Aszimmetrikus Digitális Előfizetői Vonal - Asymmetric digital subscriber line

A gateway az általánosan használt ADSL kapcsolatot

Az aszimmetrikus digitális előfizetői vonal ( ADSL ) egy olyan típusú digitális előfizetői vonalas (DSL) technológia, egy olyan adatkommunikációs technológia, amely gyorsabb adatátvitelt tesz lehetővé réz telefonvonalakon, mint egy hagyományos hangsávos modem . Az ADSL különbözik a kevésbé elterjedt szimmetrikus digitális előfizetői vonaltól (SDSL). Az ADSL-ben a sávszélesség és a bitsebesség aszimmetrikusnak mondható, vagyis nagyobb az ügyfél telephelye felé ( lefelé ), mint fordítva ( upstream ). A szolgáltatók általában az ADSL-t internetes hozzáférési szolgáltatásként forgalmazzák, elsősorban tartalom letöltésére az internetről, de nem mások által hozzáférhető tartalom kiszolgálására.

Áttekintés

Az ADSL úgy működik, hogy a hangalapú telefonhívások által használt sáv feletti spektrumot használja . A DSL-szűrővel , amelyet gyakran osztónak hívnak , a frekvenciasávok el vannak különítve, lehetővé téve egyetlen telefonvonal használatát mind az ADSL szolgáltatáshoz, mind a telefonhívásokhoz egyszerre. Az ADSL-t általában csak rövid távolságra telepítik a telefonközponttól (az utolsó mérföldtől ), jellemzően kevesebb, mint 4 kilométer (2 mérföld), de köztudottan meghaladja a 8 kilométert, ha az eredetileg lefektetett vezetékmérő további terjesztést tesz lehetővé .

A telefonközpontnál a vonal általában egy digitális előfizetői vonali multiplexeren (DSLAM) végződik, ahol egy másik frekvenciaosztó választja el a hangsáv jelét a hagyományos telefonhálózathoz . Az ADSL által szállított adatokat általában a telefonvállalat adathálózaton keresztül továbbítják, és végül eljutnak egy hagyományos Internet Protocol hálózathoz.

Technikai és marketing okai is vannak annak, hogy az ADSL sok helyen a leggyakoribb típus az otthoni felhasználók számára. Technikai szempontból valószínűleg több áthallás van a DSLAM végén lévő egyéb áramköröktől (ahol sok helyi hurok vezetékei közel vannak egymáshoz), mint az ügyfél telephelyén. Így a feltöltési jel a helyi hurok legzajosabb részénél a leggyengébb, míg a letöltési jel a helyi hurok legzajosabb részénél a legerősebb. Ezért technikailag logikus, ha a DSLAM nagyobb bitsebességgel továbbít, mint az ügyfél végén lévő modem. Mivel a tipikus otthoni felhasználó valójában a nagyobb letöltési sebességet részesíti előnyben, a telefoncégek úgy döntöttek, hogy szükségből erényt hoznak létre, így az ADSL.

Az aszimmetrikus kapcsolat marketing okai az, hogy egyrészt az internetes forgalom legtöbb felhasználójának kevesebb adat feltöltésére lesz szükség, mint letöltésre. Például normál webböngészés során a felhasználó számos webhelyet meglátogat, és le kell töltenie azokat az adatokat, amelyek tartalmazzák a weboldalakat, képeket, szövegeket, hangfájlokat stb., De csak kis mennyiséget töltenek fel. adatok, mivel az egyetlen feltöltött adat a letöltött adatok (nagyon gyakori TCP kapcsolatok esetén) vagy a felhasználó által űrlapokba bevitt adatok beérkezésének ellenőrzésére szolgál. Ez indokolja, hogy az internetszolgáltatók drágább szolgáltatás azoknak a kereskedelmi felhasználóknak szól, akik webhelyeket üzemeltetnek, és akiknek ezért olyan szolgáltatásra van szükségük, amely lehetővé teszi annyi adat feltöltését, amennyit letöltenek. A fájlmegosztó alkalmazások nyilvánvaló kivételt jelentenek ebben a helyzetben. Másodszor, az internetes szolgáltatók, törekedve a gerincvezetékeik túlterhelésének elkerülésére, hagyományosan megpróbálták korlátozni az olyan felhasználásokat, mint a fájlmegosztás, amelyek sok feltöltést generálnak.

Művelet

DSL SoC

Jelenleg a legtöbb ADSL kommunikáció full-duplex . A teljes duplex ADSL kommunikációt általában egy vezetékpáron frekvenciaosztásos duplex (FDD), echo-törlő duplex (ECD) vagy időosztásos duplex (TDD) útján érik el . Az FDD két külön frekvenciasávot használ, amelyeket upstream és downstream sávnak nevezünk. Az upstream sáv a kommunikációra szolgál a végfelhasználótól a telefon központi irodájáig. A downstream sáv a központi irodától a végfelhasználó felé történő kommunikációra szolgál.

Frekvencia terv ADSL melléklet A. Piros terület az a frekvenciatartomány által használt normál távbeszélő ( PSTN ), a zöld (upstream) és kék (downstream) területek használják ADSL.

A POTS-on keresztül általában telepített ADSL- rel (A. melléklet) a 26,075 kHz- től 137,825  kHz- ig terjedő sávot használják felfelé irányuló kommunikációra, míg 138-1104 kHz-t használnak downstream kommunikációra. A szokásos DMT- séma szerint ezek mindegyike tovább oszlik kisebb, 4,3125 kHz frekvenciacsatornákra. Ezek gyakorisága csatornákat néha nevezik kukák . Az átviteli minőség és sebesség optimalizálása érdekében végzett kezdeti edzés során az ADSL modem teszteli az egyes tartályokat, hogy meghatározza a jel / zaj arányt az egyes tartályok frekvenciáján. A telefonközponttól való távolság, a kábel jellemzői, az AM rádióállomások által okozott interferencia , valamint a helyi interferencia és a modem helyén fellépő elektromos zaj kedvezőtlenül befolyásolhatja a jel / zaj arányt bizonyos frekvenciákon. Csökkentett jel / zaj arányú frekvenciák tárolóit alacsonyabb átviteli sebességgel vagy egyáltalán nem használják; ez csökkenti a maximális kapcsolati kapacitást, de lehetővé teszi a modem számára a megfelelő kapcsolat fenntartását. A DSL modem elkészíti az egyes tárolók kihasználásának tervét, amelyet néha "bitenként bin" allokációnak neveznek. Azokat a tartályokat, amelyek jó jel-zaj aránnyal (SNR) rendelkeznek, úgy választunk meg, hogy az egyes fő órajel-ciklusokban a lehetséges kódolt értékek (ez a lehetőségek tartománya egyenlő legyen több elküldött adat bitjével) közül választott jelek továbbításához. A lehetőségek száma nem lehet olyan nagy, hogy a vevő helytelenül tudja dekódolni, hogy melyiket szánták zaj jelenlétében. A zajos tárolóknak csak két bitre lehet szükségük, a négy lehetséges minta közül csak az egyik közül választhatunk, vagy az ADSL2 + esetén csak egy bitet lehet tárolni, és nagyon zajos tárolókat egyáltalán nem használunk. Ha a kukákban hallott zaj és a frekvenciák mintázata megváltozik, a DSL modem megváltoztathatja a bitenkénti kiosztást a "bitcsere" elnevezésű folyamat során, ahol a zajosabb tárolóknak csak kevesebb bitet és más tartalmat kell hordozniuk a csatornákat úgy választják meg, hogy nagyobb terhet rójanak rájuk.

Az adatátviteli kapacitást, amelyet a DSL modem jelent, ezért az összes tároló együttes bitenkénti kiosztásának összege határozza meg. A magasabb jel-zaj arány és több használatban lévő tároló nagyobb összeköttetési kapacitást eredményez, míg az alacsonyabb jel-zaj arány vagy kevesebb használt tároló alacsony kapcsolati kapacitást eredményez. A bin-per-bin összegzéséből származó teljes maximális kapacitást a DSL-modemek jelentik, és néha szinkronizálási sebességnek nevezik . Ez mindig meglehetősen félrevezető lesz: a felhasználói adatátviteli sebesség valódi maximális kapcsolati kapacitása lényegesen alacsonyabb lesz, mert további adatokat továbbítanak, amelyeket protokoll rezsiként neveznek , a PPPoA- kapcsolatok legfeljebb 84–87 százalékos csökkentett adatai szoktak lenni. Ezenkívül egyes internetszolgáltatók olyan forgalmi irányelvekkel fognak rendelkezni, amelyek tovább korlátozzák a maximális átviteli sebességet a hálózatokban a tőzsdén kívül, és az internet forgalmi torlódásai, a szerverekre nehezedő nagy terhelés és az ügyfelek számítógépeinek lassúsága vagy hatástalansága mind hozzájárulhatnak az elérhető maximális érték alatti csökkentésekhez. . Vezeték nélküli hozzáférési pont használata esetén az alacsony vagy instabil vezeték nélküli jelminőség a tényleges sebesség csökkenését vagy ingadozását is okozhatja.

Rögzített sebességű üzemmódban a szinkronizálási sebességet az operátor előre meghatározza, és a DSL modem bitenként bin kiosztást választ, amely megközelítőleg azonos hibaarányt eredményez az egyes tárolókban. Változtatható sebességű módban a bin-per-bin értéket úgy választják meg, hogy maximalizálja a szinkronizálási sebességet, tűrhető hibakockázat mellett. Ezek a döntések lehetnek konzervatívak is, amikor a modem úgy dönt, hogy kevesebb bitet oszt ki binenként, mint amennyit csak lehet, egy olyan megoldás, amely lassabb kapcsolatot hoz létre, vagy kevésbé konzervatív, amikor több bitet választanak binenként, amely esetben nagyobb a kockázat Hiba esetén a jövőbeni jel-zaj arány olyan mértékben romlik, hogy a kiválasztott bit / tálca kiosztás túl magas ahhoz, hogy megbirkózzon a nagyobb zajjal. Ezt a konzervativizmust, amely magában foglalja azt a választást, hogy kevesebb bitet használjon binenként a jövőbeli zajnövekedés elleni védelemként, a jel / zaj arány margóként vagy SNR margóként jelentik .

A telefonközpont jelezhet egy javasolt SNR-margót az ügyfél DSL-modemjének az első csatlakozáskor, és a modem ennek megfelelően elkészítheti a bitenkénti kiosztási tervét. A magas SNR margó csökkentett maximális áteresztőképességet, de a kapcsolat nagyobb megbízhatóságát és stabilitását jelenti. Az alacsony SNR margó nagy sebességet jelent, feltéve, hogy a zajszint nem nő túl sokat; különben a kapcsolatot meg kell szakítani és újratárgyalni (újraszinkronizálni) kell. Az ADSL2 + jobban képes befogadni az ilyen körülményeket, és egy olyan funkciót kínál, amelyet zökkenőmentes sebesség-adaptációnak (SRA) neveznek , amely képes a teljes kapcsolati kapacitás változásainak befogadására, anélkül, hogy a kommunikáció kevésbé zavarna.

A modem frekvenciaspektruma az ADSL vonalon

Az eladók támogathatják a magasabb frekvenciák használatát, mint a szabvány saját kiterjesztését. Ehhez azonban meg kell egyezni az eladó által szállított berendezéssel a vonal mindkét végén, és ez valószínűleg áthallási problémákat eredményez, amelyek ugyanabban a csomagban más vonalakat is érintenek.

Közvetlen összefüggés van az elérhető csatornák száma és az ADSL-kapcsolat átviteli kapacitása között. Csatornánként a pontos adatkapacitás az alkalmazott modulációs módszertől függ .

Az ADSL kezdetben két változatban létezett (hasonlóan a VDSL-hez ), nevezetesen a CAP és a DMT . A CAP volt az ADSL-telepítések tényleges szabványa 1996-ig, amelyet az akkori ADSL-telepítések 90 százalékában telepítettek. Az első ITU-T ADSL szabványokhoz azonban a DMT-t választották, a G.992.1 és G.992.2 (más néven G.dmt, illetve G.lite ). Ezért az ADSL összes modern telepítése a DMT modulációs sémán alapul.

Interleaving és gyorsút

Az internetszolgáltatóknak (de a felhasználóknak ritkán, kivéve Ausztráliát, ahol ez az alapértelmezés) lehetőségük van csomagok összeszövését használni , hogy ellensúlyozzák a telefonvonalon fellépő tört zajokat . Az átlapolt vonal mélysége általában 8–64, amely leírja, hogy hány Reed – Salamon kódszó halmozódik fel elküldésük előtt. Mivel mindet együtt lehet elküldeni, az elülső hibajavító kódjaik rugalmasabbá tehetők. Az interleaving késleltetést ad, mivel az összes csomagot először össze kell gyűjteni (vagy üres csomagokkal kell helyettesíteni), és természetesen mindegyiküknek időbe telik az átvitel. A 8 képkockás interleave 5 ms -ot ad oda-vissza , míg a 64 mély interleaving 25 ms-ot. További lehetséges mélységek: 16 és 32.

A "Fastpath" kapcsolatok interleaving mélysége 1, azaz egy csomagot küldünk el egyszerre. Ennek alacsony késleltetési ideje van, általában 10 ms körüli (az interleaving hozzáadja, ez nem nagyobb, mint az interleaved), de rendkívül hajlamos a hibákra, mivel minden zajkitörés el tudja távolítani az egész csomagot, és ezért megköveteli az összes újraküldését . Egy ilyen nagy átlapolt csomagon egy ilyen sorozat csak a csomag egy részét üresíti ki, és a csomag többi részében található hibajavító információkból vissza lehet szerezni. A "gyorsút" kapcsolat rendkívül magas késleltetést eredményez a gyenge vonalon, mivel minden csomag sok újrapróbálást igényel.

Telepítési problémák

Az ADSL telepítése egy meglévő, sima régi telefonszolgáltatás (POTS) telefonvonalon néhány problémát jelent, mivel a DSL olyan frekvenciasávon belül van, amely kedvezőtlen módon kölcsönhatásba léphet a vonalhoz csatlakoztatott meglévő berendezésekkel. Ezért az ügyfél telephelyén megfelelő frekvenciaszűrőket kell telepíteni, hogy elkerülhető legyen a DSL, a hangszolgáltatások és a vonallal való bármely egyéb kapcsolat (például behatoló riasztások) közötti interferencia. Ez kívánatos a hangszolgáltatás szempontjából, és elengedhetetlen a megbízható ADSL-kapcsolathoz.

A DSL kezdeti napjaiban a telepítéshez technikusra volt szükség a helyiség meglátogatásához. A splitter vagy mikroszűrő -ben közel a demarkációs pont , ahonnan egy dedikált adatsort telepítve. Így a DSL jel a lehető legközelebb van elválasztva a központi irodától, és nem csillapodik az ügyfél telephelyén. Ez az eljárás azonban költséges volt, és problémákat okozott azzal is, hogy az ügyfelek panaszkodtak arra, hogy meg kell várniuk a szakemberre a telepítést. Tehát sok DSL-szolgáltató elkezdte kínálni az "öntelepítés" opciót, amelyben a szolgáltató berendezéseket és utasításokat adott az ügyfélnek. Ahelyett, hogy a DSL jelet elválasztanánk a demarkációs ponton, a DSL jelet minden telefonkimenetnél leszűrjük egy aluláteresztő hangszűrő és egy felüláteresztő adatszűrő használatával, amelyet általában egy úgynevezett mikrofilterbe zárunk . Ezt a mikroszűrőt a végfelhasználó bármely telefonaljzathoz csatlakoztathatja: nem igényel újracsatlakozást az ügyfél telephelyén.

A mikrofilterek általában csak aluláteresztő szűrők, így rajtuk kívül csak alacsony frekvenciák (hangjelek) tudnak átjutni. Az adatrészben nem használnak mikrofiltert, mert azok a digitális eszközök, amelyek az adatok DSL-jelből történő kinyerésére szolgálnak, maguk is kiszűrik az alacsony frekvenciákat. A telefonos telefonok felveszik a teljes spektrumot, így a magas frekvenciák, beleértve az ADSL-jelet is, zajként "hallhatók" a telefonterminálokban, és hatással lesznek, és gyakran rontják a fax, adatátviteli telefonok és modemek szolgáltatásait. A DSL-eszközök szempontjából a jelük bármilyen elfogadása a POTS-eszközöknél azt jelenti, hogy a készülékek DSL-jelének romlása következik be, és ez a központi oka annak, hogy ezekre a szűrőkre szükség van.

Az öntelepítő modellre való áttérés mellékhatása, hogy a DSL jel lebomlik, különösen, ha több mint 5 hangsávos (azaz POTS telefonszerű) eszköz van csatlakoztatva a vonalhoz. Miután egy vonalon engedélyezték a DSL-t, a DSL jel az épület összes telefonvezetékén jelen van, ami csillapítást és visszhangot okoz . Ennek kijátszásának módja az, hogy visszatérünk az eredeti modellhez, és egy szűrőt felszerelünk az épület összes telefonaljzatától felfelé, kivéve azt az aljzatot, amelyhez a DSL modemet csatlakoztatni fogjuk. Mivel ehhez vezetékváltást igényel az ügyfél, és előfordulhat, hogy nem működik néhány háztartási telefonvezetéken, ezt ritkán hajtják végre. Általában sokkal könnyebb szűrőket felszerelni minden használatban lévő telefonaljzathoz.

A DSL jeleket ronthatják régebbi telefonvonalak, túlfeszültség-védők, rosszul megtervezett mikroszűrők, ismétlődő elektromos impulzuszaj és hosszú telefonhosszabbító kábelek. A telefonhosszabbító kábelek jellemzően kisméretű, többszálú rézvezetőkkel készülnek, amelyek nem tartják fenn a zajcsökkentő páros fordulatot. Az ilyen kábel hajlamosabb az elektromágneses interferenciára, és nagyobb a csillapítása, mint a szilárd, sodrott érpárú rézhuzalok, amelyeket általában a telefonaljzatokhoz vezetnek. Ezek a hatások különösen akkor jelentősek, ha az ügyfél telefonvonala 4 km-nél nagyobb távolságra van a DSLAM-tól a telefonközpontban, ami a jelszintek alacsonyabbá válik a helyi zajokhoz és csillapításokhoz képest. Ez a sebesség csökkenését vagy a csatlakozási hibákat okozza.

Szállítási protokollok

Az ADSL három "Átviteli protokoll-specifikus átviteli konvergencia (TPS-TC)" réteget határoz meg:

• Szinkron szállítási modul (STM) , amely lehetővé teszi a szinkron digitális hierarchia (SDH) kereteinek továbbítását
• Aszinkron átviteli mód (ATM)
• Csomagátviteli mód (az ADSL2-vel kezdődően, lásd alább)

Az otthoni telepítésnél az elterjedt szállítási protokoll az ATM. Az ATM-en felül számos lehetőség kínálkozik további protokollrétegekre (kettőjüket leegyszerűsítve " PPPoA " vagy " PPPoE " néven rövidítjük ), a legfontosabb TCP / IP pedig a OSI-modell, amely biztosítja az internetkapcsolatot .

ADSL szabványok

A közös ADSL-szabványok és mellékletek frekvenciaterve.

Legenda    POTS / ISDN    Őrzenekar    Felfelé    Az ADSL, ADSL2, ADSL2 + alsóbb szakaszai    Csak az ADSL2 + alatt

Lásd még

• Az ADSL hurokhosszabbító az ADSL szolgáltatások elérésének és sebességének bővítésére használható.
• Csillapítási torzítás
• Szélessávú internet-hozzáférés
• Digitális előfizetői vonalas multiplexer
• Átalánydíj
• Az eszköz sávszélességeinek listája
• Aluláteresztő szűrő és ADSL osztó .
• Sebesség-adaptív digitális előfizetői vonal (RADSL)
• Egypáros nagysebességű digitális előfizetői vonal (SHDSL)
• Szimmetrikus digitális előfizetői vonal (SDSL)

Hivatkozások

Külső linkek

• Az ADSL-hez kapcsolódó média a Wikimedia Commons-ban