3.2.1 Технология adsl
Технология ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6 - 8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм. В ADSL применяются два типа линейного кодирования САР и DМТ. При этом телефонные и цифровые сигналы при передаче по линии не мешают друг другу, т.к. занимают разные полосы частот.
Рисунок 3.11 – Организация ADSL
На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются частотные разделители (сплиттеры) — один на АТС и один у абонента. К абонентскому разделителю подключаются обычный аналоговый телефон и ADSL-модем. При этом работа модема абсолютно не мешает использованию обычной телефонной связи, которая существует независимо от того, функционирует или нет ADSL-линия. На АТС устанавливаются мультиплексоры доступа цифровой абонентской линии (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) DSLAM, выходные порты которых через внутренние или внешние ADSL-сплиттеры подключены к абонентским телефонным линиям (медным парам телефонного кабеля).
Рисунок 3.12 – Спектр сигнала ADSL
Обычная телефонная линия (POTS) использует для передачи голоса полосу частот 0,3…3,4 кГц. Чтобы не мешать использованию телефонной сети по её прямому назначению, в ADSL нижняя граница диапазона частот находится на уровне 26 кГц. Верхняя же граница составляет 1,1 МГц. Эта полоса пропускания делится на две части — частоты от 26 кГц до 138 кГц отведены исходящему потоку данных (Upstream), а частоты от 138 кГц до 1,1 МГц — входящему (Downstream). Полоса частот от 26 кГц до 1,1 МГц была выбрана не случайно.
Технология ADSL всё время совершенствуется, так в 2002 году появилась технология ADSL2, а в 2003году была официально включена в семейство ADSL2 технология ADSL2plus (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.
Технология ADSL2+ удваивает (по сравнению с ADSL2) спектр: с 1,1 до 2,2 МГц (рисунок 3.13). Скорость передачи ADSL2+ может достигать 24 Мбит/с при входящей и до 1 Мбит/с при исходящей связи при дальности до 1,5 км.
Рисунок 3.13 – Спектр сигнала ADSL2+
Рассмотрим схему организации ADSL тракта (рисунок 3.14). На ближайшей АТС устанавливают DSLAM, он преобразует сигналы ADSL в ячейки ATM, которые затем передаются в сеть. Иногда это устройство обозначают еще как ATU-C. Такое название происходит от понятия трансивера (приемо-передатчика) ADSL (ADSL Transceiver Unit, ATU).
Рисунок 3.14 – Схема организации ADSL тракта
Если ATU находится на станционной стороне (в английской аббревиатуре - СО), то оно называется ATU-C. На стороне клиента находится модем ADSL, который преобразует данные от пользователя в формат кадров ADSL. Это устройство еще называют ATU-R (от Remote - удаленный модуль). Интернет-провайдера (ISP - Internet Service Provider - оператор услуг Интернет, или Интернет-провайдер).
Проследим преобразование данных в различных протоколах от компьютера (СРЕ - Customer Premise Equipment - оборудование оконечного пользователя) до сервера. На рисунке 3.15 показана цепочка устройств, участвующих в процессе передачи данных и схема взаимодействия по уровням протоколов.
Рисунок 3.15 – Полная схема подключения в ADSL
Данные пользователя передаются в виде запросов протокола верхнего уровня HTTP. Для передачи данных кадры HTTP упаковываются в кадры TCP/IP и передаются на модем ADSL. Модем ADSL преобразует данные пользователя в формат, удобный для передачи по медной линии. Модем не работает с данными верхних уровней, для него существуют только кадры TCP/IP. Для передачи кадров по цепи абонентского доступа модем формирует 4-уровневую структуру ADSL, включающую физический уровень протокола ADSL, канальный уровень на основе ATM, уровень РРР для контроля связности канала в режиме «точка-точка» и собственно TCP/IP.
Сформированные в модеме кадры ADSL в виде модулированного сигнала поступают в телефонную линию и передаются на DSLAM. Обычно на один DSLAM приходится несколько (иногда несколько сотен) подключений модемов.
Как следует из рисунка 3.15, DSLAM представляет собой довольно простое устройство. Основная задача DSLAM - восстановление данных из кадров ADSL и формирование потока ячеек ATM.
В состав цепи абонентского доступа включено устройство, получившее название сервера широкополосного удаленного доступа (Broadband Remote Access Server, BRAS). Такое устройство представляет собой краевой маршрутизатор IP для интеллектуального управления широкополосным доступом. BRAS позволяет управлять параметрами трафика от пользователей ADSL. Например, регулирование скорости передачи данных от пользователя в сеть осуществляет именно BRAS. Помимо функций управления потоком BRAS выполняет аутентификацию абонента во внешней системе; авторизацию абонента, то есть получение списка сетевых сервисов и их параметров, на которые подписан абонент, во внешней системе; передачу во внешнюю систему биллинга данных об использовании абонентами ресурсов (например, общий трафик в байтах, переданный абоненту, или проведенное в сети время) и т.д.