Начиная с 60-х годов прошлого века, для предоставления многоканальной телефонной связи в США стали использоваться линии T1 («среда передачи 1-го уровня»). Одна такая линия совмещает в себе 24 разделённых во времени телефонных канала в оцифрованной форме, по 64 кбит/с каждый. Вместе со служебными сигналами, канальная скорость T1 составляет 1544 кбит/с (разумеется, полезная пропускная способность несколько ниже). Европейские телефонисты позже внедрили аналогичные системы CEPT-1 (ITU-T G.703), которые по аналогии с T1 называют E1. В них вместо 24-х каналов используется 32, и сокращена служебная информация, поэтому скорость 2048 кбит/с расходуется более рационально. Как 24/32 базовых канала могут объединяться в T1/E1, так и несколько T-линий могут объединяться в линии более высокого уровня: канальная скорость американских T5 составляет 400 Мбит/с, европейских E5 и японских J5 — 565 Мбит/с.

Аренда выделенных линий обходится дорого: абонентская плата раза в полтора выше, чем за то же число обычных телефонных каналов, то есть ориентировочно в 40 раз дороже, чем та же самая пара проводов с одним каналом. Да и радиус охвата у них небольшой: до 1800 м без использования повторителей. Поэтому создание доступной технологии, которая позволяла бы предоставлять высокую скорость на длинных линиях, было лишь делом времени. Так как основным предназначением по-прежнему являлась передача телефонных разговоров и другие бизнес-приложения реального времени, к новой разработке предъявлялись требования минимальной задержки сигнала и гарантированной пропускной способности в обоих направлениях. Использование обычного телефона на одной линии с высококачественным многоканальным подключением не предусматривается.

Из-за вечной неразберихи с терминами в этой области, симметричные DSL-подключения иногда называют SDSL — в противовес ADSL, олицетворяющему асимметричные подключения. Но всё же основное значение аббревиатур SDSL и ADSL — конкретные разновидности DSL-подключений, а не их семейства. Некорректен также термин xDSL, потому что сваливать в одну кучу симметричные и асимметричные виды DSL технически неграмотно.

Абонентское оборудование HDSL называется NTU — Network Termination Unit («удалённый терминатор»), а операторское оборудование, соответственно, LTU, Local Termination Unit («ближний терминатор») — с точки зрения пользователя это шиворот-навыворот, но названия-то придумывали не пользователи, а сами связисты.

Цены на абонентское оборудование отдельно для каждого типа симметричных DSL мы перечислять не будем, потому что все модели начального уровня стоят примерно одинаково (150–250 долл.) и, за редким исключением, выполнены в виде шлюза или моста между HDSL и Ethernet. Как правило, гораздо дороже обходится само подключение — от 500 долл. и выше, но не обязательно.

HDSL

High bit-rate DSL (стандарт ITU-T G.991.1), созданный в начале 90-х как альтернатива дорогостоящим T1, был первым видом DSL. Собственно, отсюда и пошло название Digital Subscriber Line: HDSL — это эквивалент высокоскоростной цифровой линии T1 на базе обычной абонентской линии.

Первые версии HDSL использовали две пары проводов, по каждой из которых данные передавались на скорости 784 кбит/с (рис. 1а).

Рис. 1. Разновидности HDSL

Благодаря более эффективному, чем в T1, четырёхпозиционному кодированию 2B1Q (как в ISDN), диапазон частот сузился до 0–392 кГц, поэтому возможная длина линии увеличилась до 3,5 км при сечении проводов 0,4 мм. Таким же образом поток E1 передавался с помощью трёх пар (рис. 1б), затем скорость в каждой паре повысили до 1168 кбит/с, что позволило обойтись двумя парами, но сократило дистанцию до 2,5 км (рис. 1в).

SDSL

Естественно, следующим шагом стало создание варианта HDSL, работающего по одной паре проводов. В свойственной им манере, производители стали предлагать свои «единственно правильные» решения, несовместимые с продуктами конкурентов. Несмотря на то, что консенсуса разработчики так и не достигли, и единого стандарта не существует, оборудование этого семейства получило общее название SDSL (Single-pair DSL). Основной недостаток SDSL — спектральная несовместимость с ADSL, которая осложняет комбинирование этих двух видов подключения в одном телефонном кабеле.

MSDSL

Технология Multi-rate Symmetric DSL, как и SDSL, предназначена для передачи данных по одной паре, но с возможностью выбора скорости из восьми вариантов от 64 до 2048 кбит/с. MSDSL использует CAP-модуляцию, ранее упомянутую при рассмотрении ADSL. За один такт может передаваться до 9 бит вместо 2 бит у 2B1Q, что сужает требуемый частотный диапазон до 10–175 кГц. Радиус действия такой системы по проводам диаметра 0,5 мм варьируется от 4,5 км при работе на полной скорости до 8,9 км при минимальной скорости.

Как и SDSL, протокол MSDSL не является общепринятым стандартом.

HDSL2

Эту технологию можно рассматривать как расширение HDSL, позволяющее передавать поток T1 по одной паре на расстояние, не меньшее чем у HDSL, и чтобы при этом не возникало помех для других видов DSL.

Идя проторенной дорогой, разработчики не стали использовать CAP-модуляцию, а лишь модифицировали кодирование 2B1Q, увеличив символьную ёмкость до 4 бит, из которых 1 бит служит для защиты от ошибок. Для снижения эха и перекрёстных наводок, а также для получения узкого диапазона частот, была применена смешанная схема передачи, сочетающая лучшие стороны частотного совмещения и разделения (рис. 2).

Рис. 2. Частотный спектр сигналов HDSL2

При такой схеме на участке до 200 кГц нисходящий и восходящий потоки передаются примерно с одинаковой мощностью сигнала, между 200 и 250 кГц сигнал от провайдера значительно мощнее, а выше 250 кГц присутствует практически только сигнал от абонента.

Стандарт HDSL2 был принят национальным органом США (ANSI), но не ратифицирован международным союзом по электросвязи (ITU) — вскоре вместо него был одобрен более прогрессивный SHDSL.

SHDSL

Дальнейшим развитием идей SDSL и HDSL2 стала технология SHDSL (стандарт ITU-T G.991.2). Для её работы также достаточно одной пары проводов, а за счёт использования двух пар желающие могли удвоить пропускную способность (рис. 1г). Стало возможным устанавливать скорость соединения, отличную от максимальной, как по заказу, так и в зависимости от состояния линии. Это позволяет увеличить радиус действия с 2 км при скорости 2320 кбит/с (полезная нагрузка 2304 кбит/с) до 6 км при скорости 192 кбит/с. Сигнал кодируется так же, как в HDSL2, что снижает влияние на соседние линии.

Как уже отмечалось выше, симметричные DSL-подключения в первую очередь предназначены для передачи голоса. Каждая пара проводов, работающая на максимальной скорости, гарантирует передачу 36-ти стандартных телефонных каналов со временем задержки не более 0,5 мс — сравните с подключением ADSL, у которого восходящий поток хоть и позволяет вместить десяток каналов, но задержка минимум в 30 раз выше и никак не регламентируется. Конечно, минимизация задержки трафика желательна для любых данных, а не только голоса. Поэтому в SHDSL появилась возможность выбора низкоуровневого служебного протокола, исходя из потребностей клиента. Нечто похожее было позже сделано для VDSL, который оптимизировался для передачи Ethernet- и Интернет-трафика. Подробнее об этом мы поговорим при рассмотрении E-SHDSL.

Названия SHDSL и SDSL часто используют как синонимы, но это разные технологии. Ключевым моментом SHDSL является стандартизация и сопряжение с другими DSL-соединениями в том же кабеле, тогда как SDSL — всего лишь общее название несовместимых друг с другом продуктов. Впрочем, на практике и с SHDSL не всё гладко: некоторые производители предлагают сравнительно дешёвое оборудование, которое реализует стандартный протокол не полностью, а лишь частично.

E-SHDSL

Enhanced («усовершенствованный») SHDSL, описанный в стандарте G.991.2.bis, использует тот же метод кодирования сигналов, но вместо 15-ти возможных состояний использует 16 или 32. Плюс к этому увеличена символьная скорость (число отдельных сигналов в единицу времени). Фактически, пропускная способность может удвоиться или даже утроиться: до 3840 кбит/с при 16-позиционном кодировании и до 5696 кбит/с при 32-позиционном. На расстояниях до 3 км оба метода проявляют примерно одинаковую живучесть, а до 1 км эффективнее, конечно, высокоскоростной вариант.

Какой детектив обходится без погони? Какая статья о DSL, претендующая на глубину раскрытия темы, не начинается с упоминания ATM? Чтобы не перегружать техническими подробностями начало главы, мы оставили этот рассказ на десерт для самых любознательных читателей. Технология ATM («передача в асинхронном режиме») предназначалась на роль единого стандарта сетевого взаимодействия, который должен был прийти на смену всем существующим протоколам нижнего уровня модели OSI: физического, канального, сетевого. Для передачи нескольких потоков по одному каналу (мультиплексирования) и сокращения времени задержки каждые 48 байт данных упаковываются в т. н. ячейку, 5-байтный заголовок которой содержит все необходимые сведения для пересылки с учётом срочности данных. Идея, может, и неплохая, но ATM-решения обходились в копеечку и, главное, не могли самостоятельно обеспечить совместимость с огромным парком уже существующих систем — для этого им требовался всё тот же межсетевой протокол (IP), от которого они и должны были, по замыслу создателей, избавиться. Изобретённая телефонистами и не снискавшая особого одобрения инженерами компьютерных сетей, технология ATM так и не проникла на потребительский рынок в своём исконном обличии. Однако каждый из нескольких десятков миллионов произведённых DSL-модемов несёт в себе её частичку. Изначально предполагалось, что услуги DSL будут мультисервисными, то есть использоваться не столько для выхода в Интернет, который в то время всерьёз не воспринимался, сколько для цифровой телефонной связи и передачи высококачественного видео. Для мультиплексирования всех этих потоков в одном абонентском подключении был выбран принцип ATM. Сейчас уже всем ясно, что конечному пользователю гораздо интереснее иметь выход в Интернет с помощью Ethernet-подобной технологии, чем городить огород со сложными узкоспециализированными протоколами. Поэтому для VDSL и SHDSL стало возможным выбирать способ группировки данных, отличный от ATM. Среди таких способов, в частности, почти прозрачная пересылка кадров Ethernet.

В ранее упомянутом стандарте «Ethernet на первой миле» (EFM), интерфейс 10Pass-TS, основанный на VDSL, предлагается для высокоскоростного доступа при небольших расстояниях (до 1,5 км), в то время как 2Base-TL, основанный на SHDSL, выступает в роли симметричного канала большого радиуса действия. Даже на расстоянии 5–6 км SHDSL обеспечивает устойчивую связь с гарантированной симметричной полосой пропускания, а в непосредственной близости от АТС скорость E-SHDSL может достигать 5,7 Мбит/с в каждой паре. Допускается объединение до 32-х пар с сохранением минимального времени задержки 2–4 мс. При этом между парами может быть четырёхкратное различие по скорости (в зависимости от состояния каждой из них), а обрыв одной из пар всего лишь приведёт к снижению пропускной способности, но не к потере связи. Слово «Base» в названии 2Base-TL подчёркивает, что, в отличие от 10Pass-TS, технология SHDSL монопольно использует линию, не работая параллельно с обычным телефоном и другими сигналами.

IDSL

ISDN DSL, как нетрудно догадаться, является способом предоставления услуг DSL по линии ISDN. Эта технология отличается от прочих видов DSL-подключений низкими скоростями. Более подробно IDSL будет рассмотрена в главе про ISDN.

Самсонов А.

Следующая глава: ISDN.

Предыдущая глава: Асимметричные DSL.

Статью "Виды подключения к Интернету. Симметричные DSL (2005-10-19)" Вы можете обсудить на форуме.

Copyright by MorePC - обзоры, характеристики, рейтинги мониторов, принтеров, ноутбуков, сканеров и др.

info@morepc.ru

разработка, поддержка сайта -