Анализ принципов построения сетей доступа на основе технологии xDSL. Технология VDSL

Технология VDSL

VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)

Технология VDSL является наиболее "быстрой" технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных "нисходящего" потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных "восходящего" потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров (табл. 2.1). То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.

Таблица 2.1 - Расстояния и скорости VDSL

Расстояние, км

Скорость передачи, Мбит/с

Преимущества технологий xDSL

Ключевые преимущества технологий xDSL:

1. использование существующей абонентской линии;

2. значительное увеличение скорости передачи данных по медной паре телефонных проводов без необходимости их модернизации;

3. передача по этой единственной абонентской линии (АЛ) всего разнообразного трафика массового пользователя -- от традиционного телефонного разговора до доступа в Internet;

4. передача всего трафика данных пользователя (включая и трафик Internet) в обход коммутируемых сетей ТСОП (телефонная сеть общего пользования) или ISDN непосредственно в транспортную сеть передачи данных;

5. набор технологий DSL обеспечивает скорость передачи данных от 32 Кбит/с до 50 Мбит/с, так что пользователь может сделать выбор в зависимости от собственных потребностей;

6. как средство передачи данных оборудование xDSL занимает промежуточное положение между дешевыми аналоговыми модемами и дорогими выделенными линиями. Высокие скорости передачи при сравнительно небольших затратах делают технологии хDSL практически идеальным средством передачи данных для представителей малого и среднего бизнеса;

7. существует возможность одновременно использовать и аналоговую телефонную связь, и цифровую высокоскоростную передачу данных по одной и той же линии, разделяя спектры этих сигналов. Использование DSL позволяет разговаривать по телефону, не отключаясь от Internet.

Вывод к разделу

хDSL (англ. digital subscriber line, цифровая абонентская линия) -- семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line -- цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия -- Digital Subscriber Loop -- цифровой абонентский шлейф). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.

Группа технологий под общим названием Digital Subscriber Line (или Loop) — «цифровая абонентская линия» сокращённо именуемая xDSL, в большинстве своём имеет очень отдалённое отношение к «цифровой» передаче данных и к выделенным линиям. В основу технологии DSL положен тот факт, что телефонный провод от телефонной станции к абоненту способен нести сигналы не только в диапазоне частот 0-4 кГц, используемом для телефонной связи (POTS/ТФоП — «обычный телефон»), но и значительно выше — до 1, 2, 4 и даже 12 МГц. Для передачи информации можно использовать специальный аналоговый модем, отличающийся от обычного «аналогового» V.34/V.90 лишь частотным диапазоном и модуляцией (способом представления информации в виде набора синусоидальных сигналов).

Расположив аппаратуру провайдера на АТС, можно обеспечить индивидуальное высокоскоростное подключение пользователей без необходимости создания дополнительной инфраструктуры. То есть для подключения достаточно уже имеющейся у абонента телефонной линии — арендовать дополнительную линию не требуется. Хотя телефонным компаниям выгоднее торговать дорогостоящими выделенными линиями, на рынке домашнего Интернета успех может иметь только максимально доступная технология.

Существующие телефонные каналы максимально просты, неприхотливы, и в то же время очень надёжны: число поломок телефона, с которыми сталкивается абонент за всю свою жизнь, по пальцам пересчитать можно. Активное оборудование, за исключением промежуточных повторителей сигнала, располагается в охраняемых помещениях: на АТС и в квартире пользователя. Поэтому проблема хищения техники не стоит так остро, как в домовых сетях , а устранение неполадок требует минимум времени и усилий.

Разумеется, есть и свои недостатки. Если отдельная пара телефонных проводов представляет собой неплохую среду передачи, то несколько десятков таких проводов, уложенных вместе в одном телефонном кабеле, создают сильные перекрёстные наводки, что снижает качество сигнала, а следовательно, и скорость передачи. На скорость влияет также то обстоятельство, что высокие частоты сильнее затухают с расстоянием, то есть номинальная скорость может быть достигнута только в непосредственной близости от АТС (до 500 м) или в пределах определённого расстояния, своего для каждой технологии. Высокочастотный сигнал может блокироваться различными фильтрами для увеличения дальности работы телефона, подавления помех и эха. Работа DSL может быть невозможной на спаренной телефонной линии, на одной линии вместе с охранной сигнализацией и другими специфическими устройствами.

