новости
статьи
.технологии

краткий путеводитель по стандартам xDSL

"Все гениальное просто, но до этой простоты сначала надо дойти" – эту фразу я увидел в статье журнала "Потребитель", там рассказывалось о том, как инженеры компании JVC придумали технологию изготовления динамиков с деревянными дифузорами (!). И чем больше я вспоминаю эту фразу, тем больше убеждаюсь в ее верности.

Сокращение DSL расшифровывается как Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия). Эта технология позволяет в значительной мере расширить пропускную способность стандартных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. При использовании технологии DSL достигается скорость передачи данных от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Скорость передачи напрямую зависит от качества и протяженности линий, соединяющих пользователя и провайдера.

Работает это все достаточно просто. Дело в том, что телефонный аппарат установленный дома, в офисе и т. д. соединяется с оборудованием, установленным на телефонной станции, витой парой медных проводов. По этим проводам передаются аналоговые сигналы. Телефонный аппарат настроен на прием акустических колебаний, которые и являются естественным аналоговым сигналом. Он обрабатывает их и преобразует в электрический сигнал с изменяющейся амплитудой и частотой. Именно по этому при работе в Интернете через Dial-Up соединение необходим модем, который модулирует и демодулирует аналоговые сигналы, превращая их в последовательность нулей и единиц, понятных компьютеру.

При передаче аналоговых сигналов используется только малая часть пропускной способности телефонной линии. Технология DSL неподразумевает преобразование информации из аналоговой формы в цифровую и наоборот. По данной технологии данные передаются по линиям в цифровой форме изначально, что позволяет использовать более широкую полосу частот телефонной линии. Разделяя спектры этих сигналов можно добиться того, что по одной витой паре можно передавать как аналоговый, так и цифровой сигнал, причем без ущерба и тому и другому.

типы технологии xDSL

xDSL представляет собой ничто иное, как набор различных технологий, позволяющих организовывать цифровую абонентскую линию. Эти технологии различаются разными скоростями передачи данных и "дальностью действия". В состав xDSL входят следующие технологии:

- ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия). Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием "постоянно установленного соединения" (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа к локальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объем информации, чем передают. Технология ADSL
обеспечивает скорость нисходящего потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6 - 8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм.

- R-ADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения). Технология R-ADSL обеспечивает такую же скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов. При использовании технологии R-ADSL соединение на разных телефонных линиях будет иметь разную скорость передачи данных. Скорость передачи данных может выбираться при синхронизации линии, во время соединения или по сигналу, поступающему от станции.

- ADSL Lite. ADSL Lite представляет собой низкоскоростной (относительно, конечно же) вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость нисходящего потока данных до 1 Мбит/с и скорость восходящего потока данных до 512 Кбит/с. Технология ADSL Lite позволяет передавать данные по более длинным линиям, чем ADSL, более проста в установке и имеет меньшую стоимость, что обеспечивает ее привлекательность для массового пользователя.

- IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия IDSN). Технология IDSL обеспечивает полностью дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. В отличие от ADSL возможности IDSL ограничиваются только передачей данных. Несмотря на то, что IDSL также как и ISDN использует модуляцию 2B1Q, между ними имеется ряд отличий. В отличие от ISDN линия IDSL является некоммутируемой линией, не
приводящей к увеличению нагрузки на коммутационное оборудование провайдера. Также линия IDSL является "постоянно включенной" (как и любая линия, организованная с использованием технологии DSL), в то время как ISDN требует установки соединения.

- 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 HDSL II 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 HDSL II.

- 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. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю
(например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.

стандарты xDSL

Ведущими международными организациями по разработке и внедрению стандартов абонентского доступа (в том числе и технологий цифровой абонентской линии xDSL), являются следующие организации: Международный Союз Электросвязи (МСЭ), Американский Национальный Институт Стандартов ANSI, Eвропейский Институт Телекоммуникационных стандартов ETSI, Форум ADSL (ADSLF) и Рабочая Группа Универсальной ADSL (UAWG). Ниже приводятся функции и результаты работы указанных организаций по стандартизации (см. рис. 1).



Рис. 1.

ITU-T (МСЭ-Т)
www.itu.int


Главной международной организацией по стандартизации сетей и оборудования связи (эти стандарты называются рекомендациями) является Сектор электросвязи Международного Союза Электросвязи (МСЭ-Т). В частности, стандарты модемов xDSL входят в раздел рекомендаций серии G.

Основополагающей рекомендацией этого раздела, относящейся к абонентскому доступу, является рекомендация G.902 "Framework Recommendation on functional access networks (AN). Architecture and functions, access types, management and service node access", посвящённая архитектуре сети доступа AN (Acess Network), выполняемым ею функциям, видам доступа, техническому обслуживанию и назначению узла, предоставляющего услуги связи. Рекомендация G.902 была утверждена в ноябре 1995 г. Ведущей рабочей группой (Study Group - SG) по стандартизации абонентского доступа (в том числе и модемов xDSL) является SG 15.

ANSI
www.ansi.org


В США Комитет ANSI T1 отвечает за национальные телекоммуникационные стандарты и участвует в работе МСЭ-Т по созданию международных стандартов. Подкомитет Т1Е1 подкомитета Т1 ANSI занимается стандартами, относящимися к интерфейсам, пропускной способности и защите сетей.

Рабочая группа Т1Е1.4 подкомитета Т1Е1 отвечает за технологии DSL. Эта группа разработала первый стандарт ADSL , известный как Т1.413, основанный на использовании линейного кода DMT и одобренный в 1995 году. Этот стандарт выдержал ряд редакций, называемых версиями (issues). Последняя версия известна под названием "T1.413 Issue 2" или просто "Т1.413i2". Она была одобрена в 1998 году.

Первая редакция Т1.413 стандарта ADSL содержала наиболее важные свойства и параметры модемов ADSL, включая эхокомпенсацию, модуляцию с использованием решётчатого кода, два канала задержки сигнала (dual latency), поддерживающих как чувствительный к задержке трафик (например, телефонный и интерактивное видео), так и нечувствительный к задержке трафик (например, трафик данных). Вторая редакция этого стандарта Т1.413i2 определяет дополнительные возможности ADSL (передачу эталонного синхросигнала, использование для транспортирования сигналов способов TDM и/или АТМ, а также режима сокращённого служебного заголовка).

Первая редакция T1.413 (Issue I) стандарта ADSL была ограничена одним интерфейсом в помещении пользователя (СРЕ). Вторая редакция этого стандарта (T1.413i2 расширила возможности доступа пользователя путём введения в оборудование пользователя специального интерфейса
мультиплексирования, протоколов конфигурации и управления сетью, а также целого ряда других улучшений.

В настоящее время рабочая группа Т1Е1.4 работает над 3-ей редакцией стандарта Т1.413, который учитывает требования международных стандартов (и в первую очередь рекомендаций МСЭ-Т G992.1 и G.992.2). Поэтому эта последняя редакция Т1Е1.4 13 имеет все основания претендовать на роль международного стандарта для технологий ADSL.

ETSI
www.etsi.org


ETSI отвечает за разработку европейских телекоммуникационных стандартов и участвует в работе МСЭ-Т по созданию международных стандартов. В ETSI имеется Технический комитет по передаче и мультиплексированию (ТМ), отвечающий за стандартизацию функций и характеристик транспортных сетей и их элементов. В его состав входит рабочая группа ТМ6, областью деятельности которой являются технологии хDSL. В частности, ETSI TM6 занимается адаптацией стандарта ANSI T1.413i2 к европейским условиям.

Следует обратить внимание на техническую спецификацию ETSI TS 101 388 v1.1.1 (1998-11), которая стандартизует линию ADSL, обеспечивающую совместную передачу сигналов ADSL и сигналов основного доступа ISDN (ISDN-BA) по одной паре. Эта спецификация особенно актуальна для стран Западной Европы (и в первую очередь Германии и Швейцарии), где широко используется основной доступ ISDN. Быстрая разработка этого стандарта прекрасно иллюстрирует стремление операторов связи защитить уже сделанные инвестиции в ISDN.

