В Интернет по-быстрому Организация высокоскоростного доступа с помощью ADSL технологии
Любителей вэб-серфинга вскоре ожидает приятный сюрприз.  На смену dial-up идет перспективная технология, позволяющая бродить по Сети на скоростях, в десятки раз превышающих скорости аналоговых модемов Федор Черников, chernikov@chip.ua Виктор Козленко, victor@vectorkiev.com

   Популярность Глобальной сети с уверенностью можно назвать феноменальной. Так, если в далеком 1984 году к Интернету была подключена всего тысяча компьютеров, то в 2002 году общее число ее пользователей составило более 600 млн человек. При этом с 1997 года мировая интернет-аудитория увеличивалась в среднем на 57 % в год (данные Global Reach). Для сравнения, радио лишь только спустя сорок лет после своего появления смогло привлечь 50 млн благодарных слушателей.
   Успех Сети объясняется ее «обширной корзиной» возможностей и услуг. Благодаря Интернету мы сегодня общаемся по электронной почте или с помощью IP-телефонии, занимаемся электронной коммерцией, не говоря уже о том, что просто находим важную информацию. Кстати, информационный ресурс Сети сегодня огромен — порядка 10 млрд вэб-страниц различного содержания.
   В последнее время Интернет не только изменился количественно (в отношении числа ресурсов и пользователей), но и качественно. Под качеством следует понимать информационное наполнение Сети, и прежде всего мультимедийное. Так, сегодня нам доступны обширные библиотеки фотографий, музыкальных композиций и любимых фильмов. Кроме того, мы имеем возможность в реальном времени наслаждаться просмотром новостного видеосюжета с комментарием диктора или принимать участие в увлекательной игре.
    Однако хранимые в Интернете информационные ресурсы, которые радуют нам глаз и слух, обладают одной общей особенностью — для их получения нам необходимы высокоскоростные каналы связи. Тут уж вряд ли уместно надеяться на «народный» dial-up, который способен выжать из меди максимальную скорость 56 Кб/с. Ведь, скажем, для качественного прослушивания музыкального mp3-файла необходима полоса пропускания канала порядка 192 Кб/с, а для просмотра видео в формате MPEG-4 не обойтись без линии в 1,5 Мб/с.
Даже если не увлекаться мультимедиа, а просто покачать из Интернета необходимые файлы, то работа с dial-up может превратиться в испытание на прочность нервной системы. Например, файл в 30 МБ (подобные размеры программ и обновлений к ним уже не редкость) при теоретической скорости в 56 Кб/с мы будем получать на ПК 1 час и 15 минут. К тому же все время, пока мы находимся в Интернете, у нас будет занят домашний телефон, за использование которого оператор телефонной связи обязательно пришлет счет.
   Все эти факты говорят, что сегодня dial-up себя изжил и требует скорейшей замены. Причем желательно это сделать так, чтобы «в копеечку не влететь», да и скорости хорошие получить. Решением, полностью соответствующим таким требованиям, являются цифровые абонентские линии xDSL (см. ЧИП 6/2003, с. 86). А особенно пригодной для быстрого серфинга в Интернете оказалась представительница xDSL-семейства — технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).

Неоспоримые преимущества
   Разрабатывать ADSL-технологию начали в США еще в начале 90-х годов прошлого столетия. В то время высокоскоростные услуги (прежде всего передачу видео) могли предоставлять лишь операторы кабельного телевидения. Составить им конкуренцию и отрезать лакомый кусочек от пирога мультимедийных услуг решили операторы телефонной связи. А помочь им в этом должна была именно ADSL-технология, предусматривающая передачу данных по обычной телефонной витой паре (линии от АТС к абоненту). Практически там, где был установлен телефон, существовала возможность предоставления ADSL-услуг. Кстати, сегодня это почти миллиард абонентских медных линий на планете (данные Международного Союза Электросвязи).
    Но дороговизна первых ADSL-устройств (порядка $1 тыс.) и сложность их разворачивания на большинстве телефонных линий (модемы отказывались стабильно работать на линиях с помехами) сдерживали массовое распространение ADSL-технологии. Картина изменилась в конце 90-х. К тому времени ADSL-устройства стали более совершенными в техническом отношении и заметно подешевели (сегодня запросто можно найти устройства, стоящие менее $100). Однако в наибольшей степени своей популярности ADSL-технология обязана стремительному развитию Интернета.
     Оказалось, что эти цифровые системы идеально подходят для серфинга в Сети. Заложенная в ADSL асимметричная передача данных предполагала, что скорости передачи данных к пользователю (downstream — буквально «поток вниз») и, соответственно, от пользователя (upstream — «поток вверх») были разные. Причем скорости потока downstream гораздо выше, чем upstream.
    Такой режим работы ADSL-систем помимо эффективной трансляции видеоконтента прекрасно учитывал и главную особенность вэб-серфинга. Так уж повелось, что пользователи качали на свои ПК из Интернета огромные объемы информации (файлы, программы, музыку, видео и др.), в то время как запросы в виде нажатия клавиши на клавиатуре или щелчка мыши составляли ничтожную часть всего трафика. 
Поэтому разработчики весьма удачно распределили в ADSL скоростные возможности двух встречных потоков: пользователи могут получать данные на скоростях от 128 Кб/с до 8,192 Мб/с, а отправлять их со скоростью от 16 Кб/с до 768 Кб/с. При этом, чем короче и лучше состояние абонентской линии (толщина провода не менее 0,5 мм, отсутствие отводов, малый уровень помех), тем с большей вероятностью возможно достичь максимальных значений скорости. Обычно приема данных на скоростях 8 Мб/с можно достичь на линиях удаленностью до 2 км, в то время как на линиях протяженностью около 6 км трафик поступает на ПК со скоростью не более 128 Кб/с.
    На скоростных возможностях преимущества ADSL-технологии не заканчиваются. В отличие от аналоговых модемов цифровые абонентские линии позволяют одновременно с вэб-серфингом использовать домашний телефон. Практически ADSL-модем остается всегда включенным в линию (режим «always on» все 24 часа), при этом нет нужды набирать номер пула провайдера, вводить пароль и ждать установления соединения. 
Для начала серфинга в Сети остается только указать вэб-адрес в браузере и наслаждаться быстрым получением информации. Оговоримся правда, что ADSL-системы устраняют узкое место только на участке абонентского доступа. Скорость же получения информации может зависеть и от загруженности магистральных каналов оператора и непосредственно самого сервера (он также может быть перегружен запросами).
    Одновременную работу на одной абонентской линии цифрового модема и телефона удалось воплотить за счет некоторых технологических ухищрений. Прежде всего, за счет частотного разделения: полоса 0,3—4 кГц используется для сохранения традиционной телефонной связи, в то время как сигналы передачи данных курсируют в более высоких диапазонах (для потока передачи данных применяется полоса 25—160 кГц, а для их приема задействуется спектр 0,24—1,5 МГц).
   Стоит отметить одну важную деталь. Для разделения голоса и данных на каждом конце ADSL-линии (у абонента и на АТС) устанавливаются специальные фильтры, получившие название сплиттеры (splitter). В их задачу как раз и входит отделять диапазон частот голосовой связи от диапазона, предназначенного для передачи данных. При этом низкочастотные сигналы (голосовые) подаются на оборудование АТС и на телефонный аппарат абонента, в то время как высокочастотные сигналы (передача данных) идут на мультиплексор DSLAM (находится у провайдера) и ADSL-модем пользователя.
    Кстати, такой вариант разделения голоса и данных освобождает АТС от загрузки интернет-трафиком, что, несомненно, является еще одним плюсом ADSL-технологии. Ведь dial-up-модемы могут подолгу удерживать занятыми линии АТС, тем самым увеличивая количество отказов в обслуживании телефонной станции. При ADSL-связи трафик данных, минуя оборудование АТС, с помощью DSLAM сразу поступает в Сеть (см. рисунок).

Проще и дешевле
   Организация ADSL-связи у абонента происходит следующим образом. Первоначально необходимо заключить договор с провайдером, у которого существует возможность предоставления услуг «быстрого» Интернета на вашей телефонной линии. Затем приобрести ADSL-модем (скорее всего, по рекомендации провайдера), который будет совместим с аппаратурой поставщика услуг. Классическое решение ADSL предполагает также установку у заказчика и сплиттера. Это устройство представляет собой небольшой блок, к входу которого подсоединяется телефонная пара от АТС, а к двум его выходам — ADSL-модем и телефон. Зачастую для установки такого частотного фильтра требуется выезд к абоненту квалифицированного специалиста.
   Для упрощения (а значит, и удешевления) процедуры организации ADSL-связи в 1998 году рабочая группа UAWG (Universal ADSL Working Group) приступила к разработке новой версии технологии ADSL. А уже годом позже Международный Союз Электросвязи (МСЭ) стандартизирует «облегченную» технологию, определив ей название G.Lite (в реестре МСЭ ADSL стандартизирована как G.dmt или G.992.1, а «облегченная» версия — G.Lite или G.992.2). 
   Как и ADSL, технология G.Lite позволяет предоставлять пользователям постоянное асимметричное соединение с Интернетом или доступ к локальной сети по существующей медной линии. Однако G.Lite избавляет от установки сплиттеров и, соответственно, вызова на дом специалистов. По сути G.Lite-модемы подключаются напрямую к телефонной розетке, причем абсолютно к любой, а не к той, которая подключена в Сеть через сплиттер. При этом устройства G.Lite позволяют поддерживать устойчивую связь, даже если к телефонной линии параллельно подключаются новые аппараты.
   Однако за все надо платить. Чтобы сократить взаимное влияние сигналов голоса и высокоскоростных данных, разработчики вынуждены были снизить мощность передачи модемов и ограничить их скоростные показатели (440—512 Кб/с в направлении от пользователя к Сети и 1536 Кб/с в направлении от провайдера к пользователю). Причем в некоторых модемах существуют алгоритмы, снижающие мощность (а значит, и скорость передачи) в канале upstream при телефонном разговоре абонента. Правда, после того как абонент положит трубку аппарата, G.Lite-модем восстанавливает связь на прежнем уровне.
   Кроме того, для снижения взаимных влияний применяют и микрофильтры (практически аналог сплиттера), которые препятствуют проникновению высокочастотных сигналов передачи данных в телефонный канал. Эти микрофильтры подключаются к телефонной розетке, и лишь после этого к сети (уже через микрофильтр) присоединяется телефонный аппарат абонента. Такой вариант подключения позволяет избежать снижения скорости передачи G.Lite-модема при одновременном разговоре по телефону. Сегодня практически все современные модемы поддерживают технологию G.Lite.

Ставка на скорость
   Популярность ADSL-технологии в настоящее время заметно растет. Так, по данным исследований Point Topic, в прошлом году общемировое количество ADSL-подключений перевалило за 30 млн, при том что за первое полугодие 2003 года общее число пользователей всех цифровых абонентских линий в мире достигло 47 млн. Аналитики также отметили, что рост хDSL-подключений за то же полугодие составил 30 %.
Однако дальнейшее развитие ADSL-технологии специалисты видят в увеличении ее скоростных возможностей. Оказывается, что для предоставления сервисов видео по запросу, когда по одной абонентской линии может одновременно транслироваться до десятка видеопрограмм плюс Интернет, телефонная связь и прочее, скоростей в 8 Мб/с недостаточно. Поэтому разработчики решили усовершенствовать ADSL.
Так, в 2002 году МСЭ принимает в качестве стандарта новую технологию ADSL2 (описана в спецификациях G.992.3 и G.992.4), а годом позже и ее более продвинутую версию ADSL2+ (G.992.5). За счет применения новых методов модуляции, более высокой плотности кодирования и уменьшения количества служебных бит в DSL-кадре, в ADSL2 и ADSL2+ удалось достичь новых скоростных рубежей. В ADSL2 скорости передачи к абоненту возросли до 12 Мб/с, а в ADSL2+ — до 25 Мб/с. При этом в ADSL2 по сравнению с классической ADSL «дальнобойность» возросла на 200 метров. Правда, в технологии с «плюсом» трехкратный рост скорости ограничил дальность действия до 1,5 км.
   Обе технологии второго поколения обладают еще рядом важных преимуществ по сравнению с их предшественницей ADSL. Так, модемы ADSL2 и ADSL2+ являются более экономичными за счет применения «спящего» режима работы, обеспечивающего снижение энергопотребления во время отсутствия сеансов связи. Устройства также позволяют объединять несколько медных линий для более высоких скоростей передачи, диагностировать линию на наличие помех и включать режим «полной цифровизации канала» (отводится телефонный канал под передачу данных). В последнем случае пропускная способность для потока upstream увеличивается на 256 Кб/с.
   Но это еще не все. Системы ADSL2 и ADSL2+ поддерживают новую и перспективную технологию CVoDSL (Channelized Voice over DSL). Она позволяет в DSL-линии размещать обычные аналоговые телефонные каналы и передавать их параллельно с трафиком данных. Причем делается это на физическом xDSL-уровне без существенных преобразований телефонного сигнала. Возможность CVoDSL в новых модемах позволяет по одной медной паре вместе с передачей данных организовать в квартире или офисе более десятка телефонных номеров. Стоит также отметить, что ADSL2-технология совместима с существующей версией ADSL.
   В США операторы Yahoo BB и NTT уже тестируют абонентские линии с ADSL2. Кроме того, в мае оператор Telenor заключил соглашение с Alcatel о расширении своей xDSL-сети, которая будет поддерживать решения Multi-ADSL (включает ADSL, ADSL2 и ADSL2+). Справедливости ради стоит отметить, что ADSL2/ADSL2+ пока делает первые шаги. Весьма скромен пока и рынок модемов с технологией второго поколения. Их в виде софтового расширения выпустили только некоторые производители (например, устройства Thomson SpeedTouch 580i и D-Link DSL-504G). 

Из чего выбирать?
   Сегодня пользователи могут применять разнообразные типы ADSL-модемов. При этом устройства в зависимости от конструкции могут подключаться к компьютеру с помощью интерфейса Ethernet (10/100 Base-T), USB-порта или непосредственно через внутреннюю шину PCI. Обычно для индивидуальных пользователей предназначены устройства с USB- или PCI-интерфейсом.
   Модемы же, которые позволяют подключать к Интернету (или корпоративной сети) офисные сети, оснащены портом Ethernet (10/100 Base-T), а также встроенным концентратором или коммутатором. Существуют даже устройства, объединяющие в себе ADSL-модем, Ethernet-коммутатор и точку доступа Wi-Fi. В более дорогих устройствах зачастую внедрены программные межсетевые экраны (см. ЧИП 6/2004, с. 78) и поддержка виртуальных частных сетей (VPN). Этот класс устройств также может маршрутизировать пакеты, обеспечивать автоматическую настройку работы ПК в сети (DHCP) и трансляцию сетевых адресов (NAT). Кстати, последняя функция позволяет всем персональным компьютерам локальной сети коллективно работать в Интернете под одним внешним IP-адресом.
   Чтобы снизить общую стоимость ADSL-услуги, провайдеры зачастую предлагают модемы по оптовым ценам или предоставляют их в аренду. Если же выбор остается за пользователем, то можно порекомендовать несколько современных ADSL-устройств, предлагаемых сегодня в Украине. Например, достаточно функциональным является цифровой модем Dynamix UM-A украинской компании «Вектор». Это устройство может подключать к Интернету как один ПК, так и офисную сеть (порты Ethernet или USB). Цифровой модем поддерживает распространенные ADSL-стандарты (G.992.1 — прием данных до 8 Mб/с и G.Lite — до 1,5 Mб/с), а также функции моста, маршрутизатора и возможность локального и дистанционного управления. Кроме того, это устройство обладает конкурентной ценой — около $60. Существуют также ADSL-модемы Dynamix UM-A4 c 4-портовым концентратором, Dynamix UM-A4W со встроенной поддержкой беспроводной сети Wi-Fi и Dynamix UM-AU — индивидуальный «plug-and-play» модем с USB-интерфейсом.
   Компания D-Link предлагает более десятка различных ADSL-модемов. Среди них стоит обратить внимание на систему DSL-604+, поддерживающую беспроводные соединения стандарта 802.11b+ (скорости передачи в радиоканале до 22 Мб/с) и алгоритм безопасности WEP-шифрования. Кроме того, устройство обеспечивает статическую и динамическую (RIP-1 и RIP-2) маршрутизацию, автоматический выбор режимов ADSL-соединения (G.dmt или G.Lite), а также обладает встроенным 4-портовым коммутатором 10/100 Ethernet. Для индивидуальных пользователей подойдет цифровой модем DSL-210, обеспечивающий простое подключение ПК к Сети через USB-шину. При этом устройство может обеспечивать либо постоянное подключение к провайдеру, либо режим dial-up (подключение только во время сеанса связи).
   У компании ZyXEL сервисы ADSL поддерживает серия устройств Prestige 600. Так, модель Prestige 630 предназначена для подключения к Интернету индивидуальных абонентов. Она обеспечивает автоопределение режимов ADSL-связи (G.dmt или G.Lite) и подключается к ПК через USB-интерфейс. Устройство же Prestige 645M/R оснащено 10/100 Ethernet-интерфейсом, поддерживает трансляцию сетевых адресов, протокол DHCP, локальное и дистанционное управление. Встроенный межсетевой экран обеспечивает защиту локальной сети от различных вторжений.
