LAAJAKAISTAYHTEYKSIEN OPERAATTORIRAJAPINNAT 7/2004

Transkriptio

1 LAAJAKAISTAYHTEYKSIEN OPERAATTORIRAJAPINNAT 7/2004

2 Julkaisija Viestintävirasto Tekijät Laajakaistayhteyksien operattorirajapinnat -työryhmä Asiakirjan nimi LAAJAKAISTAYHTEYKSIEN OPERAATTORIRAJAPINNAT KUVAILULEHTI Asiakirjan päivämäärä Asiakirjan laji Työryhmäraportti Toimeksiantaja Viestintävirasto Tiivistelmä Viestintävirasto perusti laajakaistayhteyksien operaattorirajapinnat -työryhmän määrittelemään laajakaistayhteyksien tarjoamisessa käytettävien, toiselta teleyritykseltä hankittavien palveluiden rajapintoja ja niiden teknisiä spesifikaatioita. Päätyöryhmä perusti viisi asiaa valmistelevaa alatyöryhmää (TR1: Ethernet, TR2: ATM, TR3: Kaapelidata, TR4: WLAN ja TR5: Prosessit). Työn tulokset julkaistaan tässä raportissa. Työryhmä jatkaa annettujen suositusten toteutumisen seurantaa, teknisten rajapintojen jatkokehitystä sekä operaattorien välisten prosessien määrittelyä. Raportti on suositus ja kuvaa työryhmän näkemyksen mukaiset parhaat käytännöt, joiden tarkoituksena on edistää operaattoreiden laajakaistayhteyksien yhteenliittämistä ja laajakaistapalvelujen toimivuutta, lyhentää toimitusaikoja sekä edistää laajakaistapalvelujen kehitystä. Raportti kuvaa bitstream-palveluiden toteuttamisvaihtoehdot ATM- ja Ethernet-pohjaisissa DSL-palveluissa sekä kaapelitelevisio- että WLAN-verkoissa. Raportti kuvaa myös verkko- ja palveluoperaattorin välisissä prosesseissa havaittuja ongelmia ja esittää niihin liittyviä kehitysideoita. Muutokset: - 10 Gbit/s Ethernet LAN-rajapinta lisätty kappaleeseen Liitynnät yhdyskäytävässä Päätyöryhmään ja sen alatyöryhmiin on osallistunut 48 henkilöä 22 organisaatiosta: Tapani Rantanen (pj.) (Viestintävirasto), Otto Alhava (Oy LM Ericsson Ab), Mika Arjanne (Tampereen Tietoverkko Oy), Patrick Ellison (Elisa Oyj), Toni Germano (Cygate Oy), Lasse Halttunen (Finnet-liitto ry), Jaakko Harno (Digita Oy), Ari Hassinen (Elisa Oyj), Jari Hiltunen (Finnet Com Oy / Finnet Oy), Arto Hokkanen (TeliaSonera Finland Oy), Timo Hopponen (KPY Verkot Oy), Sanna Hughes (Viestintävirasto), Karri Huhtanen (Arch Red Oy), Mikko Huotari (KPY Kaapelitelevisio Oy), Kim Jakobsson (Song Networks Oy), Antti Jokinen (Päijät-Hämeen Puhelin Oyj), Jarkko Järvinen (Saunalahti Group Oyj), Juha-Matti Järviranta (TeliaSonera Finland Oy), Sakari Kangasvieri (TeliaSonera Finland Oy), Jukka Kantinkoski (Elisa Oyj), Mikko Kaplas (Viestintävirasto), Janne Kerttula (Radionet Oy), Jouni Koikkalainen (Song Networks Oy), Jarmo Koski (TeliaSonera Finland Oy), Pekka Laakkonen (Helsinki Televisio Oy), Pekka Lehikoinen (TeliaSonera Finland Oy), William Linden (Oy Multi.fi Finland Ab Ltd), Leo Lähteenmäki (Cisco Systems Finland Oy), Olli Mattila (Viestintävirasto), Jorma Mellin (Song Networks Oy), Yrjö Mironen (Elisa Oyj), Klaus Nieminen (siht.) (Viestintävirasto), Perttu Nihti (Digita Oy), Henrikki Oravainen (Kilpailuvirasto), Timo Perttula (Cisco Systems Finland Oy), Pekka Pesari (TeliaSonera Finland Oy), Mari Pietilä (TeliaSonera Finland Oy), Harri Rasilainen (Viestintävirasto), Petri Regina (Finnet Com Oy), Antero Saarinen (Viestintävirasto), Juha Sarso (Elisa Oyj), Juhani Simpanen (KPY Kaapelitelevisio Oy), Jukka Somiska (Elisa Oyj), Aleksi Suhonen (Tampere Region Exchange Oy), Marko Taponen (TeliaSonera Finland Oy), Seppo Uusitupa (Kilpailuvirasto), Ari Valve (Nokia Oyj) ja Risto Varetsalo Avainsanat Laajakaista, operaattorirajapinta, bitstream, ATM, Ethernet, kaapelidata, WLAN ja prosessit Sarjan nimi Viestintäviraston julkaisuja Kokonaissivumäärä 49 Jakaja Viestintävirasto Kieli suomi Hinta 10 Kustantaja Viestintävirasto Luottamuksellisuus julkinen Postiosoite Käyntiosoite Puhelin Sähköposti PL 313 Itämerenkatu 3 A (09) info@ficora.fi HELSINKI HELSINKI Telekopio Kotisivu Y-tunnus (09)

3 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) SISÄLLYS SISÄLLYS JOHDANTO LAINSÄÄDÄNNÖLLINEN PERUSTA BITSTREAM ATM-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA TEKNIIKAN YLEISKUVAUS NYKYINEN ATM-BITSTREAM-TOTEUTUS TYÖRYHMÄN SUOSITUKSET ETHERNET-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA TEKNIIKAN YLEISKUVAUS ETHERNET-TEKNIIKAN SOVELTAMINEN OPERAATTOREIDEN VÄLILLÄ TYÖRYHMÄN SUOSITUKSET KAAPELIDATA-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA TEKNIIKAN YLEISKUVAUS TAAJUUKSIEN YHTEISKÄYTTÖÖN PERUSTUVA KTV-YHDYSLIIKENNERAJAPINNAN TOTEUTTAMINEN TAAJUUSJAKOINEN KTV-YHDYSLIIKENNERAJAPINNAN TOTEUTTAMINEN TYÖRYHMÄN SUOSITUKSET WLAN-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA TEKNIIKAN YLEISKUVAUS WLAN-LIITYNTÄVERKON OSITTAMINEN USEAMMALLE PO:LLE LIIKENTEEN ERIYTTÄMINEN WLAN-LIITYNTÄVERKON JÄLKEEN VIRTUAALIOPERAATTORIMALLI AAA-TOTEUTUKSET JULKISISSA WLAN-VERKOISSA TYÖRYHMÄN SUOSITUKSET PROSESSIT TILAUS- JA TOIMITUSPROSESSI VIANHALLINTA YLLÄPITO JA MUUTOKSEN HALLINTA VERKON YHTEENLIITTÄMINEN VO-PO -RAJAPINNASSA TUNNISTETTUJA JATKOTYÖKOHTEITA LYHENNELUETTELO SANASTO LÄHDELUETTELO... 47

