Продолжение. Начало смотри здесь. В прошлой статье я попытался объяснить некой милой блондинки что такое модем, цифровой и аналоговый сигнал и как мы получаем дома интернет по телефонным линиям.
Продолжим данную тему только уже чуть более углубленно.
Когда скорость по телефонным линиям при «Dial-up» соединениях достигла по - видимому своего максимального значения передачи, а именно 56 Кбит/c, был некий промежуток времени что казалось что это есть максимальная скорость передачи по телефонным линиям.
В то же время на рынке появились фирмы кабельного телевидения которые через свои коаксиальные кабели предлагали своим абонентам скорости до 10 Мбит/c. Так же на рынке появились спутниковые системы которые переплюнули даже фирмы кабельного телевидения и предлагали скорость подключения до 50 Мбит/с.
Естественно что телефонным компаниям такое положение дел не понравилось, так как теряли на глазах рынок... и наверно "почесав репу", они совместно решили создать более конкурентоспособные системы для передачи информации по уже имеющимся проложенными телефонным линиям.
Выделились денешки....Началась работа...и вскоре на рынке появилось множество предложений от телефонных компаний и провайдеров интернета под общим названием - "xDSL", что расшифровывается как (Degital Subscriber Line) - "цифровая абонентская линия". Я написал выше что появились множество предложений так как вместо буквы "x" - могло стоять любая буква в зависимости какую технологию использует телефонная компания и провайдер.
Так вот - системы использующие каналы с расширенной пропускной способностью (то есть позволяющие подключатся к интернету на более высоких скоростях), иногда называют "широкополосными сетями", но если посмотреть более внимательно на данное название, становится ясно что он относится больше коммерческим уловкам чем к строго техническому определению.
Что касается "xDSL" то я буду рассматривать здесь (думаю самую распространению) технологию в области DSL, а именно -"ADSL" - Asimmetric DSL - асимметричная цифровая абонентская линия. Данная технология "ADSL" как бы одна из первых пробила себе "место под солнцем", потому что разработчики, телефонные компании и интернет провайдеры посчитали что она оптимальна, так как в то время когда они "думали", практически поток входящего трафика пользователя был гораздо больше чем поток исходящего трафика от пользователя. Тогда это может и было так. Сегодняшний реальность с появлением пиринговых сетей, видеосвязи, интернет игр не совсем удовлетворяет пользователей... Но мы здесь не будем обсуждать ее недостатки а принцип лежащий в основе данной технологии.
Одна из основных причин по которой традиционные модемы «Dial-up» соединения работали так медленно было и есть то что - телефонные линии которыми они пользовались были "исторически" созданы и проложены с одной единственной целью - передача голоса и ВСЕ!!! Никакой интернет в то время когда прокладывались эти линии и в помине не было и не намечался...
Учитывая этот исторический факт получается что - данные всегда остаются второстепенными (пасынками) для телефонной системы.
Скорее всего это рассуждение можно отнести и к протоколам мобильной связи, которая так же была в начале создана для передачи голоса.... Мне было бы интересно услышать возражение по данному поводу, если у кого они есть....Готов обсудить данную тему, так как известно в споре (иногда) рождается истина....
Но вернемся к нашим телефонным проводам и телефонным станциям.
Так вот, если взять тот телефонный провод который идет из нашей квартиры до телефонной станции. То в той точке где он заходит в аппаратуру телефонной станции поступающий сигнал подвергается фильтрации. Что это значит? А значит что все чистоты ниже 300 Гц и выше 3400 Гц вырезаются. Делается это потому что для передачи голоса полоса пропускания между 300 Гц и 3400 Гц считается достаточной. Смотрите рисунок 1.
Рисунок 1.
За рисунок извиняюсь, какой - то он большой и нескладный, но то что я хочу объяснить из него понять можно.
Итак на телефонной станции сигнал обрезается, то есть все частоты ниже 300 Гц и выше 3400 Гц режутся (отбрасываются, не пропускаются). Но это в теории. На рисунке 1 видно что края среза сигнала не является строго прямоугольными. Ну не можем мы обрезать, вернее фильтровать сигнал строго в заданных параметрах, это связанно с многими факторами, которые мы здесь обсуждать не будем. Исходя из этого реально полоса пропускания сигнала считается равной 4000 Гц. Хотя на самом деле принято считать что диапазон между этими срезами составляет 3100 Гц (3400 - 300 = 3100).
И вот сейчас самое главное. Вся фишка за счет чего работает "xDSL" в том что пользователи подключаются к особому коммутатору который не режет, или фильтрует данные частоты. То есть для передачи данных используется вся полоса пропускания нашей телефонной линии...Во! И ограничивающим фактором в такого вида передачи является сами физические свойства нашей телефонной линии, а не тот кусок который был раньше длиною в 3100 Гц показанный на рисунке 1.
Но как показывает сама жИсть пропускная способность телефонных линий зависит от многих факторов среди которых самые "центровые" это - длина линии, тип кабеля, емкость линии, как сделаны промежуточные соединения, ну и прочие. Вот от многообразии этих факторов в действительности и зависит пропускная способность нашего канала то есть телефонной линии по которому мы "получаем интернет".
Я уже упомянул в первой части данной статьи такой термин как "последняя миля". И связан этот термин как раз с длиной телефонной линии от нас к телефонной станции. Так вот расстояние от нас или скажем нашей квартиры, до телефонной станции. Нет скажем лучше так - длина линии (читай - кабеля по которому проходит сигнал от нас к оконечной телефонной станции и обратно) очень влияет на пропускную способность нашей линии. Чем расстояние длиннее, тем пропускная способность нашей линии падает. То есть отсюда вывод - чем ближе живешь к телефонной станции, тем пропускная способность линии лучше. В литературе приводятся такой график для xDSL который отображает пропускную способность линии и расстояния, смотрите рисунок 2.
Рисунок 2.
При этом считается что провода новые, контакты аккуратные, а кабель типа UTP категории 3. Что такое UTP - ну это такой кабель специальный для прокладки телефонных линий и сетей (это я написал для тех кто не знает что это такое).
Исходя из рисунка 2 провайдер интернета или как его называют профессионалы ISP (Internet Service Provider) когда заявляют о определенной пропускной способности доступа в интернет, то сразу ограничивают радиус за приделами которого данная пропускная способность может быть предоставлена пользователям. Поэтому когда клиент приходит что бы подключится к интернету ему могут отказать по причине дальнего расстояния квартиры или дома от телефонной станции. Конечно в точке пересечения коммерческих интересов и высоких технологий могут быть разные решения данной проблемы от которых как правило страдаем мы с вами. Увы - се ля ви. Но вернемся к нашему DSL...
Так вот... соединения xDSL при своей разработки преследовали следующие цели;
- Данные соединения должны работать на существующие телефонные линии представляющие собой как правило провода типа витой пары 3 категории.
- xDSL соединение не должно влиять как раньше при "Dial- up" на работу телефонного аппарата или факса.
- Скорость соединения должна быть больше чем при соединении Dial- up, то есть выше чем 56 Кбит/с.
- И последнее требование к разработчикам было такое - данное подключение должно быть постоянным и услуги за предоставления xDSL должны оплачивается в виде фиксированной платы за определенный промежуток времени а не за количество потребляемого трафика.
Исторически первое предложение по внедрении ADSL поступило на рынок от компании AT&T и работало за счет того что весь частотный диапазон телефонной линии который равняется примерно около 1,1 Мгц разбили на три частотных диапазона -
- диапазон обычной телефонной сети или как еще его пишут в литературе POTS (Plan Old Telefone Service),
- исходящий диапазон частот - от абонента к телефонной станции,
- входящий диапазон частот - от станции к абонентам.
То есть что они сделали? А сделали простую вещь - для каждого необходимого потока информации выделили свой диапазон частот. Такое разделение частот под необходимые цели называется - частотным уплотнением или частотным мультиплексированием.
Другие же разработчики сохраняя требования к xDSL неписаные выше использовали несколько другой подход, вот его мы и рассмотрим.
Суть данного метода который называется - дискретная мультитональная модуляция, DMT (Discrete MultiTone) показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Как видно из рисунка 3, общий частотный диапазон который равняется 1100 кГц поделили на 256 каналов по 4312,5 Гц в каждом образовавшимся канале. Далее они распределили каналы так - нулевой канал отдали под голос - то есть это POTS канал. Каналы c 1 по 5-й не используются дабы исключить интерференцию между голосовым каналом и каналом предназначенный для передачи данных. А оставшиеся каналы то есть 250 штук используются для передачи данных. Но как видно из рисунка 3, число каналов предназначенные для исходящего трафика от абонента к телефонной станции меньше чем число каналов для входящего трафика - то есть трафик который передается нам как абонентам от телефонной станции.
На практике провайдер сам определяет сколько каналов использовать для входящего и исходящего трафика. Если он "добрый", то может даже сделать разделение 50/50, но как правило если данное соединение называется ADSL, то провайдер как правило делит канал так - 90 (80)% на входящий трафик - 10 (20)% на исходящий.
Сам стандарт ADSL (ANSI T1.413 и ITU G.992.1) сделан так что дает возможность получать входящий трафик со скоростью 8 Мбит/c и исходящий посылать со скоростью 1 Мбит/c. Но такие скорости могут обеспечить не все провайдеры. Как правило стандартная услуга это 512 (1) 1 Мбит/c для входящего трафика и 64 (256) 1 Мбит/c для исходящего.
Как устроена ADSL соединения в деталях показано на рисунке 4. Рисунок 4.
Как видно из рисунка 4, провайдер или телефонная компания устанавливает в нашей квартире или скажем еще правильнее - у клиента в помещении такое устройство которое называется разветвитель или как еще его называют - "сплитер" от английского слова - "split" - раскалывать; расщеплять, разбивать на части. Если вы дочитали все внимательно до сего места, Вы уже догадались зачем нужна данная коробочка...вернее устройство в нашей квартире....Да!..Да!...мальчикам налево - девочкам на право.
Разветвитель или сплитер есть не что иное как фильтр который отделяет "мухи от компота", а именно отделяющий голосовую частоту от частот данных или скажем профессионально - отделяющий полосу POTS (0 - 4000 Гц), голосовой канал от канала данных. То есть сигналы приходящие по голосовому каналу с частотой от 0 до 4000 Гц данное устройство передает на соедененые с ней телефон или факс....все остальные сигналы с частотой выше 4000 Гц передаются на ADSL модем. ADSL модем соединен с нашей сетевой картой и так как почти все ADSL модемы внешние то у нас получается в квартире маленькая локальная сеть состоящая из двух устройств ADSL модема и нашего компа ...вот и все по сути...Да забыл сказать что и на стороне телефонной станции мы так же имеем разветвитель который так же обеспечивает разделение голосового сигнала от сигнала данных и соответственно голосовой сигнал передается на необходимую аппаратуру телефонной станции которая отвечает за передачу голоса, а остальное передается на так называемые устройство - мультиплексор доступа к DSL или DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), который по сути выполняет ту же роль как ADSL модем у клиента но на стороне телефонной станции он более мощный и производительные - почему? ...догадайтесь сами. Далее сигнал передается интернет провайдеру. Разделение сигнала голосовой связи от информационных сигналов позволило легко внедрить на оконечных телефонных станциях технологию ADSL, так как на телефонной станции аппаратура телефонной станции для передачи голоса не используется а только монтируется дополнительно - разделитель и DSLAM.
Кажется все...если что забыл напомните...
| 
