Технология цифровой абонентской линии (Digital Subscribe Line, DSL)
На сегодняшний день число производителей и поставщиков устройств подобного рода составляет несколько сотен, и выбрать нужное оборудование не так просто. Требования, которые предъявляет потребитель к разным классам DSL-оборудования, существенно различаются. Имеют значение: надежность, размеры, плотность портов, потребляемая мощность. Например, надежность концентраторов операторского класса должна быть значительно выше, чем у концентраторов для кампусных приложений, где непродолжительные сбои в передаче трафика не столь критичны; то же касается и необходимого набора функций. Использование медной проводки и простая процедура установки концентратора делают первоначальные вложения для создания сети доступа минимальными. Таким образом, использование концентраторов позволяет абонентам получать дополнительные виды услуг, а операторам — дополнительные виды дохода.
Типы и область применения концентраторов
Исходя из поставленных задач и требований абонентов, а также учитывая особенности инфраструктуры, оператор выбирает оптимальную технологию доступа. Тип концентратора определяется в зависимости от используемой технологии, например, ADSL, SHDSL, VDSL и др. Основными критериями при выборе являются: количество и плотность расположения абонентов, качество существующей проводки, длина абонентской линии и требуемая полоса пропускания.
Плотность портов и физические размеры концентраторов
Одним из основных параметров при выборе концентратора широкополосного абонентского доступа DSLAM является количество поддерживаемых DSL-портов на устройстве. По конструктивному исполнению можно выделить три основных типа концентраторов.
Самые компактные из них представляют собой решение на одной плате и устанавливаются в стандартный 10-ти парный плинт KRONE LSA-PLUS. Следующие по размеру, это mini-DSLAM, так называемые устройства «pizza-box» высотой 1 U. Самые мощные устройства — это модульные DSLAM с широким набором сетевых интерфейсов и установкой в стандартную 19" стойку и различной плотностью портов. Сверхкомпактный концентратор DSL — это решение с фиксированной конфигурацией на 8-10 портов, а mini-DSLAM может иметь как фиксированное, так и модульное исполнение с емкостью от 8 до 48 портов на устройство. Модульные концентраторы представляют собой полнофункциональные устройства, которые могут взаимодействовать с разными типами транспортных сетей (ATM, Ethernet, SDH) и содержать большое количество пользовательских портов DSL (ADSL, SHDSL, VDSL).
Важный критерий выбора того или иного концентратора — каскадное включение устройств, то есть увеличение общего количества портов DSL при едином управлении всем стеком устройств, что особенно важно для компактных концентраторов с невысокой плотностью портов. На начальном этапе построения сети доступа оператор может либо наращивать сеть постепенно, используя для этого мини-концентраторы, либо вкладывать крупные инвестиции в системы большой емкости. Во втором случае время окупаемости проекта увеличится.
Надежность и безопасность концентраторов
Для того чтобы оборудование широкополосного абонентского доступа DSLAM удовлетворяло требованиям операторов связи, то есть являлось оборудованием операторского класса, необходимо соблюдение отраслевых стандартов в области безопасности и функционирования. Кроме того, корпус устройства должен быть защищен от неблагоприятных температурных воздействий, это должно быть подтверждено соответствующим сертификатом по технике безопасности.
Еще один важный фактор для обеспечения надежности оборудования — резервирование компонентов. Архитектура устройства должна предусматривать возможность резервирования внутренней матрицы коммутации, центрального процессора, источников электропитания, интерфейсов транспортной сети. Например, для предотвращения отказа в обслуживании трафика абонента сетевые интерфейсы системы могут иметь избыточную конфигурацию со схемой резервирования 1+1.
Типы интерфейсов к транспортной сети
Выбор оборудования для сети абонентского доступа во многом зависит от того, какая технология используется на магистральной сети: ATM, IP/Ethernet, SDH. В соответствии с этим выбираются и интерфейсы концентратора.
