ΚΕΝΤΡΟ ΠΛΗ.ΝΕ.Τ. Ν. ΦΛΩΡΙΝΑΣ
Η Τεχνολογία ADSL
Τι Είναι η Τεχνολογία ADSL
Μέχρι σήμερα οι περισσότεροι από εμάς συνδέονται στο Internet χρησιμοποιώντας ένα modem, που είναι συνήθως του τύπου V.90 με ταχύτητα download έως 56 Kbps και ταχύτητα upload έως 33 Kbps, ανάλογα βέβαια και με την ποιότητα της τηλεφωνικής γραμμής που διαθέτουμε. Σήμερα, όμως, όλο και περισσότεροι έχουν τη δυνατότητα να αποκτήσουν ευρυζωνική (broadband) ή γρήγορη (high-speed) σύνδεση στο Internet, χρησιμοποιώντας καλωδιακά modems (cable modems) ή συνδέσεις ADSL. Μια σύνδεση DSL (Digital Subscriber Line) αποκαλείται επίσης και ADSL (Asyncron Digital Subscriber Line).
Όταν χρησιμοποιούμε ένα modem σε μια κανονική τηλεφωνική γραμμή για να συνδεθούμε στο Internet, τότε η γραμμή είναι κατειλημμένη και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνουμε ή να λάβουμε ταυτόχρονα μια τηλεφωνική κλήση. Όμως, με την τεχνολογία DSL/ADSL, η τηλεφωνική γραμμή μπορεί να μεταφέρει δύο σήματα ταυτόχρονα :
Μια σύνδεση τηλεφώνου/Fax/αναλογικού modem. To modem συνδέεται στην καλύτερη των περιπτώσεων στα 9.600 bps. Ουσιαστικά αφορά τηλέφωνο και FAX.
Ένα ψηφιακό σήμα υψηλής ταχύτητας για πρόσβαση στο Internet.
Τα δύο σημαντικότερα πλεονεκτήματα μιας ADSL γραμμής σε σύγκριση με τη χρήση ενός αναλογικού modem είναι τα εξής :
Η ίδια γραμμή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ταυτόχρονα για τηλεφωνική κλήση (ή fax) και για πρόσβαση στο Internet.
Υψηλή ταχύτητα.
Τυπικά, μια ADSL γραμμή για οικιακή χρήση έχει τις εξής ταχύτητες :
384 Kbs έως 2 Mbs για κατέβασμα (download).
Έως 512 Kbs για ανέβασμα (upload).
Εξαιτίας αυτής της διαφοράς στις ταχύτητες download και upload, είναι γνωστή ως ADSL (Asyncron DSL). Αν συγκρίνουμε τις ταχύτητες για το κατέβασμα (download) ενός αρχείου, αν έχουμε ένα V.90 modem αυτή θα είναι περίπου 5,7 KBytes/sec, ενώ αν έχουμε μια γραμμή ADSL αυτή θα είναι περίπου 90-100 KBytes/sec.
Εγκατάσταση ADSL για Οικιακή Χρήση
Για να εγκαταστήσουμε και να χρησιμοποιήσουμε μια ADSL γραμμή θα χρειασθούμε τα εξής :
Εφόσον η τηλεφωνική εταιρεία έχει αναβαθμίσει τη γραμμή στον κόμβο της σε μια ADSL γραμμή, είναι πολύ εύκολο να κάνουμε την εγκατάσταση του ADSL εξοπλισμού στο σπίτι μας, ως εξής :
Αποσυνδέουμε το τηλέφωνο.
Συνδέουμε το φίλτρο (splitter) στο τηλεφωνικό βύσμα που υπάρχει στον τοίχο.
Συνδέουμε την τηλεφωνική συσκευή στο φίλτρο.
Συνδέουμε το φίλτρο με το ADSL modem.
Συνδέουμε το ADSL modem με τον υπολογιστή μας μ' ένα καλώδιο δικτύου ή μ' ένα βύσμα USB.
Η πιο απλή σύνδεση ανάμεσα στο ADSL modem και τον υπολογιστή μας είναι μέσω ενός USB βύσματος, οπότε δεν υπάρχει η ανάγκη να ανοίξουμε τον υπολογιστή για να εγκαταστήσουμε μια κάρτα δικτύου (network card) ή να εισάγουμε ένα εσωτερικό USB modem.
Είδη ADSL Modems
Συνήθως, υπάρχουν τα εξής είδη ADSL modems :
Εξωτερικό ADSL modem για σύνδεση με μια κάρτα δικτύου στον υπολογιστή, συνήθως μέσω ενός καλωδίου 10baseT.
Εσωτερικό ADSL modem, που θυμίζει στην εμφάνιση μια κάρτα δικτύου.
Εξωτερικό ADSL modem για χρήση με μια τηλεφωνική γραμμή ISDN.
Εξωτερικό ADSL modem για σύνδεση με βύσμα USB στον υπολογιστή.
Όλο και περισσότερες ADSL γραμμές χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση δικτύων γραφείων με το Internet. Στην περίπτωση αυτή, χρησιμοποιούμε έναν ADSL router (δρομολογητή) αντί για ένα ADSL modem. Τέτοιες συνδέσεις γραφείου χρησιμοποιούν συνήθως στατικές IP διευθύνσεις.
Πώς Δουλεύει η DSL Σύνδεση
Όταν συνδεόμαστε στο Internet, μπορούμε να συνδεθούμε μέσω ενός κανονικού modem, μέσω μιας σύνδεσης σ’ ένα τοπικό δίκτυο υπολογιστών (LAN), μέσω ενός καλωδιακού modem (cable modem) ή μέσω μιας σύνδεσης DSL (digital subscriber line), δηλ. ψηφιακής γραμμής συνδρομητή. Η DSL είναι μια πολύ γρήγορη σύνδεση, που χρησιμοποιεί όμως τα ίδια καλώδια όπως και μια κανονική τηλεφωνική γραμμή.
Μερικά από τα πλεονεκτήματα μιας DSL σύνδεσης είναι τα εξής :
Μπορούμε να έχουμε ανοικτή τη σύνδεσή μας στο Internet και να χρησιμοποιούμε την τηλεφωνική γραμμή για φωνητικές κλήσεις (voice calls).
Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι πολύ μεγαλύτερη απ’ ό,τι σ’ ένα κανονικό modem (2 Mbps έναντι 56 Kbps).
Η DSL σύνδεση δεν χρειάζεται καινούργια καλωδίωση και μπορεί να χρησιμοποιήσει την τηλεφωνική γραμμή που ήδη έχουμε.
Η εταιρεία που παρέχει την DSL σύνδεση, παρέχει συνήθως και το modem ως μέρος της εγκατάστασης.
Υπάρχουν, όμως, και μερικά μειονεκτήματα :
Μια DSL σύνδεση δουλεύει καλύτερα όταν βρισκόμαστε κοντύτερα στο κεντρικό γραφείο του παροχέα (provider).
Η σύνδεση είναι ταχύτερη όταν γίνεται λήψη δεδομένων απ’ ό,τι όταν γίνεται αποστολή δεδομένων μέσω του Internet.
Η τεχνολογία αυτή δεν είναι διαθέσιμη παντού ακόμη.
Θα δούμε πώς με μια DSL σύνδεση μπορούμε να μεταφέρουμε περισσότερες πληροφορίες μέσω μιας κανονικής τηλεφωνικής γραμμής και πώς μπορούμε να κάνουμε κανονικές τηλεφωνικές κλήσεις ακόμη κι όταν είμαστε online.
Οι Τηλεφωνικές Γραμμές
Όπως ίσως θα γνωρίζουμε, μια κανονική τηλεφωνική εγκατάσταση αποτελείται από ένα ζευγάρι από χάλκινα καλώδια που εγκαθιστά στο σπίτι μας μια τηλεφωνική εταιρεία. Τα χάλκινα καλώδια έχουν πολύ χώρο για να μπορούν να μεταφέρουν περισσότερα από τις τηλεφωνικές μας συνομιλίες, δηλ. έχουν τη δυνατότητα να χειριστούν ένα πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης (bandwidth) ή μια περιοχή συχνοτήτων, σε σχέση μ’ αυτό που απαιτείται για τη μεταφορά της φωνής.
Μια DSL σύνδεση αξιοποιεί αυτήν την επιπλέον χωρητικότητα για να μπορέσει να μεταφέρει πληροφορίες μέσω του χάλκινου σύρματος χωρίς όμως να ενοχλεί τις επικοινωνίες που γίνονται μέσω της ίδιας γραμμής. Για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε την τεχνολογία της DSL σύνδεσης, θα πρέπει πρώτα να μάθουμε λίγα πράγματα για μια κανονική τηλεφωνική γραμμή.
Οι ανθρώπινες φωνές στις κανονικές συνομιλίες μπορούν να μεταφερθούν στην περιοχή συχνοτήτων από 0 έως 3.400 Hertz. Αυτή η περιοχή συχνοτήτων είναι πολύ μικρή συγκρινόμενη με την περιοχή συχνοτήτων των περισσότερων στερεοφωνικών ηχείων, που κυμαίνεται από περίπου 20 Hertz έως 20.000 Hertz. Και τα ίδια τα σύρματα έχουν τη δυνατότητα να χειρισθούν συχνότητες έως και αρκετά εκατομμύρια Hertz.
Περιορίζοντας τις συχνότητες που μεταφέρονται μέσα από τα σύρματα, το τηλεφωνικό σύστημα μπορεί να πακετάρει πολλά καλώδια σ’ έναν πολύ μικρό χώρο χωρίς να ανησυχεί για παρεμβολές (interference) ανάμεσα στις γραμμές. Τα σύγχρονα μηχανήματα που στέλνουν ψηφιακά και όχι αναλογικά δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιήσουν με ασφάλεια πολύ περισσότερη από τη χωρητικότητα της τηλεφωνικής γραμμής. Η DSL τεχνολογία κάνει αυτό ακριβώς.
Το Ασύμμετρο (Asymetrical) DSL
Οι περισσότεροι οικιακοί χρήστες και οι μικρές επιχειρήσεις είναι συνδεδεμένοι σε μια ασύμμετρη (asymmetric) DSL γραμμή, που αποκαλείται ADSL. Η ADSL διαιρεί τις διαθέσιμες συχνότητες μιας γραμμής κάνοντας την υπόθεση ότι οι περισσότεροι χρήστες του Internet κατεβάζουν (download) πολύ περισσότερες πληροφορίες απ’ ό,τι στέλνουν ή ανεβάζουν (upload).
Με την υπόθεση αυτή, αν η ταχύτητα σύνδεσης από το Internet προς τον χρήστη είναι 3 με 4 φορές γρηγορότερη σε σχέση με την σύνδεση από τον χρήστη πίσω προς το Internet, τότε ο χρήστης θα έχει και το περισσότερο κέρδος.
Άλλα είδη μιας DSL σύνδεσης είναι τα εξής :
VDSL (Very high bit-rate DSL), που είναι μια γρήγορη σύνδεση αλλά μόνο για μικρές αποστάσεις.
SDSL (Symmetric DSL), που χρησιμοποιείται κυρίως από μικρές επιχειρήσεις, δεν μας δίνει τη δυνατότητα να χρησιμοποιούμε ταυτόχρονα και το τηλέφωνο, αλλά οι ταχύτητες λήψης και αποστολής δεδομένων είναι ίδιες, εξ ου και ο όρος συμμετρικό DSL.
RADSL (Rate-adaptive DSL), που αποτελεί μια παραλλαγή του ADSL, αλλά το modem μπορεί να ρυθμίσει την ταχύτητα της σύνδεσης ανάλογα με το μήκος και την ποιότητα της γραμμής.
Οι Περιορισμοί στην Απόσταση
Το πόσο ακριβώς κέρδος θα έχουμε από μια DSL σύνδεση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πόσο μακριά βρισκόμαστε από τις κεντρικές εγκαταστάσεις της εταιρείας που μας παρέχει την τεχνολογία (υπηρεσία) ADSL. 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. Στα άκρα της απόστασης, οι πελάτες της υπηρεσίας ADSL μπορεί να έχουν ταχύτητες πολύ κάτω από τα υποσχόμενες μέγιστες, ενώ οι πελάτες που βρίσκονται πιο κοντά στις κεντρικές εγκαταστάσεις έχουν ταχύτερες συνδέσεις. Η τεχνολογία ADSL μπορεί να παρέχει μέγιστο downstream (από το Internet στον πελάτη) με ταχύτητες έως και 8 Megabits το δευτερόλεπτο (Mbps) σε μια απόσταση περίπου 1,8 χιλιομέτρων και ταχύτητες upstream (από τον πελάτη προς το Internet) έως και 640 Kilobits το δευτερόλεπτο (Kbps).
Στην πράξη, οι καλύτερες ταχύτητες που προσφέρονται κυρίως σήμερα είναι τα 1,5 Mbps downstream, με τις upstream ταχύτητες να κυμαίνονται από τα 64 έως και τα 640 Kbps. Ίσως να αναρωτηθεί κανείς γιατί η απόσταση να αποτελεί έναν περιορισμό για την DSL σύνδεση και να μην αποτελεί περιορισμό και για τις φωνητικές τηλεφωνικές κλήσεις. Η απάντηση βρίσκεται στους μικρούς ενισχυτές που είναι γνωστοί ως πηνία φόρτωσης (loading coils) που χρησιμοποιεί η τηλεφωνική εταιρεία για να ενισχύσει τα φωνητικά σήματα.
Δυστυχώς, αυτά τα πηνία φόρτωσης δεν είναι συμβατά με τα σήματα της τεχνολογίας ADSL και έτσι ένα πηνίο φωνής (voice coil) που βρίσκεται στον βρόχο (loop) ανάμεσα στο τηλέφωνό μας και τις κεντρικές εγκαταστάσεις της τηλεφωνικής εταιρείας θα μας στερήσει τη δυνατότητα να λάβουμε το σήμα της ADSL.
Άλλοι παράγοντες που μπορεί να μας στερήσουν τη δυνατότητα να λάβουμε το σήμα της ADSL υπηρεσίας είναι οι εξής :
Διαίρεση του Σήματος : CAP
Υπάρχουν δύο ανταγωνιζόμενα και ασύμβατα πρότυπα (standards) για το ADSL. Το επίσημο standard του ANSI για το ADSL είναι ένα σύστημα που αποκαλείται discrete multitone ή DMT. Σύμφωνα με τους κατασκευαστές, τα περισσότερα από τα μηχανήματα ADSL που είναι εγκατεστημένα σήμερα χρησιμοποιούν το DMT. Ένα παλαιότερο και πιο εύκολα υλοποιήσιμο standard ήταν το σύστημα CAP (carrierless amplitude/phase), το οποίο χρησιμοποιήθηκε σε πολλές από τις πρώτες εγκαταστάσεις του ADSL.
Το CAP λειτουργεί διαιρώντας τα σήματα της τηλεφωνικής γραμμής σε τρεις ξεχωριστές μπάντες : οι συνομιλίες φωνής μεταφέρονται στη μπάντα από 0 έως 4 KHz, όπως συμβαίνει σ’ όλα τα κυκλώματα PSTN. Το κανάλι upstream (από τον χρήστη πίσω στον server) μεταφέρεται στη μπάντα ανάμεσα στα 25 και τα 160 KHz. Το κανάλι downstream (από τον server στον χρήστη) ξεκινάει στα 240 KHz και φθάνει σ’ ένα σημείο που ποικίλει ανάλογα με κάποιες συνθήκες, όπως είναι το μήκος της γραμμής, ο θόρυβος της γραμμής και ο αριθμός των χρηστών που υπάρχουν σ’ ένα συγκεκριμένο τηλεφωνικό μεταγωγέα (switch), και έχει μέγιστο τα 1,5 MHz.
Αυτό το σύστημα, με τα τρία κανάλια να ξεχωρίζουν μεταξύ τους, ελαχιστοποιεί την πιθανότητα παρεμβολής ανάμεσα στα κανάλια σε μια γραμμή ή ανάμεσα στα σήματα σε διαφορετικές γραμμές.
Διαίρεση του Σήματος : DMT
Το DMT διαιρεί επίσης τα σήματα σε ξεχωριστά κανάλια, αλλά δεν χρησιμοποιεί δύο μεγάλα κανάλια για τα δεδομένα upstream και downstream. Αντίθετα, το DMT διαιρεί τα δεδομένα σε 247 ξεχωριστά κανάλια, όπου το καθένα έχει πλάτος 4 KHz. Ένας τρόπος για να το καταλάβουμε αυτό είναι να φανταστούμε ότι η τηλεφωνική μας εταιρεία διαιρεί το χάλκινο σύρμα μας σε 247 διαφορετικές γραμμές των 4 KHz η καθεμία και μετά συνδέει σε καθεμία ένα modem. Έχουμε το ισοδύναμο των 247 modems να είναι συνδεδεμένα στον υπολογιστή μας. Το κάθε κανάλι παρακολουθείται και αν η ποιότητα χαλάσει πολύ, το σήμα μετατοπίζεται σ’ ένα άλλο κανάλι.
Αυτό το σύστημα μετακινεί συνεχώς τα σήματα ανάμεσα σε διαφορετικά κανάλια, αναζητώντας τα καλύτερα κανάλια για εκπομπή και λήψη. Επιπλέον, μερικά από τα χαμηλότερα κανάλια, δηλ. αυτά που αρχίζουν από τα 8 KHz περίπου, χρησιμοποιούνται ως κανάλια διπλής κατεύθυνσης, δηλ. και για upstream και για downstream πληροφορίες. Η παρακολούθηση και η ταξινόμηση των πληροφοριών στα κανάλια διπλής κατεύθυνσης και η διατήρηση της ποιότητας και στα 247 κανάλια, κάνει το DMT να είναι περισσότερο πολύπλοκο στην υλοποίησή του απ’ ό,τι το CAP, αλλά του δίνει περισσότερη ευελιξία σε γραμμές που έχουν διαφορετική ποιότητα.
Ο Εξοπλισμός του DSL
Το DSL χρησιμοποιεί δύο κομμάτια εξοπλισμού, ένα στην πλευρά του πελάτη και ένα στον παροχέα υπηρεσιών Internet, την τηλεφωνική εταιρεία ή έναν άλλον παροχέα υπηρεσιών DSL.
Στην πλευρά του πελάτη υπάρχει ένας πομποδέκτης (transceiver) DSL, ο οποίος μπορεί να παρέχει κι άλλες υπηρεσίες. Ο παροχέας υπηρεσιών DSL διαθέτει ένα DSL Access Multiplexer (DSLAM) για να λαμβάνει τις συνδέσεις των πελατών.
