Загальний опис технології ADSL.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)[1] - асиметрична цифрова абонентська лінія) входить до числа технологій високошвидкісної передачі даних, відомих як технології DSL (Digital Subscriber Line - цифрова абонентська лінія) і що 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 - надвисокошвидкісна цифрова абонентська лінія) та інші.

Загальна назва технологій DSL виникла в 1989 році, коли вперше з'явилася ідея використовувати аналого-цифрове перетворення на абонентському кінці лінії, що дозволило б удосконалити технологію передачі даних по крученій парі мідних телефонних проводів. Технологія ADSL була розроблена для забезпечення високошвидкісного (можна навіть сказати мегабітного) доступу до інтерактивних відеослужб (відео за запитом, відеоігри і тому подібне) і не менш швидкої передачі даних (доступ в Інтернет, виділений доступ до ЛВС і іншим мережам).

Перш за все, ADSL є технологією, що дозволяє перетворити кручену пару телефонних проводів в тракт високошвидкісної передачі даних.

Лінія ADSL сполучає два модеми ADSL, які підключені до кожного кінця крученої пари телефонного кабелю (рис. 1.2). При цьому організовуються три інформаційні канали — “вхідний” потік передачі даних, “вихідний” потік передачі даних і канал звичайного телефонного зв'язку (POTS) (рис. 1.3). Канал телефонного зв'язку виділяється за допомогою фільтрів, що гарантує роботу телефону абонента навіть при аварії з'єднання ADSL.

 

Рисунок 1.2 - З'єднання ADSL

 

 

Рисунок 1.3 - Амплітуда сигналу, переданого по крученій парі телефонних проводів.

ADSL є асиметричною технологією - швидкість “вхідного” потоку даних (тобто тих даних, які передаються у бік кінцевого користувача) вища, ніж швидкість “вихідного” потоку даних (у свою чергу переданого від користувача у бік мережі). Швидкість передачі даних від користувача (“повільніший” напрямок передачі даних) все одно 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 об'єму інформації, переданій по крученій парі телефонних проводів, в технології ADSL використовується цифрова обробка сигналу і спеціально створені алгоритми, вдосконалені аналогові фільтри і аналого-цифрові перетворювачі. Телефонні лінії великої протяжності можуть ослабити переданий високочастотний сигнал (наприклад, на частоті 1 МГц, що є звичайною швидкістю передачі для ADSL) на величину до 90 дБ. Це примушує аналогові системи модему ADSL працювати з достатньо великим навантаженням, що дозволяє мати великий динамічний діапазон і низький рівень шумів.

Технологія ADSL використовує метод розділення смуги пропускання мідної телефонної лінії на декілька частотних смуг (так званих - несучих). Це дозволяє одночасно передавати декілька сигналів по одній лінії. Такий самий принцип лежить в основі кабельного телебачення, коли кожен користувач має спеціальний перетворювач, що декодує сигнал. При використанні ADSL різні ті, що несуть одночасно переносять різні частини переданих даних. Цей процес відомий як частотне ущільнення лінії зв'язку (Frequency Division Multiplexing - FDM) (рис.1.6). При FDM один діапазон виділяється для передачі “вхідного” потоку даних, а інший діапазон для “вихідного” потоку даних. Діапазон “вхідного” потоку у свою чергу ділиться на один або декілька високошвидкісних каналів і один або декілька низькошвидкісних каналів передачі даних. Діапазон “вихідного” потоку також ділиться на один або декілька низькошвидкісних каналів передачі даних.

Окрім цього може застосовуватися технологія ехокомпенсації (Echo Cancellation), при використанні якої діапазони “вхідного” і “вихідного” потоків перекриваються (рис. 1.4) і розділяються засобами місцевої ехокомпенсації.

 

 

Рисунок 1.4 - Частотне ущільнення лінії зв'язку. Ехокомпенсація.

 

Саме таким чином ADSL може забезпечити, наприклад, одночасну високошвидкісну передачу даних, передачу відеосигналу і передачу факсу, без переривання звичайного телефонного зв'язку, для якого використовується та ж телефонна лінія. Технологія передбачає резервування певної смуги частот для звичайного телефонного зв'язку (або POTS - Plain Old Telephone Service).

Однією з основних переваг ADSL над іншими технологіями високошвидкісної передачі даних є використання кручених пар мідних проводів телефонних кабелів. Абсолютно очевидно, що такі пари проводів налічується значно більше, чим, наприклад, кабелів, прокладених спеціально для кабельних модемів. ADSL утворює накладену мережу.

Враховуючи, що буква “А” в назві ADSL означає “asymmetric” (асиметрична), можна зробити вивід, що передача даних в один бік здійснюється швидшим, ніж в іншу.

Тому слід розглядати дві швидкості передачі даних: “вхідний” потік (передача даних від мережі до вашого комп'ютера) і “вихідній” потік (передача даних від вашого комп'ютера в мережу).

Чинниками, що впливають на швидкість передачі даних, є стан абонентської лінії (тобто діаметр проводів, наявність кабельних відведень і тому подібне) і її протяжність. Загасання сигналу в лінії збільшується при збільшенні довжини лінії і зростанні частоти сигналу, і зменшується із збільшенням діаметру дроту. Фактично функціональною межею для ADSL є абонентська лінія завдовжки 3,5 - 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 “вихідного” 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 «вхідному» 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 з швидкістю від 14,4 до 56 Кбіт/с. ISDN забезпечує швидкість передачі даних 64 Кбіт/с на канал (зазвичай користувач має доступ до двох каналів, що в сумі складає 128 Кбіт/с). Різні технології DSL дають користувачеві можливість передавати дані із швидкістю 144 Кбіт/с (IDSL), 1,544 і 2,048 Мбіт/с (HDSL), «вхідний» потік 1,5 - 8 Мбіт/с і «вихідний» потік 640 - 1500 Кбіт/с (ADSL), «вхідний» потік 13 - 52 Мбіт/с і «вихідний» потік 1,5 - 2,3 Мбіт/с (VDSL). Кабельні модеми мають швидкість передачі даних від 500 Кбіт/с до 10 Мбіт/с. Цифрові лінії Е1 і Е3 мають швидкість передачі даних, відповідно 2,048 Мбіт/с і 34 Мбіт/с.

Технологія ADSL дозволяє повністю використовувати ресурси лінії. При звичайному телефонному зв'язку використовується біля однієї сотої пропускної спроможності телефонної лінії. Технологія ADSL усуває цей “недолік” і використовує ті, що залишилися 99% для високошвидкісної передачі даних. При цьому для різних функцій використовуються різні смуги частот.

Для телефонного (голосового) зв'язку використовується область найнижчих частот всієї смуги пропускання лінії (приблизно до 4 КГц), а решта всієї смуги використовується для високошвидкісної передачі даних.

Технологія ADSL дозволяє телекомунікаційним компаніям надавати приватний захищений канал для забезпечення обміну інформацією між користувачем і провайдером.