asyan.org
добавить свой файл
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. Ю. ФЕДЬКОВИЧА

Реферат

на тему:

«Широкосмуговий доступ до Internet за допомогою технології DSL»

Виконав

Студент 304 групи ІТФ

Романюк Богдан В.

Чернівці 2009р.

ВСТУП

DSL — сімейство технологій, що дозволяють значно розширити пропускну спроможність абонентської лінії місцевої телефонної мережі шляхом використання ефективних лінійних кодів і адаптивних методів корекції спотворень лінії на основі сучасних досягнень мікроелектроніки і методів цифрової обробки сигналу.

У абревіатурі xDSL символ «х» використовується для позначення першого символу в назві конкретної технології, а DSL позначає цифрову абонентську лінію DSL (англ. Digital Subscriber Line — цифрова абонентська лінія). Технології хDSL дозволяють передавати дані з швидкостями, що значно перевищують ті швидкості, які доступні навіть самим кращим аналоговим і цифровим модемам. Ці технології підтримують передачу голосу, високошвидкісну передачу даних і відеосигналів, створюючи при цьому значні переваги як для абонентів, так і для провайдерів. Багато технологій хDSL дозволяють поєднувати високошвидкісну передачу даних і передачу голосу по одній і тій же мідній парі. Існуючі типи технологій хDSL, розрізняються в основному по використовуваній формі модуляції і швидкості передачі даних.

Служби xDSL розроблялися для вирішення певної мети: вони повинні працювати на існуючих телефонних лініях, вони не повинні заважати роботі різної апаратури абонента, такий як телефонний апарат, факс і так далі, швидкість роботи має бути вище за теоретичну межу в 56Кбіт/сек., і нарешті, вони повинні забезпечувати постійне підключення.

До основних типів xDSL відносяться ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Всі ці технології забезпечують високошвидкісний цифровий доступ по абонентській телефонній лінії. Існуючі технології xDSL розроблені для досягнення певної мети і задоволення певних потреб ринку. Деякі технології xDSL є оригінальними розробками, інші є просто теоретичними моделями, тоді як треті вже стали широко використовуваними стандартами. Основною відмінністю даних технологій є методи модуляції, використовувані для кодування даних.

ADSL

ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line) — технологія широкосмугового доступу, яка дозволяє зробити із повільної аналогової телефонної лінії швидкісну цифрову лінію. Простота встановлення, вільний телефон, мегабітна швидкість прийому/передачі даних і висока якість лінії – це головні переваги такого з'єднання.

Історія розвитку

Історія розвитку технології ADSL починається з другої половини восьмидесятих, коли велися пошуки технології, що забезпечує інтерактивне телебачення. Піонером в області сімейства технологій xDSL є компанія Bellcore. У 1987 вона представила специфікацію першої технології з сімейства xDSL і запустила її в телефонних мережах США. Проте незабаром компанія розпалася, а технологія залягла на дно. В середині 90х років сімейство xDSL поповнилося асиметричною модифікацією цифровій абонентській лінії — ADSL. Подальші роки створювалися і удосконалювалися набори мікросхем для здійснення передачі даних за допомогою ADSL. З появою перших adsl-модемів провайдери побачили перспективність даної технології і прийшли до виводу про необхідність її використання для надання доступу до мережі Інтернет. Проте темпи розвитку були сповільненими, оскільки технологія спочатку розроблялася для систем передачі «відео на вимогу». Самі системи не отримали поширення, а технологія ADSL отримала друге дихання завдяки розвитку мереж Інтернет.

Організація

Передача даних за технологією ADSL реалізується через звичайну аналогову телефонну лінію за допомогою абонентського пристрою — модему ADSL і мультиплексора доступу (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM), що знаходиться на тій же АТС, до якої підключається телефонна лінія користувача, причому включається DSLAM до устаткування самою АТС. В результаті між ними виявлявся фактично простий шматок дроту, без яких-небудь властивих телефонній мережі обмежень. DSLAM мультиплексує безліч абонентських ліній DSL в одну високошвидкісну магістральну мережу. Також вони зазвичай підключаються до мережі АТМ по каналах PVC (постійний віртуальний канал англ. Permanent Virtual Circuit) з провайдерами послуг Internet і іншими мережами. Варто відмітити, що два adsl-модемі не зможуть з'єднатися один з одним, на відміну від модемів Dial-up. Зрозуміло, із-за необхідності установки устаткування на кожній АТС витрати на споруду і підтримку мережі були помітно вище, ніж в разі класичного комутованого доступу, коли всі модеми провайдера встановлювалися на одній АТС, проте в порівнянні з вартістю інших способів надання високошвидкісного доступу до мережі Інтернет технологія DSL виявилася дуже дешевою.

Принцип дії



Частотрий план для ADSL. Червона область — діапазон частот, що використовується звичайним телефоном (голос), зелена та блакитна області використовуються для ADSL.

Технологія ADSL є варіант DSL, в якому доступна смуга пропускання каналу розподілена між низхідним і висхідним трафіком несиметрично — для більшості користувачів низхідний трафік значно істотніший, ніж висхідний, тому надання для нього більшої частини смуги пропускання сповна виправдане. Звичайна телефонна лінія використовує для передачі голосу смугу частот 0.4 кГц. Щоб не заважати використанню телефонної мережі по її прямому призначенню, в ADSL нижній кордон діапазону частот знаходиться на рівні 26 кГц. Верхній же кордон, виходячи з вимог до швидкості передачі даних і можливостей телефонного кабелю, складає 1,1 Мгц. Ця смуга пропускання ділиться на дві частини — частоти від 26 кГц до 138 кГц відведені висхідному потоку даних, а частоти від 138 кГц до 1,1 Мгц — низхідному. Смуга частот від 26 кГц до 1,1 Мгц була вибрана не випадково. Починаючи з частоти 20кГц і вище, загасання має лінійну залежність від частоти. Таке частотне розділення дозволяє розмовляти по телефону не перериваючи обмін даними по тій же лінії. Зрозуміло, можливі ситуації, коли або високочастотний сигнал ADSL-модему негативно впливає на електроніку сучасного телефону, або телефон із-за яких-небудь особливостей своєї схемотехніки вносить до лінії сторонній високочастотний шум або ж сильно змінює її АЧХ в області високих частот; для боротьби з цим в телефонну мережу безпосередньо в квартирі абонента встановлюється фільтр низьких частот (частотний роздільник, англ. Splitter), проникний до звичайних телефонів лише низькочастотну складову сигналу і що усуває можливий вплив телефонів на лінію. Такі фільтри не вимагають додаткового живлення, тому мовний канал залишається в строю при відключеній електричній мережі і в разі несправності устаткування ADSL. Передача до абонента ведеться на швидкостях від 1,5 до 6 МБіт/сек, хоча сьогодні існують пристрої, передавальні дані з швидкістю до 8 МБіт/сек, проте в стандарті така швидкість не визначена. Швидкість службового каналу може варіюватися від 15 до 640 КБіт/сек. Причому кожен канал може бути роздільний на декілька логічних низько швидкісних каналів. Максимальна швидкість лінії залежить від ряду чинників, таких як довжина лінії, перетин і питомий опір кабелю. Також істотний вклад в зниження швидкості вносить той факт, що для ADSL лінії потрібний витаючи пара (а не локшина) причому екранована, а якщо це багато парний кабель, то і з дотриманням напряму і кроку повіву.

Частотне розділення каналів

При використанні даного механізму низько швидкісний канал передаваних даних розташовується відразу після смуги частот, використовуваної для передачі аналогової телефонії. Високошвидкісний канал даних, що приймаються розташовується на вищих частотах. Смуга частот залежить від числа біт передаваних одним сигналом.

Розділення даних, що приймаються і передаються

При використанні ADSL дані передаються по загальній витій парі в дуплексній формі. Для того, щоб розділити передаваний потік даних, що приймається, існують два методи: частотне розділення каналів (англ. Frequency Division Multiplexing, FDM) і ехо компенсація (англ. Echo Cancelation, ЄС)

Ключові переваги ADSL

Постійний чи комутований

Головна відмінність постійного доступу від комутованого в тому, що Ваш комп'ютер підключений до Інтернет постійно. Відповідно, щоб переглянути електронну пошту або ж зайти на будь-який сайт, Вам не потрібно додзвонюватись до модемного пулу провайдера.

Зайнятий чи вільний

Якщо Ви мандруєте в Інтернет за допомогою комутованого доступу, то Ваш телефон буде зайнятий. І, навпаки, якщо по телефону хтось розмовляє, Ви не зможете вийти в Інтернет. При використанні ADSL, телефон залишається вільним. Ви можете одночасно працювати в Інтернет і розмовляти по телефону.

Низька швидкість чи «широкий канал»

ADSL відноситься до класу широкосмугових (broadband) технологій. Вона забезпечує швидкість передачі даних в напрямку абонента – до 24 Мбіт/сек., від абонента – до 3.5 Мбіт/сек. Висока швидкість дозволяє комфортно працювати с Web-сайтами, швидко перекачувати великі файли і документи, працювати з мультимедіа, повноцінно використовувати інтерактивні застосування.

Вся локальна мережа

Один канал ADSL може забезпечувати роботу в Інтернеті цілої групи користувачів. ADSL модеми випускаються с двома типами інтерфейсів: USB і 10/100Base-T. Перші призначені для індивідуального підключення і зручні тим, що не потребують блока живлення. Другі більш зручні при багатьох підключеннях і, як правило мають вбудовані роутери.

Якість

Завдяки тому, що в з'єднанні не використовується комутація телефонної мережі загального користування, яка має високий рівень шуму і перешкод, виникає значна різниця у якості ADSL і звичайної телефонної лінії. Вірогідність помилки на лінії ADSL лінії становить 10Е-8 - 10Е-10.

Перспективи

ADSL – практично єдина технологія, за допомогою якої можливо зробити широкополосний доступ в Інтернет масовою послугою. У поєднанні з технологією домашньої мережі вона дозволяє зробити постійний доступ в Інтернет настільки ж відомим, яким сьогодні є комутований доступ.

Застосування

ADSL було розроблено для забезпечення доступного швидкодіючого зв'язку з Internet/Intranet, за допомогою існуючих телефонних ліній. Вартість послуг ADSL звичайно набагато нижча, ніж в інших систем цифрового зв'язку.

HDSL

HDSL (англ.: High Data Rate Digital Subscriber Line) — високошвидкісна цифрова абонентська лінія.

Це перша технологія високошвидкісної передачі даних (ПД) по скручених мідних парах телефонних кабелів, що використовує високі частоти. Була розроблена в США в кінці 80-х років як більш високошвидкісна, синхронна технологія для організації каналів передачі не лише даних, але і голосових каналів, використовуючи T1/E1.

HDSL може оперувати як швидкістю T1 (1.544 Мбіт/с) або E1 (2 Мбіт/с). Нижчі швидкості обслуговуються використанням 64 Кбіт/с каналів, усередині T1/E1 пакету.

Це зазвичай називається потоком T1/e1, і використовується для надання низько швидкісних каналів користувачам. У таких випадках, швидкість каналу буде повною (T1/e1), але абонент отримає лише обмежену швидкість 64 Кбіт/с (або декілька по 64 Кбіт/с) зі свого боку.

Через необхідність забезпечення симетричної ПД максимальна швидкість ПД підтримується лише на відстані не більше 4,5 км. При використанні однієї або двох скручених пар кабелю. Можлива ПД на великі відстані, за умови використання регенераторів.

VDSL

VDSL (англ. Very-high data rate Digital Subscriber Line, над високо швидкісна цифрова абонентська лінія) — аналог технології ADSL, відрізняється тим, що може працювати як в асиметричному, так і в симетричному режимі. В порівнянні з ADSL VDSL має значно вищу швидкість передачі даних: від 13 до 52 Мбіт/с в напрямі від мережі до користувача (Downstream) і до 11 Мбіт/с від користувача до мережі (Upstream) при роботі в асиметричному режимі; максимальна пропускна спроможність лінії VDSL при роботі в симетричному режимі складає приблизно 26 Мбіт/с в кожному напрямі передачі. Залежно від необхідної пропускної спроможності і типа кабелю довжина лінії VDSL лежить в межах від 300 метрів до 1,3 км.

Надання користувачеві настільки високих пропускних спроможностей можливо лише в змішаній мідно-оптичній мережі доступу, до якої традиційна мережа доступу на металевих кабелях мігруватиме у міру появи нових застосувань і пов'язаного з цим збільшення числа користувачів, що потребують настільки високих пропускних спроможностей технології VDSL.

RADSL

RADSL (англ. Rate Adaptive Digital Subscriber Line — цифрова абонентська лінія з адаптацією швидкості) — модифікація технології ADSL. Пристрої, що реалізовують цю технологію, здатні адаптувати швидкість передачі залежно від поточного стану лінії передачі зв'язку.

У класичному варіанті adsl-лінія працює на заявленій швидкості, або не працює взагалі. Модеми RADSL, у свою чергу, підбирають максимально можливу в даних умовах швидкість передачі. При використанні технології RADSL з'єднання на різних телефонних лініях може мати різну швидкість передачі даних. Швидкість передачі даних вибирається при синхронізації лінії, під час з'єднання або по спеціальному сигналу, що поступає від станції.

SDSL

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line) — симетрична цифрова абонентська лінія, є варіантом HDSL, в якому використовується лише одна пара кабелю. SDSL забезпечує однакову швидкість передачі даних як у бік користувача, так і від нього. Відомо дві модифікації цього устаткування: MSDSL (багатошвидкісна SDSL) і Hdsl2, що мають вбудований механізм адаптації швидкості передачі до параметрів фізичної лінії.

SHDSL

SHDSL (Single-pair High-speed Digital Subscriber Line, ITU G.991.2) – одна з xDSL технологій, що описує метод передачі сигналу по парі мідних провідників. Використовується переважно для вирішення проблеми «останньої милі», тобто з’єднання абонентів з вузлом доступу провайдера.

Технологія забезпечує симетричну дуплексну передачу даних з швидкостями від 192 Kбіт/с до 2,3 Мбіт/с (з кроком в 8 Кбіт/с) по одній парі дротів, і 384 - 4,6 Мбіт/с по двох парах.

Особливості технології

У 1998 році в міжнародному союзі електрозв'язку (ITU-T) почалася робота над G.shdsl, і він був прийнятий в лютому 2001 року як стандарт G.991.2. Європейською версією цього стандарту займається і ETSI, зараз він оформлений у вигляді специфікації TS 101524.

У основу G.shdsl лягли ідеї Hdsl2, що отримали подальший розвиток. Використовуючи лінійне кодування і модуляцію Hdsl2, удалося понизити вплив на сусідні лінії ADSL при швидкостях більше 784 Кбіт/с. Оскільки нова система використовує ефективніше лінійне кодування в порівнянні з 2b1q, то при будь-якій швидкості сигнал SHDSL займає вужчу частотну смугу. Отже, і перешкоди від нової системи на інші xDSL мають меншу потужність, ніж перешкоди від HDSL 2b1q. Також G.SHDSL має форму спектральної щільності сигналу, що забезпечує ідеальну сумісність з сигналами ADSL.

Варіанти SHDSL, що використовують одну пару дротів, забезпечують істотний виграш за апаратними витратами і, відповідно, надійністю виробу, по порівнянню з двохпарними варіантами. Вартість знижується на 30% для модемів і 40% для регенераторів, оскільки для кожної з пар необхідний приймач HDSL, лінійні ланцюги, елементи захисту і ін.

Для підтримки клієнтів різного рівня було вирішено зробити можливість вибору швидкості передачі сигналу. Завдяки цьому оператори можуть збудувати маркетингову політику, найбільш наближену до потреб клієнтів. Крім того, можна добитися збільшення дальності передачі без використання регенераторів, зменшуючи швидкість. При максимальній швидкості (для дроту 0,4 мм) робоча дальність складає близько 3,5 км., а при мінімальній - понад 6 км. Також є можливість одночасного використання двох пар, що дозволяє збільшити граничну швидкість до 4624 Кбіт/с. В даний час максимальна стабільна швидкість передачі даних по одній мідній парі досягає 14080 Кбіт/сек, роботу на таких швидкостях забезпечують модеми Російського виробництва.