Улучшения скорости и дальности. Что такое ADSL модем Основные отличительные особенности и преимущества

Стандарт ADSL был широко распространен ещё лет двадцать назад. Родилась технология в исследовательском центре при Международном Телекоммуникационном Союзе. Однако уже в 2002 году миру представили новую версию Asymmetric Digital Subscriber Line (асимметричной цифровой абонентской линии) - ADSL2, а ещё через несколько лет - ещё более скоростной ADSL2pus (ADSL2+). В чем же разница между этими стандартами и какой купить модем для подключения к таким сетям?

DSL - технология, которая получила несколько ветвей развития. Изначально наиболее популярным было соединение через выделенный канал - надежное, стабильное, быстрое, но дорогое. Прокладка кабеля порой также была сопряжена со множеством сложностей.

ADSL стал решением проблемы: для соединения с провайдером здесь используется существующая телефонная сеть . При этом информация, передаваемая по кабелю, разделяется на три независимых потока: телефонный сигнал, входящий и исходящий интернет-трафик. Разграничение осуществляется за счет того, что аналоговое соединение с АТС производится на частоте, отличной от цифрового потока. Так, полоса частот до 4 кГц отводится телефонному аппарату, а от 4 кГц до 1 МГц - интернет-провайдеру . На основе частотного различия провайдер отфильтровывает свой трафик, а остальные данные отправляет на АТС. Отметим, что в случае нарушения ADSL-соединения телефонная линия продолжает работать.

В стандарте ADSL2 канальная и спектральная эффективность были улучшены. Оптимизировали инженеры и технологии адаптивного выбора скорости передачи данных , а также алгоритмы модуляции. Пропускная способность провода за счет этого используется ADSL2 максимально продуктивно, а информация распределяется по нескольким каналам . Так, если входящий канал особенно перегружен, задействуется свободный исходящий, и наоборот.

Введение ADSL2 позволило повысить скорость передачи информации до 12 Мбит/с , к тому же возможное расстояние соединения существенно выросло . Кроме того, для периодически неактивной линии были введены особые энергосберегающие режимы.

ADSL2+ на сегодняшний день является наиболее современным из данной группы стандартов. Он поддерживает частоту 2,2 МГц на входящем канале и подходит для использования в линиях длиной до 1500 м , обеспечивая вдвое большую скорость входящего потока.

Отметим, что и ADSL2 , и ADSL2 + работают на той же аппаратуре, что и ADSL . Поэтому специальных модемов для них не выпускается. Так что вы можете купить модем любой модели, если провайдер предоставляет услуги подключения и по ADSL2 , и по ADSL2+ .

ADSL2 и ADSL2+

ADSL2 специально разрабатывался для улучшения скорости и дальности ADSL, в основном для достижения лучшей производительности на длинных линиях с помехами. ADSL2 может достигать скоростей приема и передачи до 12 Мбит/с и 1 Мбит/с соответственно, в зависимости от дальности и прочих факторов. Это стало возможным благодаря использованию более эффективных методов модуляции, уменьшению количества служебной информации, увеличению эффективности кодирования, и применению расширенных алгоритмов обработки сигнала. Эффективность модуляции в ADSL2 повышена за счет совместного применения четырехмерной, 16-и фазовой решетчатой и 1-битной квадратурной модуляции. Это позволяет получить более высокие скорости на длинных линиях с низким соотношением сигнал/шум.

Системы ADSL2 используют меньшее количество служебной информации благодаря кадру с программируемым количеством служебных битов. Поэтому, в отличие от ADSL первого поколения, где служебные биты в кадре были фиксированы и потребляли 32 кбит/с от полезной информации, количество служебных бит в кадре может меняться от 4 до 32 кбит/с. В системах ADSL первого поколения на длинных линиях, где скорость передачи информации и так невысока (например, 128 кбит/с), под служебную информацию фиксировано отведено 32 кбит/с (или более 25% общей скорости). В системах ADSL2, это значение может быть снижено до 4 кбит/с, что добавит к пропускной способности дополнительные полезные 28 кбит/с.

ADSL2+ разработан в ITU в январе 2003 и включен в стандарты ADSL в качестве G.992.5. Рекомендация ADSL2+ удваивает скорость входящего потока на линиях длиной менее 1500 метров.

В то время как первые два члена семейства стандартов ADSL2 устанавливают полосы частот входящего канала до 1.1 МГц и 552 кГц соответственно, ADSL2+ устанавливает полосу частот для входящего канала до 2.2 МГц. В результате достигается значительное увеличение скорости входящего канала на более коротких линиях (см. рис 4). Скорость исходящего канала ADSL2+ зависит от качества связи и находится в районе 1 Мбит/с.

