شبكه محلی و يا خطوط DSL شبكه محلی و يا خطوط
Digital Subscriber Line(DSL)
برای اتصال به اينترنت از روش های متفاوتی استفاده می گردد. استفاده از مودم معمولی ، مودم كابلی ، شبكه محلی و يا خطوط DSL)Digital Subscriber Line)، نمونه هائی از روش های موجود برای اتصال به اينترنت می باشند. DSL ، يك اتصال با سرعت بالا را با استفاده از كابل های معمولی تلفن برای كاربران اينترنت فراهم می نمايد.
مزايای DSL
در زمان اتصال به اينترنت ، امكان استفاده از خط تلفن برای تماس های مورد نظر همچنان وجود خواهد داشت .
دارای سرعتی بمراتب بالاتر از مودم های معمولی است ( 1/5 مگابايت ) .
نياز به كابل كشی جديد نبوده و همچنان می توان از خطوط تلفن موجود استفاده كرد.
شركت ارائه دهنده DSL ، مودم مورد نظر را در زمان نصب خط فوق در اختيار مشترك قرار خواهد داد.
اشكالات DSL
يك اتصال DSL هر اندازه كه به شركت ارائه دهنده سرويس فوق نزديكتر باشد، دارای كيفيت بهتری است .
سرعت دريافت داده نسبت به ارسال داده بمراتب بيشتر است (عدم وجود توا زن منطقی)
سرويس فوق در هر محل قابل دسترس نمی باشد.
مبانی DSL
در زمان نصب يك تلفن ( استاندارد) در اغلب كشورها از يك زوج كابل مسی استفاده می شود. كابل مسی دارای پهنای بمراتب بيشتری نسبت به آن چيزی است كه در مكالمات تلفنی استفاده می گردد ( بخش عمده ای ازظرفيت پهنای باند استفاده نمی گردد ) . DSL از پهنای باند بلااستفاده بدون تاثير گذاری منفی بر كيفيت مكالمات صوتی ، استفاده می نمايد. ( تطبيق فركانس های خاص به منظور انجام عمليات خاص ) .
به منظور شناخت نحوه عملكرد DSL ، لازم است در ابتدا با يك خط تلفن معمولی آشنا شويم . اكثر خطوط تلفن و تجهيزات مربوطه دارای محدوديت فركانسی در ارتباط با سوئيچ ، تلفن و ساير تجهيزاتی می باشند كه بنوعی در فرآيند انتقال سيگنا ل ها دخالت دارند. صدای انسان ( در يك مكالمه صوتی معمولی ) توسط سيگنال هائی با فركانس بين صفر تا 3400 قابل انتقال است . محدوده فوق بسيار ناچيز است (مثلا" اغلب بلندگوهای استريو كه دارای محدوده بين 20 تا 20.000 هرتز می باشند). كابل استفاده شده در سيستم تلفن قادر به انتقال سيگنال هائی با ظرفيت چندين ميليون هرتز می باشد. بدين ترتيب در مكالمات صوتی صرفا" از بخش بسيار محدودی از پهنای باند موجود، استفاده می گردد. با استفاده از پهنای باند استفاده نشده می توان علاوه بر بهره برداری از پتانسيل های موجود، بگونه ای عمل نمود كه كيفيت مكالمات صوتی نيز دچار افت نگردند. تجهيزات پيشرفته ای كه اطلاعات را بصورت ديجيتال ارسال می نمايند ، قادر به استفاده از ظرفيت خطوط تلفن بصورت كامل می باشند. DSL چنين هدفی را دنبال می نمايد.
در اغلب منازل و ادارات برخی از كشورهای دنيا ، كاربران از يك DSL نامتقارن (ADSL) استفاده می نمايند. ADSL فركانس های قابل دسترس دريك خط را تقسيم تا كاربران اينترنت قادر به دريافت و ارسال اطلاعات باشند. در مدل فوق ، فرض بر اين گذاشته شده است كه سرعت دريافت اطلاعات بمراتب بيشتر از سرعت ارسال اطلاعات باشد.
صوت و داده
كيفيت دريافت و ارسال اطلاعات از طريق DSL ، به مسافت موجود بين استفاده كننده و شركت ارائه دهنده سرويس فوق بستگی دارد. ADSL از يك تكنولوژی با نام " تكنولوژی حساس به مسافت " استفاده می نمايد. بموازات افزايش طول خط ارتباطی ، كيفيت سيگنال افت و سرعت خط ارتباطی كاهش پيدا می نمايد. ADSL دارای محدوديت 18.000 فوت ( 5.460 متر ) است . كاربرانی كه در مجاورت و نزديكی شركت ارائه دهنده سرويس DSL قرار دارند، دارای كيفيت و سرعت مناسبی بوده و بموازات افزايش مسافت ، كاربران اينترنت از نظر كيفيت و سرعت دچار افت خواهند شد. تكنولوژی ADSL قادر به ارائه بالاترين سرعت در حالت " اينترنت به كاربر " (Downstream) تا 8 مگابيت در ثانيه است .( در چنين حالتی حداكثر مسافت 6.000 فوت و يا 1.820 متر خواهد بود ) . سرعت ارسال اطلاعات " از كاربر به اينترنت" (Upstream) دارای محدوده 640 كيلوبيت در ثانيه خواهد بود. در عمل ، بهترين سرعت ارائه شده برای ارسال اطلاعات از اينترنت به كاربر ، 1.5 مگابيت در ثانيه و سرعت ارسال ارسال اطلاعات توسط كاربر بر روی اينترنت ، 640 كيلوبيت در ثانيه است .
ممكن است اين سوال در ذهن خوانندگان مطرح گردد كه اگر تكنولوژی DSL دارای محدوديت فاصله است ، چرا محدوديت فوق در رابطه با مكالمات صوتی صدق نمی كند ؟ در پاسخ بايد به وجود يك تفويت كننده كوچك كه Loading coils ناميده می شود ، اشاره كرد.شركت های تلفن از تفويت كننده فوق، به منظور تقويت سيگنال صوتی استفاده می نمايند. متاسفانه تقويت كننده فوق با سيگنال های ADSL سازگار نيست . لازم به ذكر است كه سيگنال های ADSL ، در صورتيكه بخشی از خط ارتباطی از نوع فيبر نوری باشد ، قادر به ارسال و دريافت اطلاعات نخواهند بود.
تقسيم سيگنال
از دو استاندارد متفاوت برای تقسيم سيگنالها ( با يكديگر سازگار نمی باشند ) ، استفاده می گردد. استاندارد ANSI، برای ADSL سيستمی با نام Discrete Multitone است. (DMT). اكثر توليدكنندگان تجهيزات DSL از استاندارد فوق تبعيت می نمايند. استاندارد ديگری كه نسبت به استاندارد DMT قديمی تر و بسادگی پياده سازی می گردد ، استاندارد Carrierless Amplitude/phase است (CAP) . استاندارد CAP ، سيگنال ها را به سه باند مجزا تقسيم می نمايد : مكالمات تلفن دارای باند صفر تا 4 كيلو هرتز، كانال دريافت اطلاعات از كاربر برای سرويس دهنده دارای باندی بين 25 تا 160 كيلو هرتز (Upstream) و كانال ارسال اطلاعات از سرويس دهنده برای كاربر ، دارای محدوده ای كه از240 كيلو هرتز شروع می گردد. حداكثر باند فوق به عوامل تفاوتی نظير :طول خط ، تعداد كاربران موجود در يك شركت تلفنی خاص و ...بستگی دارد، بهرحال حداكثر محدوده باند فوق از 1.5 مگاهرتز تجاوز نخواهد كرد. سيستم CAP با استفاده از سه كانال فوق ، قادر به ارسال سيگنال های مربوطه خواهد بود.
استاندارد DMT ، نيز سيگنال های مربوطه را به كانال های مجزا تقسيم می نمايد.در استاندارد فوق از دو كانال مجزا برای ارسال و دريافت داده استفاده نمی گردد. DMT ، داده را به 247 كانال مجزا تقسيم می نمايد.هر كانال دارای باند 4 كيلو هرتز می باشند. ( وضعيت فوق مشابه آن است كه شركت تلفن مربوطه ، خط مسی موجود را به 247 خط 4 كيلو هرتزی مجزا تقسيم و هر يك از خطوط فوق را به يك مودم متصل نموده است . استفاده همزمان از 247 مودم كه هر يك دارای باند 4 كيلوهرتز می باشند). هر يك از كانال ها، كنترل و در صورتيكه كيفيت يك كانال افت نمايد ، سيگنال بر روی كانال ديگر شيفت پيدا خواهد كرد. فرآيند شيفت دادن سيگنا ل ها بين كانال های متفاوت و جستجو برای يافتن بهترين كانال ، بصورت پيوسته انجام خواهد شد. برخی از كانال ها بصورت دو طرفه استفاده می شوند ( ارسال و دريافت اطلاعات ) كنترل و مرتب سازی اطلاعات در كانال های دو طرفه و نگهداری كيفيت هر يك از 247 كانال موجود ، پياده سازی استاندارد DMT را نسبت به CAP بمراتب پيچيده تر نموده است . استاندارد DMT دارای انعطاف بمراتب بيشتری در رابطه با كيفيت خطوط و كانال ها ی مربوطه است .
استانداردهای CAP وDMT از ديد كاربر دارای يك شباهت می باشند. در هر دو حالت از يك فيلتر به منظور فيلتر نمودن سيگنال های مربوطه استفاده می گردد. فيلترهای فوق از نوع Low-Pass می باشند. فيلترهای فوق دارای ساختاری ساده بوده و تمام سيگنال های بالاتر از يك محدوده را بلاك خواهند كرد. مكالمات صوتی در محدوده پايين تر از 4 كيلو هرتز انجام می گيرند ، بنابراين فيلترهای فوق تمام سيگنا ل های بالاتر از محدوده فوق را بلاك خواهند كرد. بدين ترتيب از تداخل سيگنال های داده با مكالمات تلفنی جلوگيری بعمل می آيد.
تجهيزات DSL
ADSL از دو دستگاه خاص استفاده می نمايد. يكی از دستگاهها در محل مشتركين و دستگاه ديگر برای ISP ، شركت تلفن و يا سازمانهای ارائه دهنده خدمات DSL ، نصب می گردد. در محل مشتركين از يك ترانسيور DSL استفاده می گردد. شركت ارائه دهنده خدمات DSL از يك DSL Access Multiplexer استفاده می نمايد .(DSLAM) . از دستگاه فوق به منظور دريافت اتصالات مشتركين استفاده می گردد. در ادامه به تشريح هر يك از دستگاههای فوق خواهيم پرداخت .
ترانسيور DSL
اكثر مشتركين DSL ، ترانسيور DSL را مودم DSL می نامند. مهندسين و كارشناسان شركت های تلفن به دستگاه فوق ATU-R می گويند. صرفنظر از هر نامی كه برای آن استفاده می شود ، دستگاه فوق نقطه برقراری ارتباط بين كامپيوتر كاربر و يا شبكه به خط DSL است . ترانسيور با استفاده از روش های متفاوت به دستگاه مشتركين متصل می گردد. متداولترين روش، استفاده از اتصالات USB و يا اترنت است .
DSLAM
دستگاه فوق در مراكز ارائه دهنده سرويس DSL نصب و امكان ارائه خدمات مبتنی بر DSL را فراهم می نمايد. DSLAM اتصالات مربوط به تعدادی از مشتركين را گرفته و آنها را به يك اتصال با ظرفيت بالا برای ارسال بر روی اينترنت تبديل می نمايد. دستگاههای DSLAM دارای انعطاف لازم در خصوص استفاده از خطوط DSL متفاوت ، پروتكل های متفاوت و مدولاسيون متفاوت (Cap,DMT) می باشند. در برخی از مدل های فوق امكان انجام عمليات خاصی نظير اختصاص پويای آدرس های IP به مشتركين، نيز وجود دارد.
يكی از تفاوت های مهم بين ADSL و مودم های كابلی ، نحوه برخورد و رفتار DSLAM است . كاربران مودم های كابلی از يك شبكه بسته بصورت اشتراكی استفاده می نمايند. در چنين موارديكه همزمان با افزايش تعداد كاربران ، كارآئی آنها تنزل پيدا خواهد كرد. ADSL برای هر يك از كاربران يك ارتباط اختصاصی ايجاد و آن را به DSLAM متصل می نمايد. بدين ترتيب همزمان با افزايش كاربران ، كارآئی مربوطه تنزل پيدا نخواهد كرد. وضعيت فوق تا زمانيكه كاربران از تمام ظرفيت موجود خط ارتباطی با اينترنت استفاده نكرده باشند ، ادامه خواهد يافت . در صورت استفاده از تمام ظرفيت خط ارتباطی اينترنت ، مراكز ارائه دهنده سرويس DSL می توانند نسبت به ارتقاء خط ارتباطی اينترنت اقدام تا تمام مشتركين متصل شده به DSLAM دارای كارآئی مطلوب در زمينه استفاده از اينترنت گردند.
آينده DSL
ADSL با ساير تكنولوژي های مربوط به دستيابی به اينترنت نظير مودم های كابلی و اينترنت ماهواره ای رقابت می نمايد. بر طبق آمار اخذ شده در سال 1999 ، بيش از 330.000 منزل در امريكا از DSL استفاده كرده اند. تعداد كاربران استفاده از مودم های كابلی تا سال 1999 به مرز 1.350.000 كاربر رسيده است . بر اساس پيش بينی بعمل آمده تا اواخر سال 2003 ، تعداد مشتركين مودم های كابلی به مرز 8.980.000 و مشتركين DSL به 9.300.000 خواهد رسيد.
سرعت ADSL در حال حاضر حداكثر 1.5 مگابيت در ثانيه است . از لحاظ تئوری رسيدن به مرز 7 مگابايت در ثانيه دور از دسترس نمی باشد. در اين زمينه تحقيقات عمده ای صورت گرفته و تكنولوژی VDSL مطرح شده است
