DSL-модем - DSL modem

DSL-маршрутизатор Westell Model 6100 AXXDSL

Цифровая абонентская линия ( DSL ) модем представляет собой устройство , которое используется для подключения компьютера или маршрутизатора к телефонной линии , которая обеспечивает абонентскую цифровую линию услуги для подключения к Интернету , который часто называют DSL широкополосным доступом . Модем подключается к одному компьютеру через порт Ethernet, порт USB или устанавливается в слот PCI компьютера.

Более распространенный маршрутизатор DSL представляет собой автономное устройство, которое сочетает в себе функции модема DSL и маршрутизатора и может подключать несколько компьютеров через несколько портов Ethernet или встроенную точку беспроводного доступа . Маршрутизатор DSL, также называемый жилым шлюзом , обычно управляет подключением и совместным использованием службы DSL в домашней или небольшой офисной сети.

Описание

Маршрутизатор DSL состоит из коробки с разъемом RJ11 для подключения к стандартной абонентской телефонной линии. Он имеет несколько разъемов RJ45 для кабелей Ethernet для подключения к компьютерам или принтерам, создавая локальную сеть. Обычно он также имеет разъем USB, который можно использовать для подключения к компьютерам через кабель USB , чтобы обеспечить подключение к компьютерам без порта Ethernet. Беспроводной DSL маршрутизатор также имеет антенны , чтобы позволить ему выступать в качестве беспроводной точки доступа , поэтому компьютеры могут подключаться к нему формируя беспроводную сеть . Питание обычно подается шнуром от настенного трансформатора для защиты от бородавок .

Обычно он имеет серию светодиодных индикаторов состояния, которые показывают состояние частей линии связи DSL:

  • Индикатор питания - указывает на то, что модем включен и на него подается питание.
  • Индикаторы Ethernet - обычно есть индикаторы над каждым разъемом Ethernet. Постоянный (или иногда мигающий) свет означает, что соединение Ethernet с этим компьютером или устройством работает.
  • Индикатор DSL - постоянный индикатор указывает на то, что модем установил связь с оборудованием в местной телефонной станции ( DSLAM ), поэтому канал DSL по телефонной линии функционирует. Более новые модемы, поддерживающие соединение ADSL2 +, будут иметь по одному индикатору для каждой линии.
  • Индикатор Интернета - постоянный индикатор указывает на то, что IP-адрес и протокол DHCP инициализированы и работают, поэтому система подключена к Интернету.
  • Индикатор беспроводной связи - только в беспроводных модемах DSL, указывает на то, что беспроводная сеть инициализирована и работает

Многие маршрутизаторы предоставляют внутреннюю веб-страницу в локальную сеть для конфигурации устройства и отчетов о состоянии. Большинство маршрутизаторов DSL предназначены для установки заказчиком, для которого поставляется компакт-диск или DVD-диск с программой установки. Программа также может активировать услугу DSL. После включения маршрутизатора инициализация локальной сети и канала DSL может занять несколько минут, что обычно обозначается зеленым светом индикаторов состояния. Существуют также модемы PCI DSL, которые подключаются к свободному слоту карты PCI на компьютере.

Технология

Концепция DSL

Коммутируемую телефонную сеть общего , сеть коммутационных центров , магистральных линий, усилителей и переключателей , который передает телефонные звонки с одного телефона на другой, предназначен для переноса голосовых частот сигналов, и, следовательно , ограничена пропускной способностью 3,4 кГц. До DSL модемы голосового диапазона передавали информацию через телефонную сеть со звуковыми частотами в пределах этой полосы пропускания, что ограничивало их скорость передачи данных около 56 кбит / с. Однако медные провода, соединяющие телефоны с местным коммутационным центром ( телефонной станцией ), называемые абонентским шлейфом , на самом деле способны передавать гораздо более широкий диапазон частот, вплоть до нескольких мегагерц . Эта емкость не используется при обычном телефонном обслуживании. DSL использует эти более высокие частоты для передачи цифровых данных между модемом DSL и местным коммутационным центром, не мешая нормальной телефонной связи. В местном коммутационном центре данные передаются напрямую между телефонной линией клиента и линиями Интернета, поэтому сигналы DSL не проходят через саму телефонную сеть. Для установления соединения необязательно набирать телефонный номер; соединение DSL "включено", когда модем включен.

Передача информации

Устройство в локальном коммутационном центре, которое обменивается данными с модемом DSL, называется мультиплексором доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), который подключается непосредственно к Интернету. Местный коммутационный центр должен быть оборудован этими устройствами, чтобы предлагать услуги DSL.

С ADSL модем и DSLAM обмениваются данными по протоколу, называемому дискретной многотональной модуляцией (DMT), который является формой мультиплексирования с частотным разделением каналов . Модем использует только частоты выше 8 кГц, чтобы не мешать нормальной телефонной связи. Полоса пропускания линии между 8 кГц и примерно 1 МГц разделена на 247 отдельных каналов, каждый шириной 4 кГц. Отдельный сигнал несущей несет информацию в каждом канале. Таким образом, система действует как 247 отдельных модемов, работающих одновременно. Эти биты из входящих цифровых данных разделены и отправлены параллельно по каналам. Каждый поток данных отправляется с использованием кода исправления ошибок, что позволяет исправить незначительные битовые ошибки из-за шума на принимающей стороне. Большинство каналов являются однонаправленными, по ним передаются данные загрузки от DSLAM к модему, но некоторые на низкочастотном конце являются двунаправленными, чтобы нести меньшее количество загружаемого трафика. Модем постоянно контролирует качество передачи на каждом канале и, если оно слишком ухудшено, переключает сигнал на другие каналы. Модем постоянно переключает данные между каналами в поисках лучшей скорости передачи. Таким образом, помехи или линии низкого качества обычно не прерывают передачу, а только вызывают снижение скорости передачи данных модема.

Например, при загрузке веб-страницы пакеты данных веб-страницы передаются по оптоволоконным Интернет-линиям от серверного компьютера непосредственно к DSLAM на телефонной станции по соседству . В DSLAM они разделяются на 247 параллельных потоков данных. Каждый из них модулируется отдельным сигналом несущей и отправляется через отдельный частотный канал по телефонной линии абонента на модем DSL. Модем демодулирует несущую, извлекая поток данных из каждого сигнала несущей, выполняет исправление ошибок , снова объединяет данные в правильном порядке и отправляет их на компьютер по линии Ethernet или для беспроводной ( Wi-Fi ) сети. по радиосигналам.

Скорость передачи данных и доступ

Большинство потребительских линий DSL используют одну из нескольких разновидностей асимметричного DSL (ADSL). «Асимметричный» означает, что большая часть полосы пропускания линии предназначена для данных нисходящего потока (загрузки), чем данных восходящего потока (загрузка), поэтому скорость загрузки выше, чем скорость загрузки, потому что большинство пользователей загружают гораздо большие объемы данных, чем загружают. . Поскольку телефонные линии никогда не были предназначены для передачи таких высокочастотных сигналов, DSL чувствителен к расстоянию. Чем дальше от коммутационного центра находится модем, тем длиннее телефонные провода, тем слабее сигнал и тем ниже скорость передачи данных, которую может достичь модем. Пользователи в городах, близких к коммутационным центрам, могут иметь доступ к более высокоскоростному сервису, до 24 Мбит / с. Ограничение расстояния для ADSL составляет 18 000 футов (5,5 км или 3,4 мили). Однако другие устройства, установленные телефонной компанией на телефонных линиях, такие как нагрузочные катушки и перемычки , блокируют сигнал и могут исключить данную телефонную линию из службы DSL.

Фильтры

Основная статья: DSL-фильтр

Для предотвращения попадания сигнала DSL по телефонным линиям в телефоны, автоответчики, факсы и другие устройства, где он может вызывать помехи, модемы DSL поставляются с фильтрами нижних частот, которые необходимо подключать к телефонным линиям, идущим ко всем устройствам голосового диапазона на той же линии. . Фильтр блокирует все частоты выше 4 кГц, поэтому он блокирует сигнал DSL, пропуская сигналы голосовой частоты. Фильтр не должен быть вставлен в телефонную линию, идущую к модему DSL, потому что он заблокирует связь между модемом и центром коммутации.

Сравнение с модемами голосового диапазона

Модем DSL модулирует высокочастотные тона для передачи в мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), принимает и демодулирует их из DSLAM. Он служит в основном той же цели, что и модем голосового диапазона, который был основой в конце 20-го века, но отличается от него во многих отношениях.

  • Модемы DSL передают данные со скоростью, по крайней мере, в 10–20 раз превышающей скорость модема голосового диапазона.
  • DSL не мешает обычным телефонным звонкам по телефонной линии и не требует набора телефонного номера для установления соединения, он всегда включен. Модем голосового диапазона набирает телефонный номер для установления соединения, и пока он подключен, телефонная линия не может использоваться для обычных телефонных услуг.
  • Маршрутизаторы DSL, наиболее распространенная форма модема DSL, являются внешними по отношению к компьютеру и подключены к порту Ethernet компьютера или его USB- порту, тогда как модемы голосового диапазона обычно являются внутренними устройствами, установленными в самом компьютере в слот интерфейса PCI на задней панели. . Внутренние модемы DSL редки, но доступны.
  • Microsoft Windows и другие операционные системы рассматривают модемы голосового диапазона как часть аппаратного обеспечения компьютера, и аналогично другим частям аппаратного обеспечения компьютера, таким как мышь или жесткий диск , настраиваются через панель управления Windows . Напротив, маршрутизаторы DSL рассматриваются как отдельные узлы в LAN ( локальной сети ). Модемы DSL редко требуют ручной настройки или внимания, но когда это необходимо, к ним можно получить доступ с помощью интернет-браузера . Маршрутизаторы обычно имеют веб-страницу , доступ к которой осуществляется путем ввода IP-адреса, указанного в руководстве маршрутизатора, в адресную строку браузера, с помощью которой можно вносить различные технические изменения, такие как изменение пароля беспроводной сети и настройка брандмауэра маршрутизатора .
  • Для внешних модемов DSL, подключенных через USB , Microsoft Windows и другие операционные системы обычно распознают их как контроллер сетевого интерфейса .
  • Для внутренних модемов DSL Microsoft Windows и другие операционные системы предоставляют интерфейсы, аналогичные тем, которые предусмотрены для модемов голосового диапазона. Это основано на предположении, что в будущем, по мере увеличения скорости ЦП, внутренние модемы DSL могут стать более распространенными.
  • Модемы DSL используют частоты от 25 кГц до более 1 МГц (см. « Асимметричная цифровая абонентская линия» ), чтобы не мешать голосовой службе, которая в основном составляет 0–4 кГц. Модемы голосового диапазона используют тот же частотный спектр, что и обычные телефоны, и будут мешать работе голосовой службы - обычно невозможно позвонить по линии, которая используется модемом голосового диапазона. Поскольку одна телефонная линия обычно передает DSL и голос, фильтры DSL используются для разделения этих двух целей.
  • Модемы DSL различаются по скорости передачи данных от сотен килобит в секунду до многих мегабит, в то время как модемы голосового диапазона являются модемами номинально 56 Кбит / с и фактически ограничены примерно 50 кбит / с.
  • Модемы DSL обмениваются данными только с DSLAM, к которому они подключены, который, в свою очередь, подключает их к Интернету, в то время как большинство модемов голосового диапазона могут набирать номер напрямую в любой точке мира.
  • Модемы DSL предназначены для определенных протоколов и иногда не работают на другой линии даже той же компании, в то время как большинство модемов голосового диапазона используют международные стандарты и могут «отступить», чтобы найти стандарт, который будет работать.

Большинство из этих различий мало интересуют потребителей, за исключением большей скорости DSL и возможности использовать телефон, даже когда компьютер находится в сети.

Компоненты оборудования

Маршрутизатор с маркировкой внутри модема ADSL

По мере развития технологий функции, обеспечиваемые несколькими микросхемами, могут быть интегрированы в одну микросхему. Более высокий уровень интеграции принес пользу DSL так же, как и другому компьютерному оборудованию. Для работы модема DSL требуется следующее: Что именно находится на печатной плате и как она устроена, может измениться по мере совершенствования технологии:

Особенности сервиса

Дополнительная информация: Жилой шлюз

Помимо подключения к услуге DSL, многие модемы предлагают дополнительные интегрированные функции, образующие жилой шлюз :

Смотрите также

использованная литература