Dacă doriți legături rapide pentru firmă sau acasă
atunci tehnologia ADSL poate oferi vitezele necesare
pentru aplicațiile multimedia de azi.

Liniile telefonice analogice de la noi lucrează în banda de frecvență voce, deci până în jur de 3,3kHz, ceea ce permite transferuri la viteze maxime de până la 3,3kbps în condiții normale. Limitarea este impusă de tehnologia de transfer. Modemurile moderne de azi V.34 lucrează deja la capacitatea teoretică a canalului și reușesc transferuri de 10 biți pe Hertz și în ambele direcții. Modemurile pentru banda de voce sunt relativ ieftine și permit conectare directă la perechea de fire de la centrală. Dacă însă obțineți o pereche de fire torsadate , care vin direct de la centrală, tehnologiile moderne de comunicații digitale vă permit viteze mult mai mari. În momentul de față se pare că linia digitală asimetrică pentru abonat ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) va fi una din soluțiile de viitor.

Tehnologii de acces

Perechea torsadată de fire de cupru oferă o infrastructură pentru transfer și în ultimii ani au apărut o serie de tehnologii, grupate în general ca xDSL. Varianta DSL (Digital Subscriber Line) de linie digitală pentru abonat care are succes, ISDN, s-a impus în Germania și Comunitatea Europeană. Asistăm acum la succesul american al tehnologiei. Pentru a avea o linie DSL ne trebuie două modemuri, câte unul la fiecare capăt al liniei care vor realiza linia digitală. Centralele moderne digitale oferă direct interfețe la care ne putem conecta cu modem DSL, care este de fapt un modem ISDN- B . Banda de frecvență în care lucrează modemurile DSL este de 0kHz-80kHz ( 120kHz, în unele implementări din Europa). În această bandă de frecvență se realizează două canale B ( Basic Rate sau DS0 - de 64kbps fiecare), un canal D (Delta - 16kbps) și semnale de administrare a legăturii.(Interfața BRI oferă deci 2B+D.De fapt în America de Nord și Japonia se distribuie fracțiuni din legături PRI (23B+D) cu interfață fizică T1 (DS1), iar în Europa avem PRI (30B+D) cu interfață E1). Rezultă transfer duplex (în ambele direcții) de 160kbps pe cablu de 24 AWG la maxim 5,5km. ISDN a fost o tehnologie dezvoltată încă din 1980 și descrisă în ITU-T Red Book în 1984, care a introdus prelucrarea semnalului complex digital. Fiecărei perechi de biți (00, 01, 10, 11) îi corespunde un nivel de tensiune, deci pe un impuls se transmit doi biți care la frecvența de 80kHz permit transfer de 160kbps. Specificația ITU I.431 impune circuite de eliminare ecou la ambele capete ale liniei pentru separarea semnalului emis de cel recepționat. Multiplexarea și demultiplexarea canalelor are loc în echipamentul atașat liniei. De obicei, modemurile DSL utilizau două linii POTS ( Plain Old Telephone Service) tradiționale pentru conectare. Variantele moderne Pair-Gain (cu câștig de pereche) de modemuri DSL fac conversia a două linii POTS pe una singură, eliminând necesitatea uneia din liniile fizice. Cu toate că liniile DSL oferă canale mult mai rapide decât cele realizabile cu modemuri V.34, în comparație cu posibilitățile noii generații de modemuri cu tehnologie X2 (56kbps) și K56Flex, avantajele nu sunt semnificative O dată cu stabilizarea tehnologiei X2, acestea vor fi preferate deoarece nu impun servicii speciale PSTN (Public Switched Telephone Network) necesare la ISDN.

Cercetătorii din telecomunicații au căutat de multă vreme să îmbunătățească transferul pe linii. Încă din primii ani ai deceniului șase, cei de la Bell Labs au creat o tehnologie de digitizare a vocii și multiplexare cu care se puteau obține transferuri de voce digitizată în fluxuri de 64kbps ( 8000 de eșantioane pe 8 biți) și care se încadrau câte 24 rezultând un cadru de 193 biți și convenții de despachetare la recepție pentru ca fiecare grupă de 8 biți să ajungă la destinația corectă. Transferul de date echivalent rezultat era de 1,544 Mbps și se cunoaște sub numele DS1 sau T1. Instalările inițiale pe cablu de cupru au fost deja înlocuite cu mediu fizic fibră de sticlă. Echivalentul european este E1 care oferă transfer la 2,048Mbps, pentru distanțe ceva mai scurte decât la T1 (5,5km). Firmele de telecomunicații au utilizat aceste linii pentru comunicații interne. Liniile sunt pretențioase din cauza protocolului AMI (Alternate Mark Inversion) cu ceas propriu și necesității de a pune repetoare pe linie. Banda de frecvență de 1,5MHz face ca doar un singur circuit T1 să poată exista într-un cablu cu 50 perechi torsadate. Desfășurarea pe scară largă de linii T1 / E1 ar impune crearea unei noi infrastructuri cablate, ceea ce costă mult. Azi liniile T1 / E1 sunt folosite la conectarea de centrale digitale de la firme la PSTN sau pentru alte aplicații ca interconectarea de rutere, servere sau legături la ISP (Internet Service Provider). Datorită naturii asimetrice a transferurilor tipice de date de azi, adică un volum mare spre utilizator și mic înspre furnizorul de servicii, utilizarea de legături T1 / E1 scumpe se justifică doar în situații speciale.

Tehnologia HDSL ( High-data-rate Digital Subscriber Line) lucrează tot la capacitate de transfer T1 / E1, dar cu o tehnologie optimizată care utilizează o bandă de frecvență mai îngustă ( de la 80kHz la 240kHz în funcție de tehnologie, față de 1,5 MHz necesar la AMI). Nu avem nevoie de repetoare, dar zona de lucru CSA (Carrier Serving Area) este ceva mai redusă (3,6km). Tehnologia este adoptabilă de cei care oferă aplicații care se execută pe Internet pentru acces rapid de la distanță în rețeaua LAN a firmei. Tehnologiile care o concurează sunt SDSL și ADSL.

SDSL (Single Line Digital Subcriber Line) este versiunea HDSL de transfer pe o singură linie la performanțe T1 / E1 și în majoritatea cazurilor este permisă existența pe linia tradițională a comunicării POTS și T1 / E1. SDSL permite conectarea abonaților individuali care dispun doar de o singură linie, la distanțe de cel mult 3km. Acolo unde se dorește acces simetric, soluția preferată poate fi SDSL, dar ADSL oferă avantajul unui transfer mult mai rapid de 6Mbps, în jos spre utilizator și are șanse mai bune de succes.

Amintim doar pentru a oferi o imagine generală despre existența VDSL (Very-high-rate Digital Subscriber line) pentru care nu există încă standarde și care va lucra probabil la 12,96Mbps, 25,82Mbps și 51,84Mbps în jos la distanțe de respectiv 1,37km, 0,91km și 0,3km. În sus se propun transferuri de la 1,6Mbps la 2,3Mbps.

VDSL va evolua în mod similar ADSL, dar va oferi viteze de transfer superioare.

ADSL

Tehnologia ADSL a fost dezvoltată de companiile telefonice la sfârșitul anilor optzeci, pentru a oferi servicii de apel video pe liniile telefonice existente. Standardul american și cel european prevăd un transfer în sus de la 16kbps la 640kbps și în jos de 1,5Mbps la 6,1Mbps. Există de fapt trei canale definite, unul pentru servicii telefonice tradiționale POTS, un canal duplex de viteză medie și un canal rapid în jos. Există posibilitatea submultiplexării canalelor digitale pentru formarea de canale de viteze mai reduse.

Evoluția pentru 1997 indică apariția unor echipamente modem cu canal de 9Mbps în jos și posibilitatea ca prin modemuri ADSL să se facă transport ATM (Asynchroneous Transfer Mode). Distanțele la care lucrează modemurile ADSL sunt de la 5,5km la 2,7km, în funcție de viteză și cablul utilizat. Aceste date pot să difere în funcție de furnizorul liniei, dar este important de reținut că peste aceste distanțe transferuri de mare viteză la abonați sunt posibile doar pe fibră optică. Sistemele DLC (digital loop carrier) pe fibră vor intra cu siguranță în oferta companiilor de comunicații serioase. Să revenim însă la tehnologia ADSL.

ADSL lucrează cu algoritmi ingenioși și prelucrarea digitală a semnalelor, pentru un transfer optim de informații pe perechea torsadată de fire telefonice. Convertoarele A / D și filtrele de la capetele de linii au fost și ele îmbunătățite pentru a obține rezoluții foarte bune la schimbările dinamice ale semnalelor și eliminarea zgomotelor. Privite superficial, modemurile ADSL oferă canale sincrone de date la viteze de transfer variabile pe linii telefonice obișnuite. Canalele disponibile pa banda de frecvență a liniei telefonice sunt separate sau prin metoda FDM ( Frecvency Division Multiplexing) sau prin Eliminarea Reflexiilor (Echo Cancellation). FDM lucrează cu pe bandă separată pentru transfer în sus și jos, banda în jos fiind subîmpărțită prin multiplexare in timp TDM (Time Division Multiplexing) în canale de viteză mare și viteză mică. Similar banda de transfer în sus permite multiplexare în canale de viteză mică. Banda de la 0Hz la 4kHz este rezervată pentru POTS. Și la metoda cu eliminarea reflexiilor se rezervă această bandă POTS, dar în acest caz benzile de transfer în sus și jos sunt suprapuse și separarea se face prin circuitele de la capetele de linie, similar cu modul de lucru al interfețelor V.32 și V.34. Modemul ADSL are sarcina de a organiza și aduna fluxul de date la aceste canale disponibile prin multiplexarea comună a celor trei tipuri de canale în blocuri la care se atașează un cod de corecție de erori. La recepție are loc corecția erorilor în funcție de codul transmis și lungimea blocului. Există și posibilitatea de creare de superblocuri și alinierea în timp (interleave) a subblocurilor într-un interval de 20msec. Acesta permite corecția erorilor datorate unor semnale parazit cu durata sub 500 microsecunde și face ca transmisiile video digitale comprimate MPEG2 să fie posibile.

