Асимметричная пропускная способность цифровых модемов означает что
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
Содержание
История разработки
История разработки технологий DSL начинается во второй половине восьмидесятых годов, когда для улучшения передачи данных по витой паре медных проводов было решено использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии. В 1987 году компания Bellcore представила первую технологию из семейства xDSL и запустила её в телефонных сетях США.
В начале 90-х годов стала разрабатываться асимметричная модификация цифровой абонентской линии – ADSL. В американских телефонных сетях она появилась уже к 1993 году. [Источник 2]
Изначально данная технология разрабатывалась для того, чтобы предоставить телефонным компаниям возможность представления видео по запросу. Требовалась высококачественная передача данных, так как возникновение даже единичных ошибок значительно ухудшало качество изображения. Для этого в ADSL стали использовать упреждающую коррекцию ошибок и чередование данных, что привело к увеличению времени ожидания.
Использование ADSL для услуг видео по запросу оказалось коммерчески неуспешным, так как помимо возникновения технологических сложностей, цена аппаратуры оказалась достаточно высокой. Однако, в 1995 году в Америке начался Интернет-бум, что послужило толчком к разработке ADSL-устройств второго поколения. Новое оборудование в первую очередь было нацелено на подключение к Интернету. Ориентация на удаленный доступ иногда приводила к снижению скорости передачи данных в «нисходящем» потоке, но ее увеличении в «восходящем» потоке. Также это привело к снижению цены. Такие устройства стали продаваться в Америке уже в 1996 году.
Важным преимуществом нового оборудование стало дополнение в виде частотного разделителя (POTS splitter). Он позволил производить передачу сигнала аналоговой телефонии одновременно с использованием интернета.
Принцип работы
Технология ADSL позволяет преобразовать витую пару телефонных проводов в высокоскоростную сеть передачи данных. Такая цифровая абонентская линия соединяет два ADSL модема (см. рисунок 1), каждый из которых подключен к одному из концов витой пары телефонного кабеля.
При этом для «восходящего» и «нисходящего» потоков выделяются свои диапазоны, которые в свою очередь могут делиться на несколько каналов. Благодаря использованию FDM передача различных данных может происходить одновременно с обычной телефонной связью. Причем POTS гарантирует работу телефона, даже в случае разрыва соединения ADSL.
Подключение к Интернету через ADSL
Подключение к Интернету через ADSL является достаточно экономичным. Оно не требует прокладки дополнительных проводов, так как для него используются обычные телефонные линии. Для того, чтобы подключиться к интернету необходимо подключить к каждому концу линии модем ADSL (один на стороне пользователя, другой у телефонной станции или провайдера). После этого устанавливается постоянное соединение.
Обычная телефонная связь использует лишь около одного процента пропускной способности абонентской линии. ADSL же использует оставшуюся «часть» для высокоскоростной передачи данных. Кроме того, технология ADSL в отличие от кабельных модемов позволяет полное использование полосы пропускания одним пользователем.
Параметры
Первичные параметры
Вторичные параметры
Затухание сигнала (Line Attenuation):
Уровень шума (RMS Noise Energy):
Технология доступа xDSL
Технология ADSL
Принципы работы ADSL
На рис. 13.1 приводится принцип включения ADSL — оборудования к абонентскому и станционному оборудованию.
По стандарту ANSI система ADSL использует 256 частотных каналов для потока в одну сторону ( downstream ) и 32 канала для передачи в другую сторону ( upstream ) данных. Эти каналы в полосе частот расположены непосредственно рядом друг с другом, ширина полосы каждого составляет соответственно 4,3125 КГц. Влияние шума на линии связи зависит, как правило, от частоты, поэтому он влияет только на часть спектра. Благодаря тому, что ADSL разделяет канал на множество индивидуальных интервалов по 4 КГц и использует каждый из них в полном объеме, данная технология эффективно оперирует всем доступным диапазоном частот.
На реальную пропускную способность цифровых абонентских линий влияют следующие факторы:
Примерная скорость связи в зависимости от расстояния при сечении провода 0,4 мм и указана в табл. 13.2 [13.17].
| Поток сервер-пользователь ( downstream ) | Поток пользователь-сервер ( upstream ) | расстояние |
|---|---|---|
| 8,160 Мбит/с | 1,216 Мбит/с | 1,8 км |
| 7,872 Мбит/с | 1,088 Мбит/с | 2,7 км |
| 3,648 Мбит/с | 864 Кбит/с | 3,7 км |
| 1,984 Мбит/с | 640 Кбит/с | 4,3 км |
| 1,408 Мбит/с | 544 Кбит/с | 4,6 км |
| 960 Кбит/с | 416 Кбит/с | 4,9 км |
| 576 Кбит/с | 320 Кбит/с | 5,2 км |
| 320 Кбит/с | 224 Кбит/с | 5,5 км |
| 128 Кбит/с | 128 Кбит/с | 5,8 км |
Подводя итоги, можно отметить следующие преимущества ADSL :
СОДЕРЖАНИЕ
Обзор
Есть как технические, так и маркетинговые причины, по которым ADSL во многих местах является наиболее распространенным типом, предлагаемым домашним пользователям. С технической стороны, вероятно, будет больше перекрестных помех от других цепей на конце DSLAM (где провода от многих локальных шлейфов расположены близко друг к другу), чем в помещении клиента. Таким образом, сигнал загрузки самый слабый в самой шумной части местного контура, а сигнал загрузки самый сильный в самой шумной части местного контура. Поэтому технически целесообразно использовать DSLAM для передачи с более высокой скоростью передачи данных, чем модем на стороне клиента. Поскольку типичный домашний пользователь на самом деле предпочитает более высокую скорость загрузки, телефонные компании решили сделать из необходимости добродетель, отсюда и ADSL.
Операция
Телефонная станция может указать предполагаемый запас SNR для модема DSL клиента при первоначальном подключении, и модем может соответственно составить свой план распределения битов на бункер. Высокий запас SNR будет означать снижение максимальной пропускной способности, но большую надежность и стабильность соединения. Низкий запас по SNR будет означать высокие скорости при условии, что уровень шума не увеличивается слишком сильно; в противном случае соединение должно быть прервано и повторно согласовано (повторно синхронизировано). ADSL2 + может лучше адаптироваться к таким обстоятельствам, предлагая функцию, называемую плавной адаптацией скорости (SRA), которая может учитывать изменения в общей пропускной способности канала с меньшим нарушением связи.
Поставщики могут поддерживать использование более высоких частот как собственное расширение стандарта. Однако для этого требуется соответствующее оборудование поставщика на обоих концах линии, и это, вероятно, приведет к проблемам перекрестных помех, которые повлияют на другие линии в том же пучке.
Чередование и быстрый путь
Проблемы с установкой
Развертывание ADSL на существующей простой телефонной линии старой телефонной службы (POTS) представляет некоторые проблемы, поскольку DSL находится в полосе частот, которая может неблагоприятно взаимодействовать с существующим оборудованием, подключенным к линии. Поэтому необходимо установить соответствующие частотные фильтры на территории клиента, чтобы избежать помех между DSL, голосовыми услугами и любыми другими подключениями к линии (например, охранной сигнализацией). Это желательно для голосовой службы и важно для надежного соединения ADSL.
Обычно микрофильтры представляют собой только фильтры нижних частот, поэтому за ними могут проходить только низкие частоты (голосовые сигналы). В разделе данных микрофильтр не используется, поскольку цифровые устройства, предназначенные для извлечения данных из сигнала DSL, сами отфильтровывают низкие частоты. Голосовые телефонные устройства будут улавливать весь спектр, поэтому высокие частоты, включая сигнал ADSL, будут «слышны» как шум в телефонных терминалах и будут влиять и часто ухудшать качество обслуживания факсов, датафонов и модемов. С точки зрения устройств DSL любое принятие их сигнала устройствами POTS означает ухудшение качества сигнала DSL для устройств, и это основная причина, по которой требуются эти фильтры.
Сигналы DSL могут ухудшаться из-за старых телефонных линий, устройств защиты от перенапряжения, плохо спроектированных микрофильтров, повторяющихся электрических импульсных помех и длинных телефонных удлинителей. Телефонные удлинители обычно изготавливаются из многожильных медных проводников малого сечения, которые не выдерживают перекручивания пары, снижающей шум. Такой кабель более восприимчив к электромагнитным помехам и имеет большее затухание, чем сплошные медные витые пары, обычно подключаемые к телефонным разъемам. Эти эффекты особенно значительны, когда телефонная линия клиента находится на расстоянии более 4 км от DSLAM в телефонной станции, что приводит к снижению уровней сигнала по сравнению с любым локальным шумом и затуханием. Это приведет к снижению скорости или возникновению сбоев соединения.
Транспортные протоколы
ADSL определяет три уровня «конвергенции передачи, зависящей от протокола передачи (TPS-TC)»:
Интернет-соединение ADSL – скоростная передача данных по телефонным линиям
Асимметричная цифровая абонентская линия или ADSL, представляет собой технологию связи, разработанную для обеспечения более высокой скорости соединения по традиционным телефонным линиям, чем коммутируемый доступ в Интернет. Это то, что поддерживает многие интернет-соединения по всему миру, и это технология, которая обеспечивает широкополосный доступ в Интернет, что привело к появлению Web 2.0 и выше.
Хотя сегодня ADSL вытесняется во многих областях оптоволоконным интернет-соединением, ADSL по-прежнему является важной технологией для многих. Понимание того, что такое ADSL, может быть важным шагом в выборе правильного соединения для вашего дома или бизнеса.
Что такое линия ADSL
Там, где новые технологии, такие как волоконно-оптические кабели, требуют прокладки новой инфраструктуры, чтобы использовать преимущества более высоких скоростей, предлагаемых такими достижениями, ADSL гораздо более гибок. Он работает по тем же медным телефонным линиям, которые на протяжении десятилетий питали голосовые вызовы между стационарными телефонами.
ADSL передаёт цифровые данные по этим же линиям на высокой скорости, позволяя вам делать всё, от отправки электронных писем до просмотра видео на YouTube.
ADSL был запатентован в 1988 году, но прошло много лет, прежде чем эта технология получила распространение из-за чрезмерных затрат, связанных с её развертыванием. Для достижения скоростей, которые сделали бы ADSL жизнеспособной альтернативой коммутируемому Интернету, требовалась умная обработка сигналов, которая, в свою очередь, требовала специального оборудования.
ADSL начал распространяться в конце 1990-х годов и был популяризирован в течение 2000-х годов. Хотя отдаленные телефонные станции могут по-прежнему полагаться на более старые технологии, сегодня большинство из них были модернизированы для поддержки ADSL, хотя они также поддерживают и более современные технологии, такие как оптоволокно.
Как работает ADSL
Чтобы асимметричные цифровые абонентские линии работали правильно, ряд технологий должен работать в тандеме. Конечному пользователю нужен модем ADSL, который подключен традиционной витой парой медных телефонных проводов и подключается к местной телефонной станции. На этом конце медный провод и ряд других подключены к мультиплексору доступа к цифровым абонентским линиям (DSLAM).
Пользовательский ADSL-модем передает и получает данные в DSLAM и из него. Он использует частоты, которые отличают цифровые данные от потенциальных голосовых вызовов, проходящих по одной телефонной линии. Эти два сигнала разделяются и передаются различным сетевым технологиям по цепочке, помогая соединить конечного пользователя с телефоном или веб-сервером на другом конце.
Какую скорость обеспечивает ADSL
ADSL имеет жесткий предел скорости около 50 Мбит/с из-за доступной полосы пропускания медных проводов, образующих основу соединения. Тем не менее, есть много факторов, которые могут повлиять на скорость ADSL-соединения, и многое из этого не в руках потребителя.
Соединения, описываемые или продаваемые как «незакрытые», обычно имеют максимальную скорость около 10 Мбит/с. Как правило, они объединяют больше локальных соединений в один и тот же пул пропускной способности, а это означает, что всё больше людей пытаются использовать доступную пропускную способность.
Соединения ADSL с ограниченным доступом, которые имеют более строгие ограничения на количество одновременных соединений в локальной области, могут достигать гораздо более высоких скоростей. В некоторых областях скорость может достигать 40 Мбит/с, потому что конкуренция со стороны других пользователей просто отсутствует.
Другим фактором, влияющим на скорость ADSL, является расстояние от телефонной станции. По мере увеличения мощность сигнала ухудшается, что приводит к более медленному и менее надежному соединению. Удлинители контуров, которые повышают силу сигнала на более длинных линиях, могут облегчить проблему, но нет никакой замены более короткой линии, когда речь идет об улучшении скорости ADSL.
Современные линии ADSL гораздо лучше обеспечивают высокоскоростной доступ в Интернет на большие расстояния, но любое соединение, которое находится на расстоянии 15 км и больше от станции обмена, все равно будет страдать от негативных последствий, связанных с удалением.
Стоит ли сейчас подключать ADSL
Если у вас нет доступа к оптоволоконному интернету – ADSL – это лучшее, если вы хотите насладиться широким набором функций современного Интернета.
Оптоволокно рекомендуется, если оно экономически выгодно в вашем регионе, поскольку оно быстрее и гораздо менее подвержено факторам окружающей среды, таким как расстояние и погода. Однако, если оптика слишком дорога, то ADSL – это фантастическая альтернатива, которая более чем достаточно быстра для большинства веб-функций.
Беспроводные альтернативы являются ещё одним вариантом для тех, у кого есть покрытие, и новые стандарты, такие как 4G и 5G, обещают более высокие скорости, которые значительно превышают возможности, которые возможны с ADSL. Тем не менее, беспроводной доступ в Интернет может быть гораздо более ограниченным с точки зрения данных, которые вы используете. Это также может быть слишком дорого, поэтому убедитесь, что вы определили стоимость, прежде чем выбрать такое соединение вместо более традиционного ADSL.
ADSL технология подключения к Интернет
Вступление
Акроним ADSL означает Asymmetric Digital Subscriber Line. Переводится ADSL как «Асимметричная цифровая абонентская линия». Это одна из технологий высокоскоростной передачи данных, относящаяся к технологии DSL (Digital Subscriber Line), так же обозначающаяся как xDSL.
К группе технологий DSL, так же относят технологии:
Что такое ADSL технология?
Как вы уже поняли, ADSL технология это технология подключение к Интернет по проводным сетям, в частности телефонным проводам типа, витая пара. Суть технологии в возможности осуществить высокоскоростную передачу данных по телефонным проводам витая пара.
Для осуществления этой технологии создается ADSL линия, которая соединяет два ADSL модема. Для соединения модемов ADSL линии используются телефонный кабель типа витая пара. Каждый модем подключается к телефонному кабелю через разъём RJ-11.
По технологии создаются 3 канала передачи информации:
При этом канал для телефона выделяется фильтрами и не зависит от ADSL соединения.
Особенности АДСЛ технологии
Во-первых, ADSL технология является ассиметричной. Это значит, что скорость передачи данных в сторону конечного пользователя, выше скорости передачи данных от пользователя в сторону сети. То есть скорость нисходящего потока выше скорости восходящего потока.
Во-вторых. Информация, передаваемая по телефонными проводами технологии АДСЛ, сжимается. Для сжатия используется цифровая обработка сигнала по специально созданным алгоритмам, усовершенствованным аналоговым фильтрам и аналого-цифровым преобразователям.
В-третьих. В технологии ADSL используется метод разделения полосы пропускания медного телефонного кабеля на несколько несущих частотных полос. Такое разделение позволяет передавать по одной линии одновременно несколько сигналов.
При этом различные несущие полосы одновременно пропускают различные части передаваемых данных. Такой процесс называется Frequency Division Multiplexing (FDM), что означает частотное уплотнение линии связи.
FDM позволяет выделить один диапазон для восходящего потока данных, а второй диапазон для нисходящего потока. При этом нисходящий диапазон делится на высокоскоростные каналы и низкоскоростные каналы передачи данных. Восходящий поток также делится на низкоскоростные каналы передачи данных.
Возможно перекрытие диапазонов восходящего и нисходящего потоков технологией Echo Cancellation (эхо-компенсации).
В-четвёртых. ADSL технология позволяет резервировать узкую полосу диапазона, для передачи сигналов обычной телефонной связи (POTS). POTS это Plain Old Telephone Service. При использовании ADSL телефонная связь не нарушится, даже при отключении электричества.
Преимущество ADSL
Несмотря на все недостатки, АДСЛ технология позволяет использовать уже проложенные телефонные провода для осуществления подключения к Интернет. Это глобально расширяет возможности Интернет подключения. При этом не требуется дорогостоящая модернизация коммутационного оборудования, как для ISDN технологии.
Недостатки
Основной недостаток ADSL это ослабление сигнала на телефонных линях большой протяженности. Например, на стандартной скорости 1 МГц потеря сигнала может составить до 90 дБ.
Скорость ADSL
Первая буква в названии ADSL, означает асимметричная. То есть, передача данных от сети к компьютеру (нисходящий поток) и передача данных от компьютера в сеть (восходящий поток) будут идти с разной скоростью.
По практике ADSL обеспечит скорость к компьютеру 1,5 – 8 Мбит/сек, и скорость от компьютера от 640 до 1,5 Мбит/сек.
ADSL и Интернет
При желании подключиться к Интернет через ADSL, нужно понимать, что для связи не нужно набирать телефонные номера. ADSL технология сразу создает широкополосный канал для передачи данных по уже существующей телефонной линии.
Сразу после установки модема ADSL вы получите постоянное высокоскоростное соединение с Интернет. При этом для телефонной связи остается только 1% пропускной способности полосы (НЧ частота до 4 кГц). 99% идут на обеспечения высокоскоростной передачи данных. При этом для различных функций используются различные полосы частот.
Как осуществить
Чтобы ADSL линия начала работать необходимо:
На концах телефонной линии установить модемы ADSL. Например, один у пользователя в доме, второй модем у Интернет-провайдера или на АТС.
Вывод
Несомненно, ADSL технология подключения является самым массовым и, главное, доступным способом подключения к Интернет. Современные технологии, пока, не позволяют конкурировать беспроводному подключению Интернет с ADSL, ни по скорости, ни по цене, ни по набору услуг.
Кроме этого продвинутые технологии подключения ETTH («Ethernet…»), GPON и FTTH доступны лишь малому числу жителей, далеко не всех, даже строящихся домов.
Поэтому, АДСЛ технология актуальна для большинства жителей страны, особенно в небольших городах и населённых пунктах, на старой, доброй телефонной связи оставшейся нам в наследство.
Кстати ADSL технология постоянно развивается и скорости передачи данных постоянно увеличиваются.