DSL предлагает несколько видов усовершенствования уже существующей сети, к которым относятся увеличение расстояния передачи, уменьшение времени инсталляции, устойчивость к обычным кабельным проблемам и т.п.

Использовать технологию DSL можно в самых различных средах. Местные телефонные компании могли бы использовать ее для передачи видео- и аудиоданных, а также с целью повышения пропускной способности для своих клиентов и внешних пользователей; коммерческие организации — при установке сети, распределенной на несколько зданий или этажей, что позволит обеспечить увеличенную пропускную способность или использовать новейшие межофисные сетевые технологии (такие как передача видеоданных по требованию и видеоконференции). Возможности этого недорогого сетевого расширения являются настолько же бесконечными, как и сети, к которым оно применяется.

Разновидности DSL

Сокращение DSL относится сразу к нескольким технологиям: DSL, SDSL, ADSL, VDSL, VADSL и BDSL. Эти разновидности и их определения приведены в таблице 14.1. Наиболее распространенными из них являются ADSL и VDSL.

Таблица 14.1. Таблица разновидностей DSL.

ADSL

ADSL, или Асимметричная цифровая абонентская линия, представляет собой асимметричную версию DSL. Скорость передачи данных при использовании этой технологии на уже установленных носителях (телефонных линиях) просто поражает: 8.448 Мбит/с для клиентов и до 800 Кбит/с для «сети» (см. рис. 14.1)

Общая скорость загрузки данных зависит, кроме всего прочего, от покрываемого расстояния, диаметра кабеля и воздействия помех. Скорость выгрузки данных принадлежит диапазону от 16-64 Кбит/с до 640 Кбит/с. В таблице 14.2 представлены стандартные скорости входящих потоков при передаче на конкретные расстояния.

Таблица 14.2. Зависимости скорость/расстояние, характерные для технологии ADSL.

Технология ADSL разработана для выполнения двух основных функций: высокоскоростной передачи данных и интерактивного видео. К высокоскоростной связи можно отнести доступ к Internet, удаленный доступ к данным фирмы и другие специальные способы использования сети. Интерактивное видео представляет такие услуги, как видео по требованию, фильмы, игры и все другие приложения, для работы которых необходима передача видеоданных с высокой скоростью. В настоящее время технология ADSL поддерживает интерфейсы только для линий Т-1/Е-1, хотя будущие усилия разработчиков планируется направить на создание версии ADSL для настольных систем.

РИСУНОК 14.1. Простейшая ADSL.

Основное преимущество технологии ADSL заключается в использовании для установления связи существующих телефонных линий. Это означает, что более 700 миллионов зарегистрированных на данный момент времени владельцев телефонов уже имеют установленное кабельное оборудование для ADSL и линии нуждаются в незначительной модернизации (или вообще в ней не нуждаются). Такие технологии, как ISDN или модемы кабельной связи, могут потребовать дорогой модернизации аппаратного и программного обеспечения как в сети, так и на рабочем месте клиента. К середине 1997 года технология находилась в состоянии тестирования. В основном эта технология будет предлагаться для доступа к Internet и других приложений, использующих пакетный режим передачи данных.

Способы модуляции САР и DMT

Амплитудно-фазовая модуляция без высокочастотной несущей и дискретный мультитон — два наиболее распространенных способа модуляции, используемые технологией ADSL. Первая из них разработана компанией AT&T Paradyne, а вторая — корпорацией Amati Communications. Различие между этими системами модуляции заключается в способе пересылки данных через канал. Кроме того, стандарт ANSI T1.413 разработан именно на базе системы DMT.

Амплитудно-фазовая модуляция без высокочастотной несущей

Амплитудно-фазовая модуляция без высокочастотной несущей (Carrier Amplitude/Phase Modulation — САР) является запатентованным способом модуляции компании AT&T Paradyne. Входящие данные модулируют единственный канал с несущей, после чего он посылается в телефонную линию, причем несущая сигнала подавляется до процесса передачи и восстанавливается на стороне получателя.

Дискретный мультитон

В соответствии с принципами дискретного мультитона (Discrete Multi-Tone — DMT) входящие данные разделяются на множество поднесущих каналов. Для всех каналов определяется качество передачи, согласно которому каждому каналу присваивается определенное количество бит, характеризующее его пропускную способность. Каналы выделяются с помощью быстрого дискретного преобразования Фурье.

