進階網路系統作業進階網路系統作業 -5-5第三組 組員第三組 組員 : : 郭淑貞 郭淑貞 935609935609

林瑞棋 林瑞棋 935611935611 林慶昌 林慶昌 935615935615 林宏霖 林宏霖 935628935628 姚明芳 姚明芳 935637935637 許添財 許添財 935659935659

指導教授指導教授 : : 王井煦 教授王井煦 教授

1.1. 何謂何謂 DSLAM ,DSL  DSLAM ,DSL  DSLAM:DSLAM: 數位用戶線路接取多工器（數位用戶線路接取多工器（ DSLAMDSLAM ）是一種網）是一種網 路設備，通常用於電信公司局端，用來接收來自路設備，通常用於電信公司局端，用來接收來自 多管道客戶之數位用戶線路（多管道客戶之數位用戶線路（ DSLDSL ）訊號，並）訊號，並 以多工技術傳輸訊號於高速骨幹線路。以多工技術傳輸訊號於高速骨幹線路。 DSLAMDSLAM 是是 DSLDSL 系統的基石，透過商用或家庭電話線路系統的基石，透過商用或家庭電話線路 提供來回客戶端之路由服務，以成就高速 提供來回客戶端之路由服務，以成就高速 DSLDSL 接取多媒體服務。接取多媒體服務。 DSLAMDSLAM 透過現存之銅質電話透過現存之銅質電話 線路高速傳遞資料，將音頻訊號從高速資料流中線路高速傳遞資料，將音頻訊號從高速資料流中 分離，並於用戶之終端用戶設備（路由器、數據分離，並於用戶之終端用戶設備（路由器、數據 機、網路介面卡）與網路服務供應商之網路之間機、網路介面卡）與網路服務供應商之網路之間 提供控制以及提供控制以及數位用戶線路（數位用戶線路（ xDSLxDSL ）路由服務）路由服務 。。

DSLAMDSLAM 依個別產品的不同，以非同步傳輸模式依個別產品的不同，以非同步傳輸模式 （（ ATMATM ）、訊框傳輸）、訊框傳輸 (FR)(FR) ，或網際網路通訊協定，或網際網路通訊協定 （（ IPIP ）等各種組合連接）等各種組合連接 DSLDSL 線路。 線路。 DSLAM DSLAM 使電信公司以最迅捷的骨幹網路科技使電信公司以最迅捷的骨幹網路科技 （（ ATMATM ）提供商業或家庭用戶最快速之電話線路）提供商業或家庭用戶最快速之電話線路 科技（科技（ DSLDSL ）。在此過程中，電信公司將現行之）。在此過程中，電信公司將現行之 公共網路轉換為高性能之多用途網路。公共網路轉換為高性能之多用途網路。 DSLAMDSLAM 可可 應用於各式高頻寬之網路服務，應用於各式高頻寬之網路服務， ""

DSL : DSL (Digital Subscriber Line)DSL : DSL (Digital Subscriber Line) ，中文譯成數位，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寬資訊帶給一般家庭與中小企業用戶的持續性數位迴 路。路。

DSLDSL 傳輸是以傳統撥接數據機傳輸是以傳統撥接數據機 100100 倍的速度上網瀏灠、擷倍的速度上網瀏灠、擷取資料，它是一個”永遠暢通”且”永遠屬於您”的通訊取資料，它是一個”永遠暢通”且”永遠屬於您”的通訊頻寬，您不必架設新的線路，只須接到電話插座，就能同頻寬，您不必架設新的線路，只須接到電話插座，就能同時享受電話和上網的方便，這就是時享受電話和上網的方便，這就是 DSLDSL 傳輸技術帶來的優傳輸技術帶來的優點。點。

美國電信制定標準委員會 美國電信制定標準委員會 (T1) (T1) 正推動著正推動著 DSLDSL 的未來，使的未來，使確保線路兩端都擁有高速可靠的連線，以便傳送語音、視確保線路兩端都擁有高速可靠的連線，以便傳送語音、視訊及數據資料，甚至訊及數據資料，甚至 3D3D 特效。預估不出幾年，特效。預估不出幾年， DSLDSL 就會就會在許多領域上取代整體服務數位網路 在許多領域上取代整體服務數位網路 (ISDN )(ISDN ) 、纜線數據、纜線數據機 機 (Cable Modem) (Cable Modem) 競爭，將多媒體與競爭，將多媒體與 3-D3-D 影像傳送到一影像傳送到一般家庭與中小企業用戶。般家庭與中小企業用戶。

下圖為 DSLAM 與 DSL 的架構圖

2.2. 何謂何謂 ATM OVER DSL ATM OVER DSL 目前所採用的是目前所採用的是 XDSL XDSL 為核心的寬頻技術為核心的寬頻技術 , , 同時以同時以 ATM ATM 作為數據的處作為數據的處 理方式理方式 . . 到底是這種技術是如何運作呢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簡單來說可以分為下列五個部份 :: 1) 1) 首先電腦將首先電腦將 TCP/IP TCP/IP 的的 Data packets Data packets 傳送至網路卡傳送至網路卡 , , 再通過再通過 Cat-5Cat-5 UTP Cable UTP Cable 傳送至傳送至 ADSL Modem.ADSL Modem. 2) 2) 通過通過 ADSL Modem ADSL Modem 將將 Ethernet Ethernet 的的 Data packets Data packets 轉化為轉化為 ATM cells. ATM cells. 然然 後透過電話線以後透過電話線以 ADSL ADSL 訊號的方式傳送訊號的方式傳送 ATM cells ATM cells 至機房至機房 3) ADSL 3) ADSL 的訊號和電話本身的語音訊號會被在機房內的的訊號和電話本身的語音訊號會被在機房內的 ATU-C ADSL ATU-C ADSL Terminal Unit-Central Terminal Unit-Central 分離分離 , , 而而 ADSL ADSL 訊號則會傳送至訊號則會傳送至 DSLAM. DSLAM. 4) 4) 當當 ATM cells ATM cells 傳送到傳送到 DSLAM DSLAM 後後 , , 就會於機房的就會於機房的 ATM Access Switch ATM Access Switch 建立起一個獨立的建立起一個獨立的 Virtual Circuit, Virtual Circuit, 同時會通過同時會通過 OC-3OC-3 傳送傳送 ATM cells ATM cells 至至 IMS IMS 或其他寬頻服務供應商或其他寬頻服務供應商 5) 5) 最後就由寬頻服務供應商的最後就由寬頻服務供應商的 Router Router 將將 ATM cells ATM cells 轉化為轉化為 Ethernet Ethernet 的的 Data packets Data packets 以進入以進入 internet.internet.

ATM Over ADSL ATM Over ADSL 如何運作如何運作 :: 目前所提供的寬頻服務是建基於以目前所提供的寬頻服務是建基於以 ATM (Asynchronous TrATM (Asynchronous Tr

ansfer Mode) ansfer Mode) 為骨幹的為骨幹的 ADSL ADSL 網絡網絡 . . 而 而 ADSL (AsymmetADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line ric Digital Subscriber Line 非對稱數位用戶線路非對稱數位用戶線路 ) ) 本身是本身是一項建基於現有的兩芯銅線電話網路系統一項建基於現有的兩芯銅線電話網路系統 (PSTN)(PSTN) 上上 , , 只要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位式送方法改為數位式 . . 這樣就可以在享用高速下上傳頻寬的這樣就可以在享用高速下上傳頻寬的同時同時 , , 而又可以維持原有的電話通話線路而又可以維持原有的電話通話線路 . . 不像不像 ISDN, ADISDN, ADSL SL 不需要更換在電話機樓內的大部份設備不需要更換在電話機樓內的大部份設備 , , 而僅需要在機而僅需要在機樓內安裝一台樓內安裝一台 ADSL Modem ATU-C, ADSL Modem ATU-C, 在用戶端也必須安裝在用戶端也必須安裝一台一台 ADSL Modem ATU-R , ADSL Modem ATU-R , 就已經完成了就已經完成了 ADSLADSL 的架構 的架構

目前的目前的 ATM Over ADSL ATM Over ADSL 方式有何好處方式有何好處 :: 1) ATM 1) ATM 可以根據可以根據 ADSL ADSL 的速率以有效地分配資源的速率以有效地分配資源 2) 2) 由於整個網絡以由於整個網絡以 ATM ATM 為根本為根本 , , 因此同一個因此同一個 ATM ATM 網絡可網絡可 將為不同的資料形態將為不同的資料形態 (( 語音、數據及視訊等語音、數據及視訊等 )) 提供一個單提供一個單 一形式的交換傳送網路一形式的交換傳送網路 , , 這種整合網路將可改善網路的這種整合網路將可改善網路的 效率與管理性效率與管理性 .. 3) ATM3) ATM 技術在傳送資料時技術在傳送資料時 , , 先會將資料先會將資料 (( 包括語音、數據以及視訊包括語音、數據以及視訊 ))

切切 割成一個一個固定長度的封包割成一個一個固定長度的封包 (cell), (cell), 然後利用光纖傳送到目的地然後利用光纖傳送到目的地 .. 到達目的地之後到達目的地之後 ,, 再重組回原來的資料再重組回原來的資料 . . 對於語音、數據以及視訊對於語音、數據以及視訊

