Budoucnost telefonní dvojlinky: VDSL

Telefonní dvojlinka vede do každého domu a často znamená jedinou cestu k rychlému internetu. ADSL přestává stačit. Pomohou nastupující technologie?

Téma ADSL se točí okolo páru metalických vodičů, které Telefónica O2, tedy spíše její předchůdci s více či méně odlišnými názvy, natahali do téměř každé domácnosti. Stejný, na vybudování laciný způsob zvolili i ve většině ostatních zemí bez ohledu na životní úroveň, podnebí či politickou situaci. V oné době nebyli na správných postech vizionáři, kteří by prozíravě prosadili natažení více než jednoho páru metalických vodičů. Tento sice bohatě postačoval a stále postačuje pro přenos hlasu, začneme-li však hovořit o rychlém přenosu dat, se zlou se potážeme.

Klepněte pro větší obrázek
Článek vyšel v časopisu Computer 10/21

Dva vodiče vedoucí od ústředny až do telefonního přístroje v domácnosti, navíc bez jakéhokoliv stínění, nejsou pro přenos dat tou nejlepší živnou půdou. V prvopočátcích zajišťovaly přenos dat prostřednictvím telefonní linky telefonní modemy pracující ve shodném frekvenčním pásmu, jako přenos hlasu, tedy 300–3 400 Hz. Modem (modulátor/ demodulátor) převáděl digitální data pro přenos po analogové lince, jejíž propustnost skončila na hranici 56 kb/s. Kdo by zapomněl na charakteristické zvuky při navazování spojení – šlo právě o vzájemnou domluvu modemů. Důležitá šířka pásma Zakladatel moderní teorie informace Claude Shannon zformuloval teorém určující strop datové přenosové rychlosti. Vzorec má tvar C = B × log2(1 + S ÷ N), kde C je přenosová rychlost v bitech, B šířka pásma a S ÷ N je odstup signálu od šumu. Jak je patrné, přenosová rychlost je přímo úměrná frekvenční šířce přenosového pásma a nepřímo úměrná kvalitě přenosové linky.

Zvýšení přenosové rychlosti na telefonní lince vyžadovalo rozšíření přenosového pásma nad hranici 3 400 Hz. O první prolomení se postaralo ISDN, které využívalo přenosové pásmo do hranice 50 kHz. Na straně uživatele i ústředny se používá zařízení, které rozdělí pásmo na „hovorovou“ a datovou část.

Další technologie nahrazující ADSL logicky musela šířku přenosového pásma ještě více rozšířit. První verze využívala pásmo 25 až 1 104 kHz, které bylo rozděleno na směr od uživatele (25 až 138 kHz) a k uživateli (138 až 1 104 kHz). Již toto rozdělení vysvětluje pojem ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line), tedy asymetrická služba s rozdílnými rychlostmi. Ve směru k uživateli činí maximální rychlost 12 Mb/s a ve směru opačném 1,3 Mb/s. Zhruba od roku 2005 je nabízena technologie ADSL2+,

Klepněte pro větší obrázek 
Dvojice měděných drátů začíná právě zde v ústředně a končí ve vašem telefonním přístroji či modemu

která zvýšením horní hranice frekvenčního pásma z 1,1 MHz na 2,2 MHz dosáhla dvojnásobné rychlosti: 24 Mb/s k uživateli a 3,5 Mb/s ve směru opačném. Norma pro ADSL2+ navíc umožňuje snížení nezbytné režie z 32 kb/s na 1 kb/s.