ATM
Оборудование широкополосного абонентского доступа DSL получило свое развитие тогда, когда сети передачи данных строились на технологии ATM. Этим можно объяснить тот факт, что до недавнего времени основным интерфейсом DSLAM к транспортной сети являлся интерфейс ATM (E1, E1-IMA, E3, STM-1-IMA). Можно говорить о том, что ориентация на технологию ATM стала серьезным препятствием для операторов и провайдеров услуг, поскольку требовала больших затрат на развертывание и эксплуатацию дорогостоящих систем на основе АТМ. Однако технология АТМ имеет свои неоспоримые преимущества, она позволяет эффективно использовать полосу пропускания канала и обеспечивать требуемый уровень качества обслуживания (QoS) абонентов.
Ethernet
Современные тенденции перехода на протокол IP заставляют производителей оборудования широкополосного доступа DSL применять в своих решениях более перспективные технологии Ethernet. Прежде всего, это влияет на стоимость решения, существенно снижается его цена.
Современные транспортные сети Metro Ethernet достигли скоростей 10 Гбит/с и продолжают активно развиваться. Для доступа к таким высокопроизводительным сетям концентраторы DSLAM комплектуются интерфейсами Fast или Gigabit Ethernet в зависимости от плотности портов устройства. Однако при использовании транспортного интерфейса Ethernet в оборудовании широкополосного доступа встает задача обеспечения качества обслуживания абонентов. Для этого в оборудовании доступа DSLAM используются несколько механизмов. Прежде всего, это возможность создания виртуальных частных сетей VLAN в соответствии со стандартом IEEE802.1Q. Кроме того, для обеспечения параметров качества в оборудовании DSLAM должна быть реализована функция приоритезации трафика Ethernet в соответствии с IEEE802.1p.
SDH
Одной из самых распространенных технологий, на основе которой может строиться современная первичная сеть, является технология SDH. Подключение концентратора абонентского доступа к транспортной сети SDH осуществляется с помощью агрегатного интерфейса STM-1. К телефонной сети общего пользования концентратор DSL подключается с использованием стека протоколов V5.2, каждый из которых позволяет обслуживать до 16 потоков Е1. Технология SDH обеспечивает возможность управления транспортной сетью любой разветвленности из одного центра.
Оборудование на стороне абонента
Одновременно с выбором концентратора, возникает серьезный вопрос: абонентское устройство какого производителя выбрать? Как правило, пользователям предоставляется список производителей, чье оборудование совместимо с используемым концентратором. В большинстве случаев провайдеры сами предлагают своим абонентам ту или иную марку CPE. Некоторые производители выпускают интегрированные решения для предоставления абонентам не только высокоскоростного доступа к сетям передачи данных, но и дополнительных телефонных линий. В этом случае в помещении абонента устанавливается устройство интегрированного доступа (IAD). Сегодня производители стараются выпускать абонентские устройства, соответствующие самым строгим требованиям к совместимости со всеми стандартными DSLAM.
Стандартные и специализированные средства сетевого управления
Каким бы функциональным ни было оборудование широкополосного абонентского доступа, без соответствующей системы управления оно всего лишь бесполезная железка. Поэтому особое внимание при выборе концентратора доступа DSLAM нужно уделить средствам управления.
Кроме стандартных и широко используемых терминальных средств локального управления, таких как интерфейс командной строки (Command Line Interface, CLI), протоколы Telnet и HTTP, оборудование должно поддерживать полнофункциональную графическую систему управления элементами на основе протокола SNMP. Важно чтобы эта система управления могла отслеживать состояние каналов связи, возникающие ошибки в сети доступа, позволяла производить быструю настройку и мониторинг параметров как системы в целом, так и профилей отдельных абонентов.
Одним из основных требований, предъявляемых к специализированной системе управления, является использование в ней стандартных протоколов (CORBA, SNMP) и открытых программных интерфейсов API. Это позволяет сопрягать данную систему с существующими на сети оператора системами эксплуатации и поддержки операций OSS, такими как HP OpenView.
