خط المشترك الرقمي غير المتماثل (ADSL)

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "ADSL" – الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( أغسطس 2013 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

خط المشترك الرقمي غير المتماثل ( ADSL ) هو نوع من تكنولوجيا خط المشترك الرقمي (DSL)، وهي تكنولوجيا اتصالات البيانات التي تمكن من نقل البيانات بشكل أسرع عبر خطوط الهاتف النحاسية مما يمكن أن توفره مودم النطاق الصوتي التقليدي . يختلف ADSL عن خط المشترك الرقمي المتماثل الأقل شيوعًا (SDSL). في ADSL، يُقال إن النطاق الترددي ومعدل البت غير متماثلين، مما يعني أنهما أكبر تجاه مباني العميل ( المصب ) من العكس ( المنبع ). عادةً ما يسوق المزودون ADSL كخدمة وصول إلى الإنترنت في المقام الأول لتنزيل المحتوى من الإنترنت، ولكن ليس لخدمة المحتوى الذي يصل إليه الآخرون.

يعمل ADSL باستخدام الطيف فوق النطاق المستخدم في مكالمات الهاتف الصوتية . ^[1] باستخدام مرشح DSL ، والذي يُسمى غالبًا الموزع ، تكون نطاقات التردد معزولة، مما يسمح باستخدام خط هاتف واحد لكل من خدمة ADSL ومكالمات الهاتف في نفس الوقت. يتم تثبيت ADSL بشكل عام فقط لمسافات قصيرة من مقسم الهاتف ( الميل الأخير )، وعادةً ما تكون أقل من 4 كيلومترات (2.5 ميل)، ^[2] ولكن من المعروف أنه يتجاوز 8 كيلومترات (5 ميل) إذا كان مقياس السلك الموضوع في الأصل يسمح بمزيد من ^{[ التوضيح مطلوب ]} التوزيع.

في محطة الهاتف، ينتهي الخط عادةً عند جهاز إرسال متعدد الخطوط الرقمية (DSLAM)، حيث يقوم موزع تردد آخر بفصل إشارة النطاق الصوتي لشبكة الهاتف التقليدية . عادةً ما يتم توجيه البيانات التي يحملها خط ADSL عبر شبكة بيانات شركة الهاتف وتصل في النهاية إلى شبكة بروتوكول الإنترنت التقليدية .

هناك أسباب تقنية وتسويقية تجعل من خدمة ADSL أكثر أنواع الخدمة انتشاراً بين المستخدمين المنزليين في العديد من الأماكن. فمن الناحية التقنية، من المرجح أن يكون هناك قدر أكبر من التداخل بين الدوائر الأخرى في نهاية DSLAM (حيث تكون الأسلاك من العديد من الحلقات المحلية قريبة من بعضها البعض) مقارنة بمباني العملاء. وبالتالي تكون إشارة التحميل أضعف ما تكون في الجزء الأكثر ضوضاء من الحلقة المحلية، في حين تكون إشارة التنزيل أقوى ما تكون في الجزء الأكثر ضوضاء من الحلقة المحلية. ومن المنطقي تقنياً أن يتم إرسال DSLAM بمعدل بتات أعلى من المودم في نهاية العميل. وبما أن المستخدم المنزلي النموذجي يفضل في الواقع سرعة تنزيل أعلى، فقد اختارت شركات الهاتف أن تجعل من الضرورة فضيلة، ومن هنا جاء ADSL.

إن الأسباب التسويقية للاتصال غير المتماثل هي أولاً أن معظم مستخدمي حركة المرور على الإنترنت سيحتاجون إلى تحميل بيانات أقل من تلك التي سيتم تنزيلها. على سبيل المثال، في تصفح الويب العادي، سيزور المستخدم عددًا من مواقع الويب وسيحتاج إلى تنزيل البيانات التي تتكون من صفحات الويب من الموقع والصور والنصوص وملفات الصوت وما إلى ذلك، لكنه لن يقوم بتحميل سوى كمية صغيرة من البيانات، حيث أن البيانات الوحيدة التي يتم تحميلها هي تلك المستخدمة لغرض التحقق من استلام البيانات التي تم تنزيلها (في اتصالات TCP الشائعة جدًا ) أو أي بيانات يدخلها المستخدم في النماذج وما إلى ذلك. يوفر هذا مبررًا لمزودي خدمة الإنترنت لتقديم خدمة أكثر تكلفة تستهدف المستخدمين التجاريين الذين يستضيفون مواقع الويب، والذين يحتاجون بالتالي إلى خدمة تسمح بتحميل نفس القدر من البيانات التي يتم تنزيلها. تطبيقات مشاركة الملفات هي استثناء واضح لهذا الموقف. ثانيًا، يحاول مزودو خدمة الإنترنت، الذين يسعون إلى تجنب التحميل الزائد لاتصالاتهم الأساسية، الحد من الاستخدامات مثل مشاركة الملفات التي تولد الكثير من عمليات التحميل.

حاليًا، معظم اتصالات ADSL هي اتصالات ثنائية الاتجاه كاملة . يتم تحقيق اتصالات ADSL ثنائية الاتجاه كاملة عادةً على زوج من الأسلاك إما عن طريق الاتصال الثنائي بتقسيم التردد (FDD) أو الاتصال الثنائي بإلغاء الصدى (ECD) أو الاتصال الثنائي بتقسيم الوقت (TDD). يستخدم FDD نطاقي تردد منفصلين، يشار إليهما باسم النطاقين العلوي والسفلي. يستخدم النطاق العلوي للاتصالات من المستخدم النهائي إلى المكتب المركزي للهاتف. يستخدم النطاق السفلي للاتصالات من المكتب المركزي إلى المستخدم النهائي.

مع ADSL المنتشر بشكل شائع عبر POTS (الملحق أ)، يتم استخدام النطاق من 26.075  كيلو هرتز إلى 137.825 كيلو هرتز للاتصالات الصاعدة، بينما يتم استخدام 138-1104 كيلو هرتز للاتصالات الهابطة. بموجب مخطط التشكيل المتعدد النغمات المنفصل المعتاد (DMT)، يتم تقسيم كل منها إلى قنوات تردد أصغر تبلغ 4.3125 كيلو هرتز. تسمى قنوات التردد هذه أحيانًا صناديق . أثناء التدريب الأولي لتحسين جودة الإرسال والسرعة، يختبر مودم ADSL كل صندوق لتحديد نسبة الإشارة إلى الضوضاء عند تردد كل صندوق. يمكن أن تؤثر المسافة من مقسم الهاتف وخصائص الكابل والتداخل من محطات الراديو AM والتداخل المحلي والضوضاء الكهربائية في موقع المودم سلبًا على نسبة الإشارة إلى الضوضاء عند ترددات معينة. سيتم استخدام الصناديق للترددات التي تظهر نسبة إشارة إلى ضوضاء منخفضة بمعدل إنتاج أقل أو لا تستخدم على الإطلاق؛ إن هذا يقلل من الحد الأقصى لسعة الارتباط ولكنه يسمح للمودم بالحفاظ على اتصال مناسب. سيقوم مودم DSL بوضع خطة حول كيفية استغلال كل من الصناديق، والتي يطلق عليها أحيانًا تخصيص "بتات لكل صندوق". سيتم اختيار الصناديق التي تتمتع بنسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR) جيدة لنقل الإشارات المختارة من عدد أكبر من القيم المشفرة المحتملة (هذا النطاق من الاحتمالات يعادل المزيد من بتات البيانات المرسلة) في كل دورة ساعة رئيسية. يجب ألا يكون عدد الاحتمالات كبيرًا لدرجة أن المستقبل قد يفك تشفير أي منها كان مقصودًا بشكل غير صحيح في وجود ضوضاء. قد تكون الصناديق الصاخبة مطلوبة فقط لحمل عدد قليل يصل إلى بتين، أو اختيار من بين أربعة أنماط ممكنة فقط، أو بت واحد فقط لكل صندوق في حالة ADSL2+، ولا يتم استخدام الصناديق الصاخبة جدًا على الإطلاق. إذا تغير نمط الضوضاء مقابل الترددات المسموعة في الصناديق، يمكن لمودم DSL تغيير تخصيصات البتات لكل صندوق، في عملية تسمى "تبادل البتات"، حيث لا يُطلب من الصناديق التي أصبحت أكثر ضوضاءً سوى حمل عدد أقل من البتات وسيتم اختيار قنوات أخرى لتحمل عبئًا أعلى.

وبالتالي، فإن سعة نقل البيانات التي يبلغ عنها مودم DSL تتحدد بإجمالي تخصيصات البتات لكل حاوية لجميع الحاويات مجتمعة. وتؤدي نسب الإشارة إلى الضوضاء الأعلى واستخدام المزيد من الحاويات إلى زيادة إجمالي سعة الارتباط، في حين تؤدي نسب الإشارة إلى الضوضاء المنخفضة أو استخدام عدد أقل من الحاويات إلى انخفاض سعة الارتباط. ويبلغ مودم DSL الحد الأقصى الإجمالي للسعة المشتقة من جمع البتات لكل حاوية، ويطلق عليه أحيانًا معدل المزامنة . وسيكون هذا دائمًا مضللًا إلى حد ما: ستكون سعة الارتباط القصوى الحقيقية لمعدل نقل بيانات المستخدم أقل بشكل كبير لأن البيانات الإضافية التي يتم نقلها تسمى النفقات العامة للبروتوكول ، والأرقام المخفضة لاتصالات PPPoA التي تبلغ حوالي 84-87 بالمائة على الأكثر، وهي شائعة. بالإضافة إلى ذلك، سيكون لدى بعض موفري خدمة الإنترنت سياسات مرورية تحد من معدلات النقل القصوى في الشبكات خارج التبادل، وقد تساهم ازدحام حركة المرور على الإنترنت، والحمل الثقيل على الخوادم والبطء أو عدم الكفاءة في أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالعملاء في التخفيضات إلى ما دون الحد الأقصى الذي يمكن تحقيقه. عند استخدام نقطة وصول لاسلكية، يمكن لجودة الإشارة اللاسلكية المنخفضة أو غير المستقرة أيضًا أن تتسبب في انخفاض أو تقلب السرعة الفعلية.

في وضع المعدل الثابت، يتم تحديد معدل المزامنة مسبقًا بواسطة المشغل ويختار مودم DSL تخصيص بتات لكل سلة ينتج عنه معدل خطأ متساوٍ تقريبًا في كل سلة. ^[4] في وضع المعدل المتغير، يتم اختيار البتات لكل سلة لتعظيم معدل المزامنة، مع مراعاة مخاطر الخطأ المحتملة. ^[4] يمكن أن تكون هذه الخيارات إما محافظة، حيث يختار المودم تخصيص عدد أقل من البتات لكل سلة مما يمكنه تخصيصه، وهو خيار يؤدي إلى اتصال أبطأ، أو أقل محافظة حيث يتم اختيار المزيد من البتات لكل سلة وفي هذه الحالة يكون هناك خطر أكبر لحدوث خطأ في حالة تدهور نسب الإشارة إلى الضوضاء في المستقبل إلى النقطة التي تكون فيها تخصيصات البتات لكل سلة المختارة عالية جدًا للتعامل مع الضوضاء الأكبر الموجودة. يتم الإبلاغ عن هذه المحافظة، التي تنطوي على اختيار استخدام عدد أقل من البتات لكل سلة كحماية ضد الزيادات المستقبلية في الضوضاء، على أنها هامش نسبة الإشارة إلى الضوضاء أو هامش نسبة الإشارة إلى الضوضاء .

يمكن لمحطة الهاتف أن تشير إلى هامش SNR مقترح لمودم DSL الخاص بالعميل عند الاتصال في البداية، وقد يقوم المودم بإعداد خطة تخصيص البتات لكل حاوية وفقًا لذلك. يعني هامش SNR المرتفع انخفاضًا في الحد الأقصى للإنتاجية، ولكن موثوقية واستقرارًا أكبر للاتصال. يعني هامش SNR المنخفض سرعات عالية، بشرط ألا يزيد مستوى الضوضاء كثيرًا؛ وإلا، فسيتعين قطع الاتصال وإعادة التفاوض عليه (إعادة مزامنته). يمكن لـ ADSL2+ استيعاب مثل هذه الظروف بشكل أفضل، حيث يوفر ميزة تسمى التكيف السلس للمعدل (SRA)، والتي يمكنها استيعاب التغييرات في إجمالي سعة الرابط مع أقل انقطاع للاتصالات.

قد يدعم البائعون استخدام الترددات الأعلى كتمديد خاص بالمعيار. ومع ذلك، يتطلب هذا مطابقة المعدات التي يوفرها البائع على طرفي الخط، ومن المرجح أن يؤدي ذلك إلى مشاكل التداخل التي تؤثر على الخطوط الأخرى في نفس الحزمة.

توجد علاقة مباشرة بين عدد القنوات المتاحة وسعة نقل البيانات لاتصال ADSL. وتعتمد سعة البيانات الدقيقة لكل قناة على طريقة التعديل المستخدمة.

كان ADSL موجودًا في البداية في نسختين (مشابهتين لـ VDSL )، وهما CAP وDMT. كان CAP هو المعيار الفعلي لنشر ADSL حتى عام 1996، وتم نشره في 90 بالمائة من تركيبات ADSL في ذلك الوقت. ومع ذلك، تم اختيار DMT لأول معايير ITU-T ADSL، G.992.1 و G.992.2 (يُطلق عليهما أيضًا G.dmt و G.lite على التوالي). لذلك، تعتمد جميع التركيبات الحديثة لـ ADSL على مخطط تعديل DMT.

لدى مقدمي خدمات الإنترنت (ولكن نادرًا ما يستخدمها المستخدمون، باستثناء أستراليا حيث يكون هذا هو الخيار الافتراضي ^[5] ) خيار استخدام تداخل الحزم لمواجهة تأثيرات الضوضاء المتقطعة على خط الهاتف. يحتوي الخط المتداخل على عمق، عادةً من 8 إلى 64، والذي يصف عدد كلمات رمز ريد-سولومون المتراكمة قبل إرسالها. نظرًا لأنه يمكن إرسالها جميعًا معًا، يمكن جعل رموز تصحيح الخطأ الأمامي الخاصة بها أكثر مرونة. يضيف التداخل زمن انتقال حيث يجب أولاً جمع جميع الحزم (أو استبدالها بحزم فارغة) وبالطبع، تستغرق جميعها وقتًا للإرسال. يضيف التداخل 8 إطارات 5 مللي ثانية من وقت الذهاب والإياب ، بينما يضيف التداخل بعمق 64 25 مللي ثانية. الأعماق المحتملة الأخرى هي 16 و 32.

تتمتع اتصالات "المسار السريع" بعمق تداخل يبلغ 1، أي أنه يتم إرسال حزمة واحدة في كل مرة. وتتميز هذه الاتصالات بزمن انتقال منخفض، عادة حوالي 10 مللي ثانية (يضيف التداخل إليها، وهذا ليس أكبر من التداخل) ولكنها معرضة للغاية للأخطاء، حيث يمكن لأي دفعة من الضوضاء أن تزيل الحزمة بأكملها وبالتالي تتطلب إعادة إرسالها بالكامل. مثل هذه الدفعة على حزمة متداخلة كبيرة لا تحذف سوى جزء من الحزمة، ويمكن استردادها من معلومات تصحيح الخطأ في بقية الحزمة. ستؤدي اتصالات "المسار السريع" إلى زمن انتقال مرتفع للغاية على خط ضعيف، حيث تستغرق كل حزمة العديد من المحاولات.

إن نشر خدمة ADSL على خط هاتف عادي موجود يمثل بعض المشاكل لأن خدمة DSL تقع ضمن نطاق ترددي قد يتفاعل بشكل غير ملائم مع المعدات الموجودة المتصلة بالخط. لذلك فمن الضروري تركيب مرشحات تردد مناسبة في مقر العميل لتجنب التداخل بين خدمة DSL وخدمات الصوت وأي اتصالات أخرى بالخط (على سبيل المثال أجهزة إنذار المتسللين). وهذا أمر مرغوب فيه لخدمة الصوت وضروري لاتصال ADSL موثوق.

في الأيام الأولى من ظهور خدمة DSL، كان تركيبها يتطلب زيارة فني للمكان. وكان يتم تركيب موزع أو مرشح دقيق بالقرب من نقطة الترسيم ، ومنه يتم تركيب خط بيانات مخصص. وبهذه الطريقة، يتم فصل إشارة DSL عن أقرب مكان ممكن من المكتب المركزي ولا يتم إضعافها داخل مكان العميل. ومع ذلك، كانت هذه العملية مكلفة، كما تسببت في حدوث مشكلات مع العملاء الذين يشكون من الاضطرار إلى انتظار الفني لإجراء التثبيت. لذلك، بدأ العديد من مزودي خدمة DSL في تقديم خيار "التثبيت الذاتي"، حيث يوفر المزود المعدات والتعليمات للعميل. وبدلاً من فصل إشارة DSL عند نقطة الترسيم، يتم تصفية إشارة DSL عند كل منفذ هاتف باستخدام مرشح تمرير منخفض للصوت ومرشح تمرير عالي للبيانات، وعادة ما يكون محاطًا بما يُعرف باسم المرشح الدقيق . يمكن للمستخدم النهائي توصيل هذا المرشح الدقيق بأي مقبس هاتف: فهو لا يتطلب أي إعادة توصيل في مكان العميل.

في العادة، تكون المرشحات الدقيقة عبارة عن مرشحات تمرير منخفض فقط، وبالتالي لا يمكن أن تمر إلا الترددات المنخفضة (إشارات الصوت) بعد ذلك. وفي قسم البيانات، لا يتم استخدام المرشح الدقيق لأن الأجهزة الرقمية المخصصة لاستخراج البيانات من إشارة DSL ستقوم بنفسها بتصفية الترددات المنخفضة. وستلتقط أجهزة الهاتف الصوتي الطيف بالكامل، وبالتالي فإن الترددات العالية، بما في ذلك إشارة ADSL، سوف "تُسمع" على أنها ضوضاء في محطات الهاتف، وسوف تؤثر على الخدمة في الفاكس وهواتف البيانات والمودم، وغالبًا ما تؤدي إلى تدهورها. ومن وجهة نظر أجهزة DSL، فإن أي قبول لإشاراتها بواسطة أجهزة POTS يعني وجود تدهور في إشارة DSL إلى الأجهزة، وهذا هو السبب الرئيسي وراء الحاجة إلى هذه المرشحات.

من الآثار الجانبية للانتقال إلى نموذج التثبيت الذاتي هو أن إشارة DSL يمكن أن تتدهور، وخاصة إذا تم توصيل أكثر من خمسة أجهزة نطاق صوتي (أي أجهزة تشبه الهاتف POTS) بالخط. بمجرد تمكين DSL في الخط، تكون إشارة DSL موجودة على جميع أسلاك الهاتف في المبنى، مما يتسبب في التوهين والصدى. إحدى الطرق للالتفاف على هذا هي العودة إلى النموذج الأصلي، وتثبيت مرشح واحد أعلى من جميع مقابس الهاتف في المبنى، باستثناء المقبس الذي سيتم توصيل مودم DSL به. نظرًا لأن هذا يتطلب تغييرات الأسلاك من قبل العميل، وقد لا يعمل على بعض أسلاك الهاتف المنزلية، فنادرًا ما يتم القيام بذلك. عادةً ما يكون من الأسهل بكثير تثبيت المرشحات عند كل مقبس هاتف قيد الاستخدام.

قد تتدهور إشارات DSL بسبب خطوط الهاتف القديمة، وأجهزة حماية التيار الزائد، والمرشحات الدقيقة ذات التصميم الرديء، والضوضاء النبضية الكهربائية المتكررة ، وكابلات تمديد الهاتف الطويلة. عادةً ما تكون كابلات تمديد الهاتف مصنوعة من موصلات نحاسية متعددة الخيوط صغيرة الحجم لا تحافظ على التواء الزوج لتقليل الضوضاء. يكون هذا الكابل أكثر عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي ولديه توهين أكثر من الأسلاك النحاسية المجدولة الصلبة التي يتم توصيلها عادةً بمقابس الهاتف. تكون هذه التأثيرات كبيرة بشكل خاص عندما يكون خط هاتف العميل على بعد أكثر من 4 كم من DSLAM في مقسم الهاتف، مما يتسبب في انخفاض مستويات الإشارة نسبيًا لأي ضوضاء وتوهين محليين. سيكون لهذا تأثير تقليل السرعات أو التسبب في فشل الاتصال. عادةً لا تعاني FTTx من مشاكل زيادة التيار، على سبيل المثال، بسبب البرق .

يحدد ADSL ثلاث طبقات "تقارب الإرسال الخاصة ببروتوكول النقل (TPS-TC)": ^[6]

• وحدة النقل المتزامن (STM) ، والتي تسمح بنقل إطارات التسلسل الرقمي المتزامن (SDH)
• وضع النقل غير المتزامن (ATM)
• وضع نقل الحزمة (يبدأ بـ ADSL2، انظر أدناه)

في التثبيت المنزلي، بروتوكول النقل السائد هو ATM. بالإضافة إلى ATM، هناك احتمالات متعددة لطبقات إضافية من البروتوكولات (اثنان منها يتم اختصارهما بطريقة مبسطة باسم " PPPoA " أو " PPPoE ")، مع توفير TCP / IP للاتصال بالإنترنت .

إصدار	الاسم القياسي	الاسم الشائع	معدل المصب	معدل المنبع	تمت الموافقة عليها في
خط المشترك الرقمي غير المتماثل (ADSL)	ANSI T1.413-1998 الإصدار 2	خط المشترك الرقمي غير المتماثل (ADSL)	08.08.0 ميجابت/ثانية	1.0 ميجابت/ثانية	1998
	المعيار الدولي للاتصالات G.992.2	ADSL لايت ( G.lite )	01.51.5 ميجابت/ثانية	0.5 ميجابت/ثانية	1999-07
	المعيار الدولي للاتصالات G.992.1	ADSL ( G.dmt )	08.08.0 ميجابت/ثانية	1.3 ميجابت/ثانية	1999-07
	الملحق أ من ITU G.992.1	ADSL عبر POTS	12.0 ميجابت/ثانية	1.3 ميجابت/ثانية	2001
	الملحق ب من ITU G.992.1	ADSL عبر ISDN	12.0 ميجابت/ثانية	1.8 ميجابت/ثانية	2005
خط ADSL2	الملحق L من ITU G.992.3	إعادة ADSL2	05.05.0 ميجابت/ثانية	0.8 ميجابت/ثانية	2002-07
	المعيار الدولي للاتصالات G.992.3	خط ADSL2	12.0 ميجابت/ثانية	1.3 ميجابت/ثانية	2002-07
	الملحق J من ITU G.992.3	خط ADSL2	12.0 ميجابت/ثانية	3.5 ميجابت/ثانية	2002-07
	المعيار الدولي للاتصالات G.992.4	ADSL2 بدون مقسم	01.51.5 ميجابت/ثانية	0.5 ميجابت/ثانية	2002-07
ADSL2+	المعيار الدولي للاتصالات G.992.5	ADSL2+	24.0 ميجابت/ثانية	1.4 ميجابت/ثانية	2003-05
	الملحق م من ITU G.992.5	ADSL2+M	24.0 ميجابت/ثانية	3.3 ميجابت/ثانية	2008

• يمكن استخدام موسع حلقة ADSL لتوسيع نطاق ومعدل خدمات ADSL.
• تشويه التوهين
• جهاز متعدد الإرسال لخط المشترك الرقمي
• سعر موحد
• الوصول إلى الإنترنت
• قائمة معدلات بت الواجهة
• مرشح الترددات المنخفضة وموزع ADSL .
• خط المشترك الرقمي المتكيف مع المعدل (RADSL)
• خط المشترك الرقمي عالي السرعة أحادي الزوج (SHDSL)
• خط المشترك الرقمي المتماثل (SDSL)
• VDSL (خط المشترك الرقمي عالي السرعة جدًا)

• الوسائط المتعلقة بـ ADSL في ويكيميديا ​​كومنز