Большое семейство DSL

xDSL представляет собой семейство технологий (таблица 3.1).

В аббревиатуре xDSL символ "х" используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (Digital Subscriber Line). Технологии хDSL позволяет передавать данные на скоростях от 64 Кбит/с до 52 Мбит/с. Многие технологии хDSL дают возможность совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных. Использование технологий хDSL для высокоскоростного доступа особенно примечательно тем, что эти технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную инфрастуктуру местных телефонных сетей. Это позволяет провайдерам услуг экономить значительные средства и более быстро (и по разумной цене) создавать для своих абонентов большое количество новых услуг.

В аббревиатуре xDSL символ "х" может означать:

А – асимметричная; RA – асимметричная с автоматической настройкой скорости передачи;

М – поддерживает многие скорости передачи; S – простая двухпроводная передача;

I – низкоскоростная для ISDN; Н – высокоскоростная;

SH – симметричная высокоскоростная; V – очень быстрая передача.

Рассматривая варианты технологии DSL с точки зрения принципиальных различий, можно выделить две основные категории этих технологий — симметричные и асимметричные (рис. 2.1). Принцип разделения предельно прост. Если скорости передачи данных в обоих направлениях (то есть из сети к пользователю и от пользователя в сеть) одинаковы, то это симметричная технология. Если же скорости передачи данных не одинаковы (по направлениям), то такая технология называется асимметричной. К числу симметричных технологий относятся технологии HDSL, HDSL2, SDSL и IDSL.

Если есть возможность организовать связь по четырём проводам, то в этом случае каждая пара используется для передачи информации только в одном направлении – такой режим носит название симплексного.

Под дуплексным режимом работы понимается возможность передавать информацию в обе стороны одновременно по одной и той же паре проводов. Обычный телефонный канал - типичный пример дуплексного канала. Он позволяет Вам говорить что-то своему собеседнику в то же самое время, когда тот в свою очередь пытается что-то сообщить Вам. Проблема для модема будет заключаться не в способности канала передавать дуплексную информацию, а в возможности демодулятора модема распознать входной сигнал на фоне отраженного от аппаратуры АТС собственного выходного сигнала, который фактически становится для модема шумом. При этом его мощность может быть не только сравнима, но в большинстве случаев значительно превосходить мощность принимаемого полезного сигнала. Чтобы обеспечить дуплексную связь, во всех высокоскоростных протоколах применяется эхо-подавление (эхо-компенсация). Суть ее заключается в том, что модемы, обладая информацией о собственном выходном сигнале, могут использовать это знание для фильтрации собственного "рукотворного" шума из принимаемого сигнала. На этапе вхождения в связь каждый модем, посылая некий зондирующий сигнал, определяет параметры эхо-отражения: время запаздывания и мощность отраженного сигнала. А в процессе сеанса связи эхо-компенсатор модема "вычитает" из принимаемого входного сигнала свой собственный выходной сигнал, скорректированный в соответствии с полученными параметрами эхо-отражения. Эта технология требует при реализации весьма серьезных вычислительных ресурсов на сигнальную обработку.

Технологии HDSL и HDSL2 используются операторами местной связи в качестве альтернативы технологии E1. Симметричные линии DSL идеально подходят для использования в сфере бизнеса, когда необходимо обеспечить равные скорости передачи данных в обоих направлениях, например для передачи голоса, электронной почты, видеоконференций, файлов и для обеспечения функционирования ЛВС.

Таблица 3.1 – Технические характеристики различных технологий XDSL

Асимметричные технологии DSL, такие как ADSL, RADSL VDSL, и ADSL lite, в основном используются операторами местной связи, которые ориентируются на предоставление высокоскоростного доступа частным абонентам. Ведь именно этим абонентам операторы местной связи предоставляют услугу традиционной телефонной связи. Асимметричные линии DSL имеют более высокую скорость передачи данных из сети в сторону пользователя, что очень удобно для работы в сети Интернет и для различных видеоприложений.

Технология RADSL представляет собой вариант технологии ADSL с автоматической настройкой скорости передачи (в зависимости от состояния линии).

Технология ISDL (ISDN Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия ISDN) сравнительно низкоскоростная технология, основными достоинствами которой были работа по одной паре и низкая стоимость, обусловленная применением стандартных компонентов, производимых для абонентского ISDN оборудования. 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.

Технология ADSL

Технология ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6 - 8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм. В ADSL применяются два типа линейного кодирования САР и DМТ. При этом телефонные и цифровые сигналы при передаче по линии не мешают друг другу, т.к. занимают разные полосы частот.

Технология HDSL

Технология HDSL достаточно давно известная (с начала 90-х годов) по применению на сетях связи. Сначала появился вариант, который для получения большей скорости при той же дальности использовал три пары проводов (рис. 3.16).

Рисунок 3.16 – Эволюция HDSL

Скорость передачи по каждой из пар при этом была 784 Кбит/с. Затем, был стандартизован двухпарный вариант, у которого скорость по каждой из пар была выше (1168 Кбит/с) при меньшей рабочей дальности (около 3 км на проводе 0,4 мм). Но даже в этом случае дальность оказывалась выше, чем у оборудования с линейным кодом HDB3.

Сегодня на сетях связи в основном используется вторая версия HDSL – HDSL2 (G.shdsl). Для неё используется 32-уровневая модуляция TC-PAM. При работе по одной паре кабеля скорость передачи можно регулировать от 200 до 5704 кбит/c (шаг 64 кбит/c). Дальность передачи зависит от диаметра жил кабеля (5 – 15 км).

В G.shdsl предусмотрена возможность использования для передачи данных одновременно двух пар, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 11,7 Mбит/с. Для увеличения дальности работы систем G.shdsl могут использоваться регенераторы.

Технология SDSL аналогична HDSL, однако, для организации соединения достаточно двухпроводной абонентской линии. При этом скорость обмена данными до 2,048 Мбит/с.

Технология MSDSL это высокоскоростная симметричная передача 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.

Технология VDSL является наиболее "быстрой" асимметричной дуплексной технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока от 1,5 до 12 Мбит/с по одной витой паре телефонных проводов. 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 300 метров 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, дистанци­онного обучения, организации телемедицины и т.п.

Рисунок 3.17 – Спектр VDSL

Не так давно появилась технология VDSL2, позволяющая передавать данные к абоненту со скоростями до 100-150 Мбит/с.