч мінливих чинників, причому багато хто з них є винятковими для DSL. Однак деякі пристрої, які в минулому полегшували наше життя в комутованих мережах, сьогодні перешкоджають застосуванню цифрових абонентських ліній.

Перехресні наведення.Електрична енергія, що випромінюється схожими в центральному вузлі провайдера послуг пучками проводів, породжує перешкоди, відомі як перехідне згасання на ближньому кінці (Near-End Crosstalk, NEXT). Коли сигнали переходять між каналами різних кабелів, ємність лінії знижується. "Близький кінець" означає, що перешкоди йдуть від сусідньої пари кабелів на тій самій ділянці.

Поділ ліній DSL та T-1/E-1 значно зменшує негативний вплив перехресних перешкод, але немає жодної гарантії, що провайдер послуг вирішить застосувати саме такий принцип реалізації.

NEXT має двійника - перехідне згасання на дальньому кінці (Far-End Crosstalk, FEXT), джерело яких знаходиться в іншій парі кабелів, на дальньому кінці лінії. Що стосується DSL, ступінь впливу на такі лінії FEXT істотно нижчий, ніж NEXT.

Погонне згасання.Інтенсивність сигналу падає в міру його поширення по мідному кабелю, особливо це характерно для сигналів при високих швидкостях передачі даних і високих частотах. Це накладає дуже істотне обмеження застосування DSL на великих відстанях.

Низькоомна проводка здатна мінімізувати загасання сигналу, але будь-який конкретний провайдер може вважати необхідні витрати невиправданими. Товсті дроти мають менший опір, ніж тонкі, але вони дорожчі. Найбільш популярні кабелі калібру 24 (приблизно 0,5 мм) та 26 (близько 0,4 мм); менше згасання у калібру 24 обумовлює його застосування великих відстанях.

Тообставина, що з поліпшення передачі частот в голосовому діапазоні навантажувальні індуктори обрізають частоти понад 3,4 кГц, робить їх взаємно несумісними з DSL. Потенційні абоненти DSL не зможуть отримати сервіс DSL, поки котушки індуктивності залишаються на ділянках мідного кабелю.

Ехопридушення.Ехоподавець допускає передачу сигналу одночасно тільки в одному напрямку. Пристрої блокують потенційні ехосигнали, але унеможливлюють двосторонні комунікації. Для відключення ехоподавця модеми можуть посилати сигнал у відповідь в 2,1 кГц на початку з'єднання.

Волоконно-оптичний кабель.Обмеження на відстань та шумові перешкоди - не єдина пастка на шляху впровадження DSL. Якщо на абонентській лінії використовується оптоволокно, такий маршрут для DSL непридатний. Волоконна оптика підтримує цифрову передачу, але лінії DSL розроблялися з розрахунку виключно на аналогову мідну проводку. Місцеві лінії зв'язку в майбутньому будуть будуватися на базі гібридного підходу "волокно/кручена пара", з невеликими мідними ділянками до найближчого волоконного вузла.

ПОДАТОК МОВЛЕННЯ

Кожному хотілося б зменшити витрати на місцеву (і, побічно, далеку) передачу мови за допомогою Voice over DSL (VoDSL). ADSL підтримує аналогові голосові частоти з допомогою передачі цифрових даних більш високих частотах, проте VoDSL слід альтернативним курсом. VoDSL перетворює мову з аналогового на цифровий формат і передає її як частину свого цифрового навантаження.

І ADSL, і SDSL підтримують VoDSL, але G.lite вважається такої завдання непридатним.

ЖИТТЯ З DSL

Цифрова абонентська лінія DSL не дає гарантії того, що, як тільки ви вийдете в Internet, ваше прохання буде миттєво задоволене: DSL просто єрішенням «останньої милі», привабливим варіантом для високошвидкісного доступу до Internet. Поступивши по DSL на центральний вузол, трафік зазвичай опиняється в чиїйсь мережі і, отже, стає вразливим всім проблем із трафіком і вузьких місць, властивих конкретному провайдеру послуг.

Примудрений досвідом користувач віддасть перевагу резерву з автоматичним перемиканням у вигляді стандартної комутованої технології V.90 або ISDN, якщо це можливо, навіть тоді, коли він отримає нарешті сервіс DSL. Лінії DSL можуть періодично виявлятися непрацездатними.

Вибір, що базується виключно на ціні, може в результаті обернутися розчаруванням. Чим нижча місячна плата, тим меншим буде доступний сервіс.

Якби системи передачі могли колись перетворитися на живі організми, то мідна «вита пара» була б найбільш живучою з них. «Остання миля» — це великий ринок, що росте, особливо чутливий до прийнятних за ціною технологій з високою підтримуваною пропускною здатністю.

Безкоштовний, необмежений, широкосмуговий доступ для всіх неможливий у нашому житті, але якщо ви збираєтеся придбати послуги DSL, то йдете у правильному напрямку.

Головні постаті у великій родині

Інші різновиди цифрової абонентської лінії (Digital Subscriber Line, DSL) - це High Bit Rate DSL (HDSL), ISDN DSL (IDSL) та Very High Bit Rate DSL (VDSL).

HDSL.Перший симетричний різновид DSL, HDSL, з'явився на початку 1990-х р. як альтернатива лініям T-1/E-1. Її основна перевага – у відсутності повторювачів сигналів. Як і SDSL, вона має максимальну швидкість 1,5 Мбіт/с, але дальність передачі не перевищує 4,5 км, і до того ж HDSL потрібні дві кабельні пари в порівнянні з однією для SDSL.

VDSL.Асиметрична технологія, аналогічна ADSL; VDSL підтримує швидкості від 13 до 52 Мбіт/с у прямому напрямку та від 1,5 до 2,3 Мбіт/с – у зворотному. Нині вона перебуває в експериментальної стадії розробки; її недолік - сторона, що приймає, повинна знаходитися на відстані від 300 м до 1,5 км від центрального вузла або іншої точки доступу.

Відстань від центрального вузла	Максимальна швидкість передачі
до 3 км	1,5 Мбіт/с
від 3,4 до 3,7 км	1 Мбіт/с
від 4 до 4,65 км	784 Кбіт/с
від 5 до 5,5 км	416 Кбіт/с
Джерело: DSL.net

Малюнок 2.Швидкість SDSL залежить від відстані до центрального вузла, а також від постачальника обладнання. Лінії SDSL надаються з фіксованою швидкістю передачі, тоді як лінії ADSL можуть динамічно адаптуватися до умов лінії зв'язку.

Ресурси Internet

На вузлі xDSL Resource Web можна знайти вичерпний список питань, що часто ставляться по кожному виду DSL, методам модуляції, взаємовпливу з місцевими лініями зв'язку. Див.http://www.xdslresource.com/xDSLFAQ.shtml.

Поділіться матеріалом з колегами та друзями

---