DSL (ang. Digital Subscriber Line) – cyfrowa linia abonencka, rodzina technologii szerokopasmowego dostępu do Internetu. Standardowa prędkość odbierania danych waha się od 128 kb/s do 50000 kb/s, w zależności od zastosowanej technologii DSL w danym kraju. Dla technologii ADSL prędkość wysyłania danych jest niższa od prędkości ich odbierania, natomiast prędkości te są symetryczne w technologii SDSL. Wynalazcą modemów DSL był Joseph W. Lechleitter, pracownik firmy Bellcore, który zademonstrował projekt budowy tych urządzeń w latach 80.
Wedle szacunków firmy badawczej Point Topic pod koniec marca 2004 r. na całym świecie było 73,4 mln użytkowników dostępu do Internetu w technologii DSL (najwięcej w Niemczech – ok. 15 mln, Chinach – 13,9 mln, Japonii – 11 mln oraz USA – ok. 10,5 mln)[1]
Wedle przeprowadzonego przez GUS badania wykorzystania technologii informacyjno-telekomunikacyjnych w gospodarstwach domowych oraz przez osoby prywatne w 2006 r. z szerokopasmowych połączeń internetowych w technologii DSL korzystało 1,6 mln gospodarstw domowych (12,7% wszystkich gospodarstw domowych w Polsce z przynajmniej jedną osobą w wieku 16-74 lata)[2]
Historia
Początek technologii DSLa datuje się na rok 1988, kiedy pracownicy firmy Bellcore opracowali metodę transmisji sygnału cyfrowego przez niewykorzystywane pasmo wyższych częstotliwości dostępne na zwykłej linii telefonicznej łączącej centralę telefoniczną z lokalem abonenta. Technologia DSL dopuszcza wykorzystanie istniejących linii telefonicznych do komunikacji cyfrowej oraz przesyłanie sygnału cyfrowego parą przewodów miedzianych zwykłej linii telefonicznej (tzw. skrętką) bez zakłócania usług głosowych. Jednakże operatorzy miejscowych central telefonicznych ILEC (ang. Incumbent Local Exchange Carries) nie byli entuzjastycznie nastawieni do DSL, wedle nich nie było opłacalne instalowanie drugiej linii telefonicznej dla klientów, którzy preferowali połączenia dodzwaniane (ang. dial-up), a szerokopasmowe łącza stałyby się konkurencją istniejącej już ISDN. Sytuacja zmieniła się w późnych latach 90., kiedy operatorzy sieci telewizji kablowych rozpoczęli kampanię marketingową na rzecz szerokopasmowego dostępu do Internetu. ILEC uświadamiając sobie, że przeważajaca ilość klientów wybiera dostęp szerokopasmowy, pospieszyli z udostępnianiem technologii DSL.
DSL jest główną konkurencją dla modemów kablowych zapewniającą szybki dostęp do Internetu użytkownikom domowym w Europie oraz Ameryce Północnej. W standardzie ADSL możliwa jest transmisja danych z prędkością 8 Mb/s na odległość 2 km przy użyciu skrętki przewodów miedzianych. W przypadku dalszych odległości widać wyraźny spadek maksymalnej przepustowości. Najnowszy standard ADSL2+ daje możliwość przesyłania strumienia danych z prędkością do 24 Mb/s, w zależności od odległości do multipleksera dostępowego cyfrowych linii abonenckich DSLAM (ang. DSL Access Multiplexer).
Działanie
Przyłącze lokalne Publicznej Komutowanej Sieci Telefonicznej (PSTN, ang. Public Switched Telephone Network) projektowane było dla komunikacji głosowej oraz sygnalizacji, w postaci najstarszych, podstawowych usług telefonicznych POTS (ang. Plain Old Telephone Services); pojęcie transmisji danych nie było wtedy znane. Z przyczyn ekonomicznych system telefoniczny przesyła sygnał mowy ograniczając zakres częstotliwości do przedziału pomiędzy 300 a 3400 Hz – taki zakres częstotliwości jest wystarczający do dobrego zrozumienia ludzkiej mowy. Usługi wykorzystujące modemy w sieci telefonicznej są ograniczone przepustowością kanału telefonicznego.
W lokalnych centralach telefonicznych mowa jest próbkowana z częstotliwością 8000 Hz, kodowana w formie 8-bitowego sygnału oraz przesyłana dalej w postaci strumienia danych 64 kb/s. Zgodnie z twierdzeniem Nyquista dopuszcza to na przesył sygnału o maksymalnej częstotliwości 4000 Hz. Gdyż wyższe częstotliwości dźwięku nie niosą żadnych użytecznych informacji o mowie, więc nie są przepuszczane przez sieć telefoniczną (zostają odfiltrowane).
Przyłącze lokalne łączące centralę telefoniczną z większością abonentów jest zdolne do przesyłania częstotliwości wyższych niż wynoszący 3,4 kHz limit POTS. Limit ten bywa wyższy w zależności od odległości oraz jakości przyłącza. Technologia DSL wykorzystuje to wyższe, nieużywane pasmo przyłącza poprzez wykonywanie kanałów, o szerokości 4312,5 Hz każdy, zaczynających się pomiędzy 10 a 100 kHz, w zależności od konfiguracji systemu. Przydział kanałów jest kontynuowany na wyższych oraz wyższych częstotliwościach (dla ADSL do 1,1 MHz) aż do czasu, kiedy nowe kanały będą uznane za nienadające do użytku. Każdy kanał jest rozszerzony, aby nadawał się do użycia na więcej niż tylko jednej trasie, jak jest to w przypadku połączeń POTS. Więcej nadających się do użytku kanałów przyrównuje się do większego dostępnego pasma, dlatego ważnymi czynnikami są odległość oraz jakość linii. Pula nadających się do użycia kanałów jest rozdzielana na dwie grupy strumieni ruchu – wysyłania oraz odbierania – opartych na wstępnie skonfigurowanych proporcjach. W założonej grupie odrębne kanały są spajane w jedną parę cykli, każdy w innym kierunku. Podobnie jak analogowe modemy, nadajniki DSL stale monitorują jakość kanałów oraz w zależności od tego, czy dany kanał jest użyteczny, czy też nie, są one dodawane albo usuwane.
Sukces komercyjny DSL oraz podobnych technologii w dużej mierze odzwierciedla fakt, iż w ostatnich dekadach, kiedy elektronika staje się szybsza oraz tańsza, koszty rozmieszczania (słupów, rowów, etc.) nowego okablowania pozostają nadal wysokie. Technologia DSL stosuje złożone algorytmy przetwarzania sygnału cyfrowego w celu ominięcia fizycznych ograniczeń pary przewodów miedzianych (skrętki). Nie tak dawno koszt podobnej instalacji mógłby być ogromny, ale dzięki technologii VLSI koszt instalacji DSL na istniejących przyłączach lokalnych, z multiplekserem DSLAM na jednym końcu oraz modemem DSL na drugim, wymaga mniejszej ilości nakładów od tych, jakie pociągnęłaby instalacja światłowodu.
Technologia DSL bywa stosowana w większości mieszkań oraz małych biur. Odpowiednie filtry dopuszczają jednoczesne działanie usług telefonicznych oraz DSL. Modem DSL może korzystać z tej samej linii abonenckiej co urządzenia komunikacji oparte na POTS, włączając faksy oraz modemy analogowe. W tym samym czasie tylko jeden modem DSL może używać linii abonenta. Standardową metodą udostępniania DSL wielu komputerom w tym samym lokalu jest użycie routera, który nawiązuje połączenie pomiędzy modemem DSL a siecią lokalną Ethernet albo Wi-Fi.
Kanały strumieni wysyłania oraz odbierania są używane do nawiązania połączenia pomiędzy abonentem a dostawcą usług internetowych.
Wyposażenie
Abonent instaluje w lokalu modem DSL. Ten konwertuje dane z cyfrowego sygnału używanego przez komputery w sygnał napięcia zakresu nadającej częstotliwości, która jest następnie użyta w linii telefonicznej.
W początkowych okresach działania usługi DSL instalacja wymagała wizyty technika w lokalu abonenta. Rozdzielacz sygnału (spliter) był instalowany blisko punktu rozgraniczenia, z którym instalowana była wydzielona linia. Dziś wielu dostawców DSL oferuje abonentowi zestaw – modem z instrukcjami do samodzielnego montażu. Do prawidłowego działania usługi wymagane jest wpięcie filtru DSL w każde gniazdo telefoniczne z wyjątkiem tego, do którego podłączony będzie modem. Filtr rozdziela pasmo na sygnał o częstotliwościach powyżej 4kHz, które trafiają do modemu oraz na sygnał o częstotliwości poniżej 4 kHz dla pozostałych urządzeń.
W centrali telefonicznej sygnał jest także separowany. Sygnał cyfrowy kierowany jest do karty modemowej a następnie do multipleksera, który kończy cykle DSL sumując je oraz przekazuje do kolejnego transportu.
Protokoły oraz konfiguracje
Wiele technologii DSL na tym samym połączeniu wprowadza, przez niskopoziomową warstwę strumienia bitu, warstwę ATM do adaptacji liczby różniących się technologii.
Implementacje DSL potrafią tworzyć sieci mostowe. W takiej konfiguracji, grupa komputerów abonenta efektywnie łączy się w pojedynczą podsieć. Wcześniej implementacje używały protokołu DHCP, który dopuszcza uzyskanie od serwera danych konfiguracyjnych takich jak adres IP abonenta z uwierzytelnieniem przez adres MAC czy przydzieloną nazwę hosta. Późniejsze implementacje wielokrotnie używają protokołu PPP przez Ethernet albo ATM (PPPoE albo PPPoA).
Przykłady technologii DSL
- ISDN – Integrated Services Digital Network (standard cyfrowej linii telefonicznej z której wyłoniła się technologia DSL)
- IDSL – ISDN Digital Subscriber Line (wariant ISDN)
- ADSL – Asymetryczne łącze cyfrowe (wysyłanie oraz odbieranie danych przebiega się z różną prędkością)
- HDSL – High Bit Rate Digital Subscriber Line
- RADSL – Rate Adaptive Digital Subscriber Line
- SDSL – Symmetric Digital Subscriber Line
- VDSL – Very high speed Digital Subscriber Line
- G.SHDSL (ITU-T)
- skyDSL – Łącze satelitarne, używające jako kanału zwrotnego połączenia telefonicznego, GPRS albo innego klasycznego łącza internetowego.
ADSL to aktualnie najbardziej rozpowszechniona forma dostępu do Internetu w Polsce. Transmisja z wykorzystaniem technologii VDSL2 jest aktualnie wdrażana testowo.[3]
Technologie DSL określane są jako xDSL.
Przypisy
Sprawdź też
Linki zewnętrzne