Несмотря на использование высоких частот, полной независимости между обычными телефонными сигналами и сигналами DSL не достигается. Для этого необходимы частотные разделители («сплиттеры»), которые из одного общего сигнала в линии выделяют низкие частоты и подают их только на телефонную аппаратуру, а высокие — только на DSL-модем. На стороне АТС разделители присутствуют всегда в составе оборудования доступа. Так как самостоятельная установка разделителя по силам не каждому абоненту, чтобы не прибегать к помощи монтёров, на стороне абонента можно обойтись и без разделителя, но это ограничит максимальную скорость (см. ).

Сложность распространения технологий DSL проистекает из той же причины, что и лёгкость развёртывания — из необходимости аренды площадей телефонной станции. Во-первых, не так-то просто провайдеру договориться о самом факте установки своего оборудования на АТС — а оборудование должно стоять на всех станциях, абонентам которых планируется предоставлять доступ в Интернет. Во-вторых, стоимость аренды может быть столь высокой, что для окупаемости потребуется либо очень много обеспеченных клиентов, либо много очень обеспеченных. Поэтому производители точек доступа (DSLAM — мультиплексоров DSL) постоянно увеличивают концентрацию портов на один мультиплексор и разрабатывают технологии выноса части оборудования за пределы телефонной станции.

Соединение DSL является постоянным, то есть устанавливается модемом сразу после включения и не разрывается. Однако, в зависимости от тарифной политики провайдера, соединение может принудительно сбрасываться, например, каждые 24 часа.

ADSL

Asymmetric DSL называется асимметричным потому, что скорость данных из Интернета к клиенту и от клиента в Интернет не одинаковая. Технически, это обусловлено тем, что повышение скорости совмещено с повышением мощности сигнала, а мощный сигнал от абонента к АТС приводит к возникновению дополнительных наводок. К тому же, одновременная передача данных в обоих направлениях (дуплекс) реализуется в DSL, как правило, с помощью частотного разделения: в одну сторону сигнал передаётся, например, на низких частотах, в другую — на высоких. Скорость передачи зависит от ширины частотного диапазона, выбранного для данного направления. Но раз ширина всего канала ограничена частотами 26 кГц снизу и 1,1 МГц сверху, приходится выбирать, в каком направлении скорость приоритетнее. Большинство пользователей лишь потребляет данные из Интернета, отправляя туда небольшие по размеру запросы. Соответственно, высокая скорость из Интернета к типичному клиенту (нисходящий поток сигналов) намного важнее, чем в обратном направлении (восходящий поток ). Вот здесь асимметричное подключение и оказывается оптимальным вариантом. Да, возможно изменение скоростных соотношений в обратную сторону, чтобы абонент мог транслировать больше информации, чем получать, но это ведёт к ухудшению спектральной совместимости с традиционными подключениями в том же телефонном кабеле и увеличению наводок между линиями, а значит, к снижению скорости и дальности.

В первых версиях ADSL использовалось два частотных канала: 30-138 кГц для передачи данных от клиента и 138-1104 кГц для приёма (рис. 1а).

Рис. 1. Частотный спектр сигналов ADSL с различными видами кодирования

Для кодирования сигналов применялась амплитудно-фазовая модуляция с подавленной несущей частотой (по-английски — Carrier-less Amplitude-Phase modulation), являющаяся разновидностью квадратурной модуляции — Quadrature Ampliture Modulation (QAM). После 2001 года эта технология не поддерживается в новом оборудовании доступа, но уже сущест-вующее оборудование вполне могло кое-где сохраниться. Не забудьте уточнить у провайдера, какой именно модем вам потребуется.

В новом стандарте ITU-T G.992.1 для представления сигналов используется многоканальное кодирование — Discrete Multi-Tone, DMT (рис. 1б). Частотный диапазон разбивается на 256 каналов шириной по 4312,5 Гц, нижние семь из которых не используются, и ещё два являются служебными. В каждом канале постоянно анализируется качество сигнала, на основании чего выбирается информационная ёмкость этого канала (число бит, передаваемых за один такт) либо канал игнорируется, если он сильно зашумлён или ослаблен. За счёт того, что тактовая частота в каждом канале составляет всего 4 кГц, технология DMT нечувствительна к переотражениям сигнала, возникающим из-за неоднородности проводов.

