Технологии DSL в Internet.
Использование возможностей Internet стало привычным для большинства служб ремонта компьютерной техники и сложной офисной техники. Поиск документации, схем, обучение, консультации, поиск и приобретение разнообразных запасных частей, радиоэлементов, материалов, необходимых для выполнения ремонта – все это сейчас в большинстве случаев делается через Internet. Понимая нужды современных пользователей Internet, телефонные компании совершенствуют и постоянно улучшают качество предоставляемых услуг. Удобным средством быстрого доступа к Internet является DSL (Digital Subscriber Line).
Среди специалистов, пользующихся услугами Internet в служебных целях, оптимальным средством быстрого доступа к Internet признаны услуги DSL, предоставляемые телефонными компаниями, которые используют обычные аналоговые телефонные линии связи (подходят для большинства видов DSL за исключением самых быстрых и дорогих). DSL применяется там, где невозможно использовать кабельный модем и требуется высокоэффективная, более дешевая альтернатива технологиям ISDN, с максимальной скоростью передачи данных 128 Кбит/с. В некоторых технических документах вместо термина DSL используется хDSL, где символ «х» обозначает версию технологии DSL, предлагаемую локальными телефонными компаниями и провайдерами услуг Internet. В общем случае термин DSL используется для обозначения практически любого типа цифровой абонентской линии. При использовании кабельного модема ширина полосы пропускания уменьшается в зависимости от количества одновременно подключившихся пользователей, а это приводит к снижению скорости передачи данных. Преимущество DSL заключается в том, что ширина полосы пропускания DSL для пользователя остается неизменной.
Широкополосная технология DSL предназначена для телефонных сетей и использует возможности телефонной инфраструктуры по передаче данных на разных частотах, что позволяет проводить высокоскоростную передачу данных и телефонный разговор одновременно. Для передачи и получения сигналов асимметричной DSL (AOSL) применяется два метода:
- метод амплитудной/фазовой модуляции с подавлением несущей (Carrierless Amplitude/Phase - САР);
- метод дискретной многотоновой модуляции (Discrete Multitone - DMT).
Метод САР. В ранних системах DSL преимущественно использовался метод САР, при котором полоса пропускания телефонной линии подразделялась на три частотных диапазона. В зависимости от типа системы, использование каждой частоты имеет определенные отличия, однако существуют параметры, типичные для всех диапазонов. Голосовые вызовы используют частоту от 20 Гц до 40 кГц. Эта же частота применятся автоответчиками, факсами и охранными системами. Передача данных, например запросов Web-страниц или электронной почты, осуществляется на частоте 25-160 Гц. Получение данных, например (одержимого Web-страниц и электронной почты, проводится на частоте от 240 кГц до 1,5 МГц. В некоторых системах для получения данных используется частотный диапазон 300-700 Гц, а для передачи - 1 МГц и выше. Поскольку передача голоса, получение и отправка данных осуществляются на разных частотах, пользователь имеет возможность говорить по телефону, работать в Internet и отправлять электронную почту одновременно.
Метод DMT. При использовании технологии DMT, нашедшей применение в разновидности DSL - технологии ADSL, телефонная линия подразделяется на 247 каналов по 4 кГц каждый. Если использование какого-то канала вызывает определенные проблемы, вместо него автоматически применяется канал, обладающий лучшими характеристиками. В отличие от САР, система DMT характеризуется применением частотного диапазона канала для отправки и получения данных, начиная примерно с 8 кГц.
Оба метода страдают от интерференции, связанной с телефонной линией и другими устройствами, поэтому для предотвращения интерференции телефонных сигналов с частотным диапазоном свыше 4 кГц, т.е. там, где начинаются сигналы DSL, применяются низкочастотные фильтры. Расположение фильтров зависит от типа используемой службы DSL и ее первоначальной настройки. В центральном коммутаторе данные DSL передаются устройству, получившему название мультиплексор DSL-доступа (DSL access multiplier - DSLAM), которое передает исходящие сигналы в Internet, а полученные сигналы - приемопередатчику DSL (или трансиверу - так более корректно называется DSL-модем, подключаемый к компьютеру пользователя).
Расстояние до центрального телефонного узла является важным параметром как для пользователей ISDN, так и при DSL-соединении. Например, большинство служб DSL требуют, чтобы конечный пользователь находился на расстоянии не более четырех км. от телефонного узла, предоставляющего службы DSL. В некоторых случаях это расстояние сокращается до 2 - 3 км., поскольку, чем больше расстояние, тем меньше скорость передачи данных. Службы DSL постепенно находят все большее распространение, но население небольших городов (как и в случае с модемами 56 Кбит/с), едва ли сможет рассчитывать на DSL-доступ. Для них более реальным вариантом для них является спутниковый или беспроводной фиксированный доступы, которые позволяют получить скорость, превышающую традиционные 56 Кбит/с. Для организации соединения на большем расстоянии применяются репитеры (ретрансляторы) или локальные повторители, реализуемые на телефонном узле с помощью волоконно-оптических линий. Скорость DSL-соединения значительно меняется в зависимости от расстояния - чем ближе пользователь к телефонной станции, тем больше скорость. Многие телефонные станции, на которых организуются службы DSL, имеют Web-узлы, где представлена вся необходимая информация о типах DSL, доступных для сторонних пользователей.
Планируя подключение DSL к офисной локальной сети, в первую очередь на этот счет необходимо проконсультироваться у провайдера. Иногда провайдер сообщает, что этой услуги нет в списке предоставляемых услуг. Даже если центральный телефонный узел находится на допустимом расстоянии от пользователя, это не всегда гарантирует качественное предоставление услуг DSL. Схема и состояние кабельной разводки, проходящей от телефонной точки пользователя к телефонному коммутатору, могут повлиять на конечную скорость передачи данных. Поскольку передача и получение данных службы DSL осуществляется по высокочастотным каналам, кабельная разводка телефона, блокирующая высокочастотные каналы, не позволит использовать DSL. Таким образом, по ряду причин телефонные линии не всегда подходят для передачи данных DSL. Одной из причин являются «удлинительные катушки», которые предназначены для усиления звукового сигнала и которые иногда называются звуковыми катушками. К сожалению, они являются преградой для прохождения высокочастотных сигналов, необходимых для трафика DSL. Еще одной причиной является «мостовое подключение», которое используется для предоставления телефонной связи новым клиентам, для чего не требуется организовывать дополнительные телефонные линии между пользователями и телефонным коммутатором. Третьей причиной могут быть волоконно-оптические кабели, применяемые для передачи множественных сигналов в узком физическом канале. При подключении волоконно-оптических кабелей к медным телефонным линиям используются цифроаналоговые и аналогово-цифровые преобразователи, которые не пропустят сигналы DSL к адресату.
Термин DSL, используемый в рекламных объявлениях и технических документах, может быть отнесен практически к любой разновидности DSL , но на практике существует великое множество типов цифровых абонентских линий DSL, которые используются в самых разных ситуациях. Наиболее распространенные формы DSL, a также основные параметры различных типов сервиса DSL приведены в таблица 1. Несмотря на все разнообразие сервисов DSL, провайдеры, как правило, предлагают описанные ниже варианты.
ADSL (Asymmetrical DSL). Данный вариант DSL используется чаше всего. Скорость входящих потоков данных при использовании ADSL значительно больше скорости исходящих. Однако для большинства пользователей это не составляет проблемы, поскольку к Internet обычно подключаются для того, чтобы загружать Web-страницы и файлы. При этом максимальная скорость входящих данных составляет 1,6 Мбит/с, а исходящих всего 640 Кбит/с. Фирмы, осуществляющие подключение к ADSL, предлагают разные наборы услуг с меньшей скоростью передачи данных за более низкую цену. Для передачи речи выделяется небольшая часть полосы пропускания, а это позволяет использовать ту же линию, что и для передачи данных. По сравнению с некоторыми другими видами DSL стоимость подключения линии ADSL выше.
CDSL (Consumer DSL). Данный вид DSL более «медленный», позволяет загружать данные со скоростью 1 Мбит/с, он разработан компанией Rockwell, которая является крупным производителем наборов микросхем для модемов.
G.Lite (также используются названия Universal DSL, DSL Lite и splitterless DSL). Этот вид DSL, обеспечивает скорость входящего потока данных в пределах 1,544 – 6,0 Мбит/с, а скорость исходящего потока обеспечивается в пределах 128 - 384 Кбит/с.
SDSL (Symmetrical DSL). Этот вариант DSL позволяет обеспечивать одинаковую скорость для входящих и исходящих потоков данных, но требует новую кабельную разводку вместо существующей телефонной линии. Поэтому довольно часто заключается долговременный контракт с компанией предоставляющей услуги.
В цифровых абонентских линиях любого типа внешнее устройство, получившее название модем DSL, подключается к компьютеру с помощью следующих кабелей:
- кабель типа «витая пара», идущий к сетевому адаптеру 10BASE-T, 10/100 Ethernet или к порту системного блока;
- кабель USB, идущий к порту USB системного блока.
Существуют различные типы модемов. Асинхронные (аналоговые) модемы, используемые для подключения к Internet, являются стандартными компонентами всех современных систем и активно используются в компьютерах, не имеющих широкополосных устройств передачи данных, например двустороннего кабельного модема или линии DSL. Асинхронные модемы передают каждый байт данных в отдельном пакете. Каждому передаваемому байту должен предшествовать стандартный стартовый бит, а завершать его передачу должен стоповый бит. Даже если устройство с частичной поддержкой широкополосного доступа и установлено (например, коммутируемый сервис DirecPC или односторонний кабельный модем), то модем все равно необходим для отправки электронной почты и запросов к Web-страницам. Модем - асинхронное устройство, передаваемые им данные представляют собой поток небольших пакетов. Принимающая система может извлекать необходимые данные из этих пакетов. Существует ряд устройств предназначенных для организации различных вариантов широкополосной передачи данных, например ISDN, кабельный модем, DirecWAY, StarBand и DSL. Хотя все эти службы подразумевают наличие "модема", который используется для подключения к сети поставщика услуг Internet, не одно из таких устройств не преобразует цифровые данные в аналоговые. Тем не менее, поскольку внешний вид устройств напоминает обычный аналоговый модем, а также вследствие их использования для подключения к Internet или другим сетям они тоже называются модемами.
Для устранения искажений, которые порождаются интерференцией между телефонными сигналами и высокочастотными сигналами DSL, используются разветвители или микрофильтры. При установке оборудования DSL техническими специалистами, как правило, устанавливается разветвитель (splitter). Это позволяет получать более высокую скорость передачи данных, но если для организации отдельной линии DSL применяется разветвитель, показанный на рис. 1, то микрофильтры не используются.
При инсталляции системы DSL выполняется установка микрофильтров, которые позволяют избежать интерференции телефонов, автоответчиков и подобных устройств. Микрофильтры обычно располагаются за лицевой панелью сетевой розетки, используемой для DSL, или же устанавливаются между телефоном/автоответчиком/аппаратом факсимильной связи и сетевой розеткой (рис. 1).
Если к телефонной линии подключена система безопасности, выбор DSL в качестве широкополосной линии может вызвать ряд существенных проблем. Системы безопасности зачастую предназначены для полного управления телефонной линией и способны прерывать телефонный разговор для отправки сигнала тревоги охранной компании. Эта функция не работоспособна с использованием обычных микрофильтров, поэтому для того, чтобы охранная система сосуществовала со службой DSL, необходимо приобрести специальный фильтр DSL Alarm.
Таблица 1. Технические характеристики различных видов DSL
Рис. 1. Два типа установки DSL (а - инсталляция DSL с линейным микрофильтром, б - Инсталляция DSL со встроенным микрофильтром)
Безопасность линий DSL. В широкополосных соединениях любого типа, которые постоянно подключены к Internet, угроза несанкционированного доступа в компьютер «извне» остается весьма актуальной. Хотя в отличие от других типов широкополосного доступа, цифровые абонентские линии DSL представляют собой прямое соединение (типа «один к одному»), которое не является совместно используемым каналом. Здесь нет «цифровых соседей», которые могли бы мимоходом сунуть нос в ваши дела, тем не менее технические проблемы DSL защиты от «несанкционированного доступа» существуют и решаются различными методами и средствами. Безопасный доступ к Internet возможен, но поскольку при любом подключении к Internet используется протокол TCP/IP, который для обслуживания различных запросов применяет логические порты (всего существует около 65 535 портов), любой пользователь Internet является потенциальной жертвой сетевых атак, что вполне возможно даже при отмене общего доступа к дискам и папкам. Вероятность
несанкционированного проникновения в систему значительно выше для широкополосных систем, таких, как DSL и кабельные модемы. Для консультаций по защите в Internet открыта, например, бесплатная Web-служба Shields Up, которая позволит определить степень защищенности компьютера при использовании любого подключения. Служба Shield Up, расположенная по адресу www.grc.com, проверяет безопасность соединения системы с Internet и открытые порты. После тестирования системы, Shields Up предоставляет полученные результаты проверки и рекомендации по настройке прокси-сервера/программного брандмауэра, например, ZoneAlarm, или Norton Internet Security и BlackICE Defender, которые реализуют функции защиты компьютера. Кроме того, в Internet постоянно увеличивается число распространяющихся вирусов и программ, типа "троянский конь" и атак DOS (Denial Of Service - отказ в обслуживании), поэтому установка систем защиты, таких как Shields Up поможет обеспечить безопасность пользователю Internet.
Возможные проблемы внедрения DSL. Соединение DSL зачастую весьма сложно заставить работать должным образом, поскольку в нем сочетаются проблемы высокоскоростной передачи данных по телефонной линии и настройки параметров TCP/IP для сетевой конфигурации (TCP/IP является самым комплексным, мощным и многофункциональным протоколом, используемым повсеместно). К наиболее часто возникающим проблемам, с которыми сталкиваются пользователи, относятся перечисленные ситуации приведенные ниже. Во-первых, часто техники устанавливают программное и аппаратное обеспечение без проведения последующей тщательной проверки. Специалист компании, устанавливающий DSL-соединение, должен иметь с собой ноутбук, чтобы проверить линию. Во-вторых, часто встречается плохая техническая поддержка до и после установки службы DSL. Поэтому необходимо обязательно записать IP-адрес и другие важные сведения, полученные при установке DSL-соединения, просмотреть размещенные на указанных ранее Web-узлах обзоры и статьи, посвященные поставщикам услуг DSL и техническим вопросам по эксплуатации. Часто пользователи жалуются и на слишком низкую скорость передачи данных. Источником подобной проблемы может быть низкокачественная кабельная проводка от провайдера к офису, или аппаратное обеспечение, установленное на центральном телефонном коммутаторе. При установке соединения DSL, техник должен обязательно оценить, а затем продемонстрировать реальное качество и скорость передачи данных, указав максимально возможные в данных условиях параметры. Если дело не в линии, то, возможно, следует изменить значение ключа RWIN в системном реестре операционной системы Windows, так как изначальный параметр ключа - 8192 (8 Кбайт). Для увеличения скорости обмена, присвойте ему, например, параметр 32 768 (32 Кбайт) или 65 535 (64 Кбайт). Если ранее в Вашей системе использовался аналоговый модем, значение RWIN может быть всего лишь 2144. При низких значениях ключа RWIN DSL-соединения позволяют получать, данные гораздо быстрее, чем при аналоговом модемном подключении.
Кроме того, сложности и проблемы могут возникнуть из-за необходимости модификации старой телефонной сети, изначально спроектированной только для передачи голоса. Часто, при организации служб высокоскоростного доступа в Internet, многие поставщики услуг DSL сталкиваются с серьезными финансовыми проблемами и из-за этого прекращают свое существование, а это в часто приводит к отмене предоставления DSL-услуг. Поэтому, перед подписанием долгосрочного контракта, необходимо точно узнать, какие варианты связи и DSL предлагают клиентам телефонный узел, линейный провайдер DSL или поставщик услуг Internet.