資資 料都是採取同一種處理方式料都是採取同一種處理方式 , , 所以所以 ATM ATM 允許在同一個網路上允許在同一個網路上 , , 同同

時時 傳遞不同形式的資料，包括語音、數據以及視訊資料傳遞不同形式的資料，包括語音、數據以及視訊資料 . ATM . ATM 的封包的封包 是分成兩個部份是分成兩個部份 : : 標頭標頭 (head)(head) 及資訊欄及資訊欄 (payload). (payload). 資訊欄部份資訊欄部份 (48bytes)(48bytes) 是運載真正資料是運載真正資料 , , 如語音、數據以及視訊資料如語音、數據以及視訊資料 ,, 而標頭而標頭 (5bytes)(5bytes) 則是地址資料則是地址資料 . . 由於採用固定長度的封包由於採用固定長度的封包 , , 因此用戶的因此用戶的 ATU-R ATU-R 與與 ATU-C ATU-C 可在封包處理上比較容易可在封包處理上比較容易 . . 4) 4) 以便於將以便於將 ADSL ADSL 升級致升級致 VDSL (Very high Digital Subscriber Line) VDSL (Very high Digital Subscriber Line)

  3.3. 請繪圖說明請繪圖說明 ADSL ADSL 高速上網架構及高速上網架構及 PROTOCAL STACK  PROTOCAL STACK 

為了提供高速為了提供高速 ADSLADSL 服務，適當的調變技術是相當重要的。服務，適當的調變技術是相當重要的。 調變技術是將所需傳送的訊號作處理，以使訊號能在特定調變技術是將所需傳送的訊號作處理，以使訊號能在特定

的環境下，進行最大資訊量的傳送。的環境下，進行最大資訊量的傳送。 ITU-TITU-T 通過以通過以 DMTDMT 為調變技術的為調變技術的 Splitterless ADSL (G.lite Splitterless ADSL (G.lite

or G.992.2) or G.992.2) 規格後，規格後， DMTDMT 勢將成為勢將成為 ADSLADSL 市場上的主流。市場上的主流。

DMTDMT 利用頻寬分割的方式，將原本頻寬需求大的傳輸訊號利用頻寬分割的方式，將原本頻寬需求大的傳輸訊號分割成許多小速率、頻寬需求較窄的訊號來傳送，使得每分割成許多小速率、頻寬需求較窄的訊號來傳送，使得每個小訊號的通道響應看似平整，而且雜訊也近似個小訊號的通道響應看似平整，而且雜訊也近似 AWGN(AdAWGN(Additive White Gaussian Noise)ditive White Gaussian Noise) ，讓每個小訊號的接收效果，讓每個小訊號的接收效果都能達到最佳狀態，由於每個小訊號都有其自身的載波傳都能達到最佳狀態，由於每個小訊號都有其自身的載波傳送，因此稱之為多載波調變技術。送，因此稱之為多載波調變技術。

而每個小載波所要傳送的位元數主要是由調變器於初始化而每個小載波所要傳送的位元數主要是由調變器於初始化階段所求得的訊號雜訊比階段所求得的訊號雜訊比 (SNR)(SNR) 來推斷出來。其載送位元來推斷出來。其載送位元數與數與 SNRSNR 的關係如下：的關係如下：

由於每個載波所載送的資訊量是以自身的訊號雜訊比有關，， 因此，因此， DMTDMT 技術更逼近通道所能傳送資訊量的上限。 技術更逼近通道所能傳送資訊量的上限。

傳統的傳統的 ADSLADSL 服務網路以服務網路以 Ethernet/Fast EthernetEthernet/Fast Ethernet 為骨幹為骨幹 網路，由於這樣的網路擴充性較差，只適合較小型的服務網網路，由於這樣的網路擴充性較差，只適合較小型的服務網 路。因此目前大型的商用網路規劃，均以路。因此目前大型的商用網路規劃，均以 ATMATM 為骨幹網路。為骨幹網路。

ADSLADSL 高速網路架構高速網路架構

DSLAMDSLAM

ATM 骨幹

Splitter

語音

Data

PSTN

STM-1

電話線

Hinet ISP

電話線

電話線

STM-1

Seednet

ATMATM

路由器 ATU-RATU-R

Filter

語音

路由器 ATU-RATU-R

Filter

語音

路由器 ATU-RATU-R

Filter

語音

PROTOCAL STACKPROTOCAL STACK ADSL ADSL 的網路架構可分成局端的網路架構可分成局端 ( CO, Central Office )( CO, Central Office ) 和用和用

