DSL-модем

DSL-маршрутизатор Westell Model 6100 AXXDSL

Модем цифровой абонентской линии ( DSL ) — это устройство, используемое для подключения компьютера или маршрутизатора к телефонной линии , которая обеспечивает услугу цифровой абонентской линии (DSL) для подключения к Интернету , которую часто называют широкополосной связью DSL . Модем подключается к отдельному компьютеру или маршрутизатору 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 соединять несколько компьютеров через несколько портов Ethernet или встроенную точку беспроводного доступа . Маршрутизатор DSL, также называемый жилым шлюзом , обычно управляет подключением и общим доступом к услуге DSL в домашней сети или сети небольшого офиса.

Различные маршрутизаторы и модемы DSL поддерживают разные варианты технологии DSL: VDSL , SDSL и ADSL .

Описание

DSL-роутер представляет собой коробку 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 USB-кабель , чтобы обеспечить подключение к компьютерам без порта Ethernet. Беспроводной беспроводную DSL-маршрутизатор также имеет антенны, позволяющие ему действовать как точка беспроводного доступа , поэтому компьютеры могут подключаться к нему, образуя сеть . Питание обычно подается по шнуру от настенного трансформатора.

Обычно он имеет ряд светодиодных индикаторов состояния, которые показывают состояние частей канала связи DSL:

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

Многие маршрутизаторы предоставляют внутреннюю веб-страницу в локальной сети для конфигурации устройств и отчетов о состоянии. Большинство маршрутизаторов DSL предназначены для установки пользователем, для чего поставляется компакт-диск или DVD-диск с программой установки. Программа также может активировать услугу DSL. После включения маршрутизатора инициализация локальной сети и DSL-канала 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

, Коммутируемая телефонная сеть общего пользования сеть коммутационных центров , магистральных линий, усилителей и коммутаторов, которая передает телефонные звонки с одного телефона на другой, предназначена для передачи сигналов тональной частоты и поэтому ограничена полосой пропускания 3,4 кГц. До появления 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 широкую полосу 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 не обязательно набирать номер телефона; соединение DSL включено, когда модем включен.

Передача данных

Устройство в местном коммутационном центре, которое взаимодействует с модемом DSL, называется мультиплексором доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), который подключается напрямую к Интернету. Местный коммутационный центр должен быть оснащен этими устройствами для предоставления услуг DSL.

При использовании ADSL модем и DSLAM взаимодействуют по протоколу, называемому дискретной многотональной модуляцией (DMT), который представляет собой форму 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 шириной 4 кГц каждый. Отдельный сигнал несущей несет информацию в каждом канале. Таким образом, система действует как 247 отдельных модемов, работающих одновременно. Биты входящих цифровых данных разделяются и передаются параллельно по каналам. Каждый поток данных отправляется с использованием кода исправления ошибок , позволяющего исправить незначительные битовые ошибки из-за шума на принимающей стороне. Большинство каналов являются однонаправленными и переносят загружаемые данные от DSLAM к модему, но некоторые на низкочастотной стороне являются двунаправленными, чтобы передавать меньший объем загружаемого трафика. Модем постоянно контролирует качество передачи по каждому каналу и, если оно слишком ухудшится, переключит сигнал на другие каналы. Модем постоянно перемещает данные между каналами в поисках лучшей скорости передачи. Таким образом, помехи или линии низкого качества обычно не прерывают передачу, а лишь приводят к снижению скорости передачи данных модема.

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

Скорость передачи данных и доступ

Большинство потребительских линий DSL используют одну из нескольких разновидностей асимметричной DSL (ADSL). «Асимметричный» означает, что большая часть пропускной способности линии выделяется для нисходящих (загрузок) данных, чем восходящих (загрузочных) данных, поэтому скорость загрузки выше, чем скорость выгрузки, поскольку 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, слабее сигнал и тем ниже скорость передачи данных, которую может достичь модем. Пользователи в городах, расположенных рядом с коммутационными центрами, могут получить доступ к более высоким скоростям — до 24 Мбит/с. Ограничение расстояния для ADSL составляет 18 000 футов (5,5 км или 3,4 мили). Однако другие устройства, установленные на телефонных линиях телефонной компанией, такие как нагрузочные катушки и ответвители моста , блокируют сигнал и могут лишить данную телефонную линию возможности пользоваться услугами DSL.

Фильтры

Основная статья: DSL-фильтр

Чтобы предотвратить попадание сигнала DSL по телефонным линиям в телефоны, автоответчики, факсы и другие устройства, где он может вызвать помехи, модемы DSL оснащены фильтрами нижних частот , которые необходимо подключать к телефонным линиям, идущим ко всем устройствам голосового диапазона на одной линии. . Фильтр блокирует все частоты выше 4 кГц, поэтому он блокирует сигнал DSL, пропуская при этом сигналы голосовой частоты. В телефонную линию, идущую к модему DSL, нельзя вставлять фильтр, поскольку он заблокирует связь между модемом и центром коммутации.

Сравнение с модемами голосового диапазона

Модем DSL модулирует высокочастотные тоны для передачи в мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), а также принимает и демодулирует их от DSLAM. По сути, он служит той же цели, что и модем голосового диапазона , который был основой в конце 20-го века, но существенно отличается от него.

• Модемы DSL передают данные со скоростью, которая как минимум в 10–20 раз превышает 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, чтобы инициировать соединение, и пока он подключен, телефонную линию нельзя использовать для обычной телефонной связи.
• Маршрутизаторы DSL, наиболее распространенная форма модема DSL, являются внешними по отношению к компьютеру и подключаются к порту Ethernet или USB -порту компьютера, тогда как модемы голосового диапазона обычно представляют собой внутренние устройства, установленные в самом компьютере в слоте интерфейса PCI на задней панели. . Внутренние модемы DSL встречаются редко, но доступны.
• Microsoft Windows и другие операционные системы рассматривают модемы голосового диапазона как часть аппаратного обеспечения компьютера, и, как и другие части аппаратного обеспечения компьютера, такие как мышь или жесткий диск, настраиваются через панель управления Windows . Напротив, маршрутизаторы DSL рассматриваются как отдельные узлы в локальной сети (LAN ) . Модемы DSL редко требуют ручной настройки или внимания, но когда это требуется, доступ к ним можно получить 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 маршрутизатора и настройка брандмауэра .
• Внешние модемы DSL, подключенные 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 процессора, внутренние модемы DSL могут стать более распространенными.
• Модемы DSL используют частоты от 25 кГц до более 1 МГц (см. Асимметричную цифровую абонентскую линию ), 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 создают помехи голосовому обслуживанию: обычно невозможно совершить телефонный звонок по линии, которая используется модемом голосового диапазона. Поскольку одна телефонная линия обычно передает DSL и голосовую связь, фильтры DSL . для разделения этих двух видов использования используются
• Модемы DSL различаются по скорости передачи данных от сотен килобит в секунду до многих мегабит, в то время как модемы голосового диапазона номинально представляют собой модемы 56K и фактически ограничены примерно 50 кбит/с.
• Модемы DSL обмениваются данными только с DSLAM , к которому они подключены, что, в свою очередь, подключает их к Интернету, в то время как большинство модемов голосового диапазона могут дозваниваться напрямую в любую точку 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 отличий мало интересуют потребителей, за исключением большей скорости DSL и возможности пользоваться телефоном, даже когда компьютер подключен к сети.

Аппаратные компоненты

Внутренние детали маршрутизатора ADSL-модема с маркировкой

По мере развития технологий функции, обеспечиваемые несколькими чипами, могут быть интегрированы в один чип. Более высокие уровни интеграции принесли пользу DSL так же, как и другому компьютерному оборудованию. Для работы модема DSL требуется следующее: Что именно находится на плате и как она устроена, может меняться по мере совершенствования технологии:

• Источник питания
• Схема подключения данных и питания (например, USB, Ethernet, PCI)
• данных DSL Цифровой насос
• чип DSL Аналоговый и драйвер линии
• Микроконтроллер
• Фильтр

Возможности сервиса

Дополнительная информация: Жилой шлюз.

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

• Точка 802.11n или 802.11ac. беспроводного доступа
• Кэширование DNS (системы доменных имен), ретрансляционный или прокси-кеш DNS, который запрашивает DNS-серверы в Интернете.
• Сервер протокола динамической конфигурации хоста (DHCP)
• Функциональность маршрутизатора , включающая преобразование сетевых адресов (NAT) для совместного использования одного адреса IPv4 .
• Встроенный коммутатор (обычно 4 порта)
• передачи голоса по интернет-протоколу, Функции включая качество обслуживания (контроль приоритета потоков данных между пользователями)
• виртуальной частной сети Прекращение

См. также

• Домашняя сеть
• Жилые ворота
• Зарегистрированный домкрат

Внешние ссылки

СМИ, связанные с модемами ADSL, на Викискладе?