ADSL v Čechách na spadnutí - Principy xDSL

Archiv | 01.04.02

Stručný popis xDSL technologií jsme zařadili do rubriky Trendy, přestože nejdeo žádný nový objev tyto technologie jsou novým trendem především u nás ve většině vyspělých zemí js...





Stručný popis xDSL technologií jsme zařadili do rubriky Trendy, přestože nejde
o žádný nový objev tyto technologie jsou novým trendem především u nás ve
většině vyspělých zemí jsou již běžně dostupné. Právě v minulém čísle jsme vás
seznámili s tím, jak to ve světě vypadá s provozem xDSL, s cenovými relacemi a
s možnostmi těchto technologií v blízké budoucnosti. U nás začne Český Telecom
nabízet ADSL služby svým zákazníkům nejspíše počátkem léta. Později, až se
vyřeší otázka sdílení přístupových sítí (poslední míle), začnou tyto služby
nabízet též alternativní telekomunikační operátoři a další podnikatelské
subjekty, pro něž bude ADSL pouze transportním prostředkem, jenž jim umožní
dostat objednané služby ke koncovým zákazníkům.

Komunikační datové sítě se dělí svou podstatou na dvě části páteřní sítě a
rozvody vedoucí k jednotlivým uživatelům, kerým se říká poslední míle. Páteřní
rozvody jsou mnohem rentabilnější, poněvadž po nich běží téměř neustále
gigabajty dat. U rozvodů ke koncovým uživatelům je situace odlišná vysoké
počáteční náklady na vybudování např. telefonních přípojek, jež se potom
používají velmi zřídka, se vracejí velmi pomalu.

Na fyzické úrovni jsou dnes páteřní rozvody v Evropě a po celém světě většinou
realizovány prostřednictvím optických vláken, přičemž Česká republika leží na
této páteři. Operátoři sítí GSM telefonů mají např. páteřní sítě vybudovány na
mikrovlnných spojích.

Větší problémy jsou s přístupovými sítěmi ke koncovým uživatelům, protože tam
záleží na místních podmínkách a na hustotě osídlení jednotlivých oblastí. Na
jedné straně se do této oblasti investování nikdo moc nehrne, ale na straně
druhé budovat pouze páteře bez přístupových sítí ke koncovým uživatelům
postrádá smysl úplně.

Pro výstavbu poslední míle existuje řada technologií, jako jsou např. satelitní
spoje, kabelová televize, mikrovlnné spoje a především telefonní kabely. Ty se
totiž u nás za posledních deset let rozšířily téměř do každé domácnosti.
Telefonní linky se doposud používaly k přenosu dat pomocí klasických 56K
analogových modemů, kde rychlost přenosu není zdaleka vyhovující pro všechny
aplikace navíc není zaručena kvalita služeb (QoS). Zlepšení nastalo zavedením
služeb ISDN, kde může uživatel použít dvě datové linky, každou s datovým tokem
64 Kb/s a v případě potřeby je sloučit. Technologie xDSL přináší do
přístupových sítí ke koncovým zákazníkům nové možnosti větší zaručenou rychlost
v obou směrech.


Technologie xDSL

Zkratka DSL (Digital Subscriber Line) znamená digitální účastnickou přípojku,
tj. digitální připojení koncového uživatele, jenž je připojen na telefonní
linku, s ústřednou, která je dále připojena do páteřní datové sítě. Pro přenos
se využívá symetrického páru, toho, který je již použit pro stávající
analogovou přípojku či ISDN. Výrazně se tak snižují náklady na zavedení
technologie xDSL. U nás v Čechách je výhodou kvalita přístupových sítí, jež
byly vybudovány převážně v posledních letech, takže s nasazením ADSL
technologie na nich by neměl být takový problém (pokud jde o kvalitu vedení).


Různé typy DSL technologií

Technologie xDSL představuje celou řadu různých typů DSL, jež se liší svými
vlastnostmi a každá se hodí pro jiný typ nasazení. V praxi můžeme narazit
nejspíše na tyto technologie: ADSL, R-ADSL, ADSL G.lite, IDSL, HDSL, SDSL a
VDSL.


ADSL

Samotná koncepce ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) využívá stávajících
měděných telefonních vedení pro vysokorychlostní přenos dat. ADSL je definováno
tím, že je použita asymetrická rychlost přenosu: ve směru od operátora k
uživateli (downstream) je vyšší než od uživatele k operátorovi (upstream).
Např. při sledování videa je evidentní, že hlavní tok dat teče k divákovi, na
objednávání a ovládání přenosu stačí menší šířka pásma. Je pravda, že pokud by
chtěl někdo nahrávat svoje video na server, širší pásmo by se mu k tomu určitě
hodilo.

Původně se počítalo s přenosovou rychlostí maximálně 1,5 Mb/s, což stačí na
video komprimované podle MPEG-1. Kvalita takového videa zhruba odpovídá
nahrávce VHS. Vylepšením technologie se dosáhlo rychlosti u downstreamu až 9
Mb/s, což umožňuje přenášet video komprimované podle normy MPEG-2. Časem se
však ukázalo, že ADSL se hodí pro přístup k internetu. Asymetrie přenosových
rychlostí je pro tento účel vhodná, poněvadž uživatelé si stahují mnohem více
dat na své počítače, než kolik jich na internet vyšlou.

Velkou výhodou ADSL je, že při přenosu dat vystačí pouze jeden metalický pár, a
to na vzdálenost 4 až 8 kilometrů (záleží na kvalitě vedení se vzrůstající
vzdáleností od ústředny rychlost přenosu dat klesá). Je možný současný
nezávislý provoz standardní analogové telefonní linky nebo ISDN přípojky (2B+D)
na stejném vedení. Pro ADSL přenos se totiž používá vyšší frekvenční pásmo než
pro klasický telefonní hovor.

U uživatele a na vstupu do ústředny (tedy na obou koncích vedení) musí být
umístěny oddělovače (splittery), které právě oddělují ADSL data od telefonního
hovoru.

Oddělovač u uživatele je realizován dvěma filtry: dolní propustí od ní jde
telefonní signál přímo na telefon nebo fax, a horní propustí od ní signál
putuje do ADSL modemu, ve kterém je modulovaný signál převeden na data a
naopak. ADSL modem může být napojen přímo na koncový terminál PC, podnikovou či
domácí lokální síť LAN, na digitální TV, ISDN terminál apod.

Na straně provozovatele jsou na koncích vedení od jednotlivých účastníků
splittery, které oddělí telefonní hovory a nasměrují je do telefonní ústředny a
dále pak do veřejné telefonní sítě. Datové výstupy z ADSL modemů jsou vyvedeny
do DSL multiplexeru DSLAMu (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), jenž
je jakýmsi sběrným zařízením dat od všech uživatelů k ústředně připojených.
Tato data jsou přivedena do směrovačů, které je nasměrují ke všem potřebným
službám k internetu, k podnikovým intranetůmu nebo na servery poskytující různé
služby (např. video na přání VoD) tedy do páteřní sítě (tu může provozovat jak
telefonní operátor, tak i samostatný alternativní operátor, který má svou
vlastní páteřní datovou síť jak jsme se o tom zmínili již minule).

U klasického telefonního analogového přenosu dat, který je realizován
prostřednictvím modemu, je k dispozici přenosové pásmo 4 kHz. U modemu ADSL je
pro účely přenosu dat vyhrazeno pásmo od 26 kHz až do 1 MHz. Toto přenosové
pásmo je rozděleno do 256 nezávislých kanálů (subpásem), po nichž je přenos
realizován. Díky frekvenčnímu rozdělení je přenos poměrně odolný proti rušení,
protože pokud nastane, ovlivní pravděpodobně pouze některé frekvence, zatímco
na zbývajících probíhá přenos bez problému. Tato varianta modulace se jmenuje
DTM (Discrete Multi-Tone). Jiná metoda CAP je založena na tom, že využívá
jediný modulační signál. Tato metoda je levnější a jednodušší, ale je méně
odolná proti rušení. Byla metodou DTM víceméně vytlačena.

ADSL jako takové pouze přenáší určitý datový tok od operátora k uživateli. Je
však třeba zajistit přístup velkého množství uživatelů do různých sítí
(internetu či intranetů) a k různým službám (VoD atd.). Na to je potřeba data
koncentrovat, multiplexovat, směrovat, provést konverzi protokolů při přechodu
z jednoho na druhý, atd. Toto vše zajišťují přístupové sítě.

U ADSL mohou proudit data k uživateli rychlostí 8 MHz, od uživatele pak
rychlostí až 1 Mb/s. Dnes jsou většinou přístupy operátory omezeny na mnohem
nižší rychlost (64, 128, 256 Kb/s). Pro domácnosti a menší firmy by to dnes asi
bylo příliš drahé, ale díky rychlému rozvoji technologií pro přenos dat to bude
vbrzku jistě možné.

Jelikož internetu vládne IP protokol, realizace přístupových sítí se převážně
opírá právě o něj. Přístupové sítě založené na směrovačích jsou takové sítě,
kde u operátora jsou ADSL modemy propojeny s IP směrovačem přes koncentrátor
(hub) nebo přepínač. Koncetrátor či přepínač mají funkci multiplexeru (DSLAMu),
dochází zde ke koncentraci většího počtu účastníků do jedné sítě. V mnoha
případech je multiplexer (DSLAM) napojen přímo na páteřní síť internetu, pak
není žádný směrovač potřeba. Při realizaci sítě lze použít běžných zařízení pro
LAN, použitý protokol je stále týž. Toto řešení je jednoduché a levné oproti
jiným. Pokud jde o zajištění QoS, technologie se rychle vyvíjí, přepíná se na
vyšších vrstvách, potřebný obsah se ukládá do cache pamětí, umístěných blízko
uživateli, load balancing umí rozdělit data na více serverů, takže s
požadovanou kvalitou u IP to vypadá velmi nadějně.

Avšak díky možnostem ADSL se prosazuje i technologie ATM, která je vhodná pro
nasazení různých služeb (data, video, hlas), neboť zajišťuje Quality of Service
(QoS). To znamená, že hlas je kvalitní, nepřerušovaný, srozumitelný, video není
trhané. Její nevýhodou je vysoká cena a pro provoz a údržbu potřeba vysoce
kvalifikovaného personálu.


ADSL LITE

Kromě základní verze ADSL existuje odlehčená verze ADSL Lite, označovaná jako
G.Lite, určená pro méně náročné uživatele. Díky jednoduššímu a levnějšímu
provedení má větší šanci na rozšíření i do domácností. Maximální přenosová
rychlost 1,5 Mb/s v downstreamu je plně dostačující.


R-ADSL

Jinou verzí ADSL je pak tzv. R-ADSL Rate-Adaptive DSL (Rate-Adaptive DSL).
Jedná se o stejnou technologii jako v případě základní ADSL, ale na rozdíl od
ní je R-ADSL schopna analyzovat stav komunikační linky a jejímu momentálnímu
stavu také přizpůsobit přenosovou rychlost (kvalita přenosu záleží na délce a
na kvalitě provedení telefonní linky vedoucí k ústředně). Přitom přenosová
rychlost na lince se mění buď podle jejího stavu při sestavování spojení, anebo
během přenosu na základě signálu z ústředny.


IDSL

Technologie IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) se od ADSL liší především tím,
že neumožňuje přenášet vedle dat i hlas je tedy určena spíše pro podnikovou
sféru. Uživatelům je k dispozici datový kanál o přenosové rychlosti až 144 Kb/s
(součet dvou datových kanálů o přenosové rychlosti 64 Kb/s a jednoho řídicího
kanálu o kapacitě 16 Kb/s). IDSL používá stejnou metodu modulace přenosu jako
ISDN, ale liší se od ní tím, že není založená na vytáčení (tudíž není nutné
sestavovat spojení v ústředně). Pro připojení modemů IDSL je využíván jeden pár
vodičů s rozhraním ISDN BRI.


HDSL

Jako daleko zajímavější řešení se ukazuje technologie HDSL (High Bit-rate
Digital Subscriber Line). Ta totiž na rozdíl od ADSL nabízí symetrické
rozdělení přenosového pásma, tedy pro příjem i pro vysílání dat je přenosová
kapacita stejná. Technologie HDSL patří mezi nejlépe propracované technologie
xDSL a v praxi je nasazována již delší dobu (telekomunikační firmy pomocí ní
propojují své telefonní ústředny mezi sebou). HDSL je plně duplexní
technologií, přenosová rychlost je zde nižší než u ADSL. Technologie HDSL je
nabízena ve dvou provedeních a to buď s přenosovou rychlostí 1,544 Mb/s, což
odpovídá lince T1 (USA), anebo 2,048 Mb/s, což odpovídá evropské lince E1.
Důležité je, že HDSL vyžaduje na rozdíl od ADSL dva nebo tři páry telefonních
vodičů (při rychlostech 1,544 Mb/s nebo 2,048 Mb/s). Avšak to, že HDSL využívá
více párů vodičů, znamená i podstatně vyšší spolehlivost přenosu dat používá se
pro propojování vnitropodnikových pobočkových telefonních ústředen, propojování
přístupových uzlů internetových poskytovatelů (ISP) k páteřní síti a
připojování vzdálených serverů. Dle počtu párů bez opakovačů lze HDSL použít na
vzdálenosti 3 až 10 km, při použití opakovačů lze dosah prodloužit až na 20 km.


HDSL-2

Určitou modifikací však prochází i HDSL. Uživatelům se samozřejmě nelíbila
nutnost využívat více párů telefonních vodičů, a proto vznikla nová verze HDSL,
totiž HDSL-2. Ta předpokládá využití pouze jednoho páru metalických telefonních
vodičů při zachování stejných parametrů přenosu (tedy symetricky 1,544 nebo
2,048 Mb/s) a pro širší nasazení se jeví jako daleko zajímavější.


SDSL

SDSL (Symetric Digital Subscriber Line) je symetrická digitální účastnická
přípojka. Obecně SDSL využívá pro přenos pouze jednoho páru. Obvykle se jedná o
symetrickou variantu ADSL, princip přenosu je obdobný jako u ADSL s tím
rozdílem, že přenosové rychlosti pro downstream a upstream jsou tytéž. Podobně
jako ADSL může být provozována zároveň s analogovou či ISDN přípojkou.
Přenosové rychlosti pro SDSL se pohybují od 144 do 2 320 Kb/s pro každý směr.
SDSL je vhodná pro rychlé datové připojení koncových uživatelů, kde není nutné
za každou cenu udržet konstantní přenosovou rychlost 2 Mb/s.


VDSL

Jednou z nejperspektivnějších technologií do budoucna je technologie VDSL (Very
High Bit-Rate Digital Subscriber Line). I když v tuto chvíli není tato
technologie masivně instalována, řada firem ji považuje do budoucna za
klíčovou. Podobně jako technologie ADSL je i VDSL založena na asymetrickém
rozložení přenosové kapacity, přičemž pro "downstream" je vyhrazena kapacita od
13 do 52 Mb/s, pro "upstream" je to 1,5-2,3 Mb/s (VDSL však lze nastavit i pro
symetrické přenosy pak je přenosová rychlost jednoho kanálu jedním směrem 34
Mb/s). Tyto přenosy lze realizovat u technologie VDSL prostřednictvím jediného
páru telefonních vodičů, avšak oproti ADSL na podstatně menší vzdálenost
maximálně asi 1 250 metrů od telefonní ústředny. VDSL se hodí pro aplikace
budoucnosti digitální televizi, o video na požádání VoD atd.


xDSL zde není sama

Všechny xDSL technologie nejsou navrženy a provozovány proto, aby nahradily
ostatní dnešní technologie přenosu dat. Pro přenosy dat budou i nadále
využívány technologie jako je Ethernet, ATM, Frame Relay, SDH apod. Ty nabízejí
mnohonásobně vyšší přenosové rychlosti a přenosové vzdálenosti, ale jako
přístupové technologie jsou poměrně drahé. A právě přístup do páteřních
datových sítí řeší xDSL. Převážná část telefonních rozvodů v České republice je
nová, takže by xDSL měli fungovat bez větších technických problémů.

Nepodceňoval bych Ethernet. Ten se postupně dere ze sítí LAN do prostředí WAN,
dotáhl to již na 10 Mb/s. Při vysokých rychlostech je na mědi omezen přesně
definovanými délkami segmentů, ale vypadá to, že na optice se mu bude dobře
dařit.















Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.