Požadavky na tvorbu digitálních přístupových telekomunikačních sítí s rychlostí nad 150 kb/s či dokonce desítek Mb/s vznikají se zvyšujícími se nároky na objemy vyměňovaných informací (dat) mezi koncovými uživateli či vzdáleným koncovým uživatelem a centrálním počítačem. Pokud si stanovíme počáteční podmínku, že vysoká přenosová rychlost by měla být zpřístupněna každému účastníku standardní telefonní služby (POTS) po metalické komutované telefonní síti, získáme veliký prostor právě pro technologie DSL – Digital Subscriber Line.

Proč xDSL?

Z pohledu každého silného telekomunikačního operátora lze rozdělit kterékoliv telekomunikační prostředí (síť) do tří základních vrstev, kde první a hierarchicky nejvyšší vrstva je nazývána páteřní sítí (nejvyšší přenosové rychlosti), druhá vrstva je často označována jako regionální síť a poslední vrstva (nejblíže koncovému uživateli) je pojmenována jako přístupová síť, která je celosvětově odhadována asi na 800 miliónů účastnických přípojek.

Vybudování kvalitní páteřní telekomunikační sítě, která se mimochodem realizuje snadněji a rychleji než přístupová síť, jenž má být schopna zajistit telekomunikační služby pro každého potenciálního uživatele v dané oblasti, však ještě neznamená dostupnost služby (v našem případě digitální přípojky s rychlostí přenosu dat nad 150 kb/s) pro koncového uživatele za přijatelné investiční náklady. Při zachování stávající metalické přístupové sítě lze právě použít některou z technologií DSL. Určitě se vyplatí krátce popsat základní typy technologií xDSL: SHDSL, HDSL, SDSL (HDSL2), ADSL a VDSL.

SHDSL

HDSL

Technologie HDSL (High-bit-rate DSL) nabízí obousměrný přenos do 2,304 Mb/s po jednom, dvou či tří párech komutovaného vedení. Vzdálenost k zajištění komunikace mezi dvěma modemy HDSL bez opakovače nesmí přesáhnout 2,5; 3,0 a 3,5 km, a to podle použitého počtu komutovaných vedení. V praxi znamená nasazení technologie HDSL zvýšit kapacitu přístupových sítí a zajistit kvalitní širokopásmové služby (ISDN PRA, E1 = 2,048 Mb/s).

Standardy ETSI definují pravidla při použití technologie HDSL při realizaci například přípojky ISDN PRA (ETS 300 233) či pronajatých přístupových okruhů (ETS 300 246 a ETS 300 247). Normy ETSI také definují maximální útlum pro bezchybný přenos při použití technologie HDSL na 27 dB při frekvenci 150 kHz.

Další vývoj vedl k vytvoření technologie HDSL2 nazývané také SDSL – Symetric single pair DSL. Zde již postačí pouze jeden pár komutovaného vedení.

ADSL

Protože ve velkém množství případů uživatelských aplikací dochází na základě poměrně stručných povelů od uživatele k přenosu obrovského množství dat směrem k uživateli (webové stránky, přenos databází, obrazových digitálních záznamů, digitálních map, či interaktivních služeb jako je vysílání filmů na přání se shodnými funkcemi jako u videa – video on demand, videohry, vzdělávací programy a další) využil se pro vysokorychlostní přenos princip asymetrického přenosu dat - ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) spočívá v odlišných rychlostech přenosu směrem ke koncovému účastníkovi, a to až 8,448 Mb/s (dříve 6,144 Mb/s), a nižší přenosové rychlosti od koncového účastníka (640 kb/s) přes jeden pár komutovaného vedení a téměř až do vzdálenosti 4,2 km bez použití opakovače přenášeného signálu. Navíc na stejném páru komutovaného vedení je souběžně vedle služeb poskytovaných pomocí ADSL také přístupná klasická telefonní služba (POTS) či ISDN BRA, protože přenos každé služby je v jiném frekvenčním pásmu. Pro extrémně náročné uživatele lze pomocí technologie ADSL zavést několik přípojek ISDN BRA ve spojení se službou “video on demand”, anebo dokonce i ATM přípojku.

