Асимметричная цифровая абонентская линия

редактировать
Служба DSL, где пропускная способность нисходящего потока превышает пропускную способность восходящего потока A шлюз обычно используется для установления соединения ADSL

Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL ) - это тип технологии цифровой абонентской линии (DSL), технологии передачи данных, которая обеспечивает более быструю передачу данных по медному кабелю телефонных линий, чем может обеспечить обычный голосовой диапазон модем. ADSL отличается от менее распространенной симметричной цифровой абонентской линии (SDSL). В ADSL полоса пропускания и битрейт считаются асимметричными, то есть больше по направлению к помещению клиента (нисходящий поток ), чем наоборот (восходящий ). Провайдеры обычно продают ADSL как услугу доступа в Интернет в первую очередь для загрузки контента из Интернета, но не для обслуживания контента, доступного другим лицам.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 Работа
    • 2.1 Чередование и быстрый путь
  • 3 Проблемы при установке
  • 4 Транспортные протоколы
  • 5 Стандарты ADSL
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Обзор

ADSL работает за счет использования спектра выше диапазона, используемого для голосовых телефонных звонков. С фильтром DSL, который часто называют сплиттером, полосы частот изолированы, что позволяет использовать одну телефонную линию как для службы ADSL, так и для телефонных звонков одновременно. ADSL обычно устанавливается только на небольших расстояниях от телефонной станции (последняя миля ), обычно менее 4 км (2 миль), но известно, что расстояние превышает 8 км (5 км). mi), если изначально проложенный кабель калибра позволяет его дальнейшее распространение.

На телефонной станции линия обычно оканчивается мультиплексором доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), где другой делитель частоты разделяет сигнал полосы речевых сигналов для обычного телефонная сеть. Данные, передаваемые ADSL, обычно маршрутизируются по сети передачи данных телефонной компании и в конечном итоге достигают обычной сети Интернет-протокола.

Существуют как технические, так и маркетинговые причины, по которым ADSL во многих местах является наиболее распространенным типом, предлагаемым домашним пользователям. С технической стороны, вероятно, будет больше перекрестных помех от других цепей на конце DSLAM (где провода от многих локальных шлейфов расположены близко друг к другу), чем в помещении клиента. Таким образом, сигнал загрузки самый слабый в самой шумной части местного контура, а сигнал загрузки самый сильный в самой шумной части местного контура. Поэтому технически целесообразно использовать DSLAM для передачи с более высокой скоростью передачи данных, чем модем на стороне клиента. Поскольку типичный домашний пользователь на самом деле предпочитает более высокую скорость загрузки, телефонные компании предпочли сделать добродетель из необходимости, отсюда и ADSL.

Маркетинговые причины асимметричного подключения заключаются в том, что, во-первых, большинству пользователей интернет-трафика требуется меньше данных для загрузки, чем для загрузки. Например, при обычном просмотре веб-страниц пользователь посетит несколько веб-сайтов, и ему потребуется загрузить данные, которые содержат веб-страницы с сайта, изображения, текст, звуковые файлы и т. Д., Но они загрузят только небольшое количество data, поскольку единственные загруженные данные используются для проверки получения загруженных данных или любых данных, введенных пользователем в формы и т. д. Это дает основание для поставщиков интернет-услуг предлагать более дорогие услуги, ориентированные на коммерческих пользователей. которые размещают веб-сайты и, следовательно, нуждаются в услуге, позволяющей загружать столько же данных, сколько и загружать. Приложения для обмена файлами - очевидное исключение из этой ситуации. Во-вторых, провайдеры интернет-услуг, стремясь избежать перегрузки своих магистральных соединений, традиционно пытались ограничить использование, такое как совместное использование файлов, которое генерирует много загрузок.

Операция

DSL SoC

В настоящее время большая часть ADSL-связи полнодуплексная. Полнодуплексная связь ADSL обычно достигается по паре проводов с помощью дуплекса с частотным разделением (FDD), дуплексного режима с эхоподавлением (ECD) или дуплексного режима с временным разделением (TDD). FDD использует две отдельные полосы частот, называемые полосами восходящего и нисходящего потоков. Диапазон восходящего потока используется для связи от конечного пользователя с центральным телефонным офисом. Диапазон нисходящего потока используется для связи от центрального офиса к конечному пользователю.

Частотный план для ADSL, приложение A. Красная область - это частотный диапазон, используемый для обычной голосовой телефонии (PSTN ), зеленая (восходящая) и синяя (нисходящая) области используются для ADSL.

При обычном развертывании ADSL поверх POTS (Приложение A) полоса от 26,075 кГц до 137,825 кГц используется для восходящей связи, а 138–1104 кГц используется для нисходящей связи. По обычной схеме DMT каждый из них далее делится на более мелкие частотные каналы 4,3125 кГц. Эти частотные каналы иногда называют бинами. Во время начального обучения для оптимизации качества и скорости передачи модем ADSL проверяет каждый из элементов дискретизации, чтобы определить отношение сигнал / шум на каждой частоте дискретизации. Расстояние от телефонной станции, характеристики кабеля, помехи от AM-радиостанций, а также местные помехи и электрические помехи в месте нахождения модема могут отрицательно повлиять на отношение сигнал / шум на определенных частотах. Бины для частот, демонстрирующих пониженное отношение сигнал / шум, будут использоваться с более низкой пропускной способностью или вообще не использоваться; это снижает максимальную пропускную способность канала, но позволяет модему поддерживать адекватное соединение. Модем DSL составляет план использования каждого из бункеров, иногда называемый распределением «битов на бункер». Те бины, которые имеют хорошее отношение сигнал / шум (SNR), будут выбраны для передачи сигналов, выбранных из большего числа возможных закодированных значений (этот диапазон возможностей соответствует большему количеству отправленных битов данных) в каждом основном тактовом цикле. Число возможностей не должно быть настолько большим, чтобы приемник мог неправильно декодировать, какая из них была предназначена, в присутствии шума. Шумные бункеры могут содержать только два бита, выбор только одного из четырех возможных шаблонов или только один бит на бункер в случае ADSL2 +, а очень зашумленные бункеры вообще не используются. Если картина шума по сравнению с частотами, слышимыми в ячейках, изменяется, модем DSL может изменить распределение битов на ячейку в процессе, называемом «перестановкой битов», когда ячейки, которые стали более шумными, должны только нести меньшее количество бит и другие каналы будут выбраны с большей нагрузкой.

Пропускная способность передачи данных, которую сообщает модем DSL, определяется суммой распределения битов на бункер для всех объединенных бункеров. Более высокие отношения сигнал / шум и большее количество используемых элементов разрешения дают более высокую общую пропускную способность канала, в то время как более низкие отношения сигнал / шум или меньшее количество используемых элементов дискретизации дают низкую пропускную способность канала. Общая максимальная пропускная способность, полученная путем суммирования битов на ячейку, сообщается модемами DSL и иногда называется скоростью синхронизации. Это всегда будет вводить в заблуждение: истинная максимальная пропускная способность канала для скорости передачи пользовательских данных будет значительно ниже, поскольку передаются дополнительные данные, которые называются служебными данными протокола, уменьшенные цифры для PPPoA соединений около 84–87 процентов, самое большее, являются обычными. Кроме того, некоторые интернет-провайдеры будут иметь политики трафика, которые дополнительно ограничивают максимальную скорость передачи в сетях за пределами биржи, а перегрузка трафика в Интернете, большая нагрузка на серверы и медлительность или неэффективность компьютеров клиентов - все это может способствовать сокращению ниже максимально достижимого. Когда используется точка беспроводного доступа, низкое или нестабильное качество беспроводного сигнала также может вызвать снижение или колебания фактической скорости.

В режиме с фиксированной скоростью скорость синхронизации заранее определяется оператором, и модем DSL выбирает распределение битов на ячейку, что дает приблизительно равную частоту ошибок в каждом ячейке. В режиме с переменной скоростью выбирается количество битов на ячейку, чтобы максимизировать скорость синхронизации с учетом допустимого риска ошибки. Эти варианты могут быть либо консервативными, когда модем выбирает выделять меньше битов на ячейку, чем он мог бы, выбор, который обеспечивает более медленное соединение, либо менее консервативным, когда выбирается больше битов на ячейку, и в этом случае существует больший риск. в случае ошибки, если в будущем отношение сигнал / шум ухудшится до точки, когда выбранные распределения битов на бункер будут слишком высокими, чтобы справиться с большим присутствующим шумом. Этот консерватизм, предполагающий выбор использования меньшего количества битов на ячейку для защиты от будущего увеличения шума, сообщается как запас отношения сигнал / шум или запас отношения сигнал / шум.

Телефонная станция может указать предполагаемый запас SNR для модема DSL клиента при первоначальном подключении, и модем может соответственно составить свой план распределения битов на бункер. Высокий запас по SNR будет означать снижение максимальной пропускной способности, но большую надежность и стабильность соединения. Низкий запас SNR будет означать высокие скорости при условии, что уровень шума не увеличивается слишком сильно; в противном случае соединение необходимо будет разорвать и заново согласовать (повторно синхронизировать). ADSL2 + может лучше адаптироваться к таким обстоятельствам, предлагая функцию, называемую плавной адаптацией скорости (SRA), которая может учитывать изменения в общей пропускной способности канала с меньшим нарушением связи.

Частотный спектр модема на линии ADSL

Поставщики могут поддерживать использование более высоких частот в качестве собственного расширения стандарта. Однако для этого требуется соответствующее оборудование поставщика на обоих концах линии, что, вероятно, приведет к проблемам перекрестных помех, которые повлияют на другие линии в том же пучке.

Существует прямая зависимость между количеством доступных каналов и пропускной способностью ADSL-соединения. Точная емкость данных на канал зависит от используемого метода модуляции.

ADSL изначально существовал в двух версиях (аналогичных VDSL ), а именно CAP и DMT. CAP был де-факто стандартом для развертываний ADSL до 1996 года, в то время он использовался в 90 процентах установок ADSL. Однако DMT был выбран для первых стандартов ADSL ITU-T, G.992.1 и G.992.2 (также называемых G.dmt и G.lite соответственно). Поэтому все современные установки ADSL основаны на схеме модуляции DMT.

Чередование и быстрый путь

Интернет-провайдеры (но пользователи редко, за исключением Австралии, где это значение по умолчанию) имеют возможность использовать чередование пакетов, чтобы противостоять эффектам шум на телефонной линии. Строка с чередованием имеет глубину, обычно от 8 до 64, которая описывает, сколько кодовых слов Рида – Соломона накапливается перед отправкой. Поскольку все они могут быть отправлены вместе, их коды упреждающего исправления ошибок можно сделать более устойчивыми. Чередование добавляет задержку, поскольку все пакеты должны быть сначала собраны (или заменены пустыми пакетами), и, конечно же, всем им требуется время для передачи. Чередование 8 кадров добавляет 5 мс время приема-передачи, а глубокое перемежение 64 добавляет 25 мс. Другие возможные значения глубины - 16 и 32.

Соединения «Fastpath» имеют глубину чередования 1, то есть по одному пакету отправляется за раз. Это имеет низкую задержку, обычно около 10 мс (к ней добавляется чередование, это не больше, чем при чередовании), но он чрезвычайно подвержен ошибкам, поскольку любой всплеск шума может удалить весь пакет и, следовательно, потребовать его повторной передачи.. Такой пакет в большом перемеженном пакете пропускает только часть пакета, его можно восстановить на основе информации об исправлении ошибок в остальной части пакета. Соединение по «быстрому пути» приведет к чрезвычайно высокой задержке на плохой линии, поскольку для каждого пакета потребуется много попыток.

Проблемы с установкой

Развертывание ADSL на существующей простой старой телефонной линии (POTS) вызывает некоторые проблемы, поскольку DSL находится в полосе частот, которая может неблагоприятно взаимодействовать с существующее оборудование, подключенное к линии. Следовательно, необходимо установить соответствующие частотные фильтры на территории клиента, чтобы избежать помех между DSL, голосовыми услугами и любыми другими подключениями к линии (например, охранной сигнализацией). Это желательно для голосовой службы и важно для надежного соединения ADSL.

На заре внедрения DSL установка требовала выезда техника. Рядом с точкой разграничения был установлен разделитель или микрофильтр, от которого была проложена выделенная линия передачи данных. Таким образом, сигнал DSL отделяется как можно ближе к центральному офису и не ослабляется внутри помещения клиента. Однако эта процедура была дорогостоящей, а также вызвала проблемы с клиентами, жаловавшимися на то, что им приходится ждать, пока техник выполнит установку. Таким образом, многие провайдеры DSL начали предлагать вариант «самостоятельной установки», при котором провайдер предоставляет заказчику оборудование и инструкции. Вместо разделения сигнала DSL в точке разграничения, сигнал DSL фильтруется в каждой телефонной розетке с использованием фильтра нижних частот для голоса и фильтра верхних частот для данных, обычно заключенных в то, что известный как микрофильтр. Этот микрофильтр может быть подключен конечным пользователем к любой телефонной розетке: он не требует перенастройки проводки на территории заказчика.

