Varianty ADSL přípojky

Vysokorychlostní připojení po metalických párech dovoluje rodina technologií xDSL (Digital Subscriber Line) pro realizaci digitálních účastnických přípojek. Zvláště vhodná pro přístup na Internet, Video on Demand a práci z domova je přípojka ADSL (Asymmetric DSL), která se vyznačuje různými přenosovými rychlostmi v obou směrech přenosu.

Datový signál se přenáší modulovaný v přeloženém pásmu pomocí metody DMT (Discrete Multi-Tone), což je typ modulace s více nosnými kmitočty (Multi-carrier Modulation). Celý přenosový kanál je ve frekvenční oblasti rozdělen do řady dílčích sub-kanálů. V každém dílčím kanálu probíhá kvadraturní amplitudová modulace QAM. U ADSL je frekvenční pásmo 0 až 1,104 MHz rozděleno do 256 sub-kanálů. Nosné kmitočty jednotlivých sub-kanálů jsou od sebe vzdáleny 4,3125 kHz. Spodní část spektra je však využita pro telefonní kanál nebo ISDN. Sub-kanály obsazené těmito signály se proto nevyužívají. Základní dělení frekvenčního spektra ADSL je na obr. 1, kde jsou též vyznačeny jednotlivé varianty.

Zásadní rozdíl mezi variantou Full (podle doporučení ITU-T G.992.1) a Lite (podle doporučení ITU-T G.992.2) je v celkové šířce využívaného kmitočtového pásma. Zatímco plná varianta ADSL pracuje až do 1104 kHz, odlehčená varianta vystačí s poloviční šířkou 552 kHz. Tomu, jak si ukážeme, odpovídají i nižší přenosové rychlosti Downstream a zároveň se nepočítá s instalací splitterů, ale pouze jednoduchých filtrů (mikrofiltrů) před telefonním přístrojem.

Pro vyřešení přenosu datových toků v obou směrech na jednom vedení se používá, jak naznačuje obr. 1, metoda frekvenčního dělení FDM (Frequency Division Multiplexing) s vyhrazenými pásmy, nebo metoda potlačení ozvěny EC (Echo Canceling), která umožňuje překrývání pásem obou přenosových směrů, čímž se dosáhne rozšíření frekvenčního pásma pro rychlý kanál ve směru k účastníkovi.

Dosažitelné přenosové rychlosti

V praxi mohou být systémy ADSL nasazeny na společném kabelu s již existujícími digitálními přenosovými systémy různých typů, nejčastěji: základní přípojka ISDN-BRA s linkovým kódem 2B1Q, primární přípojka ISDN-PRA s kódem HDB3, přípojka HDSL s kódem 2B1Q na dvou či třech párech, přípojka SDSL s kódem 2B1Q či PAM-8/16 na jednom páru. Potom se ovšem může stát, že nově přidaný systém ADSL nebude moci dosáhnout požadované přenosové rychlosti, protože na něj bude působit příliš velké rušení od ostatních systémů, které jsou již na daném kabelu instalovány. Rušit se budou vzájemně i ADSL přípojky v tomtéž kabelu mezi sebou. Nejčastější otázkou je, jaké přenosové rychlosti je možné dosáhnout na určitou vzdálenost při daném rušení. Následující obrázky ukazují některé případy podle typů přípojky ADSL. Vycházejí ze simulace reálného prostředí v místních kabelech používaných v České republice s páry o průměru měděné žíly 0,4 mm a s izolací na bázi polyetylénu.

Obr. 2 představuje závislost rychlosti na délce přípojky dosažitelné teoreticky bez rušení nebo při nízkém obsazení kabelu digitálními systémy (do 2% digitálních systémů z profilu u mnohapárových kabelů se stovkami párů). Porovnána je závislost pro plnou variantu s FDM a pro ADSL Lite. Rychlosti Upstream vycházejí u obou variant shodné.

Oproti téměř 11 Mbit/s pro downstream u plné varianty se u varianty Lite dosahuje necelých 5 Mbit/s, protože je k dispozici méně než polovina sub-kanálů. Obr. 3 pak dále ukazuje, jak se situace změní při zvýšení obsazenosti kabelu ADSL systémy na desetinásobek, kdy je pětina párů využita jako ADSL přípojka. Vidíme patrný pokles přenosových rychlostí v závislosti na délce přípojky, a to výraznější ve směru od poskytovatele k účastníkovi. Přesto ještě ve vzdálenosti kolem 5 km od ústředny lze u obou variant dosáhnout kolem 2 Mbit/s. Opačný směr přenosu pak poskytuje ještě kolem 800 kbit/s.

Na první pohled by se mohlo zdát, že varianta s potlačením ozvěn a s překryvem frekvenčních pásem bude výhodnější, protože je k dispozici více sub-kanálů ve směru downstream. Ve skutečnosti, jak ukazuje obr. 4, se nedosáhne při nasazení většího počtu systémů (20% z profilu kabelu jako na obr. 3) vyšších přenosových rychlostí ve směru downstream, naopak dojde k podstatné redukci přenosové rychlosti ve směru upstream. To je způsobeno přeslechem na blízkém konci (NEXT), který se u varianty s frekvenčním dělením prakticky neuplatňuje, ale působí jen méně agresivní přeslech na vzdáleném konci (FEXT).

Zatím jsme uvažovali kombinaci ADSL přípojky s analogovou telefonní přípojkou (POTS) na jednom páru. Nyní se podíváme co udělá, když bude ADSL přidána na tentýž pár k základní přípojce ISDN-BRA. Pro tento případ se dodávají specializované modemy a splittery. Jak plyne z obr. 1, posouvají se obě pásma pro přenos datových signálů výše, protože ISDN potřebuje větší šířku pásma než analogová telefonní přípojka. Z obr. 5, který uvádí srovnání s ADSL přípojkou v kombinaci s POTS opět při 20% obsazení kabelu, vyplývá podstatný pokles přenosové rychlosti v obou směrech přenosu, takže při přechodu na ADSL se zdá výhodnější přejít z ISDN na ADSL/POTS, přes níž je možné realizovat přenos požadovaných datových toků i hlasové služby (Voice over ADSL) dříve poskytovaných pomocí ISDN.

V praxi je situace složitější, protože jedna přípojka může být tvořena kombinací různých kabelových úseků s různými průměry žil, jednotlivé ADSL modemy jsou umístěny v různých vzdálenostech od ústředny a přípojky jsou postupně odbočovány v traťových a účastnických rozvaděčích. Přesto lze si z výše uvedených grafů učinit představu o dosahovaných přenosových rychlostech u jednotlivých variant ADSL. Nejlépe vychází varianta s frekvenčním dělením pásem přenosu, přičemž plná varianta je vhodná pro vyšší přenosové rychlosti, např. pro Video on Demand, kdežto varianta ADSL Lite postačí pro rychlosti do 2 Mbit/s a tím pro většinu zájemců pro rychlý přístup na Internet.