Kabely natažené od ústředen do domu – ony tenoučké kabely se špatným stíněním – jsou z prapůvodních důvodů stavěny pro přenos frekvencí v hovorovém pásmu a pro vysoké frekvence se nehodí. Hlavním problémem je skutečnost, že kroucená dvojlinka s tenkým stíněním v podstatě tvoří kondenzátor, který má určitou kapacitu na kilometr vedení. A kondenzátor se s rostoucí frekvencí chová jako zkrat, čímž dochází k rušení signálu s rostoucí vzdáleností. Připočtěte nulovou odolnost proti vnějšímu rušení a máte adepta na nejhorší vedení pro přenos dat. Tyto problémy se v praxi u ADSL projevují nepřímou úměrou mezi dosažitelnou rychlostí a vzdáleností uživatele od ústředny. A buďme konkrétní – první a druhá verze ADSL „dostřelí“ na vzdálenost zhruba pěti kilometrů, přičemž na konci této vzdálenosti lze dosáhnout třeba jen desetiny maximální rychlosti. Záleží na kvalitě (stáří) linky a použitém modemu. Výsledná rychlost je dále degradována takzvanou agregací, kdy datový spoj mezi místní ústřednou a dalšími prvky páteřní sítě sdílíte s ostatními uživateli. Rychlost, kterou vám poskytovatel internetu prodává, je pouze od vašeho modemu do ústředny, v praxi samozřejmě bývá nižší.

Více pomalých trubek

ADSL si k vyšší rychlosti dopomáhá využitím širšího frekvenčního pásma, ADSL2+ pak ještě dvojnásobku této hodnoty. Pro přenos využívá modulaci zvanou DMT (Discrete MultiTone). Jednoduše řečeno se přenosové pásmo rozdělí na množství subpásem (u ADSL je jich 255 šířkou 4 kHz), ve kterých se data přenáší odděleně a nezávisle – jde o frekvenční multiplex. V rámci subkanálu se využívá QAM – amplitudově-fázová modulace. ADSL modemy průběžně měří situaci v každém kanálu, a dojde-li ke změně útlumu, vzniku úzkopásmového rušení, a tím nárůstu chybovosti, upraví bitovou rychlost v rozmezí 2–15 b jen v daném kanálu, případně kanál či kanály z přenosu vyloučí úplně. Tato metoda subpásem a adaptivní bitové alokace se s nástrahami nevhodné kabeláže vypořádává nejlépe.

Na trhu již nyní dostupné ADSL2+ s rychlostí 24 Mb/s ve směru k uživateli vypadá lákavě. V praxi však bývají rychlosti nižší a v době, kdy například kabeloví poskytovatelé nabízí 50 Mb/s, nebo dokonce 100 Mb/s, začíná ADSL docházet dech. Jednoduché dvojlince však dech nedochází a s pomocí technologie VDSL dosahuje rychlostí až 52 Mb/s ve směru k uživateli a 6,5 Mb/s v opačném směru. S klidným svědomím lze říci, že se inženýrské mozky při návrhu standardu ITU G.993.1 (VDSL) příliš nezapotily a šly na věc hrubou silou: zvýšily šířku přenosového pásma z dosavadních 2,2 MHz (ADSL2+) až na 20 MHz (v praxi obvykle nepřesahuje hranici 12 MHz). Vzpomeňte na Shannona, jeho vzorec a přímou úměru mezi šířkou pásma a přenosovou rychlostí. S vědomím, že nekvalitní dvojlinky nemají rády vysoké frekvence, se ale jistě dovtípíte praktického omezení VDSL. Opět platí nepříjemný požadavek na vzdálenost od ústředny: pro dosažení nejvyšších rychlostí nesmíte být od ústředny dále než 300 metrů. Nejzazší vzdálenost činí 1 200 metrů, při kterých klesá rychlost na úroveň 6,5 Mb/s, respektive 1,6 Mb/s ve směru od uživatele.

Vysoce Démonská Super Lajna dvě

U VDSL ale hon za nadzvukovou rychlostí na podvozku legendárního trabantu nekončí. Již od února 2006 existuje standardizace ITU G.993.2, známá jako VDSL2, přinášející opět vyšší přenosovou rychlost rozšířením přenosového pásma na hranici 30 MHz. Přenosová rychlost má dosahovat hranice až 200 Mb/s ve směru k uživateli vzdáleného od ústředny ne více než 500 metrů. Pro zajímavost – k dosažení této rychlosti vyžaduje VDSL2 již 3 479 subnosných o šířce 8,6 kHz. Přenosové techniky jsou přitom stejné jako u ADSL. S dvojnásobkem vzdálenosti nepřímo úměrně klesá rychlost a standard – na rozdíl od VDSL – udává nejzazší hranici shodnou s ADSL, tedy zhruba 5 kilometrů. Samozřejmě při poklesu rychlosti na 1–4 Mb/s ve směru k uživateli. VDSL(2) nabízí ve srovnání s ADSL ještě jednu podstatnou výhodu: možnost přesně symetrického přenosu, tedy srovnatelné rychlosti ve směru k uživateli i od něj. V případě VDSL tak můžete mít linku s rychlostí 26 Mb/s v obou směrech.

Klepněte pro větší obrázek
Rozsah použitých frekvencí není u VDSL(2) pevně dán. Vzhledem k možnosti symetrické služby může být poměr mezi kanály pro směry od a k uživateli odlišný
Klepněte pro větší obrázek 
Červená linka značí naměřené kvalitativní parametry v každém subkanálu (poměr signál/šum), dle čehož se alokuje počet přenášených bitů na symbol

Neustále hovoříme o omezeních ve vzdálenosti od ústředny. V praxi musí být ústředna osazena tzv. DSLAMy, tedy zařízeními pro příjem/vysílání dat a jejich slučování/ rozdělování k datovému toku mezi ústřednou a páteřní sítí. Tato zařízení jsou samozřejmě velmi nákladná a jejich plošné nasazení není z pohledu operátora rentabilní. V případě nasazení ADSL2+, nota bene VDSL(2), je třeba DSLAMy nahradit, což opět stojí další nemalé finanční prostředky. Potenciál návratnosti pro operátora přitom klesá se čtvercem dosahu dané technologie. Nasazení technologie VDSL(2) tedy nelze rozhodně očekávat v řídce osídlených vesnicích, kde operátor pokryje pár uživatelů, ale pouze ve velkých městech. Právě zde se do kruhu vytyčeného dosahem vměstná nejvíce potenciálních zákazníků.

U O2 se testuje

Na počátku tohoto roku prosákly neoficiální informace o testování VDSL u O2 na území Prahy. Nepotvrzené informace hovoří o zhruba sedmi ústřednách, přičemž přenosové rychlosti by se měly pohybovat okolo 40 Mb/s. Testují zaměstnanci O2 a obyvatelé vybraných domů. S dotazem na O2 pro upřesnění spekulací se nám z tiskového oddělení dostalo diplomatické odpovědi, že společnost průběžně vyhodnocuje možné nástupce a alternativy k ADSL, bohužel bez jakýchkoli dalších podrobností.

Je velmi pravděpodobné, že se O2 ještě nevrátila investice do ADSL, další nákladné investice do VDSL(2) tedy pravděpodobně nelze v nejbližší době očekávat. A pokud ano, tak pouze na území velkých měst a jen v oblastech, kde zatím neřádí kabelová nebo optická konkurence.

Témata článku: Operátoři, O2, Technologie

39 komentářů

Nejnovější komentáře

  • bolka 26. 12. 2010 0:58:48
    supr, takze za chvili budu min. o 5 litru chudsi :-/
  • 25. 12. 2010 22:40:44
    honba za čím? Jen dvě věci co mě napadají. - kde kdo hned umí...
  • pc-mravenec 22. 12. 2010 23:40:03
    Já nevím nemohu si stěžovat mám wimax 2 mega obousměr ping tak 16 ms...
Určitě si přečtěte

Zapomeňte na baterie. Superkondenzátor udrží mobil na příjmu tři týdny

Zapomeňte na baterie. Superkondenzátor udrží mobil na příjmu tři týdny

** Vědci z Floridy představili novou technologii superkondenzátoru ** Je ohebný, pojme 20×více energie a nabitý je za pár sekund ** Kdy se novinka dostane do mobilů? To je ve hvězdách

27.  11.  2016 | Kůžel Filip | 36