Technologia ADSL.pdf

Technologia ADSL

Autor: Paweł Lalicki IVFDS

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

STRESZCZENIE

W projekcie opisane jest jedno z nowych rozwiązań w dziedzinie dostępu abonenta do

sieci telekomunikacyjnej (ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line ). W tej technologii

wykorzystuje się zwiększoną szerokość pasma transmisyjnego, dzięki czemu można uzyskać

zwiększone ponad stukrotnie transfery danych. POTS – Plain Old Telephone Services jest

najstarszą i wciąż popularną usługą, zajmuje naturalne pasmo przenoszenia w kanale o

szerokości ponad 3 kHz. Pasmo dla cyfrowego przekazu to 25 kHz – 1,1 MHz. Usługi

analogowe i cyfrowe rozdziela ochronne pasmo o szerokości 20 kHz. W przypadku

wykorzystania linii telefonicznej analogowo transfer danych wynosił do 64 kb/s, natomiast

cyfrowo do 9 Mb/s (zależnie od odległości).

Planowane jest poszerzenie przepływności w sieciach cyfrowych DSL przez wprowadzenie

kolejnej, asymetrycznej technologii VDSL - Very high speed DSL , umożliwiającej transmisję

sygnałów telewizyjnych wysokiej rozdzielczości. Przewidywane szybkości transmisji VDSL,

wynoszące: 12,96 Mb/s, 25,96 Mb/s i 51,84 Mb/s, mają dostarczać usługi multimedialne

abonentom znajdującym się w zasięgu 1,5 km od aktywnych punktów dystrybucyjnych sieci.

Podstawową cechą ADSL jest zróżnicowanie przepływności łącza w zależności od

kierunku transmisji. W kierunku dosyłowym do abonenta „w dół” (downstream) pasmo jest

zwykle dziesięciokrotnie szersze niż w przeciwnym kierunku "w górę" (upstream), czyli w

stronę sieci. Jest to spowodowane dominacją usług o charakterze.

W technologii ADSL jest tak jakby wykorzystywany zespół modemów równocześnie

transmitujących dane (każdy modem w swoim kanale). Rozwiązanie takie daje większą

odporność na zakłócenia w określonych pasmach częstotliwości, ponieważ transmisja jest

spowalniana tylko w kanałach odpowiadającym tym zakłóceniom.

Ponieważ modem ADSL nie używa pasma 0-4 kHz, równocześnie z transmisją danych

możliwe jest całkowicie niezależne wykorzystywanie na tej samej linii telefonu, co dla

zwykłego modemu jest to oczywiście niemożliwe, a w przypadku ISDN wymaga

przeznaczenia na transmisję danych tylko jednego z dostępnych użytkownikowi dwu kanałów,

czyli ograniczenia się do przepustowości 64 kb/s. Pasma analogowe i cyfrowe są separowane

od siebie przy użyciu filtrów.

Dla skorzystania z ADSL nie wystarczy modem. Niezbędne są odpowiednie działania

ze strony operatora telekomunikacyjnego. Hamuje to w pewnym stopniu możliwości

rozpowszechniania się nowej technologii, gdyż najpierw operatorzy telefoniczni muszą

poczynić odpowiednie inwestycje.

Przy szybkościach transmisji zapewnianych przez ADSL możliwe jest zrealizowanie

transmisji obrazu telewizyjnego.

Istnieją dwie kategorie modemów ADSL, różniące się między sobą, sposobem podziału

pasma transmisyjnego: FDM (Frequency Divisi o n Multiplexing) i EC (Echo Cancellation).

Ponieważ zwiększanie szerokości pasma w skrętce powyżej 1 MHz nie jest wskazane ze

względów technicznych (tłumienie, rozproszenie, radiacja), sposobem uzyskania wyższych

przepływności jest zastosowanie bardziej efektywnych metod kodowania sygnałów cyfrowych.

Znanych jest kilka wysoko wydajnych technik kodowania cyfrowego: QAM, CAP i DMT,

wśród których głównie dwie ostatnie znalazły szersze zastosowanie w asymetrycznej

technologii przekazu ADSL.

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

SPIS TREŚCI

Technologia ADSL...................................................................................................................0

Streszczenie ..............................................................................................................................1

1. Wstęp ...................................................................................................................................3

2. Ogólne informacje na temat ADSL .......................................................................................4

3. Przekaz asymetryczny...........................................................................................................5

4. Usługa POTS a ADSL ..........................................................................................................8

5. Prędkość transmisji ...............................................................................................................9

6. Struktura sieci z wykorzystaniem modemów ADSL............................................................11

7. Modulacje i sposób przesyłania danych...............................................................................12

8. Kodowanie sygnału w skrętce miedzianej ..........................................................................14

8.1 Asymetryczna transmisja z kodowaniem CAP...............................................................14

8.2 Kodowanie wieloczęstotliwościowe DMT.....................................................................16

8.3 Kodowanie DMT a CAP ..............................................................................................18

9. Problemy z wdrażaniem ADSL...........................................................................................19

10. Prognozy...........................................................................................................................20

Literatura................................................................................................................................22

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

1. WSTĘP

Intensywny rozwój wielu technologii korzystnie wpływa na rozwój sieci dostępowych.

Nowe rozwiązania w dziedzinie dostępu abonenta do sieci telekomunikacyjnej zwiększają

szerokość pasma przesyłanego sygnału i wykorzystują wszystkie znane media transmisyjne,

począwszy od kabli miedzianych, poprzez łącza światłowodowe, na transmisji radiowej

kończąc.

Bezkonkurencyjna do niedawna technologia ISDN z trudem odpiera ataki ze strony

nowych modemów 56k. Tymczasem nie jest to kres możliwości linii telefonicznych. Modemy

ADSL pozwalają uzyskać zwiększone ponad stukrotnie transfery danych.

Do niedawna twierdzono, że przepustowość łączy telefonicznych stanowi wąskie gardło

całego światowego systemu teleinformatycznego. Okazuje się, że nikt nie chce brać na siebie

odpowiedzialności za żółwie tempo, w jakim informacje wyświetlane są w oknie przeglądarki

WWW. Sposobem uniknięcia problemów związanych z przepustowością, przynajmniej na

ostatnim odcinku łączącym internautów z siecią, jest asymetryczna cyfrowa linia abonencka.

Wykorzystując starą infrastrukturę (okablowanie) pozwala osiągnąć transfery dochodzące do

9Mb na sekundę.

Opracowano już wiele odmian technologii (xDSL), jednak żadna z nich nie jest tak

obiecująca jak ADSL.

Według niektórych szacunków liczba podłączonych telefonów na świecie wynosi

obecnie około 750 milionów. Jeżeli dodamy do tego coraz to nowo powstające usługi i

technologie multimedialne takie jak:

- płatna telewizja - płacisz za to, co oglądasz,

- usługi wideotelefoniczne.

- wideo na żądanie (VOD),

- wideokonferencje,

- telezakupy,

- praca w domu,

- nauczanie na odległość,

- telemedycyna,

- usługi bankowe,

- interaktywna telewizja,

- interaktywna rozrywka,

które wymagają łączy o przepustowościach rzędu Mb/s, będziemy mieli miejsce na rynku

technologii właśnie dla xDSL. Technologie tej rodziny nie wymagają od dostawców wielkich

początkowych nakładów, takich jak budowania od podstaw sieci opartej na światłowodzie czy

technologii hybrydowej. Dzięki istniejącej bazie łącz telefonicznych zapewnia to jednakową

cenę w dostawie technologii xDSL do pierwszego jak i do tysięcznego domu - a to jest niemal

wymarzona sytuacja dla dostawców. [3]

Należy zaznaczyć, że zastosowanie systemu ADSL nie jest ograniczone do pary

miedzianej. Obecnie prowadzone są prace nad możliwością wykorzystania systemu ADSL w

sieciach z kablem koncentrycznym oraz bezprzewodowych. [4]

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

2. OGÓLNE INFORMACJE NA TEMAT ADSL

Modem ADSL można sobie wyobrazić jako zespół wielu klasycznych modemów naraz,

równocześnie transmitujących dane. Rozwiązanie takie, w przeciwieństwie do zastosowania

jednego szerokopasmowego kanału, daje większą odporność na zakłócenia. W wypadku

występowania silnych zakłóceń w określonych pasmach częstotliwości transmisja jest

spowalniana (bądź nawet całkowicie wyłączana) jedynie w kanałach odpowiadających tym

częstotliwościom. Pozostałe kanały pracują bez zmian. Sumaryczne spowolnienie transmisji

jest zatem o wiele mniejsze, niż gdyby odnosiło się ono do całego pojedynczego kanału.

Ponieważ modem ADSL nie używa pasma 0-4 kHz, równocześnie z transmisją danych

możliwe jest całkowicie niezależne wykorzystywanie na tej samej linii telefonu (dla zwykłego

modemu jest to oczywiście niemożliwe, a w przypadku ISDN wymaga przeznaczenia na

transmisję danych tylko jednego z dostępnych użytkownikowi dwu kanałów, czyli ograniczenia

się do przepustowości 64 kb/s).

Modem ADSL i telefon przyłączone są do linii za pośrednictwem tzw. splittera prostego filtru

rozdzielającego pasmo częstotliwości odbieranego sygnału: sygnały o częstotliwościach

poniżej 4 kHz trafiają do telefonu, powyżej do modemu. Analogiczny splitter separuje sygnał

na wejściu centrali, kierując niskie częstotliwości do jej części "telefonicznej", wysokie zaś do

przyłączonego na stałe do danej linii modemu ADSL, a następnie do multipleksera (tzw.

DSLAM), poprzez który modemy dołączone są do sieci transmisji danych.

Dla skorzystania z ADSL nie wystarczy modem. Niezbędne są odpowiednie działania

ze strony operatora telekomunikacyjnego:

- doprowadzenie sieci transmisji danych do centrali

- wyposażenie linii abonenckiej od strony tejże centrali w splitter i modem.

Hamuje to w pewnym stopniu możliwości rozpowszechniania się nowej technologii, gdyż

najpierw operatorzy telefoniczni muszą poczynić odpowiednie inwestycje. ADSL nie wyprze

też całkowicie z użytku normalnych modemów ani ISDN. Nie można bowiem przez ADSL, w

przeciwieństwie do zwykłego modemu, połączyć się z dowolnym innym komputerem

wyposażonym w analogiczny modem. Można to zrobić jedynie z sieci transmisji danych, do

której przyłączona jest centrala i dostępne w niej serwery. Wystarczy to, rzecz jasna, do

zrealizowania dostępu do Internetu. Jednak abonent ADSL będzie w wyborze providera

Internetu dosyć ograniczony - analogicznie zresztą jak użytkownik posiadający dostęp do

Internetu poprzez telewizję kablową, która jest postrzegana jako główny potencjalny konkurent

dla ADSL.

Przy szybkościach transmisji zapewnianych przez ADSL zupełnie realne jest wszak

zrealizowanie w tej technologii transmisji obrazu telewizyjnego. Dopiero ADSL daje zatem

szansę zrealizowania prawdziwie zintegrowanej sieci telekomunikacyjnej, mieszczącej w sobie

transmisję dźwięku, obrazu i danych jest to coś, co obiecywała, lecz czego nie była w stanie do

końca zrealizować z uwagi na zbyt małą prędkość transmisji, sieć ISDN. [4]

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: