Одним из самых массовых и доступных способов подключения к Всемирной паутине сегодня является ADSL-соединение. Аббревиатура ADSL расшифровывается, как «Asymmetric Digital Subscriber Line» - несимметричная цифровая абонентская линия. Несмотря на простоту и практически стопроцентную доступность, мобильное подключение значительно проигрывает по своим возможностям ADSL-подключению: скорость передачи данных ниже, набор услуг меньше, а стоимость подключения значительно выше. Подключение же по технологии ETTH («Ethernet в каждый дом»), GPON и FTTH (с помощью оптико-волоконного кабеля) сегодня доступны пока ещё лишь для жителей многоквартирного сектора в крупных населённых пунктах, так как экономически оправданы при массовых подключениях. Поэтому, сегодня АДСЛ-соединение актуально для большинства пользователей, особенно в небольших населённых пунктах.
Проблемы ADSL-соединения
Несмотря на свою массовую доступность и достаточно приличные технические характеристики:
- Практическая скорость доступа: до 24 Мбит/сек;
- Протяжённость абонентской линии для удовлетворительной работы: до 7.5 км;
- Возможность получения услуги triple play - одновременной передачи голоса, видео и данных.
Эта технология использует в своей работе телефонную абонентскую линию со всеми вытекающими отсюда проблемами.
Рассмотрим типовую схему подключения абонента по технологии ADSL:
Практика эксплуатации данной технологии показывает, что наиболее частыми проблемами, приводящими к тому, что у пользователя устанавливается медленная скорость при адсл-соединении , или вообще, отсутствует выход в интернет, являются:
- Неисправность телефонной линии;
- Неисправность порта оборудования доступа (DSLAM) на стороне провайдера;
- Неверное подключение на стороне пользователя.
Неисправность телефонной линии
Это наиболее частый вид повреждений, возникающий в цепочке «Абонент-Провайдер». К сожалению, телефонная линия связи далека о совершенства. Пока она «добирается» от провайдера интернета к пользователю, она может проходить достаточно много различных участков: магистральный, кабель, кабели распределения, кабели между шкафами и даже так называемые воздушки - провода, идущие от шкафа к абоненту воздушным путём. Каждый из таких участков помимо затухания полезного сигнала, может вносить и различные помехи, приводящие как к общему снижению скорости, так и к тому, что у абонента появляются частые разрывы связи при адсл-соединении.
Конечно, для того, чтобы выполнить измерение физических параметров телефонной линии для получения её качественных характеристик, необходимо наличие специальных приборов и умение ими пользоваться. Но обыкновенный пользователь также может легко оценить её состояние, чтобы понять по какой причине возникают те или иные проблемы с доступом. Для этого необходимо подключиться к ADSL-модему и посмотреть статистику АДСЛ-соединения.
Не только проблемы с линией связи или с оборудованием провайдера приводят к проблемам в работе с интернетом. Задаваясь вопросом – «Как увеличить скорость при адсл-соединении?», пользователь порой забывает, что неверно работающее оборудование или некорректно выполненное подключение на его стороне тоже может стать причиной сбоев и низкой скорости. Поэтому, прежде чем звонить в службу технической поддержки, необходимо проверить - правильно ли выполнено подключение телефонной линии, модема и телефонного аппарата.
Начать, прежде всего, следует со сплиттера – специального устройства, которое предназначено для того, чтобы высокочастотный шум от работы модема не мешал телефонным разговорам. По сути дела, он представляет собой специальный фильтр для разделения рабочих частотных полос модема и телефонного аппарата.
Рассмотрим корректную схему подключения пользовательских устройств:
Следует помнить о том, что нельзя подключать телефонные аппараты и какие-либо другие телефонные устройства до сплиттера! Все телефоны должны быть строго подключены к гнезду PHONE! В противном случае, соединение будет неустойчивым, и, как правило, с низкой скоростью. Разрывы связи при адсл-соединении будут в этом случае практически постоянными.
Подключение adsl-модема без сплиттера приведёт к появлению шума во время телефонного разговора и как в первом случае, к низкому качеству соединения. Однако, если вы не используете телефонный аппарат, то модем можно подключать к телефонной линии и без этого устройства.
Следует избегать чрезмерно длинных телефонных удлинителей. Если уж без него никак не удаётся обойтись, необходимо выбирать такие, в которых используется не четыре, а два проводника. Это уменьшит уровень помех и повысит качество соединения.
К сожалению, adsl-модем также не застрахован от повреждений. Причём есть повреждения явные, то есть, когда он просто не работает или работает некорректно, а есть скрытые, связанные с повреждением его линейной части. Особенно часто такие неисправности довольно часто возникают после грозы. При этом сам модем рабочий и даже может устанавливать соединение с оборудованием провайдера, но оно нестабильно, или соединение происходит на низкой скорости. Первое впечатление, которое возникает – неисправность телефонной линии, так как «симптомы» очень похожи. В этом случае, следует снять показания основных характеристик соединения из его меню в разделе «Статистика», и проверить его на стенде у провайдера, попросив снять те же самые данные. Если показания будут схожими – скорее всего, линейная часть модема «подгорела» и требует ремонта.
