Проблемы DHCP

В данной статье освещаются некоторые вопросы, касающиеся проблем в реализации Протокола Динамичной Конфигурации Хоста (Dynamic Host Configuration Protocol). Такие как отказ в обслуживании, осуществление атаки посредника (man in the middle attack) и др. Прошу прощения, если эта информация уже была освещена где-то, по крайней мере в рунете я не видел.

Краткий обзор DHCP

DHCP используется для автоматического присвоения IP адресов компьютерам. DHCP помогает упростить администрирование сетей, т.к. центральный сервер сам присваивает IP адреса сетевым картам при запросе. 

Для того, чтобы карта сетевого интерфейса (NIC) получила IP адрес, между компьютером и DHCP сервером происходит следующий обмен пакетами:

1. Клиент посылает серверу пакет (discover packet), в котором указывается необходимость получения IP адреса. Также клиент может попросить предыдущий адрес, что в свою очередь может являться причиной атаки посредника (см. ниже). 

2. Сервер посылает ответный пакет-предложение (offer packet), информируя клиента о том, какой адрес предлагается. Предлагаемый адрес может соответствовать или не соответствовать запрашиваемому адресу (если клиент запросил определенный адрес). Это зависит от того, насколько загружена сеть. Если она достаточно загружена, то запрошенный адрес мог быть уже присвоен другой машине и будет предложен другой адрес.

3. Клиент посылает серверу пакет, в котором указывается, что клиент согласен на адрес, предложенный сервером.

4. Сервер посылает подтверждение, что клиент послал запрос на определенный адрес. На этом этапе клиенту присваивается IP адрес, указанный DHCP сервером в втором пункте. 

Если произошел вышеупомянутый обмен пакетами, то клиенту присваивается IP адрес, гейтвей и DNS сервер. Возможно установление DHCP сервером большого количества характеристик (для более подробной информации смотри соответствующий RFC).

Атака отказа в обслуживании

При осуществлении спуффинга клиентских запросов увеличивается вероятность того, что DHCP сервер присвоит все возможные адреса, что, соответственно, приведет к DoS. Любой машине, захотевшей присоединиться к сети, будет отказано, т.к. весь диапазон адресов уже будет присвоен поддельным MAC адресам.

Поддельный DHCP сервер

Организация поддельного DHCP сервера даст взломщику широкие возможности. Например можно перенаправить траффик через свою машину (атака посредника) или посылать пользователям поддельные web-страницы через поддельный DNS сервер. Это происходит потому, что при присвоении IP адреса, DHCP сервер также передает клиенту еще и DNS сервер.

Атака MITM

Установив поддельный DHCP сервер, между ним и настоящим сервером начнется "соперничество" за присвоение IP адресов. Если поддельный сервер выиграет, то возможно установление клиентам нужных взломщику характеристик (например перенаправление траффика через машину взломщика, на которой установлен анализатор пакетов). На данном этапе для установления контроля над сетью и ликвидации настоящего сервера целесообразно вывести его из строя (например DoS).

Проблемы в осуществлении атаки посредника

Одной из проблем является то, что данная атака, возможно, не сработает в небольших сетях. Эта атака не сработает, если запрос клиента на старый IP адрес будет удовлетворен. Если настоящий DHCP сервер сможет удовлетворить запрос на конкретный адрес, NIC будет присвоен предыдущий адрес, а не предложенный поддельным сервером. Единственный способ при котором возможно присвоение адреса поддельным сервером это когда запрошенный адрес не возможен у реального DHCP сервера (например, когда адрес был уже присвоен другому интерфейсу). Атаку посредника можно осуществить при использовании таких программ как DSniff и Ettercap, которые осуществляют известную атаку ARP (ARP poisoning).

Использование DHCP для шуток над пользователями

Как было упомянуто выше, DHCP сервер сообщает клиенту какой DNS сервер использовать. Итак, сообщив клиенту поддельный сервер имен возможно создание липового www.mail.ru для получения логинов и паролей или соответствующих сайтов для получения номеров кредитных карт. Шутки такого плана остаются на совести взломщика.

Существует еще один тип атак. Как известно, многие машины получают один и тот же IP адрес при запросе. Это реализуется при помощи списка списка соответствия IP адресов MAC адресам. Используя спуффинг MAC адреса определенной машины и запрашивая соответствующий IP адрес возможна выдача себя за другой хост. Для осуществления данного вида атак необходимо вывести из строя целевую машину, а затем должен произойти вышеупомянутый обмен пакетами до того, как машина перезагрузится. При успешном развитии событий хосту взломщика будет присвоен адрес другой машины.

Решение проблем

- Убедитесь, что в вашей сети невозможен MAC спуффинг.
- Отслеживайте DHCP (используя плагин snort) для обнаружения возможных поддельных серверов.

Дополнительная информация: RFC 2131 и 2132.

http://www.xakep.ru/post/17284/default.asp

Смешно

Ler_OK: Знаешь что делает современная девушка, когда расстается с парнем... она судорожно соображает, какой поставить статус в аське, чтоб ему было обидно 

Настраивал сетку в одной инжинерной канторке. На компе студента-практиканта в автозаполнении яндекса: как замаскировать и угнать строительный кран 

Когда-то в стародавние времена у людей не было интернета, но Бог сотворил им ФИДО... Жили люди и радовались. Но Лукавый в чёрной зависти своей подсунул людям диковинку красивую и назвал её Интернетом. И не просто подсунул, поколебав Веру юзверей простых в Бога и в Админов ФИДО`шных, но населил Лукавый Интернет тварями страшными имя им Вирусы и Хакеры Злобные! Но не бросил Бог люд простой и сотворил им Роутер Великий ибо на нём стояла Стена Огненная и у Админа Всемогущего на Роутере Великом сидящего был меч булатный по имени-наречению NAT. И защищал Админ Всемогущий юзверей простых от Хакеров Злобных и Вирусов Страшных сими Орудиями Божьими! 

О алгоритмы модуляции технологий xDSL

Алгоритмы модуляции технологий xDSL

Основные причины, которые ограничивают скорость и дальность передачи информационного сигнала

Основополагающим принципом, на котором построено семейство технологий Digital Subscriber Line (DSL), является использование для передачи данных медных проводов, которые первоначально были предназначены для подключения абонентов к АТС - Plain Old Telephone Service (POTS). При передаче информации по коммуникациям POTS - медным проводам различной толщины - отсутствует основной фактор, который ограничивает скорость передачи данных в самой АТС - ограничение спектра информационного сигнала диапазоном 3-4 кГц. Все передачи подобного типа выполняются по схеме точка - точка, и в общем случае, между передатчиком и приемником сигнала находится только медный соединительный провод. Следовательно, по крайней мере, - теоретически, по такой линии можно передавать информацию с какой угодно большой скоростью. Однако реальные линии, с которыми приходится иметь дело xDSL - устройствам, существенно отличаются от этой упрощенной математической модели и имеют ряд особенностей, без учета которых невозможно построение современной высокопроизводительной системы передачи данных.