На фоне постоянно увеличивающегося количества пользователей ADSL-модемами, которое
к январю 2003 г. перешагнуло отметку 30 млн., Международный телекоммуникационный
союз (ITU) без особого шума принял три новых стандарта, позволяющих расширить
функциональность и повысить производительность устройств новой генерации. Два
из них — ITU G.992.3 и ITU G.992.4, больше известные как ADSL2, были приняты
в июле 2002 г., а третий — ITU G.992.5, или ADSL2plus (ADSL2+), — одобрен в
январе нынешнего. Среди изменений, предусматриваемых стандартами, — увеличение
пропускной способности и длины канала, диагностика его состояния и адаптация скорости
передачи данных и ряд других. Прокомментируем некоторые из них, однако вначале
напомним основные положения традиционной технологии ADSL.

Для передачи голоса по медной телефонной паре, соединяющей абонента с локальной
АТС (она же абонентский шлейф, или "последняя миля"), достаточно полосы
пропускания 4 kHz. В то же время на относительно большие расстояния (примерно
до 5 км) могут, вообще говоря, передаваться сигналы с частотой немногим больше
1 MHz. На этом и базируется технология ADSL.

Согласно ей вся имеющаяся полоса пропускания делится на три части. Нижняя, до 20 kHz, отводится стандартному или цифровому телефонному каналу (POTS). Правда, речь передается только в полосе частот от 0 до 4 kHz, а остальная часть полосы нужна для предотвращения перекрестных помех между информационными каналами и каналами речевого диапазона. Средняя, от 30 до 138 kHz, предназначается для передачи запросов от абонента (upstream, восходящий поток). Скорость передачи данных в этом диапазоне может достигать 640 Kbps. Весь верхний диапазон частот (обычно от 200 kHz до 1,1 MHz) отдается для нисходящего (downstream) потока от провайдера к абоненту. Здесь пропускная способность в зависимости от расстояния и состояния линии может доходить до 9 Mbps.

Основной целью разработки спецификации ADSL2 было достижение большей производительности на длинных линиях в присутствии сосредоточенных (узкополосных) помех. Это осуществляется, в частности, за счет улучшенных схемы модуляции и алгоритма обработки сигнала, уменьшения служебных данных в пакете, более эффективного кодирования.

Стандарт требует обязательной реализации четырехмерного 16-уровневого решетчатого кодирования (trellis coding) и однобитной квадратурной амплитудной модуляции (QAM). Очень поверхностно суть этой схемы кодирования состоит в том, что для восьми входящих битов на выходе кодировщика получается четырехкоординатный символ, каждая координата которого, в свою очередь, служит входом QAM-модулятора. Схема обеспечивает более высокие скорости передачи данных на длинных линиях с низким значением соотношения сигнал/шум.

В отличие от стандарта ADSL первой генерации, предусматривающего фиксированный
объем служебной информации в пакете и отбирающего у полезных данных полосу 32
Kbps, в ADSL2 длина служебного поля может задаваться программно, что разрешает
регулировать непроизводительные расходы от 4 до 32 Kbps. В итоге на линиях высокого
качества пропускная способность достигает 12 Mbps в нисходящем и 1 Mbps в восходящем
потоках. Как видно из рис.1, на котором приведены графики зависимости скорости
передачи данных от длины "последней мили", ADSL2 позволяет в общем передавать
при той же скорости на 200 м дальше, а на равных расстояниях — на 50 Kbps быстрее.

Одной из причин, препятствующих успешному использованию ADSL, является неоднородность характеристик абонентских шлейфов. Для решения этой проблемы в трансиверах ADSL2 улучшены возможности диагностики: они определяют зашумленность линии, затухание сигнала и соотношение сигнал/шум на обоих концах линии. Специальный тестовый режим позволяет выполнять измерения даже в тех случаях, когда качество линии столь плохое, что нельзя установить полноценную связь. Дополнительно ADSL2-модемы способны осуществлять мониторинг производительности в режиме реального времени, предоставляя информацию о качестве линии и ее зашумленности на обоих концах. Эта информация может обрабатываться соответствующей программой и затем использоваться оператором услуг с целью предотвращения отказов.

Новый стандарт предусматривает также управление питанием, что позволяет снизить энергопотребление. Трансиверы ADSL первой генерации потребляли энергию в полном объеме день и ночь, даже в том случае, когда обмен данными не осуществлялся. Спецификация ADSL2 вводит два режима управления питанием. Наиболее важным новшеством является режим L2, позволяющий в зависимости от интенсивности трафика быстро переключаться из состояния нормального потребления в сберегающее и обратно. Второй режим L3 переводит трансивер модема в спящее состояние, если пользователь не находится в on-line. На установление рабочего режима трансиверу требуется около трех секунд.

