+ADSL۲ - ADSL۲ عبور از مرزهای سرعت

شركت‌های مخابرات منطقه‌ای را به قولی صاحبان بزرگترین معادن مس دنیا می‌دانند و این كنایه‌ای است از حجم عظیم سیم‌های مسی كه بین این مراكز مخابراتی و محل سكونت یا محل كار مشتركین تلفن نصب گردیده‌اند. استفاده بهینه از این سرمایه، در دستور كار این شركت‌ها قرار دارد و چند سالی است كه فناوری مودم‌های دیجیتال (DSL) به عنوان راه‌حلی هوشمندانه‌ جهت انتقال دیتای پرسرعت برروی این سیم‌ها مطرح گردیده است.
در این میان، مودم‌های خانواده‌ ADSL به لحاظ وسعتِ به‌كارگیری در كاربردهای خانگی، رتبه اول فروش را به خود اختصاص داده‌اند. در ژانویه ۲۰۰۳ سازمان ITU (سازمان بین‌المللی استانداردهای مخابراتی) پس از فروش حدود پانزده میلیون مودمADSL در سطح جهان، مشخصات جدیدی را برای این استاندارد منتشر نمود. سری مودم‌های ADSL موفقترین رده ADSL را در جهان به خود اختصاص می‌دهند و ITU سعی فراوانی جهت توسعه آن دارد.
استانداردهای جدید با نام‌های ADSL۲ و +۲ ADSL به بازار معرفی شده‌اند. (ITU-G.۹۹۲.۵) برای اولین بار موفق‌شد نرخ گذردهی در جهت دریافت (downstream) را به ۲۴ مگابیت در ثانیه برساند و گونه‌ای از ۲ ADSL كه در اكتبر ۲۰۰۳ معرفی شد، حداكثر مسافت قابل دسترسی را به بیش از ۶ كیلومتر رساند. افزایش كارآیی در استانداردهای فوق در واقع انعكاسی از نیاز استفاده‌كنندگان و فراهم‌كنندگان خدمات ADSL درارتباط با افزایش نرخ گذردهی و مسافت قابل‌ا‌ستفاده می‌باشد. سرعت بالای این گروه از مودم‌های DSL، به فراهم‌كنندگان خدمات، امكان ارائه خدماتی همچون ویدئوی OnLine را می‌دهد.
با وجود ارتقاء صورت گرفته، مودم‌های جدید به طور كامل با مودم‌های نسل پیشین خود سازگار می‌باشند. به این ترتیب فراهم‌كنندگان خدمات نیازی به جایگزینی سیستم‌های موجود خود ندارند و امكان توسعه تدریجی را می‌یابند.
● بهبود كارآیی
ADSL۲ به شكلی طراحی شده كه در خطوط مخابراتی و با وجود تداخلات ناشی از مكالمات تلفنی به نرخ گذردهی و مسافت بیشتری دست یابد. بهبود در تكنیك مدولاسیون، كاهش سرباره، بهره‌وری بیشتر در مكانیسم كدینگ، بهبود فرایند آماده‌سازی مودم، ارتقاء الگوریتم‌های پردازش سیگنال و كاهش در نسبت لازم برای سیگنال به نویز (SNR) برخی از تغییرات انجام گرفته جهت دستیابی به اهداف فوق می باشند.
● كاهش اتلاف در پهنای باند
در مودم‌های معمولی ADSL، سرباره‌های ارتباطی از یك مقدار ثابت برخوردار می‌باشند و در مجموع ۳۲Mbps از ظرفیت گذردهی را به خود اختصاص می‌دهند. این مقدار سرباره در مسافت‌های طولانی كه ظرفیت گذردهی تا ۱۲۸Kbps كاهش می‌یابد، به معنی اتلاف ۲۵ درصدی خواهد بود. در مقابل در مودم‌های جدید، مقدار سرباره متناسب با نوع كاربرد و شرایط خط ارتباطی از ۴Kbps تا ۳۲Kbps انتخاب می‌گردد كه تا ۸ برابر كاهش اتلاف را نشان می‌دهد.
به طور همزمان، به كارگیری تكنیك كدینگ Reed-Solomon در مودم‌های جدید، بهره‌وری كدینگ را افزایش داده است و به كاهش پدیده انعكاس در انتهای خطوط و همچنین كاهش تداخل ناشی از امواج رادیویی AM كمك می‌كند.
افزایش كارآیی كدینگ و كاهش اتلاف به افزایش نرخ گذردهی در مودم‌های ۲ ADSL نسبت به انواع پیشین منجر گردیده است. افزایش نرخ گذردهی در مسافت‌های بالای ۵ كیلومتر در حد ۵۰Kbps می‌باشد و افزایش مسافت در حد ۱۸۰ متر می‌باشد كه در مجموع فضای قابل پوشش را تا ۶درصد افزایش می‌دهد.
● سایر ویژگی‌ها
▪ تشخیص خودكار:
تشخیص خودكار كارآیی در مودم ۲ ADSL به مراتب بهتر از سلف خود انجام می‌گیرد، به این ترتیب كه مودم‌های هر دو طرف ارتباط قادر به اندازه‌گیری میزان نویز، شدت تضعیف و نسبت سیگنال به نویز می‌باشند. اطلاعات فوق در اختیار نرم‌افزار مدیریت شبكه قرار می‌گیرد تا در انجام فرایند نصب و خدمات پس از نصب شركت‌های فراهم‌كننده خدمات به كارگرفته شود.
▪ شروع سریع:
آغاز به كار در ۲ ADSL بسیار سریعتر از گونه‌های پیشین و در مدت ۳ ثانیه انجام می‌گیرد، درصورتی‌كه همین زمان در مورد مودم‌های ADSL در حدود ۱۰ ثانیه است.
▪ دیتای اختصاصی:
یك گزینه اختیاری در ۲ ADSL وجود دارد كه استفاده از پهنای باند تلفنی (POTS) را برای ارسال دیتا در جهت ارسال (Upstream) امكانپذیر می‌كند. این گزینه برای مكان‌هایی كه دارای دو یا چند خط تلفن می‌باشند و نیازی به استفاده از قابلیت تلفنی ۲ ADSL ندارند، مفید خواهد بود.
● بهبود در مدیریت توان الكتریكی
نسل اول مودم‌های ADSL در تمام مدت با حداكثر توان مصرفی كار می‌كنند كه اتلاف انرژی و افزایش حرارت از نتایج آن است. در مقابل ۲ ADSL مانند یك كامپیوتر شخصی قادر است به حالت آماده‌باش(Stand by) درآید و مصرف توان را به حداقل برساند. در این حالت، مودم علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی، حرارت كمتری نیز تولید می‌كند كه به كارگیری آن را در ایستگاه‌های مركزی آسانتر می‌سازد. مدیریت توان در مودم‌های ۲ ADSL دارای دو سطح عملیاتی ۲ L و ۳ L می‌باشد.
انتخاب اینكه مودم در كدام حالت (عادی یا آماده‌باش) كاركند، با توجه به نرخ ترافیك عبوری یا بدون فعالیت‌ماندن مودم برای یك مدت مشخص تعیین می‌گردد.
برای مثال زمانی كه فایلی بزرگ از روی اینترنت بارگذاری می‌گردد، ۲ ADSL در حالت توان كامل قرار می‌گیرد تا گذردهی را به حداكثر برساند. اما با كاهش ترافیك (برای مثال در زمانی كه یك صفحه وب معمولی مطالعه می‌شود) مودم به حالت ۲ L فرو می‌رود و توان مصرفی را كاهش می‌دهد. البته مودم همواره آماده است تا به سرعت به حالت عادی بازگردد و تمام این تغییرات بدون درگیر شدن برنامه‌های كاربردی و بدون از دست رفتن حتی یك بیت از اطلاعات انجام می‌گیرد. درصورتی‌كه مودمی برای مدتی خاص بدون هر گونه ترافیكی باقی بماند، می‌تواند به پایین‌ترین حالت مصرف انرژی یعنی ۳ L برود. در این حالت حدود ۳ ثانیه برای بازگشت مجدد به وضعیت عادی زمان لازم است.
● تطبیق نرخ انتقال
خطوط تلفن معمولاً در قالب كابل‌های چندرشته‌ای (با حداقل ۲۵ رشته‌سیم) به كار گرفته می‌شوند. یكی از آثار فیزیكی به كارگیری كابل‌های چند‌رشته‌ای، امكان القای الكترومغناطیسی علائم الكتریكی یك رشته سیم در دیگری است كه به همشنوایی (Crosstalk) موسوم است. همشنوایی به همراه رطوبت، تغییر درجه حرارت و تداخلات ناشی از رادیوهای AM، از مهمترین عوامل كاهش كارآیی در خطوط ADSL محسوب می‌گردند.
ADSL۲ به كمك یكی از قابلیت‌های خود موسوم به <تطبیق پیوسته نرخ انتقال> بدون ایجاد تداخل در فرایند ارائه خدمات، شرایط كانال ارتباطی را تشخیص داده و نرخ انتقال را با شرایط فوق هماهنگ می‌كند. برای مثال شروع به كار فرستنده یك ایستگاه رادیویی محلی می‌تواند شرایط جدیدی را برای خطوط مخابراتی آن منطقه ایجاد كند كه در این صورت ۲ ADSL بدون آنكه كاربر را متوجه سازد، نرخ انتقال خود را با شرایط فوق تطبیق می‌دهد.
● ADSL۲ چندتایی ( Bounded ADSL۲)
فراهم كنندگان خدمات طیف گسترده‌ای از مشتریان را پوشش می‌دهند و بدیهی است كه با نیازها و خواسته‌های متفاوتی روبرو باشند، مشتریان تجاری معمولا خواستار نرخ گذردهی بالاتر از مقادیر استاندارد می‌باشند. خوشبختانه ۲ ADSL این قابلیت را دارد كه با به كارگیری همزمان چند رشته سیم به نرخ بالاتری دست یابد. تكنیك به كار گرفته شده اقتباسی از تكنیك مالتی پلكس وارونه در شبكه‌های ATM می‌باشد. در این تكنیك اطلاعات در مبداء به قطعاتی تقسیم می‌شوند كه هر یك برروی یكی از كانال‌های موجود ارسال می‌گردد، در گیرنده فرایند عكس انجام می‌پذیرد و با سرهم كردن قطعات فوق، اطلاعات اولیه بازسازی می‌شود.
● روش‌های انتقال همزمان صدا بر روی ADSL۲
یكی از ویژگی‌های مودم‌های ADSL، تقسیم طیف فركانسی یك خط تلفن به دو بخش مستقل با مشخصات متمایز می‌باشد كه این دو بخش به مكالمات تلفنی (POTS) و تبادل دیتا اختصاص دارند. به این ترتیب دارندگان مودم‌های ADSL قادر به استفاده همزمان از خط تلفن خود خواهند بود، بدون آنكه اختلالی در فرایند ارسال و دریافت دیتا ایجاد كنند.
مودم‌های ADSL۲، علاوه بر این، امكان برقراری ارتباطات صوتی از طریق تكنیكی موسوم به <صدای كانالیزه شده بر روی>
(CVoDSL DSL) را فراهم می‌كند. CVoDSL یك كانال به پهنای ۶۴ كیلو هرتز را از داخل پهنای باند مربوط به ۲ ADSL جدا می‌كند و به صورت یك خط معمولی تلفنی به كار می‌گیرد. تكنیك فوق از نوآوری‌های ۲ ADSL می‌باشد و به‌طور كلی با تكنیك‌های معمول انتقال صوت برروی
مودم‌های DSL (مانند VoIP یا VoATM) كه مبتنی‌بر تبدیل صوت به ترافیك بسته‌ای دیتا می‌باشند، متمایز است.
با استفاده از تكنیك CVoDSL صوت به صورت دست نخورده و بدون تبدیل باقی می‌ماند و سرویس‌دهنده قادر خواهد بود تا ۴ خط تلفنی را بر روی یك خط ۲ ADSL ایجاد كند.
● +ADSL۲
سیر پیشرفت مودم‌های ADSL با معرفی (ADSL۲+ (G.۲۹۹.۵ باز هم كامل‌تر گردید. در +ADSL۲ افزایش دو برابری پهنای باند از ۱/۱ مگا‌هرتز به ۲/۲مگاهرتز، در مسافت‌های كمتر از ۱۵۰۰ متر، نرخ دریافت را تا دو برابر افزایش می‌دهد. طیف فركانسی بزرگتر، همچنین +۲ ADSL را نسبت به معضل همشنوایی مقاومتر می‌كند.
● ضمائم استاندارد
كاربردها و شرایط خاص، مشخصات ویژه‌ای را طلب می‌كند كه در استانداردهای اصلی ADSL وجود ندارد. ضمائم به منظور پوشش‌دادن به این شرایط خاص ایجاد گردیده‌اند. به طور كلی هر ضمیمه از بخشی از پهنای باند ADSL برای كاربردی خاص استفاده می‌كند و بسیاری از ضمائم اولیه ADSL برای استانداردهای نسل جدید ۲ ADSL و +۲ ADSL نیز كاربرد دارند.
▪ ضمیمه A:
متداولترین گونه ADSL می‌باشد كه در آمریكای شمالی، اروپا و آسیا كاربرد دارد. در این ضمیمه، بخش پایین پهنای باند برای ارتباطات عادی تلفنی و بخش‌های بعدی به ترتیب برای ارسال و دریافت دیتا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
▪ ضمیمه B:
شبیه به گونه A می‌باشد، با این تفاوت كه برای خطوط تلفن ISDN كاربرد دارد. تلفن ISDN نسبت به تلفن عادی از پهنای باند بیشتری استفاده می‌كند. ضمیمه B به طور گسترده‌ای در كشور آلمان به كار گرفته شده‌است.
▪ ضمیمه C:
خاص سیستم مخابرات تلفنی كشور ژاپن طرح شده است كه در واقع گونه‌ خاصی از استاندارد ISDN می‌باشد.
▪ ضمیمه I:
نسخه جدیدی از ضمیمه C می باشد كه نرخ گذردهی را درسمت دریافت تا دو برابر افزایش می‌دهد.
▪ ضمیمه J:
این گونه به صورت كاملاً دیجیتالی كار می‌كند و فضای اختصاص یافته به ارتباطات تلفنی را برای افزایش نرخ گذردهی دیتا به كار می‌گیرد.
▪ ضمیمه L:
یكی از جدیدترین ضمائم استاندارد ۲ ADSL می‌باشد كه در بازار با نام ۲ ADSL <گسترش‌یافته (RE-ADSL۲)> شناخته می‌شود. RE-ADSL۲ با افزایش توان ارسال علائم، بر تضعیف حاصل از خطوط طولانی غلبه می‌كند. نتیجه حاصل، افزایش ۳۷ درصدی در فضای قابل پوشش می باشد. البته توان اضافی در فواصل كوتاهتر نیز به افزایش نرخ گذردهی نسبت به استاندارد پایه ADSL كمك می‌كند.
● پیش‌بینی‌ها
از آنجایی‌كه ارتقاء استاندارد ADSL به سطح ۲ ADSL و +ADSL۲ در ITU ناشی از خواست فراهم‌كنندگان خدمات و استفاده‌كنندگان این فناوری بوده است، بدیهی است كه كلیه پیش‌بینی‌ها انتظار تكرار موفقیت ADSL را در انواع جدید آن نیز دارند.

ترجمه علیرضا تقی زاده

منبع : ماهنامه شبکه