Технология асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL)

Всем хорошо известны возможности медной витой пары по передаче высокочастотного аналогового сигнала. Аналоговые модемы позволяют достигать скоростей до 28 Кбит/с по стандартному телефонному каналу. Используя схожие методы модуляции технология ADSL позволяет достичь скорости нисходящего потока (от станции к пользователю) до нескольких Мбит/с. На низкоскоростном канале от пользователя к станции эта технология позволяет пользователю управлять нисходящим потоком (см. рис.1). Необходимо отметить, что современные алгоритмы модуляции и кодирования обеспечивают скорость ADSL, которая приближается к теоретическому пределу.

.
Высокая скорость нисходящего потока выбрана потому, что большинство домашних пользовательских приложений являются асимметричными. Бизнес пользователи, которым необходимы симметричные высокоскоростные приложения, используют оптический или коаксиальный кабель для обеспечения высокоскоростного двустороннего обмена данными. Поэтому технология ADSL была разработана в первую очередь для рынка домашних пользователей. В связи с этим, пользователь может продолжать пользоваться уже имеющейся телефонной связью. На практике это означает, что пользователь может осуществлять телефонные вызовы во время передачи данных с использованием ADSL оборудования.

Краткая история эволюции модемов использующих неэкранированную витую пару (UTP)

В 1881 Грэхем Белл изобрел аналоговый модем, т.е. телефон. После этого потребовалось 80 лет, чтобы изобрести цифровые модемы. В таблице 1.1 приведена краткая история модемов. Модемы, использующие стандартный телефонный канал Таблица 1.1 Модемы использующие канал ТЧ

Год	Скорость	Модуляция
	300-1.2 Кбит/с (V.21,V23)	ЧМ
	2.4 (V.26)	ДОФМ (QPSK)
	4.8 Кбит/с (V.27)	ТОФМ (8-PSK)
	9.6 Кбит/с (V.29)	КАМ-16 (16-QAM)
	14.4 Кбит/с (V.33)	КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM)
	19.2 Кбит/с (V.33bis)	КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM)
	28.8 Кбит/с (V.34)	Цифровая многоканальная (DMT)

 

Модемы, использующие выделенную пару симметричного кабеля
Таблица 1.2 Модемы, использующие выделенные пары симметричного кабеля

Год	Скорость	Модуляция
	300-1.2 Кбит/с (V.21,V23)	ЧМ
	2.4 (V.26)	ДОФМ (QPSK)
	4.8 Кбит/с (V.27)	ТОФМ (8-PSK)
	9.6 Кбит/с (V.29)	КАМ-16 (16-QAM)
	14.4 Кбит/с (V.33)	КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM)
	19.2 Кбит/с (V.33bis)	КАМ-64 со сверточным кодированием (64-QAM+TCM)
	28.8 Кбит/с (V.34)	Цифровая многоканальная (DMT)

 

Концепция ADSL

Концепция ADSL была предложена в начале этого десятилетия компанией AT&T Bell Laboratories и Стэндфордским университетом. С тех пор был пройден путь от компьютерных эмуляций и лабораторных прототипов до выпуска стандартных систем, которые вскоре перерастут в интегрированные системы. Принцип заключается в одновременной передаче по медной паре высокоскоростного нисходящего потока к пользователю и низкоскоростного восходящего потока от пользователя в сеть без влияния на телефонию.

Рис 6.14. Спектр используемых частот.

В высокоскоростном нисходящем потоке и низкоскоростном восходящем потоке передается цифровая информация. В добавлении к этому, технология ADSL имеет важную возможность мультиплексирования цифровой информации на более высоких частотах, по сравнению с традиционным каналом ТЧ. Другими словами, пользователи, использующие аналоговую телефонию, могут продолжать ей пользоваться одновременно с ADSL. Данная функция осуществляется с помощью специального устройства – сплиттера (ФНЧ).

Рис. 6.15. Внешние характеристики ADSL.

На рис. 6.15 изображены внешние характеристики ADSL. Пропускная способность восходящего и нисходящего потоков составляет несколько Кбит/с и несколько Мбит/с соответственно. Естественно, по мере увеличения расстояния, максимально достижимая пропускная способность падает. Например, ADSL устройство, работающее на скорости 2 Мбит/с позволяет подключить множество пользователей на достаточно большом расстоянии. Тогда как ADSL устройства, работающие на скоростях 6 Мбит/с и более, позволят подключить пользователей на значительно меньшем расстоянии.

Поскольку восходящий поток передается на более низкой частоте, по сравнению с нисходящим, переходные помехи будут значительно ниже, чем при использовании симметричных систем. Отсутствие таких помех позволяет использовать ADSL устройства на больших расстояниях. Приемопередатчик ADSL функционирует на более высоких частотах, чем стандартные телефонные устройства, поэтому при наличии фильтрации, обеспечивающей защиту от нежелательного шума (возникающего при передаче номера декадным током и при посылке вызывного тока), ADSL устройства могут использовать одну телефонную пару вместе с телефонными устройствами. Таким образом, технология ADSL предполагает наличие пары высокоскоростных модемов для обеспечения доступа к широкополосным службам. Один модем устанавливается в ADSL - мультиплексоре и соединяется через высокоскоростную сеть с провайдером служб, предоставляющим доступ в Интернет, видео по запросу и т.п. Другой модем устанавливается в помещении пользователя и соединяется с одним или более модулем служб (Service Module –SM). SM – это устройство конечного пользователя, например персональный компьютер (ПК) (Рис. 6.16).

Рис. 6.16 Структурная схема канала связи на основе ADSL-модемов