Як працює Інтернет?
Загальний опис технології ADSL
Авт. В.В. Кияниця
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асиметрична цифрова абонентська лінія) входить до числа технологій високошвидкісної передачі даних, відомих як технології DSL (Digital Subscriber Line - Цифрова абонентська лінія) і мають загальне позначення xDSL. До інших технологій DSL відносяться HDSL (High data rate Digital Subscriber Line - Високошвидкісна цифрова абонентська лінія), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line - супершвидкісної цифрова абонентська лінія) та інші.
Загальна назва технологій DSL виникла в 1989 році, коли вперше з'явилась ідея використовувати аналого-цифрове перетворення на абонентському кінці лінії, що дозволило б удосконалити технологію передачі даних по скрученій парі мідних телефонних дротів. Технологія ADSL була розроблена для забезпечення високошвидкісного (можна навіть сказати мегабітного) доступу до інтерактивних відеопослуг (відео за запитом, відеоігри і т.п.) і не менш швидкої передачі даних: доступ в Інтернет, віддалений доступ до ЛОМ - локальної обчислювальної мережі (рос. ЛВС) та інших мереж.
Так що ж таке ADSL? Перш за все, ADSL є технологією, яка дозволяє перетворити виту пару телефонних проводів у тракт високошвидкісної передачі даних. Лінія ADSL з'єднує два модеми ADSL, які підключені до кожного кінця витої пари телефонного кабелю (дивіться рисунок 1). При цьому організуються три інформаційні канали - «низхідний» потік передачі даних, «висхідний» потік передачі даних і канал звичайного телефонного зв'язку (POTS) (дивіться рисунок 2). Канал телефонного зв'язку виділяється за допомогою фільтрів, що гарантує роботу вашого телефону навіть при аварії з'єднання ADSL.
Рисунок 1
Рисунок 2
ADSL є асиметричною технологією - швидкість "вхідного" потоку даних (тобто тих даних, які передаються вбік кінцевого користувача) вища, за швидкість "висхідного" потоку даних (у свою чергу переданого від користувача вбік мережі). Відразу ж слід сказати, що не слід шукати тут причину для занепокоєння. Швидкість передачі даних від користувача (більш "повільний" напрям передачі даних) однаково значно вище, ніж при використанні аналогового модему. Фактично ж вона також значно вище, ніж ISDN (Integrated Services Digital Network - Інтегральна цифрова мережа зв'язку).
Для стиснення великого обсягу інформації, що передається по скрученій парі телефонних дротів, в технології ADSL використовується цифрова обробка сигналу і спеціально створені алгоритми, вдосконалені аналогові фільтри і аналого-цифрові перетворювачі. Телефонні лінії великої протяжності можуть послабити високочастотний сигнал (наприклад, на частоті 1 МГц, що є звичайною швидкістю передачі для ADSL) на величину до 90 дБ. Це змушує аналогові системи модему ADSL працювати з досить великим навантаженням, що дозволяє мати великий динамічний діапазон і низький рівень шумів. На перший погляд система ADSL досить проста - створюються канали високошвидкісної передачі даних по звичайному телефонному кабелю. Але, якщо детально розібратися в роботі ADSL, можна зрозуміти, що дана система відноситься до досягнень сучасної технології.
Технологія ADSL використовує метод поділу смуги пропускання мідної телефонної лінії на кілька частотних смуг (також званих несучими). Це дозволяє одночасно передавати кілька сигналів по одній лінії. Точно такий же принцип лежить в основі кабельного телебачення, коли кожен користувач має спеціальний перетворювач, що декодує сигнал і дозволяє бачити на екрані телевізора футбольний матч або захоплюючий фільм.
При використанні ADSL різні несучі одночасно переносять різні частини переданих даних. Цей процес відомий як частотне ущільнення лінії зв'язку (Frequency Division Multiplexing - FDM) (дивіться малюнок 3). При FDM один діапазон виділяється для передачі "висхідного" потоку даних, а інший діапазон для "спадного" потоку даних. Діапазон "спадного" потоку в свою чергу ділиться на один або кілька високошвидкісних каналів і один або кілька низькошвидкісних каналів передачі даних. Діапазон "висхідного" потоку також ділиться на один або кілька низькошвидкісних каналів передачі даних. Крім цього може застосовуватися технологія ехокомпенсації (луни), при використанні якої діапазони "висхідного" і "спадного" потоків перекриваються (дивіться рисунок 3) і розділяються засобами місцевої ехокомпенсації.
Рисунок 3
Саме таким чином ADSL може забезпечити, наприклад, одночасну високошвидкісну передачу даних, передачу відеосигналу і передачу факсу. І все це без переривання звичайного телефонного зв'язку, для якого використовується та ж сама телефонна лінія. Технологія передбачає резервування певної смуги частот для звичайного телефонного зв'язку (або POTS - Plain Old телефонних послуг). Слід віддати належне розробникам нових технологій, які все ж залишили телефонним абонентам вузеньку смужку частот для живого спілкування. При цьому телефонна розмова може вестися одночасно з високошвидкісною передачею даних, а не вибирати одне з двох. Більше того, навіть якщо у вас відключать електрику, звичайний «старий добрий» телефонний зв'язок буде працювати як і раніше. Забезпечення такої можливості було одним з розділів оригінального плану розробки ADSL. Навіть одна ця можливість дає системі значну перевагу перед ADSL ISDN.
Одним з основних переваг ADSL над іншими технологіями високошвидкісної передачі даних є використання самих звичайних скручених пар мідних дротів телефонних кабелів. Цілком очевидно, що таких пар дротів нараховується значно більше (і це ще слабко сказано!) ніж, наприклад, кабелів, прокладених спеціально для кабельних модемів. ADSL утворює, якщо можна так сказати, «накладену мережу». При цьому вартісної, яка віднімає багато часу модернізації комутаційного обладнання (як це необхідно для ISDN), не потрібно.
ADSL є технологією високошвидкісної передачі даних, але наскільки високошвидкісної? Враховуючи, що буква "А" у назві ADSL означає «асиметричний» (асиметрична) можна зробити висновок, що передача даних в один бік здійснюється швидше, ніж в інший. Тому слід розглядати дві швидкості передачі даних "спадний" потік (передача даних від мережі до вашого комп'ютера) і "висхідний" потік (передача даних від вашого комп'ютера в мережу).
Факторами, що впливають на швидкість передачі даних, є стан абонентської лінії (тобто діаметр дротів, наявність кабельних відводів і т.п.) і її протяжність. Загасання сигналу в лінії збільшується при збільшенні довжини лінії і зростанні частоти сигналу, і зменшується зі збільшенням діаметра дроту. Фактично функціональною межею для ADSL є абонентська лінія довжиною 3,5 (іноді, до 5,5 ) км при товщині проводів 0,5 мм. В даний час ADSL забезпечує швидкість "вхідного" потоку даних в межах від 1,5 Мбіт/с до 8 Мбіт/с і швидкість "висхідного" потоку даних від 640 Кбіт/с до 1,5 Мбіт/с. Загальна тенденція розвитку даної технології обіцяє в майбутньому збільшення швидкості передачі даних, особливо в "спадному" напрямку.
Для того, щоб оцінити швидкість передачі даних, що забезпечується технологією ADSL необхідно порівняти її з тією швидкістю, яка може бути доступна користувачам, що використовують інші технології. Аналогові модеми дозволяють передавати дані зі швидкістю від 56 до 144 Кбіт/с. ISDN забезпечує швидкість передачі даних 64 Кбіт/с на канал (зазвичай користувач має доступ до двох каналів, що в сумі становить 128 Кбіт/с). Різні технології DSL дають користувачу можливість передавати дані зі швидкістю 144 Кбіт/с (IDSL) 1,544 2,048 і Мбіт/с (HDSL), "спадний" потік 1,5 до 8 Мбіт/с і "висхідний" потік 640-1500 Кбіт/с (ADSL), "спадний" потік 13-52 Мбіт/с і "висхідний" потік 1,5 до 2,3 Мбіт/с (VDSL). Кабельні модеми мають швидкість передачі даних від 500 Кбіт/с до 10 Мбіт/с (при цьому слід враховувати, що смуга пропускання кабельних модемів ділиться між всіма користувачами, що одночасно мають доступ до даної лінії, тому число одночасно працюючих користувачів значно впливає на реальну швидкість передачі даних кожного з них). Цифрові лінії Е1 і Е3 мають швидкість передачі даних, відповідно, 2,048 Мбіт/с і 34 Мбіт/с.
При використанні технології ADSL смуга пропускання тієї лінії, за допомогою якої кінцевий користувач пов'язаний з магістральною мережею, належить цьому користувачеві завжди і цілком. Чи потрібна вам лінія ADSL? Вирішувати вам, але для того, щоб ви прийняли правильне рішення, розглянемо деякі переваги ADSL.
Перш за все, швидкість передачі даних. Цифри були вказані двома абзацами вище. Причому ці цифри не є межею. У новому стандарті ADSL 2 реалізовані швидкості 10 Мбіт/с "спадного" і 1 Мбіт/с "висхідного" потоку при дальності до 3 км, а в технології ADSL 2+, швидкості "спадного" потоку в 20, 30 і 40 Мбіт/с (2.3 відповідно по парам 4).
Для того, щоб підключитися до мережі Інтернет або до ЛОМ (рос. - ЛВС), не потрібно набирати телефонний номер. ADSL створює широкосмуговий канал передачі даних, використовуючи вже існуючу телефонну лінію. Після установлення модемів ADSL ви отримуєте постійно встановлене з'єднання. Високошвидкісний канал передачі даних завжди готовий до роботи - у будь-який момент, коли вам це буде потрібно.
Смуга пропускання лінії належить користувачеві цілком. На відміну від кабельних модемів, які допускають поділ смуги пропускання між усіма користувачами (що значною мірою впливає на швидкість передачі даних), технологія ADSL передбачає використання лінії тільки одним користувачем.
Технологія ADSL дозволяє повністю використовувати ресурси лінії. Для звичайного телефонного зв'язку використовується близько однієї сотої пропускної здатності телефонної лінії. Технологія ADSL усуває цей "недолік" і використовує 99% для високошвидкісної передачі даних. При цьому для різних функцій використовуються різні смуги частот. Для телефонного (голосового) зв'язку використовуються найнижчі частоти всієї смуги пропускання лінії (приблизно до 4 кГц) а вся інша смуга використовується для високошвидкісної передачі даних.
Багатофункціональність даної системи є не останнім аргументом на її користь. Так як для роботи різних функцій виділені різні частотні канали смуги пропускання абонентської лінії, ADSL дозволяє одночасно передавати дані і говорити по телефону. Ви можете телефонувати і відповідати на дзвінки, передавати і приймати факси, одночасно з цим перебуваючи в мережі Інтернет, або отримуючи дані з корпоративної мережі ЛОМ. Все це по одній і тій же телефонній лінії.
ADSL відкриває абсолютно нові можливості коли у режимі реального часу необхідно передавати якісний відеосигнал. Наприклад, організація відеоконференцій, навчання на відстані і відео за запитом. Технологія ADSL дозволяє провайдерам надавати своїм користувачам послуги, швидкість передачі даних яких більш ніж в 100 разів перевищує швидкість найшвидшого аналогового модему (56 Кбіт/с) і більш ніж в 70 разів перевищує швидкість передачі даних в ISDN (128 Кбіт/с). Технологія ADSL дозволяє телекомунікаційним компаніям надавати приватний захищений канал для забезпечення обміну інформацією між користувачем і провайдером.
Не слід забувати і про витрати. Технологія ADSL ефективна з економічної точки зору хоча б тому, що не вимагає прокладки спеціальних кабелів, а використовує вже існуючі двопровідні мідні телефонні лінії. Тобто, якщо у вас вдома або в офісі є підключений телефонний апарат, вам не потрібно прокладати додаткові дроти для використання ADSL. (Хоча є і ложка дьогтю. Компанія, що забезпечує вам можливість звичайного телефонного зв'язку, повинна при цьому надавати і послугу ADSL.)
Для того, щоб лінія ADSL працювала, необхідно не так вже багато обладнання. На обох кінцях лінії встановлюються модеми ADSL: один на стороні користувача (вдома або в офісі) а інший на стороні мережі (у провайдера Інтернет або на телефонній станції). Причому користувачеві зовсім не обов'язково купувати свій модем - достатньо взяти його у провайдера в оренду. Крім того, користувачеві для того, щоб модем ADSL працював, необхідно мати комп'ютер і інтерфейсну плату, наприклад, Ethernet 10BaseT.
У міру того, як телефонні компанії поступово вступають на ще неосвоєне поле передачі даних форматів відео і мультимедіа кінцевому користувачеві, технологія ADSL продовжує відігравати велику роль. Зрозуміло, через якийсь час широкосмугова кабельна мережа охопить всіх потенційних користувачів. Але успіх цих нових систем буде залежати від того, яка кількість користувачів буде залучена в процес використання нових технологій вже зараз. Приносячи кінофільми і телебачення, відеокаталоги та Інтернет в будинки і офіси, ADSL робить даний ринок життєздатним і прибутковим як для телефонних компаній, так і для інших компаній, що надають послуги в галузях зв’язку.
|
