Vezetékes távközlés

 

Az ADSL alapú adatátvitel

Nagy sávszélesség gazdaságosan

 

Sok ember számára mindennapos munkaeszközzé váltak a helyi hálózatba kötött számítógépek (LAN), az elektronikus levelezés (e-mail) és az Internet. A számítástechnika fejlôdésének következtében egyre nagyobb méretû adatcsomagok (adatok, képek, hanganyagok) hozhatók létre, amelyek gyorsabb továbbításához nagysebességû adatátviteli-hálózatokra van szükség.
Az adatátviteli hálózatok hatékonyabb kihasználását szolgálják a modern távközlés területén egyre jobban mutatkozó integrációs folyamatok. Ezek lényege, hogy a kiépített átviteli hálózatokon egy idôben több szolgáltatást is lehet nyújtani a felhasználók számára. Ilyenkor egy vezetéken mennek például a számítógépes adatok, valamint a telefonbeszélgetések.
A gazdaságosabb hálózatépítés másik lehetôsége, amikor a már meglévô eszközöket, hálózatot felhasználva próbáljuk megépíteni a modernebb infrastruktúrát. Ezt a két lehetôséget tartották szem elôtt a mérnökök, amikor kifejlesztették a DSL (Digital Subscriber Line) szélessávú adatátviteli technológiát.

Mit takar a DSL technológia?
A DSL technológia lényege, hogy a telefonkészülékekhez már korábban kiépített rézérpáron a telefon-beszélgetésekkel egyidejûleg, nagysebességû adatátvitelt is képes megvalósítani, így fokozva a vonal gazdaságosabb kihasználását. A DSL technológiának több fajtája is van, ezek közül most az ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) technológiát ismertetjük részletesebben, mint a hazánkban is gyors ütemben terjedô adatátviteli módot.
Az ADSL technológia aszimmetrikus adatátvitelt jelent, mivel az iránytól függôen különbözô adatátviteli sebességet biztosít a rendszer a felhasználóknak. A hálózattól az elôfizetô felé (down-stream) maximum 8Mbit/sec adatátviteli sebesség lehetséges, míg az elôfizetôtôl a hálózat felé (up-stream) 800Kbit/sec maximális adatátviteli sebességet képes nyújtani a rendszer.
Az adatátviteli csatornákat a hangcsatorna feletti frekvencia tartományban helyezzük el az ADSL vonalon. A "felfelé adatcsatornában" a felhasználótól induló adatcsomagokat szállítja a rendszer a hálózat felé (up-irány), a "letöltés adatcsatornában" pedig a hálózatból érkezô adatok jutnak el a felhasználóhoz (down-irány).
Az ADSL a továbbításra kerülô adatokat ATM (Asynchronous Transfer Mode) adatformátumban kezeli. Így a DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) berendezés - amelyrôl késôbb beszélünk - képes az ATM technológia segítségével hatékonyan összefogni a több száz elôfizetôtôl érkezô adatforgalmat és optimális sávszélesség kihasználás mellett továbbítani azt egy szélessávú (rendszerint optikai) vezetéken az ATM hálózat felé. Az ATM egy aszinkron adatátviteli mód, amely egyesíti magában az újabb csomagalapú adatátviteli technológiát, valamint hagyományos összeköttetés alapú adattovábbítást.

Az ADSL felépítése rendszertechnikailag

Az ADSL hálózat felépítése a 1. ábrán látható. A rendszer két nagy csoportra osztható a fizikai és a logikai elhelyezkedés alapján. Az egyik az elôfizetôi oldal, a másik a hálózati oldal.
A hálózati oldalon helyezkedik el a központi multiplexer berendezés, a DSLAM, az elôfizetôi oldalon pedig a CPE (Customer Premises Equipments) vagyis az elôfizetô oldali berendezések. A DSLAM és a hozzá kapcsolódó berendezések az ADSL szolgáltatást nyújtó cég telephelyén találhatóak, míg a CPE berendezések az elôfizetôk lakásában, vagy irodájában helyezkednek el.
Az elôfizetôi berendezések alatt négy készüléket kell érteni. Ezek a szûrô egység, az ADSL NT (Network Termination) hálózatlezáró végberendezés, a telefonkészülék és egy személyi számítógép. A 1. ábrán látható, hogy az elôfizetôi oldalon az ADSL vonal a szûrôegységben végzôdik. A szûrô feladata, hogy a rézvezetéken frekvencia-multiplexált hang- és adatcsatornákat szétválassza egymástól, ill. a felfelé irány esetén elvégezze a hang- és az adatcsatorna jeleinek frekvencia összegzését.
A szûrô egységnek három csatlakozási pontja van. Az egyikhez csatlakozik a rézvezeték (ADSL vonal), a másodikhoz a telefonkészülék. A harmadikhoz csatlakoztatható az ADSL NT, amelyet a felhasználói körökben ADSL modemnek is neveznek. Az ADSL vonal szûrését követôen a hangcsatornában érkezô jelek a hagyományos vagy ISDN telefonkészülékekben végzôdnek, míg az adatcsatorna tartalma az ADSL NT felé folytatja útját.
Az ADSL NT (elôfizetô oldali adathálózati végberendezés), az ADSL rendszer egyik legfontosabb eszköze. Feladata, hogy átalakítsa az elôfizetô által továbbítani kívánt adatokat megfelelô formátumra és továbbítsa azokat az ADSL vonalon. Ellenkezô irányban pedig az elôfizetôhöz érkezô adatokat a számítógép számára értelmezhetô formátumúra alakítsa.
Az elôfizetôi oldal készülékeit tovább követve a 1. ábrán látjuk, hogy az ADSL NT-hez csatlakozik a számítógép. Leggyakrabban Ethernet szabványú, ATMF25 interfészen, vagy USB (Universal Serial Bus) kimeneten történik ez meg.

A 2. ábrán különbözô Siemens gyártmányú ADSL NT látható felhasználói körök szerint csoportosítva. Széles a választék, az egyszerû PC-be építhetô kártyáktól kezdve, egészen a nagy kapacitású routeres megoldásokig.

Moduláris felépítés
A hálózati oldalon elhelyezkedô DSLAM feladata az elôfizetôktôl érkezô adatfolyam összefogása, és továbbítása a gerincvezetéken az ATM hálózat felé. Fordított irányban pedig a gerincvezetéken érkezô ATM cellafolyam szétosztása történik a megfelelô elôfizetôi vonalak között. A hangcsatorna jeleinek feldolgozásával nem foglalkozik a DSLAM, annak tartalma vezetéken továbbítódik a közeli telefonközpontba.
A DSLAM-ok rendszerint moduláris felépítésûek, vagyis különbözô kártyák szekrénybe történô beillesztésével ill. kiemelésével építhetô ki a kívánt konfiguráció. Így lehetôség van az elôfizetôk számának rugalmas módosítására, a berendezés újra konfigurálására, és új jellemzôkkel, kiegészítô interfészekkel való ellátására. Például a Siemens cég által gyártott DSLAM is moduláris felépítésû, különbözô kártyák helyezhetôk be a tartószekrénybe. Ilyen moduláris felépítést mutat be a Siemens cég XpressLink elnevezésû DSLAM-ja a 3. ábrán.

Felügyeleti rendszer
A felügyeleti rendszerek (management) feladata, hogy lehetôvé tegyék az üzemeltetôk számára azt, hogy megtekinthessék és kezelhessék a felügyelt berendezés állapotát, beállításait, meghibásodásait. A felügyeleti rendszerek rendszerint számítógépen, Windows vagy Unix operációs rendszer alatt futó programok. A felügyeleti rendszer nagyon fontos feladata a hibajelzés. A kezelônek gyorsan tudomást kell szereznie arról, ha a rendszerben hiba lépett fel, például egy kártya meghibásodott, vagy az egyik ADSL vonal megszakadt. A felügyeleti rendszerek a hálózati oldalon található berendezéseket figyelik, de az elôfizetônél lévô ADSL NT meghibásodását is képesek jelezni. Így a gyakorlatban, ha az elôfizetô azt tapasztalja, hogy nem mûködik az ADSL vonala, akkor a kezelô a felügyeleti rendszer segítségével meg tudja állapítani, hogy hol van és mi a probléma.

Az ADSL-en nyújtható szolgáltatások

A 4. ábrán egy ADSL alapú szolgáltatói hálózat rajza látható. Egy nagyobb méretû ADSL hálózatban nem csak egy DSLAM található, hanem több is, a város különbözô pontjain elhelyezve. Ezekbôl induló optikai vezetékeket célszerû összefogni, és a rajtuk áramló forgalmat koncentrálni egy nagyobb kapacitású vezetékre egy access switch segítségével.
A switch lehet azonban egy illesztô eszköz is, amely az ATM forgalmat illeszti egy IP (Internet Protocol) alapú hálózathoz. Ez esetben az ábrán látható felhô, amely a hálózatot szimbolizálja, nem ATM hálózat, hanem IP alapú hálózat.
Az access switch-hez csatlakozik a Broadband Remote Access Server (B-RAS). Ennek a szervernek feladata, hogy az adathálózathoz az ADSL vonalon keresztül csatlakozó elôfizetôket azonosítsa, belépési jogosultságukat ellenôrizze, és ha a bejelentkezô nyilvántartott az adatbázisban, akkor engedélyezze számára az adathálózathoz való hozzáférést. Ez nagyon fontos funkció, mert köztudott, hogy napjainkban igen gyakran próbálnak illegálisan belépni magán szerverekre, számítógépes hálózatokba.
Az illegális behatolás elleni védelem mellet a B-RAS feladata még a szolgáltatás-kiválasztás (service selection) biztosítása is. Ez azt jelenti, hogy miután az elôfizetôt leellenôrizte, és a hálózati hozzáférést engedélyezte a rendszer, a felhasználó gépén megjelenik egy menü, amelybôl kiválasztható a kívánt szolgáltatás. A megfelelô menüpont megjelölését követôen, az elôfizetô a hálózaton keresztül a különbözô szolgáltatók közül egyhez csatlakozik. Nézzünk néhány példát, milyen szolgáltatások közül lehet választani:
- Választhatunk egy tartalomszolgáltatót, ahonnan különbözô filmek, játékok vagy hanganyagok tölthetôk le. Lehetnek ezek szórakoztató anyagok, de lehetnek távoktatást szolgáló multimédiás anyagok is.
- Csatlakozhatunk egy Internet-hozzáférést nyújtó szolgáltatóhoz. Ez esetben a korábbi technikai megoldásokhoz képest gyorsabb Internet-hozzáférést kapunk.
- Lehetôségünk nyílhat egy vállalati magánhálózathoz történô csatlakozásra is. Ez azt jelenti, hogy otthonról csatlakozhatunk a vállalatunk hálózatához, így különbözô fontos adatok (levelek, programok, file-ok) állhatnak a rendelkezésünkre otthon is. Ez a technikai megoldás lehetôséget nyújt például az otthoni munkavégzésre is (home working, távmunkavégzés).
- A távmunka végzéshez hasonló kapcsolatteremtés lehetséges egy vállalat kisebb fiókja és a központi telephely között is (Branch Office connectivity). Ekkor üzleti alkalmazásról beszélünk.
Összegezve az ADSL rendszer elônyeit, elmondhatjuk, hogy ez egy költséghatékony hálózat bôvítési lehetôség, amely a már kiépített telefonhálózatra épül. A moduláris kiépítése sokféle lehetôséget, és nagyfokú rugalmasságot kínál. Az ATM technológián alapuló megoldás pedig lehetôséget teremt a hálózati kapacitás optimális kihasználására is. Az ADSL hálózaton nyújtható szolgáltatások pedig tovább bôvítik a magánemberek és cégek információ áramlási lehetôségeit.

Szabó István Zoltán
(Istvan.Szabo@siemens.hu)