Для кодирования сигнала в каждом канале используется та же квадратурная модуляция QAM, что и прежде. Разница в том, что если для одноканальной модуляции (Single-Channel Modulation, SCM) скорость потока и ширина спектра выбирались для всего потока в целом, то в случае с DMT то же самое происходит для каждого канала в отдельности, а вместо аналогового шумоподавления используется преимущественно цифровое. Таким образом, в любой ситуации обеспечивается максимально возможная скорость. Обратите внимание: модем старается достичь высокой скорости, но никаких конкретных значений не гарантируется. Этим технология ADSL отличается от менее скоростных, но более предсказуемых видов DSL, например, HDSL .

В идеальных условиях, задействовав все 256 каналов, можно получить скорость до 15,36 Мбит/с. С учётом того, что линия не идеальна (в следствие чего среднее число бит на символ принимают равным 8-ми), и что каналы делятся в пропорции 25:224 по направлению от абонента и к нему, причём по одному каналу в каждую сторону используется для служебных целей, номинальный предел равен 768 кбит/с от абонента + 7136 кбит/с к абоненту. Иными словами, в реальных условиях можно рассчитывать на скорость от 64 кбит/с до 7 Мбит/с по направлению к абоненту и 16-768 кбит/с от абонента.

Скорость зависит от длины кабеля и его текущего состояния. Рассчитывать на высокую скорость можно на удалении до 1,5 км от АТС. Предельным расстоянием считается 5-6 км, где ухудшение качества сигнала настолько велико, что скорость скачивания будет 128-512 кбит/с. Но даже при высокой скорости на сравнительно небольшом расстоянии, время задержки данных на одном только участке между абонентом и АТС может составлять 15-30 мс — таковы издержки на обработку сигналов.

Обычно DSL-модемы, называемые также CPE (Customer Premises Equipment — «абонентское оборудование»), выполняются в виде внешних устройств с интерфейсом USB или Ethernet, но бывают и в виде плат расширения (рис. 2).

Рис. 2. Абонентские устройства ADSL внешнего и внутреннего исполнения


Модели USB и PCI дешевле (от 30 долл.), но требуют подключения непосредственно к компьютеру, установки на этот компьютер драйверов для соответствующей операционной системы, настройки на данном компьютере. Ethernet-версии дороже (от 50 долл.), требуют наличия сетевой карты, но не зависят от используемых компьютеров: не нужны специфичные драйверы, все настройки хранятся в самом модеме, можно легко обеспечить Интернетом нескольких пользователей, просто подключив модем к небольшому коммутатору, а часто такой коммутатор уже встроен в модем. Считается, что модемы с интерфейсом Ethernet обеспечивают чуть меньшее время задержки: выигрыш может составить до 5 мс по сравнению с USB-версией. Для работы на линии с установленной охранной сигнализацией требуются специальные модемы с пометкой «Annex B», представляющие собой видоизменённые версии обычных «Annex A» моделей с разницей в цене 10-30 долл. Видоизменение это состоит в переносе частотного диапазона передачи на участок 173-276 кГц, что также обеспечило соместимость с ISDN .

ADSL Lite

Чтобы максимально упростить и удешевить процедуру подключения, стандарт ADSL предусматривает коммутацию пользовательского модема напрямую к линии, без частотного разделителя. Это избавляет от необходимости выезда квалифицированного специалиста на дом к заказчику.

Стандарт ITU-T G.992.2, для краткости называемый G.Lite, вместо 256 каналов использует только нижние 128 (минус зарезервированные) и, из-за худшего соотношения сигнал-шум, вместо 15 бит за такт на каждом канале передаёт только 8 бит. Таким образом, максимальная скорость к абоненту в 4 раза ниже, а от него — в 2 раза. Впрочем, многим пользователям достаточно и этого: нисходящий поток 64-1536 кбит/с и 16-384 кбит/с восходящий. Зачастую серверы в Интернете не способны передавать данные даже на такой скорости.

Отличительной особенностью G.Lite является снижение мощности передатчика и отказ от использования низкочастотных каналов при поднятии телефонной трубки, чтобы уменьшить вероятность возникновения помех для голосовой связи. В обычном ADSL этого просто-напросто не требуется, так как частоты телефона и модема полностью разделены сплиттером.

