xDSL оборудование D-Link

1. xDSLоборудование D-Link Давыдов Денис ddavydov@dlink.ru

2. Содержание • Введение в технологии ADSL/ADSL2/ADSL2+ и ATM • Почему IP DSLAM? • Позиционирование • Обзор продуктовой линейки IP DSLAM • Обзор функционала • Описание системы централизованного SNMP управления – AMS • Применение IP DSLAM • Обзор продуктовой линейки абонентского оборудования (CPE)

3. Основные определения ADSL • SNR (Signal to Noise Ratio) – соотношение сигнал/шум. Измеряется в dB. • SNR Margin – запас по соотношению сигнал/шум. Отношение мощности текущего шума на входе приемника к мощности шума при котором доля битовых ошибок не превышает . Измеряется в dB. • Coding – помехоустойчивое кодирование. В системах adsl применяется Trellis кодирование и код Рида-Саломона (Reed-Salomon encoding, RS). • Coding Gain – выигрыш в SNR за счет применения помехоустойчивого кодирования. Измеряется в dB. • FEC (Forward Error Correction) – устранение ошибок путем применения помехоустойчивого кодирования. В системах ADSL в качестве FEC применяется кодирование Рида-Саломона. • FEC bytes – служебные байты, добавляемые к каждому ADSL кадру, позволяющие восстановить слабо поврежденные в процессе передачи кадры на приемной стороне. • Interleaving – процесс «перемешивания» исходного порядка бит в кадре с целью оптимизации работы RS кодирования.

4. Основные определения ADSL (продолжение) • ATU-C (ADSL Transmission Unit Central) – ADSL DSLAM. • ATU-R (ADSL Transmission Unit Remote), CPE (Customer Premises Equipment) – ADSL модем/маршрутизатор. • Latency (interleaving delay) – задержкапри передаче данных между ATU-C и ATU-R, связанная с interleaving-ом данных. • Bit Swapping – процесс переноса битов данных с одной поднесущей на другую без прерывания передачи данных. • Interleave buffer (Interleave Path) – путь, по которому проходят данные внутри передающего ADSL устройства при interleaving-е. • Fast buffer (Fast path) – путь, проходимый данными внутри передающего ADSL устройства без interleaving-а. • SELT (Single End Loop Testing) – определение параметров физической линии со стороны, непосредственно подключенной к ATU. • DELT(Double End Loop Testing) – определение параметров физической линии с обоих концов.

5. Family Description Ratified ADSL 24Mbit/s ADSL G.992.1 G.DMT 1999 ADSL2+ ADSL G.992.2 G.lite 1999 ADSL ADSL 12Mbit/s ADSL2 Скорость (Mbit/s) ADSL2 G.992.3 G.DMT.bis 2002.08 ADSL 8Mbit/s ADSL2 G.992.4 G.lite.bis 2002.08 RE ADSL2 ADSL2+ G.992.5 2003.02 READSL2 ANNEX L 2003.10 5.4 5.7 6.7 Расстояние (км) ADSL ADSL2 ADSL2+ READSL2 Утвержден Июль 1999 Август 2002 Февраль 2003 Октябрь 2003 Используемые частоты 1.1 MHz 1.1 MHz 2.2 MHz 2.2 MHz Максимальная скорость Downstream 8 Mbps 12 Mbps 24 Mbps 12 Mbps Максимальное расстояние 18.5 kft 19 kft 19 kft 22.5 kft Введение в ADSL/ADSL2/ADSL2+

6. Полоса ТФОП ADSL AnnexA Upstream ADSL AnnexA Downstream 640 Кбит/с 8 Мбит/с 40 Кбит/с Каналы 6 -- 31 Каналы 32 -- 255 0 -- 4 КГц 26 КГц 138 КГц 1.1 МГц Сравнение AnnexA и AnnexB ADSL AnnexB Upstream ADSL AnnexB Downstream Полоса ISDN 640 Кбит/с 8 Мбит/с 40 Кбит/с Каналы #32--#63 Каналы #64--#255 0 -- 4 КГц 26 КГц 138 КГц 272 КГц 276 КГц 1.1 МГц

7. Сигнальный обмен в ADSL. Инициация услуги. При подключении модема к DSLAM происходит процесс активизации системы широкополосного доступа через следующие четыре стадии: • Этап предварительного обмена данными («рукопожатие») • Этап диагностики соединения (training) • Этап диагностики канала обмена данными • Штатная работа системы абонентского широкополосного доступа

8. Описание процедуры «handshake» Основной целью сигнального обмена на этой стадии является определение принципиальной возможности установления соединения ADSL и режима работы обоих устройств: CLR: ATUR посылает данные о тех режимах связи, которые поддерживает модем; CL: ATUC посылает данные о тех режимах связи, которые поддерживает DSLAM; ASK:Подтверждение со стороны модема о корректном принятии перечня допустимых режимов работы; MS: ATUR выбирает режим работы; ACK: ATUC принимает выбранный режим; MS: ATUR запрашивает режим штатной работы; REQ-MR: ATUC должен выбрать режим штатной работы и для этого запрашивает сообщение MR; MR: ATUR посылает сообщение MR, запрашивая дополнительно сообщение MS; MS: ATUC устанавливает режим штатной работы; ACK: ATUR подтверждает выбор.

9. Описание процедуры «training» В процессе диагностики соединения выполняется настройка эквалайзеров и эхокомпенсаторов трансиверов модема и DSLAM. За счет этого пара устройств адаптируется к параметрам конкретной линии, предсказать которые в общем случае оператор не может. Всего в процессе диагностики соединения решаются следующие задачи: Измеряется мощность сигнала по линии вверх (Upstream)и в результате настраивается уровень мощности передатчика по линии вниз (Downstream). Настраиваются режимы цепи управления генерации сигнала AGC (Automatic Gain Control). Настраиваются режимы эхокомпенсации. Настраиваются параметры эквалайзеров.

10. Диагностика параметров канала На этом этапе пара модем-DSLAM: Тестирует параметры среды передачи; Определяет уровень отношения сигнал/шум (SNR)на каждой частоте; Устанавливает уровни передачи на каждой несущей; Анализирует возможности передачи информации на каждой несущей и устанавливает параметры кодирования для каждой несущей. По завершении этапа диагностики канала в модеме (и в DSLAM) содержится информация об уровне шумов на каждой несущей, SNR на этой несущей и о допустимой скорости передачи цифровых данных на несущей. По совокупности всех несущих DSLAM и модем «договариваются» о максимальной скорости цифрового обмена данными по линии вверх и вниз (Upstream/Downstream).

11. Стандарт G.Lite (ITU G.992.2) • Максимальная скорость Upstream потока – 800Kbit/s • Максимальная скорость Downstream потока – 4Mbit/s • Диагностика SELT • Возможность работы без сплиттера • Нет алгоритмов адаптации соединения к текущим параметрам линии.

12. Стандарт G.DMT (ITU G.992.1) • Максимальная скорость Upstream потока – 800Kbit/s • Максимальная скорость Downstream потока – 8Mbit/s • Диагностика SELT • Обязательно наличие сплиттера. • Нет алгоритмов адаптации соединения к текущим параметрам линии.

13. Стандарт ADSL2 (ITU G.992.3) • Улучшение работы на длинных линиях • До 12Мбит/с- скорость нисходящего потока • До2,8Mбит/с – скорость восходящего потокас использованием AnnexM • Увеличение дальности на 200м • Улучшение диагностики (DELT вместо SELT) • Оптимизация процедуры инициализации модема (время инициализации соединения уменьшено с 10 до 3 сек) • Алгоритм адаптации скорости соединения без разрыва и инициализации соединения (SRA) • Алгоритм Bit Swapping (BS) • Несколько режимов энергопотребления

14. ADSL2 описывает процесс изменения скорости линка(seamless rate adaptation, SRA)в случае изменения параметров линии (SNR). Изменение скорости соединения происходит без пауз в передаче данных Алгоритм адаптации скорости (SRA)

15. Иллюстрация работы алгоритма SRA • Алгоритм SRA выполняет подстройку скорости в режиме реального времени без необходимости перезагрузки модема. За счет применения алгоритма SRA технология ADSL2 оказывается существенно более гибкой и адаптированной к любым изменениям параметров шума в абонентской паре.

16. Алгоритм Bit Swapping (BS) • Реализация алгоритма Bit Swapping На всех непораженных несущих существует определенный резерв пропускной способности, связанный с разницей между реальной скоростью передачи данных на несущей и максимально допустимой. В алгоритме BS предполагается «перенести» пораженные помехой символы на резервные места в структуре сигнала. В результате такого «перетаскивания» скорость обмена не уменьшается, но адаптация к существующей помехе выполняется в полной мере.

17. Режимы энергопотребления • Три режима передачи сигналов в ADSL2 в сравнении с ADSL L0 – режим максимальной мощности передачи (используется в случае передачи высокоскоростного трафика). L2 – режим низкого энергопотребления (соответствует передаче фонового трафика, например трафика Интернет). L3 – «спящий» режим (включается, когда абонент не использует ADSL).

18. Технология ADSL2+ • Единственное отличие технологии ADSL2+ от ADSL/ADSL2 – это диапазониспользуемых частот. Традиционные технологии ADSL и ADSL2 работали в диапазоне до 1,1МГц. Для расширения полосы передачи данных в технологии ADSL2+ используется вдвое больший диапазон частот – 2,2МГц.

19. Сосуществование абонентов ADSL2 и ADSL2+ в одном пучке абонентских пар • Переходные помехи ухудшают качество соединения обеих групп абонентов. В данной ситуации может помочь алгоритм Bit Swapping, который «разведет» спектры сигналов ADSL2 и ADSL2+. В результате абонентам ADSL2 будет предоставлен для работы диапазон до 1,1МГц, а абонентам ADSL2+ - 1,1 … 2,2 МГц.

20. Технология ReADSL2 • Принцип работы ReADSL2 – использование мощности сигнала сопоставимой с ADSL, но в меньшем частотном диапазоне. За счет этого технология ReADSL способна покрывать большие расстояния. Предположим, что абонент удален от узла связи более чем на 5км. На таком расстоянии скорость ADSL стремительно падает, а ReADSL продолжает работать, в чем и есть ее главное преимущество.

21. Дополнения ADSL стандартов

22. Технология ATM • Asynchronous Transfer Mode (ATM) • Для передачи используются PDU фиксированной длины 53 байта (5 байт -заголовок, 48 байт) – полезная нагрузка • Адресация осуществляется c помощью виртуальных соединений (VC, Virtual Connection). В сетях ADSL используются постоянные виртуальные соединения (PVC, Permanent Virtual Connections)

23. Постоянные виртуальные соединения ATM • Каждое PVC состоит из двух частей: виртуального пути (Virtual Path, VP) и Виртуального канала (Virtual Channel, VC). Виртуальный путь агрегирует внутри себя несколько виртуальных каналов • VPI (Virtual Path Identifier) – идентификатор виртуального пути • VCI (Virtual Channel Identifier) – идентификатор виртуального канала • Параметры VPI, VCI полностью определяют PVC • VPI, VCI должны иметь одинаковые значения на стороне DSLAM и CPE • Одно ADSL соединение может передавать несколько одновременных PVC (в устройствах D-Link до 8)

24. IP DSLAM D-Link Линейка операторского ADSL оборудования D-Link

25. Почему IP DSLAM? • ATM DSLAM • Необходимость крупных инвестиций • Инфраструктура ATM предназначена для использования в магистралях и мало подходит для сетей доступа. • Ориентированность на соединение:стоимость администрирования и обслуживания в процессе эксплуатации очень велика. • Нет возможности для реализации Multicast-сервисов • Большинство приложений построено на стеке TCP/IP. • IP DSLAM • Приоритезация пакетов, управление полосой пропускания, расширенный функционал QoS идеально подходят для приложений, работающих в реальном времени. • Мониторинг производительности и обеспечение статистической информации для выставления счетов. • Управление безопасностью. • Network Element Level Management для центрального управления. • Multicast-приложения для предоставления Аудио/Видео контента.

26. Преимущества IP DSLAM • Больше дополнительных функций для обработки данных и управления • 802.1Q VLAN • Quality of Service (QoS) • Несколько классов обслуживания • Управление трафиком • Поддержка multicast сервисов • Аутентификация / Управление учетными записями/ Авторизация (AAA)

27. Позиционирование • Преимущества функционала в сравнении с ATM DSLAM • Предлагая гибкие решения от CPE до IP DSLAM, D-Link отвечает требованиям провайдеров при развертывании услуг широкополосного доступа с использованием стандартов ADSL/ADSL2/ADSL2+. • Благодаря наличию портов Gigabit Uplink и поддержки работы с Multicast трафиком, решения IP DSLAM компании D-Link идеально подходят для предоставления услуг Triple Play. • Cистема централизованного управления EMS и удобный интерфейсадминистрирования предоставляет простой и удобный способ управления оборудованием D-Link. • Легкость интеграции в существующие Ethernet сети.

28. RADIUS BB-RAS NMS DSL-1500 DSLAM CO Splitter Коммутируемая ATM сеть DSL-504 Class5 Switch DSL-200/300 ADSL сеть на базе ATM Internet DSL-604 PSTN Сеть доступа

29. RADIUS BB-RAS NMS DSL-1500 DSL-504 Class5 Switch DSL-200/300 ADSL сеть на базе IP DSLAM IP Network Интеграция DSL-604 CO Splitter Ethernet/IP Сеть PSTN Сеть доступа

30. Решения D-LinkIP DSLAM • Продуктовая линейка компании D-Link представлена следующими моделями операторского ADSL оборудования: DAS-4192/4672 – 192/672 портовые модульные IP DSLAM и DAS-3216/3224/3248 rev.B (16, 24 и 48 портов соответственно). • Все оборудование поддерживает ADSL/ADSL2/ADSL2+ стандарты. DAS-4672/4192 DAS-3216/3224/3248

31. Технические характеристики – DAS-4192 • Основные характеристики DAS-4192 IP DSLAM • Производительность: • До 192 ADSL-линий (4 x 48) на устройство. • 2 порта mini-GBIC SFP с интерфейсом Ethernet для стекирования устройств или агрегирования. • Полоса пропускания на линейный модуль: 1 Гбит/с • Производительность коммутационной матрицы: 12 Гбит/с • Поддержка горячей замены линейных модулей, что позволяет при замене или установке одного из модулей не прерывать работу всего устройства. • Поддержка пакетных фильтров. • Поддержка PPPoE Intermediate Agent (PIA) • Поддержка DHCP Relay Agent option 82 (DRA) • Поддержка Multicast VLAN • Поддержка IGMP Snooping/Proxy v1/v2/v3 • Гарантированная полоса пропускания для услуг цифрового мультимедиа при одновременной работе нескольких пользователей. • Благодаря поддержке ADSL, ADSL2, ADSL2+, доступно множество тарифных планов и сервисов. • Модуль охлаждения. Поддержка резервного источника питания DC. • Совместимость с устройствами CPE и коммутаторами уровня агрегирования/ядра сторонних производителей.

32. Спецификация DAS-4192

33. Технические характеристики – DAS-4672 • Основные характеристики DAS-4672 IP DSLAM • Производительность: • До 672 ADSL-линий(14 x 48) на устройство. • 2 порта mini-GBIC SFP с интерфейсом Ethernet для стекирования устройств или агрегирования. • Полоса пропускания на линейный модуль : 1 Гбит/с • Производительность коммутационной матрицы : 28 Гбит/с • Поддержка горячей замены для всех типов модулей, что позволяет при замене или установке одного из модулей не прерывать работу всего устройства. • Поддержка пакетных фильтров. • Поддержка PPPoE Intermediate Agent (PIA) • Поддержка DHCP Relay Agent option 82 (DRA) • Поддержка Multicast VLAN • Поддержка IGMP Snooping/Proxy v1/v2/v3 • Гарантированная полоса пропускания для услуг цифрового мультимедиа при одновременной работе нескольких пользователей. • Благодаря поддержке ADSL, ADSL2, ADSL2+, доступно множество тарифных планов и сервисов. • Размещение ADSL модулей и сплиттерных модулей в одном шасси. • Модуль охлаждения. Поддержка резервного источника питания DC • Совместимость с устройствами CPE и коммутаторами уровня агрегирования/ядра сторонних производителей.

34. Спецификация DAS-4672

35. Технические характеристики DAS-3216/3224/3248 • Основные характеристики DAS-3216IP DSLAM • Производительность: • 16/24/48 ADSL-линий на устройство. • Встроенные сплиттеры • 2 порта 10/100/1000 Ethernet для стекирования устройств или агрегирования. • Гарантированная полоса пропускания для услуг цифрового мультимедиа при одновременной работе нескольких пользователей. • Благодаря поддержке ADSL, ADSL2, ADSL2+, доступно множество тарифных планов и сервисов. • Поддержка пакетных фильтров. • Поддержка PPPoE Intermediate Agent (PIA) • Поддержка DHCP Relay Agent option 82 (DRA) • Поддержка Multicast VLAN • Поддержка Q-in-Q

36. Спецификация DAS-3216

37. Спецификация DAS-3224

38. Спецификация DAS-3248

39. Система централизованного SNMP управления - AMS AMS – Advanced Management System AMS LCT – AMS Local Craft Terminal • Мониторинг и управление сетью в реальном масштабе времени, включая диагностику и накопление информации, сервисное обеспечение DSLAM. • Простота управления. Система AMS разработана для PC и совместимых с ними операционных систем Microsoft Windows 98SE/ME/2000/XP, а также Unix-подобных систем. • Простота работы. Система AMS поддерживает дружественный пользователю графический интерфейс. • Многоуровневая система различных предупреждений (Alarm), рассчитанных на всевозможные условия или события.

40. Модель AMS Система SNMP Управления Отказы Производительность Конфигурация AMS Безопасность Список абонентов

41. Архитектура AMS

42. Управление IP DSLAM с использованием AMS Узел связи AMS-сервер IP-DSLAM AMS-клиент Коммутатор L2 Центр управления Сеть L2 Коммутатор L2 Интернет Коммутатор L2 Широкополосный маршрутизатор Коммутатор L2 Управление с использованием административного VLAN Управление без использования административного VLAN AMS LCT Взаимодействие между клиентом и сервером

43. PBX PBX Применение IP DSLAM Провайдер мультимедиа Интернет DAS-4672 Сплиттер Оптический канал (до 10км) 1000Base-LX Телеф.линия (до 5км) Коммутатор уровня ядра (IP-магистраль) BRAS CPE 1000Base-T ISP IAD PSTN 100Base-Tx Узел связи (CO) Телеф. линия (до 5км) DAS-4192 Сплиттер Сплиттер DAS-4192 Телеф. линия (до 5км) Город CPE IAD CPE IAD Сельская местность STB TV

44. Интернет Данные ТфОП Голос Видео Концепция TriplePlay Провайдер мультимедиа ТВ, игры, образование, фильмы, музыка, видео IAD IP-DSLAM VoIP-провайдер Телефония, факс, Call-менеджер… Triple Play IP - ТфОП Голос Мультимедиа Данные

45. Просмотр Web-страниц 144Кбит/с Видео с ½ частотой экрана 300 Кбит/с Видео высокой четкости6~8 Мбит/с Полноэкранное изображение600Кбит/с ~ 1.5Мбит/с CD Quality Music160Kbps Мультимедиа высокого качества Complexity VoIPЧартыМузыкаВидео (мало) VoIPЧартыМузыка(мало) VoIPЧарты (мало) Текст Требуемая полоса пропускания

46. Управление доступом в оборудовании серии DAS4 • Разделение сервисов на втором уровне OSI (с использованием VLAN) • QoS с использованием 802.1p и DSCP (DiffServ) • Соответствие мировым стандартам • Отличная поддержка со стороны Ethernet коммутаторов Контроль доступа на основе VC: • PPPoE (Bridged) • DHCP (Bridged) • Static IP (Bridged) • Static IP (Routed)

47. Диагностика OAM IP-DSLAM • Доступ(ATM) • ATM OAM F5 Loopback • ADSL – DELT, SELT • Сеть (IP) • IP Ping

48. Приоритет пользователя Классы трафика 0 2 1 0 2 1 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 QoS в серии оборудования DAS4 Линейный ADSL модуль Сетевой модуль ADSL2+ ADSL2+ Макс. 28 Гбит/с ADSL2+ 1 Гбит/с 1 Гбит/с Backplane / 28 Gbps Линейная скорость ADSL2+ Контроль восходящего трафика Коммутатор L2 Входящий трафик Контроль нисходящего трафика и ограничение скорости Приоритет пользователя и классы трафика Скорость нисходящего потока ДАННЫЕ Низкий Скорость Средний Высокий Скорость восходящего потока Скорость Наивысший ГОЛОС

49. H M Medium Low L Приоритезация Upstream трафика • ATM ячейки на стороне DSLAM объединяются в Ethernet кадры, после чего Ethernet кадрам присваиваются значения VLAN-ID и 802.1p • На Uplink интерфейсе Ethernet кадры устанавливаются в нужную очередь в соответствии с 802.1p и (при необходимости) происходит перемаркировка DSCP для приоритезации трафика на третьем уровне. ADSL CPE Layer 2 Network High BRAS ADSL CPE DAS4series IP-DSLAM Time t=c t=d t=e t=b t=a

50. High H H M M Medium Low L L L Приоритезация Downstream трафика • Ethernet кадр сегментируется в ATM ячейки • ATM ячейки помещаются в одну из 4 приоритетных очередей (конфигурируется при настройке PVC) • ATM ячейки в высокоприоритетном PVC передаются с более высоким приоритетом. • CPE объединяет полученные ATM ячейки в Ethernet кадры ADSL CPE Layer 2 Network BRAS DAS4series IP-DSLAM