xDSL

Эта статья входит в число готовых статей
Эта статья прошла проверку экспертом
Материал из «Знание.Вики»

xDSL (англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия) — набор различных технологий, позволяющих организовать высокоскоростную передачу данных по телефонной витой паре. При этом сигналы не передаются через обычные телефонные станции, а обрабатываются специальным оборудованием DSLAM (англ. Digital Subscriber Line Access Multiplexer — мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии)[1].

С начала 2000-х годов доступ в Интернет с использованием широкополосных технологий DSL пришёл на смену коммутируемому доступу Dial-up, который в редких случаях остаётся востребованным там, где не нужна высокая скорость обмена данными или установка дорогостоящего оборудования экономически невыгодна.

Технологии xDSL

Семейство DSL представляет собой ряд технологий, объединённых аббревиатурой xDSL, где знак «x» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии. Эти технологии позволяют использовать более широкую полосу частот по сравнению с традиционными телефонными сетями и передавать данные со скоростями, значительно превышающими скорости аналоговых модемов. В ряде случаев возможно совмещение высокоскоростной передачи данных и передачи голоса по одной и той же витой паре (Voice over DSL — «голос за кадром»). Это исключает необходимость прокладывания дополнительной телефонной линии.

К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, SDSL, RADSL и VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии[2].

Абонентская линия

Пара свитых по всей длине проводов (витая пара), идущих от телефонной станции к телефонному аппарату абонента, называется абонентской линией (англ. LL — Local Loop). Абонентская линия с самого начала развития телефонной связи обеспечивала возможность ведения телефонных разговоров. В наши дни традиционная абонентская линия также обеспечивает абоненту доступ к глобальной телекоммуникационной инфраструктуре с помощью семейства технологий высокоскоростной цифровой абонентской линии xDSL[1].

ADSL — асимметричная цифровая абонентская линия

ADSL Modem AM300

Асимметричная цифровая абонентская линия (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line) является наиболее популярной технологией xDSL. Основной отличительной особенностью ADSL является то, что скорость передачи к пользователю и скорость передачи от пользователя не одинаковы (именно поэтому данная цифровая абонентская линия и является асимметричной). При этом скорость передачи к пользователю значительно превышает скорость передачи от пользователя. Такой режим работы ADSL учитывает главную особенность сети Интернет, в соответствии с которой информационный поток от сети к пользователю, содержащий программы, графику, звук и видео, существенно превышает информационный поток от пользователя к сети. Передача данных к пользователю осуществляется на скоростях от 1,5 до 6,1 Мбит/с. Скорость передачи от пользователя обычно составляет от 64 Кбит/с до 1,5 Мбит/с.

Максимально возможная скорость линии зависит от ряда факторов, включающих длину линии и сечение проводов телефонного кабеля. Характеристики линии ухудшаются с увеличением её длины и уменьшением сечения провода. В таблице показаны несколько вариантов зависимости скорости от параметров линии.

Длина линии
(км)		Сечение провода
(мм2)		Максимальная скорость
(Мбит/с)
1e-062,70,46,1
2e-063,70,56,1
3e-064,60,41,5 или 2
4e-065,50,51,5 или 2

В общем случае частотный диапазон линии делится на два участка. Первый участок предназначен для передачи голоса и находится в диапазоне 0,3-3,4 КГц. Диапазон сигнала для передачи данных лежит в пределах от 4 Кгц до 1 Мгц. Физические параметры большинства телефонных линий не позволяют передавать данные с частотой свыше 1 МГц.

Технология ADSL2 гораздо лучше использует пропускную способность провода. Технология специально разрабатывалась для улучшения скорости и дальности ADSL, в основном для достижения лучшей производительности на длинных линиях с помехами. Главное отличие — возможность распределять информацию по нескольким частотным каналам. Так, в качестве примера, можно использовать пустующий исходящий канал, когда входящий перегружен, и наоборот, благодаря чему скорость приёма данных достигает 12 Мбит/с. Скорость передачи остаётся такой же, как в ADSL.

При этом максимальное расстояние от телефонного узла (или другого модема) достигает 7 км. Это стало возможным благодаря использованию более эффективных методов модуляции, уменьшению количества служебной информации, увеличению эффективности кодирования и применению расширенных алгоритмов обработки сигнала.

Дальнейшим развитием технологии является стандарт ADSL2+, который устанавливает полосу частот для входящего канала до 2,2 МГц. В результате достигается значительное увеличение скорости входящего канала на более коротких линиях — до 24 Мбит/с[3].

В этом же ряду стоит технология UADSL — Universal ADSL, которая является упрощённым аналогом технологии ADSL и ориентирована на абонентов квартирного сектора. Оборудование этой технологии дешевле и проще в установке.

Скорости обмена данными составляют:

  • 1,5 Мбит/с в направлении к абоненту и 384 кбит/с в обратном направлении при длине абонентской линии до 3,5 км;
  • 640 кбит/с по направлению к абоненту и 196 кбит/с в противоположном направлении при длине абонентской линии до 5,5 км.

HDSL — высокоскоростная цифровая абонентская линия

Высокоскоростная цифровая абонентская линия (англ. High Bit-Rate Digital Subscriber Line) является технологией, обеспечивающей симметричную. высокоскоростную передачу данных на скорости 1,536 или 2,048 Мбит/с в обоих направлениях. Протяженность линии может достигать 3,7 км. Требует четырёхпроводной абонентской линии (две витые пары).