Еще одним требованием к системе управления является модульность и масштабируемость. Система управления должна состоять из отдельных функционально законченных модулей, взаимодействующих друг с другом с использованием стандартизованных протоколов и интерфейсов, и иметь возможность наращивания функциональности путем добавления дополнительных модулей. Также система должна содержать встроенные механизмы, обеспечивающие быстрое восстановление после сбоев, резервное копирование пользовательских настроек и безопасность всей системы.
Технология DSL: Краткий глоссарий
ADSL
Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия, асимметричная DSL. Технология, обеспечивающая речевую связь и высокоскоростную передачу данных по обычным телефонным линиям. Скорость передачи от АТС к абоненту значительно выше, чем в противоположном направлении.
Alarm circuit
слаботочная проводка аварийной сигнализации; изначально предназначена для низкоскоростной, местной передачи данных (LADS-услуг), например сигнализации на случай ограбления или пожара. Некоторые поставщики услуг используют эту проводку, аренда которой дешевле, чем кабелей местных линий, однако это ограничивает дальность передачи и пропускную способность.
Asymmetrical
асимметричная [передача]. Данные передаются в противоположных направлениях с различной скоростью. Скорость передачи от АТС к абоненту выше, чем в обратном направлении.
ATM
Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи данных. Технология высокоскоростной передачи данных с большой полосой пропускания, где используются коммутация с малой задержкой и мультиплексирование.
Attenuation
затухание (сигнала), ослабление; рассеяние мощности сигнала по мере его прохождения по проводу.
AWG
American Wire Gauge - американский сортамент проводов; указывает диаметр провода. Диаметр провода калибра 24 - 1/24 дюйм (1,058 мм), диаметр провода калибра 26 - 1/26 дюйм (0,977 мм).
Bandwidth
полоса пропускания; диапазон частот - разница между наибольшей и наименьшей частотами, которые могут передаваться средой с минимальными искажениями.
BPS
bits per second - бит/с; единица измерения скорости передачи данных
Bridged tap
отвод, подключение [к линии]; провод, который подсоединен к местной линии, но не лежит на пути передачи между центральной АТС и оборудованием клиента.
Cable binder, или bundle
"связка" или жгут кабелей. Кабельный жгут служит для объединения нескольких витых пар в одну местную линию. Как правило, в одном жгуте быват 50 витых пар.
CLEC
Competitive Local Exchange Carrier - "независимая" местная телекоммуникационная компания, предоставляющая отдельную телефонную линию; как правило, юридическим лицам.
CO
Central Office/Central Site - центральная АТС. За пределами Северной Америки называется также телефонной станцией общего пользования; здание/помещение, используемое телефонными компаниями для размещения одного или нескольких телефонных коммутаторов, которые обслуживают местных абонентов.
CPE
Customer Premises Equipment - оборудование клиента; оборудование, расположенное на территории клиента (абонента), подключенное к телефонной сети.
Crosstalk
перекрестные помехи; искажения сигнала в линии, вызванные наводками от витых пар, которые входят в тот же кабельный жгут, но служат для передачи других сигналов, перекрывающихся с первым по частоте.
DMT
Discrete MultiTone - дискретная мультитоновая [модуляция]; один из способов реализации технологии DSL, при котором для передачи данных используются 256 подканалов. В настоящее время рассматривается в EIA/TIA (Ассоциация изготовителей электронного оборудования/ Ассоциация изготовителей средств связи) в качестве будущего стандарта на размещение DSL.
Downstream
по ходу трафика, идущего от АТС к абоненту (прием); основное направление
Dry wire
"свободный" канал; проводной канал, который телефонная компания сдает в аренду заинтересованным сторонам, например интеграторам или поставщикам информационных услуг.
DSL
Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия; "свободная" местная линия между центральной АТС и оборудованием клиента, используемая для речевой связи и высокоскоростной передачи данных. Данные модулируются по частоте, находящейся за пределами (выше) слышимого диапазона.
DSLAM
Digital Subscriber Line Access Multiplexer - DSL-мультиплексор доступа; аппаратный блок, который находится на центральной АТС и служит для подключения линий DSL к поставщику информационных/сетевых услуг, а также к обычной телефонной сети.
E1
линия E1; цифровой интерфейс, работающий при скорости передачи 2,048 Мбит/с, что установлено стандартом Международного телекоммуникационного союза (ITU, бывший МСЭ). Используется обычно за пределами Северной Америки.
HDSL
High-bit-rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная DSL; технология двусторонней передачи данных с большой полосой пропускания без ретрансляторов по витой паре, которая обеспечивает обслуживание класса T1 и E1 на расстоянии до 6,10 км.
IDSL
ISDN-like DSL - DSL ISDN-типа; схема кодирования линии, аналогичная ISDN, которая способна обеспечить скорость передачи до 128 кбит/с в обоих направлениях.
ILEC
Incumbent Local Exchange Carrier - "уполномоченная" местная телефонная компания. Давно существующая традиционная телефонная компания, занимающаяся обслуживанием центральной АТС, в отличие от новых независимых телекоммуникационных компаний, которые возникли после дерегулирования.
ISDN
Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с комплексными услугами; цифровая служба, обеспечивающая речевую связь и передачу данных по каналам-носителям и одновременно посылающая служебную информацию по каналу данных.
Last mile
"последняя миля"; см. local loop.
Local loop
местная линия, шлейф; линия, соединяющая оборудование клиента с центральной АТС.
MSDSL
Multirate SDSL - многоскоростная SDSL.
POTS
Plain Old Telephone Service - обычная телефонная служба; стандартное обслуживание по коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN), полоса частот аналогового сигнала в которой не превышает 4 кГц.
POTS splitter
разветвитель [DSL/POTS-сигналов]; устройство, направляющее DSL-сигналы (частоты) на DSL-модем и отделяющее их от POTS-сигналов, которые направляются на обычные телефонные аппараты, факсы и т. п.
RADSL
Rate-Adaptive Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия с настройкой скорости передачи; технология, допускающая как асимметричную, так и симметричную передачу данных по одной витой паре. Обеспечивает настраиваемую скорость передачи до 7 Мбит/с.
SDSL
Symmetric Digital Subscriber Line симметричная DSL. Обеспечивает двустороннюю передачу с большой полосой пропускания по одной витой паре, предоставляя линию класса E1 или T1. Скорости передачи в обоих направлениях равны.
T1
линия T1; цифровая услуга для передачи данных со скоростью до 1,544 Мбит/с, предоставляемая главным образом в США
UAWG
Universal ADSL Working Group - рабочая группа по универсальной [линии] ADSL. Консорциум, в который входят компании, занимающиеся стандартизацией и широким внедрением взаимно стыкующихся DSL-решений.
Upstream
в направлении, противоположном основному трафику, - от абонента к АТС и дальше (собственно передача).
VDSL
Very-high-bit-rate DSL - сверхвысокоскоростная DSL. Служит для обозначения технологий DSL, обеспечивающих передачу данных со скоростью 25-50 Мбит/с на короткие расстояния.
xDSL
общее обозначение всех разновидностей DSL.