4 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) 1 JOHDANTO Kansallisen laajakaistastrategian tavoitteena on miljoonan laajakaistaliittymän saavuttaminen vuoden 2005 loppuun mennessä. Strategian eräänä tavoitteena on laajakaistaliittymien kilpailuympäristön edistäminen. Viestintävirasto on perustanut laajakaistayhteyksien operaattorirajapinnat -työryhmän määrittelemään laajakaistayhteyksien tarjoamisessa käytettävien, toiselta teleyritykseltä hankittavien palveluiden rajapintoja ja niiden teknisiä spesifikaatioita. Raportti keskittyy bitstream-palvelun rajapintoihin. Tämä työryhmäraportti käsittelee erityyppiset laajakaistayhteyksien operaattorirajapinnat teknisine ominaisuuksineen. Raportti on suositus ja kuvaa työryhmän näkemyksen mukaiset parhaat käytännöt, joiden tarkoituksena on edistää operaattoreiden laajakaistayhteyksien yhteenliittämistä ja laajakaistapalvelujen toimivuutta, lyhentää toimitusaikoja sekä edistää laajakaistapalvelujen kehitystä. Raportissa ei pyritä käsittelemään tyhjentävästi kaikkia laajakaistayhteyksien operaattorirajapintojen toteuttamiseen liittyviä seikkoja. Raportin ulkopuolelle jäävät esimerkiksi tunnistamistietojen tallentamiseen ja telekuunteluun ja -valvontaan liittyvät kysymykset. Raportin ehdotusten tavoitteena on toteuttaa seuraavat vaatimukset: Eri kokoisten verkko- ja palveluoperaattorien on mahdollista toteuttaa ehdotuksen mukainen rajapinta olemassa olevien laajakaistapalveluiden tuotantoa varten. Ehdotus edistää laajakaistapalvelujen ja -tuotteiden kehittämistä. Ehdotus on yksikäsitteinen, joten sen mukaiset liittymien toteutukset ovat samanlaisia prosessien automatisoinnin kannalta. Ehdotus on oman ja vieraan palveluoperaattorin kannalta syrjimätön mm. toimitus- ja viankorjausajoissa. 1.1 Lainsäädännöllinen perusta Viestintämarkkinalain [1] 24 :ssä säädetään velvollisuudesta vuokrata tilaajayhteyttä ja laitetilaa seuraavasti: Viestintävirasto voi 18 :n mukaisella päätöksellä asettaa teleyritykselle, jolla on huomattava markkinavoima, velvollisuuden vuokrata teleyrityksille kiinteän puhelinverkon: 1) tilaajayhteyden tai sen osan; 2) tilaajayhteyden välityskykyä rinnakkaiskäyttöä varten; 3) tilaajayhteyden siirtokapasiteettia rinnakkaiskäyttöä varten; 4) laitetilaa, jos se on tarpeen tilaajayhteyden käytössä tarpeellisten vähäisten laitteiden sijoittamista varten. Velvollisuutta ei kuitenkaan ole, jos vuokraaminen johtaa tietosuojan vaarantumiseen tai se on verkkoyrityksen kannalta teknisesti epätarkoituksenmukaista tai muutoin kohtuutonta taikka ilman tilaajayhteyttä liittymäsopimuksen perusteella hallitsevan käyttäjän suostumusta. Viestintävirasto voi 1 momentissa tarkoitetussa päätöksessä asettaa verkkoyritykselle muita sellaisia velvollisuuksia, jotka ovat välttämättömiä 1 momentissa mainitun velvollisuuden tekniseksi toteuttamiseksi. Verkkoyritys, jolle on asetettu 37 :n mukainen velvollisuus noudattaa kustannussuuntautunutta hinnoittelua, saa periä tilaajayhteyden rinnakkaiskäytöstä maksun, joka on enintään puolet yrityksen vastaavasta tilaajayhteydestä perimästä maksusta, jollei verkkoyritys osoita, että kustannukset ovat tätä korkeammat. Siirtokapasiteetin osalta maksuun saa sisältyä lisäksi korvaus laitteiden käytöstä. Viestintävirasto voi 19 :n mukaisella päätöksellä asettaa muille kuin huomattavan markkinavoiman yritykselle 1 momentissa tarkoitetun velvollisuuden, jos teleyritys hallitsee käyttäjien yhteyksiä viestintäverkkoon ja velvollisuuden asettaminen on käyttäjien edun varmistamiseksi välttämätöntä. Viestintämarkkinalain 24 :ssä säädetään ensinnäkin tilaajayhteyden vuokrausvelvollisuudesta (EY:n komission suosituksen mukainen markkina 11). Tilaajayhteyden vuokrausvelvollisuudella tarkoitetaan velvollisuutta vuokrata metallijohtimista tilaajayhteyttä, tilaajayhteyden osaa ja tilaajayhteyden välityskykyä rinnakkaiskäyttöä varten eli yläkaistaa. EY:n suosituksen mukaiseen markkinaan kuuluvat lisäksi laitetilat tilaajayhteystuotteiden käytössä tarpeellisia vähäisiä laitteita varten. Metallijohtimisella tilaajayhteydellä tarkoitetaan tilaajayhteyttä, josta ainakin osa on

5 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) toteutettu metallijohtimella. Tilaajayhteydellä viestintämarkkinalaissa tarkoitetaan kiinteän puhelinverkon osaa, joka on käyttäjän ja sellaisen laitteen, kuten keskus tai keskitin, välillä, jolla voidaan ohjata viestejä. Viestintävirasto on antanut huomattavaa markkinavoimaa koskevat päätökset pääsystä kiinteän puhelinverkon tilaajayhteyksiin. Päätöksissä huomattavan markkinavoiman yrityksille on asetettu velvollisuus vuokrata 24 :n mukaisesti tilaajayhteyttä tai sen osaa, tilaajayhteyden välityskykyä rinnakkaiskäyttöä varten ja laitetilaa. Kaikille huomattavan markkinavoiman yrityksille on päätöksessä asetettu toimitusehtojen ja hinnaston julkaisuvelvollisuus sekä velvollisuus käyttää syrjimätöntä hinnoittelua ja muita ehtoja. Lisäksi osalle yrityksistä on asetettu velvollisuus käyttää kustannussuuntautunutta hinnoittelua ja kustannuslaskentajärjestelmää sekä eriyttämisvelvollisuus. Päätökset ovat tulleet voimaan ja ne ovat lainvoimaisia. Tilaajayhteyden vuokrausvelvollisuuden lisäksi viestintämarkkinalain 24 :n nojalla on asetettu tukkutason laajakaistapalvelun tarjoamista (EY:n komission suosituksen mukainen markkina 12) koskeva velvoite. Laajakaistapalvelujen tukkumarkkinat muodostuvat verkkoyrityksen palveluyritykselle tarjoamasta tukkutason laajakaistapalvelusta. Tällä tarkoitetaan kiinteässä puhelinverkossa tilaajayhteyden siirtokapasiteettia eli erityistä datasiirtopalvelua, jonka avulla datasiirtopalvelun ostaja voi tarjota omaa Internet-palveluaan loppukäyttäjille ilman omia tilaajayhteyden välityskykyä parantavia laitteita. Tukkutason laajakaistapalvelu sisältää datasiirtopalvelun tarjoajan asentamat ja tilaajayhteyden välityskykyä parantavat laitteet. Koska palveluntarjoaja tarvitsee pääsyn verkkoon voidakseen tarjota Internet-palveluaan asiakkaille, tilaajayhteystuotteet täydentävät, mutta eivät korvaa, tukkutason laajakaistapalveluiden tarjontaa. Tarjottaessa loppuasiakkaalle laajakaistapalvelua kiinteässä puhelinverkossa palveluyritys tarvitsee tukkutason laajakaistapalvelun lisäksi myös tilaajayhteystuotteen (koko tilaajayhteys tai sen yläkaista). Viestintävirasto on antanut päätökset teleyritysten huomattavasta markkinavoimasta tukkutason laajakaistapalvelujen markkinoilla syyskuussa Päätöksissä huomattavan markkinavoiman yrityksille on asetettu velvollisuus vuokrata tukkutason laajakaistapalveluna tilaajayhteyden siirtokapasiteettia. Lisäksi huomattavan markkinavoiman yrityksille on asetettu toimitusehtojen ja hinnaston julkaisuvelvollisuus sekä velvollisuus käyttää syrjimätöntä hinnoittelua ja muita ehtoja. Päätökset ovat tulleet voimaan mennessä. Tukkutason laajakaistapalveluita koskevaan EY:n komission suosituksen mukaiseen markkinaan kuuluvat kaikki vastaavat tukkutason laajakaistapalvelut tekniikasta riippumatta. HMV-päätöksissä velvoitteita on kuitenkin tällä hetkellä asetettu vain kiinteässä puhelinverkossa toimiville teleyrityksille viestintämarkkinalain 24 :n nojalla. Kaapelitelevisioverkkoja ja langattomia verkkoja omistaville teleyrityksille tukkutason laajakaistapalveluiden vuokrausvelvoitteita ei ole toistaiseksi asetettu ja näin ollen vuokraus tapahtuu kyseisissä verkoissa markkinaehtoisesti. 1.2 Bitstream ERG:n määritelmän mukaan bitstream [2] on osa EY:n komission suosituksen mukaista laajakaistapalvelun tukkumarkkinaa (markkina 12), joka määrittää verkon kapasiteetin vuokraamiseen perustuvan operaattoritason tukkutuotteen. Palvelun ihanneympäristössä kuka tahansa voi sijainnistaan riippumatta valita mieleisensä televiestintäpalvelun hinnan, nopeuden, laadun tai muun mielekkään osatekijän perusteella. Bitstream-yhteenliittäminen määrittää kaksisuuntaisen tiedonsiirtokapasiteetin provisioinnin palveluoperaattorin asiakkaalle. Toteutuksissa yhteenliitetään palveluoperaattorin ja pääsyverkkoa hallitsevan verkko-operaattorin verkko-osuuksia siten, että palveluoperaattori kykenee päättämään asiakkaalleen tarjoamansa palvelun tiettyjä teknisiä ominaisuuksia, kuten palvelunlaatuparametreja. ADSL-palvelun tapauksessa monivaiheinen tiedonsiirtoketju alkaa DSL-linkistä, joka toteutetaan asiakkaan tiloista perinteisen puhelinverkon (PSTN) kupariyhteydellä DSLAM:iin. Yhdysliikenteen kautta tulevat tilaajayhteydet terminoidaan BRAS-palvelimeen (Broadband Remote Access Server).

6 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Bitstream-palvelussa verkko-operaattori vastaa aina DSLAM:sta. Palvelu luokitellaan bitstreamin sijasta tilaajajohdon vuokraukseksi, jos palveluoperaattori operoi ja hallinnoi DSLAM:ia ja vuokraa näin vain tilaajayhteyttä tai sen välityskykyä. Kuva 1: Bitstream yhdysliikennevaihtoehdot Yhdysliikennepiste voidaan toteuttaa Kuvan 1 mukaan: 1) välittömästi DSL-pääsylinkin jälkeen DSLAM:sta palveluoperaattorin runkoverkkoon 2) verkkohierarkiassa ylemmällä tasolla, kuten ATM:llä tai sitä vastaavalla tekniikkatasolla 3) tunneloidun yksityisen IP-verkon kautta. Määritellyt yhdysliikennevaihtoehdot ovat teknologisesti neutraaleja. Kun pääsyverkon kapasiteetin vuokraaminen toteutetaan L2-tasolla, palveluoperaattori pystyy hallitsemaan palvelun tiettyjä teknisiä ominaisuuksia, jolloin palveluoperaattorin on mahdollista differoida tarjoamansa tuote. Mitä ylemmällä teknologiatasolla yhdysliikenne toteutetaan, sitä vähemmän palveluoperaattorilla on hallintamahdollisuuksia asiakkaalleen tarjoamaansa laajakaistayhteyden toimintaan. Neljäs kuvitteellinen vaihtoehto yhteenliittämiselle muodostuisi Kuvan 1 topologian aivan oikealle reunalle, jolloin siirryttäisiin bitstreamista jalostamattomaan jälleenmyyntituotteeseen. Laajakaistaliittymien jälleenmyyjiä kutsutaan usein virtuaalioperaattoreiksi (VISP, Virtual Internet Service Provider).

7 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) 2 ATM-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA Tämä kappale kuvaa lyhyesti ATM-tekniikan ja nykyisin käytössä olevan ATM:n varaan rakennetun bitstream-toteutuksen. Kappaleessa 2.3 esitetään työryhmän havaitsemia ongelmakohtia ja työryhmän suosittelemia toteutusvaihtoehtoja. Bitstream-palvelut DSL/ATM -tekniikassa ovat suurimmalta osalta jo vakiintuneita käytäntöjä. Verkko-operaattori(t) (VO) tarjoaa palveluoperaattorille (PO) tilaajayhteyden, DSLAM-portin sekä ATM-virtuaalikanavana toteutetun liittymäkohtaisen siirtoyhteyden tilaajalta VO-PO rajapintaan. PO voi mahdollisesti tilata samaan ATM-liittymään myös useampia virtuaalikanavia. Työryhmän tavoitteena oli dokumentoida parhaat käytännöt verkko-operaattorin ja palveluoperaattorin välisestä ATM-rajapinnasta VO:n toimittaessa PO:lle bitstream-palveluja DSLlaajakaistaliittymiin. Työryhmä pyrki välttämään suosituksia, jotka olisivat aiheuttaneet merkittäviä lisäinvestointeja olemassa oleviin ATM-verkkoihin. Työryhmä rajautui ATM-rajapinnan teknisiin kysymyksiin. 2.1 Tekniikan yleiskuvaus Asynkroninen toimintamuoto ATM (Asynchronous Transfer Mode) on yhteydellinen, laajakaistainen tiedonsiirtomenetelmä, jonka etuina ovat lyhyet viiveet ja yhteyden laadun hallittavuus. ATM-tekniikassa siirrettävä tieto jaetaan vakiomittaisiin soluihin. ATM-solun pituus on 53 tavua, josta siirrettävälle tiedolle jää käytettäväksi 48 tavua. ATM-solun rakenne käyttäjä- (UNI) ja verkkoliitäntärajapinnassa (NNI) on esitetty Kuvassa 2. ATM-solun rakenne UNI-rajapinnassa: GFC 4 bittiä VPI 8 bittiä VCI 16 bittiä PT 3 bittiä CLP 1 bitti HEC 8 bittiä hyötykuorma 48 tavua ATM-solun rakenne NNI-rajapinnassa: VPI 12 bittiä VCI 16 bittiä PT 3 bittiä CLP 1 bitti HEC 8 bittiä Kuva 2: ATM-solun rakenne UNI- ja NNI-rajapinnoissa hyötykuorma 48 tavua Solun otsikossa on globaalin verkko-osoitteen sijasta vain lyhyet tunnistetiedot (VPI/VCI), joiden perusteella solmut tunnistavat vastaanottamansa solut ja osaavat ohjata ne eteenpäin. Tunnisteen ovat paikallisia, ja jokainen solmu korvaa ne uusilla paikallisilla tunnisteilla. Yhteystunnisteen VCI (Virtual Circuit Identifier) avulla solmu tietää, mille virtuaaliyhteydelle vastaanotettava solu kuuluu. Polkutunnisteen VPI (Virtual Path Identifier) perusteella voidaan niputtaa joukko virtuaaliyhteyksiä ja kytkeä ne yhtenäisesti ATM-solmun läpi tarvitsematta tutkia muita otsikon kenttiä. PT-kenttä (Payload Type) määrittelee, onko solussa käyttäjä- vai hallintatietoa. CLP-bitti (Cell Loss Priority) ilmaisee kyseisen solun prioriteettia. Arvo 1 merkitsee alhaista prioriteettia, jolla merkityt solut voidaan ensisijaisesti tiputtaa ruuhkatilanteissa. HEC-tavua (Header Error Control) käytetään varmistamaan solun otsikon oikeellisuus. GFC-kenttää (Generic Flow Control) voidaan käyttää vuonohjaukseen. ATM-solujen pienestä koosta johtuen ylemmiltä protokollatasoilta tulevat paketit on hajotettava. Tämän ja eri tiedonsiirtovaatimusten tukemiseksi ATM-tekniikkaan on määritelty neljä sovituskerrosta (AAL, ATM Adaptation Layer): AAL 1, 2, 3/4 ja 5, joista laajakaistayhteyksien välittämisessä käytetään pääsääntöisesti AAL5 sovituskerrosta. Virtuaalipiirin terminointipäässä sovituskerros koostaa soluihin pilkotun hyötykuorman takaisin alkuperäiseen muotoonsa.

8 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) ATM-tekniikan tulevaisuudennäkymät ATM-tekniikka alkoi vallata markkinoita 1990-luvun alkupuolella ja suurin osa teleoperaattoreista käyttää sitä runkoverkoissaan, joissa ATM:n avulla päästään 0,6-2,4 Gt/s nopeuksiin. Tyypillinen mm. yhdysliikennekytkimien välillä käytettävä tiedonsiirtonopeus on kuitenkin 155 Mbit/s luvulla ATM on kuitenkin saanut uusia kustannustehokkaita haastajia, kuten Gigabit Ethernetin ja gigabittiluokan IP-reitittimet. ATM-yhdysliikenne toimii moitteettomasti ja ATM on operaattoriverkoissa käyttövarma ja yksinkertainen tekniikka, joten syy uusien tekniikoiden käyttöönoton harkitsemisessa piilee muissa tekijöissä, kuten ylläpito- ja investointikustannuksissa saavutetuissa säästöissä ja ATM-laitteiden yhä heikommassa saatavuudessa. ATM:n elinkaari verkko-operaattoreiden runkoverkoissa on siis vähitellen päättymässä, eikä verkko-operaattorin ole enää järkevää investoida ATM-teknologiaan. Lisäongelmia aiheuttaa laitevalmistajien heikentynyt tuki, mikä havaitaan varsinkin suunniteltaessa päivityksiä ATM-verkkoihin. ATM yhdysliikennenopeuden päivitys nopeuteen 622 Mbit/s olisi vielä mahdollinen, mutta yhdysliikenne nopeudella 2,5 Gbit/s muodostuisi jo ongelmaksi. 2.2 Nykyinen ATM-bitstream-toteutus Nykyinen bitstream-yhteenliittäminen on toteutettu pääosin ATM-yhdysliikennekytkimien ja ATMpääsyverkon kautta. Liikenne kulkee muuttumattomana ATM-virtuaalipiirejä pitkin palveluoperaattorin runkoverkon terminointipisteeseen. Liittymien terminointipisteenä ja asiakkaan oletusreittinä toimii palveluoperaattorin BRAS, joka näin myös määrittää ensimmäisen L3-osoitteen asiakkaalle. ATM-yhteenliittäminen on esitetty Kuvassa 3. Palveluoperaattorin ATM-reunakytkimen ja asiakaspäätelaitteen välille muodostetaan tilaajakohtainen ATM-virtuaalipiiri. Nykytoteutuksessa DSLAM toimii kuten ATM-kytkin, joka kanavoi virtuaalipiirit pääsyverkkoon. Kuva 3: Nykyinen ATM:llä toteutettu yhdysliikenne