Ослабление (затухание) сигнала

Ослабление при передаче информационного сигнала вызвано наличием омического сопротивления линии. Чем меньше диаметр сечения провода и чем длиннее провод, который соединяет приемник сигнала с передатчиком, тем меньший уровень сигнала получит пользователь. Следовательно, сложнее будет распознать принятый сигнал на фоне шума, и возрастет уровень ошибок при передаче данных. Для характеристики качества принятого сигнала в системах передачи данных используют соотношение сигнал/шум Signal - Noise Ratio (SNR), которое вычисляется в децибелах (dB). Уровень сигналов принято указывать в виде отношения к милливатту, которое также вычисляется в децибелах (dBm). Помимо активной, сопротивление линии имеет также реактивные составляющие, следствием этого является частотная неравномерность ослабления сигнала.

Наиболее часто для передачи сигналов DSL используются линии с проводом, который имеет сечение 0.4 мм (26 AWG) и 0.5 мм (24 AWG). На приведенной выше диаграмме представлены зависимости величины затухания сигнала в линии от длины этой линии и частоты передаваемого сигнала. Сплошными линиями на этой диаграмме отображены зависимости, которые соответствуют сечению провода 0.5 мм (24 AWG). Пунктирные линии соответствуют сечению провода 0.4 мм (26 AWG). Красная линия на диаграмме отображает зависимость величины затухания сигнала в линии, которая имеет пассивное (несогласованное) ответвление (bridged tap) длина которого составляет 30 метров (100ft). При использовании двухпроводной соединительной линии передаваемый сигнал отражается от окончания несогласованного ответвления и поступает на приемник уже в качестве помехи. Наличие таких ответвлений у линии приводит к увеличению частотной неравномерности ослабления сигнала в линии.

Перекрестные помехи соседних каналов

Теоретически значение соотношения SNR можно увеличить, если поднять уровень передаваемого сигнала. Однако в этом случае возрастет и уровень помехи, которую данный сигнал будет оказывать на соседние каналы. Поэтому стандарты DSL четко определяют максимальный уровень сигнала, который может передаваться в линию - обычно этот уровень соответствует значению -13.5 dBm. Помимо электрических наводок от внешних источников электромагнитного излучения (атмосферные разряды, коммутация сильноточных цепей и т.д.), наибольшее влияние на принимаемый сигнал оказывают как раз те помехи, которые вызваны высокоскоростной передачей данных по остальным парам многожильного кабеля. В терминологии DSL такие помехи называются NEXT (Near End Cross talk). Значение NEXT увеличивается при увеличении числа пар данного кабеля, которые используются для передачи данных и при увеличении частоты, с которой передаются эти данные. Обеспечение спектральной совместимости является одной из наиболее важных задач, которые решаются при разработке и реализации различных алгоритмов линейного кодирования передаваемых данных.

Совместное использование линии

Как было выше отмечено, технологии DSL используют для обеспечения передачи данных провода, которые предназначены для подключения абонентов к АТС. С точки зрения конечного пользователя, гораздо удобнее, если потребность высокоскоростной передачи данных не противоречит возможности использоваться телефоном и не требует дополнительных затрат на его подключение. Поэтому обеспечение возможности совместного с POTS использования линии также является одной из важных задач, которые должны быть решены разработчиками DSL-систем передачи данных.

Способы решения проблем передачи данных по абонентской линии

В предыдущих параграфах были перечислены проблемы, которые должны быть решены для обеспечения эффективной и высокоскоростной передачи данных по медным проводам. Для того, чтобы быть привлекательной для потребителя, технология должна обеспечить как можно большую скорость передачи данных. Однако, повышение скорости, с которой передаются данные по медному проводу, приводит к ухудшению качества принимаемого сигнала и к возрастанию помех, которые данный информационный сигнал оказывает на соседние каналы. Для того чтобы обеспечить возможность решения этих совокупности этих проблем применяются специальные методы линейного кодирования (алгоритмы модуляции), использование которых позволяет передавать данные с достаточно высокими скоростями. При этом передаваемый в линию информационный сигнал имеет такие параметры, которые обеспечивают возможность достоверного приема и не оказывают катастрофического влияния на качество соседних информационных каналов.

Алгоритм модуляции 2B1Q

Описание алгоритма

Алгоритм линейного кодирования 2B1Q (2 Binary I Quandary) был первоначально предложен для использования в качестве протокола физического уровня в точке сопряжения U для BRJ интерфейса сети ISDN. Алгоритм 2B1Q представляет собой один из вариантов реализации алгоритма амплитудно-импульсной модуляции с четырьмя уровнями выходного напряжения без возвращения к нулевому уровню (NRZ).
Для формирования линейного кода входной информационный поток делится на кодовые группы по два бита в каждой. В зависимости от комбинации значений битов кодовой группы ей ставится в соответствие один из четырёх кодовых символов, каждому из которых в свою очередь ставится в соответствие один из уровней кодового напряжения.
Таким образом, закодированный в соответствии с правилами алгоритма 2B1Q, сигнал представляет собой последовательность скачкообразно изменяющихся напряжений:

Поскольку в данном случае двум битам немодулированного сигнала ставится в соответствие один кодовый символ, информационная скорость (data rate, скорость передачи данных) в два раза превышает символьную (symbol rate), это означает, что модуляционная схема 2B1Q обеспечивает постоянную величину спектральной эффективности модулированного сигнала Õ = 2бита/Гц.
В отличие от некоторых других алгоритмов линейного кодирования (например, AMI) рассматриваемый алгоритм не обеспечивает поддержание баланса положительных и отрицательных импульсов выходного напряжения и, следовательно, входной код 2B1Q должен быть предварительно обработан специальными процедурами, которые должны обеспечить подавление постоянной составляющей (скремблирование). Системы передачи данных, которые используют этот алгоритм линейного кодирования, способны обеспечить скорость передачи данных от 64Кбит/сек до 2320 Кбит/сек. Нормативными документами не определена величина шага изменения информационной скорости, поэтому, в различных реализациях эта величина может принимать различные значения (от 8 до 64Кбит/сек).

Характеристики алгоритма

Энергетический спектр сигнала

Огибающая линия спектра сигнала, который модулирован в соответствии с алгоритмом 2B1Q, может быть аппроксимирована функцией вида:

В приведенной выше формуле fsym соответствует конкретному значению символьной скорости, которая в данном случае в два раза меньше скорости передачи данных. Ниже приведены графики спектральных плотностей (Power Spectrum Density PSD) 2B1Q - модулированных сигналов, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 Кбит/сек. Существенным является то, что частотный спектр 2B1Q- модулированных сигналов не является ограниченным, что вообще характерно для спектров импульсно - модулированных колебаний.

Мощность передаваемого в линию сигнала

Значение мощности 2B1Q - модулированного сигнала, измеренное в диапазоне от 0 Гц до Fsym при импедансе линии 135 Ом, должно удовлетворять соотношению:

Р = (13.5 + 0.5) dBm

Требования к характеристикам линейных устройств

Значение величины затухания возвращаемого сигнала (Return Loss, RL), измеренного по отношению к 135 Ом в диапазоне от 0 Гц до Fsym, должно быть не менее 12 dB. (Этот параметр определяет значение допустимого воздействия передаваемого в линию сигнала на принимаемый сигнал.)

Соотношение сигнал/шум

На диаграмме представлена зависимость соотношения SNR(Signal-Noise Ratio)

от расстояния распространения 2В10-модулированных сигналов, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1168 и 2320 Кбит/сек.
Приведенные значения соотношения сигнал/шум были вычислены для линии с проводом 26-AWG (0.4мм) по отношению к пороговому значению SNR(21.3dB) и учитывают только помехи, которые вызваны воздействием передаваемого сигнала на принимаемый сигнал (near end cross talk noise - NEXT). Отмеченное на диаграмме пунктиром значение SNR* равное 6dB соответствует минимальному превышению соотношением SNR уровня 21.3dB, который гарантирует частоту появления ошибок (Bit Error Rate - BER) не более 10^-7.

Область применения алгоритма

Помимо своего основного применения в ISDN алгоритм линейного кодирования 2B1Q нашел достаточно широкое применение в устройствах xDSL с симметричными скоростями передачи данных HDSL и SDSL. Поскольку из-за особенностей спектра 2B1Q- модулированного сигнала передаваемый и принимаемый сигнал не могут быть разнесены в различные частотные области, реализации SDSL в данном случае должны использовать механизм подавления эха передаваемого сигнала в приемнике (echo-cancellation).

Достоинства и недостатки алгоритма 2B1Q

Несомненным достоинством данного алгоритма является простота и дешевизна его реализации. Немаловажным фактором является также наличие большого числа регламентирующих документов (в том числе спецификация ANSI Tl.601-1999, ISDN Basic Access Interface for Use on Metallic Loops for Application at the Network Side of NT, Layer 1 Specification).
К недостаткам этого метода линейного кодирования следует отнести крайне невысокую спектральную эффективность и, следовательно, ограниченные возможности для передачи информационного сигнала по зашумленным линиям с большим затуханием. Возможности использования амплитудной модуляции вообще не очень высоки, так как в данном случае число уровней квантования растет со скоростью 2N, где N - число передаваемых за период модулированного сигнала разрядов, что приводит к резкому уменьшению теоретически достижимого соотношения сигнал/шум. Кроме того, спектр амплитудно-импульсного модулированного сигнала, как было показано выше, является бесконечным и его максимум приходится на диапазон звуковых частот.
Несмотря на то, что перечисленные выше факторы, несомненно, будут ограничивать применение этого типа линейного кодирования в перспективных xDSL системах с интеграцией услуг, несомненные достоинства алгоритма 2B1Q позволят достаточно эффективно его применять для построения дешевых систем симметричного доступа.

Алгоритм модуляции QAM

Описание алгоритма

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) представляет собой разновидность многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции. Этот алгоритм широко используется при построении современных модемов ТЧ.
При использовании данного алгоритма передаваемый сигнал кодируется одновременными изменениями амплитуды синфазной (I) и квадратурной (Q) компонент несущего гармонического колебания (fc), которые сдвинуты по фазе друг относительно друга на л/2 радиана. Результирующий сигнал Z формируется при суммировании этих колебаний. Таким образом, QAM -модулированный дискретный сигнал может быть представлен соотношением:

Этот же сигнал также может быть представлен в комплексном виде:

Z=I+j*Q, или
Z_m = A_m*exp(2лf_ct+ф_m), где

Таким образом, при использовании квадратурной ампли­тудной модуляции передаваемая информация кодируется одновременными изменениями амплитуды и фазы несущего колебания. На рисунке представлен принцип формирования результирующего колебания Z (вектор отмечен зеленым цветом) путем суммирования вектора квадратурной составляющей Q (отмечен зеленым цветом) с вектором синфазной составляющей I (на рисунке он отмечен синим цветом). Амплитуда вектора Z определяется соотношением А_m, а угол, который этот вектор образует с осью абсцисс, определяется соотношением ф_m.
Для данного алгоритма существенно, что при модулировании синфазной и квадратурной составляющей несущего колебания используется одно и то же значение дискрета изменения амплитуды. Поэтому окончания векторов модулированного колебания образуют прямоугольную сетку на фазовой плоскости действительной -Re{Z} и мнимой составляющей вектора модулированного сигнала - Im{Z}. Число узлов этой сетки определяется типом используемого алгоритма QAM. Схему расположения узлов на фазовой плоскости модулированного QAM колебания принято называть созвездием (constellation). Для указания типа алгоритма QAM принята следующая схема обозначения:

QAM - <число>

«число» обычно представляет собой значение вида 2^N и соответствует количеству узлов на фазовой сетке, а также максимальному количеству различных значений вектора модулированного сигнала. Следует отметить, что в данном случае значение N соответствует показателю спектральной эффективности используемого алгоритма. На рисунке приведена упрощенная структурная схема формирователя QAM-модулированного сигнала. На первом этапе преобразования последовательность битов D {d0 di,... dk}, которая поступает от источника сигнала, преобразуется в последовательность двумерных модуляционных символов М {m0 mi, ... nrij}. Число битов в этом символе равно значению N (для алгоритма QAM-16 N=log₂l6=4).

Формирователь кодовых символов преобразует двумерный кодовый символ m_j в пару кодовых символов и . Для алгоритма QAM-16 допустимые значения и принадлежат множеству {1,3,-1,-3} и определяют соответственно значения действительной и мнимой координаты вектора модулированного колебания. Сформированные значения A {} и В {} используются для амплитудной модуляции синфазной I и квадратурной Q составляющих несущего колебания. На последнем этапе преобразования выполняется суммирование этих колебаний и формирование результирующего сигнала Z
На приведенном ниже рисунке представлено расположение векторов модулированного колебания - созвездие для алгоритма QAM-16. Красным цветом отмечены значения модуляционных символов, которым соответствуют указанные точки на фазовой плоскости модулированного колебания {m₃, m₂,m_i,m₀}. Для алгоритма QAM-16 пара {m₃, m₂} определяет номер квадранта фазовой плоскости или знаки действительной и мнимой координаты вектора модулированного колебания:

00 Sign(Re{Z})=l,  Sign(Im{Z})=l
10 Sign(Re{Z})=l,  Sign(Im{Z})=-l
01 Sign(Re{Z})=-l, Sign(Im{Z})=l
11 Sign(Re{Z})=-l, Sign(Im{Z})=-l

Для этого алгоритма пара {mi,m0} определяет значения амплитуды действительной и мнимой координаты вектора модулированного ко­лебания соответственно.

В таблице представлены значения кодовых символов и , которые соответствуют значениям младших разрядов модуляционного символа {m_i,m₀}. Преобразование модуляционных символов в кодовые символы выполняется с применением алгоритмов Грея для помехоустойчивого кодирования данных. Так векторам модулированного колебания, которые находятся близко один от другого на фазовой плоскости, ставятся в соответствие значения кодовых символов, которые отличаются значениями только одного бита. В качестве примера могут быть рассмотрены два вектора Z=l+j и Z=l+3j, которым соответствуют кодовые символы {0,0} и {0,1}.

Характеристики алгоритма

В настоящее время наибольшее распространение получили несколько вариантов QAM: алгоритм модуляции QAM-4, который кодирует информационный сигнал изменением фазы несущего колебания с шагом л/2. Этот алгоритм модуляции имеет название QPSK (Quadrature Phase Shift Keying - Квадратурная фазовая манипуляция). Большое распространение получили также алгоритмы QAM-16,32, 64, 128 и 256. Ал­горитм квадратурной амплитудной модуляции, по сути, является разновидностью алгоритма гармонической амплитудной модуляции и поэтому обладает следующими важными свойствами:

• Ширина спектра QAM модулированного колебания не превышает ширину спектра модулирующего сигнала
• Положение спектра QAM модулированного колебания в частотной области определяется номина­лом частоты несущего колебания

Эти полезные свойства данного алгоритма обеспечивают возможность построения на его основе высокоскоростных ADSL систем передачи данных по двухпроводной линии с частотным разделением принимаемого (downstream) и передаваемого (upstream) информационных потоков. Конкретная реализация алгоритма QAM определяет значения следующих параметров:

• Размерность модуляционного символа (log₂ количества точек созвездия) N [бит]
• Значение символьной скорости f_Symbol [Кбод/сек]
• Центральная частота (central rate f_c)

Значение информационной скорости V - скорости передачи данных для алгоритма QAM - определяется следующим соотношением:

V = N * f_Symbol

Проект стандарта Т1.413 ANSI предписывает использование следующих значений символьных скоростей в ADSL - системах передачи данных:

Таким образом, при использовании символьной скорости 136 Kbaud, алгоритм QAM-256 позволяет обеспечить передачу данных со скоростью 1088 Кбит/сек. Центральная частота f_c для конкретной реализации алгоритма модуляции определяется соотношением:

f_H - нижняя граница спектра модулированного сигнала
f_symbol- значение символьной скорости
f_B- верхняя граница спектра модулированного сигнала

Энергетический спектр сигнала

Параметры огибающих линий (масок) энергетических спектров модулированных сигналов ADSL приведены в стандарте Т1.413 ANSI. Использование этих масок обеспечивает необходимый уровень электромагнитной совместимости сигналов различной природы, которые передаются по различным парам в одном кабеле. Независимо от типа используемого алгоритма модуляции, энергетический спектр модулированного сигнала не должен выходить за пределы установленной маски.
На приводимом ниже рисунке представлено схематическое изображение маски для исходящего (UPSTREAM) потока ADSL.

Характерные для данной маски частотные диапазоны приведены в таблице:

Диапазон №1 не используется для передачи данных в технологии ADSL. В диапазоне №2 должна быть размещена основная часть спектра полезного сигнала. Диапазон №3 не используется для передачи исходящего потока данных ADSL и предназначен для приема входящего потока.
Примерно такую же форму имеет маска для входящего (DOWNSTREAM) потока ADSL.

Характерные для маски входящего потока ADSL частотные диапазоны приведены в таблице:

Диапазон №1 не используется для передачи данных в технологии ADSL. Диапазон №2 не используется для приема входящего потока данных ADSL и предназначен для передачи входящего потока. В диапазоне №3 должна быть размещена основная часть спектра полезного сигнала. Алгоритм модуляции QAM может быть использован для формирования линейного сигнала VDSL- устройств. На приводимом ниже рисунке представлено схематическое изображение спектра сигнала QAM-16, который обеспечивает передачу данных со скоростью 26 Мбит/сек - (6.5 Мбод). Представленный график был получен на двухпроводной линии длиной 1300 метров (4000 ft). Эта линия имела сечение 0.5 мм (26 AWG) и пассивное ответвление (bridge-tap) длиной около 10 метров (30 ft). Наличие пассивных отводов на линии при использовании алгоритма модуляции QAM является одним из факторов, которые приводят к существенному уменьшению значения соотношения сигнал/шум (SNR) у принимаемого сигнала. На приведенной выше диаграмме красным пунктиром отмечено искажение спектра модулированного колебания -провал на частоте fc (5.4 MHz), которое вызвано именно наличием пассивного ответвления на линии.
Помехоустойчивость алгоритма QAM обратно пропорциональна его спектральной эффективности. Воздействие помех приводит к возникновению не контролируемых изменении амплитуды и фазы передаваемого по линии сигнала. При увеличении числа кодовых точек на фазовой плоскости расстояние между ними Р уменьшается и, следовательно, возрастает вероятность ошибочного распознавания искаженного принятого вектора Zm* на приемной стороне. Предельный уровень допустимых амплитудных и фазовых искажений модулированного QAM сигнала представляет собой круг диаметром Р. Центр этого круга совпадает с узлом квадратурной сетки на фазовой плоскости. Заштрихованные области на рисунке соответствуют координатам искаженного вектора модулированного QAM - колебания при воздействии на полезный сигнал помехи, относительный уровень которой определяется соотношением 20dB < SNR <30dB.
На диаграмме, которая приведена ниже, сплошными линиями представлены зависимости ожидаемого значения BER (Bit Error Rate) от соотношения SNR для различных вариантов алгоритма QAM-модуляции. Использование дополнительного кодирования (пунктирные линии), например, по алгоритму Рида-Соломона (Reed-Solomon) позволяет повысить помехоустойчивость модулированного сигнала.

Достоинства алгоритма

Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции является относительно простым для реализации и в то же время достаточно эффективным алгоритмом линейного кодирования xDSL сигналов. Современные реализации этого алгоритма обеспечивают достаточно высокие показатели спектральной эффективности. Как уже было отмечено выше, ограниченность спектра, относительно высокий уровень помехоустойчивости QAM-модулированного сигнала обеспечивают возможность построения на основе этой технологии высокоскоростных ADSL и VDSL систем передачи данных по двухпроводной линии с частотным разделением принимаемого и передаваемого информационных потоков.

Недостатки алгоритма

К недостаткам алгоритма можно отнести относительно невысокий уровень полезного сигнала в спектре модулированного колебания. Этот недостаток является общим для алгоритмов гармонической амплитудной модуляции и выражается в том, что максимальную амплитуду в спектре модулированного колебания имеет гармоника с частотой несущего колебания. Поэтому данный алгоритм в чистом виде достаточно редко используется на практике. Гораздо большее распространение получают алгоритмы, которые используют основные принципы QAM и в то же время свободны от его недостатков (например - алгоритм САР).

Алгоритм модуляции САР

Алгоритм амплитудно-фазовой модуляции с подавлением несущей carrier less amplitude modulation/phase modulation (CAP) является одним из наиболее широко используемых в настоящее время на DSL линиях алгоритмов модуляции. Этот алгоритм был разработан специалистами компании GlobeSpan Inc. в то время, когда эта компания была частью компании Paradyne в составе AT&T. В настоящее время патент на использование алгоритма амплитудно - фазовой модуляции с подавлением несущей для формирования линейного кода принадлежит компании GlobeSpan Inc. Алгоритм САР представляет собой одну из разновидностей алгоритма QAM, его особенность заключается в специальной обработке модулированного информационного сигнала перед его отправкой в линию. В процессе этой обработки из спектра модулированного сигнала исключается составляющая, которая соответствует частоте несущего колебания QAM. После того, как приемник принимает переданный информационный сигнал, он сначала восстанавливает частоту несущего колебания, а после этого восстанавливает информационный сигнал. Такие манипуляции со спектром выполняются для того, чтобы уменьшить долю неинформативной составляющей в спектре передаваемого информационного сигнала. Это в свою очередь делается для того, чтобы обеспечить большую дальность распространения сигнала и уменьшить уровень перекрестных помех у сигналов, которые передаются одновременно в одном кабеле.

Описание алгоритма

На первый взгляд, название алгоритма звучит достаточно парадоксально и заставляет вспомнить сюжет русской народной сказки о каше из топора. Действительно, из модулированного сигнала предлагается исключить именно ту гармоническую составляющую, которая должна была использоваться для переноса полезного сигнала. Однако если более подробно рассмотреть схему формирования сигнала, станет понятно, что алгоритм САР в части формирования линейного кода практически ничем не отличается от классических алгоритмов гармонической амплитудной модуляции.
Синим цветом на рисунке, который приведен выше, отмечен спектр передаваемого полезного сигнала. Максимальная частота этого сигнала имеет значение f_max Частота модулирующего колебания - носителя имеет значение f_c. После выполнения процедуры гармонической амплитудной модуляции спектр полезного сигнала переносится в область частоты f_c и приобретает зеркальные составляющие. На рисунке этот спектр помечен зеленым цветом. Для обеспечения восстановления переданного сигнала на приемном окончании достаточно передать только одну из зеркальных компонент спектра модулированного сигнала. Гармоника с частотой f_c также является компонентом спектра модулированного сигнала, однако при восстановлении сигнала и без неё тоже можно обойтись. Теоретически, амплитуда этой гармоники несет информацию об уровне постоянной составляющей передаваемого сигнала (составляющая спектра сигнала с частотой = 0). В силу этого данная гармоника не является в полной мере информативной, и её потеря не повлияет на качество восстановленного принятого сигнала. Хотя исключение гармоники f_c из передаваемого сигнала приводит к возникновению определенных трудностей при восстановлении принятого сигнала, эта процедура вполне оправдана, поскольку позволяет существенно уменьшить уровень неинформативного сигнала, который передается в линию. Красным цветом на приведенном выше рисунке показан спектр модулированного колебания, который сформирован в соответствии с принципами алгоритма САР.
Таким образом, основные принципы формирования линейного кода алгоритма САР соответствуют принципам формирования линейного кода QAM. Отличия указанных алгоритмов заключаются во включении дополнительных процедур, которые используются для формирования и восстановления спектра САР -модулированного сигнала.

Одна из возможных функциональных схем формирования сигнала, модулированного в соответствии с принципами алгоритма САР, представлена на рисунке, который приведен ниже.
В данном случае для подавления гармоники несущего колебания используются синфазный и квадратурный фильтры. Для адекватного восстановления сформированного таким образом сигнала на приемной стороне должны быть выполнены соответствующие процедуры по восстановлению несущего колебания. После восстановления несущей, приемник, который функционирует в соответствии с алгоритмом САР, восстанавливает собственно переданный сигнал, используя при этом те же алгоритмы, что и приемник QAM - модулированного колебания. Поэтому, по крайней мере, теоретически, приемник САР может взаимодействовать с передатчиком QAM.

Характеристики алгоритма

Алгоритм САР может быть использован для формирования линейного кода в различных технологиях DSL. На приведенном ниже рисунке представлено схематическое изображение спектров САР - модулированных MSDSL сигналов. В данном случае применение алгоритма САР целесообразно, поскольку при использовании пересекающихся частотных диапазонов передаваемого и принимаемого сигналов одним из основных факторов, который ограничивает дальность распространения сигнала в линии, является степень эффективности подавления в приемнике эха передаваемого сигнала (echo can­cellation). Поскольку в общем случае, уровень сигнала который передается в линию формирователями САР, ниже (за счет подавления несущей), следовательно, меньше будет и уровень эха от передатчика.

С не меньшим успехом этот алгоритм может быть использован для формирования линейного кода в асимметричных высокоскоростных приемо-передающих системах технологий ADSL и VDSL. Для этих технологий существенным фактором является возможность частотного разделения информационных сигналов, которые одновременно принимаются и передаются по одной паре проводов. На приведенном ниже рисунке представлено схематическое изображение спектра САР - модулированного RADSL сигнала.

Зеленым цветом на этом рисунке обозначен спектр передаваемого пользователем сигнала (Upstream). Красным цветом - спектр сигнала, который принимается пользователем (Downstream). Пунктирной линией на рисунке обозначены уровни перекрестных помех, которые вызваны передачей сигналов такого же типа по всем остальным 49 парам проводов данного кабеля и регистрируются на ближнем конце (NEXT).
Приведенная справа таблица представляет зависимость относительного соотношения сигнал/шум SNR* от типа используемого алгоритма САР. В соответствии с определением значение относительного соотношения SNR* соответствует уровню помехи, при которой BER у принимаемого сигнала не будет превышать значения 10^-7. Обращает на себя внимание тот факт, что, как и в случае QAM, помехоустойчивость алгоритма модуляции уменьшается при повышении его спектральной эффективности.

Достоинства алгоритма

Поскольку алгоритм амплитудно-фазовой модуляции с подавлением несущей является, по сути, алгорит­мом типа QAM, ему свойственны все положительные качества, которые присущи этому классу алгоритмов - относительная простота реализации и высокая спектральная эффективность. Несомненным достоинством собственно алгоритма САР является высокая энергетическая эффективность формируемого сигнала. Именно этот алгоритм теоретически способен обеспечить максимальные значения соотношения SNR и, следовательно, передачу сигнала на наибольшие расстояния. Все эти полезные качества алгоритма модуляции САР позволяют применять его для построения эффективных и экономичных приемо­передающих устройств широкого спектра технологий DSL - от SDSL до VDSL.

Недостатки алгоритма

Основным недостатком этого метода является отсутствие стандартизирующего документа, который определяет процедуры, в соответствии с которыми выполняется преобразование сигнала. Отсутствие этого документа объясняется рядом политических и экономических причин. Одной из причин, которые приводят к сдерживанию внедрения этой технологии, является сильная поддержка альтернативной по отношению к САР - технологии DMT, которую оказывает комитет Т1Е1 ANSI. Другой причиной является недостаточная гибкость лицензионной политики, которую проводит хозяин патента на САР компания GlobeSpan. Эти причины, которые нельзя назвать техническими в то же время являются достаточно вескими, для того, чтобы сдерживать процессы внедрения алгоритма САР в перспективные системы DSL.

Алгоритм модуляции DMT

Вопреки существующему мнению, многочастотный алгоритм discrete multi tone (DMT) не является принципиально новым. Основные положения этого алгоритма модуляции были сформулированы и запатентованы специалистами Amati Communications (в настоящий момент эта компания является частью Texas Instruments Internet Access group) ещё в начале 1990 годов. В 1993 году технология была выбрана ANSI в качестве алгоритма линейного кодирования для перспективных систем передачи данных. Сложность технической реализации данного алгоритма на первоначальном этапе развития DSL - технологий ограничивала область его возможного применения. Однако на настоящий момент алгоритм DMT имеет многочисленные технические реализации и является одним из основных алгоритмов модуляции наиболее перспективных технологий ADSL и VDSL.

Описание алгоритма

Алгоритм DMT построен по принципиально иной, чем у представленных выше алгоритмов, схеме. В отличие от алгоритмов QAM, данный алгоритм использует не одну, а группу частот несущих колебаний. При использовании этого алгоритма модуляции весь расчетный частотный диапазон линии делится на несколько участков шириной по 4.3125 кГц. Каждый из этих участков используется для организации независимого канала передачи данных.

Каждый из этих участков используется для организации независимого канала передачи данных.
На приведенном слева рисунке представлен вариант частотной организации входящего потока стандарта G.DMT для варианта «echo cancellation». Для данного варианта в направлении абонента организуется 249 частотных каналов. Кроме того, для этого варианта характерно, что частотные диапазоны, которые используются для передачи данных входящего и исходящего информационных потоков перекрываются. На приведенном ниже рисунке представлен вариант частотной организации входящего потока G.DMT.

На этапе проверки качества линии передатчик, исходя из уровня помех в частотном диапазоне участка, для каждого из этих каналов выбирает подходящую модуляционную схему. На чистых каналах с малым уровнем шумов могут быть использованы алгоритмы с большими значениями 0, например, QAM 64, в то время, как на более зашумленных участках могут быть использованы более простые алгоритмы модуляции, например QPSK. Очевидно, что использование такого принципа регулирования скорости передачи данных, позволяет наиболее точно согласовывать параметры модулированного сигнала с параметрами линии, по которой он будет передаваться. При передаче данных информация распределяется между независимыми каналами пропорционально их пропускной способности, приемник выполняет операцию демультиплексирования и восстанавливает исходный информационный поток. Рисунки, которые приведены ниже, иллюстрируют описанный выше процесс адаптации.

На представленном выше рисунке зеленым цветом обозначена неадаптированная частотная характеристика DMT - передатчика. Красным цветом выделена кривая зависимости затухания в линии от частоты передаваемого сигнала. Линией синего цвета обозначена частотная помеха, которая постоянно действует в сравнительно небольшом участке в пределах рабочего диапазона частот передатчика.

После выполнения операций согласования пропускной способности элементарных каналов с приведенными частотными характеристиками линии, зависимость скоростей передачи данных от частотного номера элементарного канала будет соответствовать кривым, которые приведены на предыдущем рисунке.

Достоинства алгоритма

Алгоритм модуляции DMT представляет собой дальнейшее развитие идеи, которая была положена в основу алгоритмов QAM. В силу этого, он, безусловно, способен обеспечить высокую скорость и надежность передачи данных. К дополнительным достоинствам этого алгоритма, безусловно, относятся возможность оперативной и точной адаптации приемо-передающих устройств к характеристикам линии и практически повсеместное признание этого алгоритма стандартизующими организациями (в первую очередь -ANSI).

Недостатки алгоритма

Недостатками алгоритма модуляции DMT можно считать его громоздкость и недостаточную технологичность. Алгоритм DMT является наиболее сложным для аппаратной реализации среди всех алгоритмов, которые в настоящее время используются для формирования линейного кода устройств DSL. В то же время, дискуссии о том, насколько оправдана эта сложность и насколько способность к адаптации этого алгоритма соответствует характеристикам реальных линий, после утверждения DMT в качестве основного алгоритма линейного кодирования стандартов ANSI для ADSL и VDSL вряд ли целесообразны.

Алгоритм модуляции OFDM

Алгоритм orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) является упрощенным вариантом алгоритма DMT. В отличие от DMT, алгоритм OFDM использует единое значение спектральной эффективности 0 для всех частотных каналов.

Описание алгоритма

Основные принципы и алгоритмы, в соответствии с которыми производится формирование линейного кода OFDM, соответствуют принципам DMT. Единственное, однако, существенное отличие этих двух алгоритмов заключается в способе управления пропускной способностью элементарных каналов. Значения пропускной способности элементарных частотных каналов, которые формируются алгоритмом DMT, могут отличаться в различных частотных диапазонах. Алгоритм OFDM использует одно значение пропускной способности и скорости передачи данных для элементарных каналов всего частотного диапазона.

Достоинства алгоритма

К достоинствам многочастотных алгоритмов относится обеспечение высоких скоростей передачи данных и способность нивелировать воздействие на сигнал помех, которые возникают в линии. Несомненным достоинством этих методов также является наличие для них стандартов ITU и ANSI. По сложности реализации, алгоритм OFDM занимает промежуточную позицию между алгоритмами САР и DMT, что делает возможным его применение в мало серийных приложениях.

Недостатки алгоритма

Недостатком алгоритма OFDM можно считать невозможность избирательной адаптации пропускной способности элементарных каналов к частотным характеристикам линии. Элементарные частотные каналы OFDM разделены должны быть разделены технологическими заградительными интервалами. Чем большее будет число элементарных частотных каналов, тем шире будет совокупная длина частотного интервала, который не может быть использован непосредственно для передачи данных. Следствием этого является невысокая эффективность использования полосы пропускания линии в данном случае.

Заключение

Разнообразие существующих в настоящее время алгоритмов модуляции, которые могут быть использованы для формирования линейного кода, предоставляет для разработчиков и специалистов по эксплуата­ции телекоммуникационного оборудования возможность выбора оптимального для конкретной реализации решения.
Положительные качества, которые свойственны решениям на базе 2B1Q, позволят в обозримом будущем достаточно эффективно использовать HDSL и SDSL - системы, которые построены на использовании этого алгоритма. В перспективных системах целесообразно применение решений, которые основаны на промышленных реализациях алгоритма QAM - САР и DMT.
Автор  Александр Филимонов, www.bilim.com
По материалам http://inform.p-stone.ru/

Источник http://www.adslclub.ru/new/02/01/08/02.html

Есть информация о - Электромагнитные наводки

Технология ADSL (автор - Джефф Ньюман)

 

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) — это одна из разновидностей технологий xDSL, предоставляющих пользователям по приемлемой цене широкополосную среду передачи между относительно близко расположенными друг к другу узлами сети.

Исследования и разработки в области ADSL стимулировались за счет вложений телефонных компаний, которые в отличие от обычного широковещательного телевидения хотели поставлять пользователям видеопрограммы по требованию. Прогресс в разработке технологии ADSL сделал ее пригодной не только для цифрового телевизионного вещания, но и для множества других высокоскоростных интерактивных приложений, например таких, как доступ к Интернет, доставка корпоративной информации в удаленные офисы и филиалы, а также аудио- и видеоинформации по требованию. При наилучших условиях эксплуатации и приемлемых расстояниях с помощью технологии ADSL можно передавать данные на скоростях до 6 Мбит/с в прямом направлении (по некоторым версиям, до 9 Мбит/с) и 1 Мбит/с в обратном.

Аппаратура ADSL передает данные приблизительно в 200 раз быстрее, чем обычные аналоговые модемы, у которых средняя устойчивая скорость передачи около 30 Кбит/с, причем в той же физической среде распространения.

Сотрудники журнала Network Computing провели в лаборатории MCI Developers Lab, тестирование ADSL-модемов производства фирм Amati Communications (ATU-C и ATU-R), Aware (Ethernet Access Modem) и Paradyne (5170/5171 ADSL Modem) и по их работе оценили преимущества и недостатки технологии ADSL.

В итоге при испытаниях устройств ADSL с довольно большой нагрузкой не было выявлено каких-либо значительных недоработок, так что с инженерной точки зрения эта технология готова к внедрению. Если учесть, что стоимость оборудования и услуг любой технологии уменьшается по мере ее внедрения, то имеет смысл уже сейчас начинать переговоры с телефонными компаниями.

Дополнительная проводка не нужна

Основное преимущество технологии ADSL заключается в том, что она использует повсеместно применяемую сегодня витую пару медных проводов. Кроме того, в этом случае отсутствует необходимость в дорогой модернизации коммутаторов, прокладке дополнительных линий и их терминировании, как это имеет место в случае с ISDN. Технология ADSL также позволяет работать с уже существующим оконечным телефонным оборудованием. В отличие от ISDN, которая опирается на коммутируемые соединения (ее тарифы зависят от продолжительности сеанса связи и степени использования канала) ADSL является службой с выделенными каналами.

Сигналы передаются по паре проводов между двумя ADSL-модемами, установленными на удаленном узле сети и на местной АТС. Сетевой ADSL-модем преобразует цифровые данные от компьютера или какого-либо другого устройства в аналоговый сигнал, пригодный для передачи по витой паре. Для контроля четности в передаваемую цифровую последовательность вставляются избыточные биты. Это гарантирует надежность доставки информации до телефонной станции, где эта последовательность демодулируется и проверяется на наличие ошибок.

Однако совсем необязательно доводить сигнал до телефонной станции. Например, если офисы филиалов расположены в пределах небольшого городка, используют проложенные между ними пары проводов. При этом "удаленный" ADSL-модем, работающий в режиме приема, и "центральный", передающий ADSL-модем можно соединить медным проводом без каких-либо дополнительных промежуточных элементов между ними. Соединение офисов, разнесенных на большие расстояния один от другого при условии, что каждый из них расположен сравнительно близко от "своей" АТС, осуществляется с помощью предоставляемых телефонными компаниями магистральных линий.

Применение технологии ADSL позволяет пересылать несколько типов данных на различных частотах одновременно. Мы имели возможность выбирать наилучшую частоту передачи для каждого конкретного приложения (для данных, речи и видео). В зависимости от метода кодирования, применяемого в конкретной реализации ADSL, на качество сигнала влияют длина соединения и электромагнитные наводки.

При совокупном использовании линии для передачи данных и телефонии последняя будет работать и без дополнительного электропитания, как это необходимо в случае с ISDN. При сбоях в электропитании обычная телефония продолжит работу, получая ток, подаваемый в линию телефонной компанией. Однако для передачи данных ADSL-модемы необходимо подключить к сети переменного тока.

Большинство ADSL-устройств рассчитаны на совместную работу с устройством разделения полосы частот, применяемым в обычной телефонии (Plain Old Telephone Service — POTS) и называемым расщепителем (splitter) частот. Эти функциональные особенности ADSL создают ей репутацию надежной технологии. Она к тому же является и безвредной, поскольку в случае аварии не оказывает никакого влияния на работу телефонии. ADSL кажется довольно элементарной технологией, в сущности таковой она и является. Установка и запуск ее — дело нетрудное. Просто подключите устройство к сети и телефонной линии, а все остальное предоставьте сделать телефонной компании.

Тем не менее эта технология имеет некоторые особенности, которые нужно учитывать при создании и эксплуатации вашей сети. Так, например, на устройства ADSL могут повлиять отдельные физические факторы, присущие передаче сигналов по паре проводов. Наиболее важный из них — затухание в линии. Кроме того, на надежности и пропускной способности канала передачи данных могут отразиться значительные электромагнитные наводки на кабель, особенно со стороны сети самой телефонной компании.

Типы линейного кодирования

В модемах ADSL применяются три типа линейного кодирования, или модуляции: дискретная многотональная модуляция (Discrete Multitone — DMT), амплитудно-фазовая модуляция без несущей (Carrierless Amplitude/Phase — CAP) и редко используемая квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation — QAM). Модуляция необходима для установления соединения, передачи сигналов между двумя ADSL-модемами, согласования скорости, идентификации канала и коррекции ошибок.

Лучшей считается модуляция DMT, так как с ее помощью обеспечивается более гибкое управление шириной полосы и реализовать ее проще. По этой же причине Американский национальный институт по стандартизации (American National Standards Institute — ANSI) принял ее в качестве стандарта для линейного кодирования ADSL-каналов.

Однако многие не согласны, что модуляция DMT лучше CAP, поэтому мы решили испытать их обе. И хотя использованные в наших тестах модемы являлись ранними реализациями, все они работали превосходно. В итоге мы убедились в следующем: ADSL-модемы на базе DMT действительно более устойчивы при передаче сигнала и могут работать на больших расстояниях (до 5,5 км).

Следует заметить, что пользователям беспокоиться о методе линейного кодирования канала нужно только на участке между модемами (например, от вашего офиса до АТС поставщика услуг). Если эти устройства используются в сетях коммутации пакетов, например в Интернет, забота о возможных конфликтах между узлами сетей не ваше дело.

Для тестирования мы использовали медную пару с проволокой калибра 24, у которой затухание сигнала равно 2—3 дБ на каждые 300 м. По спецификации, длина ADSL-линии не должна превышать 3,7 км (затухание около 20 дБ), но хорошие ADSL-модемы могут надежно функционировать и на гораздо больших расстояниях. Мы также выяснили, что фактическая дальность действия большинства модемов превышает 4,6 км (26 дБ). ADSL-модемы на базе DMT работали на максимально возможном в наших условиях расстоянии — 5,5 км — на скоростях 791 Кбит/с в прямом и 582 Кбит/с в обратном направлении (измеренное затухание сигнала в линии равно 31 дБ).

Оба ADSL-модема на базе CAP работали на скоростях 4 Мбит/с в прямом и 422 Кбит/с в обратном направлении на расстоянии 3,7 км. При меньшей скорости (2,2 Мбит/с) на расстоянии 4,6 км работал только один модем.

Кроме только что описанных, мы проводили тесты, в которых воспроизводили реальные условия на линиях, например проверяли работу с мостами-ответвлениями (bridge taps), часто используемыми в телефонии. Мост-ответвление — это разомкнутая телефонная линия, отходящая в сторону от основной. Как правило, эта дополнительная линия не используется и, следовательно, не создает дополнительных перекрестных помех в основной линии, но существенно увеличивает затухание в ней. Поэтому удивительно, что некоторые тестируемые модемы нормально работали при длине ответвления 1,5 км и длине основной линии 3,7 км. При увеличении длины основной линии до 4,6 км надежность передачи сигнала становилась ниже допустимого уровня лишь в случае увеличения длины ответвления до 300 м.

Электромагнитные наводки

Электромагнитные наводки на ближнем и дальнем концах (Near-End Crosstalk — NEXT; Far-End Crosstalk — FEXT) линии являются формами электромагнитной интерференции, искажающими сигнал в ADSL-канале и таким образом отрицательно влияющими на его декодирование. Наводки такого типа могут возникать на любом конце соединения, если рядом с линией ADSL проходит какая-либо линия, несущая посторонние сигналы, например T1 или другая линия ADSL.

Электромагнитное поле, излучаемое одними проводами, наводит помехи в других проводах и вызывает ошибки передачи данных. Для протестированных нами модемов воздействие смежной загруженной линии T1 на поток данных, передаваемый по линии ADSL, оказалось минимальным, а качество передачи сигналов по линиям ADSL и T1 не ухудшилось. Такое воздействие на АТС, вероятнее всего, усилится в том случае, если несколько линий T1 и несколько линий ADSL будут перемежаться друг с другом. При прокладке ADSL-каналов телефонная компания должна учитывать такое взаимное влияние линий.

Еще одна помеха, возникающая при передаче сигнала по ADSL-линии, — шум амплитудной модуляции (Amplitude Modulation — AM). Он аналогичен шуму, который возникает на линии, проходящей вблизи мощных электрических приборов, в частности таких, как холодильники и лазерные принтеры, или вблизи мощных моторов, установленных в шахте лифта. Инженеры MCI, проводившие тесты модемов, прикладывали импульсное напряжение с амплитудой до 5 В к витой паре, протянутой параллельно нашей ADSL-линии, однако уровень битовых ошибок оставался на приемлемом уровне. Фактически таким воздействием на модемы в наших тестах можно было пренебречь.

По нашему мнению, до широкого внедрения технологии ADSL в сетях общего пользования осталось около года. Пока же она находится в стадии разработки и оценивается возможность ее применения. Однако уже сейчас технология ADSL используется в сетях корпораций и небольших городков. Многие фирмы начали выпускать продукты для ADSL. Широкая полоса пропускания и устойчивость к шуму первых версий ADSL-модемов, участвовавших в наших испытаниях, подтвердили их высокую надежность. Теперь при модернизации вашей сети и увеличении числа пользователей уже нельзя пренебречь технологией ADSL

Джефф Ньюман

Опубликовано в журнале "Сети и системы связи" № 7, 1997 г.

 

Источник http://www.adslclub.ru/new/02/01/03.html

Технология ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асимметричная цифровая абонентская линия) входит в число технологий высокоскоростной передачи данных, известных как технологии DSL (Digital Subscriber Line — Цифровая абонентская линия) и имеющих общее обозначение xDSL. К другим технологиям DSL относятся HDSL (High data rate Digital Subscriber Line — Высокоскоростная цифровая абонентская линия), VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line — Сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и другие. Технология ADSL является асимметричной технологией. Скорость входящего потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону клиента) выше, чем скорость исходящего потока данных (т.е. данных, передаваемых от пользователя в сторону сети). Данная особенность определена тенденциями рынка Интернет. По статистике, входящий трафик в несколько раз, а иногда и на порядок, превышает исходящий. Такое соотношение скоростей обуславливает оптимальную производительность.

Принцип построения ADSL

Асимметричная технология ADSL позволяет абоненту обычной телефонной линии достигать высочайших скоростей передачи данных — до 1,5 Мбит/с «от себя» и до 8 Мбит/с «к себе». При этом обеспечивается высокое качество связи: BER от 10Е-8 до 10Е-10, что сравнимо с качеством, предоставляемым волоконно-оптическими линиями связи. ADSL обеспечивает скоростную передачу информации, в том числе видео, звука и мультимедиа-контента.

Чтобы воспользоваться сервисом ADSL, в помещении пользователя необходимо установить соответствующее терминальное устройство (ADSL Router) и через частотный разделитель (* ADSL сплиттер) подключить его к телефонной линии. К частотному разделителю подключается также обычный аналоговый телефон. При соблюдении определенных условий телефон и ADSL-терминал, работая параллельно, не оказывают никакого влияния друг на друга. ADSL-терминал соединяется с ПК или локальной сетью по интерфейсу Ethernet 100Base-TX и осуществляет все необходимые протокольные преобразования.

схема подключения по ADSL

Компания ООО «ПЛАСИНФО» предоставляет постоянный доступ в сеть Интернет по выделенной линии через сеть передачи данных общего пользования ОАО МГТС

Принципы построения СПД ОП компании МГТС Функционально СПД ОП подразделяется на три относительно независимые иерархические подсистемы:

• абонентского доступа;
• магистрального доступа;
• совокупность центров предоставления услуг.

Подсистема абонентского доступа включает в себя абонентские ADSL-терминалы, узлы доступа оператора на базе DSL-концентраторов (DSLAM), телефонную распределительную сеть, абонентские и станционные частотные разделители. DSLAM концентрирует поступающий от абонентских терминалов трафик в один мощный цифровой поток и направляет его в подсистему магистрального доступа. Подсистема магистрального доступа обеспечивает взаимодействие операторских узлов доступа как между собой, так и с центрами предоставления услуг (центральными офисами корпоративных сетей).

Центры предоставления услуг — это узлы контент- и Internet-провайдеров.

Информационные IP-пакеты, генерируемые как в локальных сетях клиентов, так и персональными компьютерами, непосредственно подключенными к Internet, будут поступать на вход абонентского терминала в обрамлении стандарта Ethernet 802.3. Абонентский терминал производит преобразования, определенные протоколом RFC 1483 (Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5), т. е. разбивает и «укладывает» содержимое кадров Ethernet 802.3 в ячейки АТМ, снабжает последние адресом назначения и передает их на выход входящего в состав терминала ADSL-модема. Тот в соответствии со стандартом Т1.413 «инкапсулирует» АТМ-ячейки в цифровой поток, а затем трафик по телефонной линии поступает на DSLAM. Станционный концентратор осуществляет процедуру «восстановления» АТМ-ячеек из формата пакетов Т1.413 и направляет их по протоколу ATM Forum PVC (Permanent Virtual Circuit) в подсистему магистрального доступа (АТМ-сеть), которая и доставляет АТМ-ячейки по указанному в них адресу, т. е. на один из центров предоставления услуг. При реализации услуги доступа в Internet ячейки поступают по интерфейсу ОС-3с (155 Мбит/с) на маршрутизатор Internet-провайдера, выполняющий функцию терминального устройства в постоянном виртуальном канале (PVC) между абонентским терминалом и узлом Internet-провайдера. Маршрутизатор производит обратное (по отношению к абонентскому терминалу) преобразование: собирает поступающие ячейки АТМ и восстанавливает исходный кадр формата Ethernet 802.3. При передаче трафика из центра предоставления услуг к абоненту осуществляются совершенно аналогичные преобразования, только в обратном порядке. Другими словами, между портом Ethernet абонентского терминала и виртуальным портом маршрутизатора создается «прозрачная» локальная сеть протокола Ethernet 802.3, и все подключенные к абонентскому терминалу компьютеры воспринимают маршрутизатор Internet-провайдера как одно из устройств локальной сети.

Общим знаменателем при оказании услуг доступа в Internet является протокол сетевого уровня IP. Поэтому цепочку протокольных преобразований, осуществляемых в СПД ОП, можно представить следующим образом: клиентское приложение — пакет IP — кадр Ethernet (IEEE 802.3) — ячейки ATM (RFC 1483) — модулированный сигнал ADSL (T1.413) — ячейки ATM (RFC 1483) — кадр Ethernet (IEEE 802.3) — пакет IP — приложение на ресурсе в Internet.

* ADSL сплиттер - разделитель каналов голоса и данных, при подключении по технология стадарта ADSL G.dmt (FullRate). Обычно представляет из себя частотный фильтр с одним разъемом "Line" на входе и двумя "Phone" и "ADSL" на выходе. Позволяет работать ADSL-модему и телефонному/факс аппарату одновременно. 

 

Источник http://plus.ru/adsltech