Компьютерные сети. 5-е издание

Схема OFDM, которую мы рассматривали в предыдущем разделе, посылала данные по этим каналам, поэтому получила, в контексте ADSL, название дискретная мультитональная модуляция, DMT (Discrete MultiTone). Канал 0 используется для POTS (Plain Old Telephone Service — обычной телефонной сети). Каналы с 1 по 5 не используются, чтобы голосовой сигнал не имел возможности интерферировать с информационным. Из оставшихся 250 каналов один занят контролем передачи в сторону провайдера, один — в сторону пользователя, а все прочие доступны для передачи пользовательских данных.

Рис. 2.30. Работа ADSL с использованием дискретной мультитональной модуляции

В принципе, каждый из свободных каналов может быть использован для полнодуплексной передачи, однако из-за помех, взаимной интерференции и так далее практически это не реализуется. Провайдер может самостоятельно определять, сколько каналов использовать для входящего трафика, сколько для исходящего. Технически возможно осуществлять такое разделение в пропорции 50/50, но фактически большинство провайдеров предоставляет 80-90 % пропускной способности для передачи в сторону абонентов, так как большинство пользователей скачивают гораздо больше данных, чем загружают. Обычно под исходящий трафик пользователю отводится 32 канала, по всем остальным информационным каналам он может принимать данные. В целях увеличения пропускной способности можно несколько последних каналов сделать дуплексными, однако это потребует введения в строй дополнительных схем, исключающих образование эха.

В 1999 году был одобрен международный стандарт ADSL, известный как G.dmt. Он позволяет принимать входящий трафик со скоростью 8 Мбит/с и отправлять исходящий со скоростью 1 Мбит/с. Его сменило в 2002 году второе поколение, названное ADSL2, с различными усовершенствованиями, что дало скорость целых 12 Мбит/с для входящего трафика и 1 Мбит/с для исходящего. Теперь существует ADSL2+, который удваивает нисходящую скорость (от провайдера к клиенту) до 24 Мбит/с, удваивая пропускную способность, чтобы использовать полосу 2,2 МГц по витой паре.

Однако числа, приведенные здесь, являются скоростями лучшего случая для хороших линий близко (в пределах 1-2 км) к оконечной телефонной станции. Немного линий поддерживают эти скорости, и немного провайдеров предлагают эти скорости. Как правило, провайдеры предлагают приблизительно 1 Мбит/с к клиенту и 256 Кбит/с от клиента (стандартный сервис), соответственно 4 Мбит/с и 1 Мбит/с (улучшенный сервис) и 8 Мбит/с и 2 Мбит/с (премиум-сервис).

В пределах каждого канала модуляция QAM используется на скорости примерно 4000 символов/с. Качество линии в каждом канале постоянно проверяется, и скорость передачи данных корректируется при использовании большей или меньшей совокупности, как на рис. 2.19. У различных каналов могут быть различные скорости передачи данных, начиная с 15 бит на символ, посланными на канале с высоким отношением сигнал/шум, и снижаться до 2, 1 или 0 бит на символ, посланный на канале с низким отношением сигнал/шум в зависимости от стандарта.

Типичная организация ADSL-линии показана на рис. 2.31. На схеме видно, что телефонная компания установила в помещении у абонента специальное устройство сопряжения с сетью, NID (Network Interface Device). Эта маленькая пластмассовая коробочка маркирует окончание зоны владений телефонной компании и начало частной собственности абонента. Недалеко от этого устройства (а иногда вообще в одном блоке с ним) расположен разветвитель, который представляет собой аналоговый фильтр, отделяющий полосу POTS (0-4000 Гц) от каналов данных. Сигналы, проходящие по POTS, передаются на имеющийся телефон или факс, а все остальные отправляются на ADSL-модем, который использует цифровой сигнальный процессор для выполнения OFDM. Поскольку большинство модемов ADSL — внешние, то требуется организовать высокоскоростное соединение модема с системным блоком компьютера. Обычно это делается с помощью сетевой карты Ethernet, USB-кабеля или 802.11.

Рис. 2.31. Типичная конфигурация оборудования ADSL

На противоположном конце кабеля, на оконечной коммутационной станции, также установлен разветвитель. Здесь голосовая составляющая сигнала отделяется от информационной и пересылается на обычный телефонный коммутатор. Сигнал, передающийся на частотах, превышающих 26 кГц, отправляется на устройство нового типа, которое называется мультиплексором доступа к DSL, DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), в состав которого в качестве ADSL-модема входит сигнальный процессор того же типа, что и у абонента. По мере восстановления по цифровому сигналу битовой последовательности формируются пакеты, отсылающиеся провайдеру.