Технологии DSL

DSL (Digital Subscriber Line) — это аббревиатура, обозначающая цифровую абонентскую линию. DSL-технологии позволяют соединять пользователей с телефонными станциями, расширяя при этом используемый частотный диапазон имеющихся линий телефонной кабельной сети.

xDSL — обобщенная аббревиатура для технологий DSL, где символ "х" используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL. Технологии хDSL позволяет 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. Более того, 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 решения 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.

Таким образом, технологии хDSL являются наиболее практичным решением, направленным на максимальное увеличение объема данных, передаваемых по существующим телефонным линиям. Особенно примечательно применение технологий хDSL для высокоскоростного доступа к услугам сети тем, что данные технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную инфраструктуру местных телефонных сетей. Для инсталляции DSL необходимо иметь доступ к кабельной телефонной сети, так как DSL модемы устанавливаются на обеих концах телефонной линии: один модем устанавливается у абонента, а другой - на телефонной станции.

В отличие от более ранних технологий использования медной телефонной линии, системы хDSL не требует ручной настройки при установке. Модем автоматически анализирует линию и настраивает соединение за считанные секунды. Данный процесс продолжается и во время соединения, так как модем компенсирует происходящие в линии изменения (например, связанные с изменением температуры). Модемы используют усовершенствованные алгоритмы цифровой обработки сигнала (DSP), которые создают математические модели искажений, вносимых линией, и осуществляют автоматическую коррекцию. На скорость передачи данных оказывает влияние длина линии, которая зависит от сечения жил кабеля, типа изоляции и уровня присутствующих в линии помех.

К основным типам xDSL относятся ADSL, DDSL, HDSL, SDSL и VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.

Существующие технологии xDSL разработаны для достижения поставленных целей и удовлетворения 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.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия): вариант DSL, позволяющий передавать данные пользователю со скоростью до 8,192 Мбит/с, а от пользователя со скоростью до 768 Кбит/с.

В ADSL используется метод модуляции "дискретное многотоновое кодирование (DMT)". При этом вся полоса пропускания ADSL разбивается на 512 каналов. Каждый канал занимает 4,3125 КГц. Первые шесть каналов резервируются для полосы пропускания аналоговых телефонов 4 кГц и организации защитной полосы между аналоговым телефоном и сигналом DMT 4 кГц - 25кГц. Затем следуют 25 каналов исходящего потока с 7 по 31. Они используют спектр от 26 кГц до 138 кГц.

Информация о каналах с 32 по 511 для входящего потока. В каждом из каналов используется амплитудно-фазовая модуляция (QAM). При максимальном соотношении сигнал/шум (SNR) в канале в каждый момент времени возможно передать 16 бит информации одновременно (один символ). Символьная скорость передачи равна 4000 симв/c. В итоге получаем теоретическую максимальную скорость в канале 16 * 4000 = 64 Кбит/c.

В реальной линии скорость передачи в каждом канале выбирается независимо, в зависимости от соотношения сигнал/шум на данном участке спектра. При этом, чем хуже соотношение сигнал/шум в канале, тем меньше размер символа и соответственно скорость.

Итоговая скорость ADSL-соединения получается путем сложения скоростей во всех каналах.

DDSL (DDS Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия DDS): вариант широкополосной DSL, обеспечивающий доступ по технологии Frame Relay со скоростью передачи данных от 9,6 Кбит/с до 768 Кбит/с.

ADSL G.lite: вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю , и со скоростью до 384 Кбит/с от пользователя к сети., так и симметричный режим передачи со скоростью до 384 кбит/с в обоих направлениях передачи.

HDSL (High Speed Digital Subscriber Line) - высокоскоростная цифровая абонентская линия): вариант хDSL с более высокой скоростью передачи, который позволяет организовать передачу со скоростью более1,5 Мбит/с ( стандарт США Т1) или более 2 Мбит/с (европейский стандарт Е1) в обоих направлениях обычно по двум медным парам.

SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line - симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, работающая по одной паре); известны две модификации этого оборудования: MSDSL (многоскоростная SDSL) и HDSL2, имеющие встроенный механизм адаптации скорости передачи к параметрам физической линии.

VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия): технология хDSL, обеспечивающая скорость передачи данных к пользователю до 52 Мбит/сек. Это аналог технологии ADSL, отличается тем, что может работать как в асимметричном, так и в симметричном режиме. По сравнению с ADSL, VDSL имеет значительно более высокую скорость передачи данных: от 13 до 52 Мбит/с в направлении от сети к пользователю (Downstream) и до 11 Мбит/с от пользователя к сети (Upstream) при работе в асимметричном режиме. Максимальная пропускная способность линии VDSL при работе в симметричном режиме составляет примерно 26 Мбит/с в каждом направлении передачи. В зависимости от требуемой пропускной способности и типа кабеля длина линии VDSL лежит в пределах от 300 метров до 1,3 км.

Предоставление пользователю столь высоких пропускных способностей возможно только в смешанной медно-оптической сети доступа, к которой традиционная сеть доступа на металлических кабелях будет мигрировать по мере появления новых приложений и связанного с этим увеличения числа пользователей, нуждающихся в столь высоких пропускных способностях технологии VDSL. 

Таблица 1. Сравнительный анализ технологий xDSL.

Технология	Максимальная скорость (прием/передача)	Максимальное  расстояние	Кол-во  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	55 Мбит/с / 11 Мбит/с	1,3 км	1	Объединение сетей, HDTV
SHDSL	2,32 Мбит/с	7,5 км	1	Объединение сетей
UADSL	1,5 Мбит/с / 384 кбит/с		1	Доступ в Интернет, голос, видео