xDSL - Systemaspekte

MKN 04.07.2018

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xDSL - Systemaspekte

Motivation:

- xDSL-Systeme sind Übertragungssysteme im Anschlußleitungsnetz

d.h.: Verbindung von Teilnehmer und Vermittlungsstelle

keine Ende-zu-Ende Verbindung zwischen zwei Teilnehmern

Wie integriert man xDSL in ein Gesamtkonzept

z.B.: Wie realisiert man einen Internetzugang mit ADSL ?

- Welche Protokolle können eingesetzt werden

- Welche Netzwerkstandards (Ethernet, ATM) sind sinnvoll ?

- Wie erfolgt die Anbindung an einen Internet-Provider ?

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xDSL Betriebsarten

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Konzentration des xDSL-Verkehrs

ATU-R = ADSL Transmission Unit - Remote (Modem beim Teilnehmer)

ATU-C = ADSL Transmission Unit - Central Office (Modem in der Vst)

DSLAM = Digital Subscriber Line Access Multiplexer

S = Splitter

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Aufgaben des Konzentrators (DSLAM)

Aufgaben:

Interface zum ATM-Breitbandnetz durch ein 155 MBit/s Interface (STM1)

Multiplexen der virtuellen Verbindungen auf VPI/VCI Basis

Ratenanpassung an die Bitrate der xDSL-Strecke

Erzeugung von Netzwerk-Management Informationen

Permanente virtuellen Verbindungen einrichten (PVC = permanent virtual circuit)

Auf- und Abbau geschalteter virtueller Verbindungen (SVC = switched virtual circuits)

Regelung des Verkehrsverhaltens (Policing) um die Dienstegüte zu gewährleisten

Dimensionierung:

ADSL: 24, 48, 64 oder 96 ADSL-Modems auf 155 MBit/s konzentrieren

VDSL: 6 oder 12 VDSL-Modems auf 155 MBit/s konzentrieren

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Realisierung des Konzentrators

Steckkarten zum Einbau in Baugruppenträger

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Realisierung der Splitter in der Vermittlungsstelle

Zusammenfassung von z.B. 8 Filtern auf einer Steckkarte

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Aufbau der Gesamtsystems in der Vermittlungsstelle

Montage der Baugruppenträger in einem Gestellrahmen („ETSI-Rack“)

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Ende-zu-Ende Architektur

DSLAM = Digital Subscriber Line Access Multiplexer (Konzentrator)

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xDSL Interfaces in der Praxis

HDSL:

Bitsynchrone Interfaces in der Vermittlungsstellet und beim Kunden

z.B.: 2.048 MBit/s oder 32 x 64 kBit/s

ADSL

in der VSt: ATM Interface (155 MBit/s am Konzentratorausgang = STM1)

beim Teilnehmer: Ethernet

VDSL:

im KVz: ATM Interface (155 MBit/s am Konzentratorausgang = STM1)

beim Teilnehmer: Ethernet)

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Paketdatenadapter im ADSL Teilnehmermodem

Prinzipschaltung der ATU-R:

SAR-Einheit: Segmentation and Reassembly = Ethernet-Pakete in ATM-Zellen wandeln

gemäß AAL-5 Verfahren (ATM Adaptation Layer - Typ 5)

ATM-Interface wurde nur in der

Ersten Gerätegeneration verbaut

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Aufbau eines "Einwahl-Knotens"

- beim "Internet-Provider": Modempool plus Server

Internet

RemoteAccessServer (RAS)

Modem-pool

Fernsprechnetz

- pro "Surfer" ein Modem (Punkt-zu-Punkt Verbindung)

- Broadband Remote Access Server (BBRAS) = Einwahl-Knoten-Rechner:

- BBRAS ist dauerhaft mit dem Internet verbunden

- BBRAS speist Datenpakete der Modems ins Internet ein

- BBRAS prüft Zugangsberechtigung und sammelt Daten für die Rechnungsstellung

- Aufgaben des BBRAS: AAA = Authorisation, Authentication, Accounting)

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Management von Einwahlknoten

- Große Internetprovider haben viele Einwahlknoten

Internet

Remote AccessServer mitModem-Pools

Fernsprechnetz

RADIUS Server

- Verwaltung mit Hilfe des RADIUS-Protokols (Remote Authentication Dial In User Service)

- RADIUS-Server verwaltet eine zentrale Nutzerdatenbank

- RAS meldet dem RADIUS-Server die Einwahl eines Kunden

- Vorteil von RADIUS: RAS unterschiedlicher Hersteller können zusammengeschaltet werden

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IP-Transport über Zugangsnetz mit PPP

- IP-Datenpakete müssen vom Kunden-PC zum BBRAS übertragen werden

Drei Aufgaben: - Daten mit zusätzlichen Steuer- und Sicherungsinformationen versehen

- Verbindungen auf- und abbauen

- Konfigurationsparameter übertragen ("dynamische IP-Adressen")

Aufbau des PPP-Rahmens:

Flag Adresse Control Protokoll Information Prüfsumme Flag

Rahmen-Format: HDLC (High Level Data Link Control)

- Flag: Start und Ende des PPP-Pakets

- Adresse und Control: haben einen festen Wert

- Protokoll: gibt Protokol-Typ (z.B. IP) an

- Information: Nutzerdaten

- Prüfsumme: zur Datensicherung

Über das PPP-Protokoll erfolgt die Anmeldung beim Internet-Provider (Password-Abfrage etc.)

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PPPoE - Point-to-Point Protocol over Ethernet

Anschluß eines PC

ADSL NT

Ethernet10BaseT

BBRAS

Internet Weit-verkehrs- netz

ATU-R

xTU-C(DSLAM) Server

PC mitPPPoE Treiber

PPP

Anschluß eines LAN über DSL-Router (terminiert PPP)

ADSL NTDSL

BBRAS

InternetRouter Weit-

verkehrs- netz

ATU-R

xTU-C(DSLAM) Server

ATU-R

PPP

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Betriebsart 1: „PPP over ATM“

Aufbau einer Punkt-zu-Punkt Verbindung zum „Service Provider“ (PC mit ATM-Karte)

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Punkt-zu-Punkt Verbindung über ATM-Interface

PC hat ATM-Einsteckkarte

Protokolle im PC:

IP Internet Protokoll

PPP Point-to-Point Protokoll (mit Password)

AAL5 ATM Adaption (Pakete in Zellen zerlegen)

ATM-Layer Vermittlung der virtuellen Verbindung

ATM25 25,6 MBit/s Interface, physikalische Ebene

Protokolle im xDSL-System:

xDSL physikalische Ebene des xDSL-Systems

Protokolle beim Service Provider:

MAC Medium Access Control (Zugriffsverfahren des Paketnetzes)

(z.B.: CSMA/CD bei Ethenet)

PHY Physikalische Ebene des Paketnetzes

(z.B.: Ethernet)

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Betriebsart 2: „PPP Tunneling“

Aufbau einer Punkt-zu-Punkt Verbindung zum „Service Provider“ (10BaseT-Karte)

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Punkt-zu-Punkt Verbindung über 10BaseT-Interface

nun: - Globale und lokale IP-Adresse

global: vom PC zum Service-Provider

lokal: im „LAN“ des Teilnehmers (mehrere PCs möglich)

- „Tunnel-Server“ in der ATU-R

PPP zwischen PC und Service-Provider

- in der ATU-R: Umsetzung von Paketmodus in ATM-Modus

Protokolle:

im Netz: wie bisher

im PC: Umsetzung der IP-Adresse

GRE: Generic Routing Encapsulation

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