Формула ADSL
На смену коммутируемому соединению уверенно приходит технология широкополосного доступа в Интернет по медным линиям. В ближайшее время она может стать весьма популярной и массовой услугой, благодаря которой будет реально путешествовать по Сети на скоростях, в десятки раз превышающих скорости серфинга через аналоговые модемы. Федор Черников, chernikov@chip.ua Виктор Козленко, victor@vectorkiev.com

  Популярность Глобальной сети с уверенностью можно назвать феноменальной. По данным Global Reach, начиная с 1997 года мировая интернет аудитория увеличивалась за год в среднем на 57 %, достигнув к 2002 году отметки 600 млн человек. Для сравнения: лишь спустя сорок лет после появления радио его аудитория составила
50 млн слушателей.
   Успех Сети объясняется не только наличием информационных ресурсов, но и обширной «корзиной» возможностей и услуг. За последнее время Интернет изменился количественно и качественно, что подразумевает прежде всего мультимедийное информационное наполнение. В Сети доступны обширные библиотеки фотографий, музыкальных композиций и любимых фильмов, новостные видеосюжеты с комментарием диктора. Здесь даже можно принять участие в увлекательной игре.
   Однако для загрузки такой информации необходимы высокоскоростные каналы связи. Тут уж вряд ли уместен «народный» dialup, который способен выжать из меди максимум 56 Кбит/с. Ведь, скажем, для качественного прослушивания музыкального MP3файла необходима полоса пропускания канала со скоростью порядка 192 Кбит/с, а для просмотра видео в формате MPEG4 не обойтись без линии в 1,5 Мбит/с.
   Даже если не увлекаться мультимедиа, а просто попытаться скачать из Интернета необходимые файлы, работа с dialup может превратиться в испытание на прочность нервной системы. Например, файл в 30 Мбайт (подобные размеры ПО и обновлений уже не редкость) при теоретической скорости в 56 Кбит/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.
  Эти факты говорят, что dialup изживает себя 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 (подробнее – в
МС 9/2003). А особенно пригодной для быстрого серфинга в Интернете оказалась представительница xDSLсемейства – технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).

Неоспоримые преимущества
   Разрабатывать ADSL технологию стали в США еще в начале 90х годов. Тогда высокоскоростные услуги (прежде всего передачу видео) могли предоставлять лишь операторы кабельного телевидения. Составить им конкуренцию и отрезать лакомый кусочек от «мультимедийного пирога» решили операторы телефонной связи. И помочь им в этом должна была именно ADSL технология, предусматривающая передачу данных по обычной телефонной витой паре от АТС к абоненту везде, где был установлен телефон. Кстати, по данным Международного союза электросвязи (МСЭ), ныне на планете насчитывается почти миллиард абонентских медных линий.
   Но дороговизна первых ADSL устройств (порядка $1 тыс.) и сложность их разворачивания (модемы отказывались стабильно работать на линиях с по
мехами) сдерживали массовое распространение этой технологии. Картина изменилась к концу столетия: ADSL устройства стали более совершенными в техническом отношении и заметно подешевели (уже запросто можно найти устройства, стоящие менее $100). Однако в наибольшей степени своей популярностью ADSL технология обязана стремительному развитию Интернета.
   Оказалось, что эти цифровые системы идеально подходят для серфинга в Сети. Заложенная в них асимметричная передача данных предполагает, что скорости передачи к пользователю (downstream – буквально «поток вниз») и от пользователя (upstream – «поток вверх») разные. Причем скорости потока downstream гораздо выше, чем upstream.
   Помимо эффективной трансляции видеоконтента, такой режим работы прекрасно учитывает и главную особенность вэбсерфинга. Так уж повелось, что пользователи скачивают на свои ПК огромные объемы информации (файлы, ПО, музыку, видео), в то время как запросы в Сеть составляют ничтожную часть всего трафика.
  Поэтому разработчики весьма удачно распределили в ADSL возможности двух встречных потоков: абоненты могут получать данные на скоростях от 128 Кбит/с до 8,192 Мбит/с, а отправлять их со скоростью от 16 до 768 Кбит/с. Причем чем короче и лучше состояние абонентской линии (толщина провода не менее 0,5 мм, отсутствие отводов, малый уровень помех), тем более вероятно достичь максимальных значений скорости. Обычно приема данных на скоростях 8 Мбит/с можно достигнуть на линиях удаленностью до 2 км, в то время как на линиях длиной около 6 км трафик по ступает на ПК со скоростью не более 128 Кбит/с.
   На скоростных возможностях преимущества этой технологии не заканчиваются. В отличие от аналоговых модемов одновременно с вэбсерфингом по цифровым абонентским линиям можно использовать домашний телефон. ADSL модем остается всегда включенным в линию (все 24 часа режим always on), при этом нет нужды набирать номер пула провайдера, вводить пароль и ждать установки соединения. Для начала серфинга остается только указать вэб адрес в браузере – и наслаждаться быстрым получением информации. Правда, ADSL системы устраняют узкое место только на участке абонент ского 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 прежде всего за счет частотного раз деления: полоса 0,3–4 кГц используется для сохранения телефонной связи, в то время как сигналы передачи данных курсируют в более высоких диапазонах (для upstream применяется полоса 25–160 кГц, а для downstream – спектр 0,24–1,5 МГц).
   Для разделения голоса и данных на концах ADSL линии (у абонента и на АТС) устанавливаются специальные фильтры – сплиттеры (splitter). Они отделяют диапазон частот голосовой связи от диапазона, предназначенного для передачи данных. При этом низкочастотные сигналы (голосовые) подаются на оборудование АТС и на телефон 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 -т рафиком, что, несомненно, является еще одним плюсом этой технологии. Ведь модемы для dial- up могут подолгу удерживать занятыми линии АТС, увеличивая тем самым количество отказов в обслуживании станции. В случае ADSL трафик данных, минуя оборудование АТС, с помощью мультиплексора доступа (DSLAM) сразу поступает в Сеть (рисунок слева).

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 (лучше – по рекомендации провайдера), который будет совместим с аппаратурой поставщика услуг. Классическое решение доступа предполагает также установку у заказчика 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» ADSL технологию, определив ей название G.Lite (в реестре МСЭ ADSL стандартизирована как G.dmt или G.992.1, а «облегченная» версия ADSL — 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.
   Для сокращения взаимного влияния 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
    По данным аналитиков компании Point Topic, в прошлом году количество ADSL -  подключений в мире превыcило 30 млн, а рост хDSL-подключений за первое полугодие составил 30 %.
   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. 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?
   Существуют разнообразные типы ADSL модемов. При этом устройства в зависимости от конструкции могут подключаться к компьютеру с помощью интерфейса Ethernet (10/100 ase-T), USB-порта или непосредственно через внутреннюю шину PCI. Обычно для индивидуальных пользователей предназначены ADSL устройства с USB- или PCI-интерфейсом.
   ADSL 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. МС 8/2004) 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. Например, в качестве абонентского оборудования для доступа в Сеть могут быть использованы универсальные маршрутизаторы компании Dynamix (www.dynamix.ua) с Еthernet-портами и поддержкой Firewall – Dynamix UM-AF / Dynamix UM-A4F, которые обеспечивают скорость передачи до 8 Мбит/с downstream и 1 Мбит/с upstream. Они имеют встроенный расширенный SPI Firewall, позволяющий предотвращать таки типа DoS, вести статистику соединений абонентов с Сетью, осуществлять доступ на основе IP-адресов, групп, времени и т. д.
   В сегменте ADSL2 и ADSL2+ появились новые универсальные маршрутизаторы с Ethernet-портами Dynamix UM-A Plus и Dynamix UM-A4 Plus. Они поддерживают скорости передачи до 24 Mбит/c downstream и 1 Mбит/c upstream (для стандартов ANSI T1.413 Issue 2, ITU G.992.1, G.992.2 и ITU – G.992.3, G.992.4, G.992.5 ) и до восьми виртуальных соединений (PVCs) RFC 1483. Обновление микропрограммного обеспечения всего оборудования Dynamix возможно через Интернет и с локальной консоли.
   Достаточно функциональным является цифровой модем Dynamix UM-A (www.dynamix.ua) компании «Вектор». Это устройство может подключать к Интернету как один ПК, так и офисную сеть (через порты Ethernet или USB). Модем поддерживает распространенные ADSL стандарты (в G.992.1 скорость приема данных до 8 Mбит/с, в G.Lite до 1,5 Mбит/с), а также функции моста, маршрутизатора и возможность локального и дистанционного управления. Кроме того, устройство обладает конкурентной ценой – около $60.
   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.
   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.
   Семейство 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. 
   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
ADSL сети большинства провайдеров появились сравнительно недавно, но динамично развиваются. Некоторые операторы (например, «Голден Телеком», Citius, «Фарлеп») развернули сервис на инфраструктуре своих телефонных сетей, другие же предоставляют его на телефонных линиях Укртелекома («Сити Нет», «Интер Телеком»). В Киеве можно получить услуги быстрого ADSL у провайдеров «Сити Нет», «Голден Телеком», «Интер Телеком», «Фарлеп», Adamant, Citius и Утел.
   Так, «Интер Телеком» охватывает ADSL сервисом свыше двух десятков киевских телефонных станций. Для подключения (по любому из четырех тарифных планов) используется специально адаптированное для этой услуги оборудование ZyXEL, не требующее особых знаний при установке и эксплуатации.
   В свою очередь у «Голден Телеком» 70 % точек подключения абонентов в столице имеют в своем составе ADSL оборудование, а к концу этого года оператор планирует полностью завершить обеспечение своей сети возможностями ADSL.
   Компания «Голден Телеком» использует для подключения своих пользователей модемы DYNAMIX UM-A компании «Вектор-Киев». См. пресс-релиз.*
   «Фарлеп» предоставляет подобные услуги в Киеве, Одессе, Львове, Мариуполе, Донецке и Николаеве. Старожил рынка «Сити Нет» предлагает ADSL сервисы на 25 киевских АТС.
   Тарифы на услуги ADSL у провайдеров пока еще высоки, по крайней мере, для массового пользователя, хотя имеют устойчивую тенденцию к снижению. Например, за минимальную скорость порядка 128–144 Кбит/с придется платить ежемесячно в пределах $25–60. Правда, зачастую в эту сумму входят и бесплатные мегабайты внутреннего и международного трафиков. За скоростные возможности в 512 Кбит/с ежемесячно необходимо раскошелиться на сумму $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 чем ниже абонплата, тем меньше бесплатного трафика в пакете.
  Опыт показывает, что чем популярнее телекоммуникационная услуга на рынке страны, тем дешевле она обходится потребителю. Поэтому можно быть уверенным, что в ближайшем будущем ADSL сервисы будут так же распространены и доступны всем украинским любителям вэб-серфинга, как и ныне здравствующий dial-up.

Данная статья из журнала "Мир связи" №9 по оформлению несколько отличается от ее печатной версии, что вызвано особенностями подготовки ее для ВЕБ сайта.
Источник: Журнал "Мир связи" №9 2004 год

* Примечание: Ремарка компании "Вектор-Киев"