Фирма "Сети": системная интеграция. Нижний Новгород. Логотип.
Компьютерные системы и сети
603002, г.Нижний Новгород,
ул. Ивана Романова, 2, оф. 402
тел. 46-40-73, 46-39-12   
seti@sandy.ru
Добавить в избранное

Навигация по сайту
 
 
Подписка на новости

На главную
О фирме
Решения и технологии
Каталог товаров
Цены
Сервисная поддержка
Для дилеров
Разное

 

xDSL: технология передачи данных

Автор: Дементьев А.П., ген.дир. ЗАО"Сети",
журнал ITNN, апрель 2004г.

Потребность людей в получении актуальной информации в удобном месте и в кратчайшие сроки растет из года в год. Вот почему в последние годы на страницах газет и журналов все чаще звучит термин "широкополосный доступ" к информации. Термин этот обозначает возможность пользователя получать удаленные от его местонахождения данные в большом объеме и на приемлемой для их восприятия скорости ("быстрый" интернет, видеоконференции, комфортная работа с удаленными корпоративными данными и т.д.) Требования к этой "широкополосности" и качеству передачи иллюстрирует следующая таблица (рис.1).

Вид приложений
Скорость передачи
Допустимая задержка
Традиционный доступ в интернет, e-mail
50 - 100 Кбит/с
1-2 с / оффлайн
IP-телефония
16 - 64 Кбит/с
150 мс
Видеотелефония
128 - 372 Кбит/с
100 мс
Видеоконференции, корпоративные сети
0,1 - 2 Мбит/с

200 мс / оффлайн
DVD-видео
3-5 Мбит/с
100 мс
MPEG2-видео
1 - 3 Мбит/с
100 мс

 

Задачи этого цикла статей - сориентировать читателя, с помощью каких современных технологий передачи данных на участке "последней мили" можно решать задачу по обеспечению качественной передачи необходимого трафика данных в конкретных условиях, их слабые и сильные стороны, а также осветить ближайшее будущее этих технологий и их перспективы использования.
Существующие технологии можно классифицировать по разным признакам - среде передачи, максимальной дальности действия и диапазону рабочих скоростей. В данном цикле мы затронем самые распространенные среды передачи - медные пары проводов, оптоволокно, воздушное пространство (беспроводка), а также очень перспективную в ближайшем будущем среду - электропроводку. Что касается двух других критериев, то в ходе повествования мы обязательно будем акцентировать на них внимание, т.к. дальность и скорость являются самыми главными параметрами для каналов передачи данных и, в основном, именно они определяют преимущественную область применения.
Самой распространенной на сегодняшний день средой передачи данных является медный кабель, что объясняется тем, что его начали использовать ещё в 19 веке для нужд телефонии, а в конце 90-го 4-х парный медный кабель стал самым распространенным в локальных вычислительных сетях предприятий.
В таблице на рис.2 представлены основные на сегодня технологии передачи, использующие медную проводку.

 

Стандарт
Кол-во медных пар
Скорость, Мбит/с
Дальность, км
Адаптация
ADSL
G.992.1
1
8,2/1,5
3-6
Да
HDSL
G.991.1
2
2,3
3-6
Да
SDSL
1
2,3
3-6
Да
SHDSL
G.991.2
1/2
2,3/4,6
3-9
Да
VDSL
G.993.1
1
12,3 (до 52/2)
0,8-1,8
Да
HomePNA
HPNA
1
1/10
0,2-0,6
Да
Ethernet
IEEE 802.3
2/4
10/100/1000
0,1
Нет

