خط دیجیتال مشترک نامتقارن

خط رقمی مشترک نامتقارن یا یکی از خانواده‌های خط اشتراک دیجیتال Digital Subscriber Line یا خط اشتراک دیجیتال می‌باشد. انواع DSL معمولا به صورت xDSL نامگذاری می‌شوند. بر خلاف خطوط معمول تلفنی، این خطوط از تمامی پهنای موجود در خطوط مسی دوطرفه استفاده می‌کنند تا بالاترین سرعت ممکن در ثانیه را ارائه دهند. ADSL) Asymmetric DSL) در واقع نوعی از DSLها می‌باشد که ارتباط آن نامتقارن می‌باشد؛ یعنی سرعت ارسال داده در ثانیه کمتر از دریافت آن می‌باشد. انواع دیگری از xDSLها موجود می‌باشند که از جمله آن‌ها می‌توان به پرسرعت یا و متقارن یا اشاره کرد.
از آنجا که نشانه بر روی سیم‌های تلفن معمولی مسافت زیادی را نمی‌تواند طی کند ADSL در فواصل اندک قابل استفاده‌است که معمولا کمتر از 7 کیلومتر است. وقتی سیگنال به دفتر تلفن منطقه برسد ADSL از آن جدا شده و به سمت شبکه اینترنت هدایت می‌شود و در عین حال – بسامدهای صوتی نشانه نیز وارد شبکه تلفن می‌شوند. به این صورت از یک انشعاب تلفن هم برای برقراری ارتباط تلفنی و هم برای ADSL استفاده می‌کنیم.
توصیف
عموما یک مسیریاب برای اتصال به ADSL به کار می‌رود. مودمی که در این تصویر می‌بینید نیز یک نقطه اتصال بیسیم است، چون ارتباط از طریق آنتن برقرار می‌شود.
در ارتباط ADSLازسیم‌های مسی ورودی به منازل استفاده می‌شود این سیمها قابلیت پهنای باند بسیار بالایی دارند که با آن می‌توانیم صدا را در کنار بسته‌های اطلاعاتی (Data) انتقال دهیم.
(سیم مسی قابلیت انتقال 1.1MHz دارد که تنها 4KHz از آن برای انتقال صدا کافی است.)
انواع دیگر DSLها در این است که در ADSL انتقال داده‌ها در یک جهت بیشتر از جهت دیگر است و به همین دلیل این خط نامتقارن است. ارائه دهندگان خدمات اینترنت از ADSL به عنوان روش مطمئنی برای انتقال داده استفاده می‌کند: در این صورت کاربر برای «دانلود کردن» اطلاعات از اینترنت از مسیر پر سرعت استفاده می‌کند که در این حالت سرورهایی که پهنای باندشان در جهت مخالف است مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
علت استفاده زیاد از ADSL در اقصی نقاط جهان به دو لحاظ تکنیکی و اقتصادی است. از دیدگاه فنی نسبت به بقیه انواع ADSLدر انتهای ADSL(مالتی پلکسر دسترسی به خط اشتراک دیجیتال) این خط اشتراک تداخل اصوات بیشتری وجود دارد. (در واقع در این انتها سیم‌های بسیاری از حلقه‌های محلی به یکدیگر می‌پیوندند). بنابراین در پر ازدحام‌ترین بخش حلقه داخلی، سیگنال ارسال اطلاعات به شبکه در ضعیف‌ترین حالت قرار دارد و سیگنال دریافت اطلاعات در شبکه در قوی‌ترین وضعیت ممکن است. بنابراین از لحاظ فنی می‌توان از DSLAM به عنوان ناقل اطلاعات در نرخ بیت بالاتر از مودمهای نصب شده روی کامپیوترهای شخصی استفاده کرد. از آنجا که کاربر خانگی ترجیح می‌دهد بتواند اطلاعات را با سرعت بیشتری دانلود کند شرکت‌های ارائه دهنده خدمات اینترنت این نیاز مشتری را درک کرده و به سیستم ADSL روی آورده‌اند.
در ADSLهای معمولی نرخ ارسال داده از ۱۲۸ کیلو بیت بر ثانیه آغاز می‌شود (اگر چه معمولا از حداقل ۵۱۲ کیلو بیت بر ثانیه استفاده می‌شود) و در فاصله ۵/۱ کیلومتر(۵۰۰۰ فوت) از دفتر مرکزی مجهز به ADSLیا پایانه اصلی تا ۸ مگا بیت بر ثانیه افزایش می‌یابد. حداقل نرخ دریافت داده نیز ۶۴ کیلو بیت بر ثانیه‌است و معمولا به ۱۲۸ یا ۲۵۶ کیلو بیت بر ثانیه نیز می‌رسد و می‌تواند از ۱۰۲۴ کیلو بیت بر ثانیه نیز فراتر برود. گاهی برای اشاره به انواع کم سرعت‌تر ADSL از واژه ADSL Lite استفاده می‌شود.
توجه داشته باشید که مسافت‌های ارائه شده تقریبی هستند. میرایی سیگنال و نرخ سیگنال به نویز از مشخصه‌های مهم سیگنال هستند که به مسافت وابسته نیستند (برای مثال کابل غیر مسی و ضخامت کابل). عملکرد سیگنال به امپدانس خط نیز وابسته‌است که می‌تواند با توجه به وضعیت آب و هوا و جو تغییر کند (مخصوصا در خطوط قدیمی) و به تعداد و کیفیت اتصالات در طول کابل نیز بستگی دارد.
نسخه جدیدتر با نام ADSL۲+ در فواصل کمتر از ۵/۲ کیلومتر (۸۰۰۰ فوت) امکان دانلود اطلاعات با سرعت ۱۲ مگابیت بر ثانیه را فراهم می‌آورد. استفاده از قالب‌های انعطاف پذیر و اصلاح خطای مناسب‌تر دلیل افزایش این سرعت است. ADSL2+ که با نام ITU G.۹۹۲٫۵ نیز شناخته می‌شود امکان دانلود با سرعت ۲۴ مگابیت بر ثانیه برای فواصل کمتر از ۵/۱ کیلومتر (۵۰۰۰ فوت) را فراهم می‌آورد و حد بالای طیف دانلود را دوبرابر می‌کند به عدد ۲/۲ مگاهرتز می‌رساند.
ADSL۲/۲+ دارای ویژگی‌های ترکیبی است و خطوط با میرایی بیشتر و نسبت سیگنال به نویز (SNR) کمتر را با یکدیگر ترکیب می‌کند تا تعداد خطوط را دوبرابر کند (سرعت در دوخط برابر ۵۰ مگا بایت بر ثانیه) و مدیریت توان و سازگاری نرخ خط انتقال اشتراک دیجیتال را افزایش دهد – که در نتیجه نرخ ارسال داده بدون نیاز به سنکرون کردن مجدد تغییر می‌کند.
به علت نرخ اندک انتقال داده (در مقایسه با شبکه‌های نوری) حالت انتقال نامتقارن (ATM) فناوری مناسبی برای انتقال داده‌های مالتی پلکسرهای وابسته به زمان مانند اصوات دیجیتال است و در مورد داده‌هایی که کمتر به زمان وابسته‌اند کارایی کمتری دارد به همین علت ADSL معمولا به همراه حالت انتقال نامتقارن (ATM) به کار گرفته می‌شود. در یک سیستم اجرای سه‌گانه به ازای خدمات مختلف مدارهای مجازی حالت انتقال نامتقارن (ATM) متفاوتی به کار گرفته می‌شوند.
اخیرا ارائه دهندگان خدمات شبکه به تدریج استفاده از ATM را کاهش داده و از سیستم‌های اترنت استفاده می‌کنند که در آن‌ها IEEE ۸۰۲٫۱Q و/ یا خدمات LAN خصوصی مجازی (VPLS) از روش‌های مالتی پلکسر کردن استفاده می‌کنند. دلیل اصلی این رویکرد هزینه پایین‌تر سیستم‌های اترنت در مقایسه با سیستم‌های قدیمی‌تر ATM است.
ارائه دهندگان خدمات ADSL خدمات آدرس دهی IP را به دوصورت پویا و ایستا ارائه می‌کنند. آدرس دهی ایستا برای افرادی که قصد دارند از طریق یک شبکه مجازی خصوصی به دفتر خود وصل شوند و بازی اینترنتی مورد نظرشان را انجام دهند و برای افرادی که می‌خواهند از ADSL استفاده کرده و میزبان سرور وب باشند بسیار مفید است.
ADSL چگونه کار می‌کند
بر روی سیستم
ADSL از دوباند فرکانسی مجزا استفاده می‌کند که به باند بالا و باند پایین معروف هستند. باند پایین که برای دانلود کردن اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد ارتباط از دفتر مرکزی به کاربر را برقرار می‌کند. باند بالا نیز برای برقراری ارتباط از سمت کاربر به سمت دفتر تلفن مرکزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ADSL استاندارد (ضمیمه الف) پهنای باند ۸۷۵/۲۵ کیلوهرتز تا ۱۳۸ کیلوهرتز برای ارسال اطلاعات از کاربر به دفتر مرکری و پهنای باند ۱۳۸ تا ۱۱۰۴ برای برقراری ارتباط از دفتر مرکزی به کاربر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
محدوده فرکانسی ADSL. محدوده فرکانسی قرمز رنگ در امواج صوتی تلفنی و محدوده‌های سبز و آبی رنگ در ADSL کاربرد دارند
هر یک از این نواحی به کانال‌های فرکانسی کوچکتر ۳۱۲۵/۴ کیلوهرتزی تقسیم بندی می‌شوند. درهنگام تست مودم ADSL مودم کانال موجود را بررسی می‌کند و کانالی که نسبت سیگنال به نویز قابل قبولی دارد را انتخاب می‌کند. فاصله بین مرکز و مودم یا نویز موجود روی سیم مسی ممکن است خطاهای فرکانسی ایجاد کند. بنابراین وقتی کانال‌های کوچکی انتخاب کنیم وجود خطا در یک کانال باعث نمی‌شود که کل خط غیر قابل استفاده شود: کانال دارای خطا غیر قابل استفاده‌است اما خط ADSL به کار خود ادامه می‌دهد.
ممکن است ارائه دهندگان خدمات از فرکانس‌های بالاتری استفاده کنند. در این صورت باید تجهیزات مورد نیاز در هر دو طرف خط وصل شوند و گاهی ممکن است اختلالات تلفنی به وجود آیند و در نتیجه یک خط برخط دیگر تاثیر بگذارد. بین ظرفیت ADSL و تعداد کانال‌های موجود رابطه مستقیم وجود دارد ظرفیت داده در هر کانال به روش مدولاسیون به کار گرفته شده وابسته‌است.
معمولا به اشتباه حرف “A” در “ADSL” را به کلمه asynchronous به معنای آسنکرون نسبت می‌دهند بر عکس از فناوری ADSL از پروتکل سنکرون برای انتقال اطلاعات استفاده می‌شود.
مدولاسیون
در ابتدا ADSL (همانند VDSL) با دو نسخه اصلی با نام‌های مدولاسیون فاز دامنه بدون حامل (CAP) و مالتی پلکسر تقسیم فرکانسی قائم (DMT) روانه بازار شد. تا سال ۱۹۹۶ CAP استاندارد «اصلی» ADSL بود و در حدود ۹۰ درصد از ارتباطات ADSL آن زمان از نوع CAP بود. DMT برای اولین استانداردهای ITU-T ADSL با نام‌های G.۹۹۲٫۲ , G.۹۹۲٫۱ (که به ترتیب «G. dmt» و “G. lite” نیز خوانده می‌شوند) مورد استفاده قرار گرفت بنابراین همه مودم‌های ADSL از طرح مدولاسیون DMT استفاده می‌کنند.
استانداردهای ADSL
نام استاندارد
نام معمول
؛ نرخ دانلود
؛ نرخ آپلود
ANSI T۱٫۴۱۳-۱۹۹۸ Issue 2
ADSL
۸ مگابیت بر ثانیه
۱٫۰ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۱
ADSL
۸ مگابیت بر ثانیه
۱٫۰ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۲
ADSL Lite
۱٫۵ مگابیت بر ثانیه
۰٫۵ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۳/۴
ADSL2
۱۲ مگابیت بر ثانیه
۱٫۰ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۳/۴ Annex J
ADSL2
۱۲ مگابیت بر ثانیه
۳٫۵ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۳/۴ Annex L
ضمیمه L مربوط به ADSL 2 که به RE- ADSL 2 معروف است و “RE” در آن مخفف “Reach Extended” به معنای ارتقا است در این استاندارد ADSL توان فرکانس‌های پایین که برای انتقال داده به کار می‌روند افزایش می‌یابد تا این سیگنال بتواند تا ۷ کیلومتر (۲۳۰۰۰ فوت) را حل کند.
فرکانس حداکثر در RE- ADSL۲ به ۵۵۲ کیلوهرتز کاهش می‌یابد تا توان کل تقریبا برابر تعداد ارائه شده در ضمیمه الف شود از آنجا که ADSL2–RE برای استفاده در حلقه‌های طولانی طراحی شده‌است در فرکانس‌های بالاتر از ۵۵۲ کیلوهرتز پهنای باند زیادی برای استفاده امواج در نظر گرفته نشده‌است. اگر چه ITU این استاندارد را تصویب کرده‌است اما همه ارائه دهندگان شبکه‌های داخلی از این پروتکل استفاده نمی‌کنند چرا که توان اضافی در فرکانس‌های پایین می‌تواند مشکلاتی را برای سیستم به وجود آورد.
RE-ADSL2
۵ مگابیت بر ثانیه
۰٫۸ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۵
ADSL2+
۲۴ مگابیت بر ثانیه
۱٫۰ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۵ Annex L
RE-ADSL2+
۲۴ مگابیت بر ثانیه
۱٫۰ مگابیت بر ثانیه
ITU G.۹۹۲٫۵ Annex M
ADSL2+
۲۴ مگابیت بر ثانیه
۳٫۵ مگابیت بر ثانیه
در ضمیمه‌های M, J فرکانس‌های دانلود و آپلود از مقدار ۱۳۸ کیلوهرتز که در ضمیمه الف به کار رفته به مقدار ۲۷۶ کیلوهرتز تغییر کرده‌است تا فرکانس آپلود بهبود یابد. همچنین همه نسخه‌های «حلقه دیجیتال» ADSL2 و ADSL 2+ (ضمیمه‌های J , I) به شرط آنکه پهنای باندی که به‌طور معمول برای خدمات تلفن ساده قدیمی (POTS) به کار می‌رود به ADSL اختصاص یافته باشد از یک فرکانس آپلود اضافی به مقدار ۲۵۶ کیلو بیت در ثانیه استفاده می‌کنند.
طیف فرکانسهای مودم فریتز در یک خط ای دی اس ال بلژیک.
ADSL از باند ۱٫۱ مگا هرتز و ADSL۲+ از باند ۲٫۲ مگاهرتز استفاده می‌کنند.
فرکانس‌های دریافت و ارسال اطلاعات ارائه شده از لحاظ نظری حداکثر هستند. توجه داشته باشید از آنجا که مودم‌های DSLAM , ADSL ممکن است بر اساس استانداردهای متفاوت و ناقص پیاده‌سازی شده باشند برخی از ارائه کنندگان خدمات اینترنت ممکن است سرعت‌های متفاوتی را در تبلیغات خود ذکر کنند. برای نمونه شرکت اریکسون تجهیزاتی غیر استاندارد دارد که سرعت دریافت اطلاعات از اینترنت را در ADSL 2+ , ADSL2 به ۲ مگابایت بر ثانیه می‌رساند.
نکته‌هایی برای نصب
با توجه به آنکه ADSL با طیف خاصی از فرکانس کار می‌کند در هنگام استفاده از آن باید به نکاتی توجه نمود. برای جلوگیری از تداخل ADSL با خطوط تلفنی می‌بایست فیلترهای فرکانسی مناسبی را نصب کرد و در عین حال مراقب بود که سطح سیگنال برای برقراری ارتباط ADSL مناسب باشد.
وقتی DSL برای اولین بار به بازار عرضه شد یک متخصص می‌بایست از محل اقامت مشتری بازدید می‌کرد. یک «اسپلیتر» در نزدیکی محل نصب می‌شود و یک خط داده از آن منشعب می‌گردید در این صورت سیگنال DSL از همان ابتدا جدا می‌شد و در محل اقامت کاربر میرا نمی‌گردید. این روش هزینه زیادی دارد و مشتری‌ها نیز از انتظار برای حضور متخصص در محل ناراضی بودند. بنابراین بسیاری از ارائه دهندگان ADSL به دنبال گزینه‌های نصب خودکار رفتند و در واقع فقط تجهیزات و دستورالعمل را به مشتری تحویل می‌دادند و مشتری شخصا از عهده نصب بر می‌آمد.
به جای جدا کردن سیگنال در نقطه‌ای خارج از محل اقامت روش متفاوتی در پیش گرفته شد: با استفاده از یک فیلتر پایین گذر، سیگنال در پریز هر تلفن «فیلتر» می‌شد که فیلتر به کار رفته در این روش را میکرو فیلتر DSL می‌نامند. در این روش نیاز به سیم کشی در محل اقامت کاربر نیست.
یکی از معایب روش نصب خودکار این است که هنگامی که بیش از پنج وسیله آنالوگ را به خط وصل کنیم سیگنال DSL ممکن است تضعیف شود. امروزه مشکل میرایی سیگنال در اغلب سیم کشی‌های تلفن ساختمان‌ها مشاهده می‌شود. یکی از روش‌های حذف این پدیده این است که برای تمامی پریزهای تلفن موجوددر خانه یک فیلتر ارسال اطلاعات به اینترنت قرار دهیم اما این عمل را در مورد پریز تلفنی که مودم به آن وصل می‌شود انجام ندهیم. از آنجا که اجرای این روش مستلزم ایجاد تغییرات در سیم کشی تلفن ساختمان است و دربرخی از سیم کشی‌های ساختمان (با طراحی ضعیف) جواب نمی‌دهد کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولا بهتر است فیلتر را در همه پریزهای تلفن کار بگذاریم. یا در حرکتی بهتر نسبت به نصب فیلتر روی دستگاه تلفن یا هر دستگاه انالوگ دیگر اقدام کنیم و به تاسیسات ساختمان کاری نداشته باشیم.
DSL در سراسر جهان
خط اشتراک دیجیتال با جزئیات بیشتر و توصیف انواع مختلف آن
مالتی پلکسر خط اشتراک دیجیتال
اسپلیتر ADSL و فیلتر پایین گذر
خط اشتراک دیجیتال متقارن (SDSL)
خط اشتراک دیجیتال با نسبت سازگاری (RADSL)
اینترنت پهن‌باند
نسبت بدون نوسان
رانژه شدن خط تلفن