Geniş Bant İnternet Hizmetlerinin Evlere Ulaştırılmasında xDSL Tuba Uzakgider & C. Aybars Ural , Ege Üniversitesi Uluslararası Bilgisayar Enstitüsü, Aralık 2011

İnternet Hizmetleri, Ev ve SOHO (Single Office / Home Office ) alıcılarına nasıl ulaşıyor ? Telefon hattıyla ( POTS üzerinde çevirmeli bağlantı, xDSL veya ISDN ) Kablo TV hattıyla ( CATV / HFC üzerinde Kablo İnternet ) Fiber optik hatla Uydudan telsiz olarak WiMAX sistemiyle telsiz olarak Cep telefonu şebekesi ile telsiz olarak 2

xDSL'e genel bir bakış Mevcut bakır telefon hatları üzerinden çalışır Telefon ile aynı anda kullanılabilir Frame Relayler arasında ve ATM hücreleri arasında bağlantı amaçlı kullanılabilir Düşük maliyetli ve yüksek verimliliktedir Ev ve SOHO türü kullanıcıların ihtiyaç ve taleplerine yanıt verebilmektedir Pek çok internet uygulamasında, rakiplerinden etkin ve doyurucu sonuçlar vermektedir 3

xDSL'in türleri ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line ) RADSL ( Rate-Adaptive Digital Subscriber Line ) SDSL ( Symmetric Digital Subscriber Line ) VDSL ( Very-High Rate Digital Subscriber Line ) HDSL ( High-Bit-Rate Digital Subscriber Line ) 4

ADSL, özellikler, artılar ve eksiler Asimetrik veri akışı Telefon hattını aynı ayda kullanabilme Ev ve SOHO kullanıcı ihtiyaçlarına uygunluk Gelişen teknoloji ile artan hızlar En ucuz xDSL çeşidi Sunucular ve proxyler için uygun değil 5

ADSL, T1 sınıfındaki hızlar ve kanallar 6

ADSL, E1 sınıfındaki hızlar ve kanallar 7

RADSL, özellikler, artılar ve eksiler ADSL ile benzer nitelikler Veri iletiminden önce hız için ön test uygulanımı Servis sağlayıcıdan uzaklığa ve kablo kalitesine uygun hız seçimi Güncel uygulamada kullanılmakta 8

SDSL, özellikler, artılar ve eksiler Simetrik indirme ve gönderme hızları Sunucular, frame relayler, proxyler için uygunluk Kiralık hatların ucuzlamasını sağlar Dağıtık sunucu düzenlemerinde, video konferans uygulamalarında yararlı Büyük işletmeler için göreceli olarak ekonomik Ev ve SOHO kullanıcıları için pahalı 9

VDSL, özellikler, artılar ve eksiler Asimetrik indirme ve gönderme hızları ADSL'e göre çok yüksek hızlar Çok kısa mesafelerde etkindir Fiberden / kiralık hattan, bina içi / şirket içi dağılıma geçişlerde elverişlidir LAN'lar arası bağlantıların ucuz biçimde yapılması için uygun bir çözümdür Ev ve SOHO kullanıcıları için fiberoptik sistemler ile birlikte gelişim göstermesi beklenmekte 10

HDSL, özellikler, artılar ve eksiler Simetrik indirme ve gönderme hızları 2 çift kablo çifti kullanır POTS iletimi yoktur Kısa mesafeli kiralık hatları ucuzlatmıştır Sanayi sitesi veya büyük iş merkezleri gibi müşteri yapılanmalarında, bir merkezi yapı ile birlikte kullanılır Ev ve SOHO kullanıcıları için pahalıdır 11

xDSL ve Kablo İnternet Karşılaştırması xDSL'in ana rakibi kablo internettir Kablo internet, ticari sahalarda bulunmamaktadır Büyük şehirler haricinde kablo yaygın değildir Kablonun mimarisi, güvenliği güçleştirir Kablo internette, bant genişliği bölüştürülür. xDSL'e göre ağ yönetimi daha zahmetlidir 12

xDSL'de fiyat / performans durumu 13

İnternet erişimlerinde fiyat karşılaştırması 14

xDSL standartlarındaki gelişmeler ANSI, ETSI ve ITU-T ADSL2, HDSL2 (2 çiftli), HDSL2(tek çiftli) RADSL, VDSL ADSL forumu, DAVIC, ATM forumu ADSL, VDSL ADSL üzerinden ATM, VDSL üzerinde ATM ADSL için ATM TC katmanı 15

DMT ve CAP karşılaştırması ADSL hattını standartlaştırabilmek için çok çaba harcanmıştır. ADSL teknolojisinde iki tip modülasyon tekniği kullanılmaktadır. Bunlar ANSI ve ETSI standartlarında kabul edilmiş olan DMT (Discrete Multi Tone) ve standart olmayan CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation) modülasyonlarıdır. 16

3 yıl önce , “elma mı portakal mı” karşılaştırmasına benzer bir karşılaştırmada DMT performans konusunda kazanandır.Gerçekte DMT sadece yüksek hızda veri iletimini desteklemeye ayarlanmışken CAP ; POTS(Plain Old Telephone Service- Geleneksel telefon hizmeti şebekesi),ISDN ve yüksek hızda veriyi eş zamanlı olarak destekler. DMT ürünleri sahnede ortaya çıkmaya başlarken,CAP ürünleri geçici olarak line kod tartışmalarında kaybetmesine rağmen piyasalarda baskın durumdadır. 17

İlgilenilen senaryo Transmission Control Protocol(TCP) ve OSI ‘nin karşılaştırılmasını anımsatmaktadır. TCP’ye benzeyen CAP, daha iyi fiyat,performans ve güç özellikleri ile DMT’den 4-5 kat daha az karmaşıktır. CAP piyasası önde kalabilmek için fiyat/performans eğrisine daha fazla ivme vermelidir. OSI’ye benzeyen DMT teorik olarak güzel çözümler sunmaktadır fakat henüz piyasaya getirmek zordur. 18

ADSL piyasasının mevcut durumunun tanınmasında TIE1 standardında olan CAP tabanlı RADSL’in çalışmaları devam etmektedir.İlginçtir ki , VDSL için birkaç DMT şirketi hat kodu metodu olarak CAP’in yöntemini savunmaktadır. 19

XDSL BİRLİKTE ÇALIŞABİLİRLİK XDSL ne ISDN ne de ATM’dir.XDSL,end-to-end (uçtan uca) uyumlu değildir. ; yani ne end-user-to-end-user(son kullanıcılar arasında) ne de end-user-to-switching-system(kullanıcı anahtar arasında)’dir. 20

xDSL uçtan uca çalışabilirlik kısa mesafe kullanıcılarını kapsar xDSL uçtan uca çalışabilirlik kısa mesafe kullanıcılarını kapsar. Bugün sadece CAP ürünleri birlikte çalışabilirdir.DMT ürün satıcıları , en az 2 yıl sürecek olan , ürünlerinin gelecekte birlikte çalışabilirliği hakkında çalışmalara başlamıştır. 21

Şekil 1:ADSL abonesi başına düşen dağıtım maliyet tahmini 22

Şekil 2 :ADSL-temel Internet servis hizmeti maliyeti tahmini 23

İşletme Alanında xDSL İşletme alanında xDSL dağıtımı için gelişmekte olan çeşitli faktörler vardır.Özellikle broadband(genişbant) alanında ADSL’de aşağıdaki faktörler dikkate alınmaktadır. Yeni Gelir -- Internet erişimi ve VOD gibi katma değerli hizmetlerin jenerasyonu. 24

POTS piyasası göz önüne alındığında fiyat rekabetinin yüksek olduğu ve internet üzerinden ses iletimi gibi alternatif hizmetlerin tehdidi artmaktadır. ADSL servis sağlayıcıları yüksek fiyatlı , yüksek mesafeli konut geniş bant hizmetleri sunarak seçenek verir. Altyapı Dağıtım Yükseltme Maliyetleri – Mevcut olan bakır çift bükümlü kablo kullanır ve terminal adaptörleri veya özel istemci veya host yazılımı gerektirmez ,sadece abone hattı başına 2 ADSL modemin eklenme provizyonu(onayını) gerektirir. 25

Artan Dağıtım Seçenekleri – ADSL dağıtımı bütün bir switch’i yükseltmek için veya tek seferde etkinleştirebilmek için abone grupları gerektirmez.Her abone hattı bağımsız bir şekilde ADSL’i hazır konuma getirebilir. Kolay Geçiş Yolu – Eğer yüksek hızlı hizmetler belirli bir abone konumuna ihtiyaç duyarsa , ADSL donanımları VDSL ekipmanları tarafından değiştirilebilir(ve belki de daha uzun bir fiber kullanır.).ADSL ekipmanları başka bir abonede de kullanılabilir.(Abone yer değiştirdiğinde de tekrar aynı ekipmanlar kullanılabilir.) 26

Servis Sağlama da Zaman İyileştirmesi – ADSL ekipmanları, diğer konut geniş bant hizmetlerinin desteklediği alt yapılara kıyasla “tak ve çalıştır” özelliktedir. Network “Hold Time”(Belli bir süre-zaman tutma) Gelişmeleri – Internet aramaları ağ kaynaklarını saatlerce meşgul etmektedir. Orjinalde sadece birkaç dakikalık sesli aramalar için tasarlanan POTS ağları , giderek yük olmaktadır.ADSL , ADSL aramalarını yardımcı bir yüksek hızlı veri ağına yönlendirerek bu kaynaklarını serbest bırakmaktadır. 27

Ağ Switch Portu ve Çevrim(Loop) Kullanımı Gelişmeleri – SOHO çalışanları 2 den 4’e kadar olan ofis hatlarını(her biri ofis sesli aramaları,ofis faks çağrıları,Internet/Intranet çağrıları ve kişisel çağrılar) , tek hatlı ADSL servisi ile değiştirebilir. Rakip Tehdidi Nedeni ile Gelir Kayıplarını En Aza İndirmek – CATV(Kablolu televizyon hatlarını kullanarak Internete erişim tekniğidir) şirketlerinin tehdidine ek olarak , düzenlenmemiş telefon şirketi ortamında yerel ağada rekabet sağlar. 28

xDSL Broadband(Genişbant) Hizmetleri Uygulamalar : xDSL uygulamaları kabaca konut ve kurumsal kullanıcı kategorilerine bölünebilir.Zamanla, bir çok durumda , evde çalışma ve on-line ticaret yaygın hale gelmiştir,konut ve kurumsal kullanıcılar arasındaki ayrım bulanıklaşmaktadır. 29

Konut Kullanıcı Uygulamaları – Internet Erişimi – Herkesin bildiği gibi , World Wide Web’in gelişi internetin son 2 yılda olağanüstü büyümesi ile sonuçlandı.Ancak,İnternetin altyapısı bugünün web sitelerinde yaygın olan zengin grafik transferi için henüz optimize edilmektedir.Kullanıcıların çoğunluğu Web’e genel (devre)aktarmalı telefon şebekesi(PSTN) ve 14.4 kbls veya 28.8 kbls modemler üzerinden erişmektedir. 30

Ek olarak , analog erişimin bant genişliği sınırlamalarında,PSTN’yi oluşturan switchler ,birkaç saatlik tipik internet oturum çağrılarının yerine kısa bağlantılı telefon çağrıları için optimize edilmiştir.Bu sorun PSTN üzerindeki gerilimin büyük miktarını oluşturur ve internet erişiminin düşük , sabit fiyatlandırma modelini tehdit eder.Ek olarak , servis sağlayıcıları internet erişimini genişletmek için kapalı PSTN internet trafiğini tutmanın bir yolunu aramaktadır. 31

xDSL zorlayıcı bir erişim çözümünde Web’in bir başka yönü ,Web tabanlı veri iletişiminde asimetrik doğasıdır.Çoğu durumlarda servis sağlayıcılara gönderen upstream trafik kullanıcıları, bir web sayfasından diğer bir web sayfasına taşımaya izin veren kısa metin mesajları URL’leri kullanır. Grafik yoğunluklu web sayfalarından downstream web trafik akışının çoğunlu olan,orta ve büyük metin dosyaları,ses dosyaları ve hatta video klipler web sunucu kullanıcıları tarafından indirilebilir. 32

Açıkcası, ADSL’in bant genişliğinin asimetrik oranlarının belirlenmesi web erişimi için en iyi duruma getirilmiştir. İsteğe Bağlı TV/Video –ADSL ilk olarak sıradan telefon telleri üzerinden ev kullanıcıları için VOD servisleri ve TV programları sunarak CATV şirketleri ile rekabeti hedef almıştır.VOD(isteğe bağlı video) herkesin beklediği gibi muhteşem bir uygulama olmamasına karşın,internet erişimi ile birlikte ROI(yatırım getirisi) analizlerinde çok daha ilgi çekici görünüyor. 33

Ayrıca Kuzey Amerika dışındaki çoğu ülkede çok küçük bir CATV ağ altyapısı bulunmaktadır.İnternet erişimi ve POTS servisleri de dahil olmak üzere TV programları ve VOD servisleri sunan ADSL,bir çok ülkenin iletişim ve içerik için tek durağı olmaktadır. 34

Kurumsal Kullanıcı Uygulamaları – Kiralık Hat Sağlama – Müşteri sitesinden T-1 veya E-1 kiralık hattı sağlama maliyetini büyük ölçüde azaltmak için bugüne kadar ki en popüler xDSL uygulamasıdır. HDSL(High-bit-rate Digital Subscriber Line- Yüksek hızlı Sayısal Abone Hat Sistemi) son birkaç yıldır bu şekilde büyük başarılar elde etmiştir.İleriki yıllarda iki çift kablo yerine(HDSL) tek kablo çifti ile aynı özellikler ve performansı elde edilmesi bakımından SDSL’in(Symmetric DSL-tek çift büküm kullanır) HDSL’in yerini alması beklenmektedir. 35

xDSL kullanarak çok düşük maliyetle müşterilerine E-1 ve T-1 kiralık hatları sağlayabilmektedir. Şirket içi ve yerel ağa erişim sağlayan servis sağlayıcıları telefon olmayan şirketlere izin vermek için son zamanlarda Amerika Birleşik Devletlerinde telekominikasyon reformuna gidildi.İlginçtir ki bu durum SDSL’in 2 Mb/s ve TDM switchlerini destekleyene kadar E-1 kiralık hatlarının sağlanmasını yükseltecektir.Çoğu çoklayıcı(multiplexer) üreticileri E-1 ara yüzünü desteklemektedir. 36

Aktarım mekanizması olarak SDSL’i kullanmak aynı fiyata %30 daha fazla bant genişliği sunan kiralık hattı desteklemeyen servis sağlayıcılarının küçük bir sebebi vardır. Tarifelendirilmemiş E-1 ,telefon şirketlerinin kendilerini farklılaştırma ve karşı rekabet için erişim sağlayıcılarına alternatif bir yol olabilir. 37

LAN’lar Arası Bağlantı – Ana terminal (host-terminal) ağda sadece metinsel ekran güncellemeleri ve tuşların iletimi için geniş alan bant genişliğine ihtiyaç vardır. Ancak , kurumsal ağ boyunca LAN’ları bağlamak için daha fazla bant genişliği,düşük maliyetli geniş bant teknolojileri ile istemci/sunucu uygulamaları devam etmektedir. LAN’lar arası bağlantı çözümleri için geçtiğimiz 3 yıl içinde Frame Relay servisşeri %100 oranında büyüme gerçekleştirmiştir.(Frame Raley = kurumlara geniş alan ağları üzerinden yüksek hızlarda servis veren, esnek band genişliği kullanımı ve kiralık hatlara göre daha verimli ve ucuz bağlantı imkanı sağlayan bir servistir.) 38

Frame Relay Provizyonu – LAN’ları bağlamak için xDSL’in kullanıldığı durumlarda mevcut network mimarisini ve ağ yönetim uygulamalarını korumada frame relay kullanılır.Ayrıca kurum içerisinde veri ve ses taşıma gibi, LAN’lar arası bağlantı dışında kalanlar için xDSL üzerinden frame relay hizmetleri uygulanabilir. 39

Temelde iletim mekanizması olarak xDSL’in kullanılmasının avantajları : -Maliyet : Frame relay erişimi için T-1’in kullanılmasına kıyasla , mevcut telefon hattı üzerinden dağıtılabilen xDSL büyük ölçüde maliyet tasarrufu sağlamaktadır. -Daha Yüksek Bant Genişliği : Frame Relay hizmetlerinin büyük çoğunluğu T-1 hızlarında sınırlıdır.Bugün iletim teknolojisi olarak ADSL kullanarak ,6 Mb/s downstream hızı elde edilebilir. 40

Intranet Erişimi –xDSL’in ilerlemesi için internet erişimi kritik bir pazar olacakken yakın vadede ıntranet erişimi daha önemli olabilecektir.Intranetler , geniş bir uygulama sunmak için web tabanlı mimari bileşenlerini(Web serverlar,browserlar gibi) ve web protokol/dillerini (TCP/IP,HTML,Java gibi ) kullanan özel ağlardır.ADSL benzer hızlarda LAN kullanan uzaktan iletişim kuran şirket intranetlerinde idealdir. 41

Aşağıda halen yürütülmekte olan bazı xDSL çalışmaları bulunmaktadır. Denemeler(Trials) : Aşağıda halen yürütülmekte olan bazı xDSL çalışmaları bulunmaktadır. GTE ADSL Trial in Redmond,Washington : GTE son zamanlarda Washington,Redmond ‘da ADSL servisleri için altı aylık deneme olarak başlatıldı. Microsoft birincil abone olana kadar Washington Üniversitesi ve birkaç yerel işletmeler katıldı.İçerisinde internet erişimi , evde çalışanlar için uzaktan erişim ve mümkün oldukça SDSL üzerinden video konferansı da bulunan çeşitli uygulamalar kullanılarak ADSL servisleri uygulanmaktadır. 42

Başlangıçta 1.5Mb/s bant genişliği olan downstream ve 64 kb/s upstream’lik oran daha sonra 6Mb/s downstream ve 640 Kb/s upstream servisi sunacaktır. - U S West ADSl Trials in Boulder and Minneapo/is/St Paul : Bu çalışma Nisan 1996’da başlamıştır ve sadece kendi çalışanları için kullanılmaktadır.ADSL ve HDSL servislerinin her ikisi için de internet erişimi ve ev kullanıcılarını temel alan uzaktan erişim test edilmektedir. 43

UUNet ADSl Trial in Toronto : Uunet Canada’da , bir ISP’nın birden çok uzak site ile iletişim sağlayan tek bir kurumsal müşteri için 1.5 Mb/s / 64Kb/s ADSL hizmeti test edilmektedir.Birincil uygulamak olarak internet ve intranet erişimi değerlendirilmektedir.Bu çalışma Haziran 1996 yılında başlamıştır ve ISP tarafından yapılan ilk önemli trial’lerden biridir. 44

-İsviçre Telekom ADSL Trial’i : İsviçre Telekom şu anda , yaklaşık 200 hanede ADSL üzerinden sağlanan birden fazla servis için bir trial yürütmektedir.Bu sevrisler VOD,”edutainment(eğitici eğlence)” programlama ve on-line alışveriş’tir.Bu trial’de ADSL 2Mb/s downstream ve 9.6 Kb/s upstream bant genişliği sağlamaktadır. 45

Network Modelleri xDSL öncelikle fiziksel katmanda çalışan point-to-point iletim teknolojisini kullandığından beri çeşitli ağ protokollerini desteklemektedir.Çoğu servis sağlayıcıları birden fazla hizmet ve uygulamaları destekleyen broadbant ağ mimarisi iletişim teknolojilerini sunan xDSL ve ADSL aramaktadır. 46

Bu IP modeli şeklinde ATU-C, şirketler için bir ADSL terminal ünitesi ; ATU-R ise uzak site için bir ADSL terminal ünitesidir. 47

IP trafiği için bir ulaşım mekanizması olarak ADSL kullanmak internet uygulamaları için belirgin bir seçenektir.IP modeli intranet erişimi,LAN-to-LAN bağlantısı gibi uygulamaları da sağlamaktadır.ADSL nispeten yüksek bant genişliğinde dedicated (adanmış) bağlantı sağladığı gerçeğiyle ATM networklerini genişletmek için kullanılabilir. ADSL Forum’unda ATM hücrelerinin nasıl ADSL üzerinden taşındığı belirtilmiştir. 48

Telefon şirketleri hücre dönüşüm gerektiren büyük cihazlardan elde edilecek tasarruf nedeniyle ADSL üzerinden ATM ile ilgilenmektedirler. Şema 4 .End-to-end ATM modeli 49

xDSL teknolojileri kiralık hat sağalama maliyetini büyük ölçüde azaltmak için kullanılabilir.xDSL teknolojileri,TDM teknolojileri kullanılan özel kiralık hatlara dayalı olan mevcut ağ mimarilerine sorunsuzca entegre edilebilir. Şema 5.Circuit Switched Modeli 50