Форум ADSL (ADSLF)
http://www.adsl.com/dsl_forum.html


Целью Форума ADSL является оказание помощи операторам связи и производителям оборудования доступа в эффективном развёртывании технологии ADSL как основного способа доступа массового пользователя к широкополосным сетевым услугам. Форум ADSL состоит из 340 членов, представляющих провайдеров услуг, производителей оборудования и провайдеров информации со всего мира.

Форум АТМ определил ADSL как физический уровень передачи скрученной неэкранированной паре.

Форум ADSL был создан в 1994 году для продвижения на рынок телекоммуникаций концепции хDSL и облегчения развития архитектур протоколов и интерфейсов для основных приложений xDSL.

Работа Форума ADSL в семи основных областях, каждая из которых имеет свою собственную рабочую группу:

1. ATM "поверх" ("over") ADSL (включая транспортирование сигналов и аспекты архитектуры между оконечными терминалами ("end to end")).

2. Пакетная передача "поверх" ADSL (эта работа ещё не завершена).

3. Интерфейсы и конфигурации оборудования помещения пользователя (СРЕ) и оборудования ADSL местной АТС или узле доступа.

4. Нормальное функционирование и оперативное управление.

5. Управление сетью доступа.

6. Тестирование и обеспечение совместной работы оборудования различных производителей.

7. Поддержка рабочей группы, занимающейся изучением VDSL.

Каждая рабочая группа первоначально создаёт так называемые " Рабочие тексты", которые практически являются развёрнутыми планами работы группы. Результатом работы над этими развёрнутыми планами являются " Технические доклады" TR (Technical Report), которые далее должны быть рассмотрены и одобрены членами Форума ADSL. После этого TR становятся официальными документами, которые администрация Форума ADSL рассылает заинтересованным организациям. Форум ADSL поддерживает формальные связи с ключевыми организациями и рабочими группами, занимающимися разработкой стандартов, включая МСЭ-Т, Форум АТМ, ANSI T1.E1.4, ETSI TM6 и UAWG.

Рабочая группа универсальной ADSL (UAWG)
www.uawg.org


Рабочая группа универсальной ADSL была официально создана для решения следующих задач:

1. Разработки простого универсального международного стандарта при сильной поддержке производителями оборудования ADSL, известного в настоящее время как рекомендация МСЭ-Т G.992.2.

2. Упрощения установки оборудования в помещении пользователя СРЕ путём отказа от использования дополнительных устройств и/или сохранения существующей кабельной проводки в СРЕ.

3. Обеспечения пропускной способности входящего направления передачи данных ("downstream") по крайней мере в 25 раз большей, чем в случае стандартного телефонного модема.

4. Обеспечения работы модема ADSL в режиме постоянного включения ("always on"), что позволяет требующих затраты значительного времени процедур установления соединения и разрешает использование новых классов приложений.

Ключевым решением участников UAWG был использование стандарта ANSI T1.413i2 и его модификация с целью разработки нового стандарта,
оптимизирующего возможность массового высокоскоростного доступа к Интернет и реализации других приложений частных пользователей. Эта "более лёгкая" версия ADSL должна обеспечить по приемлемой для массового пользователя цене достаточно высокую пропускную способность (до 1,5 Мбит/с в исходящем направлении (downstream) и до 512 кбит/с в восходящем направлении (upstream), достаточную в первую очередь для эффективной работы пользователей в сети Интернет практически для всех возможных длин абонентских линий. Показателем высокой эффективности работы UAWG является предоставление ею нескольких докладов рабочей группе SG-15 МСЭ-Т, позволивших провести ускоренную разработку упоминавшейся ранее рекомендации G.992.2 (G.Lite).

