DSL (Digital Subscriber Line): määritelmä, toiminta ja ADSL/SDSL

DSL (Digital Subscriber Loop tai Digital Subscriber Line) on tapa siirtää digitaalista dataa puhelinlinjan kautta. Puhelinlinjat välittävät vain rajallisen määrän signaaleja (noin 20 Hz:n ja 20 000 Hz:n välillä, kun kyseessä on ääni). Tämän vuoksi linjassa voi käyttää muita, äänitaajuusalueen ulkopuolisia taajuuksia datan siirtoon; eri taajuusalueet jaetaan signaaleille ja tiedot tiedonsiirtoon usein multipleksoidaan tai jaetaan kanaviin. Usein käytetty menetelmä on taajuusjakoinen multipleksointi (FDM), ja ihmiskäytössä yleisin DSL-tekniikan modulointimuoto on DMT (Discrete MultiTone), joka jakaa saatavilla olevan kaistan useisiin alikanaviin. Tiedot yhdistetään tai multipleksoidaan puhelinlinjaan. Molemmissa päissä laite, jota kutsutaan jakajaksi (tai DSL-suodattimeksi), erottaa dataosan ja puhelinosan toisistaan siten, että puhelin ja datayhteys voivat toimia samanaikaisesti ilman häiriötä. DSL tarjoaa fyysisen kerroksen, OSI-mallin alimman kerroksen, jota käytetään ymmärtämään, miten televerkon eri osat voivat olla yhteydessä toisiinsa. Tässä mallissa ATM tai Ethernet ovat kaksi tietoliikenneprotokollaa, joita käytetään tiedonsiirtokerroksessa (kerros 2), ja IP:tä käytetään verkkokerroksessa (kerros 3).

Miten DSL toimii käytännössä

Kuluttajan päässä DSL-modeemi tai reititin-modemi muuntaa paikallisen kotiverkon ja käyttöjärjestelmän datan linjalle soveltuvaan muotoon ja takaisin. Modeemi muokkaa ja signaalit niin, että ne voivat kulkea puhelinlinjaa pitkin; verkon toisessa päässä palveluntarjoajan laitteisto, yleensä DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), multipleksoi tai yhdistää kaikki asiakaslinjojen signaalit palveluntarjoajan runkoverkkoon. Usein operaattori käyttää välissä ATM- tai Ethernet-kytkentää ja asiakkaalle tarjottavat yhteydet kytketään lopulta IP-pohjaiseen verkkoon.

Tyypit ja standardit

DSL-katteella tarkoitetaan joukkoa eri tekniikoita, joita merkitään usein kirjaimella xDSL. Tavallisimmat kuluttajille tai yrityksille tunnetut tyypit ovat:

• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – epäsymmetrinen: suurempi latausnopeus (download) kuin lähetysnopeus (upload). Soveltuu kuluttajan netinkäyttöön, kuten selaamiseen ja suoratoistoon.
• SDSL / SHDSL (Symmetric DSL) – symmetrinen: lähetys- ja vastaanottokapasiteetti yhtä suuret; käytetään usein yrityspalveluissa ja etäyhteyksissä, joissa tarvitaan paljon lähtöliikennettä tai staattista IP-osoitetta.
• VDSL / VDSL2 – suurinopeuksinen DSL, käytetään usein lähiverkon loppupäässä tai kiinteistöissä, joissa etäisyydet keskuslaitteeseen ovat lyhyitä; voi tarjota satoja megabittejä sekunnissa lyhyillä etäisyyksillä.

ADSL- ja VDSL-tekniikoille on olemassa kansainvälisiä standardeja, muun muassa ITU-T:n G.992-sarja (ADSL, ADSL2/2+) ja G.993.2 (VDSL2). SHDSL-tekniikka on standardisoitu mm. G.991.2:n kautta.

Nopeudet, etäisyys ja rajoitukset

Useimmat kuluttajien DSL-yhteydet ovat epäsymmetrisiä, mikä tarkoittaa, että yhteysnopeudet tai bittinopeudet ovat erilaiset kumpaankin suuntaan. ADSL-yhteyksissä latausnopeus (download) on yleensä merkittävästi suurempi kuin lähetysnopeus (upload). Tyypillisesti kuluttajien DSL-palvelujen käyttämiä latausnopeuksia on tarjottu alueella 256 kilobitistä sekunnissa (kbit/s) aina 24 000 kbit/s:iin (24 Mbit/s) tai korkeampiin VDSL-tapauksissa, mutta käytännön nopeus riippuu paljon käytetystä teknisestä standardista, linjan kunnosta ja etäisyydestä keskustasta. SDSL tarjoaa usein saman lähetys- ja vastaanottokapasiteetin.

DSL-yhteyden nopeuteen vaikuttaa voimakkaasti etäisyys keskuslaitteeseen: mitä pidempi kuparijohto, sitä enemmän signaali vaimenee ja sitä matalampi reaalinen nopeus on. Muut tekijät ovat rippling- ja häiriöt muista kytkennöistä, liitosten laatu sekä käytetyn modulaation viritys (rate-adaptive). Operaattorit voivat käyttää myös tekniikoita kuten vectoring ja kehittyneempi viritysohjelmisto parantaakseen suorituskykyä suorituskykyä heikentävissä olosuhteissa.

Laitteet, asennus ja protokollat

Asiakkaan laitteisto on yleensä DSL-modeemi tai kombinoitu reititin/DOCSIS/ADSL/VDSL-laite. Kotiasennuksessa käytetään usein splittereitä tai suodattimia puhelinlaitteiden ja datalaitteiden erottamiseen. Operaattorin päässä DSLAM kokoaa ja kytkee asiakaslinjat runkoverkkoon. Yhteyden loppukäytössä käytetään useimmiten protokollia kuten PPPoE tai suoraa Ethernet- (IPoE) liitäntää, ja liikenne voi kulkea NATin tai julkisten staattisten IP-osoitteiden kautta.

Käyttötapaukset ja erot ADSL/SDSL

ADSL on yleisin kuluttajayhteyksissä, koska se tarjoaa suuremman latauskapasiteetin suhteessa lähetysnopeuteen — tämä sopii hyvin netin selailuun, videoiden suoratoistoon ja latausten tekemiseen. SDSL puolestaan tarjoaa symmetrisen kaistan, mikä on hyödyllistä palvelimille, etäyhteyksille ja tilanteissa, joissa tarvitaan luotettavaa ja tasaista lähetysnopeutta. SDSL-palveluihin liitetään usein yritystasoisia palvelutasosopimuksia (SLA) ja staattisia IP-osoitteita.

Rinnakkaisteknologiat ja tulevaisuus

Vaikka DSL oli pitkään yleisin laajakaistan kotiin tuova tekniikka, kuitu- ja kaapeliteknologiat (kuten FTTH ja DOCSIS) tarjoavat usein huomattavasti suurempia ja vakavampia yhteysnopeuksia. Silti DSL:ää käytetään edelleen laajasti erityisesti alueilla, joilla kuidun rakentaminen ei ole vielä yleistä. Lisäksi DSL-tekniikkaa on kehitetty (esim. VDSL2, vectoring, G.INP) pysymään kilpailukykyisenä lyhyemmillä etäisyyksillä.

Yhteenvetona: DSL on laaja joukko tekniikoita, jotka mahdollistavat digitaalisen datan siirron perinteistä puhelinkuparia hyödyntäen. Valinta ADSL:n, SDSL:n tai VDSL:n välillä perustuu käyttötarpeeseen — halutaanko nopeammat lataukset kotikäyttöön vai symmetrinen yhteys yrityspalveluihin — ja paikallisiin linjaolosuhteisiin.