Реквием по модему. Рассказ о том, как подключаться к интернету в ближайшие годы

Интернет не роскошь, а один из важнейших сервисов для компьютерных пользователей. Эта простая истина становится все более очевидной с каждым днем. Геймеры, как нетрудно догадаться, нуждаются в стабильном и быстром доступе в интернет ничуть не меньше, а то и больше, чем все другие “компьютерные граждане”. Где еще как не в интернете общаться с единомышленниками, доставать свежие патчи для игр, принимать участие в многопользовательских игровых баталиях. С доступом как таковым особых проблем обычно не возникает: телефонная линия сейчас есть практически в каждой квартире, аналоговый модем стоит **

недорого, да и провайдеры, “торгующие” соединениямиdial-up**, пробрались даже в самые отдаленные уголки нашей страны. Однако совершенно очевидно, что игры в онлайне или выкачивание патчей по 20-30 мегабайт — задача не для модема. Тут нужно что-то более серьезное, например технологияADSL, которая в последнее время стремительно набирает популярность. Именно об этой технологии, а также о причинах ее популярности, достоинствах и недостатках мы и поговорим в этой статье. Помимо общеобразовательных целей, есть еще одна причина ознакомиться с ADSL — рано или поздно эта услуга, как и модемный доступ вСеть, появится в каждом городе, в котором естьАТС!Интернет ложкамиДля начала немного окунемся в новейшую историю. Поскольку Всемирная Сеть-интернет свалилась на наши головы внезапно, на заре ее создания о дальнейшем планомерном развитии Сети, а также о проблемах, которые будут с ним связаны, никто не думал. А проблемы, как водится, объявились быстро, и число их росло прямо пропорционально увеличению числа различных интернет-сервисов и объемов информации в Сети. Главной проблемой, разумеется, была и остается пропускная способность абонентских каналов связи — то есть тех каналов, через которые пользователи подключаются к своему провайдеру. Еще лет пять назад вполне хватало телефонной линии и модема на 33,6 Кбит — для электронной почты и интернет-серфинга по страничкам, не сильно обремененным графикой. Но с развитием файлообменных сетей, онлайн-игр и других сервисов, требовательных к объему трафика, в спешном порядке пришлось придумывать новые способы высокоскоростных интернет-подключений. В ответ на требования рынка появилось несколько вариантов таких подключений:выделенные линии, доступ черезлокальную сеть,**кабельный интернет **(через сети кабельного телевидения) и так далее. Все эти варианты, несмотря на их различия, объединяет одна черта — все они требуют прокладки дополнительных линий связи (или серьезной доработки существующих каналов: в случае с ISDN требуется апгрейд коммутационного оборудования АТС), в то время как при модемном доступе, кроме обычной телефонной линии, больше ничего не требуется.

Стандартный ADSL-модем Zyxel Prestige 630.
Плюсы телефонных сетей для доступа в интернет оказались настолько велики, что в светлых головах инженеров родилась замечательная идея — использовать существующие телефонные линии, но уже на качественно новом уровне. Дело в том, что обычные медные провода, которые используются для создания телефонных сетей, способны передавать сигнал частотой до 1 МГц, в то время как реально для передачи голоса используется частотная полоса шириной всего 4 кГц. Другими словами, разговаривая по телефону, мы используем всего около 1 % пропускной способности канала. Остальные 99 % пропускной способности остаются незадействованными. Для использования этого потенциала обычной телефонной связи была разработана новая технология — DSL ( Digital Subscriber Line , цифровая абонентская линия). Забегая вперед, отметим, что ADSL — одна из разновидностей DSL-технологии, причем самая популярная. Именно поэтому часто термином ADSL ошибочно называют другие разновидности DSL. В целом же семейство DSL-технологий носит название xDSL. В зависимости от типа DSL скорость передачи данных по телефонному кабелю варьируется от 115 Кбит/с до 52 Мбит/с. Среди всех особенностей xDSL-связи стоит выделить ряд ключевых:

• постоянное соединение, не требующее коммутации, что позволяет получать доступ к интернету сразу же после включения компьютера;
• высокая скорость приема и передачи данных, благодаря которой пользователю xDSL становятся доступны такие сервисы, как просмотр аудио- и видеоданных в интернете в реальном времени, видеоконференции, многопользовательские игры и так далее;
• дуплексный режим работы, то есть прием и передача данных одновременно: большинство версий xDSL при этом работают в асинхронном режиме, в котором прием данных осуществляется быстрее передачи, но есть и синхронные варианты;
• полная совместимость с обычной телефонной связью, которая подразумевает использование телефона не только в офлайн-режиме, но и одновременно с доступом в интернет;
• универсальность, благодаря которой DSL-линию можно использовать не только для телефонной связи и доступа в интернет, но и для других задач, требующих скоростной передачи данных, — например, для организации службы видео по запросу ( video on demand ), причем дополнительные службы могут работать одновременно с телефонной связью и доступом в интернет;
• простота установки: все, что необходимо для подключения к сети xDSL, — телефонная линия и DSL-модем, причем в приобретении модема зачастую нет необходимости, так как многие провайдеры предлагают DSL-модемы в аренду;
• простота организации xDSL-сети с точки зрения провайдера: для создания xDSL-службы не обязательно модернизировать существующие линии связи; еще один существенный момент заключается в том, что xDSL-связь можно организовать не только на новых цифровых АТС, но и на координатных и даже на самых старых декадно-шаговых.

__Двое в кабеле, не считая телефона Сразу же возникает резонный вопрос: каким образом xDSL позволяет достичь таких высоких скоростей на линии, из которой даже лучшие аналоговые модемы не способны выжать больше, чем 56 Кбит/с. Ответ на этот вопрос станет очевидным, если вспомнить, как работает аналоговый модем. Принцип работы аналогового модема заключается в преобразовании цифровых данных компьютера в аналоговый сигнал , который и передается в телефонную линию. Модем на

Эта схема наглядно показывает, каким образом идет подключение через ADSL.
другом конце провода принимает этот сигнал и переводит его обратно в цифровой код. Другими словами, такие модемы используют для передачи данных ту же полосу частот, что и обычные телефонные аппараты, но главное, они передают данные в аналоговой форме, а не в цифровой. Это не позволяет достичь высоких скоростей передачи данных и делает аналоговые модемы весьма уязвимыми перед различными помехами в линии. В отличие от аналоговых, DSL-модемы передают сигнал в цифровой форме. Более того, они используют для передачи данных всю частотную полосу линии вплоть до 1 МГц. При этом частотный спектр линии разделяется минимум на три полосы: первая полоса, которая занимает диапазон от 4 кГц и ниже, резервируется для обычной телефонной связи, а две другие полосы лежат на частотах выше 4 кГц и используются для входящего и исходящего интернет-трафика. Такое разбиение на частотные полосы позволяет не только одновременно принимать и отправлять данные, но и, не разрывая соединения с интернетом, разговаривать по телефону, а также отправлять и принимать факсы. К слову, асимметричность многих типов xDSL, когда прием данных происходит быстрее, чем передача, связана не с прихотью или жадностью провайдеров, а именно с разделением частотных полос для входящего и исходящего трафика. В большинстве случаев интернет-пользователю требуется максимально быстрый входящий трафик — для просмотра страничек, скачивания файлов и так далее. Требования по скорости к исходящему трафику намного ниже, так как размеры пакетов данных, которые идут от пользователя к серверам для передачи запросов на просмотр тех или иных данных или скачивания файлов, пренебрежимо малы. Поэтому разумно выделить для входящего трафика более широкую частотную полосу. Попытка же увеличить скорость передаваемых данных, наоборот, потребует расширения полосы для исходящего трафика и сужения полосы для входящего, что сразу же приведет к падению скорости принимаемых данных. Наиболее популярная разновидность xDSL — ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асимметричная цифровая абонентская линия), которая обеспечивает скорость приема данных до 8 Мбит/с, а скорость передачи — до 1,5 Мбит/с. Поскольку максимальная скорость приема и передачи данных указана с оговоркой “до”, сразу же возникает ряд вполне резонных вопросов. Каковы минимальные значения скорости для DSL-связи? Какую скорость получают пользователи в большинстве случаев? И какие факторы влияют на эту скорость? Ответы на вопросы начнем с конца — с факторов, влияющих на качество связи. На качество DSL-связи оказывают решающее влияние три фактора: толщина медного провода в абонентской линии, протяженность линии и количество кабельных отводов. Толщина медного провода в линии, как правило, составляет 0,5 мм, реже встречаются более тонкие провода, еще реже — более толстые (например, в кабелях новой прокладки, которые специально проектировались в расчете на DSL). Более толстый провод обеспечивает меньшее затухание сигнала и способен обеспечить более высокую скорость связи. Протяженность абонентской линии также влияет на затухание сигнала: чем больше длина линии, тем больше затухание и, соответственно, меньше скорость. По этой причине в телефонных сетях с большой протяженностью линий невозможно организовать некоторые виды DSL-связи: например, самая скоростная разновидность xDSL — VDSL — рассчитана на использование в сетях с протяженностью линии не более 1 км. Кабельные отводы, к которым относятся скрутки проводов на линии и подключения параллельных телефонов перед DSL-модемом, также негативно влияют на качество связи, поэтому при установке DSL после процедуры тестирования из всех абонентских линий, подведенных к телефонному кроссу дома (месту коммутации линий), выбирают наиболее качественную линию с минимальным количеством кабельных отводов. Средние значения скоростей для ADSL составляют 5 Мбит/с на прием и 1 Мбит/с — на передачу при протяженности линии около 3 км и диаметре медного провода 0,5 мм. На коротких абонентских линиях (менее 1 км) ADSL разгоняется на полную катушку: 8 Мбит/с на прием и 1,5 Мбит/с на передачу. А на очень длинных ( 5,5 - 6 км) или сильно изношенных линиях скорость может упасть до значений 1,5 Мбит/с на прием и 640 Кбит/с на передачу. Физически подключение к DSL-сети осуществляется следующим образом. В помещении клиента устанавливается DSL-модем (в некоторых случаях перед модемом подключается частотный разделитель), компьютер подключается к DSL-модему либо через сетевую карту Ethernet 10 Base-T , либо через USB. Для подключения телефона DSL-модемы оснащают разъемами RJ-11 (телефонная евророзетка). В тех случаях, когда перед DSL-модемом включается частотный разделитель, телефон подключают непосредственно к разделителю. Если планируется установка одного или нескольких “параллельных” телефонов, то распараллеливание линии осуществляется после разделителя или модема. Таким образом отсекаются все лишние кабельные отводы. DSL-модем работает параллельно с телефонным аппаратом, передавая информацию сразу в цифровой форме “над” частотной полосой, которую использует телефон. На другом конце абонентской линии, которая находится на телефонной станции, параллельно к кабелю подключается мультиплексор доступа в DSL-сеть — DSLAM ( DSL Access Multiplexor ). Поскольку DSLAM подключается к линии параллельно, его использование никак не затрагивает уже существующее подключение абонентской линии к коммутационной аппаратуре телефонной станции, что и обеспечивает нормальную работу обычной телефонной связи параллельно с использованием DSL. Типология xDSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия). Самый распространенный вариант DSL. Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия в сочетании с состоянием “постоянно установленного соединения” (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения) делает эту технологию идеальной для организации доступа в интернет. Технология ADSL обеспечивает скорость приема данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость передачи данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет принимать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре медных проводов. Скорость передачи порядка 6-8 Мбит/с может быть достигнута на линиях не длиннее 3,5 км. R-ADSL ( Rate-Adaptive Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия с адаптацией скорости соединения). Технология R-ADSL обеспечивает такую же максимальную скорость передачи данных, что и технология ADSL, но при этом позволяет адаптировать скорость передачи к протяженности и состоянию используемой витой пары проводов, что позволяет в большинстве случаев на одних и тех же линиях получить более высокие показатели скорости приема/передачи данных, чем ADSL. G.Lite ( ADSL.Lite ) представляет собой более дешевый и простой в установке вариант технологии ADSL, обеспечивающий скорость приема данных до 1,5 Мбит/с и скорость передачи данных до 512 Кбит/с (или по 256 Кбит/с в обоих направлениях). IDSL ( ISDN Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия IDSN). Технология IDSL обеспечивает полностью дуплексную передачу данных на скорости до 144 Кбит/с. Линия IDSL является “постоянно включенной” (как и любая линия, организованная с использованием технологии DSL), в то время как ISDN требует установки соединения. HDSL ( High Bit-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная цифровая абонентская линия). Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в Сеть и из Сети к пользователю всегда равны. Расстояние, на которое система HDSL передает данные, меньше (порядка 3,5 — 4,5 км), чем при использовании ADSL, для эффективного увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут установить специальные повторители. В отличие от других технологий xDSL HDSL обычно использует две пары телефонного кабеля, а не одну. При этом по каждой паре передается половина потока данных в дуплексном режиме. В большинстве случаев HDSL обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Мбит/с или 2 Мбит/с в обе стороны. Сейчас также разработана технология HDSL2 , которая обеспечивает те же скорости соединения, что и HDSL, но использует при этом не две, а одну пару медных проводов (т.е. для организации HDSL2 требуется всего одна абонентская линия). VDSL ( Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Технология VDSL является наиболее быстрой технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных от 13 до 52 Мбит/с, а скорость приема данных — от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с в обе стороны. Технология VDSL стала недорогой альтернативой оптоволоконного кабеля. Однако максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет всего 300-1300 метров. VDSL можно использовать не только для интернет-доступа, но и для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и так далее.
Против лома нет приема А теперь перейдем к самому интересному — к преимуществам DSL-технологий перед альтернативными способами подключения к интернету. Все многообразие вариантов скоростного подключения укладывается в сравнительно скромный список: коммутируемые цифровые каналы ISDN, подключение через районную локальную сеть, кабельный интернет (на базе сетей кабельного ТВ), спутниковый интернет и радиоинтернет. Подключение при помощи аналогового модема, по причине его ненадежности и маленькой скорости, мы рассматривать не будем.

VDSL-модем Prestige 841C от компании Zyxel.
Начнем с ISDN. Этот вариант подключения является довольно старым, но многие провайдеры до сих пор предлагают эту услугу. Плюсом стандарта являются две линии, которые ставят при подключении. Главным недостатком ISDN является дороговизна, связанная с необходимостью дорабатывать коммутационное оборудование АТС. Этот способ доступа в Сеть, скорее всего, прекратит свое существование в ближайшие годы. Вариант номер два — подключение через районную локалку. Это сейчас один из самых популярных и недорогих вариантов подключения, особенно в больших городах с густонаселенными “спальными” районами, которые охватываются в первую очередь Ethernet -сетями. Плюсы — недорогое подключение и дешевый трафик. Важный недостаток — уязвимость Ethernet-хабов и коммутаторов. В более выгодном положении находятся сети на базе оптоволокна, но таких сетей пока очень мало, и подключение к ним стоит дорого. В целом вариант подключения через локальную сеть может оказаться более предпочтительным, но только в том случае, если для пользователя не критичны простои сети, а скорость и объем ежемесячного трафика — не столь принципиальный вопрос. Если же требуется быстрое и надежное соединение, то xDSL снова оказывается в выигрыше. Более высокую скорость доступа, в сравнении с локалкой, и большую надежность может обеспечить доступ к интернет на базе сети кабельного ТВ, однако и этим сетям присущ тот же недостаток, что и Ethernet-сетям, — далеко не везде они есть. Еще один спорный момент — скорость доступа через кабельную сеть. Теоретически кабельный модем обеспечивает скорость соединения в несколько десятков мегабит в секунду, тогда как ADSL дает максимум 5-8 Мбит/с на прием. Но тут есть один важный нюанс: пропускная сети кабельного ТВ разделяется между всеми ее пользователями и в итоге скорость падает. Оставшиеся два способа подключения — радиоинтернет и спутниковый интернет — как говорится, вообще из другой оперы. Радиоинтернет относится к очень дорогим видам доступа: стоимость оборудования для клиентской части составляет порядка $ 500 , также очень дорого стоит и трафик. Поэтому этот вид доступа оправдывает себя только в том случае, если другие варианты подключения невозможны (например, нетелефонизированная сельская местность). У спутникового интернета есть три существенных недостатка: высокая стоимость подключения (несколько сотен долларов), большая задержка между передачей запроса и началом приема данных и, главное, необходимость в дополнительном канале связи для исходящего трафика (обычно это или безлимитный dial-up, или подключение через Ethernet-сеть). Одним словом, DSL-связь является самым удобным, быстрым и доступным вариантом подключения не только сейчас, но и в обозримой перспективе. Также не следует забывать, что потенциал обычных медных проводов до сих пор не исчерпан, поэтому в ближайшие годы появятся DSL-технологии, которые на тех же абонентских линиях будут обеспечивать в несколько раз большую скорость связи. Решающим аргументом в пользу DSL становится тот факт, что за внедрение этой технологии активно взялись не только частные компании, но и телефонные монополисты стран СНГ — “ Ростелеком” в России и “ Укртелеком” в Украине. Причем, как правило, пользователю предлагается подключение без учета трафика с месячной оплатой от $ 30 до $ 70 в месяц (в зависимости от провайдера и предлагаемой скорости соединения). Комментарии, как говорится, излишни. Безлимитный, да еще и скоростной интернет за такие деньги — это просто фантастика. Удачного вам серфинга в интернете!