Technologie używane w sieciach WAN

WAN jest siecią teleinformatyczną działającą na większym obszarze geograficznym niż sieć LAN. Jedną z podstawowych różnic między sieciami WAN i LAN jest to, że w przypadku sieci WAN zachodzi konieczność korzystania z usług zewnętrznych dostawców (operatorów) udostępniających swoje łącza. Sieć WAN, działając na bazie łączy danych udostępnionych przez operatorów, zapewnia dostęp do Internetu, łączy ze sobą poszczególne placówki jednej organizacji, wiele organizacji ze sobą, daje dostęp do usług zewnętrznych, a także umożliwia korzystanie z zasobów firmy przez użytkowników pracujących zdalnie. Ogólnie rzecz biorąc, sieci WAN służą do przesyłania głosu, danych i zawartości wideo. Najczęściej używanymi usługami sieci WAN są usługi telefonii i przesyłania danych.

Urządzenia sieci WAN

Sieci WAN są grupami sieci LAN połączonych łączami komunikacyjnymi udostępnianymi przez dostawcę usług. Ponieważ jednak łączy komunikacyjnych nie można podłączać bezpośrednio do sieci LAN, konieczne jest użycie różnych urządzeń pełniących rolę interfejsów. Komputery w sieci LAN przesyłają dane do routera, który jest wyposażony zarówno w interfejs LAN, jak i WAN. Router ten na podstawie adresu warstwy 3 dostarcza dane do określonego interfejsu WAN. Dzięki temu, że routery są aktywnymi i inteligentnymi urządzeniami sieciowymi, mogą aktywnie uczestniczyć w zarządzaniu siecią. Routery zarządzają sieciami poprzez dynamiczne sterowanie zasobami i wspomaganie realizacji celów stawianych sieciom.

Standardy sieci WAN

Sieci WAN są budowane zgodnie z modelem odniesienia OSI, przy szczególnym uwzględnieniu warstwy 1 i 2. Standardy sieci WAN zazwyczaj opisują metody dostarczania danych w warstwie fizycznej oraz wymagania dotyczące łącza danych, takie jak reguły tworzenia adresów fizycznych, kontrola przepływu i enkapsulacja. Standardy sieci WAN są definiowane przez szereg powszechnie uznanych instytucji, które nimi zarządzają.

W protokołach warstwy fizycznej opisano elektryczne, mechaniczne, operacyjne oraz funkcjonalne aspekty nawiązywania połączeń z usługami świadczonymi przez operatora komunikacyjnego. Niektóre powszechne standardy warstwy fizycznej wymieniono na rysunku

,a ich złącza - na rysunku

.

W protokołach warstwy łącza danych jest zdefiniowany sposób enkapsulacji danych w celu przesłania do miejsc zdalnych oraz mechanizmy transferu tworzonych w ten sposób ramek. W tym celu są stosowane różne technologie, na przykład ISDN, Frame Relay czy asynchroniczny tryb przesyłania ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode). W protokołach tych stosowany jest ten sam podstawowy mechanizm tworzenia ramek oparty na będącym standardem ISO protokole HDLC (ang. High-Level Data Link Control) lub jednym z jego podzbiorów albo wariantów.

Enkapsulacja w sieciach WAN

Dane z warstwy sieciowej są przekazywane do warstwy łącza danych w celu przesłania przez łącze fizyczne, którym zazwyczaj jest połączenie WAN typu punkt-punkt. Warstwa łącza danych tworzy ramkę wokół danych warstwy sieciowej, aby można było zastosować niezbędne funkcje sprawdzające i sterujące. We wszystkich rodzajach połączeń sieci WAN stosowany jest protokół warstwy 2 służący do enkapsulacji ruchu przesyłanego przez łącze. Aby zapewnić użycie odpowiedniego protokołu enkapsulacji, należy skonfigurować rodzaj enkapsulacji warstwy 2 używany w poszczególnych interfejsach szeregowych routera. Wybór protokołu enkapsulacji zależy od technologii i urządzeń używanych w danym łączu WAN. Większość ramek tworzona jest zgodnie ze standardem HDLC. Ramki HDLC gwarantują niezawodną dostawę danych przez zawodne łącza i mają wbudowane mechanizmy sygnalizacji zapewniające kontrolę przepływu i możliwość naprawy błędów. Ramka zawsze zaczyna się i kończy 8-bitowym polem flagi w postaci wzorca bitów 01111110. Ponieważ istnieje prawdopodobieństwo, że wzorzec taki pojawi się we właściwych danych, wysyłający system HDLC zawsze wstawia bit 0 po każdych pięciu cyfrach 1 w polu danych, dlatego w praktyce taka sekwencja może pojawić się tylko na końcu ramki. System odbierający usuwa wstawione bity. Gdy ramki są przesyłane seriami, flaga kończąca jedną ramkę jest jednocześnie początkową flagą następnej ramki. W łączach WAN, które niemal zawsze są łączami typu punkt-punkt, nie jest potrzebne pole adresu. Mimo tego pole to istnieje i może ono mieć długość jednego lub dwóch bajtów. Pole sterujące określa typ ramki (informacyjna, administracyjna albo nienumerowana):

• ramki nienumerowane zawierające komunikaty konfiguracyjne łącza

• ramki informacyjne zawierające dane warstwy sieciowej

• ramki administracyjne sterujące przepływem ramek informacyjnych i zawierające żądanie retransmisji danych potrzebne w razie błędu

Pole sterujące zazwyczaj składa się z jednego bajtu, ale w systemach wykorzystujących technikę rozszerzonego okna przesuwnego może się ono składać z dwóch bajtów. Pola adresowe i sterujące łącznie tworzą tzw. nagłówek ramki. Po polu sterującym następują dane enkapsulowane. Następnie za pomocą mechanizmu cyklicznej kontroli nadmiarowej CRC (ang. Cyclic Redundancy Check) tworzone jest dwu- lub czterobajtowe pole kodu kontrolnego ramki FCS (ang. Frame Check Sequence).

Używanych jest wiele protokołów łącza danych, między innymi podzbiory protokołu HDLC i jego wersje tworzone przez poszczególnych producentów.
Zarówno PPP, jak i firmowa odmiana protokołu HDLC opracowana przez firmę Cisco, uwzględniają w nagłówku dodatkowe pole, które identyfikuje protokół warstwy sieciowej enkapsulowanych danych.

Dostępne warianty połączeń WAN

Na rysunku przedstawiono przegląd dostępnych wariantów połączenia WAN.

Komutacja obwodów zapewnia dedykowane fizyczne połączenie służące do transmisji głosu lub danych pomiędzy nadawcą a odbiorcą. Aby możliwe było rozpoczęcie komunikacji, należy ustanowić połączenie, ustawiając przełączniki. Operację tę realizuje system telefoniczny na podstawie wybranego numeru. Technologię ISDN stosuje się zarówno na łączach cyfrowych, jak i głosowych.

Aby uniknąć opóźnień związanych z zestawianiem połączenia, operatorzy telefoniczni oferują również obwody stałe. Noszą one nazwę linii dedykowanych lub dzierżawionych i zapewniają większą przepustowość niż obwody komutowane. Przykładowe połączenia z komutacją obwodów:

• telefonia tradycyjna POTS (ang. Plain Old Telephone System)

• interfejs podstawowy BRI (ang. Basic Rate Interface) ISDN

• interfejs rozszerzony PRI (ang. Primary Rate Interface) ISDN

Wielu użytkowników sieci WAN nie wykorzystuje efektywnie stałej przepustowości dostępnej w obwodach dedykowanych, komutowanych lub trwałych, ponieważ ilość przesyłanych danych ulega ciągłym zmianom. W celu zoptymalizowania obsługi tych użytkowników operatorzy komunikacyjni oferują także możliwość korzystania z sieci danych.

W sieciach z komutacją pakietów przez systemy przełączające ustanawiane są trasy dla konkretnych połączeń typu end-to-end. Trasy ustanawiane podczas uruchamiania systemów noszą nazwę obwodów PVC. Trasy ustanawiane na żądanie to obwody SVC. Jeśli trasa nie jest z góry ustalona, lecz jest określana przez każdy system przełączający dla każdego pakietu z osobna, sieć nosi nazwę bezpołączeniowej.

Aby połączyć się z siecią z komutacją pakietów, abonent musi dysponować pętlą lokalną do najbliższego miejsca, w którym dostawca udostępnia usługę. Miejsce takie nazywane jest punktem dostępu POP (ang. Point Of Presence) usługi. Zazwyczaj jest do dedykowane łącze dzierżawione. Łącze takie będzie zazwyczaj krótsze od łącza dzierżawionego podłączonego bezpośrednio do lokalizacji abonenta i zwykle będzie obsługiwać kilka obwodów VC.
 Ponieważ jest mało prawdopodobne, że wszystkie obwody VC będą jednocześnie wymagały maksymalnej szybkości, przepustowość łącza dzierżawionego może być mniejsza od sumy przepustowości poszczególnych obwodów VC. Przykładowe połączenia z komutacją komórek lub pakietów:

• Frame Relay

• X.25

• ATM

Analogowe łącze dodzwaniane

Tam, gdzie potrzebne są sporadyczne transfery danych o niewielkiej objętości, mogą być używane modemy i analogowe linie telefoniczne. Umożliwiają one zestawianie dedykowanych połączeń komutowanych o niewielkiej przepustowości. W tradycyjnej telefonii stosuje się kable miedziane, służące jako pętle lokalne, łączące słuchawkę aparat telefoniczny abonenta z publiczną komutowaną siecią telefoniczną PSTN (ang. Public Switched Telephone Network). W trakcie połączenia sygnał w pętli lokalnej ma postać zmieniającego się w sposób ciągły sygnału elektronicznego transportującego przetworzony głos abonenta.Pętla lokalna nie jest odpowiednim medium do bezpośredniego przesyłania danych komputerowych, tym niemniej dzięki modemom jest możliwa transmisja takich danych przez telefoniczną sieć głosową. Modem moduluje dane binarne, przetwarzając je w sygnał analogowy u nadawcy, a u odbiorcy demodulując sygnał analogowy i przekształcając go w dane binarne.

Szybkość przesyłania sygnałów jest ograniczona przez parametry fizyczne pętli lokalnej oraz jej połączenie z siecią PSTN. Górna granica wynosi około 33 Kb/s. Jeśli sygnał biegnie bezpośrednio przez połączenie cyfrowe, granica ta wynosi 56 Kb/s.

W przypadku małych firm technologia ta może być wystarczająca do przesyłania informacji o sprzedaży, cenników, raportów i poczty elektronicznej. Natomiast duże pliki i zapasowe kopie danych można przesyłać przy użyciu automatycznych połączeń komutowanych w nocy i podczas weekendów, korzystając z niższych taryf (opłat za połączenia) poza szczytem. Taryfy zależą od odległości pomiędzy punktami końcowymi, pory dnia i czasu trwania połączenia.

Zaletami linii modemowych i analogowych jest prostota, dostępność i niskie koszty wdrożenia. Wadą jest niska przepustowość i względnie długi czas łączenia. Udostępniony przez połączenie dodzwaniane obwód dedykowany charakteryzuje się małymi opóźnieniami i fluktuacjami w ruchu typu punkt-punkt, ale przy tak niskiej przepustowości nie jest możliwe prawidłowe przesyłanie głosu lub obrazów wideo.

ISDN

W przypadku wewnętrznych łączy dalekosiężnych sieci PSTN pierwotnie stosowano analogową technikę multipleksowania z podziałem częstotliwości, natomiast obecnie używana jest technika multipleksowania z podziałem czasu (TDM) oparta na przesyłaniu sygnałów cyfrowych. Następnym oczywistym krokiem była możliwość przesyłania sygnałów cyfrowych w pętli lokalnej, co umożliwiło nawiązywanie połączeń komutowanych o większej przepustowości. W sieci zintegrowanych usług cyfrowych ISDN (ang. Integrated Services Digital Network) pętlę lokalną stanowi cyfrowe połączenie TDM. Połączenie jest realizowane w kanałach nośnych (B) o przepustowości 64 Kb/s, używanych do przesyłania głosu i danych, oraz w kanale sygnalizacyjnym delta (D) służącym do zestawiania połączeń oraz do innych zastosowań. Interfejs podstawowy BRI połączenia ISDN jest przeznaczony do stosowania w mieszkaniach oraz małych firmach i udostępnia dwa kanały B 64 Kb/s oraz jeden kanał D 16 Kb/s. W przypadku większych instalacji stosuje się interfejs rozszerzony (PRI) ISDN. W Ameryce Północnej interfejs PRI obsługuje dwadzieścia trzy kanały B po 64 Kb/s i jeden kanał D 64 Kb/s, zapewniając łączną szybkość bitową 1,544 Mb/s. W wartości tej uwzględniono pewien narzut związany z synchronizacją. W Europie, Australii i innych częściach świata interfejsy PRI ISDN udostępniają trzydzieści kanałów B i jeden kanał D o łącznej szybkości bitowej 2,048 Mb/s, z uwzględnieniem narzutu na synchronizację.

W Ameryce Północnej interfejs PRI odpowiada połączeniu T1. Szybkość międzynarodowego interfejsu PRI odpowiada połączeniu E1. Kanał D w interfejsie BRI nie jest w pełni wykorzystany, ponieważ jego rola ogranicza się do sterowania tylko dwoma kanałami B. Niektórzy dostawcy umożliwiają przesyłanie danych przez kanał D z niewielką szybkością, na przykład przy użyciu połączeń X.25 o przepustowości 9,6 Kb/s. Interfejs BRI stanowi idealny mechanizm połączeń w przypadku małych sieci WAN. W interfejsie BRI zestawienie połączenia trwa krócej niż jedną sekundę, a kanał B o przepustowości 64 Kb/s zapewnia większą przepustowość niż modemowe łącze analogowe. Jeśli potrzebna jest większa przepustowość, można uaktywnić drugi kanał B, co łącznie zapewnia przepustowość 128 Kb/s. Mimo iż przepustowość ta nie jest wystarczająca do przesyłania obrazu wideo, umożliwia jednoczesne prowadzenie kilku rozmów głosowych i równoległe przesyłanie danych.

Innym typowym zastosowaniem połączeń ISDN jest udostępnianie dodatkowej przepustowości, która w razie potrzeby może uzupełnić przepustowość łącza dzierżawionego. Łącze dzierżawione ma wtedy przepustowość obliczoną na obsługę średniego obciążenia, natomiast w okresach szczytu na żądanie dodawane jest połączenie ISDN. ISDN służy także jako połączenie zapasowe w razie awarii łącza dzierżawionego. Taryfy połączeń ISDN są określane według liczby kanałów B i zbliżone do taryf za analogowe połączenia głosowe.

W przypadku interfejsu PRI pomiędzy dwoma punktami końcowymi można podłączyć wiele kanałów B. Umożliwia to prowadzenie wideokonferencji i nawiązywanie połączeń transmisji danych o dużej przepustowości bez opóźnień lub fluktuacji. Liczne połączenia długodystansowe mogą się okazać bardzo kosztowne.

Łącze dzierżawione

Tam, gdzie potrzebne jest trwałe dedykowane połączenie, stosuje się linie dzierżawione o przepustowości do 2,5 Gb/s. Łącze typu punkt-punkt udostępnia wstępnie zestawioną ścieżkę komunikacyjną WAN od siedziby klienta przez sieć dostawcy do zdalnego miejsca docelowego. Łącza typu punkt-punkt są zazwyczaj dzierżawione od operatorów, dlatego nazywa się je łączami dzierżawionymi. Dostępne są łącza dzierżawione o różnej przepustowości.

Cena takich obwodów dedykowanych zależy zazwyczaj od wymaganej przepustowości i odległości pomiędzy punktami. Łącza typu punkt-punkt są zazwyczaj droższe od usług współużytkowanych, takich jak Frame Relay. Jeśli linie dzierżawione łączą wiele punktów, ich koszt może być znaczny. Czasami jednak korzyści z zastosowania łącza dzierżawionego uzasadniają jego koszty. Przepustowość dedykowana stanowi gwarancję braku opóźnień i fluktuacji między punktami. W niektórych zastosowaniach, na przykład handlu elektronicznym, nieprzerwana dostępność ma fundamentalne znaczenie.Dla każdego połączenia dzierżawionego wymagany jest jeden port szeregowy routera. Potrzebne są także urządzenia CSU/DSU i właściwe połączenie z dostawcą usług. Łącza dzierżawione są często używane do budowy sieci WAN i zapewniają stałą, dedykowaną przepustowość. Choć tradycyjnie stanowią najczęściej wybierane rozwiązanie, mają szereg wad. Natężenie ruchu w sieciach WAN jest często zmienne, natomiast łącza dzierżawione mają stałą przepustowość. Z tego powodu szerokość pasma takiego łącza rzadko ściśle odpowiada potrzebom. Ponadto każdy punkt końcowy wymaga interfejsu w routerze, co zwiększa koszty sprzętu. Wszelkie zmiany w łączu dzierżawionym wymagają zazwyczaj wizyty przedstawiciela operatora w celu zwiększenia lub zmniejszenia przepustowości.Łącza dzierżawione zapewniają bezpośrednie połączenie wielu sieci LAN w przedsiębiorstwie i umożliwiają podłączenie poszczególnych oddziałów do sieci z komutacją pakietów. W jednym łączu dzierżawionym można multipleksować wiele połączeń, co pozwala na skrócenie łączy i zmniejszenie liczby interfejsów.

X.25

W obliczu wysokich kosztów związanych z liniami dzierżawionymi dostawcy usług telekomunikacyjnych wprowadzili sieci z komutacją pakietów, w których w celu obniżenia kosztów wykorzystywane są łącza współużytkowane. W pierwszych sieciach z komutacją pakietów używane były protokoły zgodne ze standardem X.25. Łącza bazujące na protokole X.25 charakteryzują się zmienną przepustowością przy małej szybkości bitowej i mogą być komutowane lub stałe. X.25 jest protokołem warstwy sieciowej, w którym abonenci mają przydzielony adres sieciowy. Umożliwia on ustanowienie w sieci obwodu wirtualnego po wysłaniu pod adres docelowy pakietu żądania połączenia. Utworzonemu obwodowi SVC nadawany jest numer kanału. Pakiety danych oznaczone numerem kanału są dostarczane pod odpowiedni adres. W jednym połączeniu może być aktywnych wiele kanałów.

Abonenci łączą się z siecią X.25 za pośrednictwem łączy dzierżawionych lub połączeń dodzwanianych. W sieciach X.25 mogą być także ustanowione stałe kanały pomiędzy abonentami, tworzące obwody PVC. Protokół X.25 może być bardzo ekonomiczny, ponieważ taryfy są zależne od ilości dostarczonych danych, a nie czasu lub długości połączenia. Dane mogą być przesyłane z dowolną prędkością nieprzewyższającą przepustowości połączenia. Zapewnia to pewną elastyczność. Sieci X.25 mają zazwyczaj małą przepustowość, maksymalnie 48 Kb/s. Ponadto przesyłanie pakietów danych podlega opóźnieniom charakterystycznym dla sieci współużytkowanych.

Technologia X.25 nie jest już powszechnie dostępna w USA jako technologia sieci WAN. U wielu dostawców usług sieciowych zastąpiła ją technologia Frame Relay.

Typowe zastosowania sieci X.25 to czytniki kart w terminalach kasowych. Korzystają one z protokołu X.25 w trybie dodzwanianym w celu uwierzytelnienia transakcji w komputerze centralnym. W niektórych przedsiębiorstwach sieci VAN (ang. Value-Added Network) oparte na protokole X.25 używane są do przesyłania faktur, listów przewozowych i innych dokumentów w ramach wymiany danych elektronicznych (EDI, ang. Electronic Data Interchange). Przy takich zastosowaniach niska przepustowość i duże opóźnienia nie są problemem, ponieważ czynniki finansowe nie stanowią bariery dla zastosowania sieci X.25.

Frame Relay

Ponieważ użytkownicy oczekują coraz większej przepustowości i ograniczenia opóźnień w sieciach z komutacją pakietów, dostawcy usług komunikacyjnych wprowadzili do oferty usługi oparte na protokole Frame Relay. Mimo iż układ sieci przypomina znany z sieci X.25, dostępne są szybkości przesyłania danych sięgające 4 Mb/s, a nawet większe (w ofertach niektórych dostawców). Frame Relay pod kilkoma względami różni się od X.25. Przede wszystkim jest to znacznie prostszy protokół, który działa w warstwie łącza danych, a nie warstwie sieciowej. W protokole Frame Relay nie występuje korekcja błędów ani kontrola przepływu. Uproszczona obsługa ramek zmniejsza opóźnienia, a środki mające na celu uniknięcie gromadzenia się ramek w systemach pośrednich pozwalają ograniczyć fluktuacje.

Większość połączeń Frame Relay to obwody PVC, rzadziej SVC. Połączenie z brzegiem sieci stanowi zazwyczaj łącze dzierżawione, ale u niektórych dostawców dostępne są też połączenia dodzwaniane za pośrednictwem linii ISDN. Kanał D łącza ISDN służy do ustanowienia obwodu SVC na jednym lub wielu kanałach B. Taryfy za połączenia Frame Relay uzależnione są od przepustowości portu podłączonego na brzegu sieci. Dodatkowe czynniki decydujące o opłatach to uzgodniona przepustowość i gwarantowana szybkość transmisji CIR (ang. Committed Information Rate) poszczególnych obwodów PVC łączonych przez port.

Protokół Frame Relay zapewnia nieprzerwaną komunikację opartą na medium o współużytkowanej przepustowości, odpowiednią zarówno do przesyłania głosu, jak i danych. Jest to idealne rozwiązanie do łączenia korporacyjnych sieci LAN. Router w sieci LAN wymaga tylko jednego interfejsu, nawet gdy używanych jest wiele obwodów VC. Krótkie łącze dzierżawione do sieci Frame Relay zapewnia ekonomiczne połączenie między rozproszonymi geograficznie sieciami LAN.

ATM

Dostawcy usług komunikacyjnych zauważyli zapotrzebowanie na technologię sieci współużytkowanych zapewniających nieprzerwaną łączność, które charakteryzują się małymi opóźnieniami i fluktuacjami przy znacznie większych przepustowościach. Odpowiedzią na te oczekiwania jest asynchroniczny tryb przesyłania ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode). Szybkość przesyłania danych w sieciach ATM przekracza 155 Mb/s. Schematy sieci WAN ATM wyglądają tak samo, jak w przypadku innych technologii współużytkowanych, takich jak X.25 i Frame Relay. ATM jest technologią, która umożliwia przesyłanie głosu, obrazów wideo i danych przez sieci prywatne i publiczne. Jest ona oparta na architekturze komórek, a nie ramek. Komórki ATM mają stałą długość 53 bajtów. 53-bajtowa komórka ATM zawiera 5-bajtowy nagłówek ATM i 48 bajtów treści zasadniczej. Małe komórki o stałej długości doskonale nadają się do przesyłania głosu i obrazów wideo, ponieważ ruch ten nie toleruje opóźnień. Ruch zawierający obrazy wideo i głos nie musi czekać na przesłanie większego pakietu danych. 53-bajtowa komórka ATM jest mniej wydajna niż większe ramki i pakiety w sieciach Frame Relay i X.25. Ponadto komórka ATM ma co najmniej 5 bajtów narzutu dla każdych 48 bajtów treści zasadniczej. Gdy komórki zawierają posegmentowane pakiety warstwy sieciowej, narzut będzie jeszcze większy, ponieważ system przełączający ATM musi być w stanie ponownie poskładać pakiety u adresata. Typowe łącze ATM wymaga niemal o 20% większej przepustowości niż Frame Relay, aby możliwe było przesyłanie przez nie takiej samej ilości danych warstwy sieciowej. Łącza ATM udostępniają zarówno obwody PVC, jak i SVC, jednak w sieciach WAN częściej stosowane są obwody PVC. Podobnie jak w przypadku innych technologii współużytkowanych, ATM umożliwia ustanawianie wielu obwodów wirtualnych na jednym połączeniu z brzegiem sieci realizowanym za pośrednictwem łącza dzierżawionego.

DSL

Cyfrowe łącza abonenckie DSL (ang. Digital Subscriber Line) to technologia szerokopasmowa, która umożliwia przesyłanie danych do abonentów po zapewniających dużą przepustowość liniach telefonicznych wykonanych ze skrętki. Usługa DSL w przeciwieństwie do usług pasma podstawowego używanych w typowych sieciach LAN jest nazywana szerokopasmową. Technologia szerokopasmowa polega na użyciu wielu częstotliwości w jednym nośniku fizycznym. Termin xDSL oznacza wiele podobnych, choć konkurujących ze sobą technologii DSL:

• asymetryczne łącza DSL (ADSL ang. Asymmetric DSL)

• symetryczne łącza DSL (SDSL, ang. Symmetric DSL)

• DSL o dużej szybkości bitowej (HDSL, ang. High Bit Rate DSL)

• DSL typu ISDN (IDSL)

• konsumenckie łącza DSL (CDSL, ang. Consumer DSL), zwane także DSL-lite lub G.lite

Technologia DSL umożliwia dostawcy usług udostępnianie klientom szybkich sieci z wykorzystaniem zainstalowanych linii miedzianych stanowiących pętlę lokalną. Dzięki tej technologii pętla lokalna może być używana do nawiązywania tradycyjnego głosowego połączenia telefonicznego, a jednocześnie obsługuje stale aktywne łącze zapewniające natychmiastową łączność z siecią danych. Wiele linii abonenckich DSL multipleksuje się w jedno łącze o dużej przepustowości za pomocą multipleksera DSL (DSLAM, ang. DSL Access Multiplexer) znajdującego się na terenie dostawcy. Urządzenia DSLAM korzystają z technologii multipleksowania z podziałem czasu TDM, co pozwala na agregację wielu linii abonenckich w mniej kłopotliwym pojedynczym nośniku, który stanowi zazwyczaj linia T3/DS3. W używanych obecnie technologiach DSL są stosowane zaawansowane techniki kodowania i modulacji umożliwiające uzyskanie przepustowości do 8,192 Mb/s.

Kanał głosowy standardowego telefonu obejmuje zakres częstotliwości od 330 Hz do 3,3 kHz. Zakres częstotliwości, czyli okno, o szerokości 4 kHz jest wymagane do transmisji głosu w pętli lokalnej. W technologiach DSL transmisje danych „w górę" (od abonenta, ang. upstream) i „w dół" (do abonenta, ang. downstream) odbywają się na częstotliwościach powyżej 4 kHz. Dzięki temu w usłudze DSL możliwe są jednoczesne transmisje głosu i danych. Dwa podstawowe rodzaje technologii DSL to łącza asymetryczne (ADSL) i symetryczne (SDSL). Każda forma usługi DSL należy do jednej z tych kategorii, przy czym każda z nich ma swoje odmiany. Usługa asymetryczna zapewnia większą przepustowość w kierunku do abonenta, niż w kierunku od abonenta. Usługa symetryczna charakteryzuje się tą samą przepustowością w obie strony.

Nie wszystkie technologie DSL umożliwiają korzystanie z telefonu. Technologia SDSL nazywana jest technologią „suchej miedzi" (ang. dry copper), ponieważ nie udostępnia sygnału wywołania ani usług telefonicznych na tym samym łączu. Dlatego usługa SDSL wymaga oddzielnej linii. Różne odmiany łączy DSL zapewniają różne przepustowości, potencjalnie przekraczające przepustowość łączy dzierżawionych T1 lub E1. Szybkość transferu zależy od długości pętli lokalnej oraz typu i stanu okablowania. Aby usługa miała zadowalające parametry, pętla nie może być dłuższa niż 5,5 km. Dostępność usług DSL w żadnym wypadku nie jest powszechna, poza tym istnieje wiele jej odmian i standardów, z których część dopiero zdobywa akceptację. Działy informatyczne w przedsiębiorstwach nieczęsto uwzględniają potrzeby pracowników pracujących w domu. Zazwyczaj abonent nie może podłączyć się do sieci korporacyjnej bezpośrednio - najpierw musi nawiązać połączenie z dostawcą usług internetowych ISP (ang. Internet Service Provider). Następnie nawiązuje z przedsiębiorstwem połączenie IP przez Internet. Takie rozwiązanie stwarza problemy z punktu widzenia bezpieczeństwa, dlatego udostępniane są możliwości nawiązywania połączeń przez wirtualną sieć prywatną (VPN) z serwerem VPN, który zazwyczaj znajduje się w siedzibie przedsiębiorstwa.

Modem kablowy

W terenach miejskich do dystrybucji sygnałów telewizyjnych powszechnie używane są kable koncentryczne. Niektóre sieci telewizji kablowej umożliwiają dostęp do sieci informatycznych. Łącza takie zapewniają większą przepustowość niż konwencjonalna pętla telefoniczna. Zaawansowane modemy kablowe umożliwiają dwukierunkową transmisję danych z dużą szybkością za pośrednictwem łączy koncentrycznych, którymi przesyłany jest sygnał telewizji kablowej. Niektórzy dostawcy usług telewizji kablowej oferują przepustowość 6,5 raza przekraczającą przepustowość łączy dzierżawionych T1. Dzięki takiej szybkości usługa taka stanowi atrakcyjną ofertę umożliwiającą szybkie przesyłanie dużej ilości informacji cyfrowych, takich jak filmy wideo, pliki dźwiękowe i duże ilości danych. Informacje, które przez łącze BRI ISDN pobiera się przez dwie minuty, przez modem kablowy można pobrać w ciągu dwóch sekund. Modemy kablowe zapewniają stale aktywne połączenie i są łatwe w instalacji. Stale aktywne połączenie kablowe oznacza, że podłączone komputery są ciągle narażone na ataki i należy je dobrze zabezpieczać za pomocą zapór sieciowych. Właśnie ze względów bezpieczeństwa usługi oparte na modemach kablowych umożliwiają nawiązanie połączenia przez wirtualną sieć prywatną VPN (ang. Virtual Private Network) z serwerem VPN, który zazwyczaj znajduje się w siedzibie przedsiębiorstwa.

Modem kablowy umożliwia przesyłanie danych z szybkością od 30 do 40 Mb/s przez jeden kanał kablowy w paśmie częstotliwości 6 MHz. Oznacza to przepustowość prawie 500 razy większą od przepustowości modemu 56 Kb/s. W przypadku modemu kablowego abonent może jednocześnie oglądać telewizję i odbierać dane w komputerze osobistym. Umożliwia to prosty rozdzielacz typu „jeden na dwa".

Abonenci usług kablowych muszą korzystać z dostawcy usług internetowych wskazanego przez operatora telewizji. Wszyscy abonenci lokalni korzystają z tego samego pasma kablowego. Jeśli z usługi korzysta wielu użytkowników, dostępna przepustowość może być niższa od spodziewanej.

1

---