VoDSL
ITpedia
Dotychczas sieć dostępowa była używana do głosowego łączenia użytkowników z najbliższą centralą telefoniczną PSTN jedynie za pomocą miedzianych par symetrycznych telefonii stacjonarnej. Taka struktura połączeń sieci zdeterminowała dalszy rozwój abonenckiej sieci szerokopasmowej xDSL. Kable miedziane, zawierające symetryczne pary przewodów, a znajdujące się w sieci dostępowej blisko abonenta, umożliwiają transmisje ze znacznie większą szybkością w porównaniu z dostępem podstawowym sieci cyfrowej BRA ISDN (160 kb/s). W miarę rozwoju usług multimedialnych rośnie zapotrzebowanie na transmisję sygnałów o dużych przepływnościach, a takie możliwości daje technologia xDSL.
Dynamicznie rozwijana w ostatniej dekadzie (od 1992 r.) przewodowa technologia przekazów szerokopasmowych DSL (Digital Subscriber Line) kształtuje i rozszerza dostęp do sieci telekomunikacyjnej zarówno dla indywidualnych, jak i instytucjonalnych użytkowników sieci. Największe oczekiwania klientów wiążą się z przekazami multimedialnymi, przy czym równocześnie z dostępem szerokopasmowym mogą być dostarczane usługi zarówno telefonii analogowej POTS, jak też telefonii cyfrowej z integracją usług ISDN. Szybki dostęp abonencki xDSL umożliwia realizację typowych usług szerokopasmowych, takich jak: wideo na żądanie, wideokonferencje czy szybki dostęp do Internetu, a ponadto ta sama technologia umożliwia tradycyjne usługi telefoniczne POTS, pod postacią usług głosowych VoDSL (Voice over DSL).
Rozwiązania DSL skupiają się głównie na usługach transmisji danych (szybki dostęp do Internetu), jednak propozycja przekazu głosowego pakietowego VoDSL stanowi wyzwanie w porównaniu z dotychczas serwowanymi usługami POTS za pośrednictwem wydzielonych kanałów telefonicznych (lub cyfrowych ISDN) lokowanych w łączu szerokopasmowym DSL.
Należy wyraźnie podkreślić, że istnieją dwa odmienne w konstrukcji i działaniu sposoby transmisji głosu przez łącza xDSL. Popularnie stosowane rozwiązanie do przesyłania głosu przez łącza szerokopasmowe ADSL (Asymmetric DSL) w wydzielonym pasmie 0–4 kHz stanowi pierwszą generację przekazów głosowych VoDSL. Ten tradycyjny przekaz głosu przez łącza DSL wymaga odseparowania kanałów głosowych i multimedialnych za pomocą odpowiednich filtrów pasmowych. Dotyczy to również wydzielania pasma z integracją usług cyfrowych ISDN prowadzonych w traktach cyfrowych ADSL.
Drugie, bardziej nowoczesne rozwiązanie, zaliczane do drugiej generacji przekazów głosowych VoDSL, jest oparte na pakietowym przekazie głosu łącznie z danymi przez szerokopasmowe medium transmisyjne. Stanowi ono ewolucyjne przejście w kierunku konwergencji (głos z danymi) oraz potrzebuje dodatkowych urządzeń integrujących klasy IAD (Integrated Access Devices).
Głos przez DSL
Sieci cyfrowe z integracją usług ISDN – rozwijane głównie w Europie, traktowane również jako szerokopasmowe sieci IDSL (Integrated DSL) o przepływnościach użytkowych 128 kb/s (BRA) lub 2 Mb/s (PRA) – stały się polem eksperymentalnym cyfrowego przekazu głosu od i do abonenta. Nadal mają one silnego konkurenta w intensywnie rozwijających się technologiach szerokopasmowych xDSL.
Pod pojęciem xDSL kryje się cała rodzina urządzeń cyfrowych, do której prawie co roku przybywają nowe szerokopasmowe wersje i rozwiązania użytkowe. Ma ona obecnie kilkanaście rozwiązań technologicznych o coraz wyższych przepływnościach, uzyskiwanych za pomocą jednej dwuprzewodowej, miedzianej linii telefonicznej bądź działających przez wydzielone dwuprzewodowe, dwukierunkowe łącza transmisyjne. Powstawanie kolejnych standardów wiąże się z rozwijaniem technik transmisji cyfrowych realizowanych przez symetryczne pary miedziane, które w ostatnich latach kilkakrotnie ulegały metamorfozie. Pomimo szybkiego rozwoju konkurencyjnych w stosunku do miedzi technologii abonenckich: dostępu światłowodowego FITL (Fiber in the Loop) oraz radiowego LMDS (Local Multipoint Distribution System) i dystrybucyjnego MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System), zainteresowanie przewodowymi usługami w technologii xDSL nie słabnie.
Pierwsze rozwiązania technologii ADSL, opracowane przez Bellcore i wprowadzone w USA, były przeznaczone wyłącznie do usługi wideo na żądanie VOD (Video on Demand) z przepływnością 1,5 Mb/s oraz dla transmisji skomprymowanych sygnałów wideo i audio (64 kb/s). Pozytywne doświadczenia testowe i eksploatacyjne tych sieci pozwoliły rozszerzyć zakres tych usług nie tylko o połączenia głosowe, ale też o inne usługi pakietowe. Do transmisji sygnałów w tym rozwiązaniu zastosowano dyskretną modulację wielotonową DMT (Discrete Multitone Technology), wkrótce uznaną (1995 r.) za międzynarodowy standard (ANSI, ETSI, ITU) do zastosowań w technologii ADSL, co z kolei przyczyniło się do jego rozpropagowania w środowisku teleinformatycznym.
Największą popularność wśród miedzianych rozwiązań szerokopasmowych xDSL uzyskały urządzenia wykonane w technologiach: IDSL (IDSN DSL), HDSL (High Speed DSL), HDSL-2 (HDSL z linią dwuprzewodową), MDSL (Multirate Single Pair DSL) oraz rozwiązania asymetryczne ADSL (Asymmetric DSL) i ADSL Lite (G.Lite) o maksymalnych przepływnościach dosyłowych 6, 8 i 1,0 Mb/s. Poszczególne wersje DSL różnią się między sobą zarówno przepływnością binarną, liczbą potrzebnych przewodów, zasięgiem działania oraz sposobem stosowanej modulacji sygnałów liniowych, jak i stanem zaawansowania prac standaryzacyjnych.
Dostęp podstawowy (64/128 kb/s) w sieci cyfrowej z integracją usług ISDN BRA uzyskuje się głównie przez medium miedziane, a do powiększania lokalnego zasięgu łącza można używać systemów centralowych z komutowaniem kanałów lub stosować stosunkowo proste regeneratory sygnału. Cyfrowe kanały ISDN można agregować do wyższych poziomów zwielokrotnienia, a łącząc je przez sieci optyczne transmitować informację na dowolną odległość. Jest to poważna zaleta tego sposobu komunikacji, przemawiająca za korzystaniem z usług głosowych VoIDSL (Voice over ISDN) w przyszłości.
W przeciwieństwie do ISDN transmisje głosu i danych w urządzeniach typu xDSL wymagają wyłącznie używania przewodów miedzianych, a więc mają technicznie ograniczony zasięg działania do kilku kilometrów. Stosowanie regeneratorów w rozwiązaniach ADSL (oprócz HDSL) nie jest praktycznie możliwe – głównie z powodu ich wysokiej ceny – co oznacza, że wielu oddalonych od centrali użytkowników nie może korzystać z tego typu usługi. Istotną zaletą asymetrycznego rozwiązania ADSL jest jednak możliwość przesyłania informacji ze znacznie większą szybkością, sięgającą 8–9 Mb/s w kierunku dosyłowym (do abonenta), nierealną w technologiach ISDN.
Nowszym rozwiązaniem jest jednoczesny dostęp do usług oferowanych w obydwu technologiach (ISDN i ADSL), realizowany na kilka sposobów za pośrednictwem jednej miedzianej linii telefonicznej. Są wtedy zachowane istotne zalety obydwu rozwiązań: przekaz głosu niezależnie od odległości (z wykorzystaniem nowoczesnych central telekomunikacyjnych) oraz utrzymanie szerokiego pasma dla usług internetowych. Metodę tę można stosować także do wydzielania zwykłych analogowych połączeń głosowych POTS z przekazów szerokopasmowych ADSL/POTS, nie tracąc jednakże możliwości dalszego korzystania z usług szerokopasmowych. Niezgodności poszczególnych rozwiązań ADSL/ISDN wynikają ze stosowania technik kodowania o różnej skuteczności widmowej, co objawia się zajętością pasma częstotliwości o różnej szerokości, przy tych samych wymaganych przepływnościach transmisji. Do powszechnie używanych sposobów należą: DMT, CAP, 4B3T i 2B1Q.
Zmiany w technologiach dostępu do medium transmisyjnego spowodowały powstanie wielu niespójnych rozwiązań technicznych xDSL oraz ISDN. Ta różnorodność powoduje problemy techniczne w łączeniu tych usług, przesyłanych przez jedno łącze fizyczne ADSL. Najwcześniej stosowanym rozwiązaniem używanym do łączenia odmiennych usług telekomunikacyjnych, dostarczanych przez jedno medium, jest współdzielenie łącza przez różne usługi, dzięki rozdziałowi częstotliwościowemu FDM (Frequency Division Multiplexing) sygnałów prowadzonych w linii. W miedzianej technologii dostępowej xDSL do wydzielania kanałów ADSL stosuje się filtr górnoprzepustowy, a wydzielania sygnałów POTS (telefonia analogowa) bądź usług ISDN (telefonia cyfrowa) dokonuje się za pomocą filtrów dolnoprzepustowych. Filtry te, o różnych charakterystykach przenoszenia i częstotliwościach granicznych, znajdują się w specjalnie konstruowanych rozgałęźnikach (splitters), umieszczanych symetrycznie po obydwu stronach szerokopasmowego toru przesyłowego xDSL, a więc zarówno u użytkownika, jak i u operatora sieci.
Swoboda w używaniu odmiennych sposobów modulacji i kompresji spowodowała powstanie wielu niespójnych szerokopasmowych urządzeń komunikacyjnych klasy xDSL. Wśród wielu istniejących rozwiązań można wyodrębnić trzy techniki przyłączania abonentów emitujących głos z danymi do jednej pary przewodów miedzianych: za pośrednictwem jednego tradycyjnego rozgałęźnika centralnego, z zastosowaniem kilku rozgałęźników rozproszonych, a nawet bez używania rozgałęźników (splitters), co jest najnowszym osiągnięciem w tej dziedzinie przekazów przewodowych.
Najnowsza wersja klasy ADSL/POTS, zaproponowana przez UAWG (Universal ADSL Working Group) jako ADSL Lite o przepływności dosyłowej 1,0 Mb/s (telefon i dane), funkcjonuje bez rozgałęźników. Cieszy się ona dużym powodzeniem wśród indywidualnych użytkowników sieci, gdyż oprócz modemów ADSL nie wymaga instalowania w domu dodatkowych urządzeń komunikacyjnych. Bezrozgałęźnikowy modem ADSL Lite nie jest niestety zgodny z europejskimi standardami ADSL/ISDN i nie można go przyłączać bezpośrednio do takiej sieci telekomunikacyjnej. Jak do tej pory ETSI nie planuje europejskiego rozwiązania, działającego bez rozgałęźnika, w celu łączenia usług klasy ADSL/ISDN (ADSL over ISDN).