Полноскоростные ADSL-модемы также поддерживают G.Lite. Встречаются и «G.Lite only» модемы, но, во-первых, они далеко не всегда дешевле, а во-вторых, если вы в последствии решите перейти на более скоростной тариф, может потребоваться покупка нового модема. Так что останавливать свой выбор на низкоскоростном модеме имеет смысл, только если провайдер предоставляет его бесплатно или на льготных условиях. Или если такой модем встроен в материнскую плату компьютера (ноутбука) — говорят, в недалёком будущем модемы G.Lite будут интегрироваться вместо привычных V.34/V.90.

ADSL2 и ADSL2 Lite

Стандарт ITU-T G.992.3 значительно расширяет возможности обычного ADSL. Благодаря тому, что за один такт в каждом канале может быть передано более 15 бит, скорость нисходящего потока может быть увеличена до 12 Мбит/с, восходящего — до 1,5 Мбит/с. Если телефонная линия не используется для разговоров, восходящий поток увеличивается на 256 кбит/с. Оптимизирована служебная информация, размер которой теперь меняется динамически, сокращая издержки в 8 раз. Улучшены механизмы адаптации под текущее состояние канала. На длинных линиях, где скорость невысока, увеличивается эффективность кодирования: при слабой зашумлённости можно передавать на 50 кбит/с больше при том же расстоянии или увеличить расстояние на 180 м при той же скорости. В специальном режиме RE-ADSL2 (Reach-Extended — «увеличенная дальность»), называемом также «Annex L», радиус действия составляет 8,5 км при скорости 384 кбит/с.

Помимо этого, в ADSL2 предусмотрено управление питанием: снижение скорости при длительных простоях (возврат в обычный режим занимает не более 0,5 мс), спящий режим при отключении всех клиентских компьютеров (пробуждение, как и начало сеанса, требует менее 3 с вместо 10 с у ADSL). Появилась возможность объединения до 4-х телефонных линий для увеличения скорости до 40 Мбит/с. Усовершенствованы механизмы тестирования линии, как двусторонние, так и со стороны провайдера, что упрощает диагностику неисправностей.

ADSL2 Lite, опять же, предназначен для работы без частотного разделителя. По сравнению с ADSL Lite, новая версия не прибавляет скорость, но даёт в руки пользователя все прочие усовершенствования ADSL2.

Многие модели модемов, присутствующих в продаже, уже поддерживают ADSL2, поэтому нижняя граница ценового диапазона всё та же: 30-50 долл., в зависимости от интерфейса — USB (подешевле) или Ethernet (подороже).

ADSL2+ и ADSL2++

За счёт расширения частотного спектра до 2,2 МГц (512 каналов), стандарт ITU-T G.992.5 (ADSL2+) увеличивает скорость передачи до 24 Мбит/с по направлению к клиенту на коротких линиях. Но после 2,0-2,5 км скорость резко падает, сравниваясь с ADSL и ADSL2. Соответственно, и предельное расстояние то же — около 5,5 км.

Как было сказано выше, серьёзную проблему для ADSL представляют перекрёстные наводки в многожильном кабеле. ADSL2+ предусматривает возможность работы только на частотах 1,1-2,2 МГц, не пересекаясь с ADSL-сигналами. Разумеется, таким образом теряется и сверхвысокая скорость. Но зато в одном доме может быть вдвое больше клиентов, получающих доступ в Интернет на полной скорости обычного ADSL.

В данный момент всё ещё в стадии разработки находится очередная версия стандарта — ADSL2++, известная также как ADSL4. Цифра «4» означает, что ширина частотного диапазона и скорость увеличатся примерно в 4 раза по сравнению с ADSL. То есть обладатели очень хороших телефонных линий (интересно, много ли у нас таких найдётся?), живущие недалеко от АТС, смогут получать информацию на скорости порядка 50 Мбит/с, а отдавать до 3 Мбит/с.

Модемы ADSL2+ ещё сравнительно новы, и выбор устройств дешевле 100 долл. невелик. В розничной сети удалось найти несколько моделей маршрутизаторов со встроенным 4-портовым коммутатором Ethernet по цене от 80 долл.

RADSL

Rate-Adaptive DSL — это не самостоятельный тип подключения, а характеристика DSL-оборудования клиента и провайдера, свидетельствующая о способности модемов адаптивно задавать скорость обмена данными, вместо того, чтобы использовать фиксированное значение. Термин RADSL употребляется в контексте асимметричных DSL-подключений. Аналогом RADSL для симметричных подключений является MSDSL .