- Если скорость доступа в интернет периодически снижается, начните проверку с исследования стабильности установленного соединения – «линка». (Английский вариант слова – Link). Проследите за индикатором с таким же названием. На некоторых моделях он называется ADSL. Во время работы, если адсл-соединение стабильно и установлено - он должен просто гореть. Если он периодически мигает – соединение с провайдером нестабильно, требуется проверка линии связи.
- Следите за исходящей (upstream) скоростью в линии. Практика показывает, что чем она ниже – тем ниже качество соединения. В идеале, она должна быть равна или близка к 1 Мбит/сек (только если не ограничена специально тарифом).
- При постоянных разрывах связи, можно попробовать отключить сплиттер и телефон, включив на время модем, напрямую в линию. Этим самым исключается возможное влияние других устройств на соединение. Если в этом случае все работает стабильно, то можно, включая устройства по очереди, выяснить, какое из них оказывает влияние.
- Всегда проверяйте качество контакта в разъёмах. Современный телефонный разъем RJ11 – не очень качественное изделие, его контакты часто окисляются. Извлеките и вставьте его на место два-три раза.
ADSL с английского языка расшифровывается как Ассиметричная цифровая абонентская линия (Asymmetric Digital Subscriber Line). Существует несколько типов DSL-соединений: ADSL, HDSL и VDSL. В основе всех трех вариантов лежит телефонная линия .
Что такое ADSL
Технология DSL была разработана во времена, когда телефонная линия стала популярной и появилась у каждого гражданина страны. В конце 80-х – начале 90-х годов появилась первая версия протокола ADSL. Она поддерживала скорость входящего трафика до 1 Мбит/с, а исходящего – до 8 Мбит/с.
АДСЛ зародилась благодаря компании Bellcore, которая в середине восьмидесятых годов искала методы для создания интерактивного ТВ. Далее технологию взяли на вооружении поставщики услуги доступа к «мировой паутине». Таким образом, появились первые устройства, передающие и принимающие сигналы – АДСЛ-модемы.
Сегодня асимметричная линия используется в отдаленных поселениях , где невозможно использовать другую проводную технологию или беспроводную связь посредством 3/4G USB-модемов
Технология ADSL — принцип работы
Первое слово в названии – асимметричная – подразумевает, что используется неравномерное распределения телефонной линии между приемом и отправкой данных.
В данном случае входящий трафик имеет более широкую полосу пропускания по сравнению с исходящим. Ранее мы упоминали ориентировочные цифры – разница в скорости может достигать восьмикратного значения.
Использование телефонной линии, как средства передачи данных подразумевает, что ADSL использует другую частоту в кабелях. Данный факт позволяет использовать телефон и Интернет одновременно, не создавая помех друг для друга.
Иногда возникают ситуации, при которых использование телефонной жилы для двух направлений наводит определённые помехи , но такие случаи редки и связаны с неправильной экранировкой кабеля.
Сигнал поступает от провайдера и приходит до конечного пользователя на специальное оборудование – модем. Он транслирует поступивший поток данных в цифровое значение.
Используемое оборудование
Как и в любой технологии, ADSL тоже использует специальное оборудование и комплектующие. Рассмотрим более детально на примере схемы ниже.
Сигнал, идущий из телефонной розетки, изначально поступает на специальное устройство – сплиттер . Он разделяет его на телефонный и высокочастотный . Первый напрямую идет к устройству связи, а второй на транслятор. В свою очередь сетевое устройства перерабатывает поступивший аналоговый поток в цифровой. После этой операции данные могут быть обработаны операционной системой конченого устройства пользователя: например, рабочая станция или планшет.
ADSL модем
Сетевое устройство является точкой входа аналогового потока данных. Он может преобразовывать сигнал
в оба направления одновременно, что позволяет использовать полосу пропускания более эффективно.
Чистые АДСЛ модемы уже почти не производятся, так как существует более современное сетевое оборудование – маршрутизаторы. О них будет рассказано ниже.
ADSL кабель
Кабель представляет собой провод с разъемом RJ-12. Он используется для подключения телефонной линии к модему.
Содержит в себе четыре жилы , по которым передается аналоговой сигнал на вход и выход.
Маршрутизаторы
Улучшенная версия модема. Представляет собой оборудование, способное не только принимать и передавать
сигнал для конечного пользователя, но также маршрутизировать трафик внутри локальной сети.
Используя АДСЛ-роутер, пользователь может подключить несколько устройств для получения доступа к «мировой паутине».
На сегодняшний день большинство ADSL-маршрутизаторов обладает встроенным модулем WiFi, что позволяет подключать к Интернету мобильные устройства.
Сплиттеры и микрофильтры
Для разделения сигнала, поступающего по телефонной линии для модема и телефона, используется специальный фильтр – сплиттер.
Принцип работы следующий. Один входящий сигнала – несколько выходящих. Простейший пример сплиттера изображен на скриншоте выше. Он может разделять максимум на 16 сигналов.
Микрофильтры нужны для создания двух параллельных сигналов. Это позволяет использовать ADSL интернет и телефон одновременно, без создания помех в линии.
Другое оборудование
Существуют и другие устройства, использующиеся для создания подключения к «мировой паутине» на основе технологии ADSL.
Например, у пользователя есть только АДСЛ-модем, но он хочет использовать дома беспроводную связь. Ему придется приобрести дополнительно маршрутизатор с Wi — Fi модулем . Он подключается через порт Ethernet к модему.
Второй распространенный вариант. Есть офисное помещение, в котором доступ к глобальной сети организован посредством технологии ADSL. Чтобы предоставить Интернет в каждой помещение необходимо приобрести коммутаторы и маршрутизатор . Первые ставятся в каждом офисе отдельно, а роутер проведет правильную маршрутизацию данных внутри локальной сети.
Основные этапы подключения
Первым дело подключаем телефонный кабель, идущий в помещение, через сплиттер. Далее из разъема P hone выводим провод к телефону, а из ADSL – к сетевому оборудованию.
Следующим шагом подключаем АДСЛ устройство к сети электропитания и соединяем его с рабочей станцией посредством кабеля Ethernet.
На последнем этапе, пользователь проводит настройку сетевого оборудования в соответствии с инструкцией, представленной провайдером.
Максимальная скорость ADSL
Скорость передачи данных при использовании АДСЛ зависит от стандарта, применяемого провайдером. Последний вариант – ADSL2++. Данные можно свести в одну таблицу.
Информация, представленная выше, является теоретической, т.е. указанные значения достигаются при идеальных условиях . По факту, 13-15% скорости теряется при прохождении сигнала от провайдера до конечной точки. Этот факт обусловлен техническими характеристиками используемого оборудования.
Также не следует забывать и о других абонентах. Сигнал поступает от единой точки выхода поставщика услуг. На нее подключено множество других клиентов, соответственно общее значение скорости начинает разделяться на равные части.
Преимущества и недостатки технологии
Преимущества использования технологии АДСЛ:
- Абоненты получают высокочастотный сервис доступа к «мировой паутине» без прокладки дополнительных кабелей в помещении.
- Организовать глобальную сеть можно практически в любом месте, где присутствует проведенная телефонная линия.
- Первоначальные финансовые затраты на подключение ниже некоторых других методов.
- Высокая скорость загрузки файлов для конечного клиента.
- Используя современное сетевое оборудование, клиент может организовать беспроводную сеть .
Недостатки:
- Существует более современные решения подключения к Интернету, предоставляющие высокую скорость загрузки.
- Технология отдает большую часть канала на входящий трафик , а исходящий в разы ниже. Соответственно отправка файлов большего объема другому абоненту займет продолжительное время.
- Качество и стабильность сигнала зависит от телефонной линии , которая не рассчитана на высокочастотные сигналы.
В наши дни доступ в интернет нужен практически всем. Будь то работа, развлечения, общение – глобальная сеть повсеместно вошла в нашу жизнь. Для обеспечения доступа в интернет дома или в офисе необходим модем, который позволит подключить к сети все необходимые устройства. В крупных городах провайдеры предлагают оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы, которые позволяют получить быстрое и стабильное соединение. Однако для проведения таких кабелей необходимо, чтобы количество пользователей позволяло заполнить всю полосу пропускания кабеля – иначе это просто не выгодно. Поэтому возможность подобного соединения предоставляется бизнесом далеко не везде. Особенно это касается небольших городов, посёлков и деревень. А что делать, если такие услуги не предоставляются, а интернет всё равно нужен?
Существуют разные варианты, и один из лучших – использование витой пары абонентских телефонных проводов. Многие с ужасом вспомнят неработающий телефон во время использования интернета. Однако технологии уже давно ушли далеко вперёд. Сегодня наиболее распространены и эффективны технологии xDSL. DSL переводится как цифровая абонентская линия (digital subscriber line). Эта технология позволяет добиться довольно высокой скорости передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не занимая телефон. Дело в том, что для передачи голоса используется диапазон частот от 0 до 4 кГц, в то время как по медному телефонному кабелю можно передать сигналы с частотой до 2,2 МГц, и именно участок от 20 кГц до 2,2 МГц использует технология xDSL. На скорость и стабильность такого соединения влияет длина кабеля, то есть чем дальше от вашего модема находится телефонный узел (или другой модем в случае создания сети), тем ниже будет скорость передачи данных. Стабильность сети обусловлена тем, что поток данных идёт от пользователя напрямую к узлу, на его скорость не влияют другие пользователи. Важный фактор: для предоставления xDSL соединения не нужно проводить замену кабелей, что делает теоретически возможным подключение интернета везде, где есть телефон (зависит от наличия такой услуги у провайдера).
Модем xDSL станет связующим звеном между телефонным кабелем и вашими устройствами (или маршрутизатором), однако при выборе конкретной модели нужно учитывать целый ряд характеристик, которые подойдут именно вам.
Чем различаются модемы xDSL
Технологии xDSL
В аббревиатуре xDSL буква «x» подразумевает первую букву технологии DSL. Технологии xDSL различаются по расстоянию передачи сигнала, скорости передачи данных, а также по разнице в скоростях передачи входящего и исходящего трафиков.Технология ADSL переводится как асимметричная цифровая абонентская линия. Это значит, что скорость передачи входящих и исходящих данных различается. В данном случае скорость приёма данных равна 8 Мбит/с, а передачи – 1,5 Мбит/с. При этом максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема в случае создания сети) равно 6 км. Но максимальная скорость возможная лишь на минимальном расстоянии от узла: чем дальше, тем она ниже.
Технология ADSL2 гораздо лучше использует пропускную способность провода. Главное его отличие – возможность распределять информацию по нескольким каналам. То есть он использует, к примеру, пустующий исходящий канал, когда входящий перегружен, и наоборот. Благодаря этому его скорость приёма данных равна 12 Мбит/с. Скорость передачи осталась такой же, как в ADSL. При этом максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема) – уже 7 км.
Технология ADSL2+ удваивает скорость входящего потока данных благодаря увеличению используемого диапазона частот до 2,2 МГц. Таким образом, скорость приёма данных уже равна 24 Мбит/с, а передачи – 2 Мбит/с. Но такая скорость возможна лишь на расстоянии менее 3 км от узла – дальше она становится аналогичной технологии ADSL2. Преимущество оборудования, работающего с технологией ADSL2+, заключается в том, что оно совместимо с предыдущими стандартами ADSL.
Технология SHDSL - стандарт высокоскоростной симметричной передачи данных. Это значит, что скорости приёма и отдачи одинаковы – 2,3 Мбит/с. При этом эта технология может работать с двумя медными парами – тогда скорость удваивается. Максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема) равно 7,5 км.
Технология VDSL обладает максимальной скоростью передачи данных, но существенно ограничена расстоянием от узла. Она работает как в ассиметричном, так и в симметричном режимах. В первом варианте скорость приёма данных доходит до 52 Мбит/с, а передачи – 2,3 Мбит/с. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Однако высокие скорости доступны на расстоянии не более 1,3 км от узла.
При выборе xDSL модема необходимо ориентироваться на расстояние до телефонного узла (или другого модема). Если оно небольшое, можно смело ориентироваться на VDSL, если же узел далеко – стоит выбрать ADSL2+. При наличии двух медных пар проводов можно обратить внимание и на SHDSL.
Стандарты Annex
Annex - разновидность стандартов ADSL для передачи высокоскоростных данных совместно с аналоговой телефонией (обычным телефоном).Стандарт Annex A - использует для передачи данных частоты с 25кГц до 138кГц, и для получения данных - с 200кГц до 1,1МГц. Это обычный стандарт для технологии ADSL.
Стандарт Annex L позволяет увеличить максимальное расстояние связи до 7 км благодаря увеличению мощности на низких частотах. Но этот стандарт используют не все провайдеры из-за создания помех.
Стандарт Annex M позволяет увеличить скорость исходящего потока до 3,5 Мбит/с. Но на практике скорость соединения колеблется от 1,3 до 2,5 Мбит/с. Для бесперебойного соединения этот стандарт требует телефонную линию без повреждений.
DHCP-сервер
Аббревиатура DHCP переводится как протокол динамической настройки узла. DHCP-сервер - это программа, позволяющая провести автоматическую настройку локальных компьютеров для работы в сети. Она выдаёт клиентам IP-адреса (уникальные идентификаторы устройства, подключённого к локальной сети или интернету), а также дополнительные параметры, необходимые для работы в сети. Это позволит вам не прописывать IP вручную, что облегчит работу в сети. Однако нужно учесть, что для таких устройств, как сетевые принтеры, и для постоянного удалённого доступа к компьютеру с помощью специальных программ будет желателен статистический, а не динамический IP, так как постоянная смена IP вызовет сложности.
Порты USB
На сегодняшний день существует два варианта организации подключения к сети интернет по ADSL-технологии: через USB-порт и через Ethernet-порт.Внешний USB ADSL-модем подключается к компьютеру посредством USB-порта. Питание он получает от компьютера. Преимущества таких модемов: низкая стоимость и простота использования. Минусами можно назвать совместимость не со всеми компьютерами, необходимость регулярной переустановки драйверов, работа только с одним устройством.
ADSL-модем, подключаемый к устройству через Ethernet-порт, будет работать стабильнее. Но для использования с несколькими устройствами он должен обладать функцией маршрутизатора или технологией Wi-Fi.
Настройка и управление
Настройка и управление модемами чаще всего осуществляется посредством трёх технологий: Web-интерфейс, Telnet и SNMP.
Web-интерфейс – это функция, позволяющая осуществлять настройку и управление через браузер компьютера. Этого варианта будет достаточно для домашнего использования модема.
Telnet – это сетевой протокол для удалённого доступа к компьютеру с помощью командного интерпретатора. С его помощью настраивать модем можно с не подключенных к нему устройств. Это удобно для небольших цепей из модемов дома и в офисе.
SNMP - стандартный интернет-протокол для управления устройствами в IP-сетях, функционирующих на базе архитектуры TCP/IP (средство для обмена информацией между устройствами, объединенными в сеть). С помощью протокола SNMP программное обеспечение для управления сетевыми устройствами может получать доступ к информации, которая хранится на управляемых устройствах. Благодаря этому он наиболее часто применяется при построении офисных сетей.
Критерии выбора
Модемы xDSL различаются по целому ряду характеристик, наиболее важные среди которых – максимальное расстояние от телефонного узла, скорость приёма и передачи данных, наличие симметричной или асимметричной передачи. Понимая, в каких условиях и как именно будет использоваться модем, можно подобрать подходящее именно вам устройство.Напомним, что при выборе xDSL-модема важно знать характеристики телефонной сети: длину кабеля до телефонного узла, количество медных пар кабеля и его качество, предложения и возможности провайдера. Важно отсутствие помех на линии, которые обусловлены пересечением пар кабеля или его низким качеством.
В последние годы развитие рынка телекоммуникационных услуг, привело к дефициту пропускной ёмкости каналов доступа к существующим сетям провайдеров. Если на корпоративном уровне эта проблема снимается, предоставлением в аренду высокоскоростных каналов передачи данных, то какую альтернативу можно предложить абонентам на существующих линиях, вместо коммутируемого соединения, в квартирном секторе и секторе малого бизнеса?
На сегодняшний день основным способом взаимодействия оконечных пользователей с частными сетями и сетями общего пользования является доступ с использованием телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям - так называемое Dialup соединение. Скорость такой связи невелика, максимальная скорость может достигать 56 Кбит/с. Этого пока хватает для доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и видео, большие объемы электронной почты и документов, возможность обмена пользователями мультимедийной информацией, поставило задачу об увеличении пропускной способности существующей абонентской линии. Решением данного вопроса, стало развитие ADSL технологии.
Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия), является наиболее перспективной в настоящее время, на данном этапе развития абонентских линий. Она входит в общую группу технологий высокоскоростной передачи данных, объединённых общим термином DSL (Digital Subscriber Line- цифровая абонентская линия).
Основное преимущество данной технологии в том, что нет необходимости прокладывать кабель до абонента. Используются уже проложенные телефонные кабели, на которые устанавливаются сплиттеры для разделения сигнала на "телефонный" и "модемный". Для приёма и передачи данных используются разные каналы: приёмный обладает существенно большей пропускной способностью.
Общее название технологий DSL возникло в 1989году, когда впервые появилась идея использовать аналогово-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов. Технология ADSL была разработана для обеспечения высокоскоростного (можно даже сказать мегабитного) доступа кинтерактивным видеослужбам (видео позапросу, видеоигры и т.п.) и не менее быстрой передачи данных (доступ в Интернет, удаленный доступ к ЛВС и другим сетям). На сегодняшний день технологии DSL, представлены:
- ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия)
Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием "постоянно установленного соединения" (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа клокальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объем информации, чем передают. Технология ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5Мбит/с до 8Мбит/с искорость "восходящего" потока данных от 640Кбит/с до 1,5Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6-8Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5км по проводам диаметром 0,5мм.
- R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line-цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения)
Технология R-ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость передачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или посигналу, поступающему от станции
- G . Lite (ADSL.Lite)
Представляет собой более дешёвый и простой в установке вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость "нисходящего" потока данных до 1,5Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных до 512Кбит/с или по 256Кбит/с в обоих направлениях.
- HDSL (High Bit-Rate Digital Subscriber Line-высокоскоростная цифровая абонентская линия)
Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Благодаря скорости передачи (1,544Мбит/с по двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1. (Линии Т1 используются в Северной Америке и обеспечивают скорость передачи данных 1,544Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2,048Мбит/с.) Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3,5- 4,5км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для недорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут установить специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для соединения удалённых узлов АТС, серверов Интернет, локальных сетей и т.п.
- SDSL (Single Line Digital Subscriber Line-однолинейная цифровая абонентская линия)
Также как и технология HDSL, технология SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом технология SDSL имеет два важных отличия. Во-первых, используется только одна витая пара проводов, а во-вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления.
- SHDSL (Simmetric High Speed Digital Subscriber Line - симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия
Наиболее современный тип технологии DSL, нацелен прежде всего на обеспечение гарантированного качества обслуживания, то есть при заданной скорости и дальности передачи данных обеспечить уровень ошибок не хуже 10 -7 даже в самых неблагоприятных шумовых условиях.
Этот стандарт является развитием HDSL, поскольку он позволяет передавать цифровой поток по одной паре. Технология SHDSL имеет несколько важных преимуществ по сравнению с HDSL. Прежде всего, это лучшие характеристики (в отношении предельной длины линии и запаса по шумам) за счет применения более эффективного кода, механизма предварительного кодирования, более совершенных методов коррекции и улучшенных параметров интерфейса. Эта технология спектрально совместима и с другими технологиями DSL. Поскольку новая система использует более эффективный линейный код по сравнению с HDSL, то при любой скорости сигнал SHDSL занимает более узкую полосу частот, чем соответствующий той же скорости сигнал HDSL. Поэтому, создаваемые системой SHDSL, помехи для других систем DSL имеют меньшую мощность по сравнению с помехами от HDSL. Спектральная плотность сигнала SHDSL имеет такую форму, что он оказывается спектрально совместим с сигналами ADSL. В результате этого, по сравнению с однопарным вариантом HDSL, SHDSL позволяет повысить на 35-45% скорость передачи при той же дальности или увеличить дальность на 15-20% при той же скорости.
- IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия IDSN)
Технология IDSL обеспечивает полностью дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. В отличие от ADSL возможности IDSL ограничиваются только передачей данных. 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 DSL), в то время как ISDN требует установки соединения.
- VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)
Технология VDSL является наиболее "быстрой" технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока в пределах от13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, при чем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п. Технология не стандартизована, у разных производителей оборудования разные значения скоростей.
Так что же такое ADSL? Прежде всего, ADSL
является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных
проводов в тракт высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет
оборудование доступа на стороне провайдера DSLAM (DSL Access
Multiplexor) и модем клиента, которые подключены к каждому концу витой
пары телефонного кабеля (смотрите рисунок 1). При этом организуются три
информационных канала - "нисходящий поток передачи данных, "восходящий"
поток передачи данных и канал обычной телефонной связи (POTS) (смотрите
рисунок 2). Канал телефонной связи выделяется с помощью частотного
разделителя фильтра - splitter, и направляет его к обычному телефонному
аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по телефону одновременно
с передачей информации и пользоваться телефонной связью в случае
неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный разделитель
представляет собой частотный фильтр, который может быть, как
интегрирован в модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством.
Рис. 1
Рис. 2
ADSL является асимметричной технологией- скорость "нисходящего" потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону конечного пользователя) выше, чем скорость "восходящего" потока данных (в свою очередь передаваемого от пользователя в сторону сети). Сразу же следует сказать, что не следует искать здесь причину для беспокойства. Скорость передачи данных от пользователя (более "медленное" направление передачи данных) все равно значительно выше, чем при использовании аналогового модема. Такая ассиметрия вводится искусственно, современный спектр сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость передачи от абонента. Например, для получения видеофильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации передаваемой от абонента (обмен командами, служебный трафик) вполне достаточно 64-128 Кбит/с. По статистике, входящий трафик в несколько раз, а иногда и на порядок, превышает исходящий. Такое соотношение скоростей обуславливает оптимальную производительность.
Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используется цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Телефонные линии большой протяженности могут ослабить передаваемый высокочастотный сигнал (например, на частоте 1МГц, что является обычной скоростью передачи для ADSL) на величину до 90дБ. Это заставляет аналоговые системы модема ADSL работать с достаточно большой нагрузкой, позволяющей иметь большой динамический диапазон и низкий уровень шумов. На первый взгляд система ADSL достаточно проста - создаются каналы высокоскоростной передачи данных по обычному телефонному кабелю. Но, если детально разобраться в работе ADSL, можно понять, что данная система относится к достижениям современной технологии.
Технология ADSL использует метод разделения полосы пропускания медной телефонной линии на несколько частотных полос (так же называемых несущими). Это позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии. Точно такой же принцип лежит в основе кабельного телевидения, когда каждый пользователь имеет специальный преобразователь, декодирующий сигнал и позволяющий видеть на экране телевизора футбольный матч или увлекательный фильм. При использовании ADSL разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Этот процесс известен как частотное уплотнение линии связи (Frequency Division Multiplexing - FDM) (смотрите рисунок 3).
Рис. 3
При FDM один диапазон выделяется для передачи "восходящего" потока данных, а другой диапазон для "нисходящего" потока данных. Информационный "нисходящий" поток разбивается на несколько информационных каналов - DMT (Discrete Multi-Tone), каждый из которых передается на своей несущей частоте с использованием QAM. QAM это метод модуляции - Quadrature Amplitude Modulation, называемый квадратурно-амплитудной модуляцией (КАМ). Он используется для передачи цифровых сигналов и предусматривает дискретное изменение состояния сегмента несущей одновременно по фазе и амплитуде. Обычно DMT разбивает полосу от 4 кГц до 1,1 Мгц на 256 каналов, каждый шириной по 4 кГц. Данный метод по определению решает проблему разделения полосы между голосом и данными (голосовую часть он просто не использует), но более сложен в реализации, чем CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation) - амплитудно-фазовой модуляции без передачи несущей. DMT утвержден в стандарте ANSI T1.413, а также рекомендован как основа спецификации Universal ADSL. Кроме этого может применяться технология эхокомпенсации (Echo Cancellation), при использовании которой диапазоны "восходящего" и "нисходящего" потоков перекрываются (смотрите рисунок 3) и разделяются средствами местной эхокомпенсации.
Именно таким образом ADSL может обеспечить, например, одновременную высокоскоростную передачу данных, передачу видеосигнала и передачу факса. И все это без прерывания обычной телефонной связи, для которой используется таже телефонная линия. Технология предусматривает резервирование определенной полосы частот для обычной телефонной связи (или POTS- Plain Old Telephone Service). Удивительно, как быстро телефонная связь превратилась не только в "простую" (Plain), но и в "старую" (Old); получилось что-то вроде "старой доброй телефонной связи". Однако, следует отдать должное разработчикам новых технологий, которые все же оставили телефонным абонентам узенькую полоску частот для живого общения. При этом телефонный разговор можно вести одновременно с высокоскоростной передачей данных, а не выбирать одно из двух. Более того, даже если у вас отключат электричество, обычная "старая добрая" телефонная связь будет работать по-прежнему и с вызовом электрика у вас ни каких проблем не возникнет. Обеспечение такой возможности было одним из разделов оригинального плана разработки ADSL.
