Функциональные возможности: ADSL/ADSL2/ADSL2+ модем, способный работать в режиме роутера или моста, устанавливать PPP-соединения, а также позволяющий достаточно подробно настроить сервис NAT (Network Address Translation - трансляция сетевых адресов).
На роутере расположены следующие индикаторы (слева направо):
- индикатор питания/состояния системы
- индикаторы активности LAN-порта
- индикатор активности ADSL-соединения
- индикатор активности PPP-соединения
Сзади на роутере расположены (слева направо):
- 1 × WAN порт RJ-11
- 1 × LAN-порт RJ-45
- кнопка Reset (сброс параметров)
- разъем питания
- копка включения/отключения питания
Устройство поставляется в следующей комплектации:
- роутер
- 2-метровый патчкорд RJ-45
- 2 × 2-метровых патчкорда RJ-11
- сплиттер
- диск с инструкцией
- адаптер питания
- руководство по быстрой установке и настройке на русском языке
Вид изнутри
Устройство выполнено на базе процессора TNETD7300 компании (32-битный RISC процессор, с поддержкой USB и Ethernet)
На плате также установлено 2 Мбайта FLASH памяти TE28F160 и 8 Мбайт SDRAM-памяти W986416EH-7.
Коротко о технологии ADSL
ADSL расшифровывается как Asymmetric Digital Subscriber Line (Ассиметричная цифровая абонентская линия). Данная технология использует стандартные медные телефонные линии для обеспечения широкополосной высокоскоростной передачи цифровых данных. ADSL значительно увеличивает пропускную способность медной телефонной линии, не создавая помех обычным телефонным сервисам. ADSL обеспечивает скорость до 8 Мбит/с для прямого канала (скачивание из Интернет, WAN -> LAN) и до 1 Мбит/с - для обратного канала (LAN -> WAN) в зависимости от качества телефонной линии и типа используемой модуляции.
В последнее время ADSL оборудование в нашей стране набирает популярность в связи с повсеместным внедрением широкополосного доступа в Интернет.
Связь между ADSL-модемом и DSLSM"ом провайдера осуществляется с использованием технологии асинхронной передачи данных (ATM). От провайдера к DSLAM"у сигнал может идти по ATM, Ethernet или какой-либо другой технологии (в нашем случае сигнал к DSLAM"у идет по Ethernet).
Более подробную информацию о технологии ADSL можно найти в статье, посвященной .
Отличие ADSL2/2+ от ADSL
При разработке стандартов ADSL2 был максимально использован опыт внедрения технологии ADSL. В технологии осталась обратная совместимость со "старым" ADSL, использованы улучшенные алгоритмы модуляции, скорость передачи подбирается адаптивно в зависимости от дальности связи и качества канала. Все это привело к увеличению максимальной скорости до 12 Мбит/с (для прямого канала), а также увеличению дальности связи. В технологии использованы улучшенные средства диагностики на обоих концах линии, что позволяет быстро устранить неисправности (адаптивность к линии).
В ADSL2+ вдвое увеличена полоса используемых частот, что привело к 2-кратному увеличению пропускной способности (до 24 Мбит/с для прямого канала). Также выросла максимальная скорость обратного канала с 1 до 2 Мбит/с.
Широкомасштабному внедрению этих технологий на рынок Москвы мешает большая распространенность технологии ADSL.
Коротко о технологии ATM
ATM - это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами постоянной длины, называемыми ячейками. Длина каждой ячейки составляет 53 байта (5 байт заголовок и 48 байт - данные). Использование ячеек малой длины позволяет максимально сократить задержки, которые обычно возникают при передаче больших пакетов. Использование постоянной длины ячеек также позволяет получать примерно постоянные задержки при передаче, а это, в свою очередь, позволяет эмулировать устройства с фиксированной скоростью передачи. Внедрение технологии ATM требует достаточно больших финансовых затрат, которые на текущий момент никак не могут сравниваться с затратами на внедрение того же Ethernet.
Технология ATM имеет поддержку приоритизации ячеек, тем самым, обеспечивая необходимое качество обслуживания QoS - Quality of Service. Разным приложениям требуется различный уровень качества обслуживания, а технология QoS и ATM позволяет обеспечивать этот уровень.
Поскольку приходящие из разных источников ячейки могут содержать голосовые, видео данные - необходимо обеспечить контроль для передачи всех типов трафика. Для решения этой задачи используется концепция виртуальных каналов. Виртуальный канал - набор сетевых ресурсов, выглядящих как реальное соединение между пользователями. В заголовке ячеек ATM виртуальный канал обозначается комбинацией двух полей: VPI (идентификатор виртуального пути) и VCI (идентификатор виртуального канала). Данные параметры указываются в параметрах устанавливаемого соединения.