9 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Operaattorit määrittävät yhdysliikennekytkimien välille staattiset reitit virtuaalipiirejä varten. Virtuaalipiirit provisioidaan operaattoreiden keskenään etukäteen sovituista VPI/VCInumeroavaruudesta. VPI/VCI-arvoilla on ainoastaan paikallinen merkitys, joten asiakaspäätelaitteilla voidaan käyttää aina samoja virtuaaliyhteysparametreja. Näin CPE:n (Customer Premises Equipment) konfigurointi on provisioinnin osalta mielekästä ja vaivatonta. Paikallinen merkitys tarkoittaa sitä, että tietty parametriarvo vaikuttaa ainoastaan verkon kahden ATM-solmun välillä. Yhdysliikenteessä käytettävä ATM-sovituskerros (AAL5) on luonteeltaan yhteydellinen. Asiakaspäätelaite generoi tyhjiä ATM-soluja verkkoon, vaikka virtuaalipiirissä ei varsinaista hyötyliikennettä kulkisikaan Palvelun laatu Palvelun laatu (QoS, Quality of Service) on toteutettu siten, että päätelaite luokittelee liikenteen IPv4-otsakkeen TOS-palvelutyyppikentän (Type of Service) bittien mukaan ja toteuttaa tämän perusteella liikenteen jonotukset. Näin reaaliaikainen liikenne saa etuajo-oikeuden mahdollisessa päätelaitteen ruuhkatilanteessa, sillä tyypillisesti lähiverkon datanopeus on korkeampi kuin DSLpääsylinkin. Verkko-operaattorin pääsyverkossa ja yhdyskäytävällä liikenteen välittämiseen käytetään ATM:n UBR-liikennepalveluluokkaa (Unspesified Bit Rate), mikä tarkoittaa nimensä mukaisesti määrittelemätöntä bittinopeutta. ATM-pääsyverkko on mitoitettu tarjoamaan verkon kapasiteettia virtuaalipiireille, mutta palvelun laatua ei ole toteutettu alusta loppuun bitstream-liikennettä varten. Nykytoteutukseen on mahdollista lisätä palvelunlaatuominaisuuksia ottamalla käyttöön muita ATMliikenneluokkia. Viivekriittistä liikennettä varten on määritelty kaksi liikenneluokkaa: CBR (Constant Bit Rate) ja VBR-rt (Variable Bit Rate real-time). Liikenneluokkien erona on se, että CBR tarjoaa vakiosiirtonopeuden, kun taas VBR-rt soveltuu esimerkiksi pakatulle videoliikenteelle, joka ei tarvitse vakionopeutta. Ei-viivekriittistä liikennettä ajatellen myös VBR-nrt liikenneluokan käyttöönotto mahdollistaisi PO:lle parempilaatuisten palveluiden tarjoamisen tilaajille. 2.3 Työryhmän suositukset Kuten aiemmin on todettu, ATM-tekniikka on hyvin standardoitua ja vakiintunutta. Työryhmän selvityksen mukaan bitstream-palvelujen toteuttamista voidaan kuitenkin vielä helpottaa etenkin seuraavilla alueilla: VO-PO rajapinnan varmistaminen: Raportin kirjoittamishetkenä yhdysliikennerajapintoja ei ole Suomessa varmennettu, vaikka rajapintojen läpi kulkeva liikenne voi useissa tapauksissa olla varsin merkittävää. Laatuluokkien toteuttaminen: Raportin kirjoittamishetkenä verkoissa ei ole tuotteistettu ATM-laatuluokkia, mikä on vaikeuttanut esimerkiksi pakettipohjaisten puhelinpalveluiden toteuttamista. Myös bitstream-määritelmään sisältyvä PO:n palvelun ominaisuuksien hallintamahdollisuus jää tällöin heikoksi. Rajapinnan VPI/VCI arvojen numeroinnin määrittely: Työryhmän selvityksen mukaan VPI/VCI arvojen huolimaton jako saattaa aiheuttaa skaalautuvuusongelmia VO-PO rajapintojen varmistaminen Rajapinnan käytettävyyteen ja häiriönsietoon tulee kiinnittää erityistä huomiota koska yhdysliikennelaitteiston vioittuminen tai paikallinen häiriö suurella todennäköisyydellä koskee tilaajaryhmää eikä vain yksittäistä tilaajaa.

10 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Yhdyskäytävä on järjestettävä siten, että häiriön mahdollisuus on olosuhteiden osalta pieni (sähkönsyöttö, kosteus, yms.), sekä vikaantumistapauksessa varaosien ja työvoiman saatavuus on hyvä. Rajapinta voidaan myös tietyissä tapauksissa katsoa olevan osa operaattorien kriittistä infrastruktuuria, mikä asettaa yhdyskäytävän vaatimukset vielä korkeammalle tasolle. Mikäli rajapintaa ei saada sijoitettua vaatimusten mukaisiin tiloihin, sille ei voida taata asianmukaista huoltoa, tahi se on erityisen merkittävässä asemassa, tulee se alueellisesti kahdentaa palvelualueella tai vaihtoehtoisesti rajoittaa sen kautta kulkevia yhteyksiä joko määrällisesti tai laadullisesti siten, että sen merkitys on tilaajille vähäinen. Työryhmä on selvittänyt erilaisia varmennusmalleja ja esittää, että niitä käytetään yllä olevien vaatimusten täyttyessä. Mallien soveltuvuus ja käyttö jää osapuolten keskenään harkittavaksi. ATM-rajapinnan varmistamisessa voidaan käyttää joko IISP-signalointia (Interim Interswitch Signaling Protocol) tai kahdennetun ATM -kohdeosoitteen tekniikkaa (ns. backup NSAP-address ominaisuus). Kahdennetun ATM-kohdeosoitteen tekniikassa VO määrittelee kahteen PO:lle menevään liityntään saman ATM NSAP-osoitteen. Toiminnassa olevan liitynnän rikkoontuessa liikenne reitittyy VO:n verkossa varaliittymään ilman, että PO:n ja VO:n välillä käytetään ATM-signalointia. Yhteyksien kääntyminen varareitille tapahtuu automaattisesti, mutta palautus pitää toteuttaa käsin, operaattorien sopiessa keskenään ajankohdan ja tavan. Käytettäessä backup NSAP-address -ominaisuutta ei VO:n ja PO:n tarvitse tietää toistensa ATM-osoitteita, sillä VPI/VCI-tieto riittää ja signalointia NNI:n yli ei ole. IISP-tekniikalla toteutettava rajapinnan varmistus on käytössä muissa maissa eikä vaadi investointeja olemassa oleviin verkkoihin. IISP-signalointi edellyttää kuitenkin, että signalointiin osallistuvat ATM-kytkimet käyttävät yksikäsitteisiä ATM-numeroita. Tällaisena numerointina voidaan käyttää Tietoyhteiskunnan kehittämiskeskus ry:n (TIEKE) jakamia E.164-muotoisia NSAP -osoitteita [3] tai muuta ei-päällekkäistä numerointia. Tietoturvan varmistamiseksi VO:n ei tarvitse ottaa vastaan mitään yhteyksiä PO:n suunnalta, vaan yhteys signaloidaan aina VO:lta PO:lle. Lisäksi PO voi rajoittaa yhteyksien muodostusta pääsylistoilla. Yhteys suositellaan lisäksi toteutettavaksi poluilla (soft-pvp), jolloin PO:n verkossa tapahtuva uudelleenreititys aiheuttaa pienen ja helposti rajattavan signalointikuorman VO:n verkossa. Käytettäessä soft-pvp kytkentää on huomattava, että ATM-kytkimen varmennus VO:n verkossa vaatii yleensä erikoistoimenpiteitä Laatuluokkien toteuttaminen Työryhmä toteaa, että puhepalveluja tukevien liikenteen laatuluokkien toteuttaminen kotiliittymiin on valitettavasti harvoin taloudellisesti järkevää nykyisten ylibuukattujen ATM-liityntäverkkojen ja päätelaitteiden rajoitusten takia. PO voi vähentää ATM-liityntäverkon ylibuukkausta näiden tilaajien osalta lisäämällä liityntäpisteittensä määrää ja siirtämällä VO-PO -rajapintaa lähemmäksi tilaajia. Yhteisötilaajille useamman liikenteen laatuluokan toteuttaminen nähtiin taloudellisesti mahdolliseksi. Työryhmä suosittelee, että verkko-operaattorien tulisi varautua tuotteistamaan vähintään VBR-nrt -laatuluokan virtuaalikanavat. Näin PO:lle tulisi mahdollisuus tuotteistaa myös parempilaatuisia palveluita haluamilleen asiakassegmenteille. Laatuluokkien tuotteistus voi sisältää rajoituksia palvelujen saatavuusalueeseen, koska VO:n verkon kapasiteetti ei mahdollisesti riitä laatuluokkien toteuttamiseen kaikissa verkon osissa.

11 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Rajapinnan VPI/VCI arvojen numeroinnin määrittely Työryhmä suosittaa ATM-laitteiden teknisen skaalautuvuuden takia seuraavia käytäntöjä virtuaalipolkujen numeroinnissa: 8-bittisten polkuarvojen (VPI) käyttämistä Virtuaalikanavien (VCI) ja virtuaalipolkujen (VPI) numerointi tulisi aloittaa pienimmästä mahdollisesta arvosta (esim. VCI=40), ja uusia arvoja tulisi ottaa käyttöön yhtäjaksoisesti (41, 42, 43...). Suurten liittymämäärien palveluissa tulisi olla mahdollista tuoda samalta maantieteelliseltä alueelta kerättävät tilaajat rajapintaan samalla polkuarvolla (VPI), jotta ATMliityntäverkossa voitaisiin käyttää polkukytkentää. Tällä tavoitellaan VO:n ATM verkon tehokkaampaa resurssinkäyttöä. VO:n tulisi pyrkiä toteuttamaan kohtuullinen määrä VPI-arvoja, niin että PO voi toteuttaa palvelukohtaista automaattista provisiointia ja polkukytkentää. Työryhmä suosittelee, että verkkooperaattorien tulisi varautua antamaan jokaiselle PO:lle vähintään 4 VPI-arvoa. PO antaa liittymäkohtaiset VPI/VCI arvot VO:lle tilauksen yhteydessä. Suositeltava UNI-versio on 3.1 [4] elleivät osapuolet muuta sovi Muut suositukset Työryhmän mukaan suositeltavin fyysisen kerroksen liitynnän toteutustapa on STM-1 -liityntä yksimuotokuidussa 1310 nm lasereilla. Osapuolet voivat myös sopia käyttävänsä muita liityntätapoja, kuten STM-4/16, yksimuoto tai monimuoto 1550 nm. Yhdysliikenteen järjestelyistä sopimisen yhteydessä on syytä selvästi todeta sopimustekstissä rajapinnan vastuualueet siten, ettei yhdysliikenne tapahdu johdolla, vaan liikenne luovutetaan jommankumman operaattorin portista. Lisäksi työryhmä suosittaa, että VO tukisi rajapintaan kytketyssä ATM-kytkimessään segmenttikohtaista ATM ping -toiminnetta, jonka avulla PO voi tarkistaa, onko jokin tietty virtuaalikanava provisioitu VO:n verkkoon.

12 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) 3 ETHERNET-YHDYSLIIKENNERAJAPINTA Ethernet-tekniikkaa ollaan parhaillaan ottamassa bitstream-käyttöön, joten PO:n ja VO:n verkkojen yhteenliittämiseen ei ole vielä olemassa vakiintuneita käytäntöjä. Työryhmän tavoitteena olikin määritellä parhaat käytännöt verkko-operaattorin ja palveluoperaattorin välisestä Ethernet-rajapinnasta VO:n toimittaessa PO:lle bitstream-palveluja esimerkiksi DSLlaajakaistaliittymiin. Työryhmä rajautui Ethernet-rajapinnan teknisiin kysymyksiin. Tämä luku kuvaa lyhyesti Ethernet-tekniikan ja sen varaan rakennetun bitstream-toteutuksen. Kappaleessa 3.3 esitetään työryhmän suositukset Ethernet-tekniikan käytöstä VO:n ja PO:n välisessä rajapinnassa ADSL-liittymien toteutuksessa. 3.1 Tekniikan yleiskuvaus Ethernet-tekniikka on useisiin IEEE-standardeihin perustuva laajakaistainen verkkotekniikka, joka on alun perin kehitetty lähiverkkoihin. Yritysverkkotekniikkana Ethernet on osoittautunut parhaaksi vaihtoehdoksi IP-liikenteen siirtäjänä ja se syrjäytti tehokkaasti kaikki kilpailevat tekniikat 90- luvulla. Operaattoriverkoissa Ethernet-tekniikka on jatkanut muiden tekniikoiden syrjäyttämistä operaattoreille hyödyllisten ominaisuuksien tultua standardiksi osaksi Ethernetiä. Operaattorikäytön kannalta tärkeimmät virstanpylväät ovat: Fast Ethernet: 100 Mbit/s siirtonopeus VLAN:ien käyttöönottaminen (802.1Q) ja laatuluokat (802.1p) Gigabit Ethernet: 1 Gbit/s siirtonopeus G Ethernet: 10 Gbit/s siirtonopeus Ethernetin käyttöönottoa vauhdittivat 90-luvulla optisten ratkaisujen kehittyminen. Optisten linkkien toteuttaminen perustui aluksi laitteisiin kiinteästi asennettuihin lähetin-vastaanottimiin, mutta tälläiset ratkaisut korvautuivat yleiskäyttöisillä moduuleilla kuten GBIC:lla (GigaBit Interface Converter) ja myöhemmin pienemmillä SFP:lla (Small Form-factor Pluggable). Siirtokapasiteetin kasvaminen sekä laser-tekniikan kehittyessä saavutettu pitkä kantama mahdollistivat Ethernettekniikan läpimurron operaattoriverkoissa vuoden 1995 jälkeen. Suomalaisissa operaattoriverkoissa Ethernet saavutti merkittävän aseman vuosina Ethernetin käyttö eroaa merkittävästi aikaisemmista siirtoyhteystekniikoista, koska se perustuu aidosti pakettikytkentäisyyteen toisin kuin esimerkiksi SDH tai ATM. Pakettikytkentäisyys tekee Ethernetistä samankaltaisen tekniikan kuin IP, ja tästä syystä Ethernet-tekniikan odotetaan tuovan helpotusta uusien IP-pohjaisten palvelujen tuotteistamisessa ja tarjoamisessa. Ethernet-tekniikkaa voidaan käyttää kahdella eri tavalla (point-to-point ja multi-access) sovelluksesta tai verkkotopologiasta riippuen. Point-to-point-käyttö mahdollistaa tekniikan hyödyntämisen runkoverkossa ja tilaajaliittymissä. Multi-access-käyttö taas mahdollistaa käytön lähiverkoissa, konesaleissa ja palvelinklustereissa. Ethernet-tekniikassa siirrettävä tieto pakataan Kuvan 4 mukaisiin Ethernet-kehyksiin. MAC (Media Access Control ) -osoite on tekniikassa käytettävä yksilöllinen fyysinen laiteosoite. Ethernetkehyksen kohteen MAC-osoitekenttä sisältää joko yksittäisen vastaanottajan laiteosoitteen tai ryhmälähetys/ levitysviestiosoitteen. Lähteen MAC-osoite yksilöi laitteen, joka alun perin lähetti kehyksen. KOHTEEN MAC-OSOITE LÄHTEEN MAC-OSOITE PITUUS/ TYYPPI DATA (+ PAD) FCS 6 tavua 6 tavua 2 tavua tavua 4 tavua Kuva 4: Ethernet-kehys ja sen sisältämät kentät

13 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Tyyppi/pituuskentän käyttö riippuu käytettävästä tekniikasta: IEEE standardin pituuskenttä ilmaisee databittien määrän, kun taas Ethernet V2.0:n tyyppikenttä määrittää ylemmän OSI-tason protokollan kuten IP, jonka datakenttä sisältää. Ethernet-tekniikkaa käytettäessä lähetettävä data pilkotaan ylemmällä OSI-tasolla maksimissaan 1500 tavun hyötykuormakenttiin. Jos kehyksen kokonaismitta uhkaa jäädä alle 64 tavun, datakenttään lisätään täytebittejä (PAD). Kun tarkistussumma FCS (Frame Check Sequence) on kunnossa, vastaanottava laite voi siirtää hyötykuorman verkkokerroksen käsiteltäväksi. MTU (Maximum Transmission Unit) on tavuissa ilmaistava lukuarvo. Jokainen datalinkki tukee tiettyä MTU-arvoa, jonka se pystyy kuljettamaan pilkkomatta dataa. Ethernetin standardi MTU on niin operaattoriverkoissa kuin lähiverkoissa aina sama 1500 tavua. Käytettäessä VLAN-tekniikkaa (802.1Q) lisätään Ethernet-kehyksen sisälle neljä tavua uudeksi kentäksi, jolloin MTU on kokonaisuudessaan 1504 tavua MTU-arvot vaihtelevat laitekohtaisesti. Kytkimissä on tietty MTU oletusarvoisesti sekä tietty maksimiarvo, johon liitännän Ethernet-MTU voidaan asettaa. Nykyisin Ethernetin MTU voidaan asettaa maksimissaan 9000 tavun paikkeille (jumbo frames). Operaattorikäytössä Ethernetin kaltainen pakettikytkentäinen monipääsyverkko on tehokas keino yhdistää reitittimiä ja erilaisia palvelimia sekä tarjota tilaajaliittymiä suuremmilla nopeuksilla kuin mitä erilaisilla xdsl-tekniikoilla ollaan voitu tarjota. Käytännössä tämä on johtanut erilaisten alueellisten dataverkkojen rakentamiseen keskusalueille. Näissä verkoissa peruslaitteina on kaiken kokoisia Ethernet-kytkimiä, joiden ominaisuuksista yksi tärkeimmistä on erottaa käyttäjien liikenne toisistaan VLAN-tekniikan (Virtuaali-LAN) avulla. Virtuaali-LAN eli VLAN määrittää käyttäjien, sovelluksien tai laitteiden loogisen ryhmän. VLAN:n avulla muodostettavaa ryhmää käsitellään yksittäisenä aliverkkona ja sen jäsenet voivat sijaita fyysisesti verkon eri alueilla. Ryhmien luontimenetelmä on kehyksien merkitseminen VLANtunnisteella, jota kutsutaan VLAN ID -numeroksi. IEEE 802.1Q standardin mukaista VLAN-tekniikkaa käytettäessä lisätään Ethernet-kehyksen sisälle VLAN-tunnistekenttä, joka sisältää TPID- ja TCI-kentät (Tag Protocol Identifier, Tag Control Information). Koska 802.1Q-tunniste on kehyksen sisällä, se näyttää aivan tavalliselta Kuvan 4 mukaiselta Ethernet-kehykseltä. VLAN-tunnistekenttä sisältää VLAN-informaation lisäksi myös tarvittaessa priorisointitietoa, sillä kentässä on tilaa kolmen bitin mittaiselle prioriteettiarvolle (IEEE 802.1p). Itse VLAN ID:lle on varattu 12 bitin tila, jonka avulla voidaan määrittää enintään 4096 VLAN:ia. VLAN ID-kentän arvo siis määrää sen, mihin VLAN:iin tietty kehys kuuluu. Peruskytkimet suorittavat VLAN:ien ydintoiminnot, ja verkkokerrosta (reititystä) tarvitaan ainoastaan VLAN:ien yhdistämiseen. Modernit kytkimet toimivat ns. monitasokytkiminä, joten osa niistä voi toimia myös reitittimenä yhdistäen VLAN:eja. IEEE:n 802.1Q-standardin [5] määrittämän menetelmän avulla voidaan kuljettaa useita VLAN:eja yhden fyysisen linkin kautta, joka on esitetty Kuvassa 5. VLAN 2 VLAN 10 VLAN 107 Kytkin 802.1Q runkolinkki VLAN 2,10 ja 107 Kytkin VLAN 2 VLAN 2 VLAN 10 VLAN 107 Kuva 5: IEEE 802.1Q 802.1Q VLAN -kehyksen kolme prioriteettibittiä muodostavat liikenteen luokittelua varten yhteensä kahdeksan mahdollista prioriteettitasoa suurin binaariarvo määrittää korkeimman prioriteetin.

14 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) 802.1Q:n prioriteettibiteillä voidaan ilmaista prioriteettitasoja, mutta varsinainen palvelulaatu toteutetaan esimerkiksi 802.1p-standardin [6] avulla p-standardin hyödyntäminen edellyttää, että liikennettä priorisoivissa kytkimissä ja päätelaitteissa on 802.1p-tuki, jolloin laatuluokitellut kehykset on mahdollista priorisoida mahdollisessa ruuhkatilanteessa. Vaihtoehtoisesti palvelulaatu voidaan toteuttaa priorisoimalla liikenne eriarvoisiin VLAN:eihin, jolloin liittymän puhe- ja dataliikenteelle määritetään erilliset ja eriarvoiset VLAN:t. 3.2 Ethernet-tekniikan soveltaminen operaattoreiden välillä Bitstream-palvelun toteuttamisessa Ethernet-tekniikalla yksi 802.1Q:n mukainen looginen VLANryhmä muodostaa joko yhden tilaajaliittymän tai asiakasryhmän. Toisin sanoen tekniikka erittelee asiakkaat joko liittymäkohtaisiin tai liittymäryhmäkohtaisiin VLAN:eihin. Kun yhdyskäytävän ja verkko-operaattorin pääsyverkon kytkimet lähettävät tai vastaanottavat kehyksen, ne lukevat siitä VLAN-tunnisteen. VLAN-tunnisteiden avulla operaattorit voivat kontrolloida VLAN:ien käyttöä ja suodattaa tarpeetonta liikennettä. Kuva 6: 802.1Q:lla toteutettu rajapinta verkko-operaattorin ja palveluoperaattorin välillä Kuvassa 6 esitetyn 802.1Q-tekniikan avulla toteutetun yhdysliikenteen toiminta on kokonaisuudessaan jaoteltavissa kuvan numeroinnin mukaisesti. Data kulkee seuraavien vaiheiden kautta asiakkaalta palveluoperaattorille: 1. Asiakaspäätelaite lähettää dataa runkolinkin portista ulos (PPPoX:llä tai siltaamalla) tietämättä, mihin VLAN:iin se liitetään pääsyverkossa. 2. DSLAM:iin määritetty asiakasportti vastaanottaa datan. Porttiin asetettu tilaajan identifioiva VLAN ID liitetään jokaisen Ethernet-kehyksen sisälle. 3. DSLAM:in Ethernet-uplink-portti kytkee VLAN-kehykset kohti yhdysliikennepistettä. 4. Tilaajaliikenne kulkee omassa VLAN:ssa verkko-operaattorin runkoverkossa, jonka toteutus voi perustua Ethernet-tekniikkaan tai esimerkiksi MPLS-pohjaisiin ratkaisuihin. 5. Palveluoperaattori kytkee liikenteen VLAN-tunnisteen perusteella joko terminointipisteeseen BRAS:iin tai esimerkiksi VPN-liittymään.

15 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) 3.3 Työryhmän suositukset Työryhmän työn pohjana ovat toimineet seuraavat Ethernet-tekniikan käyttöön liittyvät tavoitteet: Yleiset tekniset rajapintamäärittelyt Ethernet-tekniikan käytölle Määrittely liittymäkohtaisen VLAN:n käytölle Määrittely liittymäryhmäkohtaisen VLAN:n käytölle Vianrajaukseen Ethernet-tekniikassa liittyvät määritykset Näiden tavoitteiden perusteella työryhmä on jakanut antamansa suositukset seuraaviin yksityiskohtaisempiin suosituksiin: Liitynnät yhdyskäytävässä Operaattoreiden liityntärajapinta toistensa verkkoihin toteutetaan kaapeloimalla yhteys operaattoreiden Ethernet-kytkinten välille. Ethernet-kytkimet voivat sijaita parhaimmillaan samassa laitetilassa tai niillä saattaa olla etäisyyttä useita kilometrejä. Tarvittava kapasiteetti riippuu tilaajaliikenteen määrästä ja tästä syystä 100 Mbit/s yhteys voi olla riittävä. Työryhmän suositus: Operaattoreiden välinen Ethernet-kytkentä tehdään joko 100 Mbit/s, 1 Gbit/s tai 10 Gbit/s nopeudella (802.3z GbE [7], 802.3u FastEthernet [8] tai 802.3ae LAN-PHY [9]) käyttäen yksimuotokuitua. Operaattorit voivat sopia halvemman ratkaisun käytöstä ja käyttää esimerkiksi kupariliityntää, mikäli laitetilat ja etäisyys sen sallivat. Fyysisessä Ethernet-rajapinnassa käytetään full-duplex ja no-autonegotiation -määrityksiä. Luovutusrajapinnaksi sovitaan joko verkkooperaattorin tai palveluoperaattorin Ethernet-portti Q VLAN Ethernet VLAN-tekniikka mahdollistaa yhteyksien muodostamisen sekä liittymäkohtaisesti että liittymäryhmäkohtaisesti L2-tasolla. Ensimmäiseksi mainittu sopii käytettäväksi yhteisötilaajille tai yrityksille ja jälkimmäinen esimerkiksi samantasoisten kuluttajaliittymien toteuttamiseksi kustannustehokkaasti yhtä yhteyttä käyttäen. VLAN-tekniikka asettaa rajoituksia erityisesti liittymäkohtaisten VLAN:ien käytölle VLAN:ien maksimimäärän takia. Tästä syystä osa operaattoreista on jo nyt alkanut rakentaa verkkojaan siten, että valtaosa yhteyksistä on toteutettu käyttäen liittymäryhmäkohtaisia VLAN:eja. Vastaavasti kuluttajaliittymiä toteutetaan käyttäen liittymäryhmäkohtaisia VLAN:eja. Yhteisen VLAN:n käytöstä seuraa myös uusia vaatimuksia liittymän tunnistamiselle ja tietoturvallisuudelle verrattuna ATM-tekniikkaan perustuvaan toteutukseen. VO:n on kiinnitettävä huomiota verkkonsa toteutukseen, jotta VO pystyy tarjoamaan PO:lle keinon tunnistaa liittymä, josta liikenne on peräisin. PO:n on myös pystyttävä luottamaan siihen, että tilaajat eivät voi liikennöidä keskenään VO:n verkossa. VLAN-tekniikkaa käytettäessä on myös huomioitava sellaisten liittymien tuotteistus, joissa liittymien välinen liikenne on välttämätöntä VO:n verkossa. Tälläisia ovat esimerkiksi yrityksille ja yhteisöille tuotettavat lähiverkkojen yhdistämispalvelut. Nämä liittymät eivät ole tämän suosituksen piirissä. VLAN-standardi tukee 4096:n yhtäaikaisen VLAN:n käyttöä. Käytännössä valmistajakohtaiset toteutukset saattavat rajoittaa VLAN:n yhtäaikaisen määrän 1024:ään. Työryhmän suositus: VO:n on tuotteistettava VLAN-palvelu. VO/PO-rajapinnassa tulee tarjota sekä liittymäkohtainen VLAN että liittymäryhmäkohtainen VLAN toteutus.