Одним из основных преимуществ ADSL над другими технологиями высокоскоростной передачи данных является использование самых обычных витых пар медных проводов телефонных кабелей. Совершенно очевидно, что таких пар проводов насчитывается гораздо больше (и это еще слабо сказано), чем, например, кабелей, проложенных специально для кабельных модемов. ADSL образует, если можно так сказать, "наложенную сеть".
ADSL является технологией высокоскоростной передачи данных, но насколько высокоскоростной? Учитывая, что буква "А" в названии ADSL означает "asymmetric" (асимметричная), можно сделать вывод, что передача данных в одну сторону осуществляется быстрее, чем в другую. Поэтому следует рассматривать две скорости передачи данных: "нисходящий" поток (передача данных от сети к вашему компьютеру) и "восходящий" поток (передача данных от вашего компьютера в сеть).
Максимальная скорость приёма - DS (down stream) и передачи - US (up stream), зависит от многих факторов, зависимость от которых, мы постараемся рассмотреть позднее. В классическом варианте, в идеале скорость приёма и передачи зависит и обусловлена DMT (Discrete Multi-Tone) разбиением полосы пропускания от 4 кГц до 1,1 Мгц на 256 каналов, каждый шириной по 4 кГц. Эти каналы в свою очередь представляют собой 8 цифровых потоков T1, E1. Для передачи down stream используется 4 T1,E1 потока, общая максимальная пропускная способность которых составляет 6,144Мбит/сек - в случае T1 или 8,192Мбит/сек в случае E1. Для передачи up stream один поток T1 - 1,536 Мбит/с. Указаны предельные максимальные скорости без учёта накладных расходов, в случае классического ADSL. Каждый поток снабжается кодом исправления ошибок (ECC) путём введения дополнительного бита.
Теперь рассмотрим, как происходит реальная передача данных на следующем примере. Информационные IP-пакеты, генерируемые как в локальных сетях клиентов, так и персональными компьютерами, непосредственно подключенными к Internet, будут поступать на вход ADSL модема в обрамлении стандарта Ethernet 802.3. Абонентский модем разбивает и "укладывает" содержимое кадров Ethernet 802.3 в ячейки АТМ, снабжает последние адресом назначения и передает их на выход ADSL-модема. Тот в соответствии со стандартом Т1.413 "инкапсулирует" АТМ-ячейки в цифровой поток E1,T1, а затем трафик по телефонной линии поступает на DSLAM. Станционный концентратор DSL multiplexor - DSLAM, осуществляет процедуру "восстановления" АТМ-ячеек из формата пакетов Т1.413 и направляет их по протоколу ATM Forum PVC (Permanent Virtual Circuit) в подсистему магистрального доступа (АТМ-сеть), которая и доставляет АТМ-ячейки по указанному в них адресу, т. е. на один из центров предоставления услуг. При реализации услуги доступа в Internet, ячейки поступают на маршрутизатор Internet-провайдера, выполняющий функцию терминального устройства в постоянном виртуальном канале (PVC) между абонентским терминалом и узлом Internet-провайдера. Маршрутизатор производит обратное (по отношению к абонентскому терминалу) преобразование: собирает поступающие ячейки АТМ и восстанавливает исходный кадр формата Ethernet 802.3. При передаче трафика из центра предоставления услуг к абоненту осуществляются совершенно аналогичные преобразования, только в обратном порядке. Другими словами, между портом Ethernet абонентского терминала и виртуальным портом маршрутизатора создается "прозрачная" локальная сеть протокола Ethernet 802.3, и все подключенные к абонентскому терминалу компьютеры воспринимают маршрутизатор Internet-провайдера как одно из устройств локальной сети.
Общим знаменателем при оказании услуг доступа в Internet является протокол сетевого уровня IP. Поэтому цепочку протокольных преобразований, осуществляемых в сети широкополосного доступа, можно представить следующим образом: клиентское приложение - пакет IP - кадр Ethernet (IEEE 802.3) - ячейки ATM (RFC 1483) - модулированный сигнал ADSL (T1.413) - ячейки ATM (RFC 1483) - кадр Ethernet (IEEE 802.3) - пакет IP - приложение на ресурсе в Internet.
Как уже было упомянуто выше, заявленные скорости, возможны только в идеальном варианте и без учёта накладных расходов. Так в потоке E1 при передаче данных один канал (зависит от используемого протокола) используется для синхронизации потока. И в итоге максимальная скорость с учётом накладных расходов составит Down stream - 7936Кбит/сек. Существуют и другие факторы, оказывающие значительное влияние на скорость и стабильность соединения. К таким факторам относятся: протяжённость линии (пропускная способность линии DSL обратно пропорциональна длине абонентской линии) и сечение провода. Характеристики линии ухудшаются с увеличением его длины и уменьшении сечения провода. Так же на скорость передачи данных влияет общее состояние абонентской линии, наличие скруток, кабельных отводов. Самыми "вредными", факторами, напрямую влияющими на возможность установки соединения ADSL, является наличие на абонентской линии Пупиновских катушек, а так же большого количества отводов. Ни одна из технологий DSL не может быть использована на линиях, имеющих Пупиновские катушки. Идеально при проверке линии не только определить наличие пупиновских катушек, но и найти точное место их установки (все равно ведь придется искать катушки и снимать их с линии). Пупиновская катушка, используемая в аналоговых системах телефонной связи, представляет собой катушку индуктивности 66 или 88 мГн. Исторически Пупиновские катушки использовались в качестве конструктивного элемента длинной (более 5,5 км) абонентской линии, позволяющего улучшить качество передаваемых звуковых сигналов. Под кабельным отводом обычно понимается участок кабеля, который подключен к абонентской линии, но не входит в прямое соединение абонента с телефонной станцией. Кабельный отвод обычно подключен к основному кабелю и образует разветвление в форме буквы "Y". Часто бывает так, что кабельный отвод идет к абоненту, а основной кабель идет дальше (при этом данная пара кабеля должна быть разомкнута на конце). Однако на пригодность конкретной абонентской линии для использования технологии DSL влияет не сколько сам факт наличия подключения, сколько длина самого кабельного отвода. До определенной длины (порядка 400 метров) кабельные отводы не оказывают значительного влияния на xDSL. Кроме того, кабельные отводы по-разному воздействуют на разные технологии xDSL. Например, технология HDSL допускает наличие кабельного отвода до 1800 метров. Что касается ADSL, то кабельные отводы не препятствуют самому факту организации высокоскоростной передачи данных по медной абонентской линии, но могут сузить полосу пропускания линии и, соответственно, снизить скорость передачи.
В плюсах высокочастотного сигнала, дающего возможность цифровой передачи данных, лежат его же минусы, а именно подверженность к воздействиям внешних факторов (различные наводки от сторонних электромагнитных приборов), а так же возникающие физические явления в лини при передаче. Увеличение ёмкостных характеристик канала, возникновение стоячих волн и отражений, изоляционные характеристики линии. Все эти факторы приводят к возникновению постороннего шума на линии, и более быстрому затуханию сигнала и как следствие к уменьшению скорости передачи данных и уменьшение протяжённости линии пригодной для передачи данных. Некоторые значения характеристик линии ADSL, по которым напрямую можно судить о качестве телефонной линии способен дать сам ADSL модем. Почти во всех моделях современных ADSL модемов, содержится информация о качестве соединения. Чаще всего вкладка Status->Modem Status. Примерное содержание (может меняться в зависимости от модели и производителя модема) следующее:
Modem Status
Connection Status Connected
Us Rate (Kbps) 511
Ds Rate (Kbps) 2042
US Margin 26
DS Margin 31
Trained Modulation ADSL_2plus
LOS Errors 0
DS Line Attenuation 30
US Line Attenuation 19
Peak Cell Rate 1205 cells per sec
CRC Rx Fast 0
CRC Tx Fast 0
CRC Rx Interleaved 0
CRC Tx Interleaved 0
Path Mode Interleaved
DSL Statistics
Near End F4 Loop Back Count 0
Near End F5 Loop Back Count 0
Поясним некоторые из них:
Connection Status Connected - статус соединения
Us Rate (Kbps) 511 - скорость исходящего потока Up Stream
Ds Rate (Kbps) 2042 - скорость нисходящего потока Down Stream
US Margin 26 - Уровень шума исходящего соединения в db
DS Margin 31 - Уровень шума нисходящего соединения в db
LOS Errors 0 -
DS Line Attenuation 30 - Затухание сигнала в нисходящем соединении в db
US Line Attenuation 19 - Затухание сигнала в исходящем соединении в db
CRC Rx Fast 0 - кол-во нескорректированных ошибок. Есть еще и FEC (скорректированные) и HEC - ошибки
CRC Tx Fast 0 - кол-во нескорректированных ошибок. Есть еще и FEC (скорректированные) и HEC - ошибки
CRC Rx Interleaved 0 - кол-во нескорректированных ошибок. Есть еще и FEC (скорректированные) и HEC - ошибки
CRC Tx Interleaved 0 - кол-во нескорректированных ошибок. Есть еще и FEC (скорректированные) и HEC - ошибки
Path Mode Interleaved - Режим коррекции ошибок включен (Path mode Fast - выключен)
По этим значениям можно судить, а так же контролировать самостоятельно, о состоянии линии. Значения:
Margin - SN Margin (Signal to Noise Margin or Signal to Noise Ratio). Уровень шума помех, зависит от множества различных факторов-намокания, количества и протяжённости отводов, синхронность линии, "распаренность-битость" кабеля, наличие скруток, качество физических соединений. При этом происходит снижение сигнала исходящего потока ADSL (Upstream) вплоть до его полного отсутствия и, как следствие, потерей ADSL модемом синхронизации
Line Attenuation - величина затухания (чем больше расстояние от DSLAMa, тем больше величина затухания. Чем больше частота сигнала, а следовательно скорость соединения тем больше величина затухания).
