ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET Κεφάλαιο 7: Digital Subscriber Line/DSL(Θ)
Ψηφιακή Γραμμή Συνδρομητή (Digital Subscriber Line, DSL) Χρήση απλού τηλεφωνικού καλωδίου (χαλκός, CAT3) Έως 2,3 Mbps για τη σύνδεση Σπίτι -> Δρομολογητής Στην πράξη έως 768 Kbps Έως 52,8 Mbps για τη σύνδεση Δρομολογητής -> Σπίτι Στην πράξη έως 8 Mbps Πολυπλεξία FDM: 50 khz - 1 MHz για «κατέβασμα» (downloading) 4 khz - 50 khz for «ανέβασμα (uploading) 0 khz - 4 khz για κανονικές τηλεφωνικές κλήσεις Αξιοποίηση και του 1 MHz εύρους ζώνης των τηλεφωνικών καλωδίων. 2
Tυπική διάταξη ADSL εξοπλισμού 3
Δίκτυα σταθερής τηλεφωνίας (xdsl) 4
Ο όρος DSL (Digital Subscriber Line) Περιγράφει μία οικογένεια τεχνολογιών για την μεταφορά δεδομένων με υψηλή ταχύτητα μέσω του υπάρχοντος τηλεφωνικού δικτύου. Η μετάδοση της φωνής αξιοποιεί ένα μικρό ποσοστό από τη χωρητικότητα που προσφέρει ο δισύρματος χαλκός, αφήνοντας περιθώριο για τη χρήση του υπόλοιπου εύρους για άλλες εφαρμογές. Το DSL στην ουσία αποτελεί μια τεχνολογία που μετατρέπει το απλό τηλεφωνικό καλώδιο σε ένα δίαυλο ψηφιακής επικοινωνίας, επιτρέποντας τη χρήση ενός μέρους του εύρους για τη μεταφορά φωνής και του υπόλοιπου για την παράλληλη μεταφορά δεδομένων, χρησιμοποιώντας ένα μόνο φυσικό καλώδιο και για τις δυο συνδέσεις. 5
Το "x" στη συντομογραφία xdsl 6
ADSL (1) Το "x" στη συντομογραφία xdsl προκύπτει από την ύπαρξη πολλών διαφορετικών και ασύμβατων προδιαγραφών, οι οποίες καλύπτουν διαφορετικές ανάγκες. Η δημοφιλέστερη είναι η ADSL που παρέχει ασύμμετρη μεταφορά δεδομένων, προσφέροντας μεγαλύτερη ταχύτητα για λήψη δεδομένων από ότι για αποστολή, γεγονός που ανταποκρίνεται πλήρως στον τρόπο χρήσης του Διαδικτύου από τους καταναλωτές. Για τον λόγο αυτό, η τεχνολογία ADSL αποτέλεσε και αποτελεί την ιδανική λύση για την σύνδεση στο Διαδίκτυο και τον βασικό τρόπο πρόσβασης στο Διαδίκτυο για την Ελλάδα και όχι μόνον. Μπορεί να βασιστεί στις απλές τηλεφωνικές γραμμές (PSTN), καθώς και στις ψηφιακές (ISDN), παρέχοντας ταχύτητες από 256Kbps έως 8Mbps για το βασικό πρότυπο ADSL, ή έως 24Mbps σύμφωνα με το τρέχουσα υλοποίηση ADSL2+, με την ταχύτητα να μειώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση από το κέντρο διασύνδεσης. 7
ADSL (2) Το απλό χάλκινο που συνδέει σχεδόν κάθε σπίτι με το τοπικό τηλεφωνικό κέντρο, έχει πολύ περισσότερες δυνατότητες από την υποστήριξη της απλής τηλεφωνίας. Με χρήση ανώτερου τμήματος του εύρους ζώνης του βρόχου, εκείνου το οποίο μένει αναξιοποίητο από την κλασική τηλεφωνία επιτυγχάνονται υψηλές ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων. Το γεγονός αυτό προσφέρει κι ενα ακόμη πλεονέκτημα: η παραδοσιακή τηλεφωνία και η μετάδοση δεδομένων μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα και ανεξάρτητα η μία από την άλλη, εφόσον χρησιμοποιούν διαφορετικό φάσμα συχνοτήτων στην τηλεφωνική γραμμή. Ωστόσο οι συχνότητες που χρησιμοποιεί το ADSL εξασθενούν συντομότερα από αυτές της τηλεφωνίας, με αποτέλεσμα να μπορεί να λειτουργήσει σε αποστάσεις έως 5 Χλμ. από το τηλεφωνικό κέντρο. Επιπλέον, όσο μεγαλώνει η απόσταση από το τηλεφωνικό κέντρο τόσο μειώνεται η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων που μπορεί να επιτευχθεί από το ADSL. 8
Πώς λειτουργεί το ADSL(1) Στις απλές τηλεφωνικές συνδέσεις με χάλκινο καλώδιο χρησιμοποιείται μόνο η περιοχή συχνοτήτων 0-4 khz για τη μετάδοση της φωνής. Επειδή το εύρος είναι περιορισμένο και οι συνηθισμένοι οικιακοί χρήστες έχουν μεγαλύτερο όγκο στο κατέβασμα παρά στο ανέβασμα χρησιμοποιείται μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων για την αποστολή από τον πάροχο προς τον τελικό χρήστη από το εύρος συχνοτήτων που χρησιμοποιείται για την αποστολή από τον τελικό χρήστη προς τον πάροχο. 9
Πώς λειτουργεί το ADSL(2) Αυτές οι συχνότητες υποδιαιρούνται σε ακόμα μικρότερες περιοχές των 4.3125 khz και συχνά ονομάζονται bins. Συνήθως τα modem κατά την έναρξη της επικοινωνίας ελέγχουν ξεχωριστά κάθε τέτοια περιοχή για να καθορίσουν ποιες από αυτές τις περιοχές μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Αυτή η σύνδεση χρησιμοποιείται για τη μεταφορά από τον τελικό χρήστη μέχρι το αντίστοιχο τηλεφωνικό κέντρο της περιοχής. Στο τηλεφωνικό κέντρο της περιοχής η μετάδοση των δεδομένων διακλαδώνεται μέσω των DSLAM και μεταβιβάζεται (συνήθως) με γραμμές πολύ μεγαλύτερης ταχύτητας στον αντίστοιχο πάροχο δεδομένων. 10
Πώς λειτουργεί το ADSL(3) 11
Τα χαρακτηριστικά του ADSL Η ADSL διαιρεί τις διαθέσιμες συχνότητες μιας γραμμής κάνοντας την υπόθεση ότι οι περισσότεροι χρήστες του Διαδικτύου κατεβάζουν (download) πολύ περισσότερες πληροφορίες απ ό,τι στέλνουν ή ανεβάζουν (upload). Η ADSL είναι μια τεχνολογία που είναι ευαίσθητη στην απόσταση, που σημαίνει πρακτικά ότι όσο αυξάνει το μήκος της σύνδεσης τόσο ελαττώνεται η ποιότητα του σήματος και φυσικά και η ταχύτητα της σύνδεσης. Το όριο για την υπηρεσία ADSL είναι τα 5,5 χιλιόμετρα περίπου, αν και πολλοί παροχείς υπηρεσιών ADSL ορίζουν ένα χαμηλότερο όριο απόστασης. 12
Τα πρότυπα του ADSL 13
VDSL Τα τελευταία χρόνια ξεκίνησε η παροχή ευρυζωνικής πρόσβασης μέσω της τεχνολογίας VDSL (Very High Bit Rate DSL). Το VDSL μπορεί να επιτύχει ρυθμούς μετάδοσης πολύ υψηλότερους του ADSL2+ αλλά σε περιορισμένη απόσταση. Η εφαρμογή του VDSL προαπαιτεί την εγκατάσταση οπτικών ινών στο τμήμα του δικτύου ανάμεσα στο κέντρο και το τερματικό του χρήστη (fttn- fttc). 14
ΗDSL Μια παλιότερη μορφή DSL Είναι συμμετρική τεχνολογία upstream/downstream μέχρι 2 Mbps. Έως 3.5 km απόσταση μεταξύ των δύο άκρων του χάλκινου αγωγού. Απαιτεί την ύπαρξη 2 τηλεφωνικών γραμμών (2 συνεστραμμένα καλώδια). 15
SDSL Είναι μια μορφή DSL που παρέχει τους ίδιους ρυθμούς αποστολής και λήψης δεδομένων. Είναι και αυτή συμμετρική τεχνολογία (upstream/downstream μέχρι 2Mbps) Έως 3.5 km απόσταση μεταξύ των δύο άκρων του χάλκινου αγωγού. Απαιτεί την ύπαρξη 1 μόνο τηλεφωνικής γραμμής. 16
Οπτικές ίνες FTTx 17
Τεχνολογίες οπτικών ινών FTTx Οι τεχνολογίες οπτικών ινών δημιουργούν μια οικογένεια αρχιτεκτονικών που ονομάζεται FTTx, όπου το «x» παριστάνει τις διάφορες επιλογές όσον αφορά στο βαθμό προσέγγισης του συνδρομητή με οπτική ίνα και κατά συνέπεια στον αριθμό των συνδρομητών που μοιράζονται το τελευταίο τμήμα της καλωδίωσης. Ως μέτρο της απόστασης από το συνδρομητή καθιερώθηκε το ένα μίλι, χρησιμοποιείται δε ο όρος «last mile (τελευταίο μίλι)». 18
Last mile Το τελευταίο μίλι (περίπου 1.500 μέτρα) αποτελεί το τελικό σκέλος της παροχής διασύνδεσης από έναν πάροχο επικοινωνιών σε έναν πελάτη. Το FTTx ουσιαστικά βασίζεται στην υλοποίηση τμήματος των τελευταίων 1.500 μέτρων με τη χρήση οπτικών ινών. Συγκεκριμένα, τα υπάρχοντα συνεστραμμένα ζεύγη χαλκού ή ομοαξονικά καλώδια που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για την επίτευξη της ζεύξης από τον κεντρικό κατανεμητή της περιοχής μέχρι τις εγκαταστάσεις του χρήστη αντικαθίστανται από οπτικές ίνες με πρακτικά άπειρη χωρητικότητα. 19
Χαρακτηριστικά των αρχιτεκτονικών FTTx (1) Το διπλανό σχήμα αναπαριστά το πως ποικίλουν οι αρχιτεκτονικές FTTx ανάλογα με την απόσταση της οπτικής ίνας από το χρήστη. Το κτίριο στα αριστερά είναι ο κεντρικός κατανεμητής, ενώ αυτό στα δεξιά το κτίριο όπου διαμένουν ή εργάζονται οι χρήστες. Τα ορθογώνια με τις διακεκομμένες γραμμές αναπαριστούν χώρους κατοικίας ή γραφείων στο ίδιο κτίριο. 20
Χαρακτηριστικά των αρχιτεκτονικών FTTx (2) 21
Τέλος Κεφαλαίου