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

DSL-verkon rakenne

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

DSL-verkon rakenne

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

DSL-verkon rakenne

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

DSL-verkon rakenne

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, ...

DSL-verkon rakenne

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

DSL-verkon rakenne

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 CVoDSL

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.

Nopeuden ja etäisyyden suhde

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)

Kokoava taulukko TEKNIIKKA MODULOINTI-TAPA TAAJUUS- KAISTA TILAAJAJOHDON MAKSIMIPITUUS MAX.TIEDONSIIRTO- NOPEUS ASIAKKAALLE / ASIAKKAALTA TAAJUUS- KAISTA HDSL CAP/2B1Q 3600 m 1500 / 1500 kbps 80-240 kHz SDSL 3000 m 500 / 500 kbps IDSL 2B1Q 8000 m 72 / 72 kbps 0-80 kHz SHDSL TC-PAM 6700 m 2300 / 2300 kbps 4-1000 kHz VDSL (DMT) 1500 m 26 / 26, 55.2 / 2.3 Mbps 0,3-30 MHz ADSL CAP/DMT 6144 / 640 kbps G.lite DMT 1500 / 500 kbps ADSL2 TC-QAM 3200 m 12000 / 1000 kbps 4-1100 kHz ADSL2+ 26000 / 1000 kbps 4-2200 kHz

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

End of slide show, click to exit.

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