ADSL - что это?

Начнем с названия: ADSL расшифровывается как Asymmetric Digital Subscriber Line (асимметричная цифровая абонентская линия). Этот стандарт, входит в целую группу технологий высокоскоростной передачи данных, под общим названием xDSL, где x - это буква характеризующая скорость канала, а DSL - уже известное нам сокращение Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия. Впервые название DSL прозвучало в далеком 1989 году, именно тогда впервые возникла сама идея цифровых коммуникаций с использованием пары медных телефонных проводов вместо специализированных кабелей. Фантазия разработчиков этого стандарта явно хромает, поэтому названия технологий входящих в группу xDSL довольно однообразны, например HDSL (High data rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия) или VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line - очень высокоскоростная цифровая абонентская линия). Все остальные технологии этой группы значительно быстрее ADSL, но при этом требуют использования специальных кабелей, в то время, как ADSL может работать на обычной медной паре, которая повсеместно применяется при прокладке телефонных сетей. Разработка технологии ADSL началась в начале 90-х годов. Уже в 1993 году была предложена первый стандарт данной технологии, который начал внедряться в телефонных сетях США и Канады, и с 1998 года технология ADSL пошла, что называется, в мир.

Вообще, хоронить медную абонентскую линию, состоящую их двух проводов нам мой взгляд еще преждевременно. Сечение у нее вполне достаточное, чтобы обеспечить прохождение цифровой информации на довольно значительные расстояния. Представьте только, сколько миллионов километров подобного провода проложено по всей Земле со времени появления первых телефонов. Да, ограничения по расстоянию никто не отменял, чем выше скорость передачи информации, тем на меньшее расстояние ее можно переслать, но проблема "последней мили" уже решена! Благодаря использованию на абонентской телефонной линии высоких технологий DSL, адаптированных к медной паре, эти миллионы километров аналоговых линий стало возможным использовать для организации экономически выгодной высокоскоростной передачи данных от провайдера, владеющего толстым цифровым каналом, к конечному пользователю. Провод, некогда предназначенный исключительно для обеспечения аналоговой телефонной связи, легким движение руки превращается в широкополосный цифровой канал, при этом сохраняя и свои первоначальные обязанности, так как владельцы ADSL модемов могут использовать абонентской линии для традиционной телефонной связи одновременно с пересылкой цифровой информации. Это достигается за счет того, что при использовании технологии ADSL на абонентской линии для организации высокоскоростной передачи данных, информация передается в виде цифровых сигналов со значительно более высокочастотной модуляцией, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи, что значительно расширяет коммуникационные возможности существующих телефонных линий.

ADSL - как это все работает?

Как работает ADSL? За счет каких технологий ADSL позволяет превратить пару телефонных проводов в широкополосный канал передачи данных? Давайте поговорим об этом (;)).

Для создания соединения ADSL требуются два ADSL модема - один у провайдера и еще один у конечного пользования. Между этими двумя модемами - обычный телефонный провод. Скорость соединения может варьироваться в зависимости от длины "последней мили" - чем дальше от провайдера, тем меньше максимальна скорость пересылки данных.

Обмен данными между ADSL модемами идет на трех резко разнесенных между собой частотных модуляциях.

Как видно из рисунка, голосовые частоты (1) совершенно не задействованы в приеме/передаче данных, и используются исключительно для телефонной связи. Полоса частот приема данных (3) четко разграничена с передающей полосой (2). Таким образом, на каждой телефонной линии организуются три информационных канала - исходящий поток передачи данных, входящий поток передачи данных и канал обычной телефонной связи. Технология ADSL резервирует полосу частот шириной в 4 КГц для использования обычной телефонной связи или POTS - Plain Old Telephone Service (простая старая телефонная связь - звучит как старая добрая Англия). Благодаря этому телефонный разговор реально можно вести одновременно приемом/передачей не снижая скорости пересылки данных. И при отключении электроэнергии телефонная связь никуда не исчезнет, как это бывает при использовании ISDN на выделенном канале, что, безусловно, является преимуществом ADSL. Надо сказать, что подобный сервис был включен в самую первую спецификацию стандарта ADSL, являясь изначальной изюминкой этой технологии.

Для повышения надежности телефонной связи ставятся специальные фильтры, которые исключительно эффективно разделяют аналоговые и цифровые составляющие связи между собой, не исключая при этом совместной одновременной работы на одной паре проводов.

Технология ADSL является асимметричной, как и Dial Up модемы. Скорость входящего потока данных в разы больше выше, чем скорость исходящего потока данных, что логично, так как пользователь всегда больше информации закачивает, чем передает. И скорость передачи, и скорость приема у технологии ADSL значительно выше, чем у ее ближайшего конкурента ISDN. Почему? Казалось бы, что система ADSL работает не с дорогостоящими специальными кабелями, представляющими собой идеальные каналы для передачи данных, а с обычным телефонным кабелем, которому до идеала, как до Луны пешком. Но ADSL ухитряется создавать каналы высокоскоростной передачи данных по обычному телефонному кабелю, при этом показывая результаты более высокие, чем ISDN со своей выделенной линией. Вот тут и выясняется, что инженеры Hi-Tech корпораций не зря едят свой хлеб.

Высокая скорость приема/передачи достигается следующими технологическими приемами. Во-первых, передача в каждой из зон модуляции изображенных на рисунке 2 в свою очередь подразделяется еще на несколько частотных полос - так называемый метод разделения полосы пропускания, который позволяет передавать несколько сигналов по одной линии одновременно. Получается, что информация передается или принимается одновременно через несколько зон модуляции, которые называются несущими частотными полосами - метод, давно используемый в кабельном телевидении и позволяющий смотреть несколько каналов по одному кабелю при использовании специальных преобразователей. Прием известный уже лет двадцать, но только сейчас мы видим его применение на практике для создания высокоскоростных цифровых магистралей. Этот процесс называют так же частотным уплотнением линии связи (Frequency Division Multiplexing - FDM). При использовании FDM диапазоны приема и передачи делятся на множество низкоскоростных каналов, которые в параллельном режиме обеспечивают прием/передачу данных.

Как ни странно, но при рассмотрении метода разделения полосы пропускания на ум, в качестве аналогии приходит такой широко распространенный класс программ, как Download manager - в них для закачки файлов применяется метод разбиения их на части и одновременной закачки всех этих частей, что позволяет эффективнее использовать канал связи. Как видите, аналогия прямая и различается только реализацией, в случае ADSL мы имеем аппаратный вариант и не только для закачки, но и для пересылки данных.

Вторым способом ускорения пересылки данных, особенно при приеме/пересылке больших объемов однотипной информации является использование специальных аппаратно-реализованных алгоритмов сжатия с коррекцией ошибок. Высокоэффективные аппаратные кодеки позволяющие на лету сжимать/разжимать большие массивы информации - вот один из секретов скоростей показываемых ADSL.

В третьих - ADSL использует на порядок больший диапазон частот по сравнению с ISDN, что позволяет создавать значительно большее количество параллельных каналов передачи информации. Для технологии ISDN стандартным является диапазон частот 100 КГц, тогда как ADSL использует диапазон порядка 1,5 МГц. Разумеется, телефонные линии большой протяженности, особенно отечественные, ослабляют сигнал приема/передачи модулированный в таком высокочастотном диапазоне весьма значительно. Так на расстоянии в 5 километров, что является пределом для данной технологии, высокочастотный сигнал ослабляется на величину до 90 дБ, но при этом все еще продолжает уверенно приниматься аппаратурой ADSL, что требуется по спецификации. Это заставляет производителей оснащать ADSL модемы высококачественными аналого-цифровыми преобразователями и высокотехнологичными фильтрами, которые могли бы в той мешанине хаотических волн, которую принимает модем выловить цифровой сигнал. Аналоговая часть ADSL модема должна иметь большой динамический диапазон приема/передачи и низкий уровень шумов при работе. Все это несомненно сказывается на конечной стоимости ADSL модемов, но все равно, по сравнению с конкурентами затраты на аппаратную часть ADSL для конечных пользователей значительно ниже.

Насколько быстра технология ASDL?

Все познается в сравнении, нельзя оценить скорость технологии не сравнив ее с другими. Но перед этим необходимо учесть несколько особенностей ADSL.

Прежде всего, ADSL является асинхронной технологией, то есть скорость приема информации значительно выше, чем скорость передачи ее от пользователя. Поэтому необходимо учитывать две скорости передачи данных. Другой особенностью технологии ADSL является использование высокочастотной модуляции сигнала и использование нескольких более низкоскоростных каналов лежащих в общем поле частот приема и передачи для одновременной параллельной пересылки больших объемов данных. Соответственно, на "толщину" канала ADSL начинает оказывать влияние такой параметр, как расстояние от провайдера до конечного пользователя. Чем больше расстояние, тем больше наводок и сильнее затухание высокочастотного сигнала. Используемый спектр частот сужается, уменьшается максимальное количество параллельных каналов, соответственно падает и скорость. В таблице показано изменение пропускной способности каналов приема и передачи данных при изменении расстояния до провайдера.

Канал приема	Канал передачи	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

Помимо расстояния на скорость передачи данных, сильно влияет качество телефонной линии, в частности сечение медного провода (чем больше, тем лучше) и наличие кабельных отводов. На наших телефонных сетях традиционно плохого качества с сечением проводов 0,5 кв. мм и вечно далеким провайдером, наиболее обычными скоростями соединения будут 128 Кбит/с - 1,5 Мбит/с для приема данных идущих к пользователю и 128 Кбит/с - 640 Кбит/с для отсылки данных от пользователя при расстояниях в переделах 5 километров. Впрочем, с улучшением телефонных линий будет и увеличиваться скорость ADSL.

Для сравнения рассмотрим другие технологии.

Dial Up модемы, как вы знаете, ограничены предельной скоростью приема данных в 56 Кбит/с, скорость, которую я, например, никогда не выдел на аналоговых модемах. Для пересылки данных их скорость составляет максимум 44 Кбит/с у модемов использующих протокол v.92, при условии, что провайдер так же поддерживает этот протокол. Обычная же скорость отсылки данных составляет 33,6 Кбит/с.

Максимальная скорость ISDN в двухканальном режиме составляет 128 Кбит/с, или как не трудно посчитать по 64 Кбит/с на канал. Если пользователь звонит по ISDN-телефону, который обычно поставляется вместе с услугой ISDN, то скорость работы падает до 64 Кбит/с, так как один из каналов занимается. Отсылка данных осуществляется с теми же скоростями.

Кабельные модемы могут обеспечить скорость передачи данных от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с. Такой перепад объясняется тем, что пропускная способность кабеля одновременно распределяется между всеми подключенными пользователями, находящимися в сети, поэтому, чем больше людей, тем уже канал для каждого из пользователей. При использовании же технологии ADSL вся пропускная способность канала принадлежит конечному пользователю, делая скорость соединения более стабильным по сравнению с кабельными модемами.

И наконец выделенные цифровые линии Е1 и Е3 могут показывать скорость передачи данных, в синхронном режиме 2 Мбит/с и 34 Мбит/с соответственно. Показатели очень хорошие, но цены на проводку и содержание данных линий заоблачные.

Что такое ADSL?

ADSL — это технология передачи данных, позволяющая одновременно использовать обычную телефонную линию одновременно для телефона и для скоростного Интернета. Телефонный и ADSL-канал не влияют друг на друга. Можно одновременно загружать страницы, получать почту и разговаривать по телефону. Максимальная скорость ADSL-канала — до 8 Мбит/c!

Как работает ADSL?

Телефон или обычный модем на 14.4 кбит/c используют низкочастотный канал: обычно диапазон передаваемых частот лежит в диапазоне 0.6 — 3.0 кГц, хороший телефонный канал может передать частоты в диапазоне 0.2 — 3.8 кГц, что при условии слабых помех позволяет поднять скорость до 33.6 кбит/c. На так называемых цифровых АТС, где аналоговый телефонный сигнал преобразуется в цифровой поток на телефонной станции или узле, скорость удается довести до 56.0 кбит/c. На практике, однако, из-за неидеального качества телефонных линий, реальная скорость оказывается меньше и редко превышает два десятка килобит в секунду.

В обычной телефонии используется так называемый коммутируемый канал — непосредственное соединение между абонентами устанавливается телефонной сетью на все время сеанса связи. Точно так же при подключении к Интернету устанавливается прямое соединение между вашим модемом и модемом провайдера. Телефонный канал оказывается занятым передачей данных, поэтому пользоваться телефоном в это время нельзя.

Канал ADSL использует более высокочастотный диапазон. Даже нижняя граница этого диапазона лежит гораздо выше частот, используемых в коммутируемом телефонном канале. Естественно, ADSL-канал доходит по вашему телефонному проводу только до вашей АТС, дальше пути коммутируемого и ADSL каналов расходятся: коммутируемый канал попадает на телефонную станцию, а ADSL канал попадает в цифровую сеть (к примеру, Ethernet LAN) провайдера. Для этого ADSL-модем провайдера устанавливается непосредственно на вашей телефонной станции. Для передачи данных используется очень широкая полоса частот, что практически позволяет на линии нормального качества достичь скорости 6 Мбит/c!.

К сожалению, не все телефонные линии годятся для канала ADSL. Перед подключением линию надо предварительно проверить. Основными препятствиями являются спаренная линия и охранная сигнализация.

Включать ADSL-модем в телефонную розетку напрямую (без сплиттера) не рекомендуется: ADSL-модем и телефон могут мешать друг другу. Модем и телефон не выйдут из строя, но связь будет неустойчивой. Для устранения взаимного влияния достаточно установить простейшие фильтры для разделения низких телефонных и высоких ADSL-частот. Фильтры прилагаются к ADSL-модему и называются сплиттер и микрофильтр. Сплиттер — это специальный тройник, одним концом он подключается к телефонной линии, а двумя другими к телефону и модему. Микрофильтр одним концом подключается к линии, другим к телефону — полезен для подключения параллельных телефонных аппаратов.

Преимущества ADSL

Телефон во время соединения с Интернетом не занимается. Соединение с Интернетом может быть включено постоянно, при этом повременной учет не ведется, а оплата взимается только за фактически скачанные мегабайты. Скорость в канале не ограничивается техническими характеристиками модемов, теперь вы ее можете выбрать исходя из ваших потребностей и финансовых возможностей, для наиболее популярного в Москве тарифа «СТРИМ Стандарт» она, к примеру, составляет 1 Мбит/c.

Для того чтобы представить разницу между коммутируемым и ADSL-соединением, попробуем посчитать, сколько, времени займет загрузка одного гигабайта по коммутируемому и ADSL-соединению (ровно столько трафика вы получаете бесплатно, оставаясь в пределах абонентской платы, по тарифному плану «СТРИМ Стандарт»).

Телефонный модем
СТРИМ Стандарт
СТРИМ Супер

Телефонная линия
Занята
Свободна
Свободна

Cкорость канала кбит/c
40 ?
1000
6000

Скорость в Кбайт/с
4
125
750

Время на загрузку одного гигабайта, часов?
56
2,2
22 минуты

? — Указана очень оптимистическая скорость, реально получается, как правило, меньше
? — Без учета накладных расходов на пакетную передачу данных
То есть, для загрузки одного гигабайта данных вам потребуется более двух суток непрерывного соединения по обычному модему, два с небольшим часа — по каналу СТРИМ Стандарт и меньше 20 минут — по каналу СТРИМ Супер!

«Asymmetric Digital Subscriber Line» - асимметричная цифровая линия абонента.

Технология позволяет разделять пропускную способность несимметрично , отдавая приоритет входящему трафику. Сигнал передаётся на разных частотах , позволяя сигналу транслироваться без каких либо помех со стороны телефонной линии. История технологии начиналась с кабельного телевидения, но не имела распространения до появления сети Интернет.

Получила огромную популярность во времена начала рассвета высокоскоростного интернета, благодаря малым затратам на её реализацию и достаточно высокую скорость передачи данных. Со стороны абонента, достаточно иметь аналоговую телефонную линию с 2-мя проводками и ADSL модем .

Аналоговый сигнал (телефонный) передаётся на частотах 400 – 3500 Гц . Входящий трафик интернета: 26000 — 138000 Гц . Исходящий: 138000Гц — 1,1МГц . Для уменьшения помех применяется сплиттер, который дополнительно разделяет частоты для телефона и ADSL линий.

Сплиттер имеет один вход и два выхода. Во вход подключается телефонная линия, в выходы подключаются телефон и кабель идущий на ADSL модем. Причём их нельзя путать , так как модем не подключится к провайдеру. Сплиттер также несёт ещё одну функцию — защита от высоковольтных импульсов, которые возникают при ударе молний или повреждении оборудования со стороны провайдера. Для защиты, в сплиттерах применяются катушки индуктивности и схема защиты по току основанная на варисторах. В некоторых дорогих моделях можно встретить и газоразрядные предохранители.

Из минусов технологии можно отметить:

• — Сильная зависимость от качества кабеля . Рекомендуется применять экранированный провод типа «витая пара». Обычно применяется кабель «ТРП » (особенно в домах старой постройки), который очень плохо подходит для сигнала ADSL .

• — Ограничение скорости в 24Мбит (для ADSL 2+ ).

• — Низкая скорость для исходящего трафика в сравнении с конкурирующими технологиями (Ethernet , DOCSIS ).

• — Необходимость настройки модема под определённого провайдера.

Из плюсов:

• — Простота и дешевизна развёртывания технологии.

• — Относительно высокая надёжность по количеству обрывов (при надлежащем оборудовании) и отсутствие необходимости вручную восстанавливать соединение.

Таблица необходимых характеристик для аналоговой линии (можно посмотреть в меню настройки модема, раздел — диагностика) * :

Затухание сигнала (Line Attenuation ):

• до 20 dB - отличная линия
• от 20 dB до 40 dB - нормальная линия
• от 40 dB до 50 dB - возможны помехи
• от 50 dB до 60 dB - периодически может пропадать сигнал
• от 60 dB и выше - не рекомендуется

Уровень шума (дБ относительно 1 мВт при сопротивлении нагрузки 600 Ом ):

• от −65 dBm до −51 dBm - отлично
• от −50 dBm до −36 dBm - нормальная линия
• от −35 dBm до −20 dBm - периодические сбои
• от −19 dBm и выше - не рекомендуется

SN Margin (AKA Signal или Noise Margin или Signal-to-Noise Ratio(SNR ) ):

• до 7 dB - плохая линия
• от 7 dB до 11 dB - возможны проблемы с синхронизацией
• от 11 dB до 20 dB - хорошая линия
• от 20 dB до 29 dB - очень хорошая линия
• от 29 dB - отлично

* вход в сервисное web — меню модема осуществляется на компьютере, подсоединённом через ethernet кабель к модему, посредством браузера и набором в адресной строке 192.168.1.1 (пароль и логин обычно AdminAdmin).