UADSL - новая технология доступа к Internet

, это относится к разнообразным Internet-приложениям, связанным с передачей потоков видео- и аудиоинформации в реальном времени.

Нехватка пропускной способности ощущается как в каналах магистральных сетей, так и в линиях доступа к узлам провайдеров Internet. И если проблему скоростного доступа для организаций решать удается (у компаний обычно есть деньги на аренду необходимого канала), то подавляющее большинство индивидуальных пользователей не поднимаются выше 28,8 кбит/с. Для большинства приложений такая скорость достаточна, однако полной уверенности в завтрашнем дне она не дает.

Скорость обмена данными через коммутируемую телефонную сеть ограничивается не только быстродействием модемов. Существует и принципиальный верхний предел пропускной способности телефонных каналов, определяемый стандартом на них. Вся телефонная инфраструктура рассчитана на передачу голосового трафика, поэтому ширина полосы телефонного канала установлена равной всего 4 кГц. Между тем медный кабель, соединяющий АТС с абонентским аппаратом, может обеспечивать передачу сигналов в диапазоне нескольких МГц.

В связи с этим вполне естественной представляется идея использования существующей медной инфраструктуры для передачи трафика до ближайшей телефонной станции, а потом "перекладывания" данных на сеть передачи данных, не имеющую отношения к ТфОП. Каналы такой сети позволят передавать трафик к точке присутствия провайдера услуг Internet.

Конечно, чтобы услуга стала массовой, необходимы определенные условия. Во-первых, дополнительное оборудование должно быть установлено на всех телефонных станциях, и требуется, чтобы к нему имели доступ все абоненты, физически подключенные к телефонной станции. Во-вторых, услуга должна быть недорогой (под ее стоимостью в данном случае правильнее всего понимать цену оконечного оборудования плюс постоянные платежи за пользование - по схеме, принятой провайдером).

Один из вариантов такого способа организации доступа - технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асимметричная цифровая абонентская линия). ADSL обеспечивает скорости передачи данных до 8 Мбит/с по направлению к пользователю и до 1 Мбит/с в обратном направлении. Асимметрия вполне соответствует характеру трафика при работе с Internet - как правило, пользователь получает большие объемы данных, чем передает.

Конкретные значения скоростей передачи данных сильно зависят от расстояния между пользователем и телефонной станцией. Полоса пропускания 8 Мбит/с обеспечивается пользователям, находящимся на расстоянии до 2,7 км от телефонной станции; расстояниям 2,7-3,5 км соответствует предел в 6 Мбит/с; если же пользователь удален от телефонной станции на 3,5-5,5 км, он должен довольствоваться скоростью в 1,5 Мбит/с. На расстоянии свыше 5,5 км связь по ADSL не гарантируется. Как известно постоянным читателям нашего журнала, не так давно московская компания Plus Communications провела испытания оборудования для ADSL от 3Com (см.: Сети, 1997, #10, с. 60). На физической линии длиной 4 км была зафиксирована скорость 2 Мбит/с по направлению от провайдера к клиенту и 1 Мбит/с - в противоположном направлении.

Для передачи данных по технологии ADSL используется диапазон частот, находящийся выше полосы частот, отведенной для передачи голоса, поэтому данные и обычный телефонный трафик можно передавать по одной и той же линии. Для этого, правда, с каждой стороны приходится устанавливать так называемый частотный разделитель (POTS splitter). Он обеспечивает передачу низкочастотного голосового сигнала на оборудование ТфОП (со стороны клиента - на телефонный аппарат, со стороны телефонной станции - на коммутатор), а высокочастотного сигнала передачи данных - на оборудование ADSL.

Стандарт на ADSL (T1.413) был утвержден ANSI еще в 1995 г., однако данная технология до сих пор не получила широкого распространения. Причина этого в значительной степени связана со сложностью установки устройств ADSL; они требуют серьезной настройки на конкретную абонентскую линию (как правило, с участием технического сотрудника компании - оператора сети). Кроме того, нужно отдельно устанавливать частотный разделитель; нередко приходится частично менять телефонную кабельную проводку. Удовольствие получается довольно дорогим, поэтому трудно ожидать, что услуга доступа к Internet по ADSL станет массовой.

Не так давно появились сообщения о создании новой версии технологии ADSL, которая призвана устранить указанные недостатки. Ее называют Universal ADSL (UADSL), или DSL Lite. Правда, при использовании этой технологии данные передаются на более низких скоростях, чем в полновесной ASL (при длине абонентской линии до 3,5 км скорость составляет 1,5 Мбит/с в направлении от провайдера к клиенту и 384 кбит/с - в противоположном; при длине абонентской линии до 5,5 км обеспечиваются 640 кбит/с по направлению к клиенту и 196 кбит/с - в противоположном). Зато устройства, работающие в соответствии с UADSL, легче устанавливать; кроме того, в их составе имеется частотный разделитель, поэтому его не приходится устанавливать отдельно. По существу, достаточно просто подключить UADSL-модем к телефонной розетке - и можно передавать данные (рис. 1).

(1x1)

Совсем недавно Международный союз электросвязи (МСЭ) принял решение выбрать в качестве стандартного метода кодирования линии UADSL дискретную многочастотную модуляцию (Discrete Multitone, DMT). На этой же технологии основан и стандарт T1.413. Здесь стоит дать некоторые пояснения.

