Digital Subscriber Line Τεχνολογίες Διαδικτύου και Δικτύων Ευρείας Ζώνης

Ευρυζωνικές Υπηρεσίες Αξιόπιστη και διαρκής σύνδεση στο internet Υψηλές ταχύτητες μεταβίβασης δεδομένων Μεταφορά πολυμεσικού περιεχομένου Yπηρεσίες Αλληλεπίδρασης Προηγμένες υπηρεσίες επικοινωνιών και βελτίωση της σχέσης μεταξύ κράτους–πολίτη-επιχειρήσεων: eHealth, eGovernment, eLearning, eBusiness

Τεχνολογίες Ευρυζωνικών Δικτύων Τοπικός βρόχος (Local Loop, Last Mile) Δίκτυα Κορμού Ηλεκτρικά: ΑΤΜ, Gigabit Ethernet Οπτικά : DWDM Μικροκυματικά: LMDS/MMDS/WiMAX Πρόσβασης Τεχνολογίες πρόσβασης Ενσύρματες: xDSL, Fiber optic, Powerline, Cable Ασύρματες: UMTS, WiFi / WiMax, Satellite πιο εύκολα.

Τεχνολογία xDSL (1) Τοπικός βρόγχος Συνεστραμμένα ζεύγη χάλκινων καλωδίων τηλεφωνίας Ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων και φωνής Εκμετάλλευση του αχρησιμοποίητου φάσματος συχνοτήτων στις δισύρματες γραμμές Χαρακτηριστικά Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων Κάλυψη Λόγος συγκέντρωσης (Contention ratio)

Τεχνολογία xDSL (2) xDSL Συμμετρικές: Ίδιος ρυθμός λήψης και αποστολής δεδομένων Ασύμμετρες: Η ταχύτητα με την οποία ο χρήστης μπορεί να λάβει δεδομένα είναι μεγαλύτερη από αυτή με την οποία μπορεί να αποστείλει δεδομένα. Ικανοποιούνται βασικές εφαρμογές του internet όπως περιήγηση, λήψη/αποστολή ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, λήψη μουσικής κ.λ.π. Splitter-based: απαιτείται η εγκατάσταση ενός διαχωριστή σήματος (splitter) στο χώρο του συνδρομητή, για τον διαχωρισμό του σήματος της φωνής από το σήμα που μεταφέρει τα δεδομένα Splitterless: δεν απαιτείται η εγκατάσταση ενός διαχωριστή σήματος στο χώρο του συνδρομητή, ο διαχωρισμός του σήματος γίνεται κεντρικά στις εγκαταστάσεις της τηλεφωνικής εταιρείας

Ιστορικά Στοιχεία - ADSL 1994 – 1995 – 1998 -- 1999 – 2002 – 2003 – 2004 – 2006 -- DSL Forum Αξιολόγηση των DMT και CAP για ADSL ANSI T1.413 ITU-T ADSL standards G.992.1 (G.full: 8M/640k) καιG.992.2 (G.lite: 1.5M/512k) ADSL2 (G.992.3) και (G.992.41) ADSL2+ (G.992.5). VDSL (G.933.1) VDSL2 (G.933.2)

Τύποι xDSL και Standards ADSL – Αsymmetric Digital Subscriber Line (ANSI TI.413 - ITU G.992.1) ADSL lite (ITU - G.992.2) ADSL2 (ITU - G.992.3 - G.992.4) ADSL2+ (ITU - G.992.5) HDSL – High-bit-rate Digital Subscriber Line (ITU - G.991.1) SHDSL – Symmetric High-bit-rate Digital Subscriber Line (G.991.2) VDSL – Very-high-data-rate Digital Subscriber Line (ITU G.993.1) VDSL2 – Very-high-data-rate Digital Subscriber Line (ITU G.993.2)

Τύποι xDSL - Χαρακτηριστικά Περιγραφή Ρυθμός Δεδομένων Απόσταση upstream downstream ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 64–640 kbps 1.5 - 8 Mbps 1.544 Mbps - 5.5 km 2.048 Mbps - 4.8 km 6.312 Mbps - 3.6 km 8.448 Mbps - 2.7 km ADSL lite Splitterless Asymmetric DSL 512 Kbps 1 Mbps 5.5 km ADSL2 Asymmetric Digital Subscriber Line 2 1 - 3.5 Mbps 12 Mbps < 6 km ADSL2+ Asymmetric Digital Subscriber Line 2 + 24 Mbps HDSL Symmetric High bit-rate Digital Subscriber Line (uses 2–3 wire pairs) 1.544 Mbps full duplex (T1) 2.048 Mbps full duplex (E1) 1.544 Mbps - 5.5 km 2.048 Mbps - 3.6 km SDSL Symmetric DSL (uses 1 wire pairs) 3 km (UTP) VDSL Very high rate Digital Subscriber Line 1.5 - 2.3 Mbps 13-52 Mbps asymmetric 26 Mbps symmetric 12.96 Mbps - 1.4 km 25.82 Mbps - 0.9 km 51.84 Mbps - 0.3 km

Σύγκριση απόδοσης Distance/km 0 0.6 1.2 1.8 2.5 3.0 3.6 4.3 4.9 5.5 6.0 Distance/km Reference: DSL Forum: DSL Anywhere - Issue 2, Sep. ‘04 9

ADSL Σήμερα ΠΑΝΩ ΑΠΟ 100.000.000 Γραμμές Καθολική και Ώριμη Τεχνολογία Η Εφαρμογή του Αντικείμενο Πολιτικού Σχεδιασμού Αντιμετωπίζεται ως υποδομή Υψηλό ποσοστό της Παγκόσμιας Ευρυζωνικότητας Υψηλή Διαθεσιμότητα στις Ανεπτυγμένες Χώρες Μειούμενες Τιμές Εφαρμογές Internet Φωνή Video Στην Υπηρεσία Ιδιωτών Επιχειρήσεων Κρατικών Φορέων Εκπαιδευτικών Οργανισμών Χρέωση Σταθερή Με τον όγκο των Δεδομένων

ΡΥΘΜΟΙ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ VoIP 8-64 Kbps Πλοήγηση στον Ιστό 1Mbp s Φωτο 5Mpixel σε 10s 1.5 Mbps SDTV (Mpeg4) 1.5 Mbps SDTV (Mpeg2) 4 Mbps HDTV (Mpeg4) 7-9 Mbps HDTV (Mpeg2) 15 Mbps in 704 pixels × 480 li

ADSL – Γενικα (1) Υπηρεσίες υψηλών ταχυτήτων μέσω UTP Τηλεφωνία, Πολυμέσα και δεδομένα πάνω από μία δισύρματη γραμμή Μετάδοση φωνής < 4KHz Μετάδοση δεδομένων 25KHz – 1.1 MHz

ADSL – Γενικα (2) Ρεύμα δεδομένων υψηλού ρυθμού (downstream) από Τοπικό Κέντρο (Local Exchange/Central Office) προς συνδρομητή Ρεύμα δεδομένων χαμηλότερου ρυθμού (upstream) από συνδρομητή προς Τοπικό Κέντρο Φυσικό Επίπεδο Δομή πλαισίου Διαμόρφωση Κωδικοποίηση Πολυπλεξία

Αρχιτεκτονική ADSL (1)

Αρχιτεκτονική ADSL (2)

Αρχιτεκτονική ADSL – Συνδρομητής(1) Εξοπλισμός συνδρομητή (Broadband Network Termination) ADSL modem/router (ATU – R) Διαχωριστής σήματος ή φίλτρα Διαχωριστής σήματος διαχωρίζει το τηλεφωνικό σήμα και το υψίσυχνο σήμα για το ADSL modem. Το σήμα εξόδου από το ΑDSL modem του συνδρομητή και το τηλεφωνο μεταδίδεται μέσω της δισύρματης γραμμής ως ενιαίο σήμα που μεταφέρει δεδομένα και τηλεφωνία

Αρχιτεκτονική ADSL – Συνδρομητής(2) Το σήμα εξόδου δεδομένων τερματίζεται στο ATU-C του ψηφιακού πολυπλέκτη πρόσβασης (DSLAM ή Access Node) όπου αποκωδικοποιείται σε ψηφιακή μορφή

Αρχιτεκτονική ADSL (2)

Αρχιτεκτονική ADSL – DSLAM (1) Διεπαφές δικτύου DSLAM: Splitters, ATU-C (ADSL modems στο τοπικό κέντρο), Network Interfaces για να συνδέεται στον κύριο κορμό του δικτύου (πχ ATM, GE πάνω από OC-3 /STM-1) Κόμβος Πρόσβασης