GlobeSpan Technologies și Bell Labs au elaborat tehnologia de modulare CAP (Carrierless Phase and Amplitude) pentru ADSL și SDSL. La această tehnologie combinațiile de biți sunt transformate în simboluri la care corespund amplitudini și faze diferite ale semnalului, similar cu modul de lucru QAM (Quadrature Aperture/Phase Modulation) de la modemurile de azi. Pentru a transmite 4 biți putem avea 16 situații posibile și folosind deci CAP-16 la o frecvență de 250kHz putem transfera 1Mbps. Prin asemenea scheme complexe de codificare se pot realiza vitezele mari necesare ADSL. Comitetul ANSI T1 (American National Standards Institute) a adoptat codificarea DMT (Discrete Multi Tone) în urma unor teste efectuate la laboratoarele Bellcore. DMT utilizează banda de frecvență între 0Hz și 4kHz pentru POTS și cea de la 26kHz la 1,1MHz pentru transmisii de date bandă largă. Această bandă este subîmpărțită în 249 de subcanale individuale, alocabile dinamic. DMT oferă deci un transceiver optimizat care se adaptează dinamic la condițiile existente pe linie. Modemurile ADSL care lucrează în mod DMT oferă corecție anticipată Reed Solomon pentru erori, codificare trellis, suprimare reflexii pe linie, și lucrul cu compresie MPEG permite viteze ridicate de transfer. Implementările actuale sunt cu diferite componente și circuite, dar MC145650 de la Motorola, care va purta numele de CopperGold, va oferi soluție cu un singur circuit. Circuitul va lucra conform standardelor existente ANSI T1E1.4 și cerințelor ETSI (European Technical Standards Institute). Cerințele europene impun existența a 4 canale de 2Mbps, deci 8Mbps în jos și 640kbps duplex ca maxim și suport de conlucrare cu rețelele ATM și STM (Synchronous Transfer Mode).

DAVIC (Digital Audio and Video International Council) a aderat și el la standardul acceptat de ANSI T1E1.4. Lupta dintre tehnologiile ADSL nu este însă încheiată și beneficiile vor fi de partea utilizatorilor.

Avantajele ADSL

Avantajele tehnologiei sunt evidente și există deja peste 30 de firme de comunicații telefonice de pe tot globul care au testat cu succes ADSL. Unii au început să ofere servicii comerciale ADSL, de exemplu la Chicago firma InterAccess. Deoarece tehnologia utilizează liniile telefonice existente, care ajung la firme și la casele unui mare număr de abonați, există posibilitatea de a realiza pentru aceștia foarte rapid accesul la serviciile interactive oferite pe rețelele existente. Serviciile pot fi oferite selectiv și cu costuri relativ reduse. Perechea de modemuri ADSL este în jur de 2500$, deci nu excesiv de scumpă și evoluția tehnologică asociată cu cerințele din ce în ce mai mari de echipamente va reduce substanțial prețul modemului. Faptul că există posibilitatea de a oferi servicii video interactiv și POTS simultan este doar un punct de atracție. Un alt aspect este adaptarea dinamică la calitatea liniei, în trepte de 32kbps până la capacitatea suportată de linie. Această tehnologie este cunoscută ca RADSL (Rate-adaptive ADSL). Problema este încă lungimea liniei 9, atât la CAP, cât și la DMT), vitezele de lucru scăzând o dată cu lungimea liniei, dar testele au arătat că pe lungimea maximă standard se obțin 1-2Mbps. Să nu uităm că linia este utilizată doar de un singur utilizator, deci viteza de transfer se păstrează și nu se folosește banda împreună cu alți abonați ca la modemurile de cablu. Saltul calitativ oferit este semnificativ în comparație cu vitezele modemurilor tradiționale. Nu ne rămâne decât să urmărim evoluția spre maturizare a tehnologiilor ADSL.