戶端戶端 (CPE, Custom Premise Equipment)(CPE, Custom Premise Equipment) 兩部分，局兩部分，局端設備包含集訊器端設備包含集訊器 DSLAM ( DSL Access Multiplexer )DSLAM ( DSL Access Multiplexer ) 、、分歧器 分歧器 ( Splitter )( Splitter ) 和網路連接設備，如圖所示。集訊器和網路連接設備，如圖所示。集訊器匯集局端的匯集局端的 ADSLADSL 傳輸單元傳輸單元 ATU-C ( ADSL Termination ATU-C ( ADSL Termination Unit Central ) Unit Central ) 透過雙絞線自用戶端的透過雙絞線自用戶端的 ATU-R (ADSL TeATU-R (ADSL Termination Unit Remote)rmination Unit Remote) 接收的訊號，經由服務網路和接收的訊號，經由服務網路和各種網路服務連接。各種網路服務連接。

4.ATM QOS 4.ATM QOS 請說明 請說明 CBR VBR UBR ; CBR VBR UBR ; VBR(real time , non-time) VBR(real time , non-time)

ATM ATM 網路提供多元化傳輸服務。包括有「常速率」（網路提供多元化傳輸服務。包括有「常速率」（ CoConstant Bit Rate, CBRnstant Bit Rate, CBR ） 服務、「變速率」（） 服務、「變速率」（ Variable BiVariable Bit Rate, VBRt Rate, VBR ）服務及「未知速率」（）服務及「未知速率」（ Unspecify Bit Rate,Unspecify Bit Rate, UBR UBR ）服務。）服務。

■ ■CBRCBR(Constant Bit Rate)(Constant Bit Rate) ：可提供固定速率的服務，對：可提供固定速率的服務，對 傳輸延遲、傳輸遺失及傳輸傳輸延遲、傳輸遺失及傳輸 跳動等服務品質的要求最為跳動等服務品質的要求最為 嚴格，適合應用於及時性或嚴格，適合應用於及時性或 需要固定頻寬的服務。需要固定頻寬的服務。

■ ■VBR(Variable Bit Rate)VBR(Variable Bit Rate) ：： VBRVBR 的服務品質提供了對傳輸的服務品質提供了對傳輸延延

遲和傳輸遺失的保證，主要針對遲和傳輸遺失的保證，主要針對 影像和對傳輸延遲敏感的服務。影像和對傳輸延遲敏感的服務。 另外，根據對延遲要求的不同，另外，根據對延遲要求的不同， 又可細分為及時性又可細分為及時性 (VBR-rt)(VBR-rt) 和非和非 及時性及時性 (VBR-nrt)(VBR-nrt) 兩類；前者適用兩類；前者適用 於壓縮後的音視頻流，因為它們於壓縮後的音視頻流，因為它們 具有可變流量，要求延時小的特具有可變流量，要求延時小的特 點點 ; ; 後者適用於要求較高的非實後者適用於要求較高的非實 時數據傳輸。和時數據傳輸。和 VBR-rtVBR-rt 相比，相比， VBR-nrtVBR-nrt 可允許較多的傳輸延遲。可允許較多的傳輸延遲。

■■UBR(Unspecified Bit Rate)UBR(Unspecified Bit Rate) ：適用於對時延和抖動要求不：適用於對時延和抖動要求不 太嚴格的數據通信業務。網太嚴格的數據通信業務。網 絡不保證傳輸訊息的頻寬，絡不保證傳輸訊息的頻寬， 而只是盡最大努力來嘗試傳而只是盡最大努力來嘗試傳 送。 送。

當服務品質的要求愈高時，相對地對傳輸頻寬的需求就愈當服務品質的要求愈高時，相對地對傳輸頻寬的需求就愈高，在配置網路頻寬時的彈性也就跟著下降。對高，在配置網路頻寬時的彈性也就跟著下降。對 CBRCBR 而而言，因為從頭到尾都必須提供固定的頻寬，根本就沒有多言，因為從頭到尾都必須提供固定的頻寬，根本就沒有多工增益工增益 (Multiplexing Gain)(Multiplexing Gain) 可言。但是對可言。但是對 VBR-nrtVBR-nrt 而言，而言，因為訊務本身具有叢集因為訊務本身具有叢集 (Bursty)(Bursty) 特性，系統只需要提供介特性，系統只需要提供介於最高所需頻寬和平均所需頻寬的等效頻寬即可。隨著訊於最高所需頻寬和平均所需頻寬的等效頻寬即可。隨著訊務的叢集特性愈明顯，網路可以容納的用戶數也愈多，多務的叢集特性愈明顯，網路可以容納的用戶數也愈多，多工增益也跟著提高，因此工增益也跟著提高，因此 CBRCBR 的收費最高，的收費最高， VBRVBR 次之，次之，UBRUBR 最低。最低。