تحقیق در مورد معرفی تکنولوژی DSL و انواع آنها

بخشی از مقاله

معرفي تكنولوژي DSL و انواع آنها

مقدمه:
در دهه‌هاي اخير، ظهور"شبكه‌هاي ديتا"، تحولي عظيم درحوزه فناوري اطلاعات و ارتباطات به وجود آورده است؛ مقرون به صرفه بودن، فراگير بودن، در دسترس بودن و قابليت توسعه و تنوع سرويس‌هايي كه روي اين بستر كار مي‌كنند، تقاضا براي استفاده از آن را روز به روز افزايش مي‌دهد.

از طرف ديگر، وجود سرويسهايي كه به پهناي باند زياد براي انتقال ديتا نياز دارند، ارايه‌كنندگان سرويس‌هاي اينترنت را براي تخصيص پهناي باند مورد نياز كاربران و همچنين كيفيت سرويسهاي ارايه شده، با چالش جدي مواجه كرده است.

مقايسة راه ‌‌حل‌هاي گوناگون:
در سالهاي اخير، انواع راه‌حلهاي مختلف از طرف سازندگان تجهيزات شبكه جهت تخصيص پهناي باند بالا به مشتركين ارايه شده است؛ اما اين راه‌حلها داراي مشكلات جدي بوده است كه از اهم آن مي‌توان به عدم مديريت صحيح روي زيرساخت و همچنين هزينة بالاي آن‌ اشاره كرد كه هر مشتركي قادر به پرداخت آن نمي‌باشد. از اين رو اكثر سازندگان تجهيزات شبكه، بر آن هستند كه علاوه بر اراية راه‌حل‌هايي كه نياز پهناي باند مشتركين را برطرف مي‌نمايد، بتوانند مديريت مناسبي را روي زيرساخت اعمال كنند.

از مهمترين تكنولوژي‌هايي كه در سالهاي اخير براي پاسخ به اين نياز ظهور كرده، مي‌توان به مودم‌هاي كابلي، TI و E1 اشاره كرد كه توانسته‌اند با بكارگيري تكنولوژي‌هاي پيشرفته در انتقال اطلاعات، سرعت تبادل اطلاعات را تا حد بسيار خوبي بالا ببرند. اما مشكل اين روش‌ها، هزينة بالاي آنهاست كه باعث مي‌شود مشتركان نتوانند به آن دسترسي داشته باشند و فقط ارايه‌كنندگان سرويس، يعني ISP ها قادر به پرداخت اين هزينه هستند.

از طرف ديگر، اگر تكنولوژي ISDN را كه در چند سال اخير به عنوان يك سرويس مناسب در اختيار كاربران قرار گرفت، مورد ارزيابي قرار دهيم، متوجه مي‌شويم كه اين تكنولوژي با اينكه پهناي مناسبي را در اختيار كاربران قرار مي‌دهد، به دليل عدم استفادة بهينه از پهناي باند زيرساخت شبكة ديتا، نتوانست به روند رو به رشد خود ادامه دهد. بر همين اساس، سازندگان تجهيزات شبكه با توجه به تقاضاي روزافزون پهناي باند، كه بايد ارتباط بين مشتركين و مراكز مخابراتي و همچنين مراكز مخابراتي و زيرساختار شبكه ديتا را برقرار سازد، به تازگي تكنولوژي DSL را براي حل اين مشكلات معرفي كرده‌اند. با استفاده از تكنولوژي DSL ، مشكل پهناي باند كاربر و ISP بخوبي حل مي‌شود و از طرفي با توجه به سادگي نصب تجهيزات و كم بودن هزينة استفاده از اين سرويس، به نظر مي‌آيد در كشور ما هم مانند اكثر نقاط دنيا، استقبال عمومي از اين سرويس خوب باشد.

در ابتدا بهتره با خوده تكنولوژي آشنا بشين:
اصلا DSL چيه؟
DSL مخفف Digital Subseriber Line است.يك فناوري مخابراتيه كه با استفاده زوج سيم مسي تلفني(همين دو رشته سيمي كه تو خونه هامون كشيده شده) مي تونه اطلاعات و داده ها رو با سرعت بالا در باند پهن ((BandWidth توسط خطوط تلفن معمولي انتقال بده.توجه كنين كه كار اين گونه خطوط تلفن رسوندن امواج صوتي به مقصد است.اين گونه خطوط(زوج سيمي) كه به PSTN (Public Switched Telephone Network ) نيز ناميده ميشن فقط با سرعت 4 كيلوهرتز مي تونه صداها و امواج رو انتقال بده.

درسال منتهي به ژوئن 2004 ، مشتركين سرويسهاي DSL به 78 ميليون رسيده كه نرخ رشد آن دوبرابرفن آوريهاي ديگر Broadband است ويافته هاي تحليل گران نشان مي دهد كه رشد نصب سرويسهاي DSL بدليل قيمت مناسب ، سادگي وآساني نصب وبهره برداري وپيشرفت فني وتكنيكي آن مي باشد .
اين تحقيقات نشان ميدهد كه رشد استفاده ازسرويسهاي DSL در راس فن آوريهاي Broadband مي باشد .

نحوه کار DSL:
سرويس تلفني قديم(POTS) منزل يا شرکت شما را با سيم هاي مسي به مرکز تلفن متصل مي کند.در اين سرويس ، اطلاعات صوتي پس از تبديل به سيگنال الکتريکي به صورت آنالوگ منتقل مي شود.به همين دليل چون روش ارسال آنالوگ است ، کامپيوتر شما براي انتقال اطلاعات از طريق خط تلفن نياز به مودم دارد تا اطلاعات ديجيتال را به آنالوگ تبديل کند و بالعکس.اما ارسال آنالوگ تنها بخش کوچکي از پهناي باندي که سيم مسي در اختيارما مي گذارد را استفاده مي کند به عبارت ديگر انتقال آنالوگ يک گلوگاه براي پهناي باند است.
با فن آوري DSL نيازي نيست که اطلاعات ديجيتال به آنالوگ تبديل شود و برعکس. اطلاعات ديجيتال به شکل ديجيتال منتقل مي شود بنابراين محدوديتهاي موجود در خطوط ارتباطي مسي را جهت برقراري ارتباط از طريق اين خطوط مرتفع مي سازد .

DSL متدهاي پيچيده مدولاسيون را براي قرار دادن ديتا در سيمهاي تلفن موجود (POTS) به کار مي گيرد. نيازي نيست که شما يک خط تلفن ديگر نصب کنيد چون خط موجود شما جداسازي مي شود طوري که سرويس تلفن و سرويس مودم DSL را با هم حمل کند.
لازم به ذکر است که اين تکنولوژي فقط براي اتصالات مرکز سوئيچينگ تلفن به يک خانه يا شرکت به کار مي رود نه بين ايستگاه هاي سوئيچينگ.
در واقع اين تكنولوژي بدليل استفاده از خطوط تلفني موجود وافزايش باز دهي آنها وحذف محدوديتهاي سيستم آنالوگ مورد توجه خاصي قرارگرفته است.

DSL چگونه كار مي‌كند؟
همانطور كه در شكل(1) مشاهده مي‌گردد، تمام زوج‌سيمها از محل مشتركين به مراكز مخابراتي كشيده مي‌شود. اين خطوط هرچه به CO ها ( Central Office ) نزديكتر مي‌گردند، مجموعة بزرگتري از زوج سيمها را پديد مي آورند.

به دليل اثر مغناطيسي كه اين خطوط بر روي يكديگر مي‌گذارند، ارسال سيگنالهاي ديتا از اين خطوط در سرعتهاي بالا، به خوبي امكان ندارد. براي رفع اين مشكل، از تكنولوژي DSL استفاده مي¬شود.