Použité modulační metody ADSL

Princip diskrétní multifrekvenční modulace u ADSL – DMT (Discrete Multi-Tone) představuje rozdělení frekvenčního pásma, které je přidělené pro technologii ADSL kupříkladu na 256 subpásem o šířce 4 kHz, kde v každém subpásmu je jedna nosná frekvence modulovaná kvadraturní amplitudovou modulací (QAM), která zajišťuje parciální datový tok 6,5 až 50 kb/s. Jednotlivé nosné kmitočty jsou od sebe vzdáleny o 4,125 kHz a mezní kmitočet přenosového pásma ADSL je 1,104 MHz. Tyto modulační techniky zajistí přenos dat i na vedeních s útlumem přes 50 dB na kmitočtu 300 kHz, a to i se silnými zdroji šumu. Přenosová rychlost dosahuje až 9 Mb/s směrem k uživateli a až 640 kb/s směrem od uživatele.

VDSL

Rozvojem technologie ADSL a snížením maximální vzdálenosti spojení na 500 metrů bez opakovače se podařilo dosáhnout přenosové rychlosti v obou směrech až na 36,8 Mb/s, anebo asymetrické přenosové rychlosti 24,5/4 Mb/s (popřípadě 52,8 Mb/s/2,3 Mb/s) po jednom páru komutovaného vedení. Technologie dostala název VDSL (Very high speed DSL).

Vlastnosti modemů xDSL

Současné modemy xDSL využívají pro zajištění vysokých přenosových rychlostí techniky a podpůrné algoritmy, které matematicky modelují metalické vedení včetně odrazů a odlišné impedance vedení při různých frekvencích, a tak výrazně eliminují tvarové i fázové zkreslení způsobené vedením. Všechny uvedené procesy provádí výkonné signálové procesory, bez kterých by asi technologie xDSL vůbec nevznikla. Proto také přenos pomocí technologií xDSL poskytuje kvalitu signálu srovnatelnou s přenosy po optickém vláknu. Maximální vzdálenost přenosu bez opakovače také závisí na průměru vodičů a počtu úseků kabelu u přípojného vedení. Takže například u technologie HDSL může být při průměru vodičů přípojného vedení 0,4 mm maximální vzdálenost 3,6 km bez opakovače a při průměru 1,2 mm až 13,6 km. Ověřila se i skutečnost, že velkokapacitní kabelové přípojky nejsou pro realizaci vysokorychlostního přenosu vhodné pro svůj vysoký útlum na vyšších frekvencí vlivem interferencí z okolních vedení v kabelové přípojce.

K jedné z příjemných vlastností xDSL pro telekomunikační operátory patří mimo jiné to, že není potřeba pro monitorování provozu modemů xDSL použít oddělené monitorovací zařízení, ale postačí dohledový systém přenosové sítě.

Tabulka: Základní přehled technologií xDSL, jejich rychlosti a využití.

technologie	přenosová rychlost	typ provozu	příklady využití
DSL	160 kb/s	duplexní symetrický provoz	ISDN služba – ISDN BRA (2B+D)
SHDSL	od 192 kb/s do 2,312 kb/s
HDSL	1,544 nebo 2,048 Mb/s	duplexní symetrický provoz	přípojná vedení T1/E1, sítě WAN, LAN
SDSL (HDSL2)	1,544 nebo 2,048 Mb/s	duplexní symetrický provoz	přípojná vedení T1/E1, sítě WAN, LAN
ADSL	1,5 až 9 Mb/s k účastníkovi (Down link) a 16 až 640 kb/s směrem od účastníka (Up link)	asymetrický provoz	přístupové sítě internet, interaktivní multimediální aplikace, video on demand
VDSL (dříve VADSL)	13 až 52,8 Mb/s k účastníkovi (Down link) a 1,5 až 2,3 Mb/s směrem od účastníka (Up link)	asymetrický provoz	shodné využití jako u ADSL, ATM přístupová síť
VDSL	36,8 Mb/s	duplexní provoz	shodné využití jako u ADSL, ATM přístupová síť