DMT использует механизм, который уже был рассмотрен в разделах главы 12, посвященных модемам. На практике два модема DMT, устанавливающие соединение, пытаются достичь максимально возможной скорости передачи. В зависимости от шума в линии и затухания модемы заработают на максимально возможной скорости или будут уменьшать ее до тех пор, пока не будет достигнута скорость, при которой соединение удовлетворяет требованиям качества передачи.

Принцип работы ADSL

Для установления соединения с помощью витой пары технология ADSL использует свое собственное модемное оборудование. Вся линия связи делится на три канала (см. рис. 14.2).

Она состоит из одного высокоскоростного канала входящих данных (предназначенного для клиента), одного среднескоростного дуплексного канала и одного стандартного канала на 4 кГц POTS, функционирующего даже в случае выхода из строя линии ADSL. Высокоскоростной и среднескоростной каналы могут быть уплотнены с целью создания нескольких низкоскоростных линий. Более подробная информация о возможных скоростях передачи приведена в таблице 14.3.

Таблица 14.3. Стандартная, минимальная и максимальная скорости ADSL.

Не забывайте, что скорость передачи в значительной степени зависит от длины физической линии (это видно из таблицы 14.3), толщины кабеля, воздействия помех, связанных с обратной связью, и многих других параметров. Приведенные в таблице 14.3 числа являются приблизительными и могут быть использованы только в качестве примера.

РИСУНОК 14.2. Трехканальная линия ADSL.

Технические аспекты ADSL

За последние несколько лет появилось множество новинок телефонного аппаратного обеспечения, которые значительно улучшили работу ADSL. Кроме того, технология ADSL эффективно использует для достижения поразительно высоких скоростей алгоритмы сжатия. Для сжатия информации с целью передачи через существующие телефонные линии используются современные процессоры DSP и соответствующие алгоритмы.

ADSL уплотняет передающий, дуплексный и обслуживающий каналы в блоки, после чего к каждому такому блоку присоединяется код ошибки. Затем данные отправляются. Получатель корректирует ошибки до границы, определяемой кодом и длиной блока, причем в буфер обычно записываются полученные за 20 мс данные, что позволяет провести соответствующую коррекцию ошибок на принимающем конце высокоскоростного канала ADSL. Результаты тестирования свидетельствуют о том, что модемы ADSL в состоянии поддерживать скорость коррекции ошибок, подходящую для воспроизведения цифрового видео в форматах типа MPEG2.

Стандарты ADSL

Институт ANSI утвердил стандарт ADSL для скоростей до 6.1 Мбит/с, получивший название ANSI T1.413. Европейский институт технических стандартов (ETSI) добавил к Т1.413 приложение, описывающее евро­пейские требования. Документ Issue II, рассматриваемый в настоящее время как Т1Е1.4, расширяет стандарт, включая в него уплотненный интерфейс для сетевого оборудования, протоколы для настройки и управления сетью, а также другие дополнения.

Технология ADSL, наконец, представляет собой признанный организациями ATM и DAVIC протокол передачи физического уровня.

Перспективы развития технологии ADSL

Вероятнее всего, в области ADSL кардинальных изменений не произойдет. В настоящее время ADSL использует два метода модуляции: САР и DMT, причем последний является стандартом. Хотя амплитудно-фазовая модуляция без высокочастотной несущей и не является стандартом, она разработана компанией AT&T Paradyne и поэтому широко распространена в индустрии телекоммуникаций. Достаточно сложно сказать определенно, что же произойдет с ADSL в будущем. Тем не менее уже сейчас точно известно, что для создания сетей, которые можно будет использовать завтра, производителям и телефонным компаниям необходимо преодолеть несколько достаточно узких мест.

Технология VDSL

Если не вдаваться в подробности, то VDSL — это более быстрая версия ADSL. В случае использования технологии VDSL максимальная скорость выгрузки данных по коротким кабелям может достигать почти 55 Мбит/с (см. таблицу 14.4), а скорость загрузки входящих данных — 2.3 Мбит/с (в будущем планируется повысить скорость до 19.2 Мбит/с и выше). Оба канала приема и передачи могут быть разделены (по частоте) и совмещены с линиями POTS или ISDN, что делает VDSL довольно привлекательным решением вопроса развертывания высокоскоростной сети с минимальными затратами. Дальнейшая модернизация этой технологии будет необходима для перехода на подавление эха или какой-либо другой метод управления линией. Так же, как и ADSL, технология VDSL может быть использована для передачи видеоданных в реальном режиме и организации доступа к данным с высокой скоростью.

Таблица 14.4. Характерные для технологии VDSL соотношения расстояние/скорость передачи данных (приблизительно).

Технические аспекты VDSL

С точки зрения архитектуры VDSL очень похожа на высокоскоростную ADSL. С целью достижения очень высоких скоростей эта технология использует уплотнение передающего и приемного канала, а также применяет встроенные алгоритмы, коррекции ошибок, позволяющие компенсировать воздействия линейного шума и других помех. Недостатком технологии VDSL является то обстоятельство, что она предназначена для более коротких линий с небольшими ограничениями на передачу данных (см. рис. 14.3).

В настоящее время для VDSL предлагаются четыре способа линейного кодирования: CAP, DMT (оба рассмотрены в разделе «ADSL»), DWMT и SLC.

Модуляция DWMT

Дискретный мультитон с несколькими несущими (Discrete Wavelet Multitone — DWMT) — это система модуляции с несколькими несущими, преобразующая волну передаваемого сигнала для каждой конкретной несущей.

Простой линейный код

Простой линейный код (Simple Line Code — SLC) — это способ передачи не модулированных сигналов, позволяющий отфильтровать высокочастотную несущую и восстановить ее на стороне получателя.

Контроль ошибок является еще одним преимуществом VDSL, поскольку подобно ADSL (T1.413) используется код Рида-Соломона с чередованием для коррекции ошибок, возникающих вследствие воздействия линейного шума.

Текущее состояние VDSL

Технология VDSL по-прежнему находится в стадии разработки. Ее необходимо протестировать в длинных линиях на всех скоростях передачи данных. Большая часть характеристик линии явно завышена, что в целом может повредить производительности VDSL. Кроме того, сигналы VDSL занимают диапазон любительского радио и могут быть подвергнуты серьезному влиянию как на длинных, так и на коротких дистанциях. Стоимость оборудования с каждой стороны (клиента и провайдера) может также быть достаточно существенной и негативно повлиять на широкое распространение этой технологии.

Преимущество ADSL, в отличие от VDSL, заключается в том, что она имеет лучшую базу для установки продукта. Достаточно разумной может выглядеть стратегия комбинирования VDSL и ADSL. Целесообразно использовать ADSL на длинных линиях и комбинацию ADSL и VDSL на каналах малой протяженности. И ADSL, и VDSL предлагают больше «канала за доллар» и гораздо лучше удовлетворяют требованиям к качеству и скорости передачи данных, которые играют немаловажную роль.

HDSL

HDSL представляет собой целенаправленный и более эффективный способ передачи Т-1/Е-1 по обычным телефонным линиям (без использования повторителей). В то время как технология ADSL использует единственный провод для передачи как входящих, так и выходящих потоков, HDLS организует через второй кабель передачу данных в обоих направлениях (см. рис. 14.4). HDLS работает на скоростях от 1.544 Мбит/с до 2 Мбит/с. Данная технология может быть использована провайдерами Internet в частных и офисных телефонных сетях и т.д.

SDSL

SDSL представляет собой версию HDLS, предназначенную для использования на одной линии. Технология может использоваться только на коротких расстояниях, хотя и поддерживает скорости до 6 Мбит/с (как планируется в будущем). В настоящее время диапазон скоростей колеблется в пределах от 160 Кбит/с и 400 Кбит/с до 2048 Мбит/с на расстояниях до 9000 футов. Основной областью применения технологии может стать использование пользователями, которые имеют ограниченный доступ к однолинейному каналу связи и работают только в симметричном режиме обмена данными.

РИСУНОК 14.3. Простейшая линия VDSL.

РИСУНОК 14.4. Простейшая линия HDLS.

Таблица характеристик DSL

В таблице 14.5 приведены параметры и стандартные режимы работы различных версий DSL.

Таблица 14.5. Характеристики технологии DSL.

Как найти информацию об ADSL

В следующих разделах читатель найдет список ресурсов Web, посвященных технологии ADSL. Имейте в виду, что популярность технологии xDSL растет с каждым днем, и поэтому список представляет собой лишь выборочный набор некоторых компаний, имеющих непосредственное отношение к разработке xDSL.

Компании, связанные с разработкой ADSL

Более подробную информацию о продуктах xDSL могут предоставить следующие компании:

Некоторые ресурсы ADSL в Internet

Ниже перечислены некоторые лучшие Web-узлы, располагающие информацией о технологии xDSL. Сразу хочу предупредить, что большинство компаний, связанных с разработкой ADSL, не только способствуют расширению этой технологии, но также и продают ее. Для получения дополнительных адресов воспользуйтесь любой поисковой машиной. Постоянно появляются новые узлы с информацией о данной технологии.