Технологии xDSL

Ключевые слова: асимметричное цифровое абонентское окончание,

симметричное цифровое абонентское окончание, цифровое абонентское окончание с адаптируемой скоростью передачи, сверхбыстрое цифровое абонентское окончание, мультиплексор доступа к цифровому абонентскому окончанию.

В середине 90-х годов появилась альтернатива цифровому абонентскому оконча­нию ISDN. Эта альтернатива представляет собой семейство технологий под об­щим названием xDSL, которое включает технологии:

□ асимметричного цифрового абонентского окончания (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL), которую в коммерческих предложениях операторов связи часто называют широкополосным доступом;

□ симметричного цифрового абонентского окончания (Symmetric Digital Sub­scriber Line, SDSL);

□ цифрового абонентского окончания с адаптируемой скоростью передачи

(Rate Adaptive Digital Subscriber Line, RADSL);

□ сверхбыстрого цифрового абонентского окончания (Very high-speed Digital Subscriber Line, VDSL).

Мы рассмотрим основные принципы доступа на основе технологий xDSL на примере ADSL как наиболее распространенной технологии, так как именно она была разработана для самой массовой категории пользователей, которым нужен доступ из дома в Интернет или через Интернет к корпоративной сети.

Для доступа через ADSL, так же как и для аналогового, коммутируемого доступа, нужны теле­фонные абонентские окончаний и модемы. Однако принципиальным отличием доступа через ADSL от.коммутируемого доступа является то, что ADSL-модемы работают;только на або­нентском окончании, в то время как коммутируемые модемы используют возможности теле­фонной сети, устанавливая в ней соединение, 'проходящее через несколько транзитных, коммутаторов, 0

Поэтому если традиционные телефонные модемы (например, V.34, V.90) долж­ны обеспечивать передачу данных на канале с полосой пропускания в 3100 Гц, то ADSL-модемы получают в свое распоряжение полосу порядка 1 МГц — эта вели­чина зависит от длины кабеля, проложенного между помещением пользователя и POP, и сечения проводов этого кабеля.

Схема доступа через ADSL показана на рис. 23.11. Эта схема близка к общей схе­ме использования универсального абонентского окончания (см. рис. 23.2), за ис­ключением того, что при доступе через ADSL игнорируется наличие телевизоров у пользователей, доступ для телефонов и компьютеров является совместным.

ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам короткой линии между абонен­том и POP, образуют три канала: высокоскоростной нисходящий канал передачи данных из сети в компьютер, менее скоростной восходящий канал передачи дан­ных из компьютера в сеть и канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры. Передача данных в канале от сети к абоненту

происходит со скоростью от 1,5 до 6 Мбит/с, а в канале от абонента к сети — со скоростью от 16 Кбит/с до 1 Мбит/с; для телефона оставлена традиционная по­лоса в 4 кГц (рис. 23.12).

POP ADSL-распределитель ADSL-распределител^ " " "

\ - - ^ * ^. ADSL-распределитель

ADSL-распределитель

ADSL-распределитель Рис. 23.11. Отличия условий работы ADSL-модемов от обычных модемов

Рис. 23.12. Распределение полосы пропускания абонентского окончания между каналами ADSL

Для асимметрии нисходящей и восходящей скоростей полоса пропускания або­нентского окончания делится между каналами также асимметрично. На рис. 23.12

показано оценочное распределение полосы между каналами. Примерные значе­ния объясняются тем, что точные значения никогда заранее не известны, так как зависят от длины абонентского окончания, сечения провода и качества витой пары в целом. Кроме того, распределение полосы между каналами зависит не только от возможностей технологии и модема, но и от желания поставщика услуг. Как правило, ADSL-модемы допускают некоторую настройку, позволяющую изме­нять распределение полосы и скорость передачи данных в каждом направлении.

В помещении клиента устанавливается распределитель, который выполняет раз­деление частот между ADSL-модемом и обычным аналоговым телефоном, обес­печивая их совместное сосуществование.

В POP устанавливается так называемый мультиплексор доступа к цифровому абонентскому окончанию (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, DSLAM). Он принимает компьютерные данные, отделенные распределителями на дальнем конце абонентских окончаний от голосовых сигналов. DSLAM-мультиплексор должен иметь столько ADSL-модемов, сколько пользователей удаленного досту­па обслуживает поставщик услуг с помощью телефонных абонентских окон­чаний.

После преобразования модулированных сигналов в дискретную форму DSLAM отправляет данные на IP-маршрутизатор, который также обычно находится в помещении POP. Далее данные поступают в магистраль передачи данных по­ставщика услуг и доставляются в соответствии с IP-адресами назначения — на публичный сайт Интернета или в корпоративную сеть пользователя. Отделен­ные распределителем голосовые сигналы передаются на телефонный коммута­тор, который обрабатывает их так, как если бы абонентское окончание пользова­теля было непосредственно к нему подключено.

Широкое распространение технологий xDSL должно сопровождаться некоторой перестройкой работы поставщиков услуг Интернета и поставщиков услуг теле­фонных сетей, так как их оборудование должно теперь работать совместно. Воз­можен также вариант, когда альтернативный оператор связи берет оптом в аренду большое количество абонентских окончаний у традиционного местного операто­ра или же арендует некоторое количество модемов в DSLAM.

Стандарт G.992.1 описывает работу трансиверов ADSL-модемов. Технология ADSL поддерживает несколько вариантов кодирования информации (DMT, САР и 2B1Q). Достижения технологий xDSL во многом определяются достиже­ниями техники кодирования, которая за счет применения процессоров DSP смогла повысить скорость передачи данных при одновременном увеличении рас­стояния между модемом и оборудованием DSLAM.

Скорости каналов ADSL существенно зависят от качества физической линии и расстояния между модемом и оборудованием DSLAM. Чем больше это рас­стояние, тем ниже скорости. Обычно модем позволяет изменять скорость пере­дачи данных, поэтому при установке его на определенное абонентское окончание можно подобрать оптимальный режим работы, обеспечивающий при удовлетво­рительном качестве передачи максимально возможную скорость.

Высокие скорости ADSL-модемов создают новую проблему для поставщиков услуг, а именно проблему дефицита пропускной способности. Действительно, если каждый абонент доступа через ADSL будет загружать данные из Интернета с максимальной скоростью, например 1 Мбит/с, то при 100 абонентах поставщи­ку услуг потребовался бы канал с пропускной способностью 100 Мбит/с, то есть Fast Ethernet, а если разрешить пользователям работать со скоростью 6 Мбит/с, то уже нужен канал ATM 622 Мбит/с или Gigabit Ethernet. Для обеспечения не­обходимой скорости многие устройства DSLAM имеют встроенный коммутатор ATM или Gigabit Ethernet. Технология ATM привлекает разработчиков DSLAM не только своей высокой скоростью, но и тем, что она ориентирована на соедине­ние. При использовании сети ATM на канальном уровне компьютер пользовате­ля перед передачей данных должен обязательно установить соединение с сетью поставщика услуг. Это дает возможность контролировать доступ пользователей и учитывать время использования и объем переданных данных, если оплата за услугу учитывает эти параметры.

Технология SDSL позволяет на одной паре абонентского окончания организовать два симметричных канала передачи данных. Канал тональной частоты в этом случае не предусматривается. Обычно скорости каналов в восходящем и нисхо­дящем направлениях составляют по 2 Мбит/с, но, как и у технологии ADSL, эта скорость зависит ог качества линии и расстояния до оборудования DSLAM. Тех­нология SDSL разработана в расчете на небольшие офисы, локальные сети кото­рых содержат собственные источники информации, например веб-сайты или серверы баз данных. Поэтому характер трафика здесь ожидается скорее симмет­ричный, так как доступ через SDSL потребуется не только к внешним сетям из локальных сетей, но и к таким источникам информации извне.

Широкое применение доступа через xDSL наносит еще один удар технологии ISDN. При применении этого типа абонентских окончаний пользователь получа­ет еще и интегрированное обслуживание двух сетей — телефонной и компьютер­ной. Но для пользователя наличие двух сетей оказывается незаметным, для него только ясно, что он может одновременно пользоваться обычным телефоном и подключенным к Интернету компьютером. Скорость же компьютерного доступа при этом превосходит возможности интерфейса PRI сети ISDN при существенно более низкой стоимости, определяемой низкой стоимостью инфраструктуры IP- сетей.