16 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) VO:n on eriytettävä tilaajat L2-tasolla toisistaan siten, että tilaajat eivät voi liikennöidä keskenään muutoin kuin PO:n reunalaitteen kautta. VO/PO-rajapinnassa VO määrittää käytettävän VLAN- ID:n. Molemmissa toteutustavoissa tilaajalle L2-tasolla tarjottava hyötykuorma (MTU) on oltava vähintään 1500 tavua. Bitstream-yhteyksien toimittaminen vaatii PO/VO-rajapinnassa VLAN:n ID:n varaamisen yhteydelle sekä liityntäpisteiden määrittelemisen. VO:n verkossa liityntäpisteitä tulee olla vähintään kaksi, jotka ovat VO-PO-rajapinta sekä ensimmäinen VLAN:iin liitetty asiakasliittymä tietyssä VO:n DSLAM:ssa. Tästä syystä VLAN:n määrä, liityntäpisteiden lukumäärä sekä siirtoetäisyys ovat hinnoittelukomponentteja. Työryhmä suosittaa, että: VLAN:n toimittamiseksi PO:n täytyy määritellä bitstream-päätepisteet VO:n on myytävä VLAN:eja tasapuolisesti kaikille PO:ille VO toimittaa VLAN:it niitä tilanneille PO:ille tilausjärjestyksessä VO:n tulee huolehtia VLAN-toimituskyvystään parhaan kykynsä mukaisesti. PO:n tulee arvioida tuleva VLAN tarpeensa yhteisesti sovitulla aikajänteellä Pinotut VLANit (QinQ) yhdyskäytävässä 2 VLAN-kenttää Työryhmä ei suosittele mitään tiettyä menetelmää moninkertaisen VLAN-tunneloinnin tai vastaavan toiminnallisuuden toteuttamiseksi VO/PO-rajapinnassa, koska standardit eivät ole siihen vielä valmiita. Operaattorit voivat ottaa käyttöön VO/PO-rajapinnassa erikseen niin sopiessaan haluamansa tekniikan. Tällöin tietoturvan ja tilaajaliikenteen eristämisen osalta rajapinnan on noudatettava kohdan suositusta Tilaajan tunnistaminen Käytettäessä liittymäryhmäkohtaista VLAN:ia VO ohjaa kaikkien samaan VLAN:iin liitettyjen liittymien liikenteen PO:lle. Ilman erillisiä protokollatoteutuksia PO ei pysty yhdistämään tietyn liittymän liikennettä mihinkään tunnistamistietoon L2- tai L3-tasolla. Tästä syystä joko liittymän tai VO:n on tuotettava riittävä tunnistamistieto jokaisen liittymän liikenteeseen. Nykyisissä toteutuksissa on tyypillisesti käytössä kaksi menetelmää, joiden avulla PO voi tunnistaa liittymän, so. PPPoA tai PPPoE ja DHCP optio82 [10]. Point to Point Protocol (PPP) -pohjaisissa menetelmissä liittymän liikenne tunneloidaan VO:n verkon läpi tilaajalta PO:lle. DHCP optio82- menetelmä perustuu samaan protokollaan ja ajatukseen kuin nykyisissä ATM-pohjaisissa järjestelmissä. ATM-tekniikkaa käytettäessä PO leimaa BRAS:n kautta tilaajalta tulevat DHCPkyselyt omassa BRAS-laitteessaan. Ethernet-tekniikkaa käytettäessä VO:n täytyy leimata liittymäkohtainen tunniste Ethernet-DSLAM:ssaan yksikäsitteisellä liittymätunnisteella. PO:n kannalta olisi helpointa, jos VO käyttäisi liittymätunnisteena PO:n antamaa liittymätunnistetta. Mikäli tilaajan tunnistamisessa ei käytetä PO:n määrittämää liittymätunnistetta, joudutaan tunnistetieto välittämään VO:lta PO:lle esim. toimitusvahvistuksen yhteydessä. Tämä johtaa monimutkaisempaan operaattoreiden väliseen toimitusprosessiin kuin ATM-pohjaisten liittymien toimituksessa on totuttu. Mikäli VO muodostaa liittymätunnisteen ohjelmallisesti DSLAM:ssa, määräytyy tunniste vasta liittymän provisioinnin jälkeen. DSLAM:n määrittämä liittymätunniste saattaa lisäksi vaihdella ohjelmistopäivityksen yhteydessä, eikä uusia tunnistetietoja välttämättä tiedetä ennen päivitystä. Käytettäessä liittymäkohtaista VLAN:ia kaikki liittymän liikenne ohjataan omassa VLAN:ssa VO:n verkon läpi PO:lle. Tällöin PO:n ei tarvitse erikseen tunnistaa tilaajaa, vaan PO pystyy yhdistämään itse tunnistamistiedot suoraan liittymään. Liittymän tunnistamisen lisäksi optio82-tietoa käytetään myös PO:n tuotteistuksessa. Nykyisin esimerkiksi IP-osoitteiden määrän rajaus liittymässä sekä kiinteän osoitteen jakaminen DHCP:llä tiettyyn liittymään voidaan tuotteistaa DHCP optio82:n avulla. Tästä syystä PO:n on pystyttävä tulkitsemaan, mihin liittymään tunniste liittyy ja voitava luottaa siihen, että VO tiedottaa mahdollisista muutoksista.

17 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Työryhmän suositus: Työryhmä suosittelee, että VO:n on toteutettava DHCP optio82-tunnisteen liittäminen tilaajan DHCP-kyselyihin liittymäryhmäkohtaista VLAN-toteutusta käytettäessä. Tunnisteen on oltava yksikäsitteinen ja muuttumaton. VO:n on pyrittävä kehittämään provisiointijärjestelmäänsä niin, että PO voi määrittää haluamansa optio82-tunnisteen liittymää tilatessaan. VO vastaa siitä, että PO saa tiedon liittymän optio82- tunnisteesta liittymää tilattaessa sekä siitä, että PO saa tiedon etukäteen, jos tunniste vaihtuu ohjelmistopäivityksen tms. takia Tietoturva Laajakaistaliittymät mahdollistavat erilaisia teleliikenteen häirinnäksi tulkittavia hyökkäyksiä, jotka voivat vahingoittaa sekä VO:n että PO:n verkkoa. Käyttäjä voi esimerkiksi yrittää lähettää liikennettä käyttäen vääriä L2- ja L3 tason osoitteita. Väärinkäytösten vaikutusten vähentämiseksi operaattoreiden täytyy suojata verkkoaan erilaisilla suodatuksilla ja liikenteen pakko-ohjauksella. MAC-tason suodatus on käsitelty erikseen Kappaleessa Työryhmän suositus: VO:n on ohjattava liikenne liittymistä PO:n reunalaitteelle L2-tasoisesti siten, että liittymien välinen liikenne ei ole mahdollista kuin PO:n laitteiden kautta. Operaattoreiden on sovittava siitä miten L2-tason ohjausprotokolliin (esimerkiksi Spanning Tree protokolla) tulee suhtautua Palvelun laatu (Quality of Service, QoS) Ethernet-pääsyverkkoon täytyy toteuttaa laatutasot erityyppisiä loppukäyttäjäpalveluja varten. IP-pohjaiset puhepalvelut ovat tyypillinen esimerkki palvelusta ja liikenteestä, joka tarvitsee Ethernet-pääsyverkossa erityiskohtelua viiveiden ja kapasiteetin hallitsemiseksi. Työryhmä ei päätynyt yksimielisyyteen aiheesta, koska kokemuksia laatutasojen toteuttamisesta ei ole tarpeeksi. Työryhmän suositus: Laajakaistaliittymien liikenteen priorisoimiseen Ethernet-rajapinnassa tulee toistaiseksi käyttää IEEE 802.1p-standardin mukaisia laatuluokkia L2-tason palveluille. VO:n ja PO:n tulee sopia L3- tason laatuluokkien (IP-TOS) käytöstä ja käytön rajoituksista. Lisäksi, jos VO on tuotteistanut eri laatutasoja, tulisi näiden laatutasojen olla myös muiden palveluoperaattorien saatavilla bitstreamyhdyskäytävien kautta Vuonohjaus Työryhmän suosittaa, että: Flow control-menetelmää ei käytetä 100 Mbit/s ja 1 Gbit/s VO/PO-rajapinnoissa MAC-osoitteiden käytön hallinta ja suodatus MAC-osoitteiden käytön hallinta ja suodatus ovat verkonsuojausmenetelmiä, jotka ovat tarpeen suojauduttaessa teleliikenteen häiritsemiseltä ja laiterikkojen aiheuttamilta vikatilanteilta. Verkkoa mitoitettaessa MAC-osoitteiden määrä (MAC-osoiteavaruuden koko) on yksi kustannustekijä operaattorille, sillä se vaikuttaa Ethernet-kytkinten kapasiteettiin ja hintaan.