Обычно микрофильтры представляют собой только фильтры нижних частот, поэтому за ними могут проходить только низкие частоты (голосовые сигналы). В разделе данных микрофильтр не используется, поскольку цифровые устройства, предназначенные для извлечения данных из сигнала DSL, сами отфильтровывают низкие частоты. Устройства голосовой телефонной связи улавливают весь спектр, поэтому высокие частоты, включая сигнал ADSL, будут «слышны» как шум в телефонных терминалах и будут влиять и часто ухудшать качество обслуживания факсов, датафонов и модемов. С точки зрения устройств DSL, любое принятие их сигнала устройствами POTS означает ухудшение качества сигнала DSL для устройств, и это основная причина, по которой требуются эти фильтры.

Побочным эффектом перехода к модели с самостоятельной установкой является то, что сигнал DSL может ухудшиться, особенно если к линии подключено более 5 устройств голосового диапазона (то есть телефонных POTS). После того, как на линии был включен DSL, сигнал DSL присутствует на всей телефонной проводке в здании, вызывая затухание и эхо. Способ обойти это - вернуться к исходной модели и установить один фильтр перед всеми телефонными разъемами в здании, кроме разъема, к которому будет подключен модем DSL. Поскольку это требует изменения проводки со стороны заказчика и может не работать в некоторых домашних телефонных проводках, это делается редко. Как правило, намного проще установить фильтры на каждую используемую телефонную розетку.

Сигналы DSL могут ухудшаться из-за старых телефонных линий, устройств защиты от перенапряжения, плохо спроектированных микрофильтров, повторяющихся электрических импульсных помех и длинных телефонных удлинителей. Телефонные удлинители обычно изготавливаются из многожильных медных проводников малого сечения, которые не выдерживают перекручивания пары, снижающей шум. Такой кабель более восприимчив к электромагнитным помехам и имеет большее затухание, чем сплошная медная витая пара, обычно подключаемая к телефонным разъемам. Эти эффекты особенно значительны, когда телефонная линия клиента находится на расстоянии более 4 км от DSLAM в телефонной станции, что приводит к снижению уровней сигнала по сравнению с любым локальным шумом и затуханием. Это приведет к снижению скорости или возникновению сбоев соединения.

Транспортные протоколы

ADSL определяет три уровня «Конвергенция передачи, зависящая от протокола передачи (TPS-TC)»:

В домашней установке преобладает транспортный протокол - ATM. Помимо ATM, есть несколько возможностей дополнительных уровней протоколов (два из них сокращенно сокращаются как «PPPoA » или «PPPoE »), причем все - important TCP /IP на уровнях 4 и 3 соответственно модели OSI, обеспечивающей соединение с Интернетом.

стандартами ADSL

Частотный план для общих стандартов ADSL и приложений.
ЛегендаPOTS / ISDN Защитная полоса Восходящий Нисходящий ADSL, ADSL2, ADSL2 + Нисходящий ADSL2 + только
ВерсияСтандартное имяОбщее имяСкорость нисходящего потокаСкорость восходящего потокаУтверждено в
ADSLANSI T1.413-1998 Выпуск 2 ADSL08.08.0 Мбит / с1.0 Мбит / с1998
ITU G.992.2 ADSL Lite (G.lite )01,51,5 Мбит / с0,5 Мбит / с1999-07
ITU G.992.1 ADSL (G.dmt )08.08.0 Мбит / с1,3 Мбит / с1999-07
ADSL через POTS12,0 Мбит / с1,3 Мбит / с2001
ADSL через ISDN12,0 Мбит / с1,8 Мбит / с2005
ADSL2ITU G.992.3 Приложение L RE-ADSL205.05.0 Мбит / с0,8 Мбит / с2002-07
ITU G.992.3 ADSL212,0 Мбит / с1,3 Мбит / с2002-07
ITU G.992.3 Приложение J ADSL212,0 Мбит / s3,5 Мбит / с2002-07
ITU G.992.4 ADSL2 без разветвителя01,51,5 Мбит / с0,5 Мбит / с2002-07
ADSL2 +ITU G.992.5 ADSL2 +24,0 Мбит / с1,4 Мбит / с2003-05
ITU G.992.5 Приложение M ADSL2 + M24,0 Мбит /s3,3 Мбит / с2008

См. также

На Викискладе есть носители, относящиеся к ADSL.

Ссылки

Внешние ссылки

  • База знаний UNH-IOL DSL (расширенные учебные руководства) [1pting
Последняя правка сделана 2021-06-13 02:24:15
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте