題目 :一、何謂 DSLAM,DSL ？二、何謂 ATM over DSL? 三、請繪圖說明 ,ADSL 高速上網架構及其 Protocal Stack 四、 ATM QoS, 請說明 CBR,VBR(realtime,non-realtime.), UBR

進階網路系統作業

組員 :935602 蘇俊吉 935604 盧柏崴

935625 黃明煜 935627 李德偉

935645 簡孟修 935651 蔡曲望

935657 王友佐

組別 :第二組

一、何謂 DSLAM,DSL ？

DSLAM ：全名為 Digital Subscriber Line Access Multiplexer ，它是一種 ADSL 設備，放置於機房中，可以將許多 ADSL 用戶線集縮成一路 ATM 。

DSL (Digital Subscriber Line): 近年來由於 Internet 的快速發展 , 除了提供傳統的電子郵件傳送服務外 , 亦結合了大量語音、圖片以及動態影像等各式各樣的多媒體服務 . 由於多媒體是需要大量的頻寬以供傳送資料之用 .於是為了獲得更高速的資料存取能力 , 互聯網供應商就紛紛提出各種提高傳輸速率的方案 . 當 Internet 上的以多媒體資訊為主的網站愈來愈流行的時候 . 那些使用傳統撥接式電話網路的使用者對於用 28.8 、 33.6 或是 56kbps 的模擬式調解器所可以提供的速度根本無法滿足對頻寬的需求 ;由於一般用戶都是以電話線上網 , 業界自然就會從電話線入手以推出更快更新的網絡技術 . 而現今的解決方案之一就是採用 DSL （ Digital Subscribet Line ）數位用戶迴路 .

DSL 顧名思義是一種數位式的用戶線路 , 和目前我們所用的類比用戶線 --- POTS （ Plain Old Te1ephone service ）不同 , DSL並不是新的名詞 , ISDN 也是一種 DSL, 而 DSL 系統有許多種 , 一般通常被稱為 xDSL:中文譯成數位用戶迴路，數位用戶迴路指的是透過一般銅質雙絞電話線，使用數據機連接電腦系統與數位迴路，將高頻寬資訊帶給一般家庭與中小企業用戶的持續性數位迴路。 xDSL指的是 DSL變種，像是非對稱數位用戶迴路 (ADSL ) 、對稱式數位用戶迴路 (SDSL ) 、高速數位用戶迴路 (HDSL) 、超高速數位用戶迴路 (VDSL ) 、語音搭載數位用戶迴路 (VoDSL) 等。

DSL 的種類：在 DSL(Digital Subscriber Line) 上的技術包含 ADSL 、 HDSL 、 SDSL 和 VDSL ，這些技術都可將現有銅線頻寬加大，讓電話公司利用既有網路提供互動式的資料和影像傳送， ADSL則是最常見的一種技術。以下就各種技術做一簡單介紹：

(1)HDSL(High-data-rate DSL)：

HDSL利用兩對雙絞線進行數位資料的傳輸，上、下傳的速度相等，這是其與 ADSL最大的不同點。在單一對雙絞線的狀況下， HDSL 的速度可以達到 784Kbps至 1040Kbps ，如果使用兩對雙絞線，則可將速度提高到 T1 （ 1.544Mbps ）或是 E1 （ 2.048Mbps ）的傳輸水準。

(2)SDSL(Symmetric DSL)：

SDSL 是 HDSL單線傳送的版本， SDSL 可在一對雙絞線上傳送 T1或E1 的信號，所以 SDSL 可同時支援 T1/E1 和 POTS 。此外， SDSL比HDSL 方便的地方是， SDSL較適合用戶只有單一對電話線路的市場。另一方面， SDSL 上、下傳輸的速度相等，這個特性可彌補 ADSL 的不足。目前 SDSL 的傳輸速率則是介於 1.5Mbps到 2Mbps 之間。

(3) VDSL(Very-high-rate DSL)：

VDSL 的下傳速度在 1,000英尺以內可達 51Mbps到 55Mbps ，在 4,000英尺的距離，速度在 13Mbps左右。上傳速度是以非對稱為主，速度則從 1.5Mbps到 2.3Mbps不等。上下傳的資料頻道都可將 POTS 和 DSL 的頻段分出，同時提供 POTS 和 DSL 的服務。

(4) ADSL：

ADSL 是最受注目的 xDSL 技術，簡單的說就是如同目前一般撥接用戶一樣，利用現有的電話線路，再加上 ADSL專用 Modem ，將數位資料的傳輸速度提升到下傳速度為 1.5Mbps到 9Mbps ，上傳速度達 640Kbps到 1,040Kbps 的境界，此種上下傳不對稱的速度，即是被稱為 Asymmetrical 的原因。

xDSL與 DSLAM 架構圖

何謂 ATM ATM(Asynchronous Transfer Mode) ─ 非同步傳輸模式： ATM 技術在傳送資料時，先將資料 (包括語音、數據以及視訊 )切割成一個一個固定長度的封包 (cell) 、然後利用光纖或 DS1/DS3 傳送到目的地。到達目的地之後，再重組回原來的資料。對於語音、數據以及視訊資料都是採取同一種處理方式，所以 ATM允許在同一個網路上，同時傳遞不同形式的資料包括語音、數據以及視訊。

ATM Over ADSL 如何運作 :目前所提供的寬頻服務是建基於以 ATM (Asynchronous Transfer Mode) 為骨幹的 ADSL 網絡 . 而 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line 非對稱數位用戶線路 ) 本身是一項建基於現有的兩芯銅線電話網路系統 (PSTN) 上 , 只要將現有的電話線路轉換成高速的數位線路即由類比式的傳送方法改為數碼式 . 這樣就可以在享用高速下上傳頻寬的同時 , 而又可以維持原有的電話通話線路 .

二、何謂 ATM over DSL?

不像 ISDN, ADSL 不需要更換在電話機樓內的大部份設備 , 而僅需要在機樓內安裝一台 ADSL Modem ATU-C, 在用戶端也必須安裝一台 ADSL Modem ATU-R , 就已經完成了 ADSL 的架構。

1) 透過 ATM PVC (Permanent Virtual Circuit) 及 PPP (Point-to-Point Protocol) 模式以建立一個虛擬電路與寬頻服務供應商連線PPP 模式的 ATM Over ADSL 會於每個用戶端的 ATU-R 與香港電訊機樓內的 DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) 之間採用 PPP Over ATM Over ADSL 的連線方式 . 而 DSLAM 與 BAS 則通過 ATM 的方式相連 . 在 DSLAM與每個 ISP 之間會建立一條 Virtual Path Tunnel, 用戶透過 Q.2931 信號交換方式與ISP建立連結 , 而 DSLAM 會終結這個 ATM信號交換 ,再選擇一條到該 ISP 的 PVC給用戶使用 , 並將用戶之資料透過此 PVC 傳送 . 至於用戶與 BAS 之間亦會透過 ATM PVC 的方式進行 . BAS 會將 IP Packet 以 PPP 轉送至 NSP. 通過 BAS 以取得用戶的登入指令以向 NSP 的 RADIUS Server 分配 IP Address 給每名用戶 .

2) 再以 L2TP (Layer Two Tunneling Protocol) 以銜接不同寬頻服務供應商 (Service Providers) 之網路架構型態

由於 PPP 的缺點是本本身沒有 IP Address 的分配機制 , 所以於一個點與點的連線中只可以有一個 PPP 的連線 . 因此要引入 L2TP 以達致於同一個邏輯信道上傳送多個 PPP 的功能 , 即多工匯集在單一 Tunnel通路中 .

而 Tunneling 就是指於一邏輯信道同時傳送多路用戶 PPP連接通路 . 目前三種最常見的 Tunneling 技術包括 : PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol) 、 L2F(Layer Two Forwarding) 及 L2TP(Layer Two Tunneling Protocol). 而 L2TP 則集合 PPTP 及 L2F 的功能 . L2TP 通過在 Tunnel 上的一端對每個對應的 PPP 連線分配一個號碼以對不同的 PPP 加以分區 , 以於同一條邏輯信道上同時傳送多路用戶 PPP連接通路 . 因此能更有效的使用骨幹網路通路寬頻資源 .

而 LAC (L2PT Access Concentrator) 及 LNS (L2PT Network Sever) 之間只會有一條邏輯信道 . 因此於 ATM 網絡之上 , 一組 PPP 連線只需要分配一個 PVC.

3) 最後以 ATM SVC (switched virtual circuit) 的方式提供網路連線 .

通過 ATM Access Switch 以虛擬方式 (Virtual UNI) ，處理用戶UNI 信號方式之網路架構型態 . 在這個部份 , 每個用戶會有獨一無二的 VPI, ATM Access Switch 則提供一個 Virtual UNI介面與 DSLAM連接 , 並終結所有用戶的 UNI信號交換與 ILMI協定 .系統就會根據用戶的連線訊號 , 以 ATM SVC 的交換方式動態以建立一個用戶虛擬電路替代以 ATM PVC 預先建立方式提供網路連接 , 以便更有效使用寬頻網絡的資源

ATM Over ADSL 方式有何好處 :

1) ATM 可以根據 ADSL 的速率以有效地分配資源

2) 由於整個網絡以 ATM 為本 , 因此同一個 ATM 網絡可將為不同的資料形態 (語音、數據及視訊等 )提供一個單一形式的交換傳送網路 , 這種整合網路將可改善網路的效率與管理性 .

3) ATM 技術在傳送資料時 , 先會將資料 (包括語音、數據以及視訊 )切割成一個一個固定長度的封包 (cell), 然後利用光纖傳送到目的地 . 到達目的地之後 ,再重組回原來的資料 . 對於語音、數據以及視訊資料都是採取同一種處理方式 , 所以 ATM 允許在同一個網路上 , 同時傳遞不同形式的資料，包括語音、數據以及視訊資料 . ATM 的封包是分成兩個部份 : 標頭 (head) 及資訊欄 (payload). 資訊欄部份 (48bytes) 是運載真正資料 , 如語音、數據以及視訊資料 ,而標頭 (5bytes)則是地址資料 . 由於採用固定長度的封包 , 因此用戶的 ATU-R 與 ATU-C 可在封包處理上比較容易 .

4) 以便於將 ADSL 升級致 VDSL (Very high Digital Subscriber Line)

ATM 寬頻網絡是如何運作 :

以 xDSL 為核心的寬頻技術 , 同時以 ATM 作為數據的處理方式 . 到底是這種技術是如何運作呢 ? 簡單來說可以分為下列五個部份 :

1) 首先電腦將 TCP/IP 的 Data packets 傳送至網路卡 , 再通過 Cat-5 UTP Cable 傳送至 ADSL Modem 。

2) 通過 ADSL Modem 將 Ethernet 的 Data packets 轉化為 ATM cells. 然後透過電話線以 ADSL 訊號的方式傳送 ATM cells 至機房。

3) ADSL 的訊號和電話本身的語音訊號會被在機房內的 ATU-C ADSL Terminal Unit-Central 分離 , 而 ADSL 訊號則會傳送至 DSLAM 。

4) 當 ATM cells 傳送到 DSLAM 後 , 就會於機房內的 ATM Access Switch (例如 Cisco 5500/7204)建立起一個獨立的 Virtual Circuit, 同時會通過 OC-3 傳送 ATM cells 至 IMS 或其他寬頻服務供應商 (例如 Cyber Express) 。

5) 最後就由寬頻服務供應商的 Router 將 ATM cells 轉化為 Ethernet 的 Data packets 以進入 internet 。

ATM 技術優點：一、提供整合性單一網路： 1.利用較小且固定長度的資料單元為基礎。 2. 可同時傳送語音、數據以及視訊資料。 3. 簡化網路架構，可改善網路的效率與管理性。 4. 提供區域網路 (LAN)與廣域網路 (WAN)整合。 5. 提供統一之標準用戶界面、終端設備皆可互通。

二、擴充有彈性 專線當需求超過 T1/E1 速率時，網路使用者必須選擇從 T1跳至 T 3 、或從 E1跳至 E3 ，但若利用 ATM 的 IMA功能，便能避免這個問 題。

三、提供高速傳輸頻寬 1. 提供更高的線路頻寬，可從 1.544Mbps(T1)至 155M 2. 提供用戶彈性的接取速率，可從 Kilobit到 Gigabit 3.擴充性佳，容易擴充連線 (Connection) 及提昇接取速率

四、提供具有品質保證 (QoS) 之網路服務 1. 無論地理距離長或遠、網路使用率高或多、均能保持一定之 品質。 2.每一個連線都擁有專用的頻寬及保證品質。

五、安全性 目前在骨幹網路大致分為二種：一是 IP、另一是 ATM 。 IP 為 Connectionless ，為開放式的系統、企業界的 IP-VPN及電信公 司的 IP骨幹網路上的主機及伺服器均需注意安全防護外部駭客 的問題。 ATM 為 Connection-oriented，除非內部人員蓄意破壞， 否則不可能遭受破壞。

三、請繪圖說明 ,ADSL 高速上網架構及其 Protocal Stack

電信裝機人員到客戶端加裝 ADSL 數據機（又稱 ATU-R ）及分歧

器 (splitter) 後，只要將電話接到分歧器；電腦接到 ATU-R 。即

可使用高速 ADSL 上網，又可同時講電話。所需設備： 使用 ADSL 上網，用戶端必須準備裝有「網路卡」的電腦（固定制

需設定網路路卡 IP 、非固定制需安裝 PPPoE 連線軟體），以網

路線連接至電信公司安裝的 ADSL 數據機 ( 即 ATU-R) 即可。若

多台電腦連線時，還須自備集線器 (HUB) 及 UTP 網路線將多台電

腦與 ATU-R 連接即可。

Protocal Stack

ATM 服務提供三種不同的服務等級：

固定位元速率 CBR （ Constant Bit Rate ）：提供用戶模擬電路、傳統語音和視訊的傳輸服務。此服務必須保證特定的傳輸頻寬及服務品質。

變動位元速率 VBR （ Variable Bit Rate ）：這類服務代

表傳輸速率可以改變，典型應用為可變速率的壓縮視訊服務， VBR 及包含 VBR-rt(realtime) 及 VBR-nrt(non-realtime)兩種應用 ,VBR-rt適用於及時環境中的應用，例如視訊會議；另外 VBR-rt 可提供語音有統計式多工的頻寬，這也是 CBR 無法提供的；至於 VBR-nrt則應用於

對傳輸延遲及時效性均不太要求的應用，例如在預存的資訊下存取的應用，此類服務大都要求高傳輸品質（低細胞漏失）及不在乎時效性的數據應用。

四、 ATM QoS, 請說明 CBR,VBR(realtime,non-realtime),UBR

未指定位元速率 UBR （ Unspecified Bit Rate ）：這類服務就是所謂的“儘最大努力服務” (best-effor-service) ,它不保證細胞漏失及細胞延遲效能，這也說明 UBR並無QoS 能力，一旦 ATM 網路有擁塞現象 ,UBR細胞是最先被丟棄的。

服務類別 網路優先權

細胞延遲和延遲變異度 細胞遺失率 尖峰容忍度

CBR 1 低 低 沒有

RT-VBR 2 低 中等 少量

NRT-VBR 3 高 中等 少量

ABR 4 高 中等 高

UBR 5 高 高 高