1. Основные технологии предоставления широкополосного доступа

Широкополосный или высокоскоростной доступ в Интернет обеспечивается с помощью ряда технологий, которые позволяют пользователям отправлять и принимать информацию в гораздо больших объемах и с гораздо более высокими скоростями, чем в случае доступа в Интернет по обычным телефонным линиям. Широкополосный доступ обеспечивает не только высокую скорость передачи данных, но и непрерывное подключение к Интернету и двустороннюю связь, то есть возможность как принимать («download»), так и передавать («upload») информацию на высоких скоростях. Широкополосный доступ, он же ШПД, формально начинается со 128 Кбит/с.

Для предоставления ШПД в Интернет могут использоваться множество различных носителей и технологий передачи данных. К ним относятся кабельная связь, усовершенствованный телефонный сервис под названием «цифровая абонентская линия» (Digital Subscriber Line, DSL), спутниковая связь, оптико-волоконная связь, фиксированный беспроводный доступ и другие.

В настоящее время все из вышеперечисленных технологий (кроме, пожалуй, кабельной связи) находят своё применение и активно развиваются, что обеспечиваются высоким спросом на услуги, которые становятся доступными благодаря широкополосному доступу.

Остановимся подробнее на каждом из способов предоставления ШПД.

1. Технология xDsl

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) — это новая высокоскоростная технология, которая решает проблему пропускной способности абонентской линии ТфОП ("последней мили") — линии связи между поставщиком и потребителем услуг сетей передачи данных. Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL) является наиболее популярной технологией DSL.

Технология ADSL представляет собой платформу для доставки широкополосных услуг, поддерживающую большой набор приложений (высокоскоростной доступ в Internet, телеконференции, виртуальные частные сети и мультимедиа), которые требуют широкой полосы пропускания. Слово "асимметричная" в названии технологии означает несимметричность потока данных в направлениях "сервер-пользователь" (downstream) и "пользователь-сервер" (upstream).

ADSL позволяет установить большую скорость передачи данных в направлении от сервера к потребителю. Такой обмен наиболее эффективен при доступе к мощным информационным ресурсам сетей Internet, видео по требованию, удаленному доступу к локальной вычислительной сети центрального офиса. Такой режим работы ADSL учитывает главную особенность сети Internet, в соответствии с которой информационный поток от сети к пользователю, содержащий программы, графику, звук и видео, существенно превышает информационный поток от пользователя к сети, который обычно формируется нажатием клавиши клавиатуры или щелчком мыши. Скорость передачи данных к пользователю обычно составляет от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с. Скорость передачи данных от пользователя обычно составляет от 64 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. В большинстве случаев пользователи посылают лишь запрос на предоставление ресурса, в ответ получая большой объем информации.

На рис. 1.1 приведены схемы организации линий связи с помощью HDSL и ADSL. Как видите, на каждом конце линии HDSL используются одинаковые устройства. В случае применения модемов ADSL требуется дополнительное оборудование – сплиттеры (они представляют собой фильтры и служат для разделения каналов данных и голоса) и используемые для подключения к сетям передачи данных мультиплексоры DSLAM (Digital Subscriber Loop Access Multiplexer).

Рисунок 1.1 – Схема организации линии связи по технологии xDSL

Технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.

Технологии xDSL поддерживают несколько вариантов кодирования информации:

• 2B1Q: Two-binary, one-quaternary, используется для IDSL и HDSL

• CAP: Carrierless Amplitude Phase Modulation - используется для HDSL

• DMT: Discrete multitone modulation, наиболее распространенный метод, известен также как OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing)

В зависимости от соотношения входящей и исходящей скоростей различают симметричные и асимметричные разновидности технологии xDSL.

Основными разновидностями симметричного доступа являются: IDSL, HDSL, SDSL, MDSL, MSDSL, SHDSL, HDSL2/4, VDSL.

IDSL (ISDN DSL) – нестандартизованная технология передачи данных по одной медной паре со скоростью до 128 кбит/с. При реализации технологии используется метод передачи 2B1Q с эхокомпенсацией и используются те же модемы или терминальные адаптеры, что и в сетях ISDN, однако в отличие от ISDN поддерживает режим постоянного соединения с провайдером. IDSL может применяться для одновременной передачи речи и данных по одной витой паре на расстояние до 40 км.

HDSL (High-bit-Rate DSL) – технология передачи потоков Т1 (1544 кбит/с) по двум витым парам (стандарт ANSI – T1.TR.28) или потоков Е1 (2048 кбит/с) по трем витым парам (стандарт ETSI – TS 101 135, рекомендация ITU-T- G.991.1). Используются методы передачи 2B1Q или QAM (QAM-8 – QAM-256). Системы передачи на базе этой технологии имеют большую длину регенерационного участка и поэтому находят широкое применение при организации и модернизации трактов Е1 и Т1, объединении сегментов ЛВС, организации выносов и т. п.

SDSL (Symmetrical/single pair DSL) – вариант HDSL, рассматриваемый как самостоятельная технология, в которой используется для передачи одна витая пара. Реализуемая скорость – от 128 до 2320 кбит/c, метод передачи – 2B1Q. Технология используется, в частности, для связи ЛВС по телефонным линиям.

MDSL (Moderate speed DSL) – «среднескоростной» вариант SDSL (от 384 до 1168 кбит/c). Используется код 2B1Q с адаптацией скорости передачи к условиям связи.

MSDSL (Multirate Symmetrical/ Single pair DSL) – вариант SDSL со скоростью передачи от 144 до 2320 кбит/с. Используется модуляция CAP с адаптацией скорости передачи к условиям связи.

SHDSL (Single-pair High-speed DSL) – стандартизованная ITU-T (Рек. G.991.2) технология передачи цифровых потоков со скоростью от 192 до 2320 кбит/с по одной витой паре. Предусмотрена возможность работы по двум витым парам со скоростью от 384 до 4640 кбит/с. Метод передачи TC-PAM обеспечивает спектральную совместимость при работе по одному кабелю оборудования SDHSL с системами ISDN, HDSL, ADSL. В технологии заложены возможности работы в магистральных сетях связи на базе транспортных технологий ATM, IP, Frame Relay.

HDSL2/4 – стандартизованная ANSI (T1.TRQ.06-2001) технология передачи потока T1 по одной или двум витым парам, являющаяся аналогом SHDSL для скоростей передачи до 1.5 Мбит/с. Используемый метод передачи – TC-PAM.

VDSL (Very-High Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) — это практически то же самое, что и ADSL. Однако, в отличие от ADSL, VDSL может работать в асимметричном, но и в симметричном режиме. По сравнению с ADSL VDSL имеет значительно более высокую скорость передачи данных: от 13 до 52 Мбит/с, в направлении от сети к пользователю, и от 1,5 Мбит/с от пользователя к сети при работе в асимметричном режиме. Максимальная пропускная способность линии VDSL при работе в симметричном режиме составляет примерно 26 Мбит/с в каждом направлении передачи. В зависимости от требуемой пропускной способности и типа кабеля длина линии VDSL лежит в пределах от 300 метров до 1,3 км.

Асимметричный доступ представлен следующими технологиями: ADSL, RADSL, UADSL, ADSL2+, VDSL.

ADSL (Asymmetrical DSL) –технология передачи цифровых потоков (ITU-T – Рек. G.992.1, ANSI – T1.413, ETSI – TS 101 388) со скоростями не менее 6.144 Мбит/с в сторону пользователя и 640 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 2.7 км. Использование метода передачи DMT позволяет обеспечить одновременную высокоскоростную передачу данных и речевых сигналов по одной витой паре. Оборудование ADSL-доступа подключается к транспортным сетям по технологиям SDH и ATM.

RADSL (Rate Adaptive DSL) – нестандартизованный в ITU-T вариант ADSL, позволяющий изменять скорость передачи в линии по желанию оператора либо по такому критерию, как качество линии. В настоящее время адаптация скорости передачи к параметрам линии реализуется во всем выпускаемом ADSL-оборудовании.

G.Lite, UADSL (Universal ADSL) – технология передачи цифровых потоков (ITU-T – Рек. G.992.2) по обычной медной паре со скоростями не более 1.536 Мбит/с в сторону пользователя и 512 кбит/с в обратном направлении на расстояние до 3.5 км. Используется метод передачи DMT. Технология разработана для организации доступа в Интернет по витой паре как альтернатива дорогостоящему ADSL-доступу.

ADSL2 – технология передачи (G.992.3) по медной паре со скоростями не менее 8 Мбит/с в сторону пользователя и 800 кбит/с в обратном направлении. Планируется, что скорость передачи в оборудовании ADSL2 будет достигать 12Мбит/с на расстоянии до 1.5 км, а при использовании технологии инверсного мультиплексирования для ATM IMA скорость потока, направленного в сторону абонента по 4 витым парам, сможет достигать 40 Мбит/с.

ADSL2+ (G.992.5). Увеличенная полоса используемых частот (до 2.2 МГц) позволит передавать данные со скоростью до 25 Мбит/с на расстояние около 1 км.

VDSL – технология передачи по медной паре со скоростью до 52 Мбит/с в сторону пользователя на расстояние до 300 м. В последнее время получает технология Ethernet-over-VDSL (EoV).

В настоящее время наблюдается рост популярности услуг симметричного доступа. Наилучшие перспективы имеет стандартизованная в 2001 г. в ITU-T технология SHDSL, намного превосходящая по техническим параметрам другие симметричные xDSL-технологии.

В оборудовании ADSL-доступа пропускная способность используется в настоящее время далеко не полностью. Это можно объяснить отсутствием массового спроса на услугу «видео по запросу» VoD (Video-on-Demand), а для организации качественного доступа в Интернет существующих скоростей оказывается пока вполне достаточно.