Цифровая абонентская линия ( DSL ) модем - это устройство, используемое для подключения компьютера или маршрутизатора к телефонной линии , которая предоставляет услугу цифровой абонентской линии (DSL) для подключения к Интернету , которую часто называют широкополосным доступом DSL . Модем подключается к одному компьютеру или маршрутизатору через порт Ethernet, порт USB или устанавливается в слот PCI компьютера .
Более распространенный маршрутизатор DSL представляет собой автономное устройство, которое совмещает в себе функции модема DSL и маршрутизатора и может подключать несколько компьютеров через несколько портов Ethernet или встроенную беспроводную точку доступа . Также называемый домашним шлюзом , маршрутизатор DSL обычно управляет подключением и совместным использованием сервиса DSL в домашней или небольшой офисной сети.
Различные маршрутизаторы и модемы DSL поддерживают различные варианты технологии DSL: VDSL , SDSL и ADSL .
Маршрутизатор DSL состоит из коробки с гнездом RJ11 для подключения к стандартной абонентской телефонной линии. Он имеет несколько гнезд RJ45 для кабелей Ethernet для подключения его к компьютерам или принтерам, создавая локальную сеть. Обычно он также имеет гнездо USB , которое может использоваться для подключения к компьютерам через кабель USB , чтобы обеспечить подключение к компьютерам без порта Ethernet. Беспроводной маршрутизатор DSL также имеет антенны, позволяющие ему выступать в качестве беспроводной точки доступа , поэтому компьютеры могут подключаться к нему, образуя беспроводную сеть . Питание обычно подается по шнуру от настенного трансформатора.
Обычно он имеет ряд светодиодных индикаторов состояния, которые показывают состояние частей линии связи DSL:
Многие маршрутизаторы предоставляют внутреннюю веб-страницу для локальной сети для настройки устройства и отчетов о состоянии. Большинство маршрутизаторов DSL предназначены для установки заказчиком, для чего поставляется CD или DVD с программой установки. Программа также может активировать службу DSL. После включения маршрутизатора может потребоваться несколько минут для инициализации локальной сети и канала DSL, что обычно обозначается зеленым цветом индикаторов состояния. Существуют также модемы PCI DSL, которые подключаются к свободному слоту карты PCI на компьютере.
Общественная коммутируемая телефонная сеть , сеть коммутационных центров , магистральных линий, усилителей и коммутаторов, которая передает телефонные звонки с одного телефона на другой, предназначена для передачи сигналов голосовой частоты и, следовательно, ограничена полосой пропускания 3,4 кГц. До DSL модемы голосового диапазона передавали информацию по телефонной сети с аудиочастотами в пределах этой полосы пропускания, что ограничивало их скоростью передачи данных около 56 кбит/с. Однако медные провода, которые соединяют телефоны с местным коммутационным центром ( телефонной станцией ), называемые абонентским шлейфом , на самом деле способны переносить гораздо более широкий диапазон частот, до нескольких мегагерц . [2] Эта емкость не используется в обычной телефонной службе. DSL использует эти более высокие частоты для передачи цифровых данных между модемом DSL и местным коммутационным центром, не мешая обычной телефонной службе. В местном коммутационном центре данные передаются напрямую между телефонной линией клиента и интернет-линиями, поэтому сигналы DSL не проходят через саму телефонную сеть. Для инициирования соединения не нужно набирать телефонный номер; DSL-соединение включено всегда, когда включен модем.
Устройство в локальном коммутационном центре, которое взаимодействует с модемом DSL, называется мультиплексором доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM), который напрямую подключен к Интернету. [2] Локальный коммутационный центр должен быть оборудован этими устройствами для предоставления услуг DSL.
С помощью ADSL модем и DSLAM взаимодействуют по протоколу, называемому дискретной многотональной модуляцией (DMT), который является формой частотного мультиплексирования . [2] Модем использует только частоты выше 8 кГц, чтобы не мешать нормальной телефонной связи. Полоса пропускания линии между 8 кГц и примерно 1 МГц разделена на 247 отдельных каналов, каждый шириной 4 кГц. [2] Отдельный несущий сигнал переносит информацию в каждом канале. Таким образом, система действует как 247 отдельных модемов, работающих одновременно. Биты входящих цифровых данных разделяются и отправляются параллельно по каналам. Каждый поток данных отправляется с использованием кода коррекции ошибок , чтобы разрешить исправление незначительных ошибок битов из-за шума на принимающей стороне. Большинство каналов являются однонаправленными, перенося данные загрузки от DSLAM к модему, но некоторые на низкочастотном конце являются двунаправленными, чтобы переносить меньшее количество трафика загрузки. Модем постоянно отслеживает качество передачи на каждом канале, и если оно слишком плохое, он перенаправляет сигнал на другие каналы. Модем постоянно переносит данные между каналами в поисках лучшей скорости передачи. [2] Таким образом, помехи или плохое качество линий, как правило, не прерывают передачу, а только приводят к снижению скорости передачи данных модема.
Например, при загрузке веб-страницы пакеты данных веб-страницы передаются по оптоволоконным интернет-линиям от серверного компьютера напрямую к DSLAM на местной телефонной станции . В DSLAM они разделяются на 247 параллельных потоков данных. Каждый из них модулируется на отдельный несущий сигнал и отправляется по отдельному частотному каналу по телефонной линии абонента на DSL-модем. Модем демодулирует носитель, извлекая поток данных из каждого несущего сигнала, выполняет исправление ошибок , снова собирает данные в правильном порядке и отправляет их на компьютер по линии Ethernet или для беспроводной сети ( Wi-Fi ) с помощью радиосигналов.
Большинство потребительских линий DSL используют одну из нескольких разновидностей асимметричного DSL (ADSL). [2] «Асимметричный» означает, что большая часть полосы пропускания линии выделяется для нисходящих (загрузочных) данных, чем для восходящих (выгрузочных) данных, поэтому скорость загрузки выше, чем скорость выгрузки, поскольку большинство пользователей загружают гораздо большие объемы данных, чем выгружают. Поскольку телефонные линии никогда не были предназначены для передачи таких высокочастотных сигналов, DSL чувствительна к расстоянию. Чем дальше от коммутационного центра находится модем, тем длиннее телефонные провода, тем слабее сигнал и тем ниже скорость передачи данных, которую может достичь модем. Пользователи в городах, расположенных недалеко от коммутационных центров, могут иметь доступ к более высокоскоростному обслуживанию, до 24 Мбит/с. [2] Предел расстояния для ADSL составляет 18 000 футов (5,5 км или 3,4 мили). [2] Однако другие устройства, установленные на телефонных линиях телефонной компанией, такие как катушки нагрузки и мостовые ответвители , блокируют сигнал и могут лишить данную телефонную линию возможности обслуживания DSL.
Чтобы предотвратить попадание сигнала DSL в телефонные линии, в телефоны, автоответчики, факсы и другие устройства, где он может вызывать помехи, модемы DSL поставляются с фильтрами нижних частот , которые должны быть подключены к телефонным линиям, идущим ко всем устройствам голосового диапазона на той же линии. Фильтр блокирует все частоты выше 4 кГц, поэтому он блокирует сигнал DSL, но пропускает сигналы голосовой частоты. Фильтр не должен быть вставлен в телефонную линию, идущую к модему DSL, поскольку он блокирует связь между модемом и коммутационным центром.
DSL-модем модулирует высокочастотные тоны для передачи на цифровой абонентский мультиплексор доступа (DSLAM), а также получает и демодулирует их из DSLAM. Он служит в основном той же цели, что и голосовой модем , который был опорой в конце 20-го века, но отличается от него важными способами.
Большинство этих различий не представляют особого интереса для потребителей, за исключением более высокой скорости DSL и возможности пользоваться телефоном, даже когда компьютер подключен к сети.
По мере развития технологий функции, предоставляемые несколькими чипами , могут быть интегрированы в один чип. Более высокие уровни интеграции принесли пользу DSL, как и другому компьютерному оборудованию. Для работы DSL-модема требуется следующее: что именно находится на плате и как она организована, может меняться по мере совершенствования технологий:
Помимо подключения к DSL-услуге, многие модемы предлагают дополнительные интегрированные функции, образуя домашний шлюз :
Медиа, связанные с модемами ADSL на Wikimedia Commons