ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 18:40, 16 июня 2019.
Рисунок 1 - ADSL-модем

ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line — Асимметричная цифровая абонентская линия) – это одна из наиболее распространенных технологий высокоскоростной передачи данных из семейства DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия), которая дает возможность передавать данные асимметрично. Использование данной технологии означает, что скорость передачи данных к пользователю («нисходящий» поток) выше, чем от пользователя («восходящий» поток). Тем не менее, скорость передачи в сторону сети остается более быстрой, чем при использовании аналогового модема[Источник 1].

История разработки

История разработки технологий DSL начинается во второй половине восьмидесятых годов, когда для улучшения передачи данных по витой паре медных проводов было решено использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии. В 1987 году компания Bellcore представила первую технологию из семейства xDSL и запустила её в телефонных сетях США.

В начале 90-х годов стала разрабатываться асимметричная модификация цифровой абонентской линии – ADSL. В американских телефонных сетях она появилась уже к 1993 году.[Источник 2]

Изначально данная технология разрабатывалась для того, чтобы предоставить телефонным компаниям возможность представления видео по запросу. Требовалась высококачественная передача данных, так как возникновение даже единичных ошибок значительно ухудшало качество изображения. Для этого в ADSL стали использовать упреждающую коррекцию ошибок и чередование данных, что привело к увеличению времени ожидания.

Использование ADSL для услуг видео по запросу оказалось коммерчески неуспешным, так как помимо возникновения технологических сложностей, цена аппаратуры оказалась достаточно высокой. Однако, в 1995 году в Америке начался Интернет-бум, что послужило толчком к разработке ADSL-устройств второго поколения. Новое оборудование в первую очередь было нацелено на подключение к Интернету. Ориентация на удаленный доступ иногда приводила к снижению скорости передачи данных в «нисходящем» потоке, но ее увеличении в «восходящем» потоке. Также это привело к снижению цены. Такие устройства стали продаваться в Америке уже в 1996 году.

Важным преимуществом нового оборудование стало дополнение в виде частотного разделителя (POTS splitter). Он позволил производить передачу сигнала аналоговой телефонии одновременно с использованием интернета.

Сегодня из-за ограниченной пропускной способности ADSL начинает вытесняться более быстрыми технологиями (Ethernet, GPON и др.). Например, Gigabit Ethernet позволяет передавать данные по «восходящему» потоку со скоростью до 1 Гбит/с, в то время как ADSL - только до 1,5 Мбит/с. Несмотря на это, ADSL все еще остается лидером среди технологий широкополосной передачи данных. В некоторых странах Европы ADSL является стандартом при обеспечении населения Интернетом.

На сегодняшний день технология ADSL обеспечивает скорость передачи данных по «нисходящему» потоку в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с, а по «восходящему» - от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Общая тенденция развития данной технологии обещает в будущем увеличение скорости передачи данных.

Принцип работы

Технология ADSL позволяет преобразовать витую пару телефонных проводов в высокоскоростную сеть передачи данных. Такая цифровая абонентская линия соединяет два ADSL модема (см. рисунок 1), каждый из которых подключен к одному из концов витой пары телефонного кабеля.

Рисунок 2 - Частотное уплотнение линии связи

В обычной телефонной линии используется полоса частот 0,3…3,4 кГц. В ADSL же нижняя граница диапазона частот составляет 26 кГц, а верхняя - 1,1 МГц. При таком диапазоне частот коэффициент затухания почти не зависит от частоты [Источник 3] . Для возможности передачи нескольких сигналов по одной линии одновременно полоса пропускания телефонной линии разделяется на несколько частотных полос, каждая из которых передает отдельные части данных. Такое деление называется частотным уплотнением линии связи (Frequency Division Multiplexing — FDM)(см. рисунок 2). Образуется три информационных канала:

  1. «Восходящий» поток передачи данных;
  2. «Нисходящий» поток передачи данных;
  3. Канал обычной телефонной связи (POTS— Plain Old Telephone Service).