ZyXEL Prestige 841C EE VDSL
Цена: 25 123 тг
Производитель: ZyXEL
Модель: 841C EE
Тип: Модем внешний
Технология : VDSL
Интерфейс: COM
Порты: RJ-11, 1 х RJ-45
Стандарты: ANSI Mode (ANSI/ETSI Band Plan 998), ETSI Mode (ETSI Band Plan 997)
Размеры упаковки (Ш х В х Г): 27.6 х 15.1 х 10.5 см
Вес с упаковкой: 0.931 кг
Упаковка: RTL
Срок гарантии (мес.): 36
Ссылка на сайт производителя: www.zyxel
Модем D-Link DSL-200/RU
Цена: 3 347 тг
Производитель: D-LINK
Тип: Модем внешний
Технология : ADSL
Поддержка технологий ADSL: ADSL Lite (1.5 Мбит/с), ADSL (8 Мбит/с)
Интерфейс: USB
Порты: RJ-11
Размеры (Ш х В х Г): 10.2 x 2.8 x 62.5 cм
Размеры упаковки (Ш х В х Г): 21.4 х 3.9 х 15.3 см
Вес изделия: 0.150 кг
Вес с упаковкой: 0.430 кг
Упаковка: RTL
Срок гарантии (мес.): 12
Ссылка на сайт производителя: www.dlink
Модем D-Link DSL-2500U
Цена: 5 044 тг
Производитель: D-LINK
Модель: DSL-2500U
Тип: Модем внешний, Маршрутизатор
Технология : ADSL
Поддержка технологий ADSL: ADSL Lite (1.5 Мбит/с), ADSL (8 Мбит/с), RE-ADSL2 (5 Мбит/с), ADSL2 (12 Мбит/с), ADSL2+ (24 Мбит/с)
Порты: RJ-11, 1 х RJ-45
Межсетевой экран/Управление доступом: - Межсетевой экран NAT
- Фильтрация MAC-адресов
- Фильтрация пакетов (IP/ICMP/TCP/UDP)
- Stateful Packet Inspection (SPI)
- Предотвращение DoS атак
- Система обнаружения вторжений и регистрация
- DMZ
Протоколы ATM/PPP: - Мультипротокольная инкапсуляции через AAL5
- Bridged and routed Ethernet encapsulation
- Инкапсуляция LLC (управление логическим соединением) и мультиплексирование на основе виртуального канала (VC-based multiplexing)
- ATM Forum UNI3.1/4.0 PVC
- ATM Adaptation Layer Type 5 (AAL5)
- ITU-T I.610 OAM F4/F5 loopback
- ATM QoS (Формирование трафика)
- PPP over ATM
- PPP over Ethernet
Сетевые протоколы и функции: - Статическая IP-маршрутизация
- RIP
- NAT
- Виртуальный сервер и переадресация портов
- DHCP-сервер/клиент/relay
- DNS relay, DDNS
- IGMP proxy
- SNTP
QoS: Поддерживается приоритизация/классификация трафика на основе физического порта, очереди приоритетов 802.1p, доп. порта, определяемого пользователем протокола (TCP/UDP/ICMP и т.д.). 3 очереди приоритетов PVC. PVC/VLAN port mapping. IGMP v.2 snooping
Стандарты: ADSL: Full-rate ANSI T1.413 Issue 2, ITU-T G.992.1 (G.dmt) Annex A, ITU-T G.992.2 (G.lite) Annex A, ITU-T G.994.1 (G.hs)
ADSL2: ITU-T G.992.3 (G.dmt.bis) Annex A/L/M, ITU-T G.992.4 (G.lite.bis) Annex A
ADSL2+: ITU-T G.992.5 Annex A/L/M
Безопасность: - CSA
- LVD
- RoHS совместимый
Питание: - Источник питания: через внешний адаптер питания переменного тока 15 В /0.7A
- Переключатель питания ON/OFF
- Поддержка Dying Gasp
- Кнопка Reset для возврата к заводским установкам по умолчанию
Размеры (Ш х В х Г): 14.7 x 3.2 x 11.3 cм
Размеры упаковки (Ш х В х Г): 27.4 х 6.8 х 21 см
Вес изделия: 0.215 кг
Вес с упаковкой: 1.015 кг
Упаковка: RTL
Срок гарантии (мес.): 12
Ссылка на сайт производителя: www.dlink
Модем D-Link DSL-2640U/BRU/C
Цена: 11 446 тг
Производитель: D-LINK
Модель: DSL-2640U/BRU/C
Тип: Модем внешний, Маршрутизатор
Технология : ADSL
Поддержка технологий ADSL: ADSL Lite (1.5 Мбит/с), ADSL (8 Мбит/с), RE-ADSL2 (5 Мбит/с), ADSL2 (12 Мбит/с), ADSL2+ (24 Мбит/с)
Порты: RJ-11, 4 х RJ-45
Межсетевой экран/Управление доступом: Межсетевой экран NAT
Фильтрация MAC-адресов