Спецификации устройства:
| корпус | пластиковый, допускается горизонтальная установка или подвес на стену | |||
| исполнение | Indoor | |||
| проводной сегмент | ||||
| WAN | тип | ADSL2+ (ITU Annex A) | ||
| количество портов | 1 | |||
| типы поддерживаемых соединений | PPPoE | да | ||
| PPPoA | да | |||
| Bridge mode | да | |||
| Dynamic IP in 1483 Bridge Mode | нет | |||
| Fixed IP in 1483 Bridge Mode | да | |||
| CLIP (IPoA) | нет | |||
| Static IP | да | |||
| Dynamic IP (DHCP) | да | |||
| LAN | количество портов | 1 | ||
| auto MDI/MDI-X | да | |||
| ручное блокирование интерфейсов | нет | |||
| возможность задания размера MTU вручную | нет | |||
| основные возможности | ||||
| конфигурирование устройства и настройка клиентов | администрирование | WEB-интерфейс | да | |
| WEB-интерфейс через SSL | нет | |||
| собственная утилита | нет | |||
| telnet | да | |||
| ssh | нет | |||
| COM-порт | нет | |||
| SNMP | да | |||
| возможность сохранения и загрузки конфигурации | да, через FTP | |||
| встроенный DHCP сервер | да | |||
| поддержка UPnP | да | |||
| метод организации доступа в Интернет | Network Address Translation (NAT-технология) | да | ||
| возможности NAT | one-to-many NAT (стандартный) | да | ||
| one-to-one NAT | да | |||
| возможность отключения NAT (работа в режиме роутера) | да | |||
| Встроенные VPN-сервера | IPSec | нет | ||
| PPTP | нет | |||
| L2TP | нет | |||
| VPN pass through | IPSec | нет | ||
| PPTP | нет | |||
| PPPoE | да | |||
| L2TP | нет | |||
| Traffic shaping (ограничение трафика) | да, ограничение исходящего трафика средствами ATM | |||
| DNS | встроенный DNS-сервер (dns-relay) | да | ||
| поддержка динамического DNS | да, только DynDNS.org | |||
| внутренние часы | присутствуют, возможно ручное задание времени | |||
| синхронизация часов | да (NTP, Time, Daytime), адрес сервера синхронизации указывается вручную | |||
| встроенные утилиты | ICMP ping | да | ||
| traceroute | нет | |||
| resolving | нет | |||
| логирование событий | да, системные события, файрволл | |||
| логирование исполнения правил файрвола | да | |||
| способы хранения | внутри устройства | да | ||
| на внешнем Syslog сервере | да | |||
| отправка на email | нет | |||
| SNMP | поддержка SNMP Read | да | ||
| поддержка SNMP Write | да | |||
| поддержка SNMP Traps | да | |||
| Роутинг | ||||
| статический (задания записей вручную) | да, но только при управлении через Telnet или консоль | |||
| динамический роутинг | на WAN интерфейсе | возможность отключения | -- | |
| RIPv1 | нет | |||
| RIPv2 | нет | |||
| на LAN интерфейсе | возможность отключения | да | ||
| RIPv1 | да | |||
| RIPv2 | да | |||
| возможности встроенных фильтров и файрвола | ||||
| поддержка SPI (Stateful Packet Inspection) | ?? | |||
| наличие фильтров/файрвола | на LAN-WAN сегменте | да | ||
| типы фильтров | с учетом SPI | нет | ||
| по MAC адресу | нет | |||
| по source IP адресу | да, в том числе по подсети | |||
| по destination IP адресу | да, в том числе по подсети | |||
| по протоколу | да, TCP/UDP/ICMP | |||
| по source порту | да | |||
| по destination порту | да | |||
| привязка ко времени | нет | |||
| по URL-у | нет | |||
| по домену | нет | |||
| работа со службами списков URL для блокировки | нет | |||
| тип действия | allow | да | ||
| deny | да | |||
| log | да | |||
| поддержка спец. приложений (netmeeting, quicktime etc) | нет | |||
| виртуальные сервера | возможность создания | да | ||
| задания различных public/private портов для виртуального сервера | нет | |||
| возможность задания DMZ | да | |||
| питание | ||||
| тип БП | внешний, 9VDC 1A | |||
| поддержка 802.1af (PoE) | нет | |||
| дополнительная информация | ||||
| версия прошивки | V3.40(UH.2) от 05/09/2005 | |||
| размеры, мм | 111 × 106.5 × 35 | |||
| вес, г | 172 | |||
Конфигурирование
Конфигурация устройства осуществляется через WEB-интерфейс, по протоколу Telnet. Скриншоты WEB - интерфейса приведены .
Список параметров SNMP настроенного ADSL модема приведен .
Рассматриваемый роутер позволяет достаточно подробно настроить сервис NAT (Network Address Translation - преобразование сетевых адресов). Возможно использование двух пунктов: "SUA Only" и "Full Feature"
Пункт "SUA Only" (Single User Account) - применяется в случае, если WAN-интерфейс имеет 1 IP-адрес. Пункт "Full Feature" употребляется, когда WAN-интерфейс имеет несколько адресов.
SUA Only NAT позволяет задать 11 виртуальных серверов, трансляцию портов при этом использовать нельзя
Full Feature NAT позволяют задать 10 расширенных правил NAT. В каждом правиле можно указать тип NAT и адреса для переадресации.
Доступны следующие типы NAT:
- Тип "One to one" сопоставляет 1 внешний IP-адрес с одним внутренним
- Тип "Many to one" сопоставляет диапазон внутренних IP-адресов с одним внешним IP-адресом
- Тип "Many to many overload" позволяет сопоставить несколько внешних IP-адресов нескольким внутренним IP-адресам для распределения нагрузки между ними.
- Тип "Many to many no overload" работает также как и "One to One", но указываются диапазоны внешних и внутренних IP-адресов, при этом диапазоны должны быть равными
- Тип "Server" работает так же, как и "One to one" но позволяет задать диапазон используемых портов
Сохранение/загрузка конфигурации и прошивки может осуществляться по протоколу FTP: для этого нужно зайти на устройство по FTP с логином "root" и паролем, установленным на управление роутером:
Файл "ras" - файл с прошивкой, файл "rom-0" - файл с конфигурацией.
Устройство также поддерживает управление по протоколу Telnet
Настраивая устройство по Telnet, можно настроить файрвол, а также задать записи статического роутинга, которые нельзя задать через WEB-интерфейс.
Настройка правил файрвола осуществляется почему-то только через интерфейс Telnet, а в настройках WEB-интерфейса есть только пункт "Internet Security ", который по своим настройкам вряд ли можно сравнить с полнофункциональным файрволом.
Тестирование производительности
Тестирование проводного сегмента
Рассматриваемый нами роутер помимо технологии ADSL поддерживает также технологии ADSL2 и ADSL2+. Тестирование проводного сегмента проводилось в режиме маршрутизатора (NAT включен), при этом никаких правил ограничения полосы пропускания не применялось.
Для тестирования ADSL соединения применялся ADSL коммутатор , предоставленный нам российским представительством компании .
Настройки DSLAM"а позволяют задавать время задержки передачи данных (interleave delay). Это время, указанное в миллисекундах, влияет на размер передаваемого за раз блока данных. Если это время установлено, например, в 10 мс - в единый блок собираются данные пришедшие за 10 мс. Задержка используется для коррекции ошибок передачи с использованием алгоритма Reed-Solomon (метод Рида-Соломона) - этот алгоритм более эффективен при использовании больших блоков данных. Увеличение времени задержки позволяет увеличить размер единого блока данных как раз для более эффективной работы алгоритма Reed-Solomon. Увеличение времени задержки оправдывает себя при низком качестве телефонной линии и ее большой протяженности, на качественной телефонной линии небольшой длины выгоднее минимизировать задержки.
Значения Interleave delay устанавливаются отдельно для прямого и обратного каналов. Для того чтобы увидеть, как это изменение отражается на задержках связи достаточно воспользоваться утилитой Ping. При установке задержек на прямом и обратном каналах в 0 мс, Ping показывает время приема-передачи порядка 7~8 мс. При увеличении значений Interleave delay время приема-передачи увеличивается.
Так как длина нашей ADSL-линии составляет всего порядка двух - трех метров - мы можем ограничиться нулевым временем задержки (стандартное значение - 16 мс, на DSLAM"е от ZyXEL по умолчанию стоит значение - 4 мс). Исходя из предыдущего опыта тестирования различного ADSL-оборудования, максимальные скорости передачи данных были достигнуты при использовании нулевых задержек (режим Fast).
При тестировании в режиме ADSL, использовалась G.dmt модуляция, так как именно при ее использовании можно развить максимальную скорость в режиме ADSL. В режимах ADSL2 и ADSL2+ модуляция и скорость выбираются автоматически (адаптивно), поэтому никаких дополнительных настроек не задается.
Тест LAN-WAN - тестирование проводилось по .
Максимальные скорости:
- ADSL G.dmt: 8,73 Мбит/с
- ADSL2: 9,69 Мбит/с
- ADSL2+: 17,48 Мбит/с
Технология ADSL2 отличается от ADSL только типом модуляции сигнала, использование которой позволяет повысить скорость передачи (в нашем случае примерно на 1 Мбит/с).
В технологии ADSL2+ диапазон используемых частот расширен вдвое - от этого и увеличение производительности почти в 2 раза.
Скорость обратных каналов практически одинаковая во всех случаях, хотя при использовании ADSL2+ она должна достигать 2-х Мбит/с.
Теперь посмотрим, как поведет себя трафик при использовании более мелких пакетов:
При уменьшении размера пакетов, разница от использования различных технологий (ADSL, ADSL2, ADSL2+) сглаживается, и максимальные скорости отличаются не так сильно, как при тестах с максимальным размером пакетов.
При уменьшении размера пакетов скорость передачи значительно уменьшается. Уменьшение скорости происходит, так как увеличиваются накладные расходы на передачу данных. Например, если данные передаются пакетами по 64 байта, то каждый пакет для передачи через ATM-соединение разбивается на 2 ячейки по 53 байта (48 байт - данные и 5 байт - заголовок) - таким образом, объем передаваемого трафика возрастает почти в 2 раза. С уменьшением размера пакета также уменьшается размер полезных данных в нем, в то время как размер "накладных расходов" для каждого пакета остается неизменным. Таким образом, при одном и том же значении пропускной способности канала, значение полезной пропускной способности может меняться в десятки раз в зависимости от размера используемых пакетов - сильнее всего это проявляется при использовании пакетов малой длины.
Значительное падение скорости при использовании полнодуплексного режима, возможно, связано с некоторыми аспектами работы протокола TCP. TCP - протокол с гарантированной доставкой - он требует подтверждение о доставке каждого отправленного пакета. При учете маленькой ширины обратного канала и его полной загруженности эти подтверждения могут теряться, а при потере подтверждения пакет отправляется заново - следовательно, "полезная скорость", которую мы как раз и замеряем, падает, так как одни и те же данные передаются повторно. Вдобавок, протокол TCP при возрастании потерь уменьшает скорость передачи данных. Таким образом, падение скорости прямого канала в полном дуплексе, возможно, связано с аспектами работы протокола TCP при малой ширине обратного канала.
Тестирование возможностей ограничения трафика
Рассматриваемый роутер поддерживает ограничение общей полосы пропускания с помощью механизма QoS (Quality of Service - качество обслуживания). Для корректной работы QoS - необходима поддержка QoS на всех ATM устройствах (в нашем случае на самом роутере и на DSLAM"е). QoS позволяет регулировать параметры отправления данных - то есть, изменяя параметры QoS, мы изменяем ширину обратного канала. При использовании TCP трафика у нас также меняется пропускная способность прямого канала - об этой особенности протокола TCP мы уже говорили выше.
В настройках QoS присутствует 3 пункта: UBR (Unspecified Bit Rate), CBR (Constant Bit Rate) и VBR (Variable Bit Rate), что означает соответственно передачу с заранее неопределенной скоростью, передачу с постоянной скоростью и передачу с переменной скоростью.
UBR не предоставляет гарантий относительно качества услуг и полосы пропускания и предполагает наличие протокола более высокого уровня, например, TCP для исправления ошибок передачи. TCP позволяет регулировать скорость передачи в зависимости от количества потерянных пакетов (для уменьшения потерь протокол TCP понижает скорость передачи, тем самым как бы разгружая линию, а чем меньше загрузка линии - тем меньше потерь).
Пункт CBR (Constant Bit Rate) означает, что данному соединению будет предоставляться заранее определенная полоса пропускания канала. При выборе данного пункта значение ширины полосы пропускания указывается в поле PCR (Peak Cell Rate - пиковая скорость передачи), в котором задается максимальная скорость трафика.
Пункт VBR (Variable Bit Rate) означает, что для данного соединения полоса пропускания канала может меняться со временем. При выборе данного пункта устанавливаются 3 значения: Peak Cell Rate - пиковая скорость, Sustain Cell Rate - средняя скорость и Maximum Burst Size. С максимальной скоростью может передаваться ограниченное количество трафика, указываемое в пункте Maximum Burst Size, а со средней скоростью трафик может передаваться неограниченно долго.
Сначала выбирался пункт CBR (Constant Bit Rate) обеспечивающий постоянную полосу пропускания, при тестировании менялся параметр PCR (Peak Cell Rate) - пиковая скорость (в случае CBR он же является средней скоростью). Тестирование проводилось только в полудуплексном режиме при использовании технологии ADSL2+, так как именно эта технология позволяет развить максимальную скорость. Результаты теста занесены в таблицу.
Вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю и до 384 кбит/с от пользователя к сети, так и симметричный - со скоростью до 384 кбит/с в обоих направлениях. МСЭ-Т ввёл для этой версии ADSL обозначение ADSL G.Lite. Использует ту же схему модуляции, что и ADSL, но без разделительного фильтра на стороне абонента, что приводит к уменьшению пропускной способности линии ADSL G.Lite вследствие повышения уровня помех. Технология ADSL G.Lite позволяет передавать данные по более длинным линиям, чем ADSL, более проста в установке и имеет меньшую стоимость, что обеспечивает ее привлекательность для массового пользователя.
ADSL2
В 2002 г. появилась технология ADSL2, а в 2003 г. -- ADSL2+. Стандарт ADSL2 специально разрабатывался для увеличения битовой скорости и дальности действия ADSL. Битовые скорости «нисходящего» и «восходящего» потоков ADSL2 могут достигать 12 и 1 Мбит/с соответственно за счет повышения эффективности модуляции, снижения перегрузок от кадрирования и обеспечения усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов.
Технология ADSL2+ удваивает (по сравнению с ADSL2) полосу пропускания с 1,1 до 2,2 МГц. Максимальные битовые скорости по телефонной линии при этом увеличиваются до 20 Мбит/с на расстояние до 1500 м. «Восходящая» битовая скорость ADSL2+ равна примерно 1 Мбит/с в зависимости от состоянии линии. Чипсеты ADSL2+ совместимы с ADSL и ADSL2.
ADSL2+ позволяет операторам модернизировать свои сети для поддержки расширенного спектра услуг, например гибкой доставки видео в рамках единого решения для коротких и длинных линий связи. Будут сохранены все функции и преимущества по производительности спецификации ADSL2 с обеспечением взаимодействия с унаследованным (устаревшим) оборудованием. Технологию ADSL2+ можно применять для снижения перекрестных наводок, так как она позволяет использовать только тоновые сигналы между 1,1 и 2,2 МГц за счет маскирования нисходящих частот менее 1,1 МГц.
Технологии ADSL2 и ADSL2+ являются модификациями "классической" технологии ADSL. Они разрабатывались с учетом возросших требований провайдеров и конечных пользователей. В ADSL2 и ADSL 2+ при практически той же дальности передачи, что и в ADSL, скорости увеличены до 12 и 25 Мбит/с соответственно. Кроме того, реализована функция адаптивного изменения скорости. Благодаря этим изменениям стала возможной поддержка большого количества новых приложений и дополнительных услуг (видео, мультимедиа и др.).
Технологии и стандарты ADSL2 и ADSL2+
Технологии ADSL2 и ADSL2+, обеспечивающую возможность реализации истинных решений. Для новых видеоприложений, таких как IPTV и VoD, требуются высокие скорости передачи (свыше 10 Мбит/с) в направлении к пользователю, а технология ADSL2+ может их обеспечить. Скорости передачи по ADSL2+ достигают 24 Мбит/с.
Преимущества
Технология ADSL2+ имеет также ряд новых функций и преимуществ по сравнению с более старым вариантом ADSL. Самые главные отличительные свойства, такие как увеличение дальности действия и скорости передачи, диагностика линии, управление мощностью передачи, быстрое установление соединений и улучшенное взаимодействие, уже с начального этапа интегрированы на новых абонентских платах узлов BAN, mBAN и ipBAN. Технология ADSL2+ отлично годится также для замены VDSL в среде домашних абонентов с более взыскательными требованиями к доступу. С использованием ADSL2+ провайдеры видеоуслуг смогут предложить пользователям даже 3 одновременные видеопрограммы на одном широкополосном порте.
Основные отличительные особенности и преимущества
Улучшенные параметры скорости и дальности передачи
В ADSL2 и ADSL2+ применяется улучшенная модуляция, обеспечивающая уменьшение количества служебной информации в заголовках кадров (framing overhead), более высокий выигрыш от кодирования, а также предоставляющая усовершенствованные механизмы инициализации и алгоритмы обработки сигналов. ADSL2 позволяет увеличить скорость передачи данных в направлении к пользователю до более 12 Mбит/с, по сравнению с приблизительно 8 Mбит/с в случае ADSL. ADSL2 позволяет увеличить длину шлейфа приблизительно на 200 м, или увеличить скорость передачи данных примерно на 50 кбит/с на том же расстоянии для абонентских линий большой протяженности.
Стандарт ADSL2+ позволяет в два раза увеличить максимальную частоту, используемую для передачи данных в направлении к пользователю - 2,2 МГц вместо 1,1 МГц. Это позволяет увеличить максимальную скорость передачи в нисходящем направлении до 25 Mбит/с на телефонных линиях длины до 1500 м.
Диагностика и автоматическая регулировка
Функции мониторинга в реальном масштабе времени предоставляют в масштабе реального времени информацию о качестве линии и шуме на обоих концах линии. Поставщики услуг могут использовать эти данные для мониторинга качества ADSL-соединения и предотвращения ухудшений обслуживания. Кроме того, с помощью этих данных поставщики смогут определить, можно ли конкретному пользователю предоставить услуги с более высокой скоростью передачи. SELT (тестирование линии без подключения удаленного конца) и DELT (тестирование линии с подключением удаленного конца) предоставляют возможность определить перед эксплуатацией длину линии, наличие короткозамкнутых и разомкнутых цепей, сечение проводов и предполагаемую пропускную способность. В случае изменения условий в канале используется новая возможность, которая называется плавной регулировкой скорости передачи (SRA- seamless rate adaptation). Эта возможность позволяет системе ADSL2 изменять скорость передачи данных соединения без прерывания обслуживания или возникновения битовой ошибки.
Расширенные возможности управления питанием
Наличие двух режимов управления питанием позволяет сократить расход энергии, одновременно поддерживая функцию постоянного подключения ADSL для пользователей. Режим питания L2 предназначен для режима низкой скорости передачи, который не требует наличия полного ширины полосы пропускания, а режим питания L3 предназначен для режима ожидания или "спящего" режима. Эта функция позволяет сократить расход энергии более чем на 50 % для каждой линии.
Быстрый запуск
Режим быстрого запуска сокращает время инициализации от приблизительно 10 секунд до менее 3 секунд.
Полностью цифровой режим
Эта дополнительная опция отводит "телефонную" полосу частот под передачу данных. При этом случае скорость передачи данных в восходящем направлении (от пользователя к сети) вырастает на 256 кбит/с, что может являться привлекательным решением для предприятий, у которых услуги голосовой связи предоставляются по разным телефонным линиям и для которых возможность увеличения скорости восходящего потока данных представляет особый интерес. Эта возможность может также заинтересовать поставщиков услуг, которые могут арендовать абонентские линии у телекоммуникационных компаний на основе разделения абонентских линий (LLU).
Улучшенные возможности взаимодействия оборудования
Новые процедуры инициализации модема позволяют решить проблемы совместимости оборудования и обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристики, когда соединяются ADSL-трансиверы различных поставщиков микросхем.
Другие функции и возможности
Каналообразование
Возможности каналообразования ADSL2 обеспечивают поддержку технологии передачи таким способом образованных голосовых каналов по линиям DSL (CVoDSL), метод прозрачной транспортировки голосового трафика TDM по линиям DSL. CVoDSL передает голосовой трафик на физическом уровне, позволяя помещать аналоговые телефонные "линии" в DSL-канал и передавать их параллельно с трафиком данных, поддерживая как аналоговую телефонную сеть (POTS), так и высокоскоростной доступ в Internet.
Объединение нескольких линий для более высоких скоростей передачи
Новые стандарты поддерживают инверсное мультиплексирование для ATM (IMA), разработанное АТМ Форумом для сетей с традиционной архитектурой АТМ. Благодаря IMA, интегральные схемы ADSL2 могут объединить нескольких медных пар в единый канал ADSL. В результате обеспечивается скорость передачи данных по существующим медным линиям, сравнимая с оптоволоконными линиями.
Поддержка услуг пакетных сетей
Услуги пакетных сетей (например, Ethernet) могут передаваться поверх ADSL2 в качестве дополнения к ATM.
Новые стандарты ADSL: ADSL2 и ADSL2 plus
В июле 2002 международный телекоммуникационный союз (ITU) закончил разработку двух новых стандартов ADSL (G.992.3 и G.992.4), вместе называемых «ADSL2». В январе 2003, одновременно с тем, как число пользователей чипсетов ADSL первого поколения перевалило за 30 миллионов, G.992.5 официально присоединился к семейству ADSL2 под названием ADSL2plus (или ADSL2+).
Провайдеры и пользователи сыграли ключевую роль при разработке стандарта ADSL2, так как благодаря их отзывам ITU включил в новый стандарт множество различных дополнений, увеличивающих производительность и функциональность. В результате ADSL2 будет более дружественным к пользователям и более выгодным для провайдеров и обещает повторить успех ADSL на протяжении остатка десятилетия.
ADSL2 (ITU G.992.3 и G.992.4) содержит множество нововведений, направленных на улучшение производительности и взаимодействия сетей и поддержку новых приложений, служб и вариантов установки. Среди изменений - улучшения производительности, адаптации скорости, диагностики и многое другое.
ADSL2plus (ITU G.992.5) удваивает пропускную способность приема информации, достигая скорости в 20 Мбит/с на телефонных линиях длиной в 1500 метров. Решения на базе ADSL2plus в основном будут мультимодальными, позволяя взаимодействовать как с чипсетами ADSL2, так и с ADSL и ADSL2plus.
ADSL2plus позволит провайдерам настроить их сети на поддержку продвинутых служб, например, «гибкое» видео с единственным решением как для коротких, так и дальних расстояний. Он включает в себя все возможности ADSL2, поддерживая способность взаимодействия с существующим оборудованием. Таким образом, провайдерам можно осуществлять постепенную модернизацию оборудования, а не сразу же менять все целиком.
улучшения скорости и дальности
ADSL2 специально разрабатывался для улучшения скорости и дальности ADSL, в основном для достижения лучшей производительности на длинных линиях с помехами. ADSL2 может достигать скоростей приема и передачи до 12 Мбит/с и 1 Мбит/с соответственно, в зависимости от дальности и прочих факторов. Это стало возможным благодаря использованию более эффективных методов модуляции, уменьшению количества служебной информации, увеличению эффективности кодирования, и применению расширенных алгоритмов обработки сигнала.
Эффективность модуляции в ADSL2 повышена за счет совместного применения четырехмерной, 16-и фазовой решетчатой и 1-битной квадратурной модуляции. Это позволяет получить более высокие скорости на длинных линиях с низким соотношением сигнал/шум.
Системы ADSL2 используют меньшее количество служебной информации благодаря кадру с программируемым количеством служебных битов. Поэтому, в отличие от ADSL первого поколения, где служебные биты в кадре были фиксированы и потребляли 32 кбит/с от полезной информации, количество служебных бит в кадре может меняться от 4 до 32 кбит/с. В системах ADSL первого поколения на длинных линиях, где скорость передачи информации и так невысока (например, 128 кбит/с), под служебную информацию фиксировано отведено 32 кбит/с (или более 25% общей скорости). В системах ADSL2, это значение может быть снижено до 4 кбит/с, что добавит к пропускной способности дополнительные полезные 28 кбит/с.
На длинных линиях, где, как правило, скорости передачи низки, ADSL2 позволяет достичь большей эффективности кодирования кода Рида-Соломона. Это возможно благодаря улучшениям в кадрах, повышающим гибкость и программируемость при создании кодовых слов.
Вдобавок, механизм инициализации содержит множество улучшений, поднимающих скорость передачи в системах ADSL2:
- снижение мощности с двух сторон, позволяющее снизить перекрестные наводки;
- обнаружение размещения контрольного сигнала приемником, устраняющее помехи от AM радио;
- обнаружение несущих, используемое приемником для инициализационных сообщений для устранения помех от AM радио и других неприятностей;
- улучшения в области идентификации канала для настройки приемника и передатчика;
- отключение сигнала во время инициализации для включения схем подавления радиочастотных помех.
На рисунке 1 показаны скорость и дальность ADSL2 в сравнении с ADSL первого поколения. На длинных линиях ADSL2 даст прирост скорости на 50 кбит/с для входящего и исходящего потоков. Это увеличение скорости достигается на увеличенных на 180 метров линиях, что эквивалентно увеличению площади покрытия на 6%.
Рис. 1.
диагностика
Сложность определения источника проблем зачастую становилась преградой для использования ADSL. Для облегчения поиска неисправностей в трансиверы ADSL2 были добавлены расширенные возможности диагностики. Они предназначены для выявления неисправностей во время и после установки, мониторинга производительности во время работы и для облегчения модернизации.
Для выявления и устранения проблем, трансиверы ADSL2 могут осуществлять измерения уровня шума в линии, затухания и отношения сигнал/шум на обоих концах линии. Результаты этих измерений могут быть собраны при использовании специального режима диагностики, даже если качество линии неудовлетворительно для установки нормального соединения ADSL.
Вдобавок ADSL2 может осуществлять мониторинг производительности в реальном времени, показывающий качество линии и уровень шума на обоих концах линии. Эта информация преобразуется программным обеспечением и затем может использоваться провайдером для слежения за качеством соединения ADSL и предотвращения отказов. Она также может быть использована для определения возможностей предоставления пользователю более быстрого соединения.
улучшения в области энергопотребления
Трансиверы ADSL первого поколения работали в активном режиме круглые сутки, независимо от того, использовались они или нет. Учитывая то, что количество установленных модемов ADSL может достигать нескольких миллионов, можно было бы сберечь огромное количество электроэнергии, если бы модемы умели входить в спящий режим. Это также сохранило бы энергию для трансиверов ADSL, работающих в небольших аппартных, где существуют сложности с нагревом. Для решения этих проблем в управление питанием ADSL2 имеются два режима, предназначенные для снижения общего потребления энергии при обслуживании «всегда включенного» подключения пользователя. Эти режимы включают:
Рис. 2.
L2-режим низкого потребления. Этот режим осуществляет статистическое сохранение энергии на ADSL трансивере с центральной станции (ATU-C) путем быстрого входа и выхода в режим низкого энергопотребления на основе интернет-трафика, идущего через соединение ADSL.
L3-режим низкого потребления. Этот режим осуществляет общее энергосбережение как для ATU-C, так и для удаленного ADSL-трансивера (ATU-R) путем перехода в спящий режим, пока соединение не используется длительное время.
Режим L2 является одним из важнейших нововведений стандарта ADSL2. Трансиверы ADSL2 могут входить и выходить в режим L2 на основе интернет-трафика, передаваемого по соединению. Когда пользователь скачивает большие файлы, трансивер работает на полную мощность (этот режим также называется L0) для обеспечения максимальной скорости загрузки. Когда интенсивность интернет-трафика снижается, например, когда пользователь читает длинный текст, системы ADSL2 могут перейти в режим низкого энергопотребления L2, в котором скорость передачи сильно уменьшается, и, соответственно, снижается общее энергопотребление.
Находясь в режиме L2, система ADSL2 может мгновенно вернуться в режим L0 и увеличить скорость передачи информации как только пользователь инициирует загрузки файла. Механизмы входа/выхода в L2 и результирующие адаптации скорости передачи данных работают без всяких сервисных прерываний или даже одной битовой ошибки и, таким образом, незаметны для пользователя.
Режим энергопотребления L3 является спящим режимом и используется, когда пользователь не использует сеть. При переключении в него никакой трафик не передается. Когда пользователю снова нужна сеть, ADSL-трансиверам понадобится всего лишь около трех секунд для переинициализации и установления связи.
адаптация скорости
Телефонные провода связаны вместе в многопарные кабели, содержащие 25 или больше витых пар. В результате, электрические сигналы с одной пары могут навестись на соседние пары в кабеле (Рис. 3). Это явление называется «перекрестные наводки» и может препятствовать передаче данных ADSL. Более того, изменение уровня перекрестных наводок в кабеле может привести к обрыву ADSL-связи.
Рис.3.
Для решения этих проблем ADSL2 адаптирует скорость передачи данных в режиме реального времени. Это нововведение, называемое бесшовной адаптацией скорости (Seamless Rate Adaption, SRA), позволяет системам ADSL2 изменять скорость передачи данных по соединению прямо во время работы без сервисных прерываний или ошибок в битах. Для этого ADSL2 определяет изменения в канале связи, например, когда местная АМ-радиостанция выключает свой передатчик на ночь - и прозрачно для пользователя меняет скорость передачи.
SRA основана на разделении уровня модуляции и кадрового уровня в системах ADSL2. Благодаря этому, уровень модуляции может поменять параметры скорости передачи данных без модификации параметров на кадровом уровне, которая вызвала бы потерю модемами кадровой синхронизации и, следовательно, не поддающиеся исправлению битовые ошибки или перезапуск системы. SRA использует процедуры усовершенствованной «горячей» реконфигурации (sophisticated online reconfiguration) (OLR) ADSL2 для того, чтобы бесшовно изменять скорость передачи данных по соединению.
Протокол, используемый для SRA, работает следующим образом:
1. Приемник отслеживает соотношение сигнал/шум для канала и определяет, что необходимо произвести адаптацию скорости передачи данных для сложившихся условий.
2. Приемник отправляет передатчику сообщение для инициализации изменения скорости передачи. Это сообщение содержит все необходимые параметры передачи для новой скорости. Эти параметры включают число модулируемых бит и мощность передачи для каждого субканала системы ADSL с множеством несущих.
3. Передатчик отправляет сигнал «Sync Flag», который используется в качестве маркера для определения точного времени, в течение которого новые параметры передачи будут использоваться.
4. Сигнал «Sync Flag» определяется приемником, и теперь приемник и передатчик без каких-либо системных прерываний переключаются в другой скоростной режим.
объединение для достижения более высоких скоростей
Общим требованием к провайдерам является возможность предоставления различного качества услуг различным пользователям. Скорость передачи данных можно существенно повысить путем одновременного использования нескольких телефонных линий. Для поддержки такой возможности, ADSL2 поддерживает стандарт af-phy-0086.001 «инверсное мультиплексирование ATM (Inverse Multiplixing for ATM, IMA)», разработанный для традиционных архитектур ATM. Используя IMA, чипсеты ADSL2 могут объединять две и более медных пар в одно соединение ADSL. В результате достигается гораздо большая гибкость скорости входящего потока данных (рис. 4).
Рис.4.
IMA определяет новый уровень, который находится между физическим уровнем и уровнем ATM. На стороне передатчика, этот подуровень, называемый подуровнем IMA, получает один поток ATM от уровня ATM и распределяет его между множеством физических подуровней. На стороне приемника, подуровень IMA получает части ATM от множества физических подуровней, собирает их в один поток ATM и отправляет уровню ATM.
Подуровень IMA определяет разбиение на кадры IMA, протоколы и управляющие функции, которые используются для осуществления вышеописанных операций, когда физические подуровни содержат битовые ошибки, асинхронны или имеют различные задержки. Для того чтобы работать при данных условиях, стандарт IMA также требует модификации некоторых стандартных функций физического уровня ADSL, например, отброс приемником пустых или поврежденных пакетов. ADSL2 поддерживает специальный режим IMA, предназначенный для совместимости с ADSL.
разбиение на каналы и многоканальный голос через DSL (CVoDSL)
ADSL2 поддерживает возможность разбиения полосы пропускания на несколько каналов с различными характеристиками для различных приложений. Например, ADSL2 может одновременно поддерживать голосовые приложения, которым требуются низкие задержки, но допустима высокая частота ошибок и информационные приложения, для которых не так важны задержки, но важна как можно более низкая частота ошибок. Разбиение на каналы также предоставляет поддержку CVoDSL, метода прозрачной передачи производных линий голосового трафика TDM через DSL. CVoDSL резервирует из полосы пропускания DSL каналы по 64 кбит/с (рис.5) для доставки PCM DS0 от DSL модема на удаленный терминал центрального офиса подобно обычной телефонной системе. Далее, оборудование доступа через PCM передает голосовые DS0 прямо на коммутатор каналов.
Рис.5.
Рис.6.
некоторые дополнительные выгоды
ADSL2 поддерживает также некоторые другие важные функции, перечисленные ниже.
Улучшенная совместимость. Микросхемы различных производителей совместимы и могут спокойно работать совместно.
Быстрый запуск. ADSL2 поддерживает быстрый запуск, который снижает время инициализации от более 10 с (требуемых для ADSL) до менее 3-х.
Полностью цифровой режим. ADSL2 позволяет использовать для передачи данных еще и голосовой диапазон, добавляя к исходящему каналу еще 256 кбит/с. Это довольно привлекательная для офисного применения возможность, так как, как правило, в офисах голосовые и информационные линии разделены и требуется большая пропускная способность исходящего канала.
Поддержка служб, основанных на пакетах. ADSL2 включает уровень PTM-TC (Packet Mode Transmission TransConvergence layer) позволяющий передавать через ADSL2 службы, основанные на пакетах (например, Ethernet).
ADSL2plus
ADSL2plus разработан в ITU в январе 2003 и включен в стандарты ADSL в качестве G.992.5. Рекомендация ADSL2plus удваивает скорость входящего потока на линиях длиной менее 1500 метров.
В то время как первые два члена семейства стандартов ADSL2 устанавливают полосы частот входящего канала до 1.1 МГц и 552 кГц соответственно, ADSL2plus устанавливает полосу частот для входящего канала до 2.2 МГц. В результате достигается значительное увеличение скорости входящего канала на более коротких линиях (см. рис 8). Скорость исходящего канала ADSL2plus зависит от качества связи и находится в районе 1 Мбит/с.
Рис.8.
