Нові стандарти ADSL - ADSL2 і ADSL2 plus (Rebuild)
Покращення швидкості і дальності
ADSL2 спеціально розроблявся для поліпшення швидкості і дальності ADSL, в основному для досягнення кращої продуктивності на довгих лініях з перешкодами. ADSL2 може досягати швидкостей прийому і передачі до 12 Мбіт / с і 1 Мбіт / с відповідно, в залежності від дальності і інших чинників. Це стало можливим завдяки використанню більш ефективних методів модуляції, зменшенню кількості службової інформації, збільшення ефективності кодування, і застосування розширених алгоритмів обробки сигналу.
Ефективність модуляції в ADSL2 підвищена за рахунок спільного застосування чотиривимірної, 16-й фазової гратчастої і 1-бітної квадратурной модуляції. Це дозволяє отримати більш високі швидкості на довгих лініях з низьким співвідношенням сигнал / шум.
Системи ADSL2 використовують меншу кількість службової інформації завдяки кадру з програмованим кількістю службових бітів. Тому, на відміну від ADSL першого покоління, де службові біти в кадрі були фіксовані і споживали 32 кбіт / с від корисної інформації, кількість службових біт в кадрі може змінюватися від 4 до 32 кбіт / с. У системах ADSL першого покоління на довгих лініях, де швидкість передачі інформації і так невисока (наприклад, 128 кбіт / с), під службову інформацію фіксоване відведено 32 кбіт / с (або більше 25% загальної швидкості). У системах ADSL2, це значення може бути знижено до 4 кбіт / с, що додасть до пропускної спроможності додаткові корисні 28 кбіт / с.
На довгих лініях, де, як правило, швидкості передачі низькі, ADSL2 дозволяє досягти більшої ефективності кодування коду Ріда-Соломона. Це можливо завдяки покращенням у кадрах, що підвищує гнучкість і программируемость при створенні кодових слів.
До того ж, механізм ініціалізації містить безліч поліпшень, які піднімають швидкість передачі в системах ADSL2:
- зниження потужності з двох сторін, що дозволяє знизити перехресні наведення;
- виявлення розміщення контрольного сигналу приймачем, що усуває перешкоди від AM радіо;
- виявлення несучих, що використовується приймачем для ініціалізації повідомлень для усунення перешкод від AM радіо та інших неприємностей;
- поліпшення в області ідентифікації каналу для налаштування приймача і передавача;
- відключення сигналу під час ініціалізації для включення схем придушення радіочастотних перешкод.
На малюнку 1 показані швидкість і дальність ADSL2 в порівнянні з ADSL першого покоління. На довгих лініях ADSL2 дасть приріст швидкості на 50 кбіт / с для вхідного і вихідного потоків. Це збільшення швидкості досягається на збільшених на 180 метрів лініях, що еквівалентно збільшенню площі покриття на 6%.
діагностика
Складність визначення джерела проблем найчастіше ставала перепоною для використання ADSL. Для полегшення пошуку несправностей в трансивери ADSL2 були додані розширені можливості діагностики. Вони призначені для виявлення несправностей під час і після установки, моніторингу продуктивності під час роботи і для полегшення модернізації.
Для виявлення та усунення проблем, трансивери ADSL2 можуть здійснювати вимірювання рівня шуму в лінії, загасання і відносини сигнал / шум на обох кінцях лінії. Результати цих вимірювань можуть бути зібрані при використанні спеціального режиму діагностики, навіть якщо якість лінії незадовільно для установки нормального з'єднання ADSL.
До того ж ADSL2 може здійснювати моніторинг продуктивності в реальному часі, що показує якість лінії і рівень шуму на обох кінцях лінії. Ця інформація перетворюється програмним забезпеченням і потім може використовуватися провайдером для стеження за якістю з'єднання ADSL та запобігання відмов. Вона також може бути використана для визначення можливостей надання користувачеві більш швидкого з'єднання.
Покращення в області енергоспоживання
Трансивери ADSL першого покоління працювали в активному режимі цілодобово, незалежно від того, використовувалися вони чи ні. З огляду на те, що кількість встановлених модемів ADSL може досягати декількох мільйонів, можна було б зберегти величезну кількість електроенергії, якби модеми вміли входити в сплячий режим. Це також зберегло б енергію для трансиверів ADSL, що працюють в невеликих аппартного, де існують складнощі з нагріванням. Для вирішення цих проблем в управління живленням ADSL2 є два режими, призначені для зниження загального споживання енергії при обслуговуванні «завжди включеного» підключення користувача. Ці режими включають:
L2-режим низького споживання. Цей режим здійснює статистичне збереження енергії на ADSL трансивері з центральної станції (ATU-C) шляхом швидкого входу і виходу в режим низького споживання енергії на основі інтернет-трафіку, що йде через з'єднання ADSL.
L3-режим низького споживання. Цей режим здійснює загальне енергозбереження як для ATU-C, так і для віддаленого ADSL-трансивера (ATU-R) шляхом переходу в сплячий режим, поки з'єднання не використовується тривалий час.
Режим L2 є одним з найважливіших нововведень стандарту ADSL2. Трансивери ADSL2 можуть входити і виходити в режим L2 на основі інтернет-трафіку, що передається по з'єднанню. Коли користувач завантажує великі файли, трансивер працює на повну потужність (цей режим також називається L0) для забезпечення максимальної швидкості завантаження. Коли інтенсивність інтернет-трафіку знижується, наприклад, коли користувач читає довгий текст, системи ADSL2 можуть перейти в режим низького споживання енергії L2, в якому швидкість передачі сильно зменшується, і, відповідно, знижується загальне енергоспоживання.
Перебуваючи в режимі L2, система ADSL2 може миттєво повернутися в режим L0 і збільшити швидкість передачі інформації як тільки користувач ініціює завантаження файлу. Механізми входу / виходу в L2 і результуючі адаптації швидкості передачі даних працюють без всяких сервісних переривань або навіть однієї бітової помилки і, таким чином, непомітні для користувача.
Режим енергоспоживання L3 є сплячим режимом і використовується, коли користувач не використовує мережу. При перемиканні в нього ніякої трафік не передається. Коли користувачеві знову потрібна мережа, ADSL-трансівера знадобиться всього лише близько трьох секунд для переініціалізація і встановлення зв'язку.
адаптація швидкості
Для вирішення цих проблем ADSL2 адаптує швидкість передачі даних в режимі реального часу. Це нововведення, зване безшовної адаптацією швидкості (Seamless Rate Adaption, SRA), дозволяє системам ADSL2 змінювати швидкість передачі даних по з'єднанню прямо під час роботи без сервісних переривань або помилок в бітах. Для цього ADSL2 визначає зміни в каналі зв'язку, наприклад, коли місцева АМ-радіостанція вимикає свій передавач на ніч - і прозоро для користувача змінює швидкість передачі.
SRA заснована на поділі рівня модуляції і кадрового рівня в системах ADSL2. Завдяки цьому, рівень модуляції може поміняти параметри швидкості передачі даних без модифікації параметрів на кадровому рівні, яка викликала б втрату модемами кадрової синхронізації і, отже, не піддаються виправленню бітові помилки або перезапуск системи. SRA використовує процедури вдосконаленою «гарячої» реконфігурації (sophisticated online reconfiguration) (OLR) ADSL2 для того, щоб бесшовно змінювати швидкість передачі даних по з'єднанню.
Протокол, який використовується для SRA, працює наступним чином:
1. Приймач відстежує співвідношення сигнал / шум для каналу і визначає, що необхідно зробити адаптацію швидкості передачі даних для нинішніх умов.
2. Приймач відправляє передавача повідомлення для ініціалізації змінити пропускну здатність самостійно. Це повідомлення містить всі необхідні параметри передачі для нової швидкості. Ці параметри включають число модульованих біт і потужність передачі для кожного субканала системи ADSL з безліччю несучих.
3. Передавач відправляє сигнал «Sync Flag», який використовується в якості маркера для визначення точного часу, протягом якого нові параметри передачі будуть використовуватися.
4. Сигнал «Sync Flag» визначається приймачем, і тепер приймач і передавач без будь-яких системних переривань переключаються в інший швидкісний режим.
Об'єднання для досягнення більш високих швидкостей
IMA визначає новий рівень, який знаходиться між фізичним рівнем і рівнем ATM. На стороні передавача, цей підрівень, званий подуровнем IMA, отримує один потік ATM від рівня ATM і розподіляє його між безліччю фізичних підрівнів. На стороні приймача, підрівень IMA отримує частині ATM від безлічі фізичних підрівнів, збирає їх в один потік ATM і відправляє рівню ATM.
Підрівень IMA визначає розбиття на кадри IMA, протоколи та керуючі функції, які використовуються для проведення зазначених вище операцій, коли фізичні підрівні містять бітові помилки, асинхронні або мають різні затримки. Для того щоб працювати за даних умов, стандарт IMA також вимагає модифікації деяких стандартних функцій фізичного рівня ADSL, наприклад, покидьок приймачем порожніх або пошкоджених пакетів. ADSL2 підтримує спеціальний режим IMA, призначений для сумісності з ADSL.
Розбиття на канали і багатоканальний голос через DSL (CVoDSL)
Деякі додаткові вигоди
ADSL2 підтримує також деякі інші важливі функції, перераховані нижче.
Покращена сумісність. Мікросхеми різних виробників сумісні і можуть спокійно працювати спільно.
Швидкий запуск. ADSL2 підтримує швидкий запуск, який знижує час ініціалізації від більш 10 с (необхідних для ADSL) до менш 3-х.
Повністю цифровий режим. ADSL2 дозволяє використовувати для передачі даних ще і голосовий діапазон, додаючи до вихідного каналу ще 256 кбіт / с. Це досить приваблива для офісного застосування можливість, так як, як правило, в офісах голосові та інформаційні лінії розділені і потрібна велика пропускна здатність вихідного каналу.
Підтримка служб, заснованих на пакетах. ADSL2 включає рівень PTM-TC (Packet Mode Transmission TransConvergence layer) дозволяє передавати через ADSL2 служби, засновані на пакетах (наприклад, Ethernet)
ADSL2plus може також використовуватися для зниження перехресних наведень. Для цього він може використовувати тони між 1.1 МГц і 2.2 МГц, маскуючи частоти вхідного каналу в районі 1.1 МГц. Це може виявитися корисним, коли термінали ADSL підключаються до центрального пункту через один і той же кабель в тому ж порядку, в якому здійснена підводка до будинків клієнтів (рис. 9). Перехресні наведення від ліній віддалених терміналів на лінії від центрального пункту можуть істотно знизити швидкості передачі даних на лінії від центрального пункту.
ADSL2plus може вирішити цю проблему шляхом використання частот нижче 1.1 МГц від центрального пункту до віддаленого терміналу і частот між 1.1 МГц і 2.2 МГц від віддаленого терміналу до будинку користувача. Це знищить більшість перехресних наведень між службами і захистить швидкість передачі даних на лінії від центрального офісу.