Для модуляции сигнала в устройствах ADSL чаще всего применяется одна из двух технологий - CAP (Carrierless Amplitude/Phase modulation) либо DMT, причем стандартной является только DMT. Грубо говоря, разница между этими методами состоит в следующем. CAP преобразует входящие сигналы в сплошной поток, при этом несущая частота подавляется. DMT, наоборот, использует большое количество поднесущих, отстоящих друг от друга на 4 кГц. На каждой из поднесущих передается определенная часть общего трафика; скорость передачи данных в каждом частотном диапазоне может быть разной в зависимости от состояния линии и помеховой обстановки (рис. 2). Такая возможность очень полезна, например, при узкополосных помехах - просто в соответствующем поддиапазоне будет нулевая скорость. Однако технология DMT требует применения значительно более сложных схемотехнических решений, основанных на цифровой обработке сигнала.

В стандартной ADSL (с модуляцией DMT) предусматривается использование 256 поднесущих. "Упрощение" технологии в UADSL осуществляется за счет уменьшения числа поднесущих до 96. При этом, естественно, уменьшается скорость передачи данных, но зато заметно упрощается процедура установки устройств. Кроме того, благодаря снижению числа поднесущих можно использовать более простые (а следовательно, и более дешевые) микросхемы.

Утверждается, что устройства UADSL будут настолько простыми и дешевыми, что через некоторое время производители персональных компьютеров начнут комплектовать ими свои изделия, как они сейчас делают с обычными модемами. Компания NetSpeed Communications уже объявила о своем намерении представить встроенный UADSL-модем для шины PCI, который, как ожидается, будет стоить 199 дол. Цена внешнего UADSL-модема от NetSpeed (в феврале приобретена компанией Cisco) составит 399 дол. Правда, пока NetSpeed поддерживает только CAP.

Что же касается цен на услуги провайдеров, тут мы пока располагаем только одной цифрой. US WEST собирается предоставлять доступ к Internet по UADSL на скорости 256 кбит/с (что значительно ниже предельного значения) по цене 59,95 дол. без ограничения времени. В сумму входит и арендная плата за пользование модемом.

Конечно, доступность услуги определяется в первую очередь не ее стоимостью, а физической возможностью получить эту услугу. С UADSL связаны две проблемы. Во-первых, необходимо оснастить соответствующим оборудованием все телефонные станции и построить опорные сети для передачи информации от клиентов к Internet-провайдерам. Во-вторых, из-за ограничений на дальность связи в зону действия UADSL попадут далеко не все абоненты.

По данным американских источников, на оснащение телефонных станций может уйти около года; примерно столько же времени придется ждать, пока UADSL-модемы станут широко доступными на рынке. Из-за ограничения дальности услугами UADSL не сумеют воспользоваться примерно 50-70% американцев. Российские оценки нам неизвестны, однако можно ожидать, что на оснащение телефонных станций уйдет не меньше времени, чем в США (если кто-то вообще станет этим заниматься).

И все же, несмотря на очевидные проблемы, идея UADSL находит широкую поддержку в массах. В конце января 1998 г. ряд американских региональных телефонных компаний (Ameritech, Bell Atlantic, BellSouth, SBC Communications и U S WEST), а также телекоммуникационные компании Sprint и GTE совместно с компьютерными гигантами Intel, Microsoft и Compaq организовали рабочую группу по Universal ADSL (Universal ADSL Working Group, UAWG). О своей поддержке UAWG объявили очень многие компьютерные и сетевые компании, в частности 3Com, Alcatel, Ariel, Aware, Cirrus Logic, Cisco Systems, Copper Mountain Networks, DSC Communications, Ericsson Telecom AB, Lucent Technologies, MCI, NetSpeed, Nortel, Orckit Communications, PairGain Technologies, Paradyne, Rockwell Semiconductor Systems, Siemens, Texas Instruments, Tut Systems.

Задача UAWG - как можно быстрее разработать техническую документацию на UADSL-устройства и передать ее на утверждение в МСЭ в качестве стандарта. В UAWG полагают, что первые UADSL-продукты появятся к концу 1998 г. (впрочем, Aware утверждает, что у нее уже сейчас есть UADSL-модемы), а в 1999 г. начнется широкомасштабное внедрение новой технологии телекоммуникационными компаниями. Предполагается, что стандартные UADSL-модемы будут полностью интероперабельны с полномасштабными ADSL-устройствами.

Что касается поддержки со стороны компьютерных гигантов, то каждый из них намерен принять участие в продвижении новой технологии. Intel предполагает оснастить внешние UADSL-модемы своим интерфейсом USB (Universal Serial Bus), благодаря чему установку этих устройств можно будет проводить в режиме plug-and-play. Microsoft собирается включить функции автоматического конфигурирования модемов в операционные системы Windows 95 и NT Workstation. Компания Compaq намерена к концу 90-х гг. начать комплектовать выпускаемые ею компьютеры UADSL-модемами.

Компания Aware объявила, что уже начала выпуск продуктов, совместимых с UADSL. Сейчас она имеет два UADSL-подобных устройства, модем x200 Lite, рассчитанный на установку в персональный компьютер конечного пользователя, и трансиверный блок для телефонных станций AW910 Lite. Оба устройства работают по технологии DMT и не нуждаются в частотном разделителе. Они допускают подстройку скорости обмена данными; максимальные значения - 1,5 Мбит/с в направлении от провайдера к клиенту и 512 кбит/с во встречном направлении. Максимальная дальность связи - 6,5 км. Несколько позже предполагается начать выпуск встроенных UADSL-модемов.

Aware приступила и к выпуску программного обеспечения для комплектов микросхем, на которых построено ADSL-оборудование для АТС; это программное обеспечение позволяет организовать обмен информацией между провайдерским ADSL-оборудованием и UADSL-модемами конечных пользователей.