DSL (от анг. Digital Subscriber Loop) - цифровой абонентский шлейф, семья технологий широкополосного доступа в Интернет. Стандартная скорость приёма данных колеблется от 128 Кбит/с до 24,000 Кбит/с в зависимости от используемой технологии DSL и её уровня. В технологии ADSL скорость передачи данных ниже скорости их приёма, зато симметрична для SDSL. Изобретателем модемов DSL был Джозеф В. Лехлайтер, работник фирмы Bellcore, который в 80х гг. продемонстрировал проект конструкции этих устройств.
Локальное подключение коммутируемой телефонной сети общего пользования (Public Switched Telephone Network ) первоначально было запроектировано для голосовой связи и сигнализации - самых старых, основных телефонных услуг POTS, ещё не было понятия обмена данными. По экономическим причинам телефонная система номинально передаёт звуковой сигнал между частотами 300 и 3,400 Гц, что соответствует требованиям в отношении диапазона человеческой речи, чтобы она была ясной и понятной. Услуги, оказываемые через модемы Dial-up, ограничены пропускной способностью канала POTS.
В локальных коммутаторах речевой сигнал подвергается дискретному преобразованию до потока данных 64 Кбит/с в виде 8 битового сигнала, использующего частоты квантования 8,000 Гц, поскольку в соответствии с теорией Найквиста любой сигнал выше 4,000 Гц пропускается телефонной сетью.
Локальное подключение, соединяющее коммутатор с большинством абонентов, способно передавать более высокие частоты, чем 3.4 кГц лимит POTS. Лимит может быть выше в зависимости от расстояния и качества подключения. Технология DSL использует эту более высокую, неиспользуемую полосу соединения путём создания широких каналов 4312.5 Гц, начинающихся между 10 и 100 кГц, в зависимости от конфигурации системы. Распределение каналов продолжается на всё более высоких частотах (до 1.1 МГц для ADSL) до тех пор, пока новые каналы не будут признаны непригодными к использованию. Каждый канал расширен, чтобы его можно было использовать на более чем одном маршруте как в случае соединений POTS. Большее количество пригодных для использования каналов приравнивается к большей доступной полосе, поэтому важными характеристиками являются расстояние и качество линии. Резерв пригодных для использования каналов разделяется на две группы потоков движения, передачи и приёма, на основе предварительно сконфигурированной пропорции. В заложенной группе отдельные каналы скреплены в одну пару циклов, каждый в своём направлении. Как и аналоговые модемы, передатчики DSL постоянно контролируют качество каналов и, в зависимости от того, является ли данный канал полезным или нет, добавляются или удаляются.
Коммерческий успех DSL и подобных технологий в большой степени отражает тот факт, что в последние годы, когда электроника становится более быстрой и дешёвой, стоимость выкапывания траншей для прокладки новых кабелей остаётся по-прежнему высокой. Все технологии DSL используют очень сложные алгоритмы переработки цифрового сигнала, преодолевая ограничения присущие парам проводов. Не так давно стоимость такой прокладки могла быть огромной, но благодаря технологии VLSI, стоимость прокладки DSL на существующих локальных линиях, с мультиплексором DSLAM на одном конце и модемом DSL на другом, требует меньше средств по сравнению с тем, какие могли бы быть при установке новой оптоволоконной линии, при том же маршруте и расстоянии.
Технология DSL используется в большинстве квартир и малых офисов, соответствующие фильтры позволяют одновременно передавать голосовые сигналы и DSL. Модем DSL может использовать ту же абонентскую линию, что и устройства связи на основе POTS, включая факсы и аналоговые модемы. В течение каждого промежутка времени только один модем DSL может использовать линию абонента. Стандартным методом предоставления доступа DSL нескольким компьютерам в одном помещении является применение маршрутизатора (роутера), который устанавливает связь между модемом DSL и локальной сетью ETHERNET либо Wi-Fi. Для установки связи между абонентом и Интернет-провайдером используются каналы потоков передачи и приёма.
Виды Технологии DSL:
Asymmetric Digital Subscriber Loop, ADSL (анг. Асимметричный цифровой абонентский шлейф) - это технология, являющаяся разновидностью DSL, обеспечивает асимметричный доступ в Интернет. Асимметрия здесь состоит в том, что передача данных пользователю (в Интернет) идёт быстрее, чем в противоположном направлении. Технология эта была создана специально для пользователей, чаще принимающих данные (напр. с Интернет-страниц) чем передающих данные (напр. имеющих Интернет-сервер). В этом стандарте используются обычные медные телефонные провода. ADSL обеспечивает намного более быструю связь, чем технология телефонных модемов, которая все сигналы должна конвертировать в аналоговый сигнал (со стороны отправителя), а затем чаще всего снова в цифровой (со стороны получателя). В технологии ADSL сигнал по обе стороны цифровой, поэтому, чтобы обмен данных был возможен, как абонент, так и оператор (ISP), должны установить на обоих концах телефонный линии модемы ADSL. В некоторых технических решениях Интернет-пользователь должен, кроме того, пользоваться сплиттером, который отделяет сигнал ADSL от телефонного. ADSL позволяет передавать данные со скоростью от 16 Кб/с до 8 Мб/с. Скорость передачи данных обычно значительно ниже (чаще всего в два или более раз).
HDSL для передачи данных использует старые, хорошо известные со времён Грахама Белла медные телефонные провода. Использует, однако, не так как обычные телефоны, полосу 300 - 3400 Гц, а намного более широкие, от 6 до 259кГц. Это возможно благодаря натуральным полосам передачи пар медных проводов. Поначалу технология HDSL использовала для передачи данных 2Мбит/с симметрично в обоих направлениях целых 3 пары медных проводов (SDSL). Технологический прогресс, проявляющийся в усовершенствовании методов кодирования сигнала, позволил, однако снизить их количество сначала до двух, а потом до одной пары проводов, необходимых для получения полной мощности 2Мбит/с, симметрично, как предусматривало HDSL. К сожалению, кроме очевидных достоинств, таких как использование традиционной телефонной инфраструктуры на пути к абоненту (последней мили), у HDSL имеются также недостатки. Самым значительным из них является сильная зависимость производительности от длины провода и относительно низкая дальность покрытия, что часто ограничивает применение технологии до крупных городов либо малых городков с собственным коммутатором.
RADSL (Rate Adaptive DSL) - версия технологии широкополосного доступа в Интернет, Digital Subscriber Loop, которая автоматически адаптирует скорость к качеству сигнала. Современные технологии ADSL в большинстве своём являются именно технологиями RADSL. Адаптационная версия асимметричного доступа, называемая RADSL (Rate Adaptive DSL), позволяет работающим с ней модемам автоматически адаптироваться к уровню производительности, присутствующему на данный момент на линии передачи данных. Это самая эффективная форма передачи по имеющимся информационным каналам с динамично меняющейся производительностью, даже в процессе пользования конкретной телекоммуникационной услугой.
VDSL (анг. Very High Speed DSL) Технология VDSL может считаться развитием стандарта ADSL, и в то же время совместима с услугами на базе технологий SDH и ATM. Большие возможности передачи данных систем, соответствующих этим стандартам, достигаются благодаря применению полосы частоты шириной порядка 10 - 30 МГц. В связи с этим серьёзно ограничена дальность покрытия системы - до 1 км, поскольку помехи сигналов высокой частоты в абонентском шлейфе очень сильны. VDSL допускает передачу данных как в асимметричном, так и симметричным режиме, обеспечивая производительность до 56 Мбит/с в асимметричном режиме и 26 Мбит/с в каждом направлении в симметричном режиме. Полосы частоты, используемые для передачи данных, охватывают от 138 кГц до 30 МГц. Сохраняя в то же время совместимость с услугами стандартов высших уровней, таких как ATM и SDH, система передачи данных VDSL обеспечивает передачу двух дорожек данных: канала с витой парой, предназначенного для данных, требующих особенно мощной защиты от помех, и быстрого канала, служащего для передачи данных, требующих малого опоздания. Использование широкой полосы частот для передачи данных VDSL приводит к тому, что высылаемый сигнал данных подвергается сильным помехам различного происхождения. Самым сильным типом помех в абонентском шлейфе являются перекрестные помехи на ближнем и дальнем концах линии, как извне (перекрестные помехи сигнала других видов систем, работающих в пределах того же пучка соединений) так и своих собственных (перекрестные помехи сигнала VDSL из других систем, работающих в пределах того же пучка соединений). В частности можно выделить помехи передачи данных HDSL, в диапазоне частот от 138 кГц до 300 кГц, ADSL, полоса до 1,1 МГц, а также других систем VDSL, использующих тот же провод. Кроме перекрестных помех, очень значительным источником помех при передаче данных VDSL являются радиошумы. Среди них можно выделить, прежде всего, помехи, вызванные интерференцией с сигналами коммерческих радиостанций и помехи от сигналов передатчиков радиолюбителей. Они являются причиной дальнейших ограничений возможностей передачи данных системы VDSL в определённом диапазоне частот. Присутствие такого широкого спектра помех достаточно большой мощности (в случае сигналов радиолюбителей мощность помех может достигать 0 дБм) приводит к необходимости применения таких сложных решений в системе приемопередатчика VDSL, как высокотехнологичные системы корректировки сигнала и компенсация потерь радиосигналов.