Важно отметить, что UAWG работает не на постоянной основе. По мере разрешения конкретной проблемы она прекращает своё существование. Сделанные UAWG усилия, особенно в направлении обеспечения совместной работы оборудования различных производителей, будут переданы Форуму ADSL.

ADSL

ADSL – наиболее востребованная обычными пользователями технология из семейства xDSL. Довольно приличные скоростные характеристики, и доступность во всех населенных пунктах, где имеется узел связи и делает ее такой популярной. Схема работы этой технологии довольно проста (см. рис. 2). Линия соединяет два модема: один пользователя, а другой провайдера. При этом пользователю совсем не обязательно покупать модем за свои деньги, достаточно взять его в аренду у поставщика услуг. Перед всеми устройствами в телефонную сеть подключается Spliter, который, собственно, разделяет цифровой сигнал и аналоговый. ADSL модем подключается по средствам Ethernet или USB (это зависит от интерфейса модема).



Рис. 2.

Пропускная область телефонной линии делится на три канала: аналоговый, нисходящий и восходящий (см. рис. 3). Аналоговый канал используется для осуществления обычной телефонной связи. Нисходящий поток (поток данных направленный от сервера к абоненту), как правило, имеет скорость в два раза большую, чем восходящий (поток данных направленный от абонента к серверу). Что бы авария, произошедшая с ADSL соединением, не повлияла на работу обычной телефонной связи, последняя выделяется с помощью фильтров.



Рис. 3.

Для передачи больших объемов информации, последняя сжимается по средствам использования цифровой обработки сигнала, усовершенствованных аналоговых фильтров и аналоговых преобразователей.

Самой сложной является система разделения пропускного диапазона. Линия разделяется на несколько частотных полос, которые называют несущими. При использовании ADSL разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Этот процесс называется уплотнением линии связи (Frequency Division Multiplexing – FDM). При FDM под нисходящий и восходящий поток данных выделяется по определенному диапазону, а диапазон, в свою очередь, делится на один (несколько) высокочастотных и низкочастотных каналов (см. рис. 4).



Рис. 4.

Еще используется технология эхокомпенсации (Echo Cancellation).

Все бы было хорошо, но есть одно «но». И это «но» заключается в том, что при предостовлении услуги конечному пользователю, провайдер не может гарантировать исправную работу ADSL соединения. Да, подключиться могут не все, а только те - у кого телефонная линия находтся на расстоянии не больше пяти километров от узла связи. И при этом во внимание принимается не прямая от узла до абонента, а протяженноость провода. Да еще и состояние телефонного кабеля должно быть приемлемым. Наверное, подавляющее большинство пользователей, при разговоре по телефону встречаются с помехами, прерываниями и т. д., конечно для телефонной связи это не такая уж и большая неприятность, ну а для скоростной передачи данных... При этом линия может начать работать неисправно как сразу (при подключении) так и спустя некоторое время. Причиной поломки может стать даже недостаточное сопротевление изоляции витой пары.

Для избежания подобных неприятных инцедентов, провайдеру следует тестировать линию пользователя перед началом предостовления услуг, для этого используется достаточно дорогое оборудование, что делает тестирование такого рода экономически невыгодным. Поэтому, в каждом населенном пункте проводится фильтрация, при которой выделяются линии требующие модернизации и линии не требующие модернизации. Обычно критерием выбора является - длинна протяженности линии (см. рис. 5)



Рис. 5.

Исходя из выше сказанного, можно сделать соответствующий вывод. Да, технологии xDSL – технологии, за которыми будущее. В виду удешевления услуг предоставляемых по средствам данных технологий, они очень скоро «разбредутся» среди обычных пользователей, как это, в свое время, сделал DiaL-UP.

На мой взгляд, использование цифровой абонентской линии гораздо лучше, чем постоянный дозвон и ожидание соединения, да просто поражающе медленная скорость низходящего и восходящего трафиов. Впрочем, никому не стремлюсь навязать свое мнение. Я рассказал, что к чему, а выбор всегда за вами.



Евгений Кучук, Spider Agent
обсудить статью
© сетевые решения
.
.