Ο Εξοπλισμός του DSL : Πομποδέκτης (Transceiver)
Οι περισσότεροι οικιακοί πελάτες αποκαλούν τον δικό τους DSL πομποδέκτη ένα "DSL modem". Οι τεχνικοί στην τηλεφωνική εταιρεία ή τον ISP τον αποκαλούν ένα ATU-R. Ανεξάρτητα από το πώς είναι γνωστός, είναι το σημείο όπου τα δεδομένα από τον υπολογιστή του χρήστη ή το δίκτυο συνδέονται με την DSL γραμμή. Ο πομποδέκτης μπορεί να συνδεθεί με τον εξοπλισμό ενός χρήστη με πολλούς τρόπους, αν και οι περισσότερες οικιακές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν συνδέσεις USB ή 10 base-T Ethernet (UTP).
Ενώ οι περισσότεροι από τους πομποδέκτες ADSL που πωλούνται από τους ISPs και τις τηλεφωνικές εταιρείες είναι απλοί πομποδέκτες, τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται από τις επιχειρήσεις μπορούν να συνδυάζουν δρομολογητές δικτύων (network routers), switches δικτύων ή άλλο εξοπλισμό δικτύωσης στην ίδια πλατφόρμα.
Ο Εξοπλισμός του DSL : DSLAM
Το DSLAM στην πλευρά του παροχέα είναι ο εξοπλισμός που επιτρέπει στο DSL να λειτουργεί. Ένα DSLAM λαμβάνει συνδέσεις από πολλούς πελάτες και τις συνενώνει σε μία σύνδεση υψηλής χωρητικότητας προς το Internet. Τα DSLAMs είναι γενικά ευέλικτα και μπορούν να υποστηρίξουν πολλούς τύπους DSL στο ίδιο κεντρικό γραφείο και διαφορετικές ποικιλίες πρωτοκόλλων και διαμόρφωσης (modulation), όπως για παράδειγμα το CAP και το DMT στον ίδιο τύπο DSL. Επιπλέον, το DSLAM μπορεί να παρέχει επιπλέον λειτουργίες όπως δρομολόγηση (routing) ή εκχώρηση δυναμικών IP διευθύνσεων για τους πελάτες.
Το DSLAM παρέχει μια από τις κύριες διαφορές ανάμεσα στο ADSL και τα καλωδιακά (cable) modems. Επειδή οι χρήστες των cable modems μοιράζονται συνήθως έναν βρόχο δικτύου (network loop) σε μια γειτονιά, η πρόσθεση χρηστών σημαίνει ελάττωση της απόδοσης σε πολλές περιπτώσεις. Το ίδιο ισχύει και για το DSL καθώς το DSLAM λειτουργεί σαν hub, δηλ. πολλοί χρήστες μοιράζονται το ίδιο κανάλι (bus), με αποτέλεσμα τον κορεσμό του bandwidth.
Το cable modem υπερτερεί σε θέματα ταχύτητας και κόστους καθώς κλειδώνει σε FastEthernet με σχετικά φθηνότερο πάγιο και παρέχονται και άλλες υπηρεσίες πάνω απ' αυτό, όπως TV, Telephony κ.ά. Το ADSL παρέχει μια αφοσιωμένη (dedicated) σύνδεση από τον κάθε χρήστη έως το DSLAM, πράγμα που σημαίνει ότι οι χρήστες δεν θα διαπιστώσουν μια ελάττωση της απόδοσης με την προσθήκη νέων χρηστών μέχρις ότου ο συνολικός αριθμός των χρηστών αρχίσει να παραγεμίζει (κορεσμός) τη σύνδεση υψηλής ταχύτητας προς το Internet. Τότε, μια αναβάθμιση (upgrade) από τον παροχέα υπηρεσιών μπορεί να προσθέσει επιπλέον απόδοση για όλους τους χρήστες που είναι συνδεδεμένοι στο DSLAM.
Ένα τυπικό ADSL Modem που λειτουργεί και ως Router.
Ένα ADSL Modem που λειτουργεί και ως Hub.
Ένα ADSL splitter (διαχωριστής), όπου αριστερά συνδέεται το ADSL modem και δεξιά το τηλεφωνικό καλώδιο.
