вторник, 16 августа 2016 г.

Что Ethernet-инженеру нужно знать о xDSL

Заметно прибавилось работы на работе. Соответственно, остаётся меньше сил по вечерам, поэтому начинаю выкладывать заготовленную "халтурку". Уже писал про PDH и SDH, теперь пришло время написать про ещё одну технологию, которая была довольно популярна у нас раньше, и которая остается популярной за бугром по сей день. Встречайте, Digital Subscriber Line aka DSL. Лично для меня эта технология всегда имела какой-то таинственный характер. Я познакомился с ней ещё тогда, когда ничего о сетях и не знал вовсе. Уже намного позднее, мне приходилось встречаться с ней, но DSL был одновременно таким знакомым и таким непонятным. Довольно лирики и соплей! 

Без истории не обойтись. Когда-то давно существовал только сервис телефонии и не было передачи данных в нашем мире. Потом телефония начала развиваться и стала возможна передачи голоса в цифровом виде. Об этом я упоминал в статье про SDH. Тогда домой заходила так называемая "лапша", которая шла до ближайшего кросса, потом до АТС и далее. Могу наврать, не телефонист я. Рано или поздно телекоммуникационные компании поняли, что по той же инфраструктуре можно и нужно предоставлять сервис передачи данных.

Физический смысл DSL довольно прост. Голосовой сигнал занимает не весь частотный спектр в кабеле и, теоретически, в него можно запихнуть ещё что-либо, если найти способ разделить эти частоты. Способ был быстро найден. Теперь неотъемлемой частью DSL является сплиттер (разделитель). Это та самая маленькая коробочка с тремя портами, которая ставилась дома. В коробочку заходит кабель из линии, а на выходе мы имеем два порта. Один - с голосом, другой с данными. К порту с данными подключается специальный DSL-modem (modulator-demodulator). Он преобразовывает данные, берет их из одной среды и передает в другую. Ну а к порту с голосом подключается обычный телефон.

Примерно такой же сплиттер стоит и со стороны провайдера, там где телефонный кабель заходит в его точку присутствия. Сейчас, правда, сплиттер этот совмещен с другими устройствами, но, тем не менее, он присутствует. На стороне провайдера телефонный сигнал уходит в сторону его существующей телефонной сети, а данные приходят на специальное устройство - DSL Access Multiplexer (DSLAM). Он агрегирует абонентов и отправляет их данные на другие устройства, который могут предоставить им сервис (BRAS, например).

Собственно, на этом-то и весь xDSL. Технология определяет всего лишь базовый принцип передачи сигнала по кабелю с частотным разделением, что позволяет не мешать голосовым данным в том же кабеле.

Буква "X" в начале аббревиатуры показывает нам, что технологий было придумано просто доХрена, прошу прощения за выражение. Все они отличаются пропускной способность, используемым проводом и дальностью. Неполный список можно найти ниже (спасибо Википедии):
  • ADSL 24 Мбит/с / 1,4 Мбит/с на расстоянии до 5,5 км по 1 паре
  • IDSL 144 кбит/с на расстоянии до 5,5 км по 1 паре
  • HDSL 2 Мбит/с на расстоянии до 4,5 км по 1 или 2 парам
  • SDSL 2 Мбит/с на расстоянии до 3 км по 1 паре
  • VDSL 62 Мбит/с / 26 Мбит/с на расстоянии до 1,3 км на max. скорости по 1 паре
  • SHDSL 2,32 Мбит/с на расстоянии до 7,5 км по 1 паре
  • UADSL 1,5 Мбит/с / 384 кбит/с на расстоянии до 3,5 км на max. скорости по 1 паре
Рано или поздно, абонент начал желать дополнительные сервисы, а операторы начали искать пути их предоставления. Допустим, абонент (юрлицо) помимо интернета захотел ещё и VPN до какой-то другой своей точки присутствия. Раз абонент хочет, оператор найдет способ предоставить... Нужно всего лишь было найти способ разделения сервисов.

"VLAN", воскликнул я, но в то время Ethernet позиционировался как технология доступа и только набирал обороты. Это были времена Frame Relay и ATM, про которые я обязательно напишу отдельные посты. В DSL изначально использовался ATM. На самом модеме это отражалось прописыванием специальных идентификаторов - VPI/VCI. Залезать в дебри ATM сейчас не буду, но принцип у этих значений примерно такой же, как у VLAN ID в Ethernet. Уже позднее, Ethernet начал вытеснять ATM и здесь. Так что теперь, на сколько я знаю, можно встретить DSL линк, на котором бегают обычные Ethernet кадры с соответствующими тегами. Забавно видеть, как средствами DSL организуется пресловутый Triple Play. Все сервисы ходят с разными вланами поверх DSL, в том числе и VoIP. Т.е. технология, которая была создана для того чтобы организовать передачу данных рядом с голосом, в итоге просто поглотила его.

Типичная установка DSL в наши дни выглядит примерно следующим образом. Есть модем, в который заходит кабель от сплитера. Нередки случаи, когда сплитер уже встроен в модем, тогда из него выходит кабель в телефон. Часто про телефон вообще не вспоминают, тогда кабель с линии просто заходит в модем, а телефонные порты на нем представляют из себя уже VoIP порты. В любом случае, поверх телефонной линии чаще всего поднимается ATM линк, прописыванием не таких уж и магических VPI/VCI. Поверх него поднимается уже "сервис". Который может быть следующих типов:
  • IPoA - IP-over-ATM - поверх ATM будет передаваться IP трафик. Соответственно, на модеме нужно будет настроить IP адрес. Прописать руками или получить автоматически через DHCP.
  • PPPoA - PPP-over-ATM - поверт ATM будет подниматься L2 PPP соединение. Для этого придется прописать логин и пароль, возможно протокол аутентификации (PAP,CHAP...)
  • EoA - Ethernet-over-ATM - как уже понятно, это прозрачная передача Ethernet кадров через ATM
Обычно надо выбрать тип инкапсуляции, в которой я не особо понимаю до сих пор. Встречаются следующие типы:
  • VC-MUX - Virtual Circuit Multiplexing - если совсем просто, то при такой инкапсуляции возможно передача только одного типа трафика. В таком случае в ATM кадры не вставляет идентификатор, который указывает на тип трафика в этом кадре.
  • LLC - Logical Link Control - в этом случае, в каждый ATM кадр добавляется идентификатор, который позволит удаленной стороне определить что за трафик передается.
Часто надо указать параметры QoS. Как и тип инкапсуляции это скорее относится к АТМ. Рассмотрю это подробней в статье про него. Обычно встречаются варианты:
  • UBR Without PCR - Unspecified bit rate - трафик может занимать всю полосу, даже пиковые значения Peak Cell Rate (PCR) не указываются
  • UBR With PCR - указывается максимальная скорость передачи ячеек
  • CBR - Constant Bit Rate - позволяет задать трафику ровную полосу, что позволит уже управлять им
  • Non Realtime VBR - Sustained Cell Rate - позволяет довольно точно задать характеристики трафика, кроме максимальной скорости указывается ещё и средняя.
  • Realtime VBR - в дополнении к прошлому дает более тонкий контроль над трафиком, который может резко возрастать, к примеру.
На этом все, в следующий раз в рубрике Legacy будет ATM или Frame Relay

Комментариев нет:

Отправить комментарий