ADSL2plus может также использоваться для снижения перекрестных наводок. Для этого он может использовать тоны между 1.1 МГц и 2.2 МГц, маскируя частоты входящего канала в районе 1.1 МГц. Это может оказаться полезным, когда терминалы ADSL подключаются к центральному пункту через один и тот же кабель в том же порядке, в котором осуществлена подводка к домам клиентов (рис. 9). Перекрестные наводки от линий удаленных терминалов на линии от центрального пункта могут существенно снизить скорости передачи данных на линии от центрального пункта.
Рис.9.
ADSL2plus может решить эту проблему путем использования частот ниже 1.1 МГц от центрального пункта к удаленному терминалу и частот между 1.1 МГц и 2.2 МГц от удаленного терминала до дома пользователя. Это уничтожит большинство перекрестных наводок между службами и защитит скорость передачи данных на линии от центрального офиса.
По материалам DSL forum, перевод Дмитрия Герусса.
Как известно, человечество всегда стремилось всё теснее контактировать друг с другом. Политическая и экономическая система, как капелька воды в невесомости - стремится притянуть к себе края, сблизиться максимально. Но способы соединения изменялись под влиянием экономического и социального развития общества. На смену глинобитным дорогам пришли железнодорожные пути, их сменили монорельсовые магистрали. От телеграфа человечество пришло теперь к оптико-волоконной, а то и вовсе беспроводной связи. Итак, мы с восхищением вспоминаем римскую Аппиеву дорогу, неизменно служащую уже две тысячи лет, но ходить предпочитаем Гермесовой тропой сверхскоростной передачи данных.
Возникновение нового стандарта связи
Братья-близнецы появились на свет в лабораторных условиях. Местом рождения стал исследовательский центр при Международном Телекоммуникационном Союзе (ITU). Братья получили одно имя на двоих, что было даже очень удобно их создателям, мы знаем их под именем ADSL2 (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асимметричная цифровая абонентская линия). Впрочем, дома - в лабораторных условиях, их именуют G.992.3 и G.992.4.
В основе этого стандарта лежит уже хорошо отлаженная, система ADSL. Она имеет богатую историю и хорошую репутацию среди отдельных пользователей и организаций, но не совершенна, как и всё рукотворное. Целью создания нового стандарта на базе ADSL стало исправление недостатков и максимальная реализация имеющегося потенциала.
Работа над ADSL2 была закончена в июле 2002 года. Ну а чуть позже у этих двух стандартов появился младший братик - ещё более шустрый и современный ADSL2pus (ADSL2+).
Природа ADSL
Следует сказать, что технология DSL имеет несколько ветвей развития. Долгое время доминировало соединение через «выделенный канал» - отдельный кабель. Хорошо, надёжно, но дорого… Да и прокладка кабеля сопряжена с некоторыми трудностями. Технология ADSL предполагает техническую хитрость - соединение с провайдером используя уже имеющуюся телефонную сеть. При этом информация внутри витой пары телефонного провода разделяются на три независимых потока: «входящий» сигнал, «исходящий» сигнал и телефонный сигнал. Весь фокус в том, что аналоговое соединение с АТС имеет частоту, отличную от цифрового потока данных: полоса до 4 кГц отводится телефонному аппарату, от 4 кГц до 1 МГц - для обмена данными с провайдером. Провайдер отфильтровывает потоки на основании их частотного различия, и телефонный сигнал отправляет на АТС. Положительным свойством такой интеграции является то, что телефонная линия продолжает функционировать даже в случае нарушения ADSL соединения.
Отличие ADSL2 в максимальной адаптированости: в нём учтены те сложности, которые возникали при работе с ADSL.
Отличие ADSL2
В новом стандарте были улучшены спектральная и канальная эффективность, алгоритмы модуляции, инициализация канала и адаптивного выбора скорости передачи данных. Проще говоря, ADSL2 максимально использует пропускную способность провода. Представьте себе, что в час пик на оживлённой улице появляется регулировщик с полосатым жезлом, направляющий поток машин на свободные трассы, разгружая тем самым занятые. Таким же образом ADSL2 имеет возможность распределять информацию по нескольким каналам, задействовать пустующий «исходящий», когда «входящий» особенно перегружен, и иными способами ускорять работу соединения. Такая модернизация позволила увеличить скорость до 12 Мбит/с, и вдобавок к тому - расстояние соединения изрядно выросло. Также создатели улучшили способы автоматической диагностики на обоих концах соединения. Кроме того, введены дополнительные энергосберегающие режимы для периодически неактивной линии.
Претерпел изменение объём служебной информации, автоматически проходящей вместе с «полезным» объёмом трафика. Объём необходимой технической информации может варьироваться от 4 до 32 кбит/с, это важно, поскольку в некоторых случаях при соединении ADSL канала на служебную информацию отводилось 25% всего трафика.
Венец эволюции – ADSL2+
Разработанный в январе 2003 года в UTI стандарт удваивает скорость входящего потока данных на линиях до 1500 метров. Это достигается за счёт поддерживаемой частоты - до 2.2 МГц на входящем канале. Скорость исходящего канала опирается на качество линии и диаметр медных проводов.
ADSL2+ обещает стать ещё более дружелюбным по отношению к пользователю, и даже предоставить ему комплекс функций мультимедиа: кабельное телевидение, например.
Что очень важно - стандарт связи ADSL2+ не требует специализированной аппаратуры, и может работать на том же оборудовании, на котором ранее осуществлялось соединение типа ADSL. Таким образом, подключение к ADSL2 сегодня становится ещё более привлекательным в глазах пользователей. Кто знает, какие новые стандарты на основании DSL технологии появятся завтра?
Если вы определились с выбором, то теперь можете спокойно посещать любые сайты, онлан-игры любого вида, будь то охота на кабана или танки. А главное помните, реальная жизнь не меньше интересна.
Windows
