10. Телефонные сети. Передача данных по телефонным сетям. Модемные технологии 56к adsl

ADSL (АДСЛ; англ. Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) — модемная технология, превращающая стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Для приёма и передачи данных используются разные каналы: приёмный обладает существенно большей пропускной способностью.

Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных в направлении от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием «постоянно установленного соединения» (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, а также для доступа к локальным сетям (ЛВС) и т.п. При организации таких соединений пользователи обычно получают гораздо больший объём информации, чем передают. Технология ADSL обеспечивает скорость «входящего» потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 24 Мбит/с и скорость «исходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 3,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов. Скорость передачи порядка 6-8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм.

При доступе к сети со стороны АТС должен располагаться мультиплексор доступа ADSL — DSLAM. Он выделяет подканалы из общего канала. Они соответственно делятся на голосовой канал и высокоскоростной канал. Голосовой подканал отправляется на АТС, а высокоскоростной на маршрутизатор. Помимо модема ADSL на абонентской стороне ставится дополнительное устройство называемое ADSL-сплиттер, предназначенный для разделения частот данных и голоса.

Телефонные сети

Название аналоговые коммутируемые телефонные сети отражает основную специфику таких сетей - аналоговый канал подключения абонента и коммутация каналов связи типа точка-точка. Данные свойства PSTN сохраняются несмотря на то, что большинство магистральных и многие местные сети связи используют цифровые методы передачи и обработки информации, а кроме аналоговых окончаний широко доступны стали цифровые абонентские окончания.

Телефонная сеть имеет многоуровневую иерархическую организацию с высокой степенью избыточности. Каждый абонентский пункт - телефон - соединен с ближайшей телефонной станцией через местную линию связи (или локальный контур). Местная линия связи разделена на два сегмента: от абонента до распределительной коробки и от распределительной коробки до телефонной станции. Сегмент от абонента длиной десятки - сотни метров представляет собой пару медных проводов с аналоговой передачей сигнала. Сегмент от распределительной коробки может быть такой же медной парой с аналоговой передачей сигнала, или цифровой линией связи, оптоволоконной или витой парой.

Если абонент связывается с другим абонентом, подключенным к этой же оконечной телефонной станции, то коммутирующий механизм установит между ними прямое соединение. Если же они подключены к разным станциям, то связь выполняется на вышестоящих иерархических уровнях - с помощью междугородных телефонных станций. Междугородные станции в свою очередь организованы в иерархическую структуру, на каждом уровне используется свой тип станций: первичные, секционные и региональные.

Передача данных по телефонным сетям

При передаче цифровых данных по телефонным каналам наиболее узким участком являются аналоговые местные линии связи. Именно эти линии доступны конечным абонентам в виде двухпроводного окончания. Организация передачи данных по телефонным каналам происходит с помощью модемов. Модем (модулятор+демодулятор) - устройство, выполняющее прямое и обратное преобразование потока данных непригодных для передачи по конкретной линии связи в сигнал, модулированный этими данными, передающийся по линии с минимальными искажениями. Кроме этого модемы могут поддерживать механизмы повышения эффективности и надежности передачи данных: сжатие, защитное кодирование, настройку под параметры линии и т.п. В зависимости от типа линии модемы могут быть аналоговыми и цифровыми. В зависимости от алгоритма синхронизации передающей и приемной сторон - синхронными и асинхронными.

[10.1]

Чтобы обойти проблему частотных и фазовых искажений немодулированных двоичных сигналов на аналоговых телефонных линиях для передачи используют синусоидальный сигнал с узким спектром частот - так называемый несущий сигнал или несущую частоту. Данные кодируются в данном сигнале. Для этого используется один из методов аналоговой модуляции несущего сигнала: амплитудный, частотный, фазовый или комбинированный. При амплитудной модуляции для кодирования битов 0 и 1 используются разные уровни напряжения несущей. Спектр несущей самый узкий. Помехоустойчивость – самая низкая. При частотной модуляции 0 и 1 кодируются разными частотами. Помехоустойчивость значительно выше, чем при амплитудной модуляции, но шире и полоса частот несущего сигнала (шире чем две несущие частоты). При фазовой модуляции данные кодируются сдвигом фазы несущего сигнала. По параметрам спектрального состава и помехоустойчивости близок к частотной модуляции, но характеризуется синхронностью передачи бит (длительность бита постоянна), что упрощает обработку такого сигнала.

56K

Технология 56K позволяет подключаться к Internet со скоростью до 56 Kбит/с. При использовании модемов 56K, мобильные пользователи могут получать доступ к ресурсам сети со скоростью до 56 Кбит/с в сетевой среде. Возможно использование данной технологии в сетях любого размера, как Ethernet, так и Fast Ethernet

Модемная технология 56 Kбит/c увеличивает скорость передачи данных за счет более эффективного использования обычных линий Коммутируемой Телефонной Сети Общего пользования (Public Switched Telephone Network, PSTN), которая является, в основном, цифровой.

Традиционный метод передачи с помощью модемов V.34 предполагает два этапа преобразования информации: преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратное преобразование. На этапе передачи от сервера к клиентскому компьютеру, аналоговый сигнал, получаемый от провайдера, преобразовывается телефонной компанией в цифровой для передачи по стандартным линиям. Затем цифровой сигнал преобразовывается в аналоговый для передачи по аналоговому участку линии. Передача сигнала от клиентского компьютера к серверу организована симметричным образом.

В настоящее время большинство провайдеров имеет цифровое подключение к телефонной сети PSTN. В этом случае провайдеры могут отказаться от этапа преобразования аналогового сигнала в цифровой. Данные существуют исключительно в цифровой форме до момента их передачи пользователю по аналоговому участку линии. Устранение одного этапа преобразования позволяет достичь скорости передачи данных 56 Kбит/c и выше.

Новая технология 56K обеспечивает скорость потока данных 56 Kбит/c от сервера к клиентскому компьютеру при соблюдении следующих условий:

1) Со стороны сервера существует цифровое подключение.

2) Данные подвергаются единственному преобразованию цифра-аналог (это означает, что передача через спутник и цифровые АТС не может осуществляться со скоростью 56 Kбит/c).

3) На обеих сторонах соединения установлены взаимно совместимые модемы.