Фильтрация пакетов (IP/ICMP/TCP/UDP) с возможностью изменения глобальных политик Inbound/Outbound
Stateful Packet Inspection (SPI)
Предотвращение атак DoS
Система обнаружения вторжений и регистрация событий
DMZ
URL-фильтр
Протоколы ATM/PPP: Мультипротокольная инкапсуляции через AAL5
Инкапсуляция Ethernet Bridged и routed
Инкапсуляция LLC (управление логическим соединением) и мультиплексирование на основе виртуального канала (VC-based multiplexing)
ATM Forum UNI3.1/4.0 PVC
ATM Adaptation Layer Type 5 (AAL5)
ITU-T I.610 OAM F4/F5 loopback
ATM QoS (Формирование трафика)
PPP over ATM
PPP over Ethernet
Виртуальные частные сети (VPN): Multiple IPSec/PPTP/L2TP pass-through
PPTP клиент
Сетевые протоколы и функции: Статическая IP-маршрутизация
RIP
NAT
Виртуальный сервер и переадресация портов
DHCP-сервер/клиент/relay
«Static» DHCP (привязка IP-адреса к MAC-адресу)
DNS relay, DDNS
IGMP proxy
SNTP
QoS: Приоритезация/классификация трафика на основе:
- Физического порта
- Очереди приоритетов 802.1p
- Приоритезация приложений на основе портов
- Приоритета, определяемого пользователем (TCP/UDP/ICMP и т.д.)
3 очереди приоритетов PVC
PVC/VLAN port mapping (bridge mode)
IGMP v.2 snooping
Беспроводная сеть: Есть
Стандарты WiFi: WiFi (802.11g)
Настройка: Мастер быстрой установки
Web-интерфейс
Загрузка программного обеспечения через Web-интерфейс/TFTP, настройка загрузки/пересылки
UPnP
SNMP v1, v2c, встроенные MIB-I, MIB-II
Совместимость с TR-069
Кнопка сброса к заводским установкам
Рабочая температура: От 0 до 40 C
Размеры (Ш х В х Г): 19.6 х 3.2 х 12.1 см
Размеры упаковки (Ш х В х Г): 27.2 х 6.8 х 20.9 см
Вес изделия: 0.327 кг
Вес с упаковкой: 0.955 кг
Упаковка: RTL
Срок гарантии (мес.): 12
Ссылка на сайт производителя: www.dlink
Сплиттер D-Link DSL-30CF/RS
Цена: 582 тг
Производитель: D-LINK
Модель: DSL-30CF/RS
Тип: Сплиттер
Порты: RJ-11
Стандарты: ADSL, ADSL2, ADSL2+, Annex A, L, M
Размеры (Ш х В х Г): 5.82 x 4.32 x 2.46 см
Вес изделия: 0.045 кг
Вес с упаковкой: 0.085 кг
Упаковка: RTL
Срок гарантии (мес.): 0
Ссылка на сайт производителя: www.dlink
Заключение
Технологию DSL можно считать полноправной технологией, которую можно использовать на участках “последней мили” для широкополосных сетей. В различных сценариях могут использоваться отдельные разновидности технологии DSL, что зависит преимущественно от требований к расстоянию и пропускной способности. Существует множество факторов, влияющих на качество соединения, и для того, чтобы улучшить скорость передачи данных по каналу DSL и запас отношения S/N, необходимо настраивать множество параметров. Решение кроется в понимании технологии и того, какие факторы какую роль играют в соединении.
Топологии сетей DSL у различных провайдеров услуг могут сильно отличаться, поэтому не стоит думать, что если абонентское оборудование (СРЕ) для сети DSL работает на одной несущей, то оно будет работать и на другой. У разных топологий есть свои преимущества и свои недостатки, но все топологии все же широко используются.
Список использованной литературы
Электронный учебник по дисциплине Телекоммуникационные технологии и сети. Радько Т.И. , Кафедра автоматизированных информационных систем, Центр Дистанционного Образования
izhdsl/dsl1.htm
comptek/box/telindus/config_equipment/132?printered=o
xdsl/articles/details.htm
xdsl/articles/dslam.htm
xdsl/articles/standart.htm