Dramatický vývoj DSLAM (první část)

S vývojem technologií xDSL se nezbytně nutně vyvíjí také jeden z jejích základních prvků, multiplexor DSLAM. Od původních DSLAM založených na ATM se přechází k zařízením na bázi Ethernetu a přidávají se prvky podporující IP. Samozřejmostí u moderních DSLAM je také zvyšování kapacity DSLAM a podpora QoS pro interaktivní služby včetně hlasu.

Přístupový multiplexor (DSLAM, Digital Subscriber Line Access Multiplexer) není asi potřeba v tomto foru nijak představovat. Připomeňme, že DSLAM ukončuje vedení ADSL na straně ústředny a jeho úkolem je sdružovat provoz od xDSL uživatelů a současně oddělit hlasový provoz od datového. Hlasový provoz je následně směrován do telefonní sítě a datový do rozlehlé sítě WAN (např. Ethernet, ATM nebo Frame Relay). Potřebné vybavení pro xDSL se dále ještě skládá z širokopásmového přístupového serveru (B-RAS, Broadband Remote Access Server), o kterém dále bude také řeč.

DSLAM není pouhý soubor modemů používaných na konci každého účastnického xDSL vedení. Vedle směrování provozu a distribuce služeb podporuje DSLAM přenos streaming media a dalších moderních multimediálních služeb, a to na základě mechanizmů podpory QoS (Quality of Service) pro upřednostňování provozu a úpravu provozu pro spolehlivý přenos aplikací citlivých na zpoždění.

DSLAM může data od jednotlivých uživatelů posílat dál ve dvou režimech: po ATM nebo IP síti. ATM (Asynchronous Transfer Mode) je typ přenosu v rozlehlé síti, kde se přenáší všechna data v buňkách konstantní délky 53 oktetů (48 oktetů pro uživatelská data, 5 oktetů pro režii). ATM bylo dlouho populární jako jedinečný způsob přenosu různých typů provozu, kterým je síť schopna zajistit potřebné zacházení díky zařazení do určité třídy služeb (CoS, Class of Service). ATM síť je samozřejmě schopna přenášet i IP datagramy, ale protože vnáší do přenosové infrastruktury svoji režii (a potřebuje ATM přepínače v jádru sítě), začalo se přecházet k využití IP jako přenosového mechanizmu.

Současným trendem je proto připojení DSLAM přímo k IP síti. Protokol IP má ovšem také svoji režii a ve srovnání s ATM je zpracování IP datagramů v propojovacích zařízeních složitější, protože datagramy jsou proměnných délek (to ovlivňuje velikost vyrovnávací paměti a možnost hardwarového přepínání ve směrovačích či přepínačích v síti). DSLAM na bázi IP v sobě slučují požadavky současné infrastruktury sítí s požadavky moderních služeb, protože podporují ještě ATM a současně umožňují přechod na IP.

Konkurenceschopnost a triple play

Snaha poskytovatelů DSL podporovat kombinované služby včetně interaktivních, které jsou citlivé na zpoždění (např. hlas) a/nebo vyžadují značnou šířku pásma (např. video) vedou jednak ke zvyšování propustnosti přístupových sítí na bázi xDSL a jednak k zavádění podpory QoS, díky níž je provoz diferencován z hlediska požadavků na zpracování v síti (nejčastěji upřednostněním citlivého provozu oproti datovému). To se odráží ve vývoji nejen samotných typů přístupových technologií z rodiny xDSL, ale i ve vývoji DSLAM jako základu pro příjmy z nových služeb provozovatelů.

Z hlediska technologií xDSL je dnes velice populární ADSL2 a ADSL2+. ADSL2 je vylepšená verze ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), i když nabízí jen mírné vylepšení stávajícího ADSL z hlediska rychlosti a dosahu. Nabízí maximálně 12 Mbit/s dopředně a 1 Mbit/s zpětně. Prodlužuje dosah smyčky na maximálních 5670 m (pro základní službu 384 kbit/s), ale skutečný dosah podobně jako u původního ADSL závisí na kombinaci faktorů. ADSL2 však také nabízí větší odolnost vůči rušení a lepší diagnostiku kvality vedení, protože modemy musí být schopny podávat zprávy o spektru se specifikovanou přesností. Modem může měřit útlum či SNR na obou koncích vedení. Lepší management napájení u ADSL2 umožňuje zařízení využít režim spánku po dobu klidu na vedení, čímž se snižuje spotřeba a nedochází k zahřívání. ADSL2 specifikuje doporučení ITU G.992.3 z roku 2002.

ADSL2+ představuje další vylepšení asymetrické DSL, které nabízí až 24 Mbit/s dopředně a 3 Mbit/s zpětně na krátkou vzdálenost, s využitím spektra do 2,2 MHz. ADSL2+ specifikuje doporučení G.992.5 z loňského roku.

Zatímco ADSL i ADSL2 využívají pouze spektrum 140 kHz-1,1 MHz, ADSL2+ využívá celé dostupné spektrum od 140 kHz do 2,2 MHz. ADSL2+ s dynamickým managementem spektra DSM (Dynamic Spectrum Management) může nabídnout slušnou propustnost i na větší vzdálenosti: 17 Mbit/s na vzdálenost 2 km, 8 Mbit/s na vzdálenost 3 km a 6 Mbit/s na vzdálenost 3,5 km. ADSL2+ je proto schopné efektivně podporovat video služby i na větší vzdálenosti, kam nedosáhne VDSL (Very-high-bit-rate DSL), které navíc potřebuje optiku.

Kategorie DSLAM

Dnešní DSLAM lze roztřídit do tří kategorií:

ATM DSLAM: ATM uplink, založeno na přepínání ATM; podpora IP: hybridní skupinové vysílání (multicast) s IGMP snooping.

IP DSLAM: pracuje na třetí vrstvě - IP směrování, IP multicast (např. pro TV/IP); volitelně B-RAS; uplink typu ATM, POS nebo Gigabit Ethernet; volitelně downlink typu EFM, Ethernet in the First Mile (IEEE 802.3ah: 10Base-TS ~ Ethernet over VDSL, nebo 2Base-TL ~ Ethernet over SHDSL);

Ethernet DSLAM: pracuje na druhé vrstvě (relativně jednoduché zařízení) pro přepínaný Ethernet, uplink Gigabit Ethernetem; IP inteligence - IGMP snooping/proxy; volitelně EFM downlink (802.3ah, 10Base-TS - VDSL, nebo 2Base-TL - SHDSL); hlavně

ATM DSLAM je stále populární v Severní Americe a západní Evropě, zatímco ve východní Evropě a Asii, kde převažuje bydlení v bytových komplexech nad rodinnými domky, je populární Ethernet DSLAM.

IP DSLAM prochází rychlým vývojem směrem k novým možnostem, funkcím a službám a lze jej připojit jak k ATM nebo Ethernet DSLAM jako nadstavbu. Vývoj jde také směrem k podpoře více funkcí s ohledem na IP směrování (od jednoduchého směrovacího protokolu RIPv2 se přechází k lepšímu OSPF případně k BGP), zavádí se podpora MPLS, PPP a B-RAS.

V dalším pokračování se podíváme na trendy ve vývoji DSLAM s ohledem na kapacitní nároky, podporu QoS a skupinového vysílání.

30. 6. 2004

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA