Технологія ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асиметрична цифрова абонентська лінія) входить до числа технологій високошвидкісної передачі даних, відомих як технології DSL (Digital Subscriber Line - Цифрова абонентська лінія) і що мають загальне позначення xdsl. До інших технологій DSL відносяться HDSL (High data rate Digital Subscriber Line - Високошвидкісна цифрова абонентська лінія), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line - Надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія) та інші. Загальна назва технологій DSL виникла в 1989 році, коли вперше з'явилася ідея використовувати аналого-цифрове перетворення на абонентському кінці лінії, що дозволило б удосконалити технологію передачі даних по витій парі мідних телефонних проводів. Технологія ADSL була розроблена для забезпечення високошвидкісного (можна навіть сказати мегабітного) доступу до інтерактивних відеослужб (відео за запитом, відеоігри і т. п.) і не менш швидкої передачі даних (доступ в Інтернет, видалений доступ до ЛВС і іншим мережам). Так що ж таке ADSL? Перш за все, ADSL є технологією, що дозволяє перетворити виту пару телефонних проводів на тракт високошвидкісної передачі даних. Лінія ADSL сполучає два модеми ADSL, які підключені до кожного кінця витої пари телефонного кабелю (дивитеся малюнок 1). При цьому організовуються три інформаційні канали - "низхідний" потік передачі даних, "висхідний" потік передачі даних і канал звичайного телефонного зв'язку (POTS) (дивитеся малюнок 2). Канал телефонного зв'язку виділяється за допомогою фільтрів, що гарантує роботу вашого телефону навіть при аварії з'єднання ADSL. Ріс.1. Схема організації ADSL з'єднання Ріс.2. Розподіл частот в ADSLADSL є асиметричною технологією - швидкість "низхідного" потоку даних (тобто тих даних, які передаються у бік кінцевого користувача) вища, ніж швидкість "висхідного" потоку даних (у свою чергу передаваного від користувача у бік мережі). Відразу ж слід сказати, що не слід шукати тут причину для неспокою. Швидкість передачі даних від користувача ("повільніший" напрям передачі даних) все одно значно вище, ніж при використанні аналогового модему. Фактично ж вона також значно вище, ніж ISDN (Integrated Services Digital Network - Інтегральна цифрова мережа зв'язку). Для стискування великого об'єму інформації, передаваної по витій парі телефонних проводів, в технології ADSL використовується цифрова обробка сигналу і спеціально створені алгоритми, вдосконалені аналогові фільтри і аналого-цифрові перетворювачі. Телефонні лінії великої протяжності можуть ослабити передаваний високочастотний сигнал (наприклад, на частоті 1 Мгц, що є звичайною швидкістю передачі для ADSL) на величину до 90 дб. Це примушує аналогові системи модему ADSL працювати з достатньо великим навантаженням, що дозволяє мати великий динамічний діапазон і низький рівень шумів. На перший погляд система ADSL достатньо проста - створюються канали високошвидкісної передачі даних по звичайному телефонному кабелю. Але, якщо детально знатися на роботі ADSL, можна зрозуміти, що дана система відноситься до досягнень сучасної технології. Технологія ADSL використовує метод розділення смуги пропускання мідної телефонної лінії на декілька частотних смуг (також званих що несуть). Це дозволяє одночасно передавати декілька сигналів по одній лінії. Такий самий принцип лежить в основі кабельного телебачення, коли кожен користувач має спеціальний перетворювач, що декодує сигнал і що дозволяє бачити на екрані телевізора футбольний матч або увлекательний фільм. При використанні ADSL разниє ті, що несуть одночасно переносять різні частини передаваних даних. Цей процес відомий як частотне ущільнення лінії зв'язку (Frequency Division Multiplexing - FDM) (дивитеся малюнок 3). При FDM один діапазон виділяється для передачі "висхідного" потоку даних, а інший діапазон для "низхідного" потоку даних. Діапазон "низхідного" потоку у свою чергу ділиться на один або декілька високошвидкісних каналів і один або декілька низькошвидкісних каналів передачі даних. Діапазон "висхідного" потоку також ділиться на один або декілька низькошвидкісних каналів передачі даних. Окрім цього може застосовуватися технологія ехокомпенсації (Echo Cancellation), при використанні якої діапазони "висхідного" і "низхідного" потоків перекриваються (дивитеся малюнок 3) і розділяються засобами місцевої ехокомпенсації. Ріс.3. Частотне ущільнення лінії зв'язку і ехокомпенсацияїменно таким чином ADSL може забезпечити, наприклад, одночасну високошвидкісну передачу даних, передачу відеосигналу і передачу факсу. І все це без переривання звичайного телефонного зв'язку, для якого використовується та ж телефонна лінія. Технологія передбачає резервування певної смуги частот для звичайного телефонного зв'язку (або POTS - Plain Old Telephone Service). Дивно, як швидко телефонний зв'язок перетворився не тільки на "простий" (Plain), але і на "старий" (Old); вийшло щось подібне до "старого доброго телефонного зв'язку". Проте, слід віддати належне розробникам нових технологій, які все ж таки залишили телефонним абонентам вузеньку смужку частот для живого спілкування. При цьому телефонну розмову можна вести одночасно з високошвидкісною передачею даних, а не вибирати одне з двох. Більш того, навіть якщо у вас відключать електрику, звичайний "старий добрий" телефонний зв'язок працюватиме як і раніше і з викликом електрика у вас жодних проблем не виникне. Забезпечення такої можливості було одним з розділів оригінального плану розробки ADSL. Навіть одна ця можливість дає системі ADSL значну перевагу перед ISDN. Однією з основних переваг ADSL над іншими технологіями високошвидкісної передачі даних є використання найзвичайніших витих пар мідних проводів телефонних кабелів. Абсолютно очевидно, що такі пар проводів налічується значно більше (і це ще слабо сказано), чим, наприклад, кабелів, прокладених спеціально для кабельних модемів. ADSL утворює, якщо можна так сказати, "накладену мережу". При цьому дорогою і віднімаючою багато часу модернізації комутаційного устаткування (як це необхідно для ISDN) не потрібний. ADSL є технологією високошвидкісної передачі даних, але наскільки високошвидкісний? Враховуючи, що буква "А" в назві ADSL означає "asymmetric" (асиметрична), можна зробити вивід, що передача даних в один бік здійснюється швидшим, ніж в іншу. Тому слід розглядати дві швидкості передачі даних: "низхідний" потік (передача даних від мережі до вашого комп'ютера) і "висхідний" потік (передача даних від вашого комп'ютера в мережу). Чинниками, що впливають на швидкість передачі даних, є стан абонентської лінії (тобто діаметр проводів, наявність кабельних відведень і т. п.) і її протяжність. Загасання сигналу в лінії збільшується при збільшенні довжини лінії і зростанні частоти сигналу, і зменшується із збільшенням діаметру дроту. Фактично функціональною межею для ADSL є абонентська лінія завдовжки 3,5 - 5,5 км. при товщині проводів 0,5 мм. В даний час ADSL забезпечує швидкість "низхідного" потоку даних в межах від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с і швидкість "висхідного" потоку даних від 640 Кбіт/с до 1 Мбіт/с. Загальна тенденція розвитку даної технології обіцяє в майбутньому збільшення швидкості передачі даних, особливо в "низхідному" напрямі. Для того, щоб оцінити швидкість передачі даних, що забезпечується технологією ADSL, необхідно порівняти її з тією швидкістю, яка може бути доступна користувачам, що використовують інші технології. Аналогові модеми дозволяють передавати дані з швидкістю від 14,4 до 56 Кбіт/с. ISDN забезпечує швидкість передачі даних 64 Кбіт/с на канал (зазвичай користувач має доступ до двох каналів, що в сумі складає 128 Кбіт/с). Різні технології DSL дають користувачеві можливість передавати дані із швидкістю 128 Кбіт/с (IDSL), 768 Кбіт/с (HDSL), "низхідний" потік 1,5 - 8 Мбіт/с і "висхідний" потік 640 - 1000 Кбіт/с (ADSL), "низхідний" потік 13 - 52 Мбіт/с і "висхідний" потік 1,5 - 2,3 Мбіт/с (VDSL). Кабельні модеми мають швидкість передачі даних від 500 Кбіт/с до 10 Мбіт/с. (При цьому слід враховувати, що смуга пропускання кабельних модемів ділиться між всіма користувачами, що одночасно мають доступ до даної лінії. Тому число одночасно працюючих користувачів надає значний вплив на реальну швидкість передачі даних кожного з них.) Цифрові лінії Е1 і Е3 мають швидкість передачі даних, відповідно, 2,048 Мбіт/с і 34 Мбіт/с. При використанні технології ADSL смуга пропускання тієї лінії, за допомогою якої кінцевий користувач пов'язаний з магістральною мережею, належить цьому користувачеві завжди і цілком. Чи потрібна вам лінія ADSL? Вирішувати вам, але для того, щоб ви ухвалили правильне рішення, розглянемо деякі переваги ADSL. Перш за все, швидкість передачі даних. Цифри були вказані двома абзацами вище. Причому ці цифри не є межею. У подальші роки можна чекати збільшення швидкості "низхідного" потоку 52 Мбіт/с, а "висхідного" потоку до 2 Мбіт/с. Більше не потрібно набирати телефонний номер для того, щоб підключитися до мережі Інтернет або до ЛВС. ADSL створює широкосмуговий канал передачі даних, використовуючи вже існуючу телефонну лінію. Після установки модемів ADSL ви отримуєте постійно встановлене з'єднання. Високошвидкісний канал передачі даних завжди готовий до роботи - у будь-який момент, коли вам це буде потрібно. Смуга пропускання лінії належить користувачеві цілком. На відміну від кабельних модемів, які допускають розділення смуги пропускання між всіма користувачами (що значною мірою робить вплив на швидкість передачі даних), технологія ADSL передбачає використання лінії тільки одним користувачем. Технологія ADSL дозволяє повністю використовувати ресурси лінії. При звичайному телефонному зв'язку використовується біля однієї сотої пропускної спроможності телефонної лінії. Технологія ADSL усуває цей "недолік" і використовує ті, що залишилися 99% для високошвидкісної передачі даних. При цьому для різних функцій використовуються різні смуги частот. Для телефонного (голосовий) зв'язку використовується область найнижчих частот всієї смуги пропускання лінії (приблизно до 4 кгц), а решта всієї смуги використовується для високошвидкісної передачі даних. Багатофункціональність даної системи є не найостаннішим аргументом в її користь. Оскільки для роботи різних функцій виділені різні частотні канали смуги пропускання абонентської лінії, ADSL дозволяє одночасно передавати дані і говорити по телефону. Ви можете телефонувати і відповідати на дзвінки, передавати і приймати факси, одночасно з цим знаходячись в мережі Інтернет або отримуючи дані з корпоративної мережі ЛВС. Все це по одній і тій же телефонній лінії. ADSL відкриває абсолютно нові можливості в тих областях, в яких в режимі реального часу необхідно передавати якісний відеосигнал. До них відноситься, наприклад, організація відеоконференцій, навчання на відстані і відео за запитом. Технологія ADSL дозволяє провайдерам надавати своїм користувачам послуги, швидкість передачі даних яких більш ніж в 100 разів перевищує швидкість найшвидшого на даний момент аналогового модему (56 Кбіт/с) і більш ніж в 70 разів перевищує швидкість передачі даних в ISDN (128 Кбіт/с). Технологія ADSL дозволяє телекомунікаційним компаніям надавати приватний захищений канал для забезпечення обміну інформацією між користувачем і провайдером. Не слід забувати і про витрати. Технологія ADSL ефективна з економічної точки зору хоч би тому, що не вимагає прокладки спеціальних кабелів, а використовує вже існуючі двопровідні мідні телефонні лінії. Тобто, якщо у вас удома або в офісі є підключений телефонний апарат, вам не потрібно прокладати додаткові дроти для використання ADSL. (Хоча є і ложка дьогтю. Компанія, можливість звичайного телефонного зв'язку, що забезпечує вам, повинні при цьому надавати і послугу ADSL.)Для того, щоб лінія ADSL працювала, необхідно не так вже багато устаткування. На обох кінцях лінії встановлюються модеми ADSL: один на стороні користувача (удома або в офісі), а інший на стороні мережі (у провайдера Інтернет або на телефонній станції). Причому користувачеві зовсім не обов'язково купувати свій