Αρχιτεκτονική ADSL – DSLAM (2) line termination cards, ATM point to multipoint bus, ATM switch, network termination card Η ροή δεδομένων από και προς τα ATU-C πολυπλέκεται –αποπολυπλέκεται μέσω του ATM bus σε VC-VP’s (Virtual channel –Virtual paths) προς το network interface Το ATM bus επιτρέπει την πολυπλεξία –αποπολυπλεξία των διαφόρων VC-VP’s σε διάφορους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων προς τα διάφορα ATU-C Κάθε ATU-C έχει την δυνατότητα να δουλεύει σε διαφορετικό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων σύμφωνα με το προφίλ του κάθε τελικού χρήστη και τον φυσικών ορίων του καναλιού

Αρχιτεκτονική ADSL – DSLAM (3) e.g. X DSLAMs provides scalable 48 port density options to meet the needs of smaller deployments both in-building and in remote cabinets. The Raptor XP family includes support for FE/GE uplinks and 48 ADSL2+ ports with or without built-in splitters. The Raptor XP also supports a full suite of Layer 2 and Layer 3 capabilities.

Αρχιτεκτονική ADSL – Δίκτυο Κορμού (1) Οι ροές των bit από κάθε DSLAM πολυπλέκονται και μεταδίδονται μέσα από το ζευκτικό δίκτυο (trunk network), στο σημείο παρουσίας (Point of Presence) του παρόχου (ISP). Στο σημείο παρουσίας η ροή των bit αποπολυπλέκεται σε ξεχωριστές ροές και μεταδίδονται είτε σε τοπικούς εξυπηρετητές είτε σε πύλες διαδικτύου (internet gateways).

Protocol stacks ADSL

Αρχιτεκτονική ADSL - RFC 1483 Μοντέλο λειτουργίας δρομολόγησης (routed) και γεφύρωσης (bridged): “Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5” - Βridged encapsulation An ATU-R acts as a bridge between the Ethernet and the wide-area networking (WAN) side. CPE 802.3 Ethernet frames are segmented into asynchronous transfer mode (ATM) cells through ATM adaptation layer 5 (AAL5). The receiving equipment is notified of the type of protocol segmented into to cells because the standard calls appending logical linkcontrol/subnetwork access protocol (LLC/SNAP) information to the 802.3 frame before its segmented into the ATM cells. Routed bridge encapsulation The packets are not bridged but instead routed based on IP header information.

Αρχιτεκτονική ADSL - RFC 1483

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων πάνω από ATM

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων πάνω από ATM The ATU-R encapsulates IP packets into PPP frames and then segments them into ATM cells via AAL5. The PPP link is terminated at the BRAS and the originating workstation’s IP packet is routed to its final destination through the service provider of choice. Remote Authentication Dial-in User Service (RADIUS) server is used to authenticate and authorize the user -> per session Authentication, Authorization, and Accounting (AAA). DHCP servers are used to assign the IP address to the user. A single PPP session per VC.

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων πάνω από ATM

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων πάνω από Ethernet In the PPPoE architecture, an ATU-R acts as an Ethernet-to-WAN bridge and the PPP session is established between the end user’s PC and the access concentrator. The host encapsulates IP packets into PPP frames. PPP frames encapsulated into a MAC frames and then bridging the frame over ATM/DSL. PPP over Ethernet (PPPoE) provides the ability to connect a network of hosts over a simple bridging access device to a remote Access Concentrator. Each host utilizes its own PPP stack and the user is presented with a familiar user interface. Access control, billing and type of service can be done on a per-user, rather than a per-site, basis. To provide a point-to-point connection over Ethernet, each PPP session must learn the Ethernet address of the remote peer, as well as establish a unique session identifier. PPPoE includes a discovery protocol for this.

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων πάνω από Ethernet

Αρχιτεκτονική ADSL – Mοντέλο συγκέντρωσης τερματιζόμενων PPP συνδέσεων (2) Ευρυζωνικός εξυπηρετητής απομακρυσμένης πρόσβασης (BB-RAS): συγκεντρώνει τις λογικές PPP συνδέσεις των χρηστών ADSL και είναι η πύλη προς το δίκτυο του παρόχου (ISP) RFC 2364 (PPP over AAL5) Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) LAC (L2TP Access Concentrator) LNS (L2TP Network Server)

Βασική Αρχιτεκτονική ADSL (1)

Βασική Αρχιτεκτονική ADSL (2) ATU-R: ADSL Transeiver Unit, Remote end (Συνδρομητής) Splitter: Διαχωριστής σήματος PDN: Σύστημα διανομής για τη διασύνδεση των μονάδων υπηρεσιών με το ATU-R. SM (services module): Μονάδα προσαρμογής υπηρεσιών (πχ. STB, PC interfaces,routers). B: Βοηθητική είσοδος δεδομένων (όπως σύνδεση μέσω δορυφόρου), προς τη μονάδα υπηρεσιών (πχ. Set Top Box – STB).

Βασική Αρχιτεκτονική ADSL (3) ATU-C: ADSL Transeiver Unit, Central Office (Τοπικό Κέντρο). Η ATU-C μπορεί να βρίσκεται εγκατεστημένη στον κόμβο πρόσβασης. Access Node: Ο κόμβος πρόσβασης αποτελεί ουσιαστικά σημείο συγκέντρωσης τόσο για τα δεδομένα ευρείας όσο και βασικής ζώνης.

Βασική Αρχιτεκτονική ADSL (3) U: Διεπαφή η οποία ενώνει τα ATU-Rs με τα αντίστοιχα ATU-Cs VA: Λογική διεπαφή ανάμεσα στο ATU-C και κόμβο πρόσβασης. Η διεπαφή αυτή μπορεί να υλοποιείται με σύγχρονη ή ασύγχρονη μετάδοση των δεδομένων (STM, ATM). VC: Διεπαφή μεταξύ του κόμβου πρόσβασης και το δίκτυο κορμού. Μπορεί να υλοποιείται από μία ή περισσότερες φυσικές συνδέσεις. T-SM: Διεπαφή μεταξύ ATU-R και PDN T: Διεπαφή μεταξύ PDN και SM.

Πρόσβαση στον Τοπικό βρόχο Τεχνικές ευρυζωνικής πρόσβασης Αδεσμοποίητη πρόσβαση στον τοπικό βρόχο (μεριζόμενη ή πλήρης) Bitsream access

Local Loop Unbundling Τι σημαίνει Αδεσμοποίητη Πρόσβαση στον Τοπικό Βρόχο; Η δυνατότητα των νόμιμα δικαιούχων τηλεπικοινωνιακών επιχειρήσεων να χρησιμοποιούν τον τοπικό βρόχο του incumbent (του κυρίαρχου «παίχτη», του ΟΤΕ για την Ελλάδα π.χ.) για την παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών στον πελάτη Πώς ορίζεται ο τοπικός βρόχος; Το φυσικό κύκλωμα συνεστραμμένου ζεύγους μεταλλικών καλωδίων που συνδέει το τερματικό σημείο του δικτύου στις εγκαταστάσεις του συνδρομητή με το κύριο κατανεμητή ή με αντίστοιχη εγκατάσταση στο σταθερό δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο του incumbent

Full Local Loop Unbundling (Full LLU) Tα ζεύγη μεταλλικών καλωδίων εκμισθώνονται σε τρίτα μέρη για αποκλειστική χρήση Ο μισθωτής (νεοεισερχόμενος τηλεπικοινωνιακός πάροχος) έχει τον πλήρη έλεγχο του τοπικού βρόχου και της σχέσης του με τον πελάτη του για την παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών μέσω του αποδεσμοποιημένου τοπικού βρόχου To Full LLU αποτελεί τη δυνατότητα των νόμιμα δικαιούχων τηλεπικοινωνιακών επιχειρήσεων να χρησιμοποιούν τον τοπικό βρόχο του incumbent για την παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών στον πελάτη

Shared Local Loop Unbundling Ο τοπικός βρόχος χρησιμοποιείται τόσο από τον incumbent όσο και από τον νεοεισερχόμενο τηλεπικοινωνιακό πάροχο Ο incumbent εξακολουθεί να παρέχει τηλεφωνική υπηρεσία ενώ ο νεοεισερχόμενος παρέχει υπηρεσίες μετάδοσης δεδομένων υψηλής ταχύτητας στον ίδιο τοπικό βρόχο

Other Licensed Operator’s (OLOs) Network Local Loop Unbundling Incumbent Network Other Licensed Operator’s (OLOs) Network

Full LLU (Local Loop Unbundling) Κατάργηση ζεύξης NA ginei animation to full-LLU

Shared LLU (Local Loop Unbundling) Na ginei animation to Shared-LLU

LLU και ανάπτυξη ανταγωνισμού H ανάπτυξη του LLU βοηθά στην εισαγωγή καινοτόμων ευρυζωνικών υπηρεσιών (VoIP, IPTV) Οι νεοεισερχόμενοι μπορούν να δραστηριοποιηθούν ανεξάρτητα από τα εμπορικά πλάνα του incumbent: Μπορούν να παρέχουν προσβάσεις xDSL της επιλογής τους (ADSL, ADSL2+, SDSL, VDSL…) Δυνατότητα διαφοροποίησης αναφορικά με την παρεχόμενη ποιότητα υπηρεσιών Διαφοροποίηση ταχύτητας πρόσβασης Διαφοροποίηση ποιοτικών χαρακτηριστικών backbone δικτύων Δυνατότητα παροχής υπηρεσιών σε ιδιαίτερα ελκυστικές τιμές

Παροχή Bitstream Τι είναι Bitstream; Όταν ο incumbent εγκαθιστά εξοπλισμό (xDSL) για την παροχή υπηρεσιών σε τελικούς χρήστες υπηρεσιών υψηλής μετάδοσης δεδομένων τότε υποχρεούται να διαθέτει τον ανωτέρω εξοπλισμό και σε άλλους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς προκειμένου να μπορούν και αυτοί να προσφέρουν σε τελικούς χρήστες υπηρεσίες υψηλής μετάδοσης δεδομένων (πχ ευρυζωνική πρόσβαση στο διαδίκτυο)

Τηλεφωνία – Bitstream - LLU Na ginei animation to bitstream-LLU

Μορφές Παροχής Bitstream

Μορφές Παροχής Bitstream LLU

Παροχή Bitstream από ΟΤΕ

Bitstream και ανάπτυξη ανταγωνισμού Επιτρέπει ιδίως σε μικρούς παρόχους / ISPs να παρέχουν ευρυζωνικές υπηρεσίες σε τελικούς χρήστες Αξιοποιείται σε μέγιστο βαθμό το χάλκινο δίκτυο πρόσβασης των incumbent operators με την παροχή xDSL υπηρεσιών (κυρίως ADSL)

Σύγκριση μορφών Bitstream (1) Από Bitstream_5 προς Βitstream_1 επιτυγχάνονται : Κίνητρα για την ανάπτυξη ιδιόκτητων δικτύων κορμού από τους νέους παρόχους Φθηνότερο bitstream (τιμολόγιο incumbent προς παρόχους) και άρα πιθανώς φθηνότερο ADSL προς καταναλωτές Μικρότερος βαθμός εξάρτησης από τον Incumbent Το bitstream γίνεται περισσότερο ανταγωνιστικό στο LLU (το bitstream_1 μοιάζει πάρα πολύ με το shared access)

Σύγκριση μορφών Bitstream (2) Από Bitstream_1 προς Βitstream_5 επιτυγχάνονται : Γρήγορη και εγγυημένη εισαγωγή νέων τεχνολογιών (ADSL) και υπηρεσιών (fast internet) Ακόμη και οι μικροί πάροχοι οι οποίοι δεν διαθέτουν ιδιόκτητο δίκτυο κορμού υψηλών δυνατοτήτων (και δεν σκοπεύουν να αποκτήσουν) μπορούν να παρέχουν μέσω Bitstream ADSL υπηρεσίες Υπάρχει μεγάλος ανταγωνισμός στους ISP παρόχους καθώς δεν απαιτούνται μεγάλες επενδύσεις για να παρέχουν ADSL και επομένως σχεδόν όλοι οι ISPs μπορούν να παρέχουν ADSL. Αυτό ίσως επιφέρει ανταγωνιστικές τιμές (πάντοτε όμως θα τις ελέγχει ο incumbent)

Σύγκριση μορφών Bitstream – LLU – Ιδιόκτητης Υποδομής

DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer BRAS: Broadband Remote Access Server MDF: Main Distribution Frame LE/CO: Local Exchange/Central Office ATU-R: ADSL Transeiver Unit, Remote end ATU-C: ADSL Transeiver Unit, Remote end ATU-C: ADSL Transeiver Unit, Central Office end AN: Access Node L2TP: Layer 2 Tunneling Protocol HPF: High Pass Filter LPF: Low Pass Filter POTS: Plain Old Telephone System AAA:Authentication, Authorization, and Accounting RADIUS: Remote Authentication Dial-in User Service DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol LLU: Local Loop Unbundling SM : Services Module PDN: Premises Distribution Network OLO: Other Licensed Operator