Модем DSL
DSL (Digital Subscriber Line) -- это аббревиатура, обозначающая цифровую абонентскую линию. DSL-технологии позволяют соединять пользователей с телефонными станциями, расширяя при этом используемый частотный диапазон имеющихся линий телефонной кабельной сети.
xDSL -- обобщенная аббревиатура для технологий DSL. Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими скорости, доступные самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. xDSL поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Более того, многие технологии хDSL позволяют 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.
Типы технологий xDSL
DSL объединяет под своим крылом сразу несколько технологий цифрового абонентского доступа. Для пользователя важно понять отличие между ними при выборе оборудования. Наибольшее значение имеет отношение расстояния до базовой станции к скорости передачи данных, а так же разница между скоростями "нисходящего" (от сети к пользователю) и "входящего" (от пользователя к сети) потока данных.
Итак, DSL представляет собой набор следующих технологий:
· ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line -- асимметричная цифровая абонентская линия )
Получила наибольшее распространение благодаря простой инсталляции, возможности одновременной работы телефона и высокоскоростной передачи данных, относительно низкой стоимости подключения. Эта технология идеально подходит для небольших офисов и домашних пользователей так же своей асимметрией. Как всем известно, поток данных к абоненту существенно выше, чем обратный, т.к. в основном информация из сети получается пользователем (сайты, файлы и т.д.). ADSL обеспечивает скорость данных к пользователю в пределах до 8 Мбит/с, и скорость от пользователя до 768 Кбит/с. Причем данная скорость может быть достигнута только на расстоянии до 2 км по проводам диаметром 0.4 мм (наиболее распространенный в нашей стране). При увеличении расстояния скорость передачи данных уменьшается. Максимальная дальность составляет приблизительно 4.5-5.5 км при диаметре провода 0.4.
Более простой вариант ADSL. Обеспечивает скорость «нисходящего» потока до 1.5 Мбит/с и скорость "восходящего" потока до 512 Кбит/с
· IDSL (ISDN Digital Subscriber Line -- цифровая абонентская линия IDSN )
Обеспечивает передачу данных на скоростях до 144 Кбит/с в обоих направлениях (дуплекс). Отличие от привычного ISDN состоит в том, что IDSL некоммутируемая технология, то есть пользователю не требуется дозваниваться до провайдера. Собственно, это изюминка всей линейки DSL.
· 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 (1.544 Мбит/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 1.544 Мбит/с, а линии Е1 используются в Европе и обеспечивают скорость передачи данных 2.048 Мбит/с.) Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3.5 -- 4.5 км), 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 УАТС, серверов Интернет, локальных сетей и т.п. Технология HDSL2 является логическим результатом развития технологии HDSL. Данная технология обеспечивает характеристики, аналогичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов.
· 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 3 км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В определенном смысле технология SDSL является предшественником технологии HDSL2.
· 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 от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока в пределах от 1.5 до 2.3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/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 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.
Кабельный модем
Кабельный модем -- модем со встроенным сетевым мостом, предоставляющий возможность двусторонней передачи данных по коаксиальному (HFC, англ. hybrid fibre-coaxial ) или оптическому кабелю (RFoG, англ. Radio Frequency over Glass ). Кабельные модемы обычно используются в сетях кабельного телевидения для предоставления широкополосного доступа в Интернет.
Первая высокоскоростная асимметричная кабельная модемная система была разработана, показана и запатентована компанией Hybrid Networks в 1990 году. данные компьютер кабельный модем
В конце 1990-х годов группа кабельных операторов США создала консорциум MCNS (англ. Multimedia Cable Network System ) для разработки открытой и интероперабельной спецификации на кабельные модемы. Группа фактически скомбинировала два наиболее популярных в то время проприетарных протокола, взяв физический уровень из системы Motorola CDLP и MAC-уровень из системы LANcity. После создания чернового варианта спецификации консорциум MCNS передал контроль над ней компании CableLabs.
Разработанный CableLabs стандарт получил название DOCSIS (англ. Data Over Cable Service Interface Specification ). Практически все использующиеся в настоящее время кабельные модемы совместимы с той или иной версией DOCSIS. Ввиду различий между европейской (PAL) и американской (NTSC) системами телевидения существуют две основные версии стандарта -- DOCSIS и EuroDOCSIS, отличающиеся шириной полосы радиоканалов (6 МГц в США, 8 МГц в Европе). Третий вариант DOCSIS был разработан в Японии.
Радиомодемы
Радиомодем это устройство, предназначенное для передачи цифровых данных по радиоканалу. Существуют узкополосные и широкополосные радиомодемы. Мы производим узкополосные радиомодемы с полосой передачи 25 Кгц. Основное отличие узкополосных радиомодемов это низкая скорость передачи, но существенно большая дальность передачи, при тех же энергетических затратах на передачу. Также для узкополосных радиомодемов требуется небольшая полоса частот, что существенно облегчает получение лицензии на частоту. Основные области применения узкополосных радиомодемов системы связи, где не требуется высокая скорость передачи, но требуется большая область охвата и высокая надёжность радиосвязи. Узкополосные радиомодемы используются для дистанционного управления и получения телеметрии со стационарных и особенно подвижных объектов, самого различного назначения. Альтернативой узкополосным радиомодемам являются сотовые системы связи, современные сотовые телефоны по своей сути тоже радиомодемы. Но в отличие от сотовых систем связи, использование узкополосных радиомодемов хоть и требует наличие разрешения на радиочастоту, но при последующей эксплуатации нет никакой абонентской или иной платы. Канал связи всегда доступен, время доступа к объекту всегда минимально, трафик в сети предсказуем и управляем, в отличие от сотовых систем, где трафик и время доступа к радиоканалу не предсказуемо.
Радиомодем состоит из двух основных блоков, первый блок это улучшенный, в сравнении с обычными речевым радиостанциями, аналоговый приемо-передатчик, второй блок цифровой: интерфейсов, микроконтроллера и цифрового модулятора сигнала.
Отличительной особенностью, приёмо-передатчика для радиомодема, являются: высокая стабильность опорной частоты, малое время выхода на режим! Для генератора приёмника важен низкий уровень фазовых шумов, а для входных цепей приемника равномерные: групповое время задержки (ГВЗ) и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в полосе пропускания. А также необходима высокая стабильность большинства параметров в температуре. Для обычных речевых радиостанций, требования ко многим параметрам приемо-передатчика и их стабильности в температуре не столь жёсткие. Для них изменение параметров в температуре или изначально существенно худшие параметры, приводит лишь к ухудшению слышимости речи и дальности связи, а в радиомодеме подобное приводит к полной неработоспособности цифрового радиоканала и чем выше скорость радиомодема, тем важнее стабильность параметров в температуре.
Цифровой блок может состоять из одного или нескольких микроконтроллеров и различных интерфесов: RS232, RS485, RS422, изернет(ethernet). Для обработки сигнала приходящего из радиоканала и его модуляции при передаче, могут использоваться, как высокопроизводительные микроконтроллеры типа цифровых сигнальных процессоров (DSP), так и специализированные микросхемы, по сути являющиеся теми же DSP с фиксированным алгоритмом работы, ещё называемые модемами. В схеме использующей модем специализированную микросхему, микропроцессор цифрового блока осуществляет, только управление такой микросхемой, сбором и буферизацией данных.
Рассмотрим кратко, как работает радиомодем. Цифровые данные, с различных интерфейсов, поступают в цифровой микропроцессор, который собирает, буферизирует, кодирует и отправляет цифровые данные либо на микросхему специализированного цифрового модулятора (модем), или же иногда сам осуществляет цифровую модуляцию аналогового ВЧ сигнала. Далее модулированный сигнал усиливается и поступает, на отдельный однокристальный модуль передатчика и затем через внешнюю антенну уходит в радиоканал. На приёмной стороне, аналогичный цифровой микроконтроллер непрерывно контролирует и оценивает уровень приёмного сигнала называемый RSSI. Как только данный уровень превышает определённый порог, называемый порогом обнаружения, устанавливаемый в районе 0.5-1 микровольт, процессор решает, появился радиосигнал и включает приёмник и модем в режим подстройки и поиска синхронизации. После обнаружения синхронизации, микроконтроллер или модем, начинают обрабатывать и декодировать поступающие из радиоканала цифровые данные! Далее полученные цифровые данные поступают во внешний интерфейс радиомодема.
Высокоскоростной доступ в Интернет по выделенным каналам, используя технологии xDSL - самое современное и экономичное решение. Легкость эксплуатации и отсутствие проблем с дозвоном и использованием медленных телефонных линий, удачно сочетается с невысокой стоимостью их использования.
DSL (Digital Subscriber Line ) – это технология, позволяющая организовать высокоскоростной доступ в Интернет на обычном телефонном номере (обычной телефонной линии). При этом телефонная линия остается свободной.
Преимущества xDSL:
Постоянный доступ
Главное отличие постоянного доступа с использованием технологии xDSL от коммутируемого доступа заключается в том, что ваш компьютер подключен к Интернету постоянно. Следовательно, чтобы посмотреть электронную почту или заглянуть на какой-либо сайт, Вам не нужно дозваниваться до модемного пула провайдера. Включаете компьютер, открываете браузер - и Вы в сети Интернет!
Свободный телефон
При работе в Интернете посредством коммутируемого доступа ваш телефон всегда занят. И, наоборот, если по телефону кто-то разговаривает, вы не сможете выйти в сеть Интернет. При использовании DSL телефон остается свободным. Вы можете одновременно работать в Интернете и разговаривать по телефону.
Высокая скорость передачи данных
xDSL относится к классу широкополосных (broadband) технологий. Она обеспечивает скорость передачи данных в направлении к абоненту – ADSL до 7,5 Мбит/с и SDSL до 2 Мбит/с по входящему каналу, в направлении от абонента – ADSL до 1 Мбит/с и SDSL до 2 Мбит/с по исходящему каналу. Высокая скорость позволяет комфортно работать с Web-сайтами, быстро перекачивать большие файлы и документы, работать с мультимедиа, полноценно использовать интерактивные приложения.
хDSL – что это?
"Медный провод", приходящий в вашу квартиру, подключен к телефонной станции, которая настроена на прием сигнала шириной 4 кГц, вполне достаточной для передачи голоса. Обычный модем просто подстраивается под возможности телефонной сети, а потому имеет скорость, ограниченную 56 Кбит/с. Однако, технические возможности самой "медной пары" гораздо выше, ее пропускная способность приближается к 1 МГц, и поэтому через нее можно "гонять" данные на мегабитных скоростях.
Чтобы сделать цифровую высокоскоростную линию, к окончаниям "медной пары" подключаются специальные цифровые устройства (сплиттеры или микрофильтры) – один на АТС, другой в квартире абонента – которые обеспечивают одновременную работу в линии телефона и Интернет.
Один выход станционного сплиттера подключен с АТС, а другой к мультиплексору (DSLAM), связанному с сетью Интернет.
Абонентский сплиттер устанавливается в квартиру, от него идут два провода – один к ADSL-модему, а другой ко всем телефонным розеткам.
Вся полоса пропускания "медной пары" с помощью сплиттера (микрофильтра) делится на два диапазона: низкочастотный для телефонной связи и высокочастотный для передачи данных.
Высокочастотный диапазон разбивается на 247 отдельных каналов, каждый с пропускной способностью 4 кГц. Если отвлечься от технических деталей, то это можно представить себе так, как будто между абонентом и зданием АТС проложено 247 независимых телефонных линий. Часть из них служит для приема входящего потока (от сети Интернет к абоненту), часть – для исходящего потока. Система управления построена так, что все время идет мониторинг состояния каждого канала, и информация направляется в те из них, которые обладают наилучшими характеристиками.
Перспективы
xDSL – практически единственная технология, которой "по плечу" сделать широкополосный доступ в Интернет по настоящему массовой услугой. В сочетании с невысокой ценой и простотой установки, она вскоре позволит сделать постоянный доступ в Интернет столь же популярным, каким сегодня является коммутируемый доступ.
Требования к телефонной линии
- Телефонная линия должна обслуживаться ООО «Интермедиа»;
- Телефонная линия не должна быть спаренной.
На телефонной линии не должно быть установлено какого-либо специального оборудования, а именно: аппаратуры уплотнения телефонных каналов, блокираторов, устройств защиты от прослушивания, устройств охранной сигнализации и т.п., а также более двух параллельных оконечных устройств телефонной сети (телефонов, факсов и пр.). В противном случае возможность подключения и стоимость оговариваются дополнительно.
xDSL -технологии
Проблемы при использовании телефонных каналов («классических» телефонных линий) для доступа в Internet :
Низкая пропускная способность,
Большая нагрузка на телефонные станции (средняя продолжительность
телефонного разговора – 3-5 мин., средняя продолжительность модемной связи
– 20 мин., а каждый пятый сеанс – более часа).
DSL – Digital Subscribe Line (цифровая абонентская линия).
xDSL – семейство технологий абонентского доступа типа «точка-точка», позволяющее предоставлять услуги передачи данных, голоса и видео по обычным телефоннымпроводам между оборудованием поставщика услуг сетевого доступа NAP (Network Access Provider ) и узлом потребителя; реализует технологии физического уровня и предоставляет высокоскоростную среду для применения протоколов более высоких уровней и организации разнообразных сервисов (доступ к Internet и Intranet с применением протокола IP , передача видео и др.).
Возможности xDSL :
Повышение в десятки раз скорости передачи трафика по обычному
телефонному проводу,
Низкозатратный способ разгрузки коммутаторов телефонных станций от
Организации различных сервисов на единой платформе.
Идея:
Эффективное использование максимально-возможной полосы частот
физической линии путем применения методов модуляции 2 B 1 Q , CAP , DMT .
Примеры :
1. DSL . Скорость до 160 кбит/с, 2 B 1 Q , L max =7,5 км при d =0,5 мм.
2. HDSL (High-bit-rate DSL). Скорость 768/1024 кбит/с по одной паре и 1536/2048 кбит/с по двум-трем парам кабеля без подбора параметров и симметрирования.
3. SDSL (Single Pair DSL). Скорость 2048 кбит/с по одной паре проводов, L max =3-4 км при d =0,4-0,5 мм.
4. MSDSL (Multirate Symmetrical DSL ). Возможна коррекция скорости передачи от расстояния (6,4 км при 768 кбит/с).
5. ADSL (Asymmetric DSL). До 8 Мбит/с в одном направлении и до 1 Мбит/с в другом. Реализация: с частотным разделением ( FDM – Frequency Division Multiplexing ) и эхо-подавлением.
6. RADSL (Rate Adaptive DSL ). Скорость передачи может изменяться в зависимости от качества линии.
7. SHDSL . Скорость передачи данных до 2,3-4,6 Мбит/с.
8. VDSL . Скорость передачи данных до 15 Мбит/с.
Большинство технологий xDSL являются фирменными. Разработчики руководствуются требованиями стандарта ANSI T 1.413, в котором указаны рекомендуемые шумовые и частотные характеристики оборудования, но не определен метод кодирования данных. При покупке услуги xDSL абонент получает маршрутизатор или модем xDSL , совместимый с оборудованием поставщика услуг.
G . Lite . Стандарт ITU - T . Предназначен для стандартизации параметров передачи, что позволяет пользователям выбирать на рынке совместимые между собой средства xDSL . Иногда называют Universal ADSL (UDSL ) или ADSL Lite .
Для L до 3,5 км скорость 1,5 Мбит/с в направлении к абоненту и 384 кбит/с – в обратном направлении. Для L до 5,5 км - 640 кбит/с в направлении к абоненту и 196 кбит/с – в обратном направлении.
В большинстве технологий xDSL пользователь получает возможность по одной абонентской (телефонной) линии передавать поток данных и осуществлять речевую связь. Для этого на концах абонентской линии устанавливается частотный разделитель (сплиттер). Технология G . Lite является бесплиттерной, разделение речевого трафика и трафика данных выполняется непосредственно в модеме.
Установление соединения между DSL -модемами осуществляется согласно стандарту ITU - T G .994.1. Большинство устройств DSL обеспечивают автоматическое согласование параметров соединения, поддерживают функции сетевого управления и управления режимами питания. Для адаптации устройств DSL к резким изменениям, происходящим на линии связи, в них реализована функция быстрой перенастройки ( fast retrain ). В ходе согласования устройства могут обмениваться идентификаторами фирм-производителей и нестандартной информацией, используемой для реализации фирменных функций.
Поскольку линия xDSL заканчивается на телефонной станции, она всегда активна. И чтобы получить доступ в Internet , пользователю не нужно устанавливать коммутируемое соединение.
Технология ADSL
ADSL - одна из самых популярных сегодня технологий xDSL . Число установленных в мире портов ADSL приближается к 100 млн. Подавляющее большинство этих портов используется частными пользователями в жилых домах для подключения к Интернету, что связано с асимметричным характером передачи данных.
Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) превращает стандартные абонентские аналоговые телефонные линии в канал высокоскоростного цифрового доступа, позволяя передавать информацию в сторону абонента со скоростью до 8 Мбит/с и в обратном направлении - до 1 Мбит/с. Одним из основных преимуществ ADSL является то, что она использует повсеместно применяемую витую пару медных проводов (телефонные линии от АТС к абонентам) с сохранением возможности ведения телефонных разговоров по этой же линии. А это значит, что со стороны провайдера не требуется затрат на прокладку дополнительных линий связи.
Технология ADSL разрабатывалась в начале 90-х годов, а в 1993 году появилась в американских телефонных сетях. Однако широкое распространение в мире данная технология получила лишь в 1998 году. Компания "Вэб Плас" первой начала широкомасштабную программу по предоставлению услуги ADSL в России.
Асимметричный цифровой канал
Технология ADSL
была разработана для предоставления услуг, требующих асимметричной передачи
данных, например, видео по запросу. В этом случае большой поток данных
передается в сторону пользователя (загрузка видео), в то время как в сторону
сети от пользователя поток данных почти всегда невелик. На узле доступа (обычно
это площадка провайдера услуг, расположенная в помещении АТС) устанавливается
мультиплексор ADSL
-доступа - DSLAM
, функцией которого и является
обеспечение взаимодействия с сетью. Голосовые каналы поступают непосредственно
на АТС. Одновременная передача голоса и данных по одной телефонной линии
достигается путем разделения полосы частот на потоки: полоса до 4 кГц
используется для сохранения традиционной телефонной связи, в то время как
сигналы передачи данных лежат в диапазоне от 4 кГц до 1 МГц.
Высокоскоростной поток в свою очередь разделяется на множество потоков, при этом диапазон от 30 до 138 кГц предназначается для передачи данных от абонента (восходящий поток) с максимально возможной скоростью 640 Кбит/с. Весь верхний диапазон частот, как правило от 150 кГц до 1,1 МГц, предназначен для нисходящего потока, и здесь пропускная способность в зависимости от расстояния и состояния линии может достигать 8 Мбит/с. Передача потоков данных наиболее часто выполняется методом дискретной мультичастотной модуляции (DMT ).
Иногда для создания потоков данных применяют метод эхо-компенсации, при котором диапазоны высокоскоростного и служебного потоков перекрываются. В этом случае разделение потоков выполняется с помощью дифференциальной системы модема и используется в дифференциальных модемах с поддержкой протоколов V.32 и V.34, а их передача осуществляется также методом DMT , принятым в качестве основного стандарта для линейного кодирования ADSL -каналов.
В 1999 году ITU (International Telecommunication Union) принял первый стандарт из многочисленного на сегодняшний день семейства ADSL , известный как G.992.1 (G.dmt), согласно которому для разделения голоса и данных на каждом конце ADSL -линии устанавливаются специальные фильтры - сплиттеры.
Сплиттер представляет собой небольшой блок, к одному из входов которого подсоединяется телефонная пара от АТС, а к двум другим - ADSL -модем и телефон. Сплиттер может быть как самостоятельным устройством, так и встроенным в ADSL -модем. Модем подключается к компьютеру пользователя через интерфейс Ethernet 10/100 BaseT или через USB-порт (в зависимости от типа ADSL -модема). Таким образом, низкочастотные (голосовые) сигналы подаются на коммутационное оборудование АТС (на стороне провайдера) и на телефонный аппарат абонента, а высокочастотные сигналы (данные) - на DSLAM (на стороне провайдера) и ADSL-модем абонента.
Основные преимущества использования ADSL -технологии:
■ эксплуатация уже существующей телефонной линии связи;
■ высокоскоростная линия передачи данных, а следовательно, возможность доступа к новым сервисам - видео по запросу, сетевые игры, видеонаблюдение и видеоконференции, дистанционное обучение и т. п.;
■ возможность одновременной работы в Интернете и разговоров по телефону;
■ невысокая стоимость пользовательского оборудования, возможность выбора интерфейса для подключения к компьютеру (Ethernet, USB, PCI-карта).
Скорость передачи данных от
провайдера к абоненту зависит от ряда факторов, среди которых - длина
абонентской линии, диаметр медной проволоки и сопротивление изоляции кабеля,
наличие мостов-ответвителей, величина перекрестных наводок, количество скруток
и т. п.
Технологии ADSL2 и ADSL2+
Целью разработки стандартов ADSL2 (G.992.3, G.992.4) и ADSL2+ (G.992.5) было достижение большей пропускной способности линий при передаче данных на значительные расстояния при наличии узкополосных помех. Среди их главных преимуществ - увеличение скорости передачи данных в сторону абонента до 12 Мбит/с - ADSL2 , и 24 Мбит/с - ADSL2+ , с возможностью ее адаптации к качеству канала связи, диагностика состояния канала и возможность передачи данных на большие расстояния. Это осуществляется, в частности, за счет улучшенных схемы модуляции и алгоритма обработки сигнала, уменьшения служебных данных в пакете, более эффективного кодирования.
В ADSL2 /ADSL2+ реализуется четырехмерное 16-уровневое решетчатое кодирование (trellis coding) и однобитная квадратурная амплитудная модуляция. Это и обеспечивает более высокие скорости передачи данных на линиях длиной до 3 км с низким значением величины отношения сигнал/шум. В отличие от ADSL , предусматривающего фиксированный объем служебной информации в пакете, который занимает полосу 32 Кбит/с, в ADSL2 длина служебного поля может задаваться программно, что позволяет регулировать размер непроизводительных расходов в интервале от 4 до 32 Кбит/с, освобождая таким образом пользователю для передачи полезных данных дополнительно до 28 Кбит/с. В результате на линиях с высоким качеством пропускная способность достигает значения 12 Мбит/с в нисходящем и 1 Мбит/с в восходящем потоках. На линиях длиннее 3,5 км ADSL2 позволяет передавать при той же скорости на 200 м дальше, чем ADSL , а на равных расстояниях - на 50 Кбит/с быстрее.
Преимущества и возможности
Улучшенные параметры скорости и дальности передачи
Диагностика и автоматическая регулировка
Расширенные возможности управления питанием
Быстрый запуск
Полностью цифровой режим
Улучшенные возможности взаимодействия оборудования
В ADSL2 и ADSL2+ применяется улучшенная модуляция, обеспечивающая уменьшение количества служебной информации в заголовках кадров (framing overhead), более высокий выигрыш от кодирования, а также предоставляющая усовершенствованные механизмы инициализации и алгоритмы обработки сигналов.
Технология ADSL2 позволяет увеличить скорость передачи данных в направлении к пользователю до 12 Mбит/с, по сравнению с приблизительно 8 Mбит/с в случае ADSL .
Технология ADSL2+ позволяет в два раза увеличить максимальную частоту, используемую для передачи данных в направлении к пользователю - 2,2 МГц вместо 1,1 МГц и обеспечить максимальную скорость передачи в нисходящем направлении до 25 Mбит/с на телефонных линиях длиной до 1500 м.
Технология ADSL2+ имеет ряд новых функций и преимуществ по сравнению с ADSL : увеличение дальности действия и скорости передачи, диагностика линии, управление мощностью передачи, быстрое установление соединений и улучшенное взаимодействие.
На устойчивость связи и производительность ADSL -каналов значительно влияют перекрестные наводки. Они вызваны тем, что телефонные пары, как правило, собираются в жгуты, содержащие по 25 и более пар, и близлежащие xDSL -линии создают друг другу электромагнитные помехи. Кроме того, на качество связи влияют АМ-радиоволны, температурные скачки, вода.
Функции мониторинга предоставляют в масштабе реального времени информацию о качестве линии и шуме на обоих концах линии. Поставщики услуг могут использовать эти данные для мониторинга качества ADSL -соединения и предотвращения ухудшений обслуживания. Кроме того, с помощью этих данных поставщики могут определить, можно ли конкретному пользователю предоставить услуги с более высокой скоростью передачи. SELT (тестирование линии без подключения удаленного конца) и DELT (тестирование линии с подключением удаленного конца) предоставляют возможность определить перед эксплуатацией длину линии, наличие короткозамкнутых и разомкнутых цепей, сечение проводов и предполагаемую пропускную способность. В случае изменения условий в канале используется новая возможность, которая называется плавной регулировкой скорости передачи (Seamless Rate Adaptation, SRA). Если модем обнаруживает ухудшение состояния линии вследствие, например, сильных электромагнитных помех, то он изменяет скорость передачи данных без прерывания операций и ошибок передачи. Механизм SRA основан на разделении уровней модуляции сигнала и формирования пакета, что позволяет варьировать скорость передачи без модификации параметров в заголовке пакета. Для этого используется сложная процедура реконфигурации системы.
Протокол SRA работает по следующему алгоритму:
■ приемник отслеживает соотношение сигнал/шум в канале и определяет, что скорость передачи данных необходимо изменить;
■ приемник посылает передатчику сообщение, которое инициирует изменение;
■ передатчик посылает в ответ сигнал Sync Flag, который используется как маркер для определения точного времени, когда новые параметры передачи вступят в силу;
■ сигнал Sync Flag обрабатывается приемником, и оба переходят на новый режим передачи данных.
Наличие двух режимов управления питанием позволяет сократить расход энергии, одновременно поддерживая функцию постоянного подключения ADSL для пользователей. Режим питания L2 предназначен для режима низкой скорости передачи, который не требует наличия полного ширины полосы пропускания, а режим питания L3 предназначен для режима ожидания или "спящего" режима. Эта функция позволяет сократить расход энергии более чем на 50 % для каждой линии.
Режим быстрого запуска сокращает время инициализации с 10 с до 3 с.
Имеется возможность использовать "телефонную" полосу частот под передачу данных. При этом скорость передачи данных в восходящем направлении (от пользователя) увеличивается на 256 кбит/с.
Новые процедуры инициализации модема позволяют решить проблемы совместимости оборудования и обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристики, когда соединяются ADSL -модемы различных производителей.
Производство оборудования, поддерживающего новые стандарты, налажено многими компаниями: Cisco Systems, Alcatel, Ericsson, Paradyne, ZyXEL, D-Link.Компания ECI Telecom предлагает для операторов мультисервисную платформу абонентского доступа Hi-FOCuS4, которая поддерживает все три вида вышеуказанных стандартов ADSL/2/2+.
Начнем мы разговор с ответа на вопрос, который задают практически все, кто имеет определенное представление о системах передачи данных, но впервые сталкивается с xDSL: «Почему ADSL-соединение значительно быстрее по скорости моего модема, хотя использует ту же самую телефонную линию?»
Дело в том, что «медный провод», приходящий в квартиру, подключен к телефонной станции, которая настроена на обработку сигналов с частотой порядка 4 kHz, вполне достаточной для передачи голоса. Обычный модем просто подстраивается под возможности телефонной сети, а потому в лучшем случае не может иметь скорость обмена более 56 Kbps.
Однако технические возможности самой «медной пары» нередко гораздо шире, ее полоса пропускания превышает 1 MHz, и поэтому через нее зачастую (см. врезку о параметрах линии) оказывается возможным «гонять» данные на мегабитных скоростях. Определенные разновидности xDSL позволили побороть наиболее досадную (кроме низкой скорости соединения, конечно) издержку коммутируемого доступа – вечно «занятый» телефон.
Сразу успокоим и тех, кто привык искать в каждом новшестве подвох, – это отнюдь не «бесплатный сыр», услуга доступа обойдется дороже обычного dial-up, да и стоимость оборудования, несмотря на наметившееся снижение цен абонентских комплектов, еще не сравнилась со стоимостью внешнего аналогового модема. По сути, никакого чуда нет. На новую ступень развития удалось перейти благодаря технологиям, основанным на современных методах цифровой обработки сигналов, разработанных специально для витых пар проводов. Если при использовании стандартной аналоговой телефонной службы абонент набирает номер, который позволяет коммутационному оборудованию телефонной сети установить соединение с другим абонентом или модемом, и в случае обрыва связи для установки соединения абонент должен снова набрать номер, то соединение xDSL является постоянно включенным, непрерывно связывающим абонентское оборудование с мультиплексором доступа.
Ох уж эти линии
Использование существующих медных абонентских линий не только для предоставления традиционной телефонной связи в очень узкой, хотя и достаточной для вполне качественной передачи голоса полосе звуковых частот, но и для высокоскоростного обмена данными является одним из основных и очевидных преимуществ технологий xDSL. В то же время существующая кабельная телефонная сеть, мягко говоря, не является идеальной базой для развертывания высокоскоростных систем передачи. Способность витых пар медных проводов (так называемая «лапша» – прерогатива квартирной проводки), собранных в кабель, передавать информацию зависит от физических параметров этих проводов, в частности от сечения и длины телефонной линии. Чем меньше сечение проводов и чем длиннее линия, тем большее затухание претерпевает передаваемый по ней электрический сигнал. Затухание возрастает и с повышением его частоты. Предельную длину используемой линии определяет максимально допустимое затухание передаваемого сигнала. Гармонические искажения появляются в случае ограничения сигнала или его нелинейного преобразования. Так как сигналы с различными частотами передаются по телефонной линии с разной скоростью, возникают искажения, связанные с фазовой задержкой. В том случае если характеристический импеданс абонентской линии неравномерен по всей ее длине (что может произойти, например, вследствие использования вставок кабеля с проводами различного сечения и при разнообразных кабельных повреждениях), может произойти отражение передаваемого сигнала (так называемые потери на отражение), оказывающие отрицательное влияние на сложные схемы модуляции.
Но и это не все. Для предотвращения проникновения в линию помех от внешних источников, появления шумов и перекрестных помех «пара» должна иметь хорошую симметрию между проводами, а также между каждым из них и «землей». Плохая симметрия может вызвать не только искажения, но и шумы и перекрестные помехи. Причем проблемы последней группы становятся все более серьезными по мере увеличения частоты.
Линии подвержены шумам и помехам нескольких видов. К ним относят: «белый шум», перекрестные помехи на ближнем и дальнем конце линии, радиочастотные помехи и импульсные шумы.
«Белый шум» обычно становится проблемой, когда к телефонной линии подключено различное электронное оборудование, например кодеры-декодеры, мультиплексоры и т. п. Технические параметры такого оборудования должны быть такими, чтобы поддерживать отношение сигнал/шум в допустимых пределах. Перекрестные помехи появляются, когда сигналы, передаваемые по одной паре проводов, наводятся в соседней. Эта проблема становится важной при значительной скорости передачи данных, и особенно в том случае, когда по большому количеству абонентских линий в пределах одного кабеля организована высокоскоростная передача данных. Степень воздействия перекрестных помех на хDSL-систему зависит от качества кабеля, количества используемых в нем пар и частотного диапазона, в котором передается сигнал. И наконец, импульсные помехи, вносимые различными электромагнитными устройствами, например линиями питания, трансформаторами и т. п. Очевидно, что чем длиннее линия, тем в большей степени она подвергается воздействию помех. Причем опыт работы с dial-up на отечественных линиях подсказывает, что импульсные помехи могут привести к появлению проблем не только с высокоскоростной, но и с низкоскоростной передачей данных и телефонией.
В рамках статьи мы не имеем возможности все указанные факторы «разложить по полочкам», оценить степень их мешающего воздействия и прокомментировать результаты на примере аудита нескольких реальных линий. Кроме того, пользователь может никогда и не столкнуться с проблемами, связанными с качеством линии, – в большинстве случаев их решит оператор за время от получения заявки абонента до подтверждения им готовности предоставить услугу.
Так что же представляют собой технологии xDSL?
Пополняемое семейство технологий DSL (Digital Subscriber Line, цифровая абонентская линия) является достаточно новым и позволяет эффективно утилизировать полосу пропускания медных телефонных линий. Благодаря многообразию xDSL пользователь может выбрать для себя подходящий вариант по скорости приема/передачи данных – от 32 Kbps до более чем 50 Mbps. И в первую очередь выбор будет основываться на типе и количестве имеющихся у пользователя пар, их качестве и протяженности. При этом следует определиться с необходимостью одновременного использования и аналоговой телефонной связи, и цифровой высокоскоростной передачи данных по одним и тем же линиям, соединяющим телефонные станции с абонентами.
Попробуем классифицировать представителей данного семейства и определить, что из полезного для нас скрывается за «иксом» с точки зрения занимаемого технологией диапазона частот в кабеле и обеспечиваемого максимального расстояния.
На данный момент все многообразие устройств можно разделить на два класса: симметричные и несимметричные. Первые, как правило, требуются крупным компаниям для налаживания равноправного обмена. Например, SHDSL-оборудование изначально нацелено на решение задач, требующих высокой надежности передачи данных с гарантированным качеством обслуживания. Передачи симметричных потоков данных в обе стороны необходимы, например, при многоканальном голосовом обмене и для видеоконференц-связи. Вторые отражают суть работы с IT-технологиями мелких компаний, филиалов, удаленных офисов и частных пользователей – большая часть трафика загружается из Сети, от клиента зачастую исходят лишь запросы на получение информации и отсылаются квитанции-подтверждения. Поэтому вполне закономерно, что по числу подключенных клиентов ADSL стала наиболее востребованной и массовой технологией широкополосного удаленного доступа в мире.
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асимметричная цифровая абонентская линия) является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в тракт высокоскоростной передачи данных.
Схема подключения по технологии ADSL довольно проста. На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются специальные устройства (сплиттеры) – на АТС и в офисе (квартире) абонента. На дальнем конце абонентского окончания должен располагаться так называемый мультиплексор доступа ADSL – DSLAM. Этот мультиплексор выделяет подканалы из общего и отправляет голосовой подканал на АТС, а высокоскоростные каналы данных – на маршрутизатор, подсоединенный к мультиплексору.
К абонентскому сплиттеру подключают обычный аналоговый телефон и клиентский ADSL-модем, который может выполнять функции маршрутизатора (router) или моста (bridge) между локальной сетью абонента и пограничным маршрутизатором провайдера.
Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN HDSL и SHDSL – то, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам. Это связано с тем, что ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделяется от двух других каналов передачи данных.
Оборудование ADSL, размещенное на АТС, и абонентский ADSL-модем, подключаемые к обоим концам телефонной линии, образуют три группы каналов (три поддиапазона) передачи данных и телефонии: высокоскоростную из сети в компьютер (скорость – от 32 Kbps до 8 Mbps); скоростную из компьютера в сеть (скорость – от 32 Kbps до 1 Mbps) и простой канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры.
В рамках первых двух групп для передачи данных используется устойчивая к узкополосным помехам и шумам технология DMT (см. выше), в соответствии с которой вся свободная от телефонии полоса (от 26 kHz до 1,1 MHz для базовой технологии и до 2,2 MHz для ADSL2+) делится на элементарные каналы шириной немногим более 4 kHz, и разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Величина максимально достижимой скорости передачи/приема данных при этом, повторимся, зависит от длины и качества телефонной линии.
Алгоритмы, алгоритмы…
Основные положения метода модуляции DMT (Discrete Multi Tone) были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications еще в начале 1990-х гг. С 1993 г. технология стандартизирована ANSI в качестве метода линейного кодирования для систем передачи данных. Сложности технической реализации этого метода на первоначальном этапе развития DSL-технологий ограничивали область его возможного применения. Однако на настоящий момент DMT является одной из основных схем модуляции для технологий ADSL и VDSL.
DМТ использует не одну, а группу частот несущих колебаний. Весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4,3125 kHz. Каждый из них используется для организации независимого канала передачи данных. На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На «чистых» каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы «продвинутые» методы модуляции с высоким уровнем, например QAM 64, на более зашумленных участках – попроще, типа QPSK. Такой принцип регулирования скорости обмена позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемнику остается выполнить операцию демультиплексирования и восстановить исходный информационный поток.
Модемы и шлюзы доступа, первые впечатления
Базовые модели модемов, взятые нами в качестве «хардверной» иллюстрации к теме широкополосного доступа, оказались весьма схожими по основному набору реализуемых функций. Их главная задача – обеспечить организацию взаимодействия между оборудованием провайдера и внутренней сетью как в режиме моста, так и в режиме маршрутизатора. Их «старшие братья», несколько более продвинутые устройства тех же линеек, были собраны с той целью, чтобы продемонстрировать, как в рамках одной «коробочки» можно решить задачу не только «последней мили», но и «последних футов», – подключить к ним все многообразие типовых устройств с различными интерфейсами. Забегая вперед, следует признать, что и при апробации модемов на тестовой ADSL-линии с фиксированной полосой нисходящего/восходящего трафика (256/128 Kbps), выбранной нами среди предлагаемых тарифных планов, были получены практически одинаковые результаты по скорости и задержкам при доступе к различным серверам Сети. Этот факт позволяет лишний раз подчеркнуть: скорость доступа должна соответствовать задачам, решаемым с его помощью.
С точки зрения ADSL-параметров модемами как минимум обеспечивалась поддержка протоколов связи G.DMT (8/1 Mbps), G.Lite (1,5 Mbps/512 Kbps) и алгоритма автоматического согласования протокола и скорости в соответствии с G.Hs. Не очень отличались друг от друга и списки базовых установок ATM-параметров. Во внутренней LAN все модемы позволяли воспользоваться механизмами статической или динамической адресации подключаемых устройств.
Несколько больше различий обнаружилось в перечне настроек системы обеспечения безопасности. В данном случае «обязательная программа» включала в себя возможности по организации трансляции адресов/портов (NAT/PAT) и контроля за доступом на основе элементарных правил фильтрации трафика.
Для всех устройств предусмотрено как минимум два основных варианта администрирования: по HTTP-протоколу и с использованием Telnet. Отметим, что процесс конфигурирования с помощью Web-браузера представляется нам более легким из-за присутствия в меню пункта «мастер настроек», позволяющего пройти все основные этапы за несколько минут. Фактически со стороны телефонной линии потребовалось правильно выбрать режим работы (Router/Bridge), инкапсуляцию (PPPoE), значения VPI (Virtual Path Identifier, идентификатора виртуального пути) и VCI (Virtual Channel Identifier, идентификатора виртуального канала), определить требования к поддержке ATM QoS, указать мультиплексирование на базе LLC и для доступа к провайдеру без ошибок ввести записанные в договоре на услуги логин и пароль. Хотя, как это уже было замечено в одной из предыдущих статей, на данный момент в большинстве случаев пользователю не придется повторять наш путь – абонентское оборудование, как правило, настраивается провайдером, проверяется и выдается уже в готовом для подключения к линии виде. Поэтому нам остается лишь обратить внимание читателей на некоторые особенности представленных моделей и отметить наиболее яркие моменты их эксплуатации.
Кроме обеспечения защиты сетей SOHO-пользователей от атак из Интернета с помощью NAT, D-Link DSL-500T поддерживает VPN в режиме pass-through. Виртуальный сервер применяется для перенаправления сервисов на несколько серверов. Маршрутизатор может быть настроен таким образом, что отдельные FTP, Web и игровые серверы будут совместно использовать один, видимый извне, IP-адрес и в то же время останутся защищены. В ряде случаев, например для нужд электронной коммерции, понадобится перенаправить входящие пакеты из Сети на определенный сервер или рабочую станцию. Организовать этот процесс можно с помощью режима DMZ, который при грамотной настройке не снижает безопасность внутренней локальной сети. В отличие от собственно модема D-Link DSL-G604T дополнительно оснащен 4-портовым коммутатором и беспроводным интерфейсом стандарта 802.11g, для которого обеспечивается три метода организации безопасности беспроводной сети: WEP, 802.1X и WPA. Настройка устройства не вызвала проблем: так, входящие в состав меню пункты выполнены по стандартным для этого вендора логическим схемам, неоднократно описанным на страницах нашего журнала для маршрутизаторов и точек доступа.
Линейка ADSL-устройств под торговой маркой Dynamix начинается младшей и наиболее простой моделью Dynamix UM-A , позволяющей организовать доступ в Сеть как будучи подключенной по Ethernet к внутренней LAN, так и непосредственно к порту USB 1.1 компьютера. Работая с этим устройством, мы обратили внимание на достаточно оригинальное, сведенное в табличную форму представление информации о результатах анализа состояния модема и о прохождении диагностических тестов, причем рядом с каждой отметкой находился пункт вызова контекстной справки с рекомендациями по устранению возможных ошибок. В отличие от остальных рассмотренных нами устройств подробные данные журнала работы модема можно сохранить в виде текстового файла. Оригинальность логики администрирования проявилась и в достаточно нетривиальной ситуации: после всех настроек модемы настоятельно рекомендуется перегрузить, и если в моделях от D-Link и ZyXEL для этого существуют отдельные пункты меню, то в устройствах Dynamix без перезагрузки из режима, например, «мастера настроек» к пунктам расширенного меню перейти просто не удастся.
Хотя перед нами не ставилась задача отследить все многообразие линеек всех вендоров, присутствующих на ADSL-рынке Украины, нелишним будет отметить, что в линейке продуктов Dynamix недавно появился достаточно оригинальный продукт – ADSL-маршрутизатор DYNAMIX UM-A4/PL с 4-портовым коммутатором и поддержкой не требующей разрешения от органов радиочастотного надзора технологии передачи данных по сетям питания – PowerLine, позволяющей избежать прокладки дополнительных проводных коммуникаций, к примеру, во временном офисе.
Семейство устройств от ZyXEL было представлено моделью ADSL-to-LAN начального уровня ZyXEL OMNI ADSL LAN EE и решением класса «все в одном» – шлюзом ZyXEL P-662HW, ориентированным на создание базовой сетевой инфраструктуры офисов и филиалов компаний. Ввиду того что со стороны АТС у провайдера, как нам стало известно, установлен DSLAM от этого же производителя, мы невольно приняли работу OMNI ADSL LAN EE за образец, а остальные устройства стали сравнивать с ним, ожидая проявления «межвендорского антагонизма». К чести всех участников обзора, ни в одном из случаев подобного заметить не удалось, что является дополнительным подтверждением того, что разработчиками этих компаний соблюдались требования, изложенные в основных стандартах и рекомендациях на ADSL.
ZyXEL Prestige-662HW представляет собой сочетание модема ADSL2+ с 4-портовым коммутатором и беспроводной точкой доступа по IEEE 802.11g+; его особенность – усиленные функции безопасности. К ним, помимо привычных средств, следует отнести межсетевой экран с контролем состояния SPI (Stateful Packet Inspection), средства для организации VPN-туннелей (функции IPSec VPN, до 20 туннелей с возможностью ручного управления ключами/IKE, аппаратной поддержки DES/3DES/AES и механизмов аутентификации SHA-1/MD5 с аппаратным шифрованием данных по протоколам DES и 3DES). Вдобавок ко всему в микропрограмму интегрирован антивирусный фильтр с небольшой поисковой базой.
Модем поддерживает режим автоматической настройки на провайдера и локальную сеть (Zero Configuration). Кроме привычного способа настройки шлюза через LAN, получить доступ к устройству оказалось возможным через гнездо CON/AUX, причем в другом режиме переключателя с его помощью, по утверждению разработчика, можно организовать резервирование ADSL-соединения. При использовании «родных» беспроводных адаптеров ZyXEL G-360 EE и G-162 EE, работающих по протоколу 802.11g+, гарантируется взаимодействие на скоростях до 100 Mbps, с устройствами других вендоров – «обычные» 54/11 Mbps. Соединения защищаются по WEP/WPA с возможностью организации аутентификации в соответствии с IEEE 802.1x, RADIUS.
Интересно, что для подключения к широкополосному доступу помещений, подключенных к пульту вневедомственной охраны, ZyXEL выпускает модемы с расширением Annex B, допускающие беспрепятственную работу одновременно голосового, широкополосного цифрового доступа и охранного (или ISDN) каналов.
Выводы
Итак, принять решение о том, стоит ли доверять «телефонной меди», не такая уж сложная задача. C технологической точки зрения основными аргументами «за» для перехода на широкополосный хDSL- и, в частности, на ADSL-доступ станут следующие.
Во первых, возможность использования для ADSL уже существующей линии. После установки модемов ADSL вы получаете постоянное соединение, готовое к работе в любой момент.
И во-вторых, высокая скорость передачи данных. В ближайшие годы можно ожидать увеличения скорости нисходящего потока до 48–52 Mbps, а восходящего – до 3–4 Mbps. Уже сегодня базовая технология ADSL позволяет провайдерам предоставлять своим пользователям услуги, скорость передачи данных которых более чем в 100 раз превышает скорость аналогового модема. В отличие от кабельных цифровых сетей, в среде которых происходит разделение доступной полосы пропускания между всеми потребителями, технология ADSL предусматривает, что линия задействована только одним пользователем.
Помимо грядущего изменения функциональности персонального доступа в Сеть, спрос на broadband будут формировать и многочисленные онлайн-сервисы, количество которых за последний год увеличилось в несколько раз. Среди них прежде всего цифровое телевещание, Video-on-Demand, а также доступ к видеотекам с качественным контентом большого объема. Даже несмотря на неполную востребованность скоростей широкополосных соединений, которая наблюдается сегодня, спрос на хDSL-продукцию продолжает расти. И если пока для частных пользователей ее основное предназначение – копирование файлов с одного ПК на другой или обращение к игровым и медиасерверам провайдера, то с распространением бытовой техники новых поколений быстро появятся новые сферы применения. Рост продаж домашней аудио- и видеоэлектроники, способной воспроизводить контент в потоковом режиме, неизбежно ужесточит требования к пропускной способности сетевых соединений.
В итоге, по оценкам JupiterResearch, к 2009 г. подавляющему большинству пользователей домашних сетей будет необходима пропускная способность не менее чем 57 Mbps, а Yankee Group утверждает, что к 2008 г. объемы продаж сервисов, построенных на базе broadband, достигнут отметки 475 млрд долл. (itc.ua/19633). Интересно, какая же доля в этом будет принадлежать Украине?
Редакция благодарит представительства D-Link и ZyXEL, компанию «Вектор» за помощь в подготовке материала, а также компанию «Интер-Телеком» за предоставленный тестовый ADSL-доступ 256/128 Kbps
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.