DSL - технологии цифровой абонентской линии

G.lite обеспечивает существенно меньшую скорость передачи данных - до 1.5 Мбит/с вместо максимальных для G.dmt 8.2 Мбит/c (по направлению к абоненту). Однако G.lite позволяет абонентам обойтись без установки частотных разделителей (сплиттеров), связанной в некоторых случаях с необходимостью изменения телефонной проводки и выезда технических специалистов поставщика услуг к абоненту.

В основе обоих стандартов лежит один и тот же метод модуляции, DMT (Discrete Multi-Tone): данные передаются одновременно и параллельно во множестве параллельных каналов. Часть каналов, расположенных в нижней области рабочих частот, используется для передачи данных от абонента, оставшиеся - для приема. В зависимости от шумовых условий, в каждом из каналов могут использоваться и динамически выбираются разные уровни этой модуляции. Это позволяет кодировать разное число бит на символ, извлекая из канала максимально возможную при данных условиях пропускную способность. ADSL технология - это технология компромиссов (больше битов за единицу мощности на линии). Именно, это и отличает ее от технологий класса SDSL, обеспечивающих гарантированную симметричную скорость передачи данных.

HDSL

Высокоскоростная цифровая абонентская линия (High data rate Digital Subscribe Line). Технология высокоскоростной передачи данных по витой медной паре телефонных кабелей. Технологию HDSL применяют для организации каналов E1, используемых для обмена данными между пользователем и поставщиком телекоммуникационных услуг. HDSL является симметричной системой передачи данных со скоростью до 1,5 Мбит/с в обоих направлениях, что отличает ее от технологии ADSL. Из-за необходимости обеспечения симметричной передачи данных максимальная скорость передачи реализуется только на расстоянии до 4,5 километров при использовании одной или двух витых пар кабеля. Из-за имеющихся ограничений по расстоянию данная технология наилучшим образом подходит для создания цифровых абонентских шлейфов.

SDSL

Симметричная цифровая абонентская линия (Symmetrical Digital Subscriber Line) позволяет осуществлять передачу данных по асимметричной схеме. Использует одну витую пару телефонных проводов. Обеспечивает одинаковую скорость передачи данных, как в сторону пользователя, так и от него.

SHDSL

Использование усовершенствованного способа модуляции данных TC-PAM (Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation), являющегося дальнейшим развитием модуляции 2B1Q, с большим числом бит на слово и избыточным помехоустойчивым кодированием, позволило значительно, в сравнении с модуляцией 2B1Q, сузить диапазон используемых частот и уменьшить перекрестные наводки между разными каналами в одном кабеле. Кодирование с исправлением ошибок позволило получить существенный выигрыш по мощности, а использование цифровых фильтров для финишной обработки выходного сигнала - сузить полосу рабочих частот и уменьшить уровень помех вне диапазона рабочих частот.

В результате, в сравнении с 2B1Q и SDSL, при той же дальности связи скорость передачи данных, предоставляемая стандартом SHDSL, выше на 35-45 %, а для той же скорости передачи данных дальность может быть увеличена на 12-20 %.

ADSL или SHDSL?

ADSL ориентирована в первую очередь на широкополосный доступ в Интернет. Во время работы осуществляется постоянный мониторинг характеристик линии и, в зависимости от отношения сигнал/шум и ряда других факторов, скорость передачи данных может меняться.

SHDSL нацелена, прежде всего, на обеспечение гарантированного качества обслуживания. То есть, при заданной скорости и дальности передачи данных обеспечить уровень ошибок не хуже 10-7 даже в наихудших шумовых условиях, обеспечивая гарантированную скорость передачи данных и качество обслуживания для ответственных приложений.

Для сравнения - задержка в канале SHDSL, обусловленная помехоустойчивым кодированием, составляет величину порядка 1,2 мс. Использование для коррекции ошибок в ADSL кода Рида-Соломона приводит к задержке в 20 мс, что может сделать эту технологию непригодной для использования в некоторых приложениях реального времени.

Отметим, что хотя SHDSL и задумывалась как технология для симметричной передачи данных, на малых расстояниях (в пределах 2-3 км.) ADSL может оказаться для ряда приложений вполне разумной альтернативой способной обеспечить прием данных со скоростями до 8 Мбит/с и передачу - со скоростью до 1,2 Мбит/с. Тогда, расположив соответствующим образом узел доступа на базе ADSL-коммутатора, можно обеспечить одним пользователям работу критически важных приложений, а другим - доступ в Интернет.

Если обратиться к параметру дальности/скорости передачи данных, можно заметить, что при использовании пары диаметром 0,4 мм расстояние около 3 километров становится критическим для обеих технологий, в особенности - ADSL, и что в случае SHDSL снижение пропускной способности носит более плавный характер.

