8.11.1999
Päivi Kokko
Automaatio- ja systeemitekniikka
Teknillinen korkeakoulu
pjkokko2@cc.hut.fi
Markkinoille tuodaan koko ajan uusia entistä nopeampia tekniikoita. Aluksi olivat perinteiset modeemit ja sitten kehiteltiin ISDN. Ja nyt kasvavat tiedonsiirrontarpeet ovat tuoneet tullessaan DSL (Digital Subscriber Line) -tekniikan, joka tarjoaa nopean tiedonsiirron sekä mahdollisuuden erilaisiin multimediapalveluihin. Aihe on kovin ajankohtainen, sillä nyt tavallisilla asiakkailla on mahdollisuus hankkia mm. ADSL-yhteys suhteellisen halvalla.
DSL-teknologia mahdollistaa nopean tiedonsiirron ja laajakaistaiset multimediapalvelut puhelinlinjaa hyödyntäen. DSL-teknologia kattaa erilaisia protokollia, kuten ADSL, HDSL ja jopa erilaisia variaatioita (kuten CAP (Carrierless Amplitude and Phase) enkoodaa ADSL vastaan DMT (Discrete MultiTone) enkoodaa ADSL). Ylipäätään kirjainyhdistelmä xDSL kattaa nämä kaikki teknologiat.[3,7]
Puhelinyhtiö yhdistää kotipäätteen puhelinyhtiöön pitkin kuparilankoja. Alunperinhän puhelinlinjat olivat tarkoitetut siirtämään ääntä paikasta toiseen ja tätä tiedonsiirtoa kutsutaan analogiseksi signaaliksi. Normaalisti modeemia käyttäen tieto muutetaan digitaaliseksi (0 ja 1) ja tiedonsiirto tapahtuu n. 56 Kbps tai ISDN:llä 128 Kbps.[8]
Kotikoneen kyky vastaanottaa tietoa on keskittynyt sen faktan ympärille, että puhelinyhtiöt suodattavat tiedon, joka saapuu digitaalisesti, muuttavat sen analogiseen muotoon puhelinlinjaa varten ja vaativat modeemia muuttamaan sen takaisin digitaaliseksi.[8]
DSL:ssä digitaalista tietoa ei tarvitse muuttaa analogiseen muotoon ja takaisin digitaaliseen muotoon, kuten normaalisti modeemia käytettäessä. Digitaalisessa muodossa oleva viesti siirretään kotikoneelle suoraan digitaalisessa muodossa ja tämä saa aikaan sen, että puhelinyhtiö voi käyttää paljon laajempaa kaistanleveyttä tiedonsiirtoon. [8]
Jos käyttäjä haluaa, voidaan signaali eristää, jolloin osa kaistanleveydestä voidaan käyttää myös analogisen signaalin lähettämiseen. Tämä merkitsee sitä, että samaa linjaa voi käyttää sekä puhelin että tietokone samaan aikaan.[8]
xDSL käyttää enemmän kaistanleveyttä kuparilinjoilla kuin mitä on tavallisesti käytetty puhelinlinjoilla (POTS = Plain Old Telephone Service). Käyttämällä puhelinkaistojen yläpuolella olevia taajuuksia, xDSL voi enkoodata enemmän dataa saadakseen suuremmat siirtonopeudet. Jotta voitaisiin käyttää tiettyjä taajuuksia, xDSL-varustus täytyy asentaa molempiin päihin ja kuparilanka näiden yhteyspisteiden välille. [6]
DSL:n periaate on siirtää suuri määrä bittejä paikasta A paikkaan B. Usein piste A on juuri koti ja B on paikallinen puhelinyhtiö, joka tarjoaa yhteyden. Tavallista modeemia käytettäessä luodaan yhteys, joka kulkee myös puhelinkytkinjärjestelmän kautta (telephone switching system). DSL-modeemi sitä vastoin luo yhteyden pisteen A kuparilinjasta pisteen B kuparilinjaan jolloin signaali ei kulje puhelinkytkinjärjestelmän kautta lainkaan. [3]
Seuraavassa taulukossa verrataan hieman siirtonopeuksia modeemilla, ISDN:llä ja DSL:llä. Täytyy kuitenkin muistaa, että linjan nopeus riippuu myös asiakkaan ja palveluntarjoajan välisestä etäisyydestä ja linjan tilast eli onko paljon liikennettä jne.
| Tiedon tyyppi | Tiedoston pituus | 28.8 KBPS modeemi | ISDN 128 KBPS | DSL 384 KBPS | DSL 1.5MBPS |
| Nettisivujen selailu, sis. tekstiä, grafiikkaa | 2.5 Mb | 12 min | 2.5 min | 52 sek. | 13 sek. |
| 20 sek video | 8 Mb | 37 min | 8.5 min | 2.25 min | 43 sek. |
| Ladataan selain esim. Netscape/IE 4.0 | 25 Mb | 120 min | 26 min | 8.67 min | 2.2 min |
Koska DSL-teknologia käyttää laajaa taajuuden vaikutusaluetta, on mahdollista pitää samanaikaisesti ääni ja tiedon käyttö yksittäisellä kupariyhteydellä. Tavallinen puhelu käyttää normaalisti 0-4kHz spektriä ja DSL-modeemi käyttää korkeampia taajuuksia tiedon siirtelyyn. Tämä kuparikaapelin jakaminen aiheuttaa myös joitain ongelmia. Monet puhelimet käyttävät suurempia taajuuksia kuin 4kHz, mikä silloin voi aiheuttaa häiriöitä DSL:n tietovirran kanssa. Myös DSL:n käyttämiä suurempia taajuuksia voi puhelin napata johtuen kuulokkeen staattisuudesta. [3]
Tavallisin ratkaisu 4kHz:n häiriöongelmaan on käyttää jakajia (splitter). Jakaja on laite, joka on liitetty puhelinlinjaan lähelle sitä kohtaa, mistä se menee asiakkaan toimitiloihin. Jakaja kääntää puhelinlinjan eli yksi haara kiinnittäytyy alkuperäiseen puhelinlankaan ja toinen haara laitetaan DSL-modeemiin. Puhelinlinjan jakamisen ohella jakaja toimii hidastimena eli se sallii vain 0-4kHz puhelintaajuuksien tulla ja mennä ja siten eliminoi 4kHz-häiriöt puhelimen ja DSL-modeemin välillä. [3]
Tämä komponentti tuottaa kuljetusrangan siirtorajapinnan DSLAM-systeemille. Tämä laite voi tuottaa erityisiä palvelurajapintoja, kuten T1/E1, T3/E3, OC-1, OC-3, STS-1 ja STS-3.[7]
LAN (Local Area Network) käyttää paikallisia Inter-CO-verkkoa perustana. Tarkoituksena on tuottaa yhteys useiden palvelun tuottajien ja käyttäjien välille, jolloin joudutaan käyttämään joitan lisälaitteita, kuten erilaiset kytkimet kuten frame relay ja ATM-kytkin/reititin. [7]
DSLAM eli Multiservices Digital Subscriber Line Access Multiplexer sisältyy CO-ympäristöön, jossa DSLAM on DSL-ratkaisun kulmakivenä. Toiminnallisesti DSLAM keskittyy tietoliikenteeseen useista DSL-silmukoista muualle verkkoon. DSLAM tuottaa takautumapalveluita paketeille, soluille ja/tai kierroksiinperustaville sovelluksille läpi DSL-linjojen keskittymän 10Base-T -, 100Base-T -, T1/E1 -, T3/E3 - tai ATM-ulostulolle.[7]
ATU-R eli DSL Transceiver Unit on asikkaan tarvitsema väline yhteyden saamiksei DSL-silmukkaan. ATU-R -yhteys on tyypillisesti 10Base-T, V.35, ATM-25 tai T1/E1. Tämä laite tukee ääntä, tietoa ja videoita ja on saatavilla useisiin erilaisiin konfiguraatioihin riippuen siitä millaisen palvelun tarvitsee. Tavallisessa DSL-modeemin toiminnassa monet ATU-R:t sisältävät lisätoimintoja, kuten siltaus, reititys, TDM-multipleksaus tai ATM-multipleksaus.[7]
Otettaessa yhteys Internettiin xDSL:llä merkitsee se myös suurempaa turvallisuusriskiä kuin jos yhteyden ottaisi tavallisilla modeemeilla johonkin soittosarjan numeroon. Tähän on useita syitä. Yksi on se, että kaistanleveys on suurempi, jolloin se mahdollistaa useampiin kräkkäysyritykseen saman ajan sisällä. Tärkein huomio on kuitenkin se, että yhteys on usein koko ajan päällä, mikä tekee päätteistä paljon helpomman ja mahdollisesti myös kannattavamman kohteen löytää.[3]
xDSL:n muotoja useita ja jokaisella niistä on omat merkityksensä, päämääränsä ja tarpeet markkinoilla. Jotkut ovat jonkun yrityksen omistamia, jotkut ovat teoreettisia malleja ja jotkut taas ovat laajasti käytössä olevia standardeja.[6]
Eri DSL-tekniikoilla on tästä johtuen erilaiset nopeudet. Siirtonopeudet saattavat vaihdella paljon johtuen mm. DSL-linjan pituudesta, laadusta ja vierekkäisten linjojen aiheuttamista häiriöistä.[2]
ADSL on suosituin xDSL-tekniikka. Siinä upstream - ja downstreamkaistanleveydet ovat asymmetrisiä. Tämä johtuu siitä, että useimmat ADSL:n kaksisuuntaisista kaistanleveyksistä on tarkoitetttu downstream eli operaattorilta käyttäjälle -suuntaan. Vain pieni osa kaistanleveydesta on upstream eli käyttäjältä operaattorille -käytössä. Tämä johtuu rajoituksista puhelinkaapelijärjestelmässä sekä siitä, että tarkoituksena on lähinnä lähettää asiakkaalle dataa (ohjelmat, grafiikka, äänet, videot). Yleensä siirtonopeus tähän suuntaan vaihtelee 1.5Mbps -> 9Mbps. Toiseen suuntaan nopeus tyypillisesti vaihtelee 64Kbps -> 1.5Mbps. [6, 8]
ADSL Lite (myös G.lite) on ADSL:n versio, jossa käytetään matalampaa tiedonsiirtonopeutta. Se käyttää samaa modulaatioskeemaa kuin ADSL, mutta eliminoi POTS-jakajan asiakkaan rakennuksessa. Tästä johtuen ADSL-signaali kulkee koko rakennuksen läpi, mikä johtaa matalampaan kaistanleveykseen johtuen suuremmasta äänenvaimenemisesta.[6]
CDSL on Rockwell Internationalin omistama tekniikka. Se on hieman hitaampi kuin ADSL eli 1Mbps downstream. CDSL käyttää omaa kuljetusteknologiaa mieluummin kuin DMT tai CAP ADSL -teknologiaa.[8]
Tällä hetkellä Etherloop on Nortelin omistama tekniikka, lyhenne termille Ehternet Local Loop. Se käyttää edistyneitä DSL:n signaalin modulointitekniikoita. Etherloop on puoli-kaksisuuntainen, mistä seuraa, että sen on mahdollista käyttää samaa kaistanleveysnopeutta joko upstream- tai downstreamsuuntaan, mutta ei samanaikaisesti.[6]
HDSL on ensimmäinen DSL:n variaatio. Se on tulossa entistä suositummaksi. Eräs tärkeä HDSL:n piirre on se, että se on symmetrinen. Tämä merkitsee sitä, että kumpaankin suuntaan tarjolla saman verran kaistanleveyttä. Tästä johtuen maksimidatansiirtonopeus on pienempi kuin ADSL:llä. HDSL tuottaa täysin kaksisuuntaista tiedonsiirtoa 1.544Mbps tai suuremmilla nopeuksilla.[6, 8]
IDSL on ISDN:n perustuva DSL, jonka kehittäjä on Ascen Communications. Se käyttää 2B1Q-linjaa koodaamiseen ja tukee tyypillisesti tiedonsiirtoa 128Kbps nopeuksilla.[6]
Muita tekniikoita on: RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line), SDSL (Single-line Digital Subscriber Line), VDSL (Very High Bit-rate Digital Subscriber line) ja x2/DSL.
Teoriassa voidaan käyttää 28.8K/56K modeemeja xDSL-linjoilla. Useimmat tuottajat ovat kuitenkin asentaneet erilliset DSL-piirit, joissa ei käytetä mitään jakajia puhelinlinjoissa. Jos tälläisiä jakajia käytetään, voidaan käyttää tavallista modeemia, mutta useimmissa tapauksissa linja on kokonaan varattu DSL:lle.[6]
ADSL:llä tulee olemaan merkittävä rooli seuraavien kymmenien vuosien aikana, kun puhelinyhtiöt astuvat uusille markkinoille tuomalla tietoa video- ja multimediaformaateissa. Vie aikaa ennen kuin uusi laajakaistainen kaapelointi saavuttaa kaikki mahdolliset asiakkaat. Mutta näiden uusien palveluiden menestys tulee riippumaan siitä kuinka paljon se pystyy haalimaan käyttäjäksi näiden ensim mäisten vuosien aikana. Tuomalla elokuvat, televisio, videokataloogit, yritysten lähiverkot ja Internetin kotiin ja pieniin yrityksiin, ADSL tulee saamaan nämä marketit toimiviksi ja tuottoisiksi puhelinyhtiöille ja sovellusten tuottajille.[1]
Esimerkiksi Kolumbus-palvelut tarjoaa ensimmäisenä internet-operaattorina suur-Helsingin alueen asiakkailleen nopeat ja kiinteät ADSL-internetpalvelut kotiin ja työpaikoille. Hinta on kiinteä kuukausimaksu ja suhteellisen edullinen (tyyliin ISDN) ja asiakkaalle tarjoutuu mahdollisuus yhdistää yksi tietokone/työpiste internettiin kolmella eri nopeusvaihtoehdolla, jotak ovat 256/256 Kbps, 1024/384 Kbps ja 2048/512 Kbps.[5].
| [1] | ADSL Forum, ADSL Tutorial, 1998, [viitattu 8.11.1999] http://www.adsl.com/adsl_tutorial.html |
| [2] | Arvela, A., xDSL, 26.5.1998, [viitattu 8.11.1999] http: //web-users.lpt.fi/~anarvela/paattotyot/nettiyhteydet/dsl.htm |
| [3] | Day, R., xDSL Technology, 5.9.1999, [viitattu 8.11.1999] http://www.tuketu.com/dsl/xdsl.htm |
| [4] | F.S.C.I. Inc., How fast is DSL?, 27.10.1999, [viitattu 8.11.1999] http://www.everythingdsl.comhowfast.html |
| [5] | Helsingin Puhelin Oyj, Lehdistötiedote, 20.10.1999, [viitattu 8.11.1999] http://www1.hpy.fi/www/hpy/HPYWWW.nsf/uutiset/49665AB242662233C22568110021250C?OpenDocument&View=etusuutiset |
| [6] | Kristoff, J., xDSL-Faq, 14.7.1999, [viitattu 8.11.1999] http://homepage.interaccess.com/~jkristof/xdsl-faq.txt |
| [7] | Paradyne Corporation, The DSL Sourcebook - 2nd Edition, 23.10.1998, [viitattu 8.11.1999] http://www.alli ancedatacom.com/paradyne-dsl-tutorial.htm |
| [8] | Whatis.com Inc., DSL and xDSL, 5.9.1999, [viitattu 8.11.1999] http://www.whatis.com/DSL.htm |