При этом для «восходящего» и «нисходящего» потоков выделяются свои диапазоны, которые в свою очередь могут делиться на несколько каналов. Благодаря использованию FDM передача различных данных может происходить одновременно с обычной телефонной связью. Причем POTS гарантирует работу телефона, даже в случае разрыва соединения ADSL.

С целью сжатия еще большего объема информации в ADSL используется цифровая обработка сигнала, а также аналогово-цифровые преобразователи и аналоговые фильтры. Для кодирования данных в АDSL используют методы САР (Carrier less Amplitude and Phase modulation - амплитудная и фазовая модуляция без несущей) [Источник 4]. Иногда в ADSL используется также технология подавления эхо-сигналов. Это дает возможность более эффективно пользоваться доступным спектром частот, перекрывая часть диапазона «нисходящего» потока передачей данных по «восходящему» потоку. Также в некоторых случаях в телефонную сеть абонента устанавливают фильтр низких частот (частотный разделитель), который пропускает к POTS только низкочастотную составляющую сигнала. Это способствует тому, что телефон не вносит высокочастотный шум в линию связи.

Подключение к Интернету через ADSL

Подключение к Интернету через ADSL является достаточно экономичным. Оно не требует прокладки дополнительных проводов, так как для него используются обычные телефонные линии. Для того, чтобы подключиться к интернету необходимо подключить к каждому концу линии модем ADSL (один на стороне пользователя, другой у телефонной станции или провайдера). После этого устанавливается постоянное соединение.

Обычная телефонная связь использует лишь около одного процента пропускной способности абонентской линии. ADSL же использует оставшуюся «часть» для высокоскоростной передачи данных. Кроме того, технология ADSL в отличие от кабельных модемов позволяет полное использование полосы пропускания одним пользователем.

Параметры

Первичные параметры

  1. Сопротивление шлейфа - R [Ом] от 10 до 1200;
  2. Сопротивление изоляции - R [МОм] более 40;
  3. Емкость шлейфа - С [нФ] от 10 до 300;
  4. Емкостная асимметрия - C [нФ] от 0 до 10, относительно земли.

Вторичные параметры

Затухание сигнала (Line Attenuation):

  • от 5dB до 20dB - отличная линия;
  • от 20dB до 30dB – хорошая линия;
  • от 30dB до 40dB – плохая линия;
  • от 50dB и выше оборудование не будет работать.

Уровень шума (RMS Noise Energy):

  • от -65dBm до -50dBm - отличная линия;
  • от -50dBm до -35dBm – хорошая линия;
  • от -35dBm до -20dBm – плохая линия (высокая вероятность повреждения линии)
  • от -20dBm и выше оборудование не будет работать.[Источник 5]

Источники

  1. Все про ADSL // XDSL - технологии последней мили и многое другое [2003–2019]. Дата обновления: 16.04.2019. URL: http://www.xdsl.ru/articles/adsl.htm (дата обращения: 16.04.2019).
  2. xDSL: от А до Я [2003 - ]. Дата обновления: 17.04.2019. URL: http://infocom.uz/2003/04/03/xdsl-ot-a-do-ya/ (дата обращения: 17.04.2019).
  3. Курс лекций Информационные технологии в ИТСС // Файловый архив студентов [2015 - ]. Дата обновления: 21.04.2019. URL: https://studfiles.net/preview/1789707/page:16/ (дата обращения: 21.04.2019).
  4. Описание технологии DSL [ - ]. Дата обновления: 21.04.2019. URL: http://www.konturm.ru/tech.php?id=dsl (дата обращения: 21.04.2019).
  5. Зависимость работы ADSL от различных параметров [2005 - ]. Дата обновления: 21.04.2019. URL: http://library.espec.ws/article.php?article=41 (дата обращения: 21.04.2019).