PDF de programación - ADSL (y 2)

REDES DE BANDA ANCHA
Área de Ingeniería Telemática

ADSL (y 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
• 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
– Latencia simple “rápida/fast” o “intercalada/interleaved”
– Downtream: 32 a 6,144 Kbps en múltiplos de 32Kbps
– Upstream: 32 a 640Kbps en múltiplos de 32Kbps

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Subcanales en ATM sobre ADSL

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

Fast
byte

Fast data
Buffer contents

FEC

Interleaved data
Buffer contents

AS0

AS1 LS0

Ejemplo

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Corrección de errores

• Código Reed-Solomon
• Dos modos:

– “rápido/fast” (opcional): baja latencia
Message vector

Check

Transmitted data

Error burst

Line data

Destruidos más que

los recuperables

After receive checking

Lost block

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Corrección de errores

• Código Reed-Solomon
• Dos modos:

– “intercalado/interleaved”

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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Corrección de errores

• Código Reed-Solomon
• Dos modos:

– “intercalado/interleaved”

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

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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Ajuste de velocidad
enlace

sincroniza

se

y
acondicionamiento) a una velocidad upstream y otra
downstream

(inicialización

• El

• 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

Max required bit

rate

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

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Bridged Mode con PPPoE

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 ?

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

– Encapsulación
– Protocolo de control del enlace (LCP) para establecer, configurar y

comprobar el enlace de datos

– Protocolos de control específicos para cada protocolo de red

(NCP)

• 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

cero)

• Byte Stuffing

– FCS (calculado desde el campo Address)

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

0x7d y 0x7e

Paquete IP

Proto

Información

Padd

Flag

Addr

Ctrl

Paquete PPP

FCS

Flag

Bytes 1 1 1 1 ó 2 0-MRU 0+ 2 ó 4 1

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PPP: LCP

Link Control Protocol

•
• Permite que los extremos

– Acuerden el formato de encapsulado
– Terminen el enlace
– Autentificación
– Determinar si el enlace funciona correctamente

• Para establecer comunicación cada extremo envía primero paquetes

LCP para configurar y comprobar el enlace

• Tras establecer el enlace se puede realizar una autentificación de los

extremos (opcional)

• El enlace permanece hasta que paquetes LCP o NCP lo desactivan o

hasta un evento externo

UP

Dead

Establish

OPENED

Authenticate

SUCCESS / NONE

FAIL

FAIL

DOWN

Terminate

Network

CLOSING

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a PPP: LCP (Autentificación)



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• PPP soporta autentificación antes

de empezar con NCP

• Dos protocolos de autentificación:

– PAP: Password Authentification
Protocol (envía la password como
texto, saludo a 2 vías)

– CHAP: Challenge Handshake
Authentication Protocol (saludo a 3
vías)

Nombre: santacruz
Contraseña: boardwalk

Nombre: santacruz
Contraseña: boardwalk

“santacruz boardwalk”

Aceptar/Rechazar

Nombre: santacruz
Contraseña: boardwalk

Nombre: santacruz
Contraseña: boardwalk

Desafío

Respuesta

Aceptar/Rechazar

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PPP: NCP

• Network Control Protocol
• Una vez el enlace está funcionando, cada NCP configura un

protocolo de red (IP, IPX, AppleTalk)

• Cada NCP puede ser activado o desactivado en cualquier

momento
IPCP (NCP para IPv4, RFC 1332)
– Responsable de configurar, activar y desactivar los módulos de IP

•

en ambos extremos

– Antes de poderse comunicar paquetes IP, IPCP debe alcanzar el

estado “Opened”

– Permite configurar las direcciones IP de los extremos
– Permite especificar compresión de las cabeceras IP

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Bridged Mode con PPPoE

Agregador

Switch ATM

DSLAM

ATU-R

• Crear una sesión PPP entre los dos extremos
• Sobre las tramas E