Digitális előfizetői vonal - Digital subscriber line

A "DSL" átirányít ide. A többi felhasználást lásd: DSL (egyértelműsítés) .
Internet protokoll csomag
Alkalmazási réteg
Szállítási réteg
Internet réteg
Linkréteg

Digitális előfizetői vonal ( DSL , eredetileg digitális előfizetői hurok ) egy család technológiák felé történő továbbítására használt digitális adatok felett telefonvonalak . A távközlési marketingben a DSL kifejezés széles körben az aszimmetrikus digitális előfizetői vonalat (ADSL) jelenti, amely a leggyakrabban telepített DSL technológia az internet -hozzáféréshez .

A DSL szolgáltatás vezetékes telefonszolgáltatással egyidejűleg nyújtható ugyanazon a telefonvonalon, mivel a DSL magasabb frekvenciasávokat használ az adatokhoz. Az ügyfél telephelyén egy DSL szűrő minden nem DSL kimeneten blokkol minden nagyfrekvenciás interferenciát, hogy lehetővé tegye a hang- és DSL-szolgáltatások egyidejű használatát.

A fogyasztói DSL-szolgáltatások bitsebessége jellemzően 256 kbit/s és 100 Mbit/s között mozog az ügyfél felé ( downstream ), a DSL-technológiától, a vonali feltételektől és a szolgáltatásszintű megvalósítástól függően. Elérte az 1 Gbit/s bitsebességet  .

Az ADSL -ben az adatátvitel felfelé irányuló irányban (a szolgáltató felé irányuló irány) alacsonyabb, ezért az aszimmetrikus szolgáltatás megjelölése . A szimmetrikus digitális előfizetői vonal (SDSL) szolgáltatásokban a downstream és az upstream adatsebesség egyenlő. A Bell Labs kutatói 1 Gbit/s feletti sebességet értek el a szimmetrikus szélessávú hozzáférési szolgáltatásoknál, hagyományos réz telefonvonalakat használva, bár ilyen sebességet máshol még nem alkalmaztak.

Történelem

Eredetileg úgy gondolták, hogy nem lehet hagyományos telefonvonalat alacsony sebességű (jellemzően 9600 bit/s alatti) határértékeken túl működtetni. Az 1950-es években a közönséges sodrott érpárú telefonkábel gyakran négy megahertzes (MHz) televíziós jelet vitt át a stúdiók között, ami arra utal, hogy az ilyen vonalak lehetővé teszik másodpercenként sok megabit átvitelét. Egy ilyen kör az Egyesült Királyságban mintegy 16 kilométerre futott a BBC Newcastle-upon-Tyne-i stúdiói és a Pontop Pike adóállomás között . Ezeknek a kábeleknek azonban a Gauss -zajon kívül más károsodása is volt , ami megakadályozta, hogy az ilyen frekvenciák a területen gyakorlatiasak legyenek. Az 1980 -as években olyan technikákat fejlesztettek ki a szélessávú kommunikációra, amelyek lehetővé tették a határ jelentős kiterjesztését. 1979 -ben szabadalmat nyújtottak be a meglévő telefonvezetékek használatára mind a telefonokhoz, mind az adatterminálokhoz, amelyek digitális adathordozó rendszeren keresztül kapcsolódtak egy távoli számítógéphez.

A digitális előfizetői vonaltechnológia motivációja az Integrált Szolgáltatások Digitális Hálózat (ISDN) specifikációja volt, amelyet 1984-ben javasolt a CCITT (ma ITU-T ) az I.120 . Ajánlás részeként , később ISDN digitális előfizetői vonalként (IDSL). A Bellcore (ma Telcordia Technologies ) munkatársai aszimmetrikus digitális előfizetői vonalat (ADSL) fejlesztettek ki azzal, hogy széles sávú digitális jeleket helyeztek el a meglévő alapsávú analóg hangjel fölötti frekvenciákon, amelyeket a hagyományos csavart érpárú kábelezésen továbbítottak a telefonközpontok és az ügyfelek között. 1988 -ban szabadalmat nyújtottak be.

Joseph W. Lechleider hozzájárulása a DSL -hez az volt, hogy belátta, hogy egy aszimmetrikus elrendezés több mint kétszeresét kínálja a szimmetrikus DSL sávszélességének. Ez lehetővé tette az internetszolgáltatók számára, hogy hatékony szolgáltatásokat nyújtsanak a fogyasztóknak, akik nagy hasznot húztak a nagy mennyiségű adat letöltésének lehetőségéből, de ritkán volt szükségük összehasonlítható mennyiségek feltöltésére. Az ADSL kétféle közlekedési módot támogat: a gyorscsatornát és a soros csatornát . A multimédiás adatfolyamoknál a gyors csatornát részesítik előnyben , ahol az időnként leeső bit elfogadható, de a késések kevésbé. Az összeillesztett csatorna jobban működik a fájlátvitelnél, ahol a szállított adatoknak hibamentesnek kell lenniük, de elfogadható a késleltetés (időkésleltetés), amely a hibát tartalmazó csomagok újraküldésében jelentkezik.

A fogyasztóközpontú ADSL-t úgy tervezték, hogy működjön a meglévő vonalakon, amelyek már az alapsebességű interfész ISDN-szolgáltatásokra vannak kondicionálva . A mérnökök nagysebességű DSL -létesítményeket fejlesztettek ki, például nagy bitsebességű digitális előfizetői vonalat (HDSL) és szimmetrikus digitális előfizetői vonalat (SDSL), hogy a hagyományos Digital Signal 1 (DS1) szolgáltatásokat szabványos rézpáros létesítményeken keresztül biztosítsák.

A régebbi ADSL szabványok 8 Mbit/s-ot szállítottak  az ügyfélnek körülbelül 2 km-es árnyékolatlan sodrott érpárú rézhuzalon keresztül. Az újabb változatok javították ezeket az arányokat. A 2 km -nél (1,2 mi) nagyobb távolságok jelentősen csökkentik a vezetékeken használható sávszélességet , ezáltal csökkentve az adatátviteli sebességet. Az ADSL hurokbővítők azonban a jel ismétlésével növelik ezeket a távolságokat, lehetővé téve az LEC számára, hogy bármilyen távolságra DSL sebességet biztosítson.

DSL SoC

A kilencvenes évek végéig a DSL digitális jelfeldolgozóinak ára megfizethetetlen volt. A DSL minden típusa rendkívül bonyolult digitális jelfeldolgozó algoritmusokat alkalmaz a meglévő sodrott érvezetékek korlátainak leküzdésére . A nagyon nagyméretű integrációs (VLSI) technológia fejlődésének köszönhetően a DSL telepítéshez kapcsolódó berendezések költségei jelentősen csökkentek. A két fő berendezés egy digitális előfizetői vonal elérési multiplexer (DSLAM) az egyik végén és egy DSL modem a másik végén.

DSL kapcsolat kiépíthető a meglévő kábelen. Az ilyen telepítés, még a berendezéseket is beleértve, sokkal olcsóbb, mint egy új, nagy sávszélességű száloptikai kábel telepítése ugyanazon az útvonalon és távolságon. Ez igaz az ADSL és az SDSL változatokra is. A DSL és hasonló technológiák kereskedelmi sikere nagymértékben tükrözi az elektronikában az évtizedek során elért eredményeket, amelyek növelték a teljesítményt és csökkentették a költségeket, még akkor is, ha az árkok ásása a földben új kábelek (réz vagy száloptika) után továbbra is drága.

Ezen előnyök miatt az ADSL jobb ajánlat volt az internet -hozzáférést igénylő ügyfelek számára, mint a mért telefonos tárcsázás, ugyanakkor lehetővé tette a hanghívások fogadását az adatkapcsolattal egy időben. A telefontársaságok is nyomást gyakoroltak az ADSL -re való áttérésre a kábeltársaságok versenye miatt, amelyek a DOCSIS kábelmodem technológiát használják hasonló sebességek elérésére. A nagy sávszélességű alkalmazások, például a videó- ​​és fájlmegosztás iránti kereslet is hozzájárult az ADSL technológia népszerűségéhez.

A korai DSL szolgáltatás megkövetelte a száraz hurkot , de amikor az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottsága (FCC) megkövetelte, hogy a jelenlegi helyi csereszolgáltatók (ILEC) béreljék vonalaikat a versengő DSL-szolgáltatók számára, elérhetővé vált a megosztott vonalú DSL. Alias DSL felett szétválasztott hálózati elem , ez a szétválasztás szolgáltatás lehetővé teszi, hogy egyetlen előfizetője két különböző szolgáltatások két különböző szolgáltatók egyetlen érpár. A DSL szolgáltató berendezései ugyanazon a telefonközponton találhatók, mint az ILEC, amely az ügyfél már meglévő hangszolgáltatását biztosítja. Az előfizetői áramkör újra van kötve az ILEC által szállított hardverrel, amely DSL frekvenciát és POTS jeleket kombinál egyetlen rézpáron.

2012 -re egyes fuvarozók az Egyesült Államokban arról számoltak be, hogy a DSL távoli terminálok szálhálózat -visszavezetéssel felváltják a régebbi ADSL rendszereket.

Művelet

A telefonok helyi hurkon keresztül kapcsolódnak a telefonközponthoz , ami egy fizikai vezetékpár. A helyi hurkot eredetileg többnyire beszédátvitelre szánták, amely 300-3400 hertz ( kereskedelmi sávszélesség ) audio frekvenciatartományt tartalmaz . Mivel azonban a távolsági trönköket fokozatosan átalakították analógból digitális üzemmódba, felvetődött az elképzelés, hogy az adatokat a helyi hurokon keresztül lehet továbbítani (a hangsáv feletti frekvenciák felhasználásával), ami végül DSL-hez vezetett.

A telefonközpontot a legtöbb előfizetővel összekötő helyi hurok képes a POTS 3400 Hz -es felső határát jóval meghaladó frekvenciák átvitelére . A hurok hosszától és minőségétől függően a felső határ több tíz megahertz lehet. A DSL kihasználja a helyi hurok kihasználatlan sávszélességét , és 4312,5 Hz széles csatornákat hoz létre 10 és 100 kHz között, a rendszer konfigurációjától függően. A csatornák kiosztása tovább folytatódik a magasabb frekvenciákon (ADSL esetén akár 1,1 MHz -ig), amíg az új csatornák használhatatlannak minősülnek. Minden csatorna használhatóságát nagyjából ugyanúgy értékelik, mint egy analóg modemet POTS kapcsolaton. A használhatóbb csatornák nagyobb rendelkezésre álló sávszélességet jelentenek, ezért a távolság és a vonal minősége a tényező (a DSL által használt magasabb frekvenciák csak rövid távolságokat tesznek meg).

A használható csatornák halmaza ezután két különböző frekvenciasávra oszlik az upstream és downstream forgalom számára, egy előre konfigurált arány alapján. Ez a szegregáció csökkenti az interferenciát. Ha a csatorna csoportok jöttek létre, az egyes csatornák vannak kötve egy pár virtuális áramkörök, egy minden irányban. Az analóg modemekhez hasonlóan a DSL adó -vevők folyamatosan figyelemmel kísérik az egyes csatornák minőségét, és attól függően, hogy használhatóak -e, hozzáadják vagy eltávolítják őket a szolgáltatásból. Amint létrejönnek az upstream és downstream áramkörök, az előfizető csatlakozhat egy szolgáltatáshoz, például egy internetszolgáltatóhoz vagy más hálózati szolgáltatásokhoz, például egy vállalati MPLS hálózathoz.

A DSL-létesítmények közötti szállítás mögöttes technológiája nagyfrekvenciás vivőhullámok modulációját használja , analóg jelátvitelt. A DSL-áramkör végződik mindkét végén egy modemet , amely modulálja mintákat a bitek be bizonyos nagyfrekvenciás impulzusok továbbítására, hogy a szemben álló modemet. A távoli modemtől kapott jeleket demodulálják, hogy megfelelő bitmintát kapjanak, amelyet a modem digitális formában továbbít az interfészen lévő berendezéseinek, például számítógépnek, útválasztónak, kapcsolónak stb.

Ellentétben a hagyományos betárcsázós modemekkel, amelyek a biteket jelekké modulálják a 300–3400 Hz audio alapsávban, a DSL modemek a 4000 Hz-től akár 4 MHz-ig terjedő frekvenciákat modulálják. Ez a frekvenciasáv -elválasztás lehetővé teszi, hogy a DSL szolgáltatás és a sima régi telefonszolgáltatás (POTS) együtt élhessen ugyanazon kábeleken. Az előfizetői áramkör végén inline DSL szűrők vannak telepítve minden telefonra, hogy átadják a hangfrekvenciákat, de kiszűrjék azokat a nagyfrekvenciás jeleket, amelyek egyébként sziszegésként hallanának. Ezenkívül a telefon nemlineáris elemei egyébként hallható intermodulációt generálhatnak, és ezen aluláteresztő szűrők hiányában ronthatják az adatmodem működését . A DSL és RADSL modulációk nem használják a hangfrekvenciás sávot, ezért a DSL modemek áramkörébe beépített felüláteresztő szűrők szűrik ki a hangfrekvenciákat.

DSL modem

Mivel a DSL a 3,4 kHz -es hanghatár felett működik, nem tud áthaladni a betöltőtekercsen , amely egy induktív tekercs, amelyet úgy terveztek, hogy ellensúlyozza a söntkapacitás (a sodrott pár két vezetéke közötti kapacitás) okozta veszteséget. A betöltőtekercseket általában rendszeres időközönként állítják be a POTS vonalakban. A hangszolgáltatás nem tartható fenn bizonyos távolságon túl ilyen tekercsek nélkül. Ezért egyes területek, amelyek a DSL szolgáltatás hatótávolságán belül vannak, a terheléses tekercs elhelyezése miatt kizárásra kerülnek a jogosultság alól. Emiatt a telefontársaságok igyekeznek eltávolítani a nélkülük működő réz hurkok töltőtekercsét. Az ezeket igénylő hosszabb vonalak helyettesíthetők szálakkal a szomszédsághoz vagy csomóponthoz ( FTTN ).

A legtöbb lakossági és kis irodai DSL-megvalósítás alacsony frekvenciákat tart fenn a POTS számára, így (megfelelő szűrőkkel és/vagy osztókkal) a meglévő hangszolgáltatás a DSL-szolgáltatástól függetlenül továbbra is működik. Így a POTS-alapú kommunikáció, beleértve a faxkészülékeket és a betárcsázós modemeket , megoszthatja a vezetékeket a DSL-el. Egyszerre csak egy DSL modem használhatja az előfizetői vonalat . A szabványos módja annak, hogy több számítógép megoszthassa a DSL-kapcsolatot, olyan útválasztót használ , amely kapcsolatot létesít a DSL-modem és a helyi Ethernet- , áram- vagy Wi-Fi- hálózat között az ügyfél területén.

A DSL elméleti alapjai, akárcsak a kommunikációs technológia nagy része , Claude Shannon 1948 -as, A Mathematical Theory of Communication című dolgozatára vezethetők vissza . Általában a nagyobb bitsebességű átvitelhez szélesebb frekvenciasávra van szükség, bár a bitsebesség és a szimbólumsebesség aránya és ezáltal a sávszélesség aránya nem lineáris a digitális jelfeldolgozás és a digitális modulációs módszerek jelentős újításai miatt .

Meztelen DSL

Fő cikk: Meztelen DSL

A meztelen DSL egy módja annak, hogy helyi hálózaton keresztül csak DSL -szolgáltatásokat nyújtson . Ez akkor hasznos, ha az ügyfélnek nincs szüksége a hagyományos telefonos hangszolgáltatásra, mert a hangszolgáltatás vagy a DSL -szolgáltatásokon (általában VoIP ), vagy más hálózaton (például mobiltelefonon ) keresztül érkezik . Az Egyesült Államokban általánosan elkülönített hálózati elemnek (UNE) is nevezik ; Ausztráliában feltétel nélküli helyi hurok (ULL) néven ismert; Belgiumban "nyers réz", az Egyesült Királyságban Single Order GEA (SoGEA) néven ismerik.

2004 -ben kezdett visszatérni az Egyesült Államokban, amikor a Qwest elkezdte kínálni, majd szorosan követte a Speakeasy . Az AT&T SBC -vel való egyesülése és a Verizon MCI -vel való egyesülése következtében ezek a telefontársaságok kötelesek meztelen DSL -t kínálni a fogyasztóknak.

Tipikus beállítás

Példa egy DSLAM -ra 2006 -ból

Az ügyfél oldalon egy DSL -modem csatlakozik egy telefonvonalhoz. A telefontársaság a vonal másik végét egy DSLAM -hez csatlakoztatja , amely nagyszámú egyedi DSL -kapcsolatot koncentrál egyetlen dobozba. A DSLAM és a felhasználó DSL modeme közötti csillapítás miatt a DSLAM nem helyezhető el túl messze az ügyféltől . Gyakori, hogy néhány lakótömböt csatlakoztatnak egy DSLAM -hoz.

DSL kapcsolat vázlata

A fenti ábra egy egyszerű DSL kapcsolat vázlata (kék színnel). A jobb oldalon a telefonszolgáltató telefonközpontjában található DSLAM látható. A bal oldalon az ügyfél helyiségeinek berendezései láthatók, opcionális útválasztóval. Az útválasztó egy helyi hálózatot kezel, amely összeköti a számítógépeket és más helyi eszközöket. Az ügyfél választhat egy modemet, amely router és vezeték nélküli hozzáférést is tartalmaz. Ez a lehetőség (szaggatott buborékon belül) gyakran leegyszerűsíti a kapcsolatot.

Csereberendezések

A központban egy digitális előfizetői vonalhozzáférési multiplexer (DSLAM) lezárja a DSL -áramköröket, és összesíti azokat, ahol azokat átadják más hálózati szállításoknak. A DSLAM minden kapcsolatot megszakít, és helyreállítja az eredeti digitális információkat. Az ADSL esetében a hangkomponenst is elválasztják ebben a lépésben, vagy a DSLAM -ba integrált szűrővel, vagy az előtte telepített speciális szűrőberendezéssel.

Ügyfél felszerelése

DSL Modem sematikus

A kapcsolat ügyfélvégét egy DSL modem alkotja . Ez átalakítja az adatokat a számítógépek által használt digitális jelek és a megfelelő frekvenciatartományú analóg feszültségjel között, amelyet ezután a telefonvonalra továbbítanak.

Egyes DSL variációkban (például HDSL ) a modem soros interfészen keresztül közvetlenül csatlakozik a számítógéphez, olyan protokollok használatával, mint az ethernet vagy az V.35 . Más esetekben (különösen az ADSL-ben) gyakori, hogy az ügyfélberendezést magasabb szintű funkcionalitással, például útválasztással, tűzfalazással vagy más alkalmazás-specifikus hardverrel és szoftverrel integrálják. Ebben az esetben a berendezést átjárónak nevezik.

A legtöbb DSL-technológia megköveteli a megfelelő DSL-szűrők telepítését a DSL-jel és az alacsony frekvenciájú hangjel elválasztásához. A szétválasztás történhet vagy a demarkációs ponton , vagy az ügyfél telephelyén található telefonkimeneten elhelyezett szűrőkkel .

A modern DSL -átjárók gyakran integrálják az útválasztást és egyéb funkciókat. A rendszer elindul, szinkronizálja a DSL -kapcsolatot, és végül létrehozza az internetes IP -szolgáltatásokat és a kapcsolatot a helyi hálózat és a szolgáltató között, olyan protokollok használatával, mint a DHCP vagy a PPPoE .

Protokollok és konfigurációk

Sok DSL technológia aszinkron átviteli mód (ATM) réteget valósít meg az alacsony szintű bitfolyam rétegen, hogy lehetővé tegye számos különböző technológia adaptálását ugyanazon a kapcsolaton keresztül.

A DSL megvalósítások áthidalott vagy irányított hálózatokat hozhatnak létre . Egy áthidalott konfigurációban az előfizetői számítógépek csoportja ténylegesen egyetlen alhálózatba kapcsolódik. A legkorábbi megvalósítások használt DHCP , hogy a hálózati adatokat, mint például a IP-cím az előfizetői berendezéssel, hitelesítés keresztül MAC címét , vagy egy kijelölt hostname . A későbbi implementációk gyakran pont-pont protokollt (PPP) használnak a felhasználói azonosítóval és jelszóval történő hitelesítéshez, valamint a hálózati adatok megadásához.

Átviteli modulációs módszerek

Az átviteli módok piactól, régiótól, szállítótól és berendezéstől függően változnak.

DSL technológiák

A DSL -technológiák (néha együttesen xDSL -ként összefoglalva ) a következők:

A telefonközponttól az előfizetőig terjedő vonalhossz-korlátozások szigorú korlátokat szabnak az adatátviteli sebességnek. Az olyan technológiák, mint a VDSL, nagyon nagy sebességű, de rövid hatótávolságú kapcsolatokat biztosítanak. A VDSL -t " triple play " szolgáltatások nyújtásának módszereként használják (jellemzően szálban valósítják meg a szegélyhálózati architektúrákhoz).

Lásd még

Hivatkozások

További irodalom

Külső linkek

  • ADSL elmélet - Információ az ADSL hátteréről és működéséről, valamint azokról a tényezőkről, amelyek hozzájárulnak a jó szinkronizáláshoz a modem és a DSLAM között .