Статьи Новости Контакты
ADSL (0)

18.04.2008
Владимир Огнев

DSL-технологии

обзор технологий передачи данных с использованием телефонных сетей от первых модемов до скоростных систем xDSL

Первые массовые модемы представляли собой устройства, которые соединялись с телефонной сетью через обычную телефонную трубку

Передача данных по проводам появилась раньше передачи голоса, но потом телефония, как более массовая услуга, получила огромные масштабы распространения, а передача данных стала развиваться сравнительно недавно, только с появлением персональных компьютеров и Интернета. В такой ситуации естественным решением было использовать существующую телефонную инфраструктуру для передачи данных и доступа в глобальные сети.

Самые ранние устройства для передачи цифровых данных по телефонным каналам были сконструированы в 50-е годы. Они использовались в военных и корпоративных системах связи. Производителями устройств для передачи данных (датафонов) были фирмы IBM и AT&T.

Компания AT&T была монополистом в области телефонной связи в США и имела исключительное право на прямое включение устройств в телефонную сеть. Вследствие этого устройства других производителей могли связываться через телефонную сеть только через телефонную трубку телефонного аппарата, что вызвало появление так называемого акустического подключения — трубка телефонного аппарата вставлялась в гнездо устройства. Скорость передачи данных при этом не превышала 300 бод (битов в секунду). В 1968 году суд отменил монополию AT&T, но оставшееся за корпорацией право на тестирование устройств и допуск их в эксплуатацию благополучно тормозило массовое внедрение модемов сторонних разработчиков до начала 80-х годов.

Smartmodem — революционный прорыв на рынке телефонных модемов

В 1981 году компания Hayes Communications представила свой Smartmodem (тогда и вошло в обиход название модем — от словосочетания "модулятор-демодулятор"). Слово smart (умный) в названии модема характеризовало переход устройства на качественно новый уровень. В отличие от предыдущих устройств, где все приходилось делать вручную, новый модем самостоятельно отвечал на вызовы, набирал номер, автоматически связывался с таким же модемом на другой стороне соединения и так далее. Система команд Hayes-модемов стала стандартом де-факто.

Один из первых модемов фирмы Hayes Communications

Дальнейшее развитие модемов шло как в сторону увеличения функциональности с добавлением возможностей приема-передачи факсов и голоса, так и в сторону увеличения скорости передачи данных. Массовому производству недорогих устройств способствовал переход от традиционной схемотехники к использованию цифровых процессоров обработки сигналов. Это позволило реализовать самые изощренные способы модуляции сигналов и методы борьбы с помехами программными средствами. Следующим шагом было максимальное упрощение схемотехники встраиваемых в компьютеры модемов с переводом большей части обработки информации в ведение процессоров компьютеров, мощности которых к тому времени возрасли настолько, что позволили эмулировать работу модемов без заметной нагрузки на центральный процессор.

После каждого этапа увеличения скорости модемов (1200, 2400, 4800, 9600 бод и так далее) разработчики приходили к выводу "все, это предел", но развитие мощностей позволяло все дальше наращивать скорости, и казалось, что торжеству техники предела не будет. Однако телефонисты тем временем успешно переводили телефонные станции на цифровую основу и определили действительный предел скорости обычных модемов, использующих для связи телефонные соединения. Этот предел составляет 64 кбит/с — именно на такой скорости передаются голосовые данные внутри цифровых телефонных станций и между ними. Таким образом, максимальной для традиционных модемов стала скорость в 56 кбит/с, получившаяся из телефонных 64 кбит/с за вычетом служебных (синхронизационных) данных.

ISDN — передача данных с использованием цифровых телефонных станций

Телефонисты решили использовать цифровизацию телефонных станций для создания более скоростных абонентских подключений. В качестве абонентской составляющей цифровой иерархии была разработана подсистема ISDN (Integrated Services Digital Network — интегральная цифровая сеть предоставления услуг). Передача данных при этом обеспечивалась оборудованием телефонной станции. Для подключения к услуге используются ISDN-терминалы, обеспечивающие возможность телефонной связи и передачи данных на скорости до 128 кбит/с.

Но основным предназначением телефонных станций является все-таки голосовая связь, и дальнейшее увеличение скоростей передачи средствами телефонного оборудования нецелесообразно, так как переоборудовать все станции ради относительно небольшой части абонентов, которых не устраивают существующие скорости, нерационально ни с технической, ни с экономической точек зрения. Поэтому дальнейшее развитие передачи данных по телефонным сетям пошло по пути использования существующих кабельных инфраструктур с отказом от использования оборудования телефонных станций.

