Hlavní navigace

DSL bonding přichází: zvýší rychlost i na dlouhých linkách

Radek Zajíc

Internet roste, požadavky na přenosovou kapacitu se zvyšují. Dosažitelná rychlost DSL linky je stále výrazně ovlivněna vzdáleností k operátorovi. DSL bonding umožní zvýšit rychlost i na dlouhých vedeních.

Doba čtení: 7 minut

Na konci července 2018 společnost Česká telekomunikační infrastruktura a. s. (CETIN) oznámila, že ve své metalické přístupové síti zpřístupní nejpozději do poloviny roku 2019 technologii DSL bondingu. Zjednodušeně se jedná o sloučení dosažitelné kapacity více fyzických DSL linek.

Na rozdíl od technologie vektoringu (eliminace přeslechů mezi linkami) a VDSL profilu 35b (využití frekvenčního pásma o šířce až 35 MHz), které umožňují zvýšit rychlost zejména pro zákazníky v blízkosti DSLAM, nabízí bonding vyšší dosažitelnou rychlost i zákazníkům, kteří jsou dále od DSLAM.

Tyto technologie se ovšem vhodně doplňují – vektoring eliminuje rušení z více agregovaných linek ukončených v jednom modemu (a DSLAM) a sdružení více linek s profilem 35b pak nabídne rychlosti v řádu vyšších stovek megabitů.

Ethernet LAG vs. DSL bonding

Agregace (sdružování) více ethernetových linek (známá jako ethernet link aggregation, LAG), jak je definována ve standardu IEEE 802.3ad, je pravděpodobně čtenářům známa – podporují ji mnohé operační systémy, včetně Windows Server, Linuxu a *BSD, a je běžně dostupná i na SOHO hardwaru. Spojuje více plně duplexních point-to-point linek (zpravidla mezi switchi, nebo mezi serverem a switchem) o stejné rychlosti do jedné „tlusté linky“, jejíž rychlost se blíží součtu rychlostí spojených linek. K distribuci ethernetových rámců mezi více linek dochází na druhé (linkové) vrstvě OSI modelu.

Agregace ethernetových linek

Algoritmus distribuce v 802.3ad stojí za vlastností, kdy konkrétní datová konverzace vždy putuje jednou konkrétní linkou z agregované skupiny. Konverzace je určena dle preferencí odesilatele na základě zdrojové/cílové MAC adresy, IP adresy, v některých nestandardních implementacích i pomocí L4 portu. Z toho pramení omezení přenosové rychlosti jedné konverzace na rychlost té linky, kterou je konverzace přenášena.

Pravidla distribuce konverzací mezi více aktivních linek jsou například v Linuxu určena parametrem xmit_hash_policy a kernelový modul pro LAG se nazývá bonding. Označení konfigurace dle 802.3ad jako bonding může nicméně způsobit zmatení při porovnání se sdružováním více DSL linek.

DSL technologie podporují sdružování linek nad protokolem ATM (standardizováno v doporučení ITU-T G.998.1) nebo nad Ethernetem (ITU-T G.998.2). Doporučení G.998.2 je založeno na části standardu IEEE 802.3ah-2004, Ethernet in the First Mile (EFM), a doplněno pro potřeby DSL. Proto se také někdy označuje jako EFM bonding. Podle prezentace CETINu z roku 2016 [PDF] bude u nás pro VDSL používáno právě sdružování linek podle ITU-T G.998.2. Sdružení více ADSL linek nebude podle informací CETINu (zatím) podporováno.

ITU-T G.998.2 resp. IEEE 802.3ah-2004 vyžadují, aby rychlosti sdružovaných linek byly maximálně v poměru 1:4. Agregovat do skupiny lze až 32 fyzických linek, nicméně v případě VDSL nejčastěji existují implementace sdružující právě dvě linky. Agregovanou skupinu lze měnit (přidávat a odebírat linky) i za běhu, a to například ve chvíli, kdy některá z linek má výpadek, nebo když je služba po výpadku obnovena.

Distribuce datové konverzace mezi více fyzických linek probíhá tak, že se přenášené ethernetové rámce na první (fyzické) vrstvě OSI modelu rozdělí na menší bloky o velikosti 64 až 512 bajtů pomocí takzvané agregační funkce nad skupinou PME (PME aggregation function). Jako PME (Physical Media Entity) se ve standardu označují nižší podvrstvy fyzické vrstvy, které mají na starost kódování dat pro přenos po fyzickém médiu, a dále pak samotný přenos.

PME nad dvěma linkami

Každý blok je obohacen o čtrnáctibitové sekvenční číslo, kontrolní součet o velikosti dva nebo čtyři bajty, a příznaky start-of-packet (první fragment přenášeného rámce) a end-of-packet (poslední fragment přenášeného rámce). Obohacený fragment je pak předán k odeslání konkrétní fyzickou linkou nižším podvrstvám, které jej vhodně zakódují a přenesou po fyzickém médiu.

Fragmentace rámců

Na rozdíl od IEEE 802.3ad umožňuje technologie bondingu DSL linek distribuovat provoz jedné konverzace, např. PPPoE spojení, mezi všechny sdružené linky. Z pohledu uživatele, jehož router vytáčí jediné PPPoE spojení, je pak dosažitelná rychlost jedné konverzace (např. TCP spojení uvnitř PPPoE) rovna rychlosti obou DSL linek po odečtení overheadu.

Dosažitelné rychlosti

Stejně jako v případě jiných agregačních mechanismů, ani technologie DSL bondingu neslibuje v případě dvou sdružených linek nárůst rychlosti na dvojnásobek. Podle dostupných informací má samotná agregační funkce overhead až 5 %. Sdružení dvou vektorizovaných linek o přibližně stejné linkové rychlosti by mohlo nabídnout téměř dvojnásobek rychlosti jedné linky.

V případě linek bez aktivního vektoringu bude z důvodu přeslechů mezi linkami průměrná dosažitelná synchronizační rychlost jedné linky z agregované skupiny nižší, než jaká by byla rychlost jedné samostatné linky. To má další negativní dopad na dosažitelnou rychlost celé agregované skupiny. Vzájemné přeslechy mezi linkami lze ovšem vhodným rozložením linek do různých bloků kabelu částečně omezit.

VDSL dnes CETIN nabízí na linkách, které v nejhorším případě dosahují rychlostí kolem 20 Mbps ve směru k uživateli a 2 Mbps ve směru od uživatele – v případě spojení dvou linek by tak uživatel dosáhl na rychlost necelých 40 Mbps ve směru k uživateli a 4 Mbps ve směru opačném. V druhém extrému, kterým je maximální nabízená rychlost až 265 Mbps k uživateli a 25 Mbps od uživatele, by sdružení dvou linek nabídlo rychlost cca. 500 Mbps k uživateli a 50 Mbps od uživatele.

Dosažitelné rychlosti ukazuje následující obrázek:


BBF/VIAVI

Dosažitelné rychlosti

Instalace u zákazníka

Z pohledu kabelové instalace je mezi DSLAM a zákaznickým objektem propojeno více cest pro přípojky (nejméně dvě). Zahraniční zkušenosti ukazují, že je každá přípojka u zákazníka zakončena samostatnou telefonní zásuvkou.

Modem, který podporuje VDSL bonding, pak může mít samostatnou zdířku pro každou přípojku, nebo jednu sdílenou zdířku, společnou oběma přípojkám: v DSL konektoru modemu jsou v takovém případě zapojeny dva páry vodičů, které jsou interně rozděleny mezi dva DSL modemy; aby bylo možné připojit modem ke dvěma telefonním zásuvkám, dodává výrobce kabel do Y – tedy takový, který rozdělí páry jednotlivých linek do samostatných konektorů, které jsou pak připojeny do určených telefonních zásuvek.


AVM

Kabel do Y

Kdo dosáhne na DSL bonding

Z výše uvedeného vyplývá, že pro využití DSL bondingu bude nutné splnit několik základních předpokladů.

V první řadě bude nutné, aby do objektu zákazníka vedl dostatečný počet kabelových párů (nejméně dva), na kterých bude možné bondované DSL zprovoznit. To nebude problém u telefonní sítě modernizované v devadesátých letech, kdy bývaly běžně do domácnosti v bytových domech dovedeny dva páry vodičů, k rodinným domům byly pokládány kabely TCEPKPFLE 1×4 nebo 3×4, tedy dva nebo šest párů.

V případě vedení kabelů vzduchem, nebo v domech, kde je stará telefonní infrastruktura, ovšem může být nutné nainstalovat novou kabeláž – případně může být instalace služby úplně odmítnuta pro nerealizovatelnost už ve fázi technického šetření.

Dále bude muset existovat dostatečný počet volných kabelových párů v kabelovém vedení mezi koncovým rozvaděčem (KR) v objektu zákazníka, účastnickým (UR, typicky hubené uliční sloupky) a síťovým rozvaděčem (SR, široké uliční rozvaděče) CETIN, kde je umístěn vzdálený DSLAM.


Autorův tvít

KR se šesti páry

V případě poskytování služby z lokality ústředny (RSU/HOST) musí existovat i dostatek volných párů propojujících síťový rozvaděč a hlavní rozvod (HR) na ústředně. Propojení dvou párů mezi DSLAM a modemem znázorňuje pro případy vzdáleného DSLAM i realizace z RSU/HOST následující obrázek (každá šipka dolů znázorňuje jeden kabelový pár u dvoupárového bondingu).

Propojení v kabelové síti

Nutný je samozřejmě i dostatečný počet volných portů na DSLAM. Pro každou bondovanou službu musí být na DSLAM (na ústředně nebo vysunutý v síťovém rozvaděči) vyhrazeny alespoň dva DSL porty.

Posledními požadavky je vlastnictví DSL modemu, který bude bonding podporovat, a implementace služby bondingu v zákaznických systémech operátora-přeprodejce služeb CETINu. Vhodných DSL modemů je bohužel zatím málo a na našem trhu se prakticky neprodávají. Očekávám, že se s první nabídkou služby objeví i individuálně dovezené modemy, na kterých bude služba realizována. Cena modemů s podporou bondingu se v zahraničí pohybuje kolem 200 – 350 eur, nejde tedy o úplně levnou záležitost.

Poslední neznámou zůstává cena této služby pro zákazníka – lze spekulovat o dvou extrémních případech: bondovaná služba může být rovna ceně dvou samostatných služeb (případně i dražší – s náležitým příplatkem za prémiovou službu) nebo bude cena druhé linky do bondu nižší, než cena linky první. Konkrétní parametry se dozvíme až po uvedení služby na trh.

DSL bonding je bezesporu zajímavá možnost, jak prodloužit životnost telefonní sítě, zvýšit výtěžnost z realizovaných investic, a zároveň nabídnout zákazníkům zajímavou službu. Jak se zdá, telefonní sítě ještě zdaleka neřekly poslední slovo.

Našli jste v článku chybu?