VDSL

Very high bit-rate DSL разработан на замену ADSL, как более скоростная и гибкая альтернатива для абонентов, проживающих в непосредственной близости от АТС: 300-1500 м. Скорость нисходящего потока на расстоянии до 300 м теоретически может достигать 45-52 Мбит/с, на 1000 м — 26 Мбит/с, на 1500 м — 13 Мбит/с, а ещё через 200 м — не более 1,5 Мбит/с. Такая ограниченность по расстоянию объясняется использованием более высоких частот (до 12 МГц), сигналы на которых очень быстро затухают по мере удаления и становятся слабее помех.

Отсутствие буквы «A» в названии говорит о том, что технология предназначена не только для асимметричной связи, но и для двусторонней передачи с одинаковыми скоростями нисходящего и восходящего потоков. Но так как для дуплексирования используется частотное разделение потоков, общая пропускная способность канала просто делится поровну между потоками, то есть максимальная скорость в симметричном режиме — 25 Мбит/с, на расстоянии 1500 м — до 6,5 Мбит/с.

Из всех видов DSL, технология VDSL по своим характеристикам наиболее приближена к Ethernet , который обеспечивает 10-100 Мбит/с в обе стороны на расстоянии до 100 м. Поэтому на основе VDSL разработаны различные решения «дальнобойного Ethernet»: V-thernet и 10Base-S, известный также как Long-Reach Ethernet. Стандарт IEEE 802.3ah «Ethernet на первой миле» (или на последней миле — кому как больше нравится) расставил все эти самодельные разработки по местам, отнеся их к Ethernet ближнего действия и назвав 10Pass-TS. Здесь «10» означает передачу до 10 Мбит/с в симметричном режиме на расстоянии 1200 м, «Pass» — сокр. от pass-band, то есть работа на одной линии вместе с другими видами связи, «T» — передача по медному проводу, «S» — сокр. от short-reach («ближняя дистанция»). В этом стандарте упразднены некоторые аспекты DSL, заложенные при проектировании данного семейства протоколов, но так и не получившие практического применения. В результате, сложность устройств снизилась, а по проводам побежали почти такие же блоки данных, что в обычной сети Ethernet. Появилась возможность чередовать передачу данных, для которых минимальное время задержки важнее полного отсутствия ошибок (голос, видео), с обычными данными, нуждающимися в высокой скорости и надёжности. Данные первого типа формируют так называемый «быстрый канал», задержка в котором может составлять всего 1 мс. Если «быстрый канал» не используется, «медленный канал» с обычными данными использует всю доступную пропускную способность.

Как в своё время с ADSL, повторилась битва между сторонниками одноканального (SCM) и многоканального (DMT) кодирования — производителям очень нравится тянуть одеяло на себя. В итоге опять получается, что первые VDSL-продукты с одноканальной QAM-модуляцией начинают вытесняться продуктами с поддержкой DMT (стандарт ITU-T G.993.1), порождая несовместимость. Но наша радость была бы неполной, если бы различия заключались только в этом. Ещё есть несколько способов разбиения частотного диапазона между нисходящим и восходящим потоком (рис. 3).

Рис. 3. Частотный спектр сигналов VDSL различных стандартов


Используемое в технологии 10Base-S разбиение (рис. 3а) подходит как для асим-метричного подключения, так и для симметричного с приоритетом нисходящего потока, потому что при снижении качества сигнала на высоких частотах пострадает только восходящий поток. Схема «A» стандарта G.993.1, адаптированная из документа ETSI Plan 997, выделяет 4 промежутка (рис. 3б). Такое разбиение тоже универсально и обеспечивает лучшие гарантии симметричности. В схеме «B» (ETSI Plan 998) похожая картина, только для нисходящего потока выделяется больший диапазон, сохраняя, впрочем, достаточно высокую скорость восходящего потока — именно то, что нужно большинству пользователей (рис. 3в). Примечательно в схеме «B» и то, что самый нижний диапазон, возможно, будет использоваться и в . Схема «C», известная также как схема «Fx» имеет плавающую граничную частоту, которая выбирается в соответствии с потребностями абонента: соотношение скоростей нисходящего и восходящего потоков может быть почти любым (рис. 3г). Многоканальное кодирование (DMT) в этом плане ещё гибче: полос может быть и три, и четыре, и пять, и шестиполосные устройства уже не за горами. В принципе, не так уж и важно, какую именно технологию выберет провайдер. Проблема в том, что если конкурирующие провайдеры станут использовать разные технологии, взаимные наводки в соседних жилах кабеля будут гораздо сильнее, чем при сохранении единообразия.

Цены на VDSL-модемы начинаются от 90 долл. за модель с интерфейсом Ethernet.

VDSL+ и VDSL2

Не успели производители прийти к единому мнению относительно первой версии стандарта, как уже на подходе новые разработки.

VDSL+ использует четырехполосное кодирование в диапазоне до 12 МГц, что обеспечивает совместимость с существующими продуктами, построенными по той же схеме, и добавляет пятую полосу 12-30 МГц для нисходящего потока. На коротких дистанциях это позволяет достичь скоростей до 200 Мбит/с по направлению к клиенту.

Проект стандарта VDSL2 пока ещё находится в зачаточном состоянии. Известно лишь, что в нём будет применяться многоканальное кодирование (DMT) и что базироваться он будет на принципах современной версии VDSL и .

Самсонов А.

Статью "Виды подключения к Интернету. Асимметричные DSL (2005-08-15)" Вы можете обсудить на

В крупных европейских городах уже доступны подключения к Internet по VDSL со скоростью передачи данных 50 Мбит/с. Однако VDSL, или VDSL2, новейшая версия этой стандартизованной технологии передачи, пригодна не только для широкополосного доступа в Internet

09.07.2008 Хаймо Адамски

В крупных европейских городах уже доступны подключения к Internet по VDSL со скоростью передачи данных 50 Мбит/с. Однако VDSL, или VDSL2, новейшая версия этой стандартизованной технологии передачи, пригодна не только для широкополосного доступа в Internet. Она позволяет создавать производительные сети передачи данных в локальных средах на базе существующей (двухпроводной) телефонной проводки.

Традиционной технологии ADSL достаточно для большинства приложений, где требуется передача данных, однако мультимедийным приложениям (развлечения, видео и т.д.), а также сетям доступа с полным спектром предоставляемых услуг (данные, речь и видео) нужна более высокая, чем ранее, скорость передачи данных. Поэтому все более важную роль приобретает технология VDSL, позволяющая создавать новые и интересные услуги в результате предоставления необходимой пропускной способности по стандартным двухпроводным медным кабелям («обычные старые телефонные услуги» - Plain Old Telephone Service, POTS).

Надо отметить, что VDSL - это больше, чем просто «операторская технология». Лежащий в ее основе метод передачи хорошо подходит для реализации инфраструктуры локальных сетей там, где обычные решения Ethernet оказываются неприменимы. Так, при использовании существующих кабелей Категории 1, 2 или 3 VDSL предоставляет широкополосные соединения на расстояния, превышающие 1500 м. Возможность передачи голоса и данных по одной линии (к примеру, POTS) позволяет обойтись без прокладки нового кабеля, что было бы необходимо в любом другом случае.

VDSL - это технология xDSL с поддержкой скорости передачи данных до 52 Мбит/с (200 Мбит/с в полнодуплексном режиме VDSL2) по одной-единственной линии на основе кабеля «витая пара». Так же как и в случае ADSL, VDSL и узкополосный канал для передачи речи могут функционировать параллельно по одному медному кабелю. Высокая производительность VDSL достигается благодаря взаимодействию медной и оптической техники: низкая стоимость дополняется широкой зоной охвата медных инфраструктур и высокими скоростями волоконно-оптических кабелей (см. Рисунок 1).

ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ И СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ

Вследствие ограниченной дальности действия VDSL не простирается до телефонной станции, а заканчивается на блоке оптической сети (Optical Network Unit, ONU), который обычно находится на расстоянии 0,3-1,5 км от клиентской точки доступа. ONU располагается в медной сети доступа и связан с телефонной станцией посредством волоконно-оптического соединения. VDSL2 (ITU-T G.993.2) представляет собой улучшенную версию VDSL и позволяет достигать асимметричных и симметричных (полнодуплексных) скоростей передачи до 200 Мбит/с. Однако при расстоянии 0,5 км пропускная способность снижается до 100 Мбит/с, а при 1 км -до 50 Мбит/с. На больших дистанциях скорость падает еще заметнее, но все равно превосходит показатели VDSL. Начиная с 1,6 км, производительность VDSL2 сравнима с ADSL2+.

Как и ADSL, VDSL задействует более высокие частоты, чем те, которые используются аналоговыми (POTS) или цифровыми (ISDN) телефонными службами в стандартных медных кабелях. Базовая полоса для POTS и ISDN обеспечивается за счет применения пассивных фильтров, известных как разветвители (Splitter). Эта технология позволяет телефонным компаниям предоставлять широкополосные услуги по физическим линиям существующей медной ин-фраструктуры. Диапазон для спектра VDSL/VDSL2 ограничен 30 МГц (см. Рисунок 2). Однако действительное спектральное распределение варьируется и зависит от используемого метода передачи - симметричного или асимметричного. По сравнению с диапазоном частот, выделенным, к примеру, для ADSL2+, стандарт VDSL2 предусматривает более широкое и гибкое распределение частот для предвключенной и добавляемой полос пропускания.

В то время как ADSL допускает очень незначительную гибкость в отношении приложений, VDSL2 подходит для множества разнообразных приложений. Они лишь используют подходящее распределение профилей и спектра (частотный план) с учетом потребности в пропускной способности в прямом и обратном направлениях - в зависимости от соответствующего приложения, а также расстояния, которое необходимо преодолеть.

Сегодня Ethernet (включая его скоростные варианты) доминирует на рынке технологий для локальных сетей. На технологию (Gigabit) Ethernet мигрируют многие региональные сети и абонентские линии, где использование VDSL в качестве технологии локальной сети позволяет реализовать высокоскоростной доступ и поддерживать многочисленные дополнительные приложения. Кроме того, провайдеры услуг получают возможность создавать новые привлекательные службы и деловые модели.

VDSL В КАЧЕСТВЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Локальные сети на базе VDSL являются альтернативным, сравнительно дешевым решением, посредством которого доступом в сеть или Internet обеспечиваются многокорпусные здания, крупные компании, больницы, университеты или производственные цеха. Технология VDSL/VDSL2, изначально разрабатываемая для телефонных компаний и провайдеров, сегодня эффективно применяется для локальных сетей. Решения VDSL LAN состоят, как правило, из коммутирующей платформы и транспортной технологии VDSL, включая центральные разветвители (Central Site Splitter) и оборудование в помещении заказчика (Customer Premises Equipment, CPE) для установки на удаленных площадках ().

Коммутатор принимает сигналы данных Ethernet на порту для каскадирования (Uplink) и пересылает кадры через внутренние порты Ethernet и соответствующие интерфейсы далее к разветвителю. Применение последнего предполагается в решениях, где на месте имеется УАТС (PBX). Чтобы гарантировать, что служба POTS не будет испытывать сбои в результате отказа или переконфигурации коммутатора, разветвитель обеспечивает сосуществование VDSL и POTS на одной и той же медной (телефонной) линии.

Более новые коммутаторы на базе VDSL2 часто совмещают в одном устройстве функциональность коммутатора корпоративного/провайдерского класса со встроенным разветвителем. СРЕ предоставляют подключение к Ethernet и голосовым службам на удаленных площадках. Их можно установить в каждом помещении сдаваемого в аренду дома, университета, больницы или производственного цеха (см. врезки «Пример использования: сеть в студенческом городке» и «Пример использования: отель»). Каждое из них обычно снабжается разъемом RJ-45 и двумя соединителями RJ-11 - один для телефонной розетки в стене, другой для телефонного аппарата. Такое устройство объединяет поток данных локальной сети или Ethernet и в то же время разделяет трафик локальной сети и POTS.

Хаймо Адамски - региональный директор (рынки Германии, Австрии и Швейцарии) компании SMC Networks .

Пример использования: сеть в студенческом городке

Многие организации, которым приходится внедрять или модернизировать коммуникационные инфраструктуры, охватывающие большие здания или комплексы из нескольких зданий (студенческие городки), сталкиваются с большими расходами и техническими трудностями при внедрении традиционных ин-фраструктур локальных сетей. Особенно это касается старых зданий: они довольно хорошо оснащены телефонными линиями, но для поддержки современных компьютерных приложений с высокими требованиями к пропускной способности нуждаются либо в полном обновлении, либо в масштабном расширении локальной сетевой проводки. Кроме того, в старых строениях существует проблема нехватки помещений для установки распределительных систем на этажах: если у телефонных линий нет ограничения по длине кабеля, то для современных сетей Ethernet на основе медного провода оно составляет 100 м. Технология VDSL, используя имеющуюся телефонную линию, позволяет осуществлять одновременную передачу речи и данных на гораздо большие расстояния.

Пример использования: отель

Люди, путешествующие по служебным делам, хотели бы получать в отеле электронную почту и пользоваться другими службами Internet. До недавнего времени им приходилось мириться с модемами для коммутируемого доступа и самыми разнообразными видами телефонов. Вдобавок ко многим трудностям еще и счет за телефон получался весьма внушительным.

Технология VDSL решает эти проблемы. Хотя она использует телефонную линию помещения, но речь и данные передаются одновременно. Таким образом, телефон в комнате гостя не будет занят и, что особенно важно, не блокируются основные линии на АТС отеля. Кроме того, VDSL способна работать со скоростями, свойственными для локальных сетей.

При помощи VDSL можно расширить локальную сеть отеля, подключив к ней комнаты или даже здания, ранее недосягаемые из-за ограничений по дальности действия обычных соединений локальной сети. Другие потенциальные применения (кроме услуг телефонии и Internet в комнатах постояльцев) - беспроводные «горячие точки» в холлах или конференц-залах, а также службы «видео по требованию» (Video on Demand) с высоким разрешением для показа фильмов в отдельных комнатах.



На вопрос Есть разница между xDSL модемом и ADSL модемом? Желательно подробно. заданный автором Вровень лучший ответ это DSL - семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.
В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия - Digital Subscriber Loop - цифровой абонентский шлейф) . Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL, различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.
Службы xDSL разрабатывались для достижения определенных целей: они должны работать на существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д. , скорость работы должна быть выше теоретического предела в 56Кбит/сек. , и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение.
К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Существующие технологии xDSL разработаны для достижения определенных целей и удовлетворения определенных нужд рынка. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.
Сравнительный анализ технологий xDSL
Технология DSL Максимальная скорость
(прием/передача)
Максимальное расстояние Количество телефонных пар Основное применение
ADSL 24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с 5,5 км 1 Доступ в Интернет, голос, видео, HDTV (ADSL2+)
IDSL 144 кбит/с 5,5 км 1 Передача данных
HDSL 2 Мбит/с 4,5 км 2 Объединение сетей, услуги E1
SDSL 2 Мбит/с 3 км 1 Объединение сетей, услуги E1
VDSL 65 Мбит/с / 35 Мбит/с 1,5 км на max. скорости 1 Объединение сетей, HDTV
SHDSL 2,32 Мбит/с 7,5 км 1 Объединение сетей
UADSL 1,5 Мбит/с / 384 кбит/с 3,5 км на max. скорости 1 Доступ в Интернет, голос, видео

Технология SDSL

Симметричная или двухпроводная линия DSL (SDSL) является симметричной и базируется на более ранней технологии HDSL, но имеет целый ряд усовершенствований, которые позволяют более гибко организовать передачу данных по одной паре проводов. Кроме того, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. Технология SDSL может найти применение как в сфере бизнеса, так и в частном секторе, что создает ей очень высокую потенциальную ценность.

Стоит заметить, что некоторые современные производители узкополосного коммутационного оборудования рассматривают данную технологию как один из способов продления существования оборудования данного типа. Технология SDSL может использоваться в виде встроенных линейных карт, способных передавать 2 канала В коммутируемого трафика через коммутационную сеть. Любые другие возможности высокоскоростного доступа выводятся из коммутируемой сети в некоммутируемую сеть высокоскоростной передачи данных IP или ATM. Кроме того, технология SDSL может использоваться в качестве дополнения к таким технологиям доступа как HDSL, ADSL и VDSL.


Технология VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) является результатом естественной эволюции технологии ADSL в сторону увеличения скорости передачи данных и использования еще более широкой полосы частот. Данная технология может быть успешно внедрена путем сокращения эффективной длины абонентской линии за счет расширения сети волоконно-оптических линий и их внедрения в существующую сеть доступа.

Концепция сверхвысокоскоростной цифровой абонентской линии (VDSL).

Технология VDSL является наиболее «быстрой» технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.