Распределение DSL-подключений по частотам

Опыт использования медных линий в промышленном секторе накоплен значительный, а развитие аппаратной базы, как и в случае обычных модемов, позволило при появлении массового спроса выпустить в широкое использование целый ряд xDSL-устройств. Аббревиатура DSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия) была предложена в 80-х годах подразделением корпорации AT&T лабораторией Bellcore. Символ "х" используется для обозначения первых символов названия конкретной технологии.

ADSL — рабочая лошадка DSL-технологий

К настоящему времени разработан широкий спектр xDSL-устройств и протоколов передачи данных, предназначенных для использования на самых разных скоростях и расстояниях. В качестве рабочей лошадки рынка прижилась технология ADSL (Asymmetric DSL — асимметричная DSL), разработанная той же Bellcore в 1989 году. Именно технология ADSL оказалась оптимальной по совокупности характеристик.

Во-первых, это хорошая совместимость с существующими телефонными линиями, в том числе возможность использования нескольких ADSL-подключений в одном кабеле без взаимных помех.

Во-вторых, учет особенностей клиентского подключения, когда поток данных к абоненту (DownStream — до 8 Мбит/с) выше потока данных от абонента в сеть (UpStream — до 640 Кбит/с). Это позволяет использовать суммарную пропускную способность линии наиболее оптимальным образом.

Подключение по VDSL (рисунок с сайта dlink.ru)

Более скоростные технологии критичны к качеству линии, симметричные каналы больше подходят для корпоративных сетей. Поэтому более скоростные системы, например VDSL (Very high data rate DSL — до 52 Мбит/c к абоненту и до 2,3 Мбит/с от абонента), используются для решения таких локальных задач, как создание распределительной сети в пределах одного-двух многоэтажных жилых домов или офисов.

До начала практического применения ADSL в России бытовало расхожее мнение, что DSL-технологии придуманы для их, "капиталистических", линий и на наших "совковых" работать просто не будут. Реальность показала, что все не так мрачно. Во-первых, и линии у нас не настолько плохи, а, во-вторых, западные стандарты предусматривают использование ADSL для больших, чем приняты у нас, средних расстояний от АТС до пользователя. Эти технологии рассчитаны в основном на подключение малоэтажных удаленных от АТС домов, тогда как у нас города строятся обычно компактными многоэтажными микрорайонами. Например, в США 80 процентов абонентов находятся на расстоянии (по длине проводов) около 6 километров, тогда как в России обычная удаленность абонента от АТС 1,5–2 км, а линии от 4 км считаются уже дальними и проблемными. Проблемны эти линии и для ADSL-технологий — организовать передачу данных удается, но скорости падают до четырех-пяти раз по сравнению с линиями "обычной" длины.

Во многом благодаря неуверенности связистов в возможности массового применения ADSL в наших условиях первой попыткой было внедрение в России ISDN-технологий в то время, когда на Западе использование этих технологий для передачи данных уже сворачивалось. Но и в России скорости в 128 кбит/с уже не устраивали потенциальных пользователей, и новое поколение ADSL, пройдя обкатку и получив признание и распространение на Западе, оказалось гораздо привлекательнее по скорости и качеству предоставляемых сервисов и дешевле по стоимости подключения по сравнению с ISDN.

Если в конце прошлого и самом начале нынешнего века предприятия общероссийского монополиста "Связьинвест" массово централизованно внедряли ISDN, а предоставление услуг с использованием DSL-технологий было в основном прерогативой небольших (так называемых альтернативных) операторов связи, то сейчас тяжелый корабль монополии развернулся в сторону DSL и даже начинает посматривать на следующий сегмент, прочно занятый альтернативщиками, — предоставление доступа по Ethernet-технологии.

Практика внедрения на уже занятые участки рынка не очень перспективна в плане быстрого роста доходов, но в наше время технологии доступа развиваются такими стремительными темпами, что даже самые квалифицированные аналитики не в состоянии предсказать направлений дальнейшего развития. Поэтому рынок связи, несмотря на напряженную работу различных институтов, комитетов и комиссий по планированию и стандартизации, развивается достаточно стихийно: небольшие игроки пытаются прорваться к успеху с использованием самых разных технологий, а затем в сегменты, показавшие реальную отдачу, внедряются большие корпорации — и появляются новые стандарты.

Что же касается передачи данных с использованием телефонной инфраструктуры, то представляется, что данный сегмент достиг своего пика и его использование полностью перекрывается существующими технологиями. Впрочем, как уже указывалось, развитие техники регулярно преподносит сюрпризы, поэтому не будем зарекаться и просто подождем, посмотрим.




Скоро на сайте

  • Wordpress

    Серия статей о плагинах к движку WordPrress
  • AJAX

    Проекты и продукты, ориентированные на AJAX
  • Новые сервисы Google

    Обзор новых сервисов Google
 

Copyright © 2003—2017 Все права защищены

При использовании материалов сайта ссылка на hostinfo.ru обязательна

  • хостинг от .masterhost
  • Rambler's Top100