DSLAM: Устройство для подключения DSL к цифровым каналам связи

Введение

Сетевое устройство, соединяющее интерфейсы DSL с цифровым каналом связи.

Мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM, часто произносится "Ди-Слам") – это сетевое устройство, обычно размещаемое на телефонных станциях, которое соединяет множество клиентских интерфейсов цифровой абонентской линии (DSL) с высокоскоростным цифровым каналом связи, используя методы мультиплексирования. Его аналогом для кабельного интернета (DOCSIS) является система завершения кабельного модема.

Роль DSLAM

Оборудование DSLAM собирает данные из множества портов модемов и агрегирует их голосовой и информационный трафик в один сложный составной "сигнал" посредством мультиплексирования. В зависимости от архитектуры устройства и настроек, DSLAM агрегирует DSL-линии через свою сеть асинхронного режима передачи (ATM), Frame Relay и/или Интернет-протокол, то есть IP DSLAM, использующий стек протоколов конвергенции передачи по пакетной технологии (PTM TC). Агрегированный трафик затем направляется на магистральный коммутатор оператора связи через сеть доступа (AN), также называемую поставщиком сетевых услуг (NSP), со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с. DSLAM функционирует как сетевой коммутатор, поскольку его работа осуществляется на канальном уровне. Поэтому он не может перенаправлять трафик между различными IP-сетями, а только между устройствами провайдера и точками подключения конечных пользователей. Трафик DSLAM коммутируется на сервер удаленного широкополосного доступа (BRAS), где трафик конечных пользователей затем маршрутизируется по сети провайдера в Интернет. Клиентское оборудование, обеспечивающее совместимость с подключенным к нему DSLAM, может использовать расширенные функции телефонной голосовой связи и передачи данных, а также возможности мониторинга и компенсации полосы пропускания, которые он поддерживает. DSLAM может располагаться как в телефонной станции, так и за ее пределами, и может обслуживать несколько абонентов, использующих голосовую связь и передачу данных, в пределах обслуживаемой территории, иногда совместно с цифровым абонентским концентратором. DSLAM также используются отелями, пансионатами, жилыми комплексами и другими предприятиями, эксплуатирующими собственные частные телефонные станции. Помимо функций коммутатора данных и мультиплексора, DSLAM представляет собой большую совокупность модемов. Каждый модем на агрегационной карте взаимодействует с DSL-модемом отдельного абонента. Эта модемная функциональность интегрирована непосредственно в DSLAM, а не реализована через отдельные внешние устройства, такие как голосовые модемы 20-го века, использовавшиеся для dial-up интернета. Как и традиционные голосовые модемы, встроенные DSL-модемы DSLAM обычно способны проводить тестирование линии и автоматически компенсировать эхосигнал и другие факторы, ограничивающие полосу пропускания, для достижения максимальной скорости соединения. Эта компенсационная способность также использует преимущества более высокой производительности DSL-соединений с "симметричной линией", обеспечивая поддержку сегментов локальной сети большей длины, чем физически аналогичные соединения Ethernet с витой парой (UTP), поскольку для корректной работы оборудования обычно требуется симметричный тип линии. Это обусловлено тем, что номинальный импеданс симметричной линии (измеряемый в Омах и включающий как сопротивление, так и индуктивность) несколько ниже, чем у UTP, что позволяет поддерживать "слабые" сигналы (однако твердотельная электроника, необходимая для создания таких цифровых интерфейсов, обходится дороже). Многие ранние DSLAM требовали отдельного сплиттера для разделения POTS-сервиса от ADSL-сервиса, но новые DSLAM могут подключаться непосредственно к телефонным линиям, поскольку в них встроены сплиттеры.

The DSLAM equipment collects the data from its many modem ports and aggregates their voice and data traffic into one complex composite "signal" via multiplexing. Depending on its device architecture and setup, a DSLAM aggregates the DSL lines over its Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame Relay, and/or Internet Protocol network, i. e., an IP DSLAM using Packet Transfer Mode Transmission Convergence (PTM TC) protocol(s) stack. The aggregated traffic is then directed to a telco's backbone switch, via an access network (AN), also called a Network Service Provider (NSP), at up to 10 Gbit/s data rates. The DSLAM acts like a network switch since its functionality is at the link layer. Therefore, it cannot re route traffic between multiple IP networks, only between ISP devices and end user connection points. The DSLAM traffic is switched to a Broadband Remote Access Server where the end user traffic is then routed across the ISP network to the Internet. Customer premises equipment that interfaces well with the DSLAM to which it is connected may take advantage of enhanced telephone voice and data line signaling features and the bandwidth monitoring and compensation capabilities it supports. A DSLAM may or may not be located in the telephone exchange, and may also serve multiple data and voice customers within a neighborhood serving area interface, sometimes in conjunction with a digital loop carrier. DSLAMs are also used by hotels, lodges, residential neighborhoods, and other businesses operating their own private telephone exchange. In addition to being a data switch and multiplexer, a DSLAM is also a large collection of modems. Each modem on the aggregation card communicates with a single subscriber's DSL modem. This modem functionality is integrated into the DSLAM itself instead of being done via individual external devices like 20th century voiceband modems used for dial up internet. Like traditional voice band modems, a DSLAM's integrated DSL modems are usually able to probe the line and to adjust themselves to electronically or digitally compensate for forward echoes and other bandwidth limiting factors in order to move data at the maximum possible connection rate. This compensation capability also takes advantage of the better performance of "balanced line" DSL connections, providing capabilities for LAN segments longer than physically similar unshielded twisted pair (UTP) Ethernet connections, since the balanced line type is generally required for its hardware to function correctly. This is due to the nominal line impedance (measured in Ohms but comprising both resistance and inductance) of balanced lines being somewhat lower than that of UTP, thus supporting 'weaker' signals (however the solid state electronics required to construct such digital interfaces are more costly). Many early DSLAMs required a separate splitter rack to split POTS service from ADSL service, but newer DSLAMs can be connected directly to phone lines as they have built in splitters.

Подробности оборудования

Клиенты подключаются к DSLAM через ADSL-модемы или DSL-маршрутизаторы, которые подключены к сети PSTN через стандартные неэкранированные телефонные линии с витой парой. Каждая DSLAM имеет несколько агрегационных карт, и каждая такая карта может иметь несколько портов, к которым подключены линии абонентов. Обычно одна агрегационная карта DSLAM имеет 24 порта, но это число может отличаться у разных производителей. Наиболее распространенные DSLAM размещаются в шасси телекоммуникационного класса, которые питаются (номинальным) напряжением 48 вольт постоянного тока. Следовательно, типичная установка DSLAM может включать в себя преобразователи питания, шасси DSLAM, агрегационные карты, кабельную инфраструктуру и восходящие каналы связи. На стороне восходящей магистрали (ISP) многие ранние DSLAM использовали ATM – этот подход был стандартизирован DSL Forum – с последующей поддержкой Gigabit Ethernet. Сегодня наиболее распространенными восходящими каналами связи в этих DSLAM являются Gigabit Ethernet или многогигабитные волоконно-оптические линии связи.

IP-DSLAM

IP DSLAM расшифровывается как Internet Protocol Digital Subscriber Line Access Multiplexer (мультиплексор доступа по цифровой абонентской линии для протокола IP). Пользовательский трафик в основном основан на IP. Традиционные DSLAM 20-го века использовали технологию асинхронной передачи (ATM) для подключения к вышестоящим ATM-маршрутизаторам/коммутаторам. DSLAM просто извлекал ATM-сигналы из DSL-сигнала и передавал их ATM-маршрутизаторам, которые затем извлекали IP-трафик и передавали его IP-маршрутизатору в IP-сети. Такое разделение задач считалось целесообразным, поскольку сама технология DSL основана на ATM и теоретически могла передавать данные, отличные от IP, в этом ATM-потоке. В отличие от этого, IP DSLAM извлекает IP-трафик непосредственно в самом DSLAM и передает его IP-маршрутизатору. Преимущества IP DSLAM перед традиционным ATM DSLAM заключаются в том, что объединенное оборудование дешевле в производстве и эксплуатации и может предложить более широкий набор функций.