Цифрові абонентські лінії

Взявши один раз планку в 56 кбит/с, інженери телефонних компаній з почуттям виконаного боргу заспокоїлися на досягнутому. Тим часом постачальники послуг кабельного телебачення стали пропонувати абонентам підключення до Інтернету по загальних кабелях на швидкості до 10 Мбит/с. Постачальники послуг супутникового зв'язку пішли ще далі, забезпечивши можливість підключення на швидкості понад 50 Мбит/с. Чим більшого значення набували послуги по наданню доступу в Інтернет для телефонних компаній, тим виразніше вони розуміли, що для збереження конкурентноспроможності потрібно запропонувати ринкові якусь більш ділову послугу, ніж підключення по звичайному модемі. У результаті цих роздумів на світло з'явилася нова цифрова послуга доступу в Інтернет. Послуги, у яких пропонується пропускна здатність, що перевищує аналогічний показник для стандартного модемного з'єднання, іноді називають широкополосними,але, чесно говорячи, це скоріше маркетинговий, чим змістовний технічний термін.

Спочатку було запропоновано кілька технологій доступу під загальним ім'ям xDSL(Digital Subscriber Line — цифрова абонентська лінія)з перемінним значенням х. Далі ми обговоримо саму розповсюджену з них — ADSL(Asymmetric DSL — асиметрична цифрова абонентська лінія).Роботи над ADSL усе ще продовжуються, і далеко не всі стандарти на цю технологію прописані, тому деякі деталі згодом можуть коректуватися. Утім, загальна картина, швидше за все, залишиться незмінної. За додатковими зведеннями по ADSL звертайтеся до додаткової літератури [198, 215].

Чому звичайні модеми працюють так повільно? Так тому, що телефони були споконвічно призначені для передачі голосу, і саме з урахуванням цієї мети сформувалася вся система телефонного зв'язку. Передачі даним по телефонним проводам приділялося занадто мало уваги. Пропускна здатність проводу (він же — абонентський канал), щозв'язує абонентів з автоматичною телефонною станцією (АТС), традиційно обмежувалася спеціальним фільтром. Фактична пропускна здатність абонентського каналу багато в чому залежить від його довжини, але найчастіше (якщо довжина не перевищує декількох кілометрів) досягає 1,1 Мгц.

Найбільш розповсюджена схема надання послуг ADSL зображена на мал. 2.34. Її зміст зводиться до видалення фільтра і поділові спектра, що звільнився, 1,1 Мгц на 256 автономних каналів, по 4312,5 Гц кожний. Канал 0 виділяється для голосових даних. Канали 1-5 не використовуються, за рахунок чого усуваються взаємні перешкоди сигналів передачі голосу і даних. З що залишилися 250 каналів два виділяються для висхідної і спадної передачі керуючих сигналів. По інших каналах передаються користувальницькі дані. Таким чином, один ADSL-модем рівноцінн 250 звичайним модемам.

У принципі по кожному з каналів, що залишилися, можна пустити дуплексний потік даних, однак допоміжні гармоніки, перехресні перешкоди й інші фізичні ефекти не дозволяють довести фактичну реалізацію технології до теоретичного рівня. Рішення про те, у якій пропорції розділити канали на спадні і висхідні потоки, приймає постачальник послуги. Технічно можливо рівний розподіл цих каналів, але в більшості випадків 80-90 % виділяються на організацію спадного потоку (звичайно 32 каналу виділяють для висхідного потоку, а інша частина — для спадних), оскільки більшість користувачів приймають значно більше даних, чим відправляють. Саме з цієї причини технологія ADSL так успішна.

Якість передачі даних по кожнім каналі постійно відслідковується і при необхідності коректується; тому по швидкостях канали можуть розрізнятися. Дані передаються в обсязі до 15 біт/бод за рахунок сполучення амплітудної і фазової модуляції. Якщо, скажемо, для передачі даних доступно 224 спадного каналу, а швидкість передачі сигналу дорівнює 4000 бод при 15 біт/бод, сукупна пропускна здатність спадного потоку складає 13,44 Мбит/с. На практиці співвідношення «сигнал/шум» не дозволяє наблизитися до такого рівня, але при невеликій далекості від постачальника послуг і високій якості каналу швидкість 4-8 Мбит/з цілком досяжна.

Стандартна конфігурація устаткування ADSL зображена на мал. 2.35. Відповідно до цієї схеми, у приміщенні користувача встановлюється мережне интерфейсное пристрій(Network Interface Device, NID).Ця невелика пластикова коробочка символізує границю між власністю користувача і власністю телефонної компанії. Поруч з NID (а іноді й в одному корпусі з цим пристроєм) установлюється сплиттер(разветвитель) — аналоговий фільтр, що розділяє дані і сигнали на частоті 0-4000 Гц, застосовувані для передачі голосу. Потік даних направляється до ADSL-модему, а голосові сигнали — до телефону. ADSL-модем являє собою процесор цифрових сигналів, эмулирующий рівнобіжну роботу 250 звичайних модемів на різних частотах. Оскільки більшість ADSL-модемів випускаються в зовнішнім виконанні, їхнє з'єднання з комп'ютером повинне бути досить швидкісним. Звичайно ця вимога задовольняється шляхом установки в комп'ютер плати Ethernet і організації двухзвенного Ethernet-з'єднання з ADSL-модемом. (Ethernet — розповсюджений і досить доступний стандарт організації локальних мереж.) Іноді ADSL-модем підключається до комп'ютера через USB-порт. У майбутньому варто очікувати появи спеціальних плат для з'єднання з ADSL-модемом.

На протилежній стороні абонентського каналу встановлюється інший сплиттер, що відокремлює голосові сигнали і перенаправляє них на звичайний телефонний комутатор. Сигнали з частотою понад 26 кгц передаються мультиплексору доступу до цифрової абонентської лінії(Digital Subscriber Line Access Multiplexer, DSLAM).Після перетворення цифрових сигналів у потік бітів відбувається формування пакетів, що потім направляються постачальникові послуг.