Хорошо известны на рынке и модемы SpeedStream компании Siemens. Семейство SpeedStream включает в себя несколько моделей — от обычных модемов с интерфейсами Ethernet/USB до маршрутизаторов со встроенными Ethernet-коммутаторами. Например, индивидуальным пользователям подойдут устройства SpeedStream 5100/5200, поддерживающие «полный» и «облегченный» вид ADSL-соединения. Отличительной особенностью устройств является способность их ПО к апгрейду — по необходимости системы можно наделить функциями моста или маршрутизатора. Недавно появилась информация, что модемы SpeedStream могут быть усовершенствованы даже до скоростных версий ADSL2 и ADSL2+. 
   Находит применение в Украине и ADSL-устройство Cisco SOHO 77, предназначенное для малых и домашних сетей. Этот маршрутизатор может оснащаться 4-портовым концентратором Ethernet и поддерживает функции межсетевого экрана и пакетного фильтра. ПО Cisco Router Web SetUp позволяет подготовить к работе устройство за несколько минут. 
   Все перечисленные выше ADSL-модемы предназначены для работы с операторским оборудованием DSLAM, через которое и происходит подключение к Интернету. Однако существуют ADSL-модемы, с помощью которых можно организовать соединение «точка—точка». Такое соединение применяется для связи удаленных сегментов локальной сети, подразделений компаний, видеонаблюдения за объектами и др. В этом случае используются два типа модемов, один из которых выступает ведущим, а второй — ведомым. Примером таких ADSL-пар может служить Megabit Modem 310F и 320F или маршрутизирующие устройства Megabit Modem 410F и 420F (все производства компании ADC). При этом эти модемы/маршрутизаторы позволяют осуществлять передачу данных со скоростью 7,04 Mб/с к абоненту и 928 Кб/с от абонента.

Сегодня и завтра
   Приятно констатировать факт динамичного развития в Украине ADSL-услуг. Например, в Киеве пользователи сегодня могут получать услуги быстрого ADSL-доступа у провайдеров «Сити Нет», «Голден Телеком», «Интер Телеком», «Фарлеп», Adamant, Citius и Utel. При этом некоторые операторы (например, «Голден Телеком», Citius, «Фарлеп») развернули ADSL-сервисы на инфраструктуре своих телефонных сетей, другие же их предоставляют на телефонных линиях Укртелекома («Сити Нет», «Интер Телеком»).
   Интересно, что ADSL-сети большинства провайдеров появились сравнительно недавно (работают не более года). Однако их сети быстро развиваются. Например, «Интер Телеком» сегодня охватывает ADSL-сервисом 21 телефонную станцию. В свою очередь у «Голден Телеком» в Киеве сейчас 70 % точек подключения абонентов имеют в своем составе ADSL-оборудование, а к концу 2004 года оператор планирует полностью завершить покрытие своей сети ADSL-возможностями. А «Фарлеп» предоставляет подобные услуги в Киеве, Одессе, Львове, Мариуполе, Донецке и Николаеве. Неплохие показатели и у старожила рынка — «Сити Нет». Этот провайдер предоставляет ADSL-сервисы на 25 киевских АТС.
   Тарифы на ADSL у украинских провайдеров пока еще высоки, по крайней мере, для массового пользователя, хотя стоимость услуг имеет устойчивую тенденцию к снижению. Например, за минимальную скорость порядка 128—144 Кб/с ориентировочно придется платить ежемесячно $25—60. Правда, зачастую в эту сумму входят и бесплатные мегабайты внутреннего и международного трафиков. За скоростные возможности в 512 Кб/с ежемесячно необходимо раскошеливаться на сумму порядка $100—130. 
   Как правило, в высокоскоростных пакетах бесплатные мегабайты гарантированы. Если же операторы не лимитируют скорости приема данных из Сети, то они зарабатывают на помегабайтной оплате. При этом тенденция такова, что чем меньше абонплата, тем меньше и бесплатного трафика в мегабайтах.
   Опыт показывает, что чем больше какая-либо телекоммуникационная услуга получает распространение, тем дешевле она обходится ее потребителю. Поэтому можно быть уверенным, что в ближайшем будущем ADSL-сервисы будут также распространены и доступны всем любителям вэб-серфинга, как и ныне здравствующий dial-up.

Данная статья из журнала "ЧИП" №7 по оформлению несколько отличается от ее печатной версии, что вызвано особенностями подготовки ее для ВЕБ сайта.
Источник: Журнал "ЧИП" №7 2004 год