В этой статье мы подробней рассмотрим семейство xDSL-технологий.
Первая из них ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия) придумана специально для "быстрой" работы в Интернет. Именно поэтому она предполагает неодинаковую скорость передачи данных к пользователю и от него - 8 Мбит/с и 1,5 Мбит/с соответственно. Именно такое соотношение объемов передаваемого трафика имеет среднестатистический пользователь, работающий в Интернет. Передаваемый сигнал имеет модуляцию DMT (Discrete Multi Tone) и занимает полосу частот 20кГц - 200кГц (исходящий от пользователя трафик) и 200 - 1100 кГц (входящий трафик). Так как нижняя частота используемого диапазона (20 кГц) существенно превышает голосовой диапазон аналоговой телефонии (0,2 - 4 кГц), то есть возможность одновременно передавать данные и вести телефонный разговор. Правда, для этого нужно использовать специальный частотный фильтр - splitter.
Данная технология давно стандартизирована (G.992.1), принята в качестве стандарта для "широкополосного" интернета во всем мире и сегодня является самой массовой и поэтому доступной по цене. Из 25 миллионов установленных за последний год по всему миру DSL-линий - 90% приходится на ADSL. Цены на ADSL модемы достигли отметки 50 долларов, а 1 Гбайт трафика у российского провайдера "МТУ - Интел" по тарифу "Стрим" стоит всего $ 30.
Существует также усеченная версия ADSL - Adsl.Lite (стандарт G.992.2 или G.Lite), предусматривающий работу на меньших (но достаточных для Интернета) скоростях - 1,5 Мбит/с к пользователю и 0,384 Мбит/с от него. Спектр полезного сигнала у этой реализации ADSL еще более смещен вверх так, что для разделения телефонного разговора и данных отпадает необходимость в частотном фильтре. Однако, этот "урезанный" ADSL широкого распространения не получил, т.к. частотные фильтры большинство производителей ADSL-устройств встраивают внутрь изделий, а стоимость наборов микросхем для реализации обоих видов практически одинакова.
Следующая технология SDSL (симметричная цифровая абонентская линия) является экономичной реализацией технологии HDSL (стандарт G.991.1), также давно используется для передачи данных и во многом похожа на ADSL по максимальному радиусу действия, а также возможности изменять скорость (адаптироваться) при изменении окружающих условий передачи.
Коренное отличие от ADSL - в передаче трафика с одинаковой скоростью 192-2320 Кбит/с в обоих направлениях, что и определило её использование в корпоративных распределенных сетях передачи данных. Достаточно старый вид модуляции сигнала 2B1Q, а также отсутствие единого стандарта в реализации, что привело к несовместимости изделий от разных производителей, предопределило недолгий век этой технологии. В настоящий момент оборудование SDSL практически не выпускается, т.к. её место сегодня прочно занимает более совершенная технология SHDSL, вобравшая все лучшее, что есть у HDSL и SDSL. В отличие от последней SHDSL имеет международный стандарт G.991.2, обеспечивающий совместимость оборудования, может работать по 2-м парам проводов в режиме полного дуплекса со скоростью 4,6 Мбит/с и обеспечивает гарантированное качество передачи (Quality of Service) поскольку для кодирования полезного сигнала применяется современная модуляция TC-PAM, обеспечивается очень маленькая задержка распространения сигнала - всего 1,2 мс, а также достаточно узкая занимаемая полоса использования частот 0,05-0,35 МГц (рис.3).

Первое обстоятельство позволяет передавать критичные к задержке данные (видео, голос) и даже реализовать информационные системы реального времени, а узкая полоса благоприятно влияет на взаимную помехоустойчивость при работе в многопарных кабелях. Очень важным обстоятельством также является возможность использования повторителей (теоретически до 8 штук), что позволяет делать тракты протяженностью до 50 км. Часто можно слышать вопрос: "А что лучше: SHDSL или ADSL?". Последняя вроде бы обеспечивает большую скорость к абоненту - до 8 Мбит/с, да и устройства ADSL стоят дешевле почти в 2 раза. Во-первых, 8 Мбит/с - это максимально возможная теоретическая скорость, реально меньше, во-вторых, ADSL предполагает обычно топологию "звезда", т.е. абонентские модемы подключаются к некоему центральному многопортовому узлу доступа DSLAM, в третьих, работа в корпоративной сети предполагает, как правило, открытие (скачивание) файла из удаленного сервера, его модернизацию и сохранение (закачивание) опять на удаленном сервере, т.е. генерится практически одинаковый трафик в обе стороны. Кроме того, у SHDSL в начале сеанса связи предусмотрена специальная процедура определения оптимальных параметров соединения (спецификация G.844.1), учитывающих "тип" трафика, режим передачи и "фрейминг" - количество битов информации, передаваемых в одном кадре. Его лучшая помехозащищенность увеличивает максимальную дальность передачи в среднем на 20-25% (рис.4).

Все вышесказанное говорит о том, что каждая из этих технологий хороша по-своему и нужно выбирать исходя из поставленных перед трактом передачи задач и существующих внешних факторов.
Ну, и, наконец, самая молодая из DSL-семейства - технология VDSL (сверхскоростная цифровая абонентская линия) описывается окончательно еще непринятым стандартом G.993 (G.993.1 - начальная рекомендация). Несмотря на это, оборудование уже выпускается основными производителями и обеспечивает передачу трафика со скоростью 5-25 Мбит/с с произвольно программируемой пользователем асимметрией (теоретически до 52 Мбит/с суммарно по направлениям) благодаря применению нового способа модуляции TDM (метод частотного мультиплексирования). Суть его состоит в том, что передача информации ведется одновременно по 52-м смещенным по частоте каналам, а в конце тракта проходит мультиплексирование (сложение) передаваемых по разным каналам пакетов в один высокоскоростной поток. Фрагмент частотного спектра сигнала VDSL показан на рис.5.

фрагмент частотного спектра сигнала VDSL

Из рисунка видно, что есть узкие участки частот, где передача вообще не ведется, что позволяет при точной подстройке этих "нулей" исключить действие узкополосных помех. Кроме того, если помеха все-таки перекрывает один или несколько частотных каналов полезного сигнала, при настройке оборудования можно "выключить" эти каналы и передача там вестись не будет. Таким образом, данный способ модуляции не только позволяет на порядок увеличить скорость, но и повышает помехозащищенность. Правда, справедливости ради, надо отметить, что существенное расширение частотного спектра сигнала (2 - 12 МГц) привело к снижению дальности действия (1,5 - 1,8 км) и повысило требование к качеству медной пары (не хуже категории 3). VDSL также имеет хорошие показатели по вносимой задержке распространения сигнала и поэтому подходит для передачи критичного к задержке трафика (видеоконференцсвязь, IP-телефония и т.д.) Особенно популярно на рынке решение на базе VDSL-модемов для объединения удаленных Ethernet-сегментов ЛВС. В этом случае, модемы на стадии изготовления уже настроены на симметричный вариант с фиксированной скоростью (обычно 10 Мбит/сек). Такой прием получил название "Ethernet over VDSL", существенно удешевил оборудование и упростил его использование для этого круга задач.
Прогресс не стоит на месте, и уже сейчас полным ходом идет работа по разработке и стандартизации более быстрых версий DSL технологий. В таблице на рис.6 показаны следующие версии цифровых абонентских линий и их предполагаемые характеристики.

Технология Проект стандарта Дата ожидаемого принятия Скорость, Мбит/с Дальность (Vmax), км Модуляция
ADSL-2

G.992.3
G.992.4
06.2002
12/1,0
1,8-6
QAM
ADSL-2+
G.992.5
01.2003
24/2,0
0,9-6
QAM
Extrime DSL MAX
G.992.3
-992.5 Compatible
01.2004
50,0/3,0
3-6,6
 
G.SHDSL
G.shdsl.bis
01.2004
3,8/3,8
5,7/5,7
0,81,5(4,0)
TC-PAM16TC-PAM32
VDSL-2
G.993.2
08.2004
60/40
1,5(4,0)
DMT, QAM


Некоторые из них, по видимому, так и не превратятся в полноценный стандарт, другие уже используются в оборудовании первопроходцев индустрии.
Так, ADSL-2 уже используется у некоторых американских провайдеров сети Интернет, а оборудование выпускается по предварительно утвержденным спецификациям G.992.3 (использование со сплиттером) и G.992.4 (без сплиттера) и совместимо со старой спецификацией ADSL. Квадратурно-амплитудная модуляция (QAM) позволила немного сузить полосу несущих частот и увеличить дальность действия примерно на 20%. Следующая версия ADSL 2+ предполагает увеличение скорости в 2 раза по сравнению с ADSL 2 за счет увеличения полосы сигнала - до 2,2 МГц. Соответствующее оборудование еще в стадии разработки, а вот уникальная технология под названием Extrime DSL MAX, разработанная инженерами фирмы Centillium Communications, проходит стендовые испытания и может стать основой окончательного стандарта ADSL.
Следует заметить, что технологически индустрия к ADSL второго поколения уже готова, разработаны чипсеты и приемопередатчики. Но, выпуск готовых изделий тормозится не столько отсутствием принятого стандарта, сколько неготовностью потенциальных пользователей их применять, точнее практическим отсутствием такого высокоскоростного контента у потенциальных поставщиков услуг (видео DVD качества по запросу и т.д.).
У симметричного стандарта также к середине года должны быть обнародованы новые спецификации, позволяющие достичь скорости по одной паре проводов 5,7Мбит/с на расстоянии до 4-х км. Но, особенно с нетерпением ожидается принятие стандарта VDSL-2 (G.993.2), благодаря которому общая пропускная способность информационных каналов достигнет 100Мбит/с. Правда, принятию стандарта препятствует тот факт, что все ведущие производители оборудования разбились на два лагеря, которые поддерживают разные способы канальной модуляции сигнала VDSL - QAM или DMT. Несмотря на некоторое ожидаемое снижение дальности до 500 м, данное оборудование будет востребовано для объединения корпусов многочисленных заводов, баз, университетских городков и гостиничных комплексов. Как говорится, поживем - увидим.

 
     Новости
     Прайс-листы

подробнее о подписке
Важно!
Программа "Корпоративный клиент"

Реклама на сайте


 
Поиск
На сайте
В Яndex
Реклама на сайте

Баннер компьютерного салона INTEGRA