На устойчивость связи и производительность ADSL-канала сильное влияние оказывают
перекрестные наводки. Они вызваны тем, что телефонные пары обычно собираются в
жгуты, содержащие по 25 и более пар. Проблема перекрестных наводок, равно как
и влияния других факторов, приводящих к обрыву связи, решается в новом варианте
технологии с помощью механизма, называемого Seamless Rate Adaptation (SRA), что
можно перевести как "плавная адаптация скорости передачи данных". Если
модем обнаруживает ухудшение состояния линии вследствие, скажем, сильных электромагнитных
помех, то он изменяет скорость передачи данных без прерывания операций и ошибок.
Механизм SRA основан на разделении уровней модуляции сигнала и формирования пакета,
что позволяет варьировать скорость передачи без модификации параметров в заголовке
пакета. Для этого используется сложная процедура реконфигурации системы. Протокол
SRA работает по следующему алгоритму:

• приемник отслеживает соотношение сигнал/шум в канале и определяет, что необходимо
  изменить скорость передачи данных;
• приемник посылает сообщение передатчику, которое инициирует изменение. Оно
  содержит все необходимые параметры передачи, чтобы выполнять ее на новой скорости,
  в частности количество модулируемых битов в каждом из подканалов;
• передатчик посылает в ответ сигнал Sync Flag, который используется как маркер
  для определения точного времени, когда новые параметры передачи вступят в
  силу;
• сигнал Sync Flag обрабатывается приемником, и оба прозрачно переходят на
  новый режим передачи данных.

Вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю и до 384 кбит/с от пользователя к сети, так и симметричный - со скоростью до 384 кбит/с в обоих направлениях. МСЭ-Т ввёл для этой версии ADSL обозначение ADSL G.Lite. Использует ту же схему модуляции, что и ADSL, но без разделительного фильтра на стороне абонента, что приводит к уменьшению пропускной способности линии ADSL G.Lite вследствие повышения уровня помех. Технология ADSL G.Lite позволяет передавать данные по более длинным линиям, чем ADSL, более проста в установке и имеет меньшую стоимость, что обеспечивает ее привлекательность для массового пользователя.

ADSL2

В 2002 г. появилась технология ADSL2, а в 2003 г. -- ADSL2+. Стандарт ADSL2 специально разрабатывался для увеличения битовой скорости и дальности действия ADSL. Битовые скорости «нисходящего» и «восходящего» потоков ADSL2 могут достигать 12 и 1 Мбит/с соответственно за счет повышения эффективности модуляции, снижения перегрузок от кадрирования и обеспечения усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов.

Технология ADSL2+ удваивает (по сравнению с ADSL2) полосу пропускания с 1,1 до 2,2 МГц. Максимальные битовые скорости по телефонной линии при этом увеличиваются до 20 Мбит/с на расстояние до 1500 м. «Восходящая» битовая скорость ADSL2+ равна примерно 1 Мбит/с в зависимости от состоянии линии. Чипсеты ADSL2+ совместимы с ADSL и ADSL2.

ADSL2+ позволяет операторам модернизировать свои сети для поддержки расширенного спектра услуг, например гибкой доставки видео в рамках единого решения для коротких и длинных линий связи. Будут сохранены все функции и преимущества по производительности спецификации ADSL2 с обеспечением взаимодействия с унаследованным (устаревшим) оборудованием. Технологию ADSL2+ можно применять для снижения перекрестных наводок, так как она позволяет использовать только тоновые сигналы между 1,1 и 2,2 МГц за счет маскирования нисходящих частот менее 1,1 МГц.

Технологии ADSL2 и ADSL2+ являются модификациями "классической" технологии ADSL. Они разрабатывались с учетом возросших требований провайдеров и конечных пользователей. В ADSL2 и ADSL 2+ при практически той же дальности передачи, что и в ADSL, скорости увеличены до 12 и 25 Мбит/с соответственно. Кроме того, реализована функция адаптивного изменения скорости. Благодаря этим изменениям стала возможной поддержка большого количества новых приложений и дополнительных услуг (видео, мультимедиа и др.).

ADSL - это технология несимметричного доступа к Интернету. Она по своей структуре является асимметричной системой и позволяет работать с соединениями со скоростью, доходящей до 8 Мбит/с. ADSL-технология, скорость передачи которой рассчитывается до 1 Мбит/с, действует в среднем на расстоянии более 5 км. Сегодня мы рассмотрим, что это за тип подключения и как он работает.

История появления

Прежде чем ответить на вопрос: "ADSL - что это такое?", предлагаем вашему вниманию немного исторических данных. Впервые о создании заговорили в конце 80-х, когда даже Интернет в своем современном обличии был только Главной его задачей в 1989 году было улучшение и модернизация технологии передачи данных по медным телефонным проводам. Аналого-цифровое преобразование создавалось главным образом для быстрой передачи информации между различными интерактивными службами, видео-играми, видео-файлами, а также для получения моментального удаленного доступа к ЛВС и другим сетевым системам.

Современная ADSL-технология: принцип работы

Действие сети строится на цифровой линии абонента, которая по каналам телефонной связи предоставляет доступ к Интернету. Но телефонные линии используют аналоговый сигнал для передачи голосовых сообщений. ADSL-соединение предназначено для того, чтобы аналоговый сигнал преобразовывать в цифровой и передавать его прямо на компьютер. При этом, в отличие от уже устаревших Dial-up модемов, устройства на базе АДСЛ не блокируют телефонную линию и позволяют использовать цифровой и аналоговый сигналы одновременно.

Суть технологии (асимметричность) заключается в том, что абонент получает огромный объем данных - входящий трафик, а от себя передает минимум информации - нисходящий трафик. В качестве входящего подразумевается разного рода контент: видео- и медиа-файлы, приложения, объекты. Нисходящий отсылает лишь важную техническую информацию - различные команды и запросы, электронные письма и другие второстепенные элементы. Асимметричность состоит в том, что скорость от сети к абоненту в разы выше скорости от пользователя.

Важнейшим плюсом, которым обладает ADSL-технология, является ее бюджетность и экономичность. Дело в том, что для работы системы применяются те же медные Количество в них, конечно, значительно превышает число аналогичных элементов в кабельных модемах. Но в то же время никакой модернизации коммутационного оборудования и сложной реконструкции производить не нужно. ADSL подключается быстро, а современные виды модемов интуитивны в управлении и настройке.

Какое оборудование используется для данного подключения?

Для того чтобы технология работала, используются специальные виды модемов, различающиеся по своей структуре, конструкции, типу подключения:

• PCI-модемы (внутренние устройства компьютера).
• Внешние модемы с типом подключения USB.
• Устройства с интерфейсом вида Ethernet.
• со схемой Ethernet.
• Профильные виды модемов (для охранных предприятий, частных телефонных линий).
• Маршрутизатор с внутренними точками доступа Wi-Fi.

Дополнительное оборудование: сплиттеры и микрофильтры

Нельзя забывать о том, что для подключения такого гаджета, как ADSL-модем, потребуются сплиттеры и микрофильтры. Подбираются устройства в соответствии с конструкцией телефонного кабеля. В той ситуации, когда отвод кабеля сделан (или его можно осуществить), чтобы развести канал модема и телефона, используется сплиттер. В другом случае требуется покупка микрофильтра, который устанавливается на каждый телефон, присутствующий в помещении.

Главной задачей сплиттера является разделение частот - голосовых (0,3-3,4 КГц) и применяемых непосредственно самими модемом (25 КГц-1,5 МГц). Именно таким способом обеспечивается одновременная работоспособность модема и телефона, которые не мешают друг другу и не создают помех. Сплиттеры компактны и не причинят лишних неудобств. Миниатюрная коробочка оснащается тремя разъемами и имеет небольшой вес.

ADSL - что это такое? Этапы подключения высокоскоростного Интернета

1. Выбор провайдера. Использовать данную технологию на сегодняшний момент предлагает каждый провайдер. Различные виды и тарифы зависят от региона, а также от технических возможностей компании, зона покрытия которой может быть ограничена.
2. Покупка оборудования. В настоящее время совсем не обязательно покупать модем, сплиттеры и микрофильтры. При оформлении договора на подключение провайдер предлагает взять необходимую аппаратуру в аренду, в том числе и ADSL-модем. В дальнейшем при расторжении документа оборудование возвращается обратно. Клиент платит исключительно за Интернет-подключение. Современный Интернет ADSL - что это такое? Это быстрый, дешевый и качественный способ подключения.
3. Активация аккаунта. За каждым клиентом провайдер резервирует аккаунт, активация которого может занять до 12 дней. Впрочем, в большинстве случаев при нормальном покрытии сети процедура не требует более нескольких часов. Предварительно провайдер проверяет телефонный номер на возможность подключения ADSL. Если зоны доступа технологии недостаточно, то провести высокоскоростной Интернет не получится.
4. Настройка оборудования. На данном этапе проводится подключение устройств к телефонной линии, монтаж сплиттеров и микрофильтров, установка драйверов модема на компьютер, а также выставление сетевых параметров модема в Интернет-браузере.

Плюсы

Какие имеет ADSL-технология преимущества? Вот несколько из них:

• Высокая ADSL позволяет без особого труда осуществлять передачу файлов любого объема без долгого ожидания. Технология постоянно совершенствуется, а скорости растут, значительно расширяя возможности абонента.
• Беспроводное подключение. Чтобы использовать ADSL-систему, не нужно протягивать кабель до абонента и устанавливать большое количество оборудования. Повышается надежность, качество и функциональность сети.
• Отсутствие помех на телефонной линии. ADSL-маршрутизатор работает в независимом режиме и не создает никаких проблем для работы телефона. Звонить и путешествовать по виртуальному пространству можно совершенно свободно.
• Постоянный доступ в Интернет ADSL. Что это такое? Это значит, что во время работы сеть не будет давать сбоев. Технология не требует переподключения. Пользователь получает доступ в Интернет постоянно и может быть онлайн круглые сутки.
• Надежность и стабильность. На сегодняшний день ADSL является самым надежным видом Интернет-соединения.
• Рентабельность. Стоимость подключения ADSL и установки модема с роутером минимальна и не ударит по семейному бюджету.

Недостатки

1. Отсутствие защиты от перекрестных наводок. Если к одному каналу будут подключены несколько десятков клиентов, рассчитывать на высокую скорость не придется. Чем больше абонентов на одном ADSL, тем ниже качество передачи данных.
2. ADSL-технология недостатки хоть и имеет, но они немногочисленны. Сюда также можно отнести минимальную скорость от абонента. Асимметричность ADSL имеет очевидный минус - от абонента передача файлов будет долгой и неудобной. Но технология предназначена, прежде всего, для быстрого доступа к сети Интернет, для серфинга. К тому же информация, передаваемая от абонента, занимает минимум места и не требует большого ресурса.

Скорость и факторы, на нее влияющие

ADSL представляет собой технологию высокоскоростного Интернета, но универсального значения и формулы не существует. Для каждого отдельного абонента скорость индивидуальна и определяется целым набором факторов. В том числе некоторые из них могут повлиять на надежность и качество оборудования. Поэтому проводить установку модемов и роутеров лучше всего профессионалам.

Главной причиной низкой скорости ADSL-соединения является качество абонентской линии. Речь идет о наличии кабельных отводов, их состоянии, диаметре проводов и протяженности. Затухание сигнала является прямым следствием увеличения длины абонентской линии, а уменьшить помехи можно благодаря расширению диаметра провода. Стандартная длина ADSL-канала не превышает 5 км - оптимальный диапазон для высокоскоростной передачи данных.

Скоростные характеристики

Если сравнивать с другими технологиями Интернет-соединений, ADSL значительно выигрывает в скорости. Аналоговый модем даст максимум до 56 Кбит/с, в то время как ADSL на заре своего появления уже позволяла передавать информацию со скоростью до 144 Кбит/с.

ADSL-технология, максимальная скорость которой определяется также характеристиками модема и может достигать 2048 Мбит/с, оптимизирует процесс передачи информации. Цифровые линии значительно увеличивают возможности пользователя, выводя его за рамки ограничений даже при наличии нескольких подключенных компьютеров, мобильных телефонов, планшетов и других гаджетов.

Перспективы технологии

Возможности и ресурсы технологии ADSL еще далеко не исчерпаны. Даже стандарты ADSL2 и ADSL2+, введенные еще в середине 2000 годов, до сих пор сохраняют свою актуальность и возможности. Это, по сути, единственная технология, которая может обеспечить широкий доступ в Интернет без сбоев и программных проблем, поэтому является конкурентом для многих других методов подключения к сети Интернет.

Минимальное техническое оснащение дополняется современными видами модемов. Производители ежегодно выпускают новые устройства, рассчитанные на непрерывную эксплуатацию без необходимости обслуживания и сервиса. Кроме того, скорость ADSL постоянно растет и не ограничивается мегабитами. Подключение становится актуальным как для дома, так и для целой офисной компании с несколькими десятками компьютерных клиентов.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое ADSL-технология, в чем заключается ее суть и принцип работы. Как видите, это одна из тех технологий, которая практически не дает сбоев при работе (даже в том случае, если к сети подключено несколько десятков пользователей). При этом ей не требуются постоянные переподключения и ограничение в скорости.