از طرف ديگر، با توجه به اينكه مشكل تداخل در نزديكي CO ها نسبت به محل مشتركين، بسيار حادتر است (تعداد سيمها در CO ها به مراتب بيشتر از محل مشتركين است) و همچنين ميزان اطلاعاتي كه به سمت مشتركين سرازير مي‌گردد، بسيار بيشتر از اطلاعاتي است كه از مشتركين به سمت CO ها ارسال مي‌شود، (به علت اينكه كاربر اكثر اوقات با ارسال يك اطلاعات كم، مثلا يك كليك، حجم وسيعي از اطلاعات را دريافت مي‌كند)، طراحان به فكر ساخت سيستمهايي برپاية DSL افتادند كه به صورت نامتقارن عمل نمايند؛ يعني سرعت اطلاعات ارسالي به CO ها، كمتر از اطلاعات دريافتي باشد. به اين ترتيب از طرفي به دليل فركانس كم اطلاعات ارسالي، تضعيف كمتري در محل CO ها به-وجود مي¬آيد و از طرف ديگر در پهناي باند صرفه‌جويي مي‌گرد.

همانطور كه در شكل(2) مشاهده مي‌شود، در محل كاربر، مي‌توان تجهيزات مختلفي را از قبيل تلفن، فاكس و رايانه بر روي خطوط DSL قرار داد. همچنين، مي‌توان به جاي يك رايانه، تعدادي رايانه را كه به يك شبكة محلي متصل هستند، با استفاده از تجهيزاتي بنام سوييچ يا هاب به خط DSL متصل نمود.

اطلاعات تلفني و فاكس توسط Splitter از اطلاعات ديتا جدا مي‌گردد تا درصورت از كار افتادن خط ديتا، خط تلفني برقرار بماند. هر مشترك براي استفاده از سرويس¬هاي DSL ، بايد حداكثر در فاصلة 6 كيلومتر از CO قرار داشته باشد.

تمام اطلاعات ارسالي مشترك (شامل ديتا و تلفن)، به سمت CO ارسال مي‌گردد و در آنجا از هم جدا مي‌گردد؛ اطلاعات صوتي تلفني به سمت سوييچهاي تلفني هدايت شده و وارد شبكه PSTN مي‌گردد و سيگنالهاي ديتا از طريق تجهيزات DSLAM ، به سمت ISP ها هدايت شده و از آنجا وارد شبكة اينترنت مي‌گردد. به اين ترتيب، مشتركين از هر دو سرويس ديتا و تلفن در آن واحد استفاده مي‌نمايند.

قابل ذكر است كه نصب اين تجهيزات نياز به افراد متخصصي دارد تا به محل مشترك رجوع كرده و سخت‌افزار مورد نظر را نصب كنند.
برخي ويژگي‌ها و كاربردهاي DSL:

اين تكنولوژي بسياري از مشكلاتي را كه در سيستمهاي مشابه وجود دارد، با استفاده از خواص سيستمهاي ديجيتال، حل مي‌كند

خواص DSL :
بنا بر آنچه تاكنون بيان شد، مي¬توان ويژگي¬هاي تكنولوژي DSL را به صورت زير برشمرد:

-1 سرويس هميشگي ( Always-on service ) و عدم نياز به شماره‌گيري
2 - ايجاد بستري پرسرعت براي ارتباط تلفني/ اينترنتي به طور همزمان
-3 ارسال اطلاعات، با سرعتي معادل 25 برابر مودم‌هاي آنالوگ فعلي
-4 مقرون به صرفه بودن براي مشتركين
5 - قطع نشدن خط درهنگام ارتباط با اينترنت
-6 قابليت ارايه به صورت اتصالات و سرعت‌هاي مجزا (در محدودة Kbps144 تا Mbps1.5 )
معايب DSL :

البته با وجود مزاياي اشاره شده، برخي محدوديت¬ها نيز در استفاده از اين تكنولوژي وجود دارد:
-1 محدوديت ارايه مشتركيني كه در فواصل بيش از مقدار مجاز قرار دارند
-2 لزوم نصب تجهيزات خاص در محل مراكز تلفني
3 - عدم امكان ارايه بهترين شكل صوت روي اين بستر در حال حاضر

مقايسه انواع تكنولوژي‌هاي DSL با سيستمهاي قبلي
براي مقايسة ملموس¬تر تكنولوژي DSL با سيستم¬هاي قبلي، در جدول زير به مقايسة زمان انتقال اطلاعات با استفاده از اين سيستم پرداخته¬ايم:

خوبه با ويژگي ها و معايب شبكه DSL هم آشنا بشين (توضيحات):
1- اولين ويژگي و مهم ترين ويژگي DSL نسبت به ديگر فناوري ها هم رده خودش اينه كه زير ساخت خاصي براي انتقال اطلاعات نمي خواد.بستر يا همون زير ساختي كه DSL براي انتقال اطلاعات استفاده مي كند همون زوج سيم مسي است كه در همه جا وجود داره ،پس ديگه نيازي به ايجاد زير ساخت مخابراتي خاصي نيست،چون ايجاد اين گونه زير ساخت ها هزينه هاي خيلي بالايي داره .

2- دومين ويژگي DSL نسبت به ديگر سيستم ها پهناي باند بالايي است كه DSL ارائه ميده كه از 144 kbps تا 1.5 Mbps است كه حداقل در مقايسه با پهناي باند 56 كيلو بايت مودم هاي آنولوگ چندين برابره.

3- سومين ويژگي اينه كه تجهيزات سخت افزاري مورد استفاده در DSL بسيار ارزون قيمته (بر خلاف تجهيزات ماهواره ايي ).
4- چهارمين ويژگيش اينه كه اگه از ADSL استفاده كنين شما هم ميتونين به اينترنت متصل باشين و هم از تلفن با فاكس خودتون استفاده كنين يعني خط تلفنتون هيچ وقت اشغال نيست.

و اما معايبش:
مثل هر سيستم ديگه ايي DSL هم عيب داره ،مهمترين و مسئله ساز ترين مشكل DSL اينه كه كيفيت و سرعت انتقال اطلاعات بستگي به فاصله كاربر يا همون مشترك از مركز تلفن داره يعني اگه خونه شما در حوالي مركز تلفن باشه سرعت اتصالتون بالاست و بالعكس.اين مساله زماني خودشو نشون ميده كه فاصله منزل شما از مركز تلفن بيش از 5 كيلو متر باشه كه در اين صورت استفاده از DSL غير ممكن ميشه،شما ديگه كيفيت پايين خطوط تلفن و سيم كشي هاي خونه هامون رو هم حساب كنين.

مختصري درباره تجهيزات DSL :
براي راه اندازي يك شيكه بر اساس تكنولوژي DSL نياز به اين تجهيزات داريد:

1- Switch / Router VDSL
2- Modem CPE VDSL
3- Jack Rj -11

اين شبكه چقدر انعطاف پذيري داره ؟
از اونجايي كه DSl بروي بستر خطوط تلفن شهري عمل ميكنه هر گونه تغييري كه شما در ساختار شبكه و يا جابه جايي كامپيوتر ها بدين، مشكل چنداني ايجاد نميكنه چرا كه شما ميتونين با تغيير كانكتور ها در ساختمان مخابرات (MDF ) اين تغيير ها رو نيز در پورت دستگاه اعمال كنين .

سرويس هاي مختلفي كه بروي شبكه DSL ارائه ميشه:
خدماتي كه بااستفاده از سبكه DSL ميتونه در اختيار كاربر قرار بگيره اين جوريه:

1- دسترسي به اينترنت (جزئي،كلي)
2- خدمات صوتي (آنالوگ،T1 ،PBX يا Private Branch Exchange ) اين خدمات به صورت Voice Over IP در اختيار كاربران قرار ميگيره.
3- خدمات تصويري و Video On demand
4- --- (Virtual Private Network ) ، P2P (Point to Point ) ، ATM (Asynchronous Transfer Mode )،L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol ) ، PPP (Point To Point Tunneling Protocol )
IPSec (IP Security )
5-Framerilaly

انواع تکنولوژي DSL :
تكنولوژيهاي مختلف DSL كه نام كلي xDSL راميتوان به آنها اطلاق نمود به دو دسته اصلي زير تقسيم مي شوند .
• سيستم متقارن
• سيستم نامتقارن
سيستم هاي متقارن :در اين تكنولوژي ، اطلاعات روي دوكانال Upload و Download باسرعت حداكثر Mbps 3/2 ارسال مي شوند . مثالهاي بارز اين تكنولوژي عبارتند از HDSL و HDSL-2 و SDSL و SHSDSL ، يكسان بودن سرعت ارسال و دريافت اين نوع تكنولوژي را جهت كاربرهايي نظير ويدئو كنفرانس و web hosting مطرح مي سازد
سيستم نامتقارن :در اين روش جهت كاهش پديده Cross talk ، ارسال اطلاعات در Upload روي محدوده پائين فركانسي بين KHZ 138 تا 30 صورت مي پذيرد . بهمين دليل سرعت Download بيش از سرعت Upload خواهد بود .
در ابتداي ارائه تكنولوژي DSL ، اين تكنولوژي بصورت Point–to–Point مورد استفاده قرار مي گرفت درحال حاضر با ارائه DSLAM ها ، خطوط پرسرعت قابل به اشتراك گذاشتن بين خطوط مسي با تكنولوژي DSL خواهد بود .
انواع تكنولوژيهاي xDSL به همراه سرعت انتقال، نرخ ارسال بيت وفاصله سرويس دهي وكدينگ خط بكار گرفته درجدول زير ، ارائه مي شود.
بدين ترتيب با استفاده از اين تكنولوژي مي توان درمواردي كه تعدادي كاربر دريك محدوده جغرافيايي ازپيش تعريف شده حضوردارند كليه ايشان را برروي يك خط اشتراكي باسرعت بالا قراردارد وشرايط مطلوب ارتباطي را تامين نمود. لذا اين سيستم با ارائه بهترين واقتصادي ترين روش كاربردي قادر به پاسخگويي به نياز محل هاي متصل شده به هم ، مي باشد . بديهي است ساير محدوديتهاي موجود در شبكه هاي دسترسي آنالوگ از جمله سرعت پائين ، باز دهي كم، اتصال موقت و ........ در اين شبكه راه نخواهد داشت .

و معرفي ديگر اعضاي خانواده : DSL
1- ADSL : (Asymmetric DSL) به دليل اينكه سرعت دريافت آن بيشتر از سرعت ارسال است به
آن Asymmetric مي گويند . اغلب كاربران اينترنت نيز بيشتر خواهان Download هستند تا
Upload . حداكثر فاصله پشتيباني شده نيز 5500 متر است.

2- HDSL : (High bit-Rate DSL) سرعت دريافت و ازسال در آن يكسان بوده و برابر با 1.45
Mbps است حداكثر فاصله پشتيباني شده نيز 3650 متر است. تفاوت HDSL با بقيه اعضاي
خانواده DSL اين است كه به دو خط تلفن نياز دارد.

3- ISDL : (ISDN DSL) براي كاربران شبكه ISDN است و كندترين عضو خانواده DSL است. سرعت
دريافت و ارسال در آن يكسان بوده و برابر با 441kbps است. اما مزيت آن نسبت به
انواع ديگر آن است كه كاربران نيازي به تجهيزات مخصوصي ندارند و و با تجهيزات موجود
مي توانند از آن بهره مند شوند. اما سرعت واقعي اتصال معمولاً 61kbps خواهد بود.
حداكثر فاصله پشتيباني شده نيز 10700 متر است كه بيش از بقيه انواع است.

