1. DSL - Digital Subscriber Line

Digitalna pretplatnička linija (Digital Subscriber Line – DSL) predstavlja integrisani servis kod broadband access technology. Ovaj servis, u cilju prenosa informacije preko postojeće telefonske mreže, inkorporira postupke multipleksiranja, demultipleksiranja, modulacije i demodulacije.

Digitalna pretplatnička linija je nešto više od prenosne linije jer se ona odnosi na sistem ili tehnike za prenos podataka koristeći pri tome konvencionalne analogne mogućnnosti. U suštini DSL je širokopojasna veza za prenos podataka (broadband data link) koja povezuje pretplatnika na mrežu preko prenosne linije tipa upredeni par žica.

Pojam broadband je relativni termin i nema pravo značenje sve dok se jasno ne definiše šta je to referenca. U opštem slučaju tehnologije pristupa (access technologies), a saglasno tome i odgovarajući sistemi definišu se kao:

• narrowband sistem – karakteriše ih brzina prenosa od 300 bps do 64 kbps, kakve imamo kod standardnih telefonskih kola za prenos govora

• wideband sistem tipično rade između 64 kbps i 1.5 Mbps, tu spada interfejs ISDN-a za primarni pristup

• broadband sistemi – namenjeni su za brzine prenosa od 1.5 Mbps do 1 Gbps, kakvi su live multicast video, VoD (video on demand), high-quality Internet gaming, video-konferencije, video-telefonija, i prenos statičke slike visoke rezolucije.

DSL je u suštini cooper-loop access technology, a čini je familija tehnologija koja se zajedničkim

imenom naziva XDSL. XDSL omogućava pružaocima usluga (service providers), (pružaoci kakve su lokalne telefonske kompanije), da obezbede brze (high speed) multimedijalne servise za prenos podataka preko postojećih bakarnih upredenih kablova, nazvanih tehnologija „zadnje milje“, tj. rastojanje od telefonske centrale do kuće.

XDSL podržava: 1) asimetrični servis – veću propusnost u jednom smeru prenosa u odnosu na drugi. Konkretnije,

veća brzina prenosa je po downstream kanalu (od centrale ka korisniku), a manja po upstream kanalu (od pretplatnika ka centrali). Asimetrični servisi su pogodniji za VoD i slične servise, a u opštem slučaju i za Internet iz razloga što se fajlovi većeg obima download-uju, a fajlovi manjeg obima, kakvi su e-mail-ovi, predaju. Debalans u distribuciji opterećenja rezultirao je u razvoju ADSL-a (Assymetric Digital Subscriber Line).

2) simetrični servis – propusnost u oba smera prenosa je ista. Tekuće postoji veći broj DSL tehnologija koje se zajedničkim imenom nazivaju XDSL. Tekuće

XDSL tehnologija omogućava telefonskim kompanijama da preko postojećeg para upredenih bakarnih žica ponudi prenos jednog i/ili većeg broja video kanala, brzi prenos podataka (simetrični ili asimetrični) i osnovne telefonske servise preko iste mreže koristeći isti medijum za pristup. Sve XDSL tehnologije karakterišu sledeće osobine:

1. To su cooper-loop access tehnologije poznate kao tehnologija „zadnje milje“. 2. One preko PSTN-a ne obezbeđuju vezu tipa end-to-end kakve se ostvaruju preko starih

telefonskih servisa (POTS) ili ISDN-a. 3. Svaki korisnik je povezan na najbližu telefonsku centralu preko jednog para ili više parova

upredenih bakarnih žica. 4. Na oba kraja bakarne veze sve XDSL tehnologije zahtevaju identične tehnologije. Do sada su standardizovane ili se planira standardizacija za sledeće XDSL tehnologije:

1. ADSL – assymetric digital subscriber line

1

2. ADSL „lite“ – G. Lite 3. HDSL – high bit rate DSL 4. HDSL.2 – HDSL version 2 5. DSL – ISDN-DSL 6. RDSL – rate-adaptive DSL 7. SDSL – symetric DSL 8. UDSL – universal DSL 9. VDSL – very-high-bit-rate DSL

1.1 ADSL – Assymetric DSL

Telekomunikaciona industrija, ranijih 80-tih godina prošlog veka, razvila je ADSL kao komunikaciju za kablovsku televizijsku industriju sa ciljem da se obezbede usluge tipa VoD. Sredinom 90-tih godina ADSL je praktično načao veću primenu u pružanju usluga u pristupima tipa high-speed data services kakav je Internet koristeći pri tome medijum za prenos kakav je kabl sa neširmovanim upredenim parom žica poznat kao local loop ili local subscriberloop.

U zavisnosti od dužine local-loop-a brzine prenosa kod ADSL-a su 9 Mbps-a u smeru downstream, i od 16 kbps do 640 kbps-a u smeru upstream. U principu što je kraća local-loop to je veća brzina prenosa. Standardni ADSL koristi ukupno raspoloživi propusni opseg, pa se zbog toga naziva full-rate ADSL. ADSL je projektovan da istovremeno koegzistira na istoj liniji (local-loop) sa POTS-om (plain old telephone service) koristeći frekventni multipleks (FDM), kako je to prikazano na slici 1.1 Analizirajući sliku 1.1 vidimo da POTS signali koriste niži deo raspoloživog opsega a ADSL viši deo opsega.

2

Slika 1.1. ADSL: a) FDM; b) tipične frekventne opsege

Na slici 1.2 prikazana je kanalna konfiguracija kod ADSL-a. Slika 1.2 a) se odnosi na FDM, a slika 1.2 b) na poništavanje eho signala.

3

Slika 1.2. ADSL kanalna konfiguracija

ADSL deli dostupni propusni opseg za prenos signala koji se koriste za obavljanje sledeća tri servisa:

1. POTS voice telephone service - opseg od 300 Hz do 25 kHz, koristi se za prenos analognog govornog telefonskog signala, ili prenos signala preko modema bitskom brzinom do 56 kbps-a. Ove aplikacije su ograničene samo na opseg od 4 kHz, a ostalih 21 kHz se koristi kao guard band od preslušavanja.

2. upstream DSL data service - srednji opseg između 25 kHz i 200 kHz. 3. downstream DSL data service - viši opseg od 200 kHz do 1 MHz i više. Kod ADSL-a, vidi sliku 2, pretplatnička oprema se povezuje na telefonsku kompaniju na

demarkacionoj tački. Na demarkacionoj tački uređaj nazvan NID (Network Interface Device) izoluje pretplatničku opremu od opreme telefonske kompanije. Gradivni blok signal-splitter se instalira na pretplatničkoj strani. Splitter čine dva filtra koji izdvajaju POTS signale (govor) od modemskih signala ADSL-a. Tri para žica se povezuje na splitter. Jedan par se povezuje na NID a ostala dva para su povezana na pretplatničku opremu. Jedan pretplatnički par je povezan na telefon tako da se ovom vezom ostvaruje servis govorne komunikacije (standardni telefon), a drugi je povezan na ADSL modem i zadužen je da obezbedi podršku ADSL servisu. ADSL modem lociran na pretplatničkoj strani naziva se ADSL termination unit, remote (ATU-R), (vidi takođe sliku 3).

4

Slika 2. Osnovna mrežna arhitektura ADSL-a

Splitter-i (vidi sliku 2) takođe se instaliraju na strani centrale (Central Office - CO) neposredno na

pretplatničkim linijama. To znači da na strani CO-a postoji banka splitter-a. CO-ov splitter ima dva izlaza. Prvi izlaz se vodi prema javnoj telefonskoj mreži (PSTN), a drugi se povezuje na DSL modem koji se naziva ADSL termination unit, central (ATU-C) (vidi takođe sliku 3). Funkcionalni blok dijagram ADSL konekcije je prikazan na slici 3. U suštini, ATU-R i ATU-C su DSL modemi koji su locirani na oba kraja pretplatničke linije. Splitter na pretplatničkoj strani naziva se R-splitter, a na strani centrale C-splitter. Iz razloga efikasnosti, na strani centrale banka ATU-C-ova formira blok DSL access multiplexers (DSLAM) koji se povezuje Internet Service Provider-a.

5

Slika 3. Referentni model sistema za ADSL

Uloga sistemskih komponenata sa slike 3 je sledeća: 1. Splitter C - interfejs između opreme telefonske kompanije i pretplatničke linije 2. Splitter R - interfejs između opreme pretplatnika i pretplatničke linije 3. U-C - interfejs na strani CO-a 4. U-C2 - interfejs na strani CO-a od splitter-a ATU-C-a 5. U-R - interfejs na udaljenoj strani 6. U-R2 - interfejs na udaljenoj strani od splitter-a ATU-R-a 7. V-C - interfejs na strani CO-a za pristup mreži podataka.

1.3. Modulacione šeme kod ADSL-a

Kod ADSL-a, za potrebe prenosa podataka, koriste se sledeće dve modulacione šeme: 1. CAP (Carrierless Amplitude Modulation) - razvijena je kao prva varijanta i korišćena na početku

razvoja ADSL-a. CAP je varijacija QAM-a sa izuzetkom da se ukida nosioc. Kod CAP-a, faza i amplituda dva sinusna signala čije se frekvencije nalaze u okviru propusnog

opsega pretplatničke linije menjaju se u skladu sa definisanom konstelacijom signala. 2. DMT (Discrete Multitone) - je rešenje novijeg doba, a koristi kombinaciju FDM-a (Frequency

Division Multiplexing) i QAM. DMT treba shvatiti kao skup izlaza većeg broja modema koji rade simultano (vidi sliku 4.1). Kod DMT-a ukupni korisni propusni opseg se deli na 256 frekventnih opsega (sub-kanala), pri čemu je svaki sub-kanal širine 4 kHz i prenosi deo ukupne informacije. Najnižih šest sub-kanala koriste se za prenos govora, a ostali sub-kanali su rezervisani za upstream i downstream prenos podataka. ANSI standardom je predviđeno da se po svakom 4 kHz ADSL-ovom kanalu, kada je u pitanju DMT, podaci prenose brzinom od 60 kbps. Kod DMT-a podaci kod svakog

6

sub-kanala modulišu frekvenciju nosioca koja odgovara (nalazi se) centralnoj frekvenciji sub-kanala širine 4 kHz. Svaki sub-kanal može teoretski maksimalno da prenosi 15 bitova po simbolu po Hz, što rezultira baud-ovoj brzini koja je 1/15 od bitske brzine (60 kbps / 15 bitova po baud-u = 4000 baud-a). Upstream kanal, u opštem slučaju, je širine 60 kHz ( 415∗ kHz), i teoretski podržava brzinu prenosa od Mbps-a. Ipak, nešto realnije brzine prenosa koje se ostvaruju su u opsegu od 64 kbps i 1 Mbps. Downstream kanal je širine 800 kHz (200 4 kHz kanala), koji teoretski podržavaju brzinu prenosa od Mbps-a. No, realne brzine prenosa nalaze se u opsegu od 500 kbps-a do 8 Mbps. Treba pri ovome napomenuti da se neki sub-kanali ne mogu koristiti zbog spoljašnje interferencije, kakvi su radio signali od AM opsega. U svakom sub-kanalu DMT koristi QAM.

516025 .=∗

12kbps60200 =∗

Slika 4.1. Diskretni multiton (DMT)

Na slici 4.2 prikazan je način dodele kanala kod DMT-a i amplitudno frekventna karakteristika kanala kroz koji se prenosi signal.

Slika 4.2. DMT bitovi shodno kanalnoj podeli

Na slici 4.3 prikazana je blok šema predajnika DMT signala.

7

Slika 4.3. DMT predajnik

1.4. Format okvira kod ADSL-a

Na slici 5 prikazan je format okvira kod ADSL-a koji se koristi za prenos podataka između ATU-c i

ATU-R. Format podseća na format HDLC-a. Okvir ADSL-a za prenos podataka koristi protokol tipa tačka-ka-tački (point-to-point protocol - PPP). PPP je protokol nižeg nivoa koji pruža usluge protokolima višeg nivoa, kakav je IP. U suštini PPP se često koristi da obezbedi pristup Internet-u na strani pretplatnika koristeći dial-up konekciju.

Okvir počinje kao i HDLC-ov flag (01111110) iza koga sledi PPP-ov adresni kod FF03h. Naredna dva bajta sadrže protokol ID, kojim se identifikuje payload protokol sadržan u PDU-u. Naredna dva bajta se odnose na frame check sequence-u i koriste CRC-16. Okvir završava sa drugim HDLC-ovim flag-om.

Slika 5. Format okvira kod ADSL-a

8

1.5. Ostale slike koje se odnose na varijante izvođenja ADSL-a

Slika 6. Osnovna mrežna arhitektura kod ADSL.lite

9

Slika 7. HDSL arhitektura

10

Slika 8. Osnovna mrežna arhitektura HDSL za T1

Slika 9. Osnovna mrežna arhitektura HDSL za E1

11

Slika 10. HDSL familija

12