DSL

DSL TEKNOLOJİSİNİN İLETİŞİME SUNDUĞU İMKANLAR ÖZET Bu belgede DSL (Digital Subscruber Line) Dijital Abone Hattı konusunda çalışma yapılarak DSL teknolojileri ve çeşitleri tanıtılmaya çalışılmıştır.

DSL TEKNOLOJİSİNİN İLETİŞİME SUNDUĞU İMKANLAR ÖZET Bu belgede DSL (Digital Subscruber Line) Dijital Abone Hattı konusunda çalışma yapılarak DSL teknolojileri ve çeşitleri tanıtılmaya çalışılmıştır. Çalışmada DSL teknolojisinin tek hat üzerinden yüksek bant genişliği sağlayarak, yüksek hızda ses ve görüntü iletimini gerçekleştirerek iletişime sağladığı yenilikler ve avantajlar üzerinde durulmuştur. Ayrıca DSL teknolojisinin çeşitleri karşılaştırmalı olarak incelenmeye çalışılmıştır. Network ortamında bağlantı paylaşımı ve güvenlik konularına açıklık getirilmiştir. 1. GİRİŞ Bilginin sayısal gösterimi ile birlikte gelişen teknoloji, bilgisayarların gelişip güçlenmesinin yanısıra veri iletişiminde hızlı ve hemen hemen hatasız aktarım teknolojilerini ortaya çıkarmıştır. İçinde yaşadığımız dünya üzerinden, her an her çeşit bilgiyi (elektronik posta, ses, görüntü, bankacılık işlemleri, dersler, tıbbi konsültasyonlar, rezervasyon işlemleri) taşıyan bir ikil(bit) seli akmaktadır. Hızlı ve güvenli bilgi alışverişini sağlamak amacıyla, birçok kullanıcı yüksek hızlı veri transferi için kolay uygulanabilir, taşınabilir nitelikli transmisyon (aktarım) ortamlarına gereksinim duymaktadır. Hedef, her türlü verinin, bütünleşmiş sistemler üzerinden hızlı ve aynı zamanda da güvenli bir biçimde aktarılması ve işlenmesidir. Modemler, bir iletişim hattı üzerinde elektrik işaretlerini sayısal işaretlere ya da sayısal işaretleri elektrik işaretlerine dönüştürmek için kullanılan aygıtlardır. Modemler, seri halindeki ikilleri kodlayarak veya kodlanmış olanları çözerek telefon hattı üzerinden frekanslar halinde iletir. Kullanılacak modemlere gelince; ses sınıfı yani kablo modemler ciddi bir alternatif olmasına rağmen, mevcut yapıların 2 yönlü veri trafiğini kaldıramaması ve bant genişliğinin paylaşılması nedeniyle kullanıcı sayısı arttıkça bandın daralması bir dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. Mevcut modem teknolojisi en fazla 56 kbps (V.34 ile 33.6 kbps) hızıyla veri iletebilmektedir. Bu hızlarda, yoğun metin ve grafik dosyalarını göndermek ya da internet üzerinden ses ve görüntü göndermek pratik olarak mümkün değildir. Sonuç olarak, abonelerin yüksek hızda internete erişebilmesi, uzak LAN erişimi sağlayabilmesi, kısacası bütün bunların basit, ekonomik ve kısa sürede sunulması hedeflenmektedir. Bu hedefi sağlayacak teknoloji, hız/performans (başarım) etkenleri göz önüne alınarak araştırıldığında karşımıza en iyi seçenek olarak DSL (sayısal abone hattı) teknolojileri çıkmaktadır. 2. XDSL TEKNOLOJİSİ ve ÇEŞİTLERİ Bilgi toplumuna giden yolda insanların daha fazla veriye daha hızlı erişimini sağlamak maksadıyla resim gibi ileri hizmetleri destekleyebilen yüksek hızlı sayısal hatlar içinde sıradan telefon hizmetini de verebilen bu yeni teknoloji : DSL (Simetrik Sayısal Abone Hattı), şemsiyesi altında; ADSL, RADSL, HDSL (Yüksek Veri Gönderen Sayısal Abone Hattı) , SDSL ve VDSL ( Çok Yüksek Hızlı Veri Gönderen Sayısal Abone Hattı) bulunmaktadır. Böylece xDSL kısaltması özel bir protokolü belirtmeksizin bütün olarak teknolojiyi tanımlamaktadır DSL, hat boyunca çok sayıda verinin sıkıştırılarak gönderilmesi için kullanılan bir teknolojidir. Başka bir deyişle, hızlı internete erişim sağlayan ve sinyalleri müşteri cihazlarına birim zamanda ileten bir teknolojidir. Genel olarak DSL bir bakır hattın ucuna bağlı bir modem çiftinden oluşur. xDSL, A noktasından B noktasına bakır kablo boyunca giden yüksek hızlı veriyi sıkıştırmak için kullanılır. Bir hatta bağlanan bir modem çifti digital bir abone hattını oluşturur. Kısaca DSL hat değil bir modemdir. DSL modemler ile duplex(çift yönlü) veri gönderilmektedir. Yani her iki yönde kullanılan teknolojiye bağlı olarak, mesafe ile ters orantılı veri akımı sağlanmaktadır. Standart modemler, kullanıcının yerel döngüsünden telefon anahtarlama sistemi boyunca sonra alıcının yerel döngüsüne kadar bütün haberleşme sistemini kullanacak olan iki rastgele seçilmiş nokta arasında bir veri akışı kurmaktadır. Standart modem bağlantıları bir ucundan diğer ucuna binlerce kilometre ile kıtaları kapsayabilir. DSL modemler, bakır kablonun bir ucundan diğer ucuna bağlantı kurar: sinyal telefon anahtarlama sistemi içine girmez. DSL modemler, standart telefon sistemi tarafından kullanılan ses frekanslarını (tipik olarak 0-40 kHz) kullanmakla sınırlı aygıtlar değildirler. DSL modemler 100kHz’den fazlasını kullanırlar. Kendine özgü şekilde veri, bir LAN/WAN bağlantısı ( 10Base-T Ethernet, T1, T3, ATM, frame relay v.b.) üzerinden gönderilecektir. İnternet bağlantısı sağlayarak, internet üstüne veri gönderme işlemini yapan bir ISP (ISP yerel telefon şirketi olabilir veya olmayabilir) olabilir. DSL teknolojisi geniş frekans aralığı kullandığı için, tek bakır bağlantının kullanımı ile ses ve veriye aynı anda sahip olmak mümkündür. Ses çağrısı normal olarak 0-4kHz spektrum üzerinden, veri ise daha yüksek frekanslar kullanılarak gönderilecektir. Şüphesiz bakırın bu paylaşımı, bazı sorunlar ortaya çıkarabilir. Özellikle, çoğu telefonlar DSL veri akışı ile enterfere edilerek (girişim yaparak) el cihazı üzerinde parazite neden olabilir. 4kHz frekans bandında meydana gelecek enterferans problemi için ayırıcı kullanılarak çözülmüştür. Ayırıcı cihaz, müşterinin konutuna giren telefon hattına bağlanmaktadır. Ayırıcı telefon hatlarına çatallanır: Bir kol ev telefon teline bağlanır ve diğer kol DSL modeme erişir. Bu durumda ayırıcı, telefon hattının ayrılmasının yanısıra, 0-4kHz frekansları telefona geçiren bir alçak geçirgen filtre gibi çalışarak telefonlar ve DSL modemler arasındaki 4kHz enterferansını ortadan kaldırır. Bütün telefon hatları, DSL modemler tarafından kullanılan yüksek frekansları geçirme yeteneğine sahip değildir. Ayrıca, DSL’in üzerinde çalışacağı bakır telin uzunluğu için sınırlar vardır. Bu yüzden bir telefon hattı, DSL hattı döşenmeden önce gözden geçirilerek tabloda belirtilen karekteristik değerlere yaklaştırmak maksadıyla düzeltilmelidir. Veri hızı ve mesafeye bağlı olarak meydana gelebilecek yansıma ve yankı gibi hat bozulmaları çeşitli bastırma teknikleri ( echo cancellation gibi) kullanılarak engellenir ve gönderilen sinyalin alıcı tarafından kaybedilmeden alınması sağlanır. Modern standartlarda üretilmiş DSL modemlerle yapılan iletişimde bakır şebekenin hat parametreleri, aktarım eşiği bozulmaz. DSL teknolojisi; sabit telefon hizmeti sunmak için kullanılan aynı bakır kablo çifti üzerinden yüksek hızlı veri hizmetleri ve internete hızlı erişim olanağı sağladığından mevcut yerel erişim şebekesinin kapasitesini arttırmaktadır. Fiziksel bir ağ üzerinde xDSL’ in veri kapasitesi birçok etkene dayanmaktadır: Bakır çiftlerdeki sinyal zayıflaması, kullanım demetindeki diğer bakır çiftler ile girişim, ağdaki diğer gürültü kaynakları ve havadan yapılan yayınlar gibi dış etkenlere bağlı girişimler veri kapasitesini etkilemektedir. Adı Veri Hızı Modu Uygulamaları V.221 1.2-28.8 Kbps Duplex Veri Haberleşmeleri V.32 28.8 Kbps Duplex Veri Haberleşmeleri V.34 28.8 Kbps Duplex Veri Haberleşmeleri DSL 160 Kbps Duplex Ses veri haberleşmeleri, ISDN Servisi HDSL 1.544 -2.048 Mbps Duplex T1/E1 servisleri, WAN, sunucu erişimi SDSL 1.544 -2.048 Mbps Duplex Simetrik servisler ADSL 1.5-9 Mbps Aşağı İnternet, ondemand video, Etkileşimli Multimedya, LAN erişimi, 16-640 Kbps Yukarı VDSL 13-52 Mbps Aşağı HDTV 1.5-2.3 Mbps Yukarı Tablo-1: Bakır Hat Erişim Teknolojileri ve Hızları 2.1. Asimetrik Sayısal Abone hattı (ADSL) Asimetrik tabanlı yüksek hızlı veri iletişimi sağlayan bir teknolojidir. Tipik olarak bir bakır kablo, tek yönde büyük miktar veri ve diğer yöne küçük bir miktar veri göndermek için kullanılır. ADSL, tamamen ev kullanıcıları için düşünülmüştür. ADSL’in asimetrik yapısı sayesinde; aboneye doğru daha hızlı ancak ters yönde daha az bir veri akışı gerçekleşir. Mesafe Hız 5.5 Km 1.544 Mbps (T1) 4.8 Km 2.048 Mbps (E1) 3.6 Km 6.312 Mbps (DS2) 2.7 Km 8.448 Mbps Tablo 2: ADSL’de Hız Mesafe İlişkisi ADSL sayısal olarak sıkıştırılmış video iletimi gerçekleştirdiğinden, yaptığı diğer işlemlerin yanında, video sinyalleri üzerindeki gürültü etkisini azaltmayı amaçlayan hata düzeltme yeteneklerini de kapsar. Bu hata düzeltme işlemi (error correction) LAN ve IP tabanlı veri haberleşmesi uygulamaları için çok yüksek bulunabilecek yaklaşık 20 milisaniyelik bir gecikmeyi de beraberinde getirir. Bu nedenle ADSL hata düzeltmeyi uygulayıp uygulamamak için ne tür bir sinyalin geçtiğini bilmelidir. Bu problem, twisted pair (burma) ya da koaksiyel (eşeksenli) kablo üzerinden yapılacak herhangi bir hat teknolojisi için de geçerlidir. ADSL, 1995 yılında standartlaştırılmıştır. Bir yönde 6-8 Mbit/s hıza kadar iletim yaparken diğer yönde 640 Kbit/s ile 1 Mbit/s arasında iletim sağlayabilmektedir. Başlangıçta hızla büyüyen ondemand video pazarı için tasarlanan bu teknoloji hızlı internet erişimi için çok başarılı biçimde uyarlanmıştır. ADSL’in hızlı internet erişimine uyumlandırılması sonucu yeni uyarlamaya yeni bir isim arayışı doğmuş ve ADSL-Lite ismi ortaya çıkmıştır. ADSL-Lite 1.5 Mbit/s civarında hızlar ile sınırlandırılmaktadır. Şekil-1:ADSL İletim yapısı 2.2 SDSL (Symmetric DSL) SDSL 2 Mb/s data aktarım hızına sahip olup genelde kiralık hatlar için kullanılır. Simetrik bir veri transferinin gerçekleşmesinde bu tür modemlere ihtiyaç duyulur. SDSL; tek twisted pair üzerinden T1 ve E1 sinyalleri gönderen ve HDSL’in tek hat versiyonu olan bir sistemdir. Ancak SDSL, HDSL ile kıyaslandığında tek bir telefon hattı ile tesis edilmiş ev kullanıcıları için daha uygundur. SDSL; simetrik erişim gerektiren uygulamalar için arzu edilir. Ancak SDSL 3 Km’den daha öteye gidemez. Bu da ADSL’nin 6 Mbps’nin üzerindeki oranlarla ulaştığı bir mesafedir. Şekil 2: SDSL İletim Yapısı 2.3 HDSL (High Speed Symmetric DSL) xDSL teknolojilerinin en eskisi HDSL’dir. Simetrik olarak 2 Mbit/s’e kadar simetrik bir iletim sağlayabilmektedir. HDSL basitçe, 2 adet twisted pair üzerinden T1 veya E1 hızlarında, simetrik yani her iki yönde aynı hızla veri iletmenin daha iyi bir yoludur. Daha az band genişliği kullanır ve repeater gerektirmez. Daha gelişmiş modülasyon teknikleri kullanarak, 1.5 MHz’den başkaca spesifik tekniklere dayanarak 80 KHz’den 240 KHz’e kadar değişen T1(1.544 Mbps) yada E1(2.048 Mbps) hızlarında veri iletimi yapar. HDSL; 3.5 km’lik hatlar üzerinden bu hızları gerçekleştirir ki buna; CSA (Carrier Serving Area) denir. Bunu; her biri 1/2 ya da 1/3 hızda çalışan, T1 hızı için 2 hat ve E1 hızı için 3 hat kullanarak yapar. Günümüzde kiralık hatlar vasıtası ile GSM’de baz istasyonların birbiri arasındaki 2Mbit/s’lik bağlantılarda ve darbantta ise mevcut bakır çiftlerden maksimum aboneye 64kbit/s’lik ses kanalının sağlanmasında sıkça kullanılmaktadır. HDSL modemler aktarım parametreleri sınırda olan bakır devreler üzerinde bile başarılı bir şekilde çalışmaktadır. 2.4. VDSL (Very High Speed DSL) VDSL, klasik hatlar üzerinden çok yüksek hızlarda veri iletimi sağlayan en son ve en iddialı teknolojidir. Simetrik yapıda 20 Mbit/s üzerinde hızlar mümkün olmakta ve asimetrik olarak 52 Mbit/s hızına ulaşılabilmektedir. VDSL hem kısa erişimli simetrik hem de uzun erişimli asimetrik çalışma olanağını sunabilmektedir. Yüksek kapasiteli kiralık hat ve geniş bandlı hizmetler için kullanılır. VDSL ADSL’den daha yüksek veri hızlarında ancak daha kısa hatlar üzerinde asimetrik bir veri iletimi sağlar. Aşağı yöndeki hız oranları, 1.6 Mbps ile 2.3 Mbps arasında değişen bir sınır içindedir. Bu arada hat uzunluğu tehlikeye atılacak ta olsa, tam simetrik bir VDSL’in oluşturulabileceği düşünülmektedir. Birçok yönden VDSL, ADSL’den daha basittir. Daha kısa hatlar ve çok daha az iletim sınırlamaları getirmektedir. Böylece on kez daha hızlı olmasına rağmen temel alıcı verici devresi çok daha az kompleks olmaktadır. VDSL, ADSL üzerine konan birçok şartların önünü keserek sadece ATM şebeke mimarisini hedef alırken pasif şebeke sonlandırmalarına izin verir. Böylece bir kullanıcının aynı hatta birden fazla VDSL modemini bağlanmasına imkan sağlar. Teknoloji En yüksek iş kapasitesi downstream/upstream Teknik özellikler Uygulama Alanları ADSL 8 Mbps/768kbps Sadece yüksek frekansın kullanıma açılması, 2500 m’ye kadar 1 eşlenik Hızlı internet erişimi ADSL(G.lite) 1.5 Mbps/512kbps Sadece yüksek frekansın kullanıma açılması, 2500 m’ye kadar 1 eşlenik Hızlı internet erişimi (müşterinin binası içine kolay yayılma) SDSL 2 Mbps/2 Mbps Tamamen kullanıma açılma, 2500 m’ye kadar 1 eşlenik Kiralık hatlar 2 Mbps HDSL2 2 Mbps/2 Mbps Tamamen kullanıma açılma, 2500 m’ye kadar 1 eşlenik (ADSL’in götürülmesi ile uyumlu) Kiralık hatlar 2 Mbps VDSL 12 Mbps-52 Mbps/ 12 Mbps-52 Mbps Tamamen kullanıma açılma, 1 bakır eşlenik daha kısa mesafede(500-800m) maksimum hız Yüksek kapasiteli Kiralık hatlar, geniş-bant hizmetleri Tablo-4: Bakır telin bir eşleniği üzerinden Ana sayısal Abone Döngüsü (xDSL) teknolojileri teknik karakteristikleri. 3. DSL TEKNOLOJİSİYLE HIZLI VERİ AKTARIMI Ses sınıfı modemlerde modemlerin çıkışındaki veri, çekirdek şebeke tarafından ses sinyali olarak algılanır. Ses bandı hatlarının band genişliği sınırlamaları kurulu bulunan mevcut bakır hatlardan kaynaklanmamaktadır. Bu sınırlama çekirdek şebekeden kaynaklanmaktadır. Çekirdek şebekenin sonundaki filtreler band genişliğini 3.3 kHz’e sınırlarlar. Filtreler olmaksızın bakır erişim hatları önemli bir zayıflama ile frekansları MHz bölgelerine geçirebilirler. Hat uzunluğunu ve frekansı arttıran bu zayıflama, sarılı çift tel üzerindeki veri oranındaki sınırlamaları kontrol eder. DSL teknolojisi; sabit telefon hizmeti sunmak için kullanılan aynı bakır kablo çifti üzerinden yüksek hızlı veri hizmetleri ve internete hızlı erişim olanağı sağladığından mevcut yerel erişim şebekesinin kapasitesini arttırmaktadır. 3.1. xDSL Teknolojisinin Avantajları • Dünya üzerinde kurulu 800.000' dan fazla yerel santral bölgesinde telefon kullanımı için mevcut bakır altyapıyı kullanması, ekstra altyapı yatırımı gerektirmemesi. • Veri iletiminde, çok yüksek band genişliği sağlaması, Sinyalizasyonda özel bir sayısal kodlama kullanması, ( ses için 4 kHz olan standart, DSL de 1.2 MHz' e ulaşmaktadır ) iletişim Teknolojisinde kullanılan varolan ve yeni çıkabilecek hizmetlerin DSL üzerinde uygulanabilmesi, • Kullanılan donanımların aynı servisi sağlamada kullanılan diğer donanımlarla karşılaştırmalı belirgin maliyet avantajına sahip olması. 3.2. XDSL Teknolojisinin İş Dünyasına Sunduğu Genişband Olanakları • Geniş alanda şirket içi iletişim. • İnternetle ilgili hizmetlere genişband erişimi. • Diğer şirketlerle hızlı iletişim. • Hızla gelişen ve çok büyük hacimlere erişmesi beklenen elektronik ticaret. • Eğitim, öğretim. • Bandgenişliği konusunda hassas, kendine özgü uygulamaların sağlanması. • Çalışanların evlerinden iş görmelerini sağlayacak hizmetler (Home-Office uygulamaları). DSL teknolojileri; santrallar arasında PCM (Pulse Code Modulation) trunk hatlarında, modem hızından daha hızlı iletişime ihtiyaç duyulan sistemlerde, videokonferans hizmetlerinin sunulmasında, GSM baz istasyonlarında, internet erişimlerinde ve kampüs bölgelerinde kullanılabilir. 4. SONUÇ Günümüzde birçok iletişim teknolojilerine alternatif olarak kullanılmaya başlayan DSL teknolojisi; iletişime önemli katkılar ve avantajlar getirmiştir. Dünyada kurulu yüzbinlerce yerel santral bölgesinde telefon kullanımı için mevcut bakır altyapının değişimine ihtiyaç duyulmamaktadır. Veri iletiminde çok yüksek band genişliği sağlaması, sinyalizasyonda özel bir sayısal kodlama kullanması (ses için 4 kHz olan standart, DSL de 1.2 MHz e ulaşmıştır), İletişim teknolojisinde varolan ve yeni çıkabilecek hizmetlerin DSL üzerinde uygulanabilmesi, kullanılan donanımların aynı servisi sağlamada diğer donanımlara göre belirgin maliyet avantajları sağlaması gibi birçok sebepten dolayı DSL teknolojisi iletişimde önemli bir yer oluşturmaktadır. Bunların yanında, veri hızı iletiminde hız karşılaştırması yapıldığında, bugünün en hızlı analog medeminden 200 defa daha hızlı erişim imkanı sağlaması, internetle ilgili hizmetlerde genişbant erişim olanağı, hızla gelişen ve çok büyük hacimlere erişmesi beklenen e-Devlet, e-Türkiye uygulamalarında önemli bir teknoloji olarak değerlendirilebilecektir. 5. KAYNAKLAR [1] xDSL Technology Folder/xDSL Technology Technical Report TR-005 [2] ADSL Network Element Management March 1998 [3] Baykal, N. Bilgisayar Ağları Veri İletişimi- Yerel Geniş Ağlar İnternet Teknolojileri [4] Rauschmayer, D., ADSL/VDSL Principles, 1999 [5] Demystifying ATM/ADSL, Busby, M., 1998 [6] Goralski, W.J., ADSL And DSL Technologies, 1998 [7] DSL: Specialization Techniques and Standarts Developments for DSL, Chen, W.,1998. [8] Demystifying ATM/ADSL, Busby, M., 1998. [9] Goralski, W.J., ADSL And DSL Technologies, 1998. [10] “Enformasyon ve İletişim Teknolojileri”, Türkiye Ulusal Enformasyon Altyapısı Proje Ofisi- TUENA Alt İş Paketi Raporu, 24-27, Ankara, 1998. [11] Rauschmayer, D., ADSL/VDSL Principles, 1999. [12] Proceeding of the IEEE, Vol. 83, No:2, February 1995 [13] Telecom Report International, 18 (1995) No:1 [14] Macmillan Computer Publishing, High-Performance Networking Unleashed. [15] Alkan, M., Tekedere, H., Genç, Ö., DSL Teknolojileri Kullanılarak Band Genişliği ve Veri İletiminde Kapasite Artırımı, 229-233, ELECO 2000 Sempozyumu, Bursa, 2000.