4- MSDSL : (Multi-Rate Sysmmetric DSL) در اين نوع نيز سرعت دريافت و ارسال يكسان
بوده و برابر با 2Mbps استو خصوصيت MSDSL اين است كه ISP مي تواند سرعت نقل و
انتقال اطلاعات را بنا له نوع سرويس و هزينه دريافتي ، تعيين كند. حداكثر فاصله
پشتيباني شده نيز 8800 متر است.

5- RADSL : (Rate Adaptive DSL) گونه اي معمول از ADSL است كه به مودم اين امكان را مي
دهد كه سرعت اتصال را با طول و كيفيت خط تطبيق دهند . سرعت دريافت و ارسال آن به
ترتيب 7 و 1 مگابايت در ثانيه است و حداكثر فاصله پشتيباني شده نيز 5500 متر است.

6- SDSL : (Symmetric DSL) همانطور كه كه از نامش مشخص است سرعت ارسال و دريافت در اين
نوع نيز يكسان و برابر با 2.3Mbps است. اما برخلاف HDSL تنها به يك خط نياز دارد .
حداكثر فاصله پشتيباني نيز 6700 متر است.

7- :( Very High bit-rate D S L) VDSL نيز همانند ADSL بر مبناي سيم هاي مسي خطوط تلفن كار مي كنند و سرعت دريافت آن
تا 52 مگابايت در ثانيه و سرعت ازسال آن حداكثر61Mbps است. اين در حالي است كه سرعت
دريافت و ارسال در ADSL به ترتيب 8 Mbps و 008 kb است. ابته اين مقدار نيز براي
مصارف معمول و خانگي بسيار مناسب است.
كارايي حيرت انگيز VDSL از طريق خطوط مسي حداكثر 1200 متري نمايان مي شود. فناوري
DSL داراي گونه هاي مختلفي است كه زماني كه به صورت كلي از آنها ياد مي كنيماز
عبارت xdsl استفاده مي شود كه با توجه به نوع مورد نظر ، x با حروفي جايگزين خواهد
شد.
8- VODSL : (Voice Over DSL) اين امكان را مي دهد كه چندين خط تلفن تنها در يك خط
ادغام شوند. البته قابليت هاي انتقال اطلاعات نيز در اين نوع وجود دارد.
نكته قابل توجه در مورد اعضاي خانواده DSL آن است كه تنها ADSL , RADSL , VDSL و
البته VoDSL از اين امكان مكالمه تلفني در كنار ارتباط اطلاعاتي پشتيباني مي كنند و
بقيه انواع ، بايد خطوطي مجزا از خطوط مكالمات داشته باشند.

9- CDSL : به عنوان DSL مصرف كننده،(Consumer DSL ) نام تجاريه كه شركت Rockwell روش گذاشته.يه مقدار از ADSL كندتره به اين صورت كه 1 Mbps سرعت DownStream و احتمالا سرعت Upstream پايين تر.ضمنا مزيتش اينه كه نيازي به نصب Splitter در قسمت كاربر انتهايي نداره.(شركت Rockwell چيز بيشتري دربارش نگفته)

10- UDSL : مخفف Unidirectional DSL است،يه طرحيه از طرف يك شركت اروپايي ،در واقع UDSL يك نوع HDSL از نوع يك طرفه است.

نوع تکنولوژی
حداکثر سرعت ارسال حداکثر سرعت دريافت حداکثر فاصله سرويس دهی تعداد خط مورد نياز نوع سرويس
ADSL kbps800 Mbps8 m5500 1 Voice,data
HDSL Mbps54/1 Mbps54/1 m3650 2 Data
IDSL Kbps143 Kbps144 m10700 1 Data
SHDSL Kbps 3/2 Kbps3/2 m4560 1 Voice,data
MSDSL Mbps2 Mbps2 m88001 1 Data
RADSL Mbps1 Mbps7 m5500 1 Voice,data
SDSL Mbps3/2 Mbps3/2 m6700 1 Data
VDSL Mbps16 Mbps52 m1200 1 Voice,data