HomePNA

Home Phoneline Networking Alliance (HPNA или HomePNA) - технология передачи данных по абонентским телефонным шлейфам "поверх" обычного телефонного сигнала. Получила свое название по имени альянса, куда вошли ведущие мировые производители сетевого оборудования, поставившего своей целью разработку стандарта для раздачи Internet-трафика в доме абонента. Существует версия HPNA 1.x - 1 Мбит/с и HPNA 2.0 - 10 Мбит/с.

HomePNA - это следующий шаг организации коллективного доступа в Интернет для пользователей, находящихся в одном здании. До недавнего времени, по сути, единственной технологией для организации такого доступа и преодоления последних десятков и сотен метров был Ethernet. Сейчас на эту нишу претендуют и HomePNA, и VDSL.

Технология HomePNA 1.1, способная при минимальных затратах обеспечить подключение одного или нескольких пользователей, удаленных от точки присутствия на 300-600 метров по обыкновенной телефонной проводке и обеспечить при этом скорости 1 Мбит/с, пришлась как нельзя кстати.

Как и Ethernet, HomePNA использует для доступа к среде передачи данных метод доступа с разрешением коллизий CSMA/CD.

Стандарт HomePNA 2.0 обеспечивает скорость до 10 Мбит/с.

Поддержка HomePNA произвольных сетевых топологий позволяет, единожды проложив вдоль стояка общую шину, по мере надобности подключать к ней индивидуальных абонентов, или даже использовать для этой цели существующую проводку радиовещательной сети.

VDSL

Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия. Технология VDSL обеспечивает самую высокую скорость передачи данных в семействе протоколов xDSL - до 52 Мбит/с по направлению к пользователю и до 1,5 Мбит по направлению от пользователя при небольшом расстоянии передачи (от 300 до 1300 метров). Технология VDSL идеально подходит для передачи видеосигнала, а также поддерживает все услуги ADSL.

Как правило, используется модуляция QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Технология VDSL, по сути, является радиочастотным методом передачи информации. Для совместимости с радиочастотными средствами доступный диапазон частот, в зависимости от национальных особенностей регулирования разбивается на два, три или даже четыре частотных канала. Впрочем, при применении VDSL для передачи данных внутри зданий, в так называемых MDU/MTU, это не так критично - излучение быстро затухает на железобетонных и других проводящих конструкциях.

Для разделения восходящих и нисходящих потоков информации и обеспечения полного дуплекса, как и в DMT, используется метод частотного разделения каналов - один или несколько диапазонов используется для передачи, оставшиеся - для приема информации. Подстраивая нули АЧХ, можно подавлять нежелательное излучение на критичных частотах.

Ethernet и EFM

Обыкновенный 10-ти мегабитный Ethernet все еще представляет очень серьезную конкуренцию и HomePNA, и VDSL. Как показывает опыт, эта технология позволяет использовать свободные пары обыкновенного телефонного кабель для передачи данных на полнодуплексных 10 Мбит/с в пределах 100-150 метров.

CVoDSL

Самой новейшей технологией интегрированной передачи голоса и данных поверх DSL линии, можно назвать технологию CVoDSL (Channalized Voice Over DSL). Принципиальным отличием CVoDSL от VoIP или VoDSL на базе ATM, является принцип отдельной передачи голосовых каналов в DSL линии. Передача голоса осуществляется на одном уровне напрямую от оператора к абоненту. На станционной стороне оборудование подключается к телефонной сети напрямую в V5.x интерфейс телефонной станции, без каких-либо дополнительных шлюзов. Передача данных также осуществляется напрямую, абонент получает "чистый" Ethernet, а на станционной стороне подключение происходит прямо сеть передачи данных через сервер широкополосного доступа. В качестве среды передачи используется одна медная пара и новейший стандарт G.SHDSL, что обеспечивает максимальную дальность и помехозащищенность сигнала по сравнению с SDSL или ADSL.

CVoDSL предполагает резервирование временных интервалов в зависимости от потребности в голосовых каналах. Голос может быть передан как PCM DS0, без лишних дальнейших путешествий по более высоким слоям. Поэтому для голоса достигается абсолютная минимальная задержка и гарантируется фиксированная полоса пропускания. Таким образом, этим способом в CVoDSL соблюдается качество обслуживания (QoS), в отличие от VoATM и VoIP, которые, несомненно, тоже обязаны обеспечивать меры QoS, но, практически, часто не в состоянии этого сделать (особенно VoIP). Разделив голос и данные по различным каналам, разработчики добились желаемого отсутствия конкуренции между этими услугами. Более того, это деление позволяет отдельно предъявлять для каждого из этих потоков требования по задержке сигнала, вероятности битовой ошибки и устойчивости к импульсному шуму.