Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Да, число 35 Кбит/с определяется длиной местных линий. На рис. 2.19 вызов, инициированный компьютером, находящимся слева, идет к Провайдеру 1 по двум местным линиям связи и имеет при этом форму аналогового сигнала. Первый раз этослучается на стороне отправителя, второй раз — рядом с получателем. И там,и там на сигнал накладываются шумы. Если нам удастся избавиться каким-тообразом от этих двух «последних миль», то максимальную скорость можно будетудвоить.Именно эту идею использует Провайдер 2 (рис. 2.19). К нему от ближайшейоконечной телефонной станции протянута полностью цифровая линия. Сигналу, снимаемому с магистральной линии, не приходится иметь дело с кодеками,модемами, АЦП и ЦАП.
Когда хотя бы на одном конце соединения отсутствует«последняя миля» (а большинство провайдеров сейчас уже пользуются толькоцифровыми каналами), максимальная скорость передачи повышается до 70 Кбит/с.Если же соединение устанавливается между двумя обычными пользователями,каждый из которых передает данные по аналоговой местной линии с помощьюмодема, максимальная скорость ограничена 33 600 бит/с.Причина, по которой используются модемы со скоростью 56 Кбит/с, связана с теоремой Найквиста. Телефонная линия имеет полосу пропускания около1634000 Гц (включая защитные полосы).
Таким образом, максимальное число независимых отсчетов в секунду — 8000. Число бит на отсчет, используемое в США,равно 8, причем 1 бит является контрольным, что позволяет передавать пользовательские данные с битовой скоростью 56 000 бит/с. В Европе все 8 бит являются информационными, поэтому, в принципе, максимальная скорость можетдостигать 64 000 бит/с, однако международным соглашением установлено ограничение в 56 000 бит/с.Этот стандарт называется V.90. Он предоставляет пользователю возможностьпередачи данных в сторону провайдера со скоростью 33,6 Кбит/с, а в обратнуюсторону — со скоростью 56 Кбит/с. Причиной такого рассогласования скоростейявляется тот очевидный факт, что трафик от абонента обычно во много раз меньше трафика от провайдера (например, запрос веб-страницы — это всего лишь несколько байт, тогда как сама страница может иметь размеры, измеряемые мегабайтами).
Теоретически, можно расширить канал от абонента и сделать егоболее скоростным, чем 33,6 Кбит/с, но многие линии слишком зашумлены и далеко не всегда выдерживают даже такую скорость. Поэтому было принято решение выделить основную часть полосы под поток данных от провайдера, даваяему тем самым шанс работать со скоростью 56 Кбит/с., Следующим стандартом после V.90 стал V.92.
Модемы V.92 могут отправлять данные со скоростью 48 Кбит/с, если на линии достаточно низкий уровеньпомех. Возможная скорость линии определяется в течение примерно половиныобычного 30-секундного интервала, необходимого более старым модемам. Наконец, они имеют одну интересную функцию: при включенном режиме ожиданиязвонка входящий телефонный звонок разрывает интернет-сеанс.NataHaus.RUЦифровые абонентские линииКогда скорость связи по телефонным линиям достигла своего, по-видимому, конечного значения 56 Кбит/с, создалось впечатление, что развитие на этом остановится. Между тем каналы кабельного телевидения стали предлагать своим абонентам 10 Мбит/с при работе по общему кабелю, а спутниковые системы — до50 Мбит/с.
Доступ к Интернету стал неотъемлемой частью бизнеса таких операторов. И телефонные компании (прежде всего, уровня LEC) поняли, что необходимо двигаться дальше, создавая более конкурентоспособные системы. Для этогонужно было предоставить цифровые услуги конечным пользователям, используяместные линии. Системы, использующие каналы с расширенной пропускной способностью, иногда называют широкополосными сетями, хотя такой термин является скорее коммерческим, а не техническим.Вскоре появилось множество предложений, носящих общее название xDSL(Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия), где вместо буквы х могли стоять другие буквы. Мы обсудим их, сделав основной упор на технологию,которая вскоре, похоже, станет самой популярной в этой области, — ADSL(Asymmetric DSL — асимметричная DSL). Поскольку окончательные стандартыДля ADSL еще не утверждены, то некоторые детали, описываемые далее, со временем могут измениться, однако основной принцип останется, очевидно, неиз-164Глава 2.
Физический уровеньКоммутируемая телефонная сеть общего пользованияменным. Чтобы узнать больше про ADSL, читайте (Summers, 1999; Vetter и др.,2000).Причиной, по которой модемы являются такими медленными устройствами,является то, что телефонные линии, по которым они традиционно работали, были изобретены для передачи человеческой речи, и вся система была направленана оптимизацию именно в этом аспекте. Данные всегда оставались пасынкамителефонной системы. В той точке, где заканчивается местная линия (оконечнаятелефонная станция), сигнал подвергается фильтрации, при которой вырезаются частоты ниже 300 Гц и выше 3400 Гц. Отсечка не является прямоугольной —оба края имеют уровень 3 дБ, поэтому полоса пропускания считается равной4000 Гц, хотя на самом деле диапазон между двумя этими краями составляеттолько 3100 Гц.
Таким образом, цифровым данным приходится пробираться поэтому узкому каналу.Хитрость, за счет которой работает xDSL, заключается в том, что ее абонентыподключаются к особому коммутатору, на котором отсутствует описанный ранеефильтр. Таким образом, на передачу данных отводится вся полоса пропусканияместной линии. Лимитирующим фактором в этом случае становится сама физическая природа линии, а не искусственно вырезанный кусок диапазона в 3100 Гц.К сожалению, емкость местных линий зависит от нескольких факторов, средикоторых длина, толщина и собственно качество канала.
График зависимости потенциально достижимой пропускной способности от длины линии приведен нарис. 2.23. Здесь предполагается, что все остальные факторы являются оптимальными (новые провода, аккуратные кабели и т. д.).может быть реализовано. Это означает, что когда приходит клиент, живущийдостаточно далеко от телефонной станции, ему говорят: «Спасибо за проявленный интерес, но вы живете на 100 метров дальше от нас, чем нужно для того,чтобы стать нашим абонентом.
Не могли бы вы переехать поближе?» Чем нижепредлагаемая скорость, тем больше радиус охвата и количество клиентов. Но,вместе с тем, чем ниже скорость, тем менее привлекательным выглядит предложение и тем меньше абонентов согласится выкладывать свои деньги. Это такойперекресток, на котором встречаются бизнес и технология. (Можно предложить, конечно, поставить мини-АТС в каждом микрорайоне, но это слишкомдорогое решение.)Службы xDSL разрабатывались с определенной целью. Во-первых, они должны были работать на существующих местных линиях, представляющих собой витые пары категории 3. Во-вторых, они не должны были влиять на работу аппаратуры абонента вроде телефона и факса.
В-третьих, скорость работы должна былабыть выше 56 Кбит/с. Наконец, в-четвертых, они должны были предоставлять постоянное подключение, и услуги при этом должны были оплачиваться только ввиде фиксированной ежемесячной абонентской платы, но никак не поминутно.Первое предложение ADSL исходило от компании AT&T и работало за счетразделения спектра местной линии, который составляет примерно 1,1 МГц, натри частотных диапазона. Вот они: диапазон обычной телефонной сети, POTS(Plain Old Telephone Service); исходящий диапазон (от абонента); входящий диапазон (от АТС). Технология, в которой для разных целей используются разныечастоты, называется частотным уплотнением или частотным мультиплексированием. Далее мы изучим ее очень подробно. Другие операторы использовали несколько иной подход, и он нам кажется наиболее перспективным, поэтому сейчас мы его опишем.Итак, альтернативный метод под названием дискретная мультитональная-Модуляция, DMT (Discrete MultiTone), иллюстрируется на рис.
2.24. Суть егосостоит в разделении всего спектра местной линии шириной 1,1 МГц на 256 независимых каналов по 4312,5 Гц в каждом. Канал 0 — это POTS. Каналы с 1 по 5не используются, чтобы голосовой сигнал не имел возможности интерферировать с информационным. Из оставшихся 250 каналов один занят контролем передачи в сторону провайдера, один — в сторону пользователя, а все прочие доступны для передачи пользовательских данных.NataHaus.RU50 h256 каналов по 4 кГц100020003000Метры400050006000Рис.
2.23. Зависимость пропускной способности от расстояниядля DSL no UTP категории 3Реализация такой зависимости создает определенные проблемы для телефонной компании. Когда заявляется определенная скорость работы, автоматически ограничивается радиус, за пределами которого данное предложение не165РечьИсходящийтрафикВходящий трафикРис. 2.24. Работа ADSL с использованием дискретной мультитональной модуляции166Коммутируемая телефонная сеть общего пользованияГлава 2.
Физический уровеньВ принципе, каждый из свободных каналов может быть использован для полнодуплексной передачи, однако из-за помех, взаимной интерференции и т. д.практически это не реализуется. Провайдер может самостоятельно определять,сколько каналов использовать для входящего трафика, сколько для исходящего.Технически возможно осуществлять такое разделение в пропорции 50/50, нофактически большинство провайдеров предоставляет 80-90 % пропускной способности для передачи в сторону абонентов, исходя из их реальных потребностей. Обычно под исходящий трафик пользователю отводится 32 канала, по всемостальным информационным каналам он может принимать данные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
