ADSL
Asymmetric DSL называется асимметричным потому, что скорость данных из Интернета к клиенту и от клиента в Интернет не одинаковая. Технически, это обусловлено тем, что повышение скорости совмещено с повышением мощности сигнала, а мощный сигнал от абонента к АТС приводит к возникновению дополнительных наводок. К тому же, одновременная передача данных в обоих направлениях (дуплекс) реализуется в DSL, как правило, с помощью частотного разделения: в одну сторону сигнал передаётся, например, на низких частотах, в другую — на высоких. Скорость передачи зависит от ширины частотного диапазона, выбранного для данного направления. Но раз ширина всего канала ограничена частотами 26 кГц снизу и 1,1 МГц сверху, приходится выбирать, в каком направлении скорость приоритетнее. Большинство пользователей лишь потребляет данные из Интернета, отправляя туда небольшие по размеру запросы. Соответственно, высокая скорость из Интернета к типичному клиенту (нисходящий поток сигналов) намного важнее, чем в обратном направлении (восходящий поток). Вот здесь асимметричное подключение и оказывается оптимальным вариантом. Да, возможно изменение скоростных соотношений в обратную сторону, чтобы абонент мог транслировать больше информации, чем получать, но это ведёт к ухудшению спектральной совместимости с традиционными подключениями в том же телефонном кабеле и увеличению наводок между линиями, а значит, к снижению скорости и дальности.
В первых версиях ADSL использовалось два частотных канала: 30–138 кГц для передачи данных от клиента и 138–1104 кГц для приёма (рис. 1а).
Рис. 1. Частотный спектр сигналов ADSL с различными видами кодирования
Для кодирования сигналов применялась амплитудно-фазовая модуляция с подавленной несущей частотой (по-английски — Carrier-less Amplitude-Phase modulation), являющаяся разновидностью квадратурной модуляции — Quadrature Ampliture Modulation (QAM). После 2001 года эта технология не поддерживается в новом оборудовании доступа, но уже существующее оборудование вполне могло кое-где сохраниться. Не забудьте уточнить у провайдера, какой именно модем вам потребуется.
В новом стандарте ITU-T G.992.1 для представления сигналов используется многоканальное кодирование — Discrete Multi-Tone, DMT (рис. 1б). Частотный диапазон разбивается на 256 каналов шириной по 4312,5 Гц, нижние семь из которых не используются, и ещё два являются служебными. В каждом канале постоянно анализируется качество сигнала, на основании чего выбирается информационная ёмкость этого канала (число бит, передаваемых за один такт) либо канал игнорируется, если он сильно зашумлён или ослаблен. За счёт того, что тактовая частота в каждом канале составляет всего 4 кГц, технология DMT нечувствительна к переотражениям сигнала, возникающим из-за неоднородности проводов.
Для кодирования сигнала в каждом канале используется та же квадратурная модуляция QAM, что и прежде. Разница в том, что если для одноканальной модуляции (Single-Channel Modulation, SCM) скорость потока и ширина спектра выбирались для всего потока в целом, то в случае с DMT то же самое происходит для каждого канала в отдельности, а вместо аналогового шумоподавления используется преимущественно цифровое. Таким образом, в любой ситуации обеспечивается максимально возможная скорость. Обратите внимание: модем старается достичь высокой скорости, но никаких конкретных значений не гарантируется. Этим технология ADSL отличается от менее скоростных, но более предсказуемых видов DSL, например, HDSL.
В идеальных условиях, задействовав все 256 каналов, можно получить скорость до 15,36 Мбит/с. С учётом того, что линия не идеальна (в следствие чего среднее число бит на символ принимают равным 8-ми), и что каналы делятся в пропорции 25:224 по направлению от абонента и к нему, причём по одному каналу в каждую сторону используется для служебных целей, номинальный предел равен 768 кбит/с от абонента + 7136 кбит/с к абоненту. Иными словами, в реальных условиях можно рассчитывать на скорость от 64 кбит/с до 7 Мбит/с по направлению к абоненту и 16–768 кбит/с от абонента.
Скорость зависит от длины кабеля и его текущего состояния. Рассчитывать на высокую скорость можно на удалении до 1,5 км от АТС. Предельным расстоянием считается 5–6 км, где ухудшение качества сигнала настолько велико, что скорость скачивания будет 128–512 кбит/с. Но даже при высокой скорости на сравнительно небольшом расстоянии, время задержки данных на одном только участке между абонентом и АТС может составлять 15–30 мс — таковы издержки на обработку сигналов.