PDF de programación - ADSL (2)

REDES DE BANDA ANCHA

Área de Ingeniería Telemática

ADSL (2)

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación




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Arquitectura ADSL

T-R

T/S

User
Device
(PC)

V-C

NT (customer premises equipment)

Broadband
network
(Internet)

Physical
interface

Switching
function ATU-C

U-C 2

Narrowband

network
(PSTN)

POTS or ISDN

High-pass

filter

Low-pass

filter
Central
splitter

ATU-R

(DSL modem)

Switching
function

Physical
interface

U-R 2

Local
loop

High-pass

filter

Premises
distribution

network

User
Device
(PC)

Low-pass

filter
U-R Remote
splitter

U-C

POTS or ISDN

Telephone
(modem, fax
Or ISDN)

Figura 1-1/G.992.1 - Modelo de referencia del sistema ADSL




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Capacidad de transporte

•  El sistema ADSL puede transportar datos en modo STM o ATM

aunque ambos a la vez no está recogido en el estándar

•  Puede haber hasta 7 trenes (“bearers”) de datos:

–  Hasta 4 canales símplex en sentido descendente (AS0-AS3)
–  Hasta 3 canales dúplex (pueden ser símplex y de velocidad

independiente) (LS0-LS2)

–  Son canales lógicos, todos en el mismo ADSL

•  Hoy en día normalmente:
–  Se emplea el modo ATM
–  Solo canal AS0 en descendente y LS0 en ascendente (los únicos

obligatorios)

–  Latencia simple “rápida/fast” o “intercalada/interleaved” (en modo

ATM es opcional soportar los dos simultáneamente)
–  Downtream: 32 a 6,144 Kbps en múltiplos de 32Kbps
–  Upstream: 32 a 640Kbps en múltiplos de 32Kbps

 Subcanales en ATM sobre ADSL



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Puerto 0

ATM0-AS0

ATM0-LS0

AS0-ATM0

LS0-ATM0

Puerto 0

Puerto 1
(opcional)

ATM1-AS1

ATM1-LS1



C
-
U
T
A

A
T
U
-
R



AS1-ATM1

LS1-ATM1

Puerto 1
(opcional)

Timing

Timing

Management (OAM)

Management (OAM)

Interfaz a

la red

Interfaz al CPE




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Supertrama ADSL

17ms

Frame 0 Frame 1 Frame 2 Frame 3 Frame 65 Frame 66 Frame 67 Synch

Error control (CRC)
and indicator bits
(más en Frame 34)

Fast
byte

Fast data
Buffer contents

FEC

Interleaved data
Buffer contents

AS0

AS1 LS0 Ejemplo

Corrección de errores

•  Código Reed-Solomon
•  Dos modos:

“rápido/fast” (opcional): baja latencia

– 
Message vector

Check



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Datos transmitidos

Error burst

Line data

Destruidos más que

los recuperables

Tras corrección de errores

en recepción

Lost block

Corrección de errores

•  Código Reed-Solomon
•  Dos modos:

– 

“intercalado/interleaved”

Block 0

Block 1

Block 2

Data to transmit
Block 3

Block 4



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Message

vector

Check

Error burst

6 octetos
destruidos

Block 0

Block 1

Block 2

Block 3

Line data

Receive

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk

Corrección de errores

•  Código Reed-Solomon
•  Dos modos:

– 

“intercalado/interleaved”

Más tiempo (retardo) para construir los bloques a transmitir
Más tiempo para reconstruirlos



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Block 0

Block 1

Block 2

Data to transmit
Block 3
Block 4

Message

vector

Check

Error burst

6 octetos
destruidos

Block 0

Block 1

Block 2

Block 3

Line data

Receive

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk

Correction

Chk




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•  El

Ajuste de velocidad
enlace

sincroniza

se

y
acondicionamiento) a una velocidad upstream y otra
downstream

(inicialización

•  Una vez sincronizado no es adaptable
•  La modulación permite mantener el canal ante ciertas

cantidades de ruido

•  Si no puede mantener la tasa se des-sincroniza
•  Downstream al menos debe soportar 6Mbps y puede

llegar hasta 8Mbps




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Ajuste de velocidad

"planned rate”: valocidad requerida por el operador

En la inicialización
• 
•  Para un margen de ruido mayor del especificado y BER!10-7
•  El modem debe mantener la velocidad

Rate

Max

possible

modem rate

Operator
planned bit

rate

Real bit rate

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Ajuste de velocidad

En la inicialización
•  Mínimo y máximo impuesto por el operador
•  Para un margen de ruido mayor del especificado y BER!10-7
•  Si no puede garantizar el mínimo no funciona y lo notifica
•  El modem debe mantener la velocidad

Rate

Max required bit

rate

Max. possible
modem bit
rate on

initialisation

Min required

bit rate

Real bit rate

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Arquitectura de red

•  DSLAM ATM
•  Básicamente un conmutador ATM
•  Conmuta las celdas del PVC del usuario (…)

Internet

PSTN

Red de
datos

PVC del usuario




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Bridged Mode

Agregador

Switch ATM

DSLAM

ATU-R

•  Encapsulado RFC 2684 (Bridged Ethernet)
•  ATU-R actúa como un puente
•  Funciona con todos los ATU-R (simple)
•  Varios PCs pueden compartir el PVC
•  No incluye directamente forma de accounting
•  El usuario no puede tener un servidor DHCP pues el

ATU-R es un puente




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Bridged Mode

Agregador

Switch ATM

DSLAM

ATU-R

Bridge Mode

IP

Ethernet

LLC/
SNAP

AAL5

ATM

ATM

SDH

ADSL

ADSL

ATM

SDH

Ethernet

Ethernet

IP

Ethernet

LLC/
SNAP
AAL5

ATM

SDH

?

 Bridged Mode con PPPoE



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Agregador

Switch ATM

DSLAM

ATU-R

•  Crear una sesión PPP entre los dos extremos
•  Sobre las tramas Ethernet puenteadas (RFC 2684)
•  ¿ PPP ? (…)




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¿ PPP ?

•  Point-to-Point Protocol (RFC 1661)
•  Creado para la conexión usuario-a-red
•  Empleado también en red-a-red
•  Ofrece:

–  Framing
–  Protocolo de control del enlace (LCP) para establecer, configurar y
–  Protocolos de control específicos para cada protocolo de red (NCP)

comprobar el enlace de datos

•  Se emplea sobre enlaces full-duplex que mantienen el orden

modem

DTE

DCE

PSTN

CSU/DSU

E1

CSU/DSU = Channel Service Unit/Data Service Unit




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PPP: encapsulación
•  Puede transportar múltiples protocolos simultáneamente
•  Marca el comienzo y final de cada trama
•  Por defecto encapsulación HDLC (RFC 1662)

–  Flag (0x7e)
–  Address (solo 0xff = All-Stations)
–  Control (solo 0x03 = Unnumbered Information con bit Poll/Final a
–  FCS (calculado desde el campo Address)

cero)

•  Byte Stuffing

–  Carácter de escape = 0x7d
–  En la secuencia entre los Flags se escapan todos los caracteres

0x7d y 0x7e

Paquete IP

Máx MRU bytes (def. 1500)

Proto

Información

Padd

Flag

Addr

Flag
Bytes 1 1 1 1 ó 2 0-MRU 0+ 2 ó 4
1

Paquete PPP

FCS

Ctrl




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PPP: LCP

•  Link Control Protocol
•  Permite que los extremos

–  Acuerden el formato de encapsulado
–  Terminen el enlace
–  Autentificación (opcional)
–  Determinar si el enlace funciona correctamente
–  Negocien opciones

•  Fases:

UP

Dead

Establish

OPENED

Authenticate

SUCCESS / NONE

FAIL

FAIL

DOWN

Terminate

Network

CLOSING




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LCP : Link Establishment

•  Negociación y establecimiento del enlace
•  Mensaje Configure-Request contiene opciones a negociar
•  Respuesta es un Configure-Ack o un Configure-Nack (no se acepta
algún valor de opción) o un Configure-Reject (no se conoce alguna
opción)

•  Cada extremo manda las opciones para su

sentido de transmisión

Configure-Request

Configure-Ack

Configure-Request

Configure-Ack




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LCP : Autentificación

•  Opcional
•  Solicitada mediante opción en el establecimiento
•  Los protocolos básicos de autentificación son PAP y CHAP
•  PAP = Password Authentication Protocol (RFC 1334)
•  Extremo que debe autentificarse envía
con

Authenticate-Request

mensaje
usuario/password

Authenticate-Nack

•  La respuesta es un Authenticate-Ack o un

•  Puede que ambos extremos hayan
solicitado autentificación y haya un doble
interca