18 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Vaatimus MAC-osoitteiden yksikäsitteisyydelle on helposti osoitettavissa tilanteissa, joissa operaattorin verkkoon on huolimattoman maahantuonnin tms. takia liitetty samalla MACosoitteella varustettuja laitteita. Tällöin kummankaan tilaajan liittymä ei toimi normaalisti ja pahimmillaan operaattorin DHCP-palvelimen sekä BRAS:n toiminta häiriintyy. Tällaiset liittymät täytyy sulkea, jolloin tilaajan vastuulle jää selvittää, miksi hankitussa laitteessa ei ole standardin mukaista MAC-osoitetta. On myös huomioitava, että tilaaja voi vaihtaa tiettyjen laitteiden MACosoitteen itse, jolloin kyse on teleliikenteen häirinnästä. VO voi estää useamman saman MAC-osoitteen aiheuttamat haitat käyttämällä verkossaan virtuaalisia MAC-osoitteita, joiden käyttöä osa DSLAM-valmistajista tukee. On kuitenkin tärkeää, että asiakaspäätelaitteiden maahantuojat ymmärtävät vastuunsa ja pitävät huolta siitä, että laitteet ovat standardien mukaisia. Siksi ei ole syytä varautua moninkertaiseen MAC-osoitteesiin. Sen sijaan on sovittava käytäntö siitä, miten VO toimii, kun PO havaitsee verkossa moninkertaisia MAC-osoitteita. VO voi esimerkiksi sulkea kaikki liittymät, joissa virheellisiä MAC-osoitteita käytetään tai suodattaa liikenteen, jonka lähettäjäksi on merkitty kyseinen MAC-lähdeosoite. Periaatteessa yksittäisessä liittymässä tarvitaan vain sen verran MAC-osoitteita kuin sieltä hyväksytään erillisiä IP-osoitteita. Käytännössä on kuitenkin niin, että tilaajaverkkoihin tullaan kytkemään myös sellaisia laitteita, joilta ei ole tarkoitus liikennöidä VO/PO-verkkoihin. Nämä MAC-osoitteet näkyvät Ethernet-verkon toimintaperiaatteen takia myös VO:n verkossa ja siksi VO ei voi mitoittaa liittymän käytössä olevien MAC-osoitteiden määrää suoraan PO:n tuotteistaman IP-osoitemäärän mukaan. Koska MAC-osoitteiden määrä on hinnoittelukomponentti VO/POrajapinnassa, täytyy VO:n ottaa käyttöön sopiva MAC-osoitemääräporrastus, jotta PO:n tuotteistusta ei rajoiteta. Työryhmän suosittaa, että: VO:lla ja PO:lla tulee olla mahdollista hallita porttikohtaisesti (DSLAM tai yhteenliittämisrajapinta) aktiivisten MAC-osoitteiden määrää. Jos VO toteuttaa hallinnan rajoittamalla MAC-osoitteiden määrää, suositeltavat aktiivisten MAC-osoitteiden määrärajoitteet ovat esimerkiksi 5, 10, 20, 50, 100, 500 ja 1000 MAC-osoitetta porttia kohden. VO voi sulkea liikenteen päällekkäisiä MAC-osoitteita käyttävistä liittymistä. VO:n tulee PO:n pyynnöstä sulkea liikenne päällekkäisiä MAC-osoitteita käyttävistä liittymistä. Mikäli VO käyttää MAC-osoitemuunnosta verkossaan (virtuaali-mac osoitteet), tulee VO:n tiedottaa tästä PO:lle Yhdysliikennepisteen kahdennus Laajakaistaliittymien rooli kuluttajien ja yritysten viestintäkanavana on huomattava, ja tämä rooli tulee edelleen vahvistumaan mm. VoIP-liikenteen kasvun myötä. ATM-tekniikan käyttöön verrattuna yhteenliittämisessä käytettävien linkkien kapasiteetti ja käyttäjien määrä tulevat nousemaan siirryttäessä Ethernet-tekniikkaan. Työryhmän näkemyksen mukaan rajapinnan käytettävyyteen ja häiriönsietoon tulee kiinnittää erityistä huomiota, koska yhdysliikennelaitteiston vioittuminen tai paikallinen häiriö koskee suurta tilaajaryhmää eikä vain yksittäistä tilaajaa. Rajapinnan käytettävyyteen ja häiriönsietoon tulee kiinnittää erityistä huomiota koska yhdysliikennelaitteiston vioittuminen tai paikallinen häiriö koskee suurella todennäköisyydellä tilaajaryhmää eikä vain yksittäistä tilaajaa. Yhdyskäytävä on järjestettävä siten, että häiriön mahdollisuus on olosuhteiden osalta pieni (sähkönsyöttö, kosteus, yms.), sekä vikaantumistapauksessa varaosien ja työvoiman saatavuus on hyvä. Rajapinta voidaan myös tietyissä tapauksissa katsoa olevan osa operaattorien kriittistä infrastruktuuria, mikä asettaa yhdyskäytävän vaatimukset vielä korkeammalle tasolle. Työryhmä on selvittänyt erilaisia varmennusmalleja ja esittää niitä hyödynnettäväksi yllä olevien vaatimusten täyttyessä:

19 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) a) erillisen MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol) -alueen luominen operaattorirajapintaan tai b) yhteyksien päättäminen L3-tason laitteeseen PO:n puolella loogisesti ensimmäisenä L2/L3- laitteena (BRAS tai vastaava) Työryhmän suositus: Mikäli rajapintaa ei saada sijoitettua vaatimusten mukaisiin tiloihin, sille ei voida taata asianmukaista huoltoa, tai se on erityisen merkittävässä asemassa, tulee se alueellisesti kahdentaa palvelualueella tai vaihtoehtoisesti rajoittaa sen kautta kulkevia yhteyksiä joko määrällisesti tai laadullisesti siten, että sen merkitys on tilaajille vähäinen. Asiaa käsittelevät Viestintäviraston määräykset ovat määräys 27 [11] ja määräys 30 [12]. Operaattoreiden tulisi käyttää ensisijaisesti vaihtoehtoa b), joka on vähemmän altis verkkojen muutoksista aiheutuville häiriöille. Kahdennettu yhteenliittäminen tulee toteuttaa palvelualuekohtaisesti niissä tapauksissa, joissa se on perusteltua Lähetysmyrskyt Lähetysmyrskyt, varsinkin levitysviestien osalta, voivat saattaa yhdysliikennepisteen käyttökelvottomaksi. Tästä syystä yhdysliikennettä harjoittavien osapuolien tulee varautua lähetysmyrskyjen vaikutusten rajoittamiseen, esimerkiksi rajoittamalla levitysviestien saamaa kapasiteettia verkossaan. Tyypillisesti eri laitetyypeissä voidaan käyttää ns. Storm-control suodattimia, joiden avulla voidaan rajoittaa tietty osuus linjakapasiteetista yksittäislähetys- ja yleislähetysliikenteelle. Näitä suotimia ei kuitenkaan tulisi käyttää itse yhdyskäytävässä, jotta vältytään liikenteen estolta niiden tilaajien kanssa, joille tilanteesta ei muutoin koidu haittaa Yhteensopivuus erityyppisten palveluiden ja päätelaitteiden kanssa Nykyisissä laajakaistatuotteissa käytetään Ethernet-siltauksen ohella tekniikoita, joiden sovittaminen Ethernet-pääsyverkkoon vaatii L2-tasolla Ethernet-kehystyksen lisäämisen liikenteeseen. Käytössä olevista liityntätavoista erityisesti PPPoATM ja RFC 1483 routed mode (RFC 2684) tarvitsevat muunnