420 likes | 733 Views
xDSL-tekniikat. Aleksi Mustonen. xDSL-tekniikat. x Digital Subscriber Line Tekniikoiden esiaste on ISDN Hyödyntävät olemassaolevaa kaapelointia omine laitteineen Yleisin DSL on ADSL xDSL-tekniikoita on monia muitakin Ei ainoa laajakaistatekniikka. Puhelinverkko. Piirikytkentäinen
E N D
xDSL-tekniikat Aleksi Mustonen
xDSL-tekniikat • x Digital Subscriber Line • Tekniikoiden esiaste on ISDN • Hyödyntävät olemassaolevaa kaapelointia omine laitteineen • Yleisin DSL on ADSL • xDSL-tekniikoita on monia muitakin • Ei ainoa laajakaistatekniikka
Puhelinverkko • Piirikytkentäinen • Käytetään lyhenteitä POTS ja PSTN • Perustuu kuparisiin parikaapeleihin • Ajatuksena ymmärrettävän puheen siirto • Käyttää 0-4 kilohertsin taajuuskaistaa • Äänitaajuusmodeemit toimivat PSTN:ssä • Digitalisointi 1970-1996 • Nykyisin enää tilaajajohto analoginen • Digitalisoinnin myötä ISDN
Tilaajajohto • Yhdistää tilaajan puhelinverkkoon • Alkuperäisen käyttötarkoituksen vuoksi pituudet voivat olla suuria • PSTN-taajuuksien yläpuolelle mentäessä siirtokyky huononee • Tilaajajohdoissa haaroituksia (bridged taps) • Haaroitukset aiheuttavat ylikuulumista
Ylikuuluminen • Near-end crosstalk, NEXT • Far-end crosstalk, FEXT • Vaimennus vaikuttaa myös ylikuulumiseen
ISDN • Digitalisoi tilaajajohdon • Käyttää 2B1Q-modulointia • Kaksi eri tyyppiä: BRI ja PRI • Yhteyden hallinta omalla 16kbps kanavalla • Datan siirtoon käytetään 64kbps kanavia • Datakanavaa voi käyttää myös puheluihin • BRI-liittymän nopeus on 144kbps (2B+1D) • PRI-liittymässä useita tilaajajohtoja, yhdistetty nopeus. Esim. 24B+1D ~ T1 (1544kbps) • PRI-liittymät kalliita ja hankalia toteuttaa
xDSL-tekniikat • Symmetrisiä ja epäsymmetrisiä tekniikoita • Symmetriset yhtä nopeita molempiin suuntiin, hyviä tasapuoliseen liikenteeseen • Epäsymmetriset nopeita yhteen suuntaan • Nopeus perustuu uusien taajuuksien käyttämiseen tilaajajohdossa • Esiasteena toimi ISDN, 0-80 kHz • Vaativat toimiakseen muutoksia verkkoon
Asiakkaan laitteet • DSL-modeemi paketoi tietokoneen dataa ja moduloi sen tilaajalinjalle sopivaksi • Asiakkaalla voi olla myös lankapuhelin. • Liikenteen suodattaminen jakosuotimella (splitter) PSTN- ja DSL-osiin • Suodin voi olla tarpeeton, jos ei puhelinta • Suotimen pois jättäminen aiheuttaa usein ongelmia sekä PSTN:ssa että DSL:ssa
Main Distribution Frame (MDF) • MDF on ristikytkentäteline • Tilaajajohdon kiinnityspiste teleoperaattorin päässä • Operaattorin sisäverkon puolelta MDF:een kiinnitetty sadoista kaapeleista koostuva kaapelikimppu • MDF suodattaa puhelinliikenteen omaan haaraansa ja DSL-liikenteen toiseen
DSLAM • DSL Access Multiplexer • Sisältää sovitinkortteja, jotka vastaanottavat DSL-muotoista liikennettä • Yksi tilaaja per yksi sovitinkortti (yleensä) • Sovitinkortilta liikenne siirtyy multipleksattuna DSLAM-laitteen taustaväylälle (backplane) ja siitä operaattorin yhteysverkkoon • Tässä vaiheessa liikenne ei enää ole DSL-muotoista
Yhdistäjä (aggregator) • Yhteysverkossa useita DSLAM-laitteita • DSLAM:ien liikenne kerätään yhdistäjälle • Yhdistäjä reitittää liikennettä sopivaan suuntaan tarjoamiensa palvelujen mukaan • VoIP-yhdyskäytävän kautta puhekytkimelle • Tarvittaessa ydinverkkoon (ISP-gateway) • DSLAM:eille • WWW-välimuisti, VoD, ...
Digital Loop Carrier (DLC) • Uudemmissa televerkon osissa käytetään DLC-tekniikkaa • Ideana johdotuksen yksinkertaistaminen • Perinteisiä puhelinkeskuksia pienempi kapasitetti, lähempänä tilaajaa • Ei sisällä MDF-laitetta vaan multiplekserin • Multipleksattu liikenne yhtä johtoa pitkin yhdistäjälle • Tavallinen DSLAM ei toimi • Aiheuttaa ongelmia DSL-toteutuksiin • Yleisin Amerikan Yhdysvalloissa
ADSL • ITU-T G.992.1, 1997 (G.dmt) • Asymmetric Digital Subscriber Line • Standardinmukainen ADSL käyttää DMT-modulointia, vanhemmissa CAP (ANSI) • Kehitetty VoD-tarpeisiin asymmetrinen • Tiedonsiirtonopeus 6144/640 kbps • Yhteensopiva PSTN:n kanssa, mutta vaatii jakosuotimen
ADSL • Ei spektriyhteensopiva ISDN:n kanssa • Käyttää 4-100kHz aluetta tiedonsiirtoon tilaajalta operaattorille päin (ylös) • 100-1000kHz operaattorilta tilaajalle (alas)
Splitterless ADSL • ITU-T G.lite • Tavallista ADSL-yhteyttä hitaampi • 1500/500 kbps • Ei vaadi jakosuodinta • Vaatii omantyyppisensä ADSL-modeemin • Puhelimet aiheuttavat usein häiriötä PSTN-taajuuksien yläpuolelle alipäästösuotimet puhelinten edessä suotavia
ADSL2 • ITU-T G.992.3, G.992.4, 2002 • Päivitetty versio ADSL-tekniikasta • Parannettu diagnostiikkaa • Virransäästötila • Kantaa pidemmälle kuin ADSL • Nopeampi: 12 / 1 Mbps – syynä mm. yhteyden laatuun mukautuva modulointi ja ohjelmoitava overhead (32kbps 4kbps)
ADSL2 • Modulointitapa TC-QAM • Taajuudet 4-140 kHz ja 140-1100 kHz
ADSL2+ • ITU-T G.992.5, 2002 • Paluukanavan kaista 2x ADSL2 • Ero ADSL2:een olematon kun tilaajajohdon pituus yli 2.5 km
HDSL ja SDSL • High speed DSL, Symmetric DSL • Suuremmaksi skaalattu versio ISDN:sta • Sama modulointi kuin ISDN:ssa; 2B1Q • 80-240 kHz taajuudet • Spektriyhteensopiva PSTN&ISDN kanssa
HDSL ja SDSL • HDSL-tekniikka on symmetrinen • Mahdollisuus yhdistää 3 kpl parikaapeleita yhdeksi tilaajalinjaksi • Yhden linjan nopeus 1024 kbps • Yksilinjainen versio HDSL:sta on nimeltään SDSL • HDSL:n tilaajajohdon maksimipituus 3600 metriä
IDSL • Integrated DSL, ISDN-DSL • Symmetrinen 144 kbps, kuten ISDN • Toimii samalla modeemilla kuin ISDN • Aina päällä, toisin kuin ISDN • Käytännön nopeus 16 kbps suurempi kuin ISDN:ssa, koska ei D-kanavaa • Toimii DLC-järjestelmien yli
SHDSL • Super High speed DSL • Päivitetty versio HDSL-tekniikasta • Yksi- tai kaksiparinen • Nopeudet vastaavasti 2,3 tai 4,6 Mbps • HDSL:n 2B1Q:n sijaan TC-PAM • Symmetrinen pienet yritykset, VLAN-verkot ym.
VDSL • Very high speed DSL • Nopein tämänhetkisistä DSL-tekniikoista • Vaikein toteuttaa • Voi olla symmetrinen tai asymmetrinen • 26 Mbps / 26 Mbps symmetrinen • 55,2 Mbps / 2,3 Mbps epäsymmetrinen • Tyypin valinta modeemin asetuksissa
VDSL • Toimii nopeasti vain lyhyillä yhteyksillä, 300 metrin jälkeen nopeus laskee jyrkästi • Huomattavasti leveämpi taajuusalue kuin muissa DSL-tekniikoissa (30 megahertsiä)
Vaihtoehtotekniikoita • Ominaisuuksiltaan xDSL:n kaltaisia tekniikoita on paljon • Tunnetuimpia tekniikoita kaapelimodeemi • Langaton laajakaista myös mahdollinen • Satelliittiyhteydet et cetera
Kaapelimodeemi • Toimii kaapelitelevisioverkossa • Kohtuullisen nopea 35 Mbps / 1,5 Mbps • VDSL 55,2 Mbps / 2,3 Mbps • Mediakonvergenssi ratkaissee kisan (Englannin malli) • Broadcast-teknologia – tilaajalinjan liikenne ei aina salattua tietoturvakysymykset
Langaton vaihtoehto: LMDS • Local Multipoint Distribution Service • 28 GHz (Eurooppa) tai korkeampi taajuus • 38 Mbps, (epä)symmetrinen, portaaton • Korkea taajuus LOS-tekniikka • Voidaan toteuttaa kahdella tavalla: Yksi- tai kaksikerrostekniikka • Solun säde suurimmillaan 3 kilometriä • VDSL 1,5 kilometriä
Langaton vaihtoehto: LMDS • Kaksikerrostekniikassa korkeataajuuslinkin lisäksi matalam-malla taajuudella toimivia tukiasemia (esim. 5,8 GHz) Ei LOS
Yhteenveto • DSL-tekniikoista tullut osa arkipäiväistä tietotekniikkaa (ADSL) • Peruskäytössä riittävä tiedonsiirtonopeus • Lähivuosina odotettavissa ADSL2, ADSL2+ ja VDSL-yhteydet (myöh. VDSL2) • Asymmetriset tekniikat yksityisille • Symmetriset tekniikat yrityskäyttöön • Langattomat tekniikat hyvä vaihtoehto
ISDN & ADSL yhteensopivuus • Vaatimus joissakin maissa, muttei kaikkialla • Perustuu ADSL:n neljästä kilohertsistä alkavan taajuusalueen siirtämiseen ylöspäin 80 kilohertsin yläpuolelle (ISDN 0-80 kHz) • Monimutkaista
Ylemmät kerrokset • xDSL tarjoaa vain fyysisen kerroksen
ATM: AAL5, AAL2 • ATM-tekniikkaa • OSI-mallissa siirtoyhteyskerroksella • AAL2 sopii hitaille yhteyksille ja VBR-lähteille. Optimoitu puheyhteyksille • AAL5 sopii parhaiten datayhteyksiin, sisältää erittäin vähän overhead-prosessointia