Асимметричная цифровая абонентская линия - Asymmetric digital subscriber line

«ADSL» перенаправляется сюда. Для гена см. ADSL (ген).
А шлюз обычно используется для подключения ADSL

Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL) является разновидностью цифровая абонентская линия (DSL), технология передачи данных, обеспечивающая более быструю передачу данных по медь телефонные линии чем обычный голосовой диапазон модем может обеспечить. ADSL отличается от менее распространенных симметричная цифровая абонентская линия (SDSL). В ADSL пропускная способность и битрейт считаются асимметричными, то есть больше по отношению к помещению клиента (вниз по течению ), чем обратное (вверх по течению ). Провайдеры обычно продают ADSL как доступ в Интернет обслуживание в первую очередь для скачивание контент из Интернета, но не для обслуживания контента, доступного другим пользователям.

Обзор

ADSL работает за счет использования спектра выше диапазона, используемого голосом телефонные звонки.[1] С DSL фильтр, часто называют разветвительполосы 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 обмен телефонами (в Последняя миля ), обычно менее 4 км (2 миль),[2] но, как известно, превышает 8 км (5 миль), если первоначально проложенный калибр провода позволяет в дальнейшем[требуется разъяснение ] распространение.

На телефонной станции линия обычно оканчивается на мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), где другой частотный делитель разделяет голосовую полосу сигнал для обычных телефонная сеть. Данные, передаваемые по ADSL, обычно проходят через телефонная компания сети передачи данных и в конечном итоге достигнет обычного протокол Интернета сеть.

Есть 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 перекрестные помехи 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. Таким образом, 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 решили сделать преимущество 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-коммуникаций полнодуплексный. Полнодуплексная связь ADSL обычно достигается по паре проводов с помощью дуплекса с частотным разделением каналов (FDD), дуплекс с эхоподавлением (ECD), или дуплекс с временным разделением (TDD). FDD использует две отдельные полосы частот, называемые полосами восходящего и нисходящего потоков. В вверх по течению Полоса частот используется для связи от конечного пользователя с центральной телефонной станцией. В вниз по течению Бэнд используется для связи центрального офиса с конечным пользователем.

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

С обычно используемым ADSL через Горшки (Приложение A), диапазон от 26.075кГц до 137,825 кГц используется для восходящей связи, а 138–1104 кГц используется для нисходящей связи. Под обычным ДМТ В схеме каждый из них дополнительно разделен на более мелкие частотные каналы 4,3125 кГц. Эти частотные каналы иногда называют мусорные ведра. Во время первоначального обучения для оптимизации качества и скорости передачи ADSL модем проверяет каждый из бункеров, чтобы определить сигнал-шум на частоте каждого бина. Расстояние от обмен телефонами, характеристики кабеля, помехи от AM радиостанции, а местные помехи и электрические шумы в месте нахождения модема могут отрицательно повлиять на 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 всего два бита, выбор только одного из четырех возможных шаблонов или только один бит на бин в случае ADSL2 +, а очень шумные бины 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», где ячейки, которые стали более шумными, должны только нести меньше битов 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 высокое отношение сигнал / шум и большее количество используемых бинов дает более высокую общую пропускную способность канала, в то время как более низкие отношения сигнал / шум или меньшее количество используемых бинов дает низкую пропускную способность канала. Общая максимальная емкость, полученная путем суммирования битов на ячейку, сообщается модемами DSL и иногда называется скорость 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 накладные расходы протокола, уменьшенные цифры для PPPoA соединения примерно 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 могут способствовать снижению 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, которое дает приблизительно равную частоту ошибок в каждом ячейке.[3] В режиме с переменной скоростью выбирается количество битов на ячейку, чтобы максимизировать скорость синхронизации с учетом допустимого риска ошибки.[3] 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 такой степени, что выбранное распределение битов на бункер будет слишком большим, чтобы справиться с большим присутствующим шумом. Этот консерватизм, предполагающий выбор использования меньшего количества битов на ячейку для защиты от будущего увеличения шума, обозначается как отношение сигнал / шум. прибыль или Маржа SNR.

Телефонная станция может указать предполагаемый запас SNR для модема DSL клиента при первоначальном подключении, и модем может составить свой план распределения битов на ячейку соответственно. Высокий запас по SNR будет означать снижение максимальной пропускной способности, но большую надежность и стабильность соединения. Низкий запас по SNR будет означать высокие скорости при условии, что уровень шума не увеличивается слишком сильно; в противном случае соединение необходимо будет разорвать и согласовать заново (повторно синхронизировать). ADSL2 + может лучше приспособиться к таким обстоятельствам, предлагая функцию, называемую плавная адаптация скорости (SRA), который 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 как собственное расширение 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 модуляция используемый метод.

ADSL изначально существовал в двух версиях (аналогично VDSL ), а именно КЕПКА и ДМТ. CAP был де-факто стандарт для развертываний ADSL до 1996 года, развернутый в то время 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 по умолчанию[4]) есть возможность использовать чередование пакетов, чтобы противостоять эффектам взрыв шума по телефонной линии. Чередующаяся линия имеет глубину, обычно от 8 до 64, которая описывает, сколько Кодовые слова Рида – Соломона накапливаются перед отправкой. Поскольку все они могут быть отправлены вместе, их упреждающее исправление ошибок коды можно сделать более устойчивыми. Чередование добавляет задержка поскольку все пакеты должны быть сначала собраны (или заменены пустыми пакетами), и, конечно же, все они требуют времени для передачи. Чередование 8 кадров добавляет 5 мс время в оба конца, 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, так как для каждого пакета потребуется много попыток.

Проблемы с установкой

Развертывание ADSL на существующей старая добрая телефонная служба (POTS) телефонная линия представляет некоторые проблемы, поскольку DSL находится в полосе частот, которая может неблагоприятно взаимодействовать с существующим оборудованием, подключенным к линии. Поэтому 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. А разветвитель или микрофильтр был установлен рядом с точка разграничения, 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 используется сигнал DSL. фильтрованный в каждой телефонной розетке с помощью фильтра нижних частот для голоса и фильтра верхних частот для данных, обычно заключенных в так называемый 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. Голосовые телефонные устройства будут улавливать 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 быть ухудшен, особенно если к линии подключено более 5 устройств голосового диапазона (то есть телефонных POTS). Когда на линии 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, за исключением 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, гораздо проще установить фильтры на каждую используемую телефонную розетку.

Сигналы DSL могут ухудшаться из-за старых телефонных линий, устройств защиты от перенапряжения, плохо спроектированных микрофильтров, повторяющийся электрический импульсный шум, а также длинными телефонными удлинителями. 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 «конвергенции передачи, зависящей от протокола передачи (TPS-TC)»:[5]

В домашних условиях наиболее распространенным транспортным протоколом является ATM. Помимо ATM, существует множество возможностей дополнительных уровней протоколов (два из них сокращенно сокращены до "PPPoA " или "PPPoE "), с очень важным TCP /IP на 4 и 3 слоях соответственно Модель OSI обеспечение связи с Интернет.

Стандарты ADSL

Частотный план для общих стандартов и приложений ADSL.
Легенда
  POTS / ISDN
  Группа охраны
  Upstream
  Нисходящий ADSL, ADSL2, ADSL2 +
  Только нисходящий ADSL2 +
ВерсияСтандартное названиеРаспространенное имяСкорость нисходящего потокаСкорость восходящего потокаУтверждено в
ADSLANSI T1.413-1998 Выпуск 2ADSL08.08,0 Мбит / с1.0 Мбит / с1998
ITU G.992.2ADSL Lite (G.lite )01.51,5 Мбит / с0,5 Мбит / с1999-07
ITU G.992.1ADSL (G.dmt )08.08,0 Мбит / с1,3 Мбит / с1999-07
ITU G.992.1 Приложение AADSL через POTS12,0 Мбит / с1,3 Мбит / с2001
ITU G.992.1 Приложение BADSL через ISDN12,0 Мбит / с1,8 Мбит / с2005
ADSL2ITU G.992.3 Приложение LRE-ADSL205.05,0 Мбит / с0,8 Мбит / с2002-07
ITU G.992.3ADSL212,0 Мбит / с1,3 Мбит / с2002-07
ITU G.992.3 Приложение JADSL212,0 Мбит / с3,5 Мбит / с2002-07
ITU G.992.4Без разветвителя ADSL201.51,5 Мбит / с0,5 Мбит / с2002-07
ADSL2 +ITU G.992.5ADSL2 +24,0 Мбит / с1,4 Мбит / с2003-05
ITU G.992.5 Приложение MADSL2 + M24,0 Мбит / с3,3 Мбит / с2008

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ ANSI T1.413-1998 «Сетевые интерфейсы и интерфейсы для установки клиентов - Металлический интерфейс асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL)». (Американский национальный институт стандартов, 1998 г.)
  2. ^ Данные и компьютерные коммуникации, Уильям Столлингс, ISBN  0-13-243310-9, ISBN  978-0-13-243310-5
  3. ^ а б Троиани, Фабио (1999). «Диссертация по электронной инженерии (DU) по системе ADSL с модуляцией DMT в соответствии со стандартом ANSI T1.413». Центр знаний DSL. Получено 2014-03-06.
  4. ^ «Как оптимизировать игровую производительность».
  5. ^ «Рекомендация ITU-T G.992.3 - Приемопередатчики 2 асимметричных цифровых абонентских линий (ADSL2)». СЕРИЯ G: СИСТЕМЫ И СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ, ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ Цифровые секции и система цифровых линий - Сети доступа. Сектор стандартизации электросвязи ITU. Апрель 2009 г.. Получено 11 апреля 2012.

внешняя ссылка

  • База знаний UNH-IOL DSL (расширенные руководства) [1]