Для организации выделенных линий большой протяжённости в различных модификациях оборудования HDSL предусмотрена возможность применения нескольких повторителей с автономным питанием, позволяющих восстановить форму сигнала на сегменте линии и уменьшить искажения.

HDSL2 представляет собой усовершенствованный вариант технологии HDSL, имеющий те же самые функции, что и обычная технология HDSL, но при этом использующая для работы всего одну пару проводов телефонного кабеля. Протяженность линии может достигать 3 км.

В этом же ряду стоит технология SDSL (англ. Symmetric Digital Subscriber Line — однолинейная цифровая абонентская линия), которая в пределах протяженности линии длиной 3 км обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в обоих направлениях[3].

RADSL — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения

Технология RADSL (англ. Rate-Adaptive DSL) — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения) обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой линии.

Rate-Adaptive DSL — это не самостоятельный тип подключения, а характеристика DSL-оборудования клиента и провайдера, свидетельствующая о способности модемов не использовать фиксированное значение скорости обмена данными, а адаптивно задавать её на разных телефонных линиях[4].

Скорость может выбираться при синхронизации линии во время соединения или по сигналу, поступающему от станции[3][5].

Адаптация скорости во время работы соединения указана как опция в ADSL2 , ADSL2+ и VDSL2 под названием « бесшовная адаптация скорости» (SRA).

VDSL — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия

Технология VDSL (англ. Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) является наиболее «быстрой» технологией xDSL. Отсутствие буквы «A» в названии говорит о том, что технология предназначена не только для асимметричной связи, но и для двусторонней передачи с одинаковыми скоростями в обоих направлениях[4]. В асимметричном режиме технология обеспечивает скорость передачи данных к пользователю в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных от пользователя в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме общая пропускная способность канала делится поровну между потоками. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию до конечного пользователя волоконно-оптического кабеля. При этом максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет до 1300 метров.

Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; также, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и так далее[3].

Сравнительный анализ основных технологий XDSL

Технология
XDSL		Максимальная скорость
(прием/передача)		Максимальное расстояниеКоличество
телефонных пар		Основное применение
1e-06ADSL24 Мбит/с / 1,4 Мбит/с5,5 км1Доступ в Интернет, голос, видео
2e-06UADSL1,5 Мбит/с / 384 кбит/с3,5 км на макс. скорости1Доступ в Интернет, голос, видео
3e-06HDSL2 Мбит/с4,5 км1 или 2Объединение сетей
4e-06VDSL52 Мбит/с / 2,3 Мбит/с1,3 км на макс. скорости1Объединение сетей
5e-06SDSL2 Мбит/с3 км1Объединение сетей

DSLAM

Мультиплексор DSLAM производства фирмы SIEMENS

Мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии DSLAM (англ. digital subscriber line access multiplexer) — это сетевое устройство, расположенное на телефонных станциях, которое соединяет несколько интерфейсов цифровых абонентских линий пользователей с высокоскоростным цифровым каналом связи с использованием методов мультиплексирования.

Разделение потоков данных по частотным каналам

DSLAM действует как сетевой коммутатор, поскольку его функциональные возможности находятся на втором уровне модели OSI. Следовательно, он не может перенаправлять трафик между несколькими IP-сетями, а только между устройствами интернет- провайдера и точками подключения конечного пользователя. Трафик DSLAM переключается на сервер широкополосного удаленного доступа, откуда трафик конечного пользователя затем направляется через сеть интернет-провайдера в Интернет.

Оборудование, установленное со стороны пользователя и настроенное на работу с DSLAM, может совмещать функции передачи телефонной речи и линий передачи данных.

Для реализации этой задачи на участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три частотных канала: канал высокоскоростного потока данных к абоненту, двунаправленный служебный канал и речевой канал в стандартном диапазоне частот канала 0,3-3,4 Кгц[3]. Частотные разделители (англ. POTS Splitter) выделяют телефонный поток и направляют его к обычному телефонному аппарату. Конструктивно разделитель представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в модем ADSL, так и функционировать в качестве самостоятельного устройства.

Структура сети с использованием модема ADSL, частотных фильтров и мультиплексора DSLAM

IP DSLAM

IP-DSLAM означает «мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии интернет-протокола (IP)». В настоящее время пользовательский трафик в основном основан на использовании протокола TCP/IP. Традиционно сетевой коммутатор DSLAM передает IP-трафик пользователя в базовую сеть, где он извлекается и передается по назначению. Это означает, что каждому интернет-провайдеру требуется большое количество устройств DSLAM, чтобы удовлетворить потребности своих пользователей.

Устройства модели IP-DSLAM извлекают IP-трафик на первой телефонной станции. Поскольку IP-трафик занимает меньше места, чем любой другой трафик, каждый мультиплексор IP-DSLAM может обслуживать больше пользователей[6].

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 Технология DSL. XDSL — технологии последней мили и многое другое. Дата обращения: 22 декабря 2023.
  2. ↑ Различные типы технологий DSL и краткое описание их работы. Компания «СвязьКомплект». Дата обращения: 22 декабря 2023.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Станислав Журавлев. Технология ADSL (18 июня 1998). Дата обращения: 22 декабря 2023.
  4. ↑ 4,0 4,1 Самсонов А. Виды подключения к Интернету. Асимметричные DSL. Информационно-справочный портал. Дата обращения: 23 декабря 2023.
  5. ↑ Technical Report No. 59 (англ.) (September 1999). Дата обращения: 23 декабря 2023.
  6. ↑ Джейми Кавана. Что такое IP DSLAM. Дата обращения: 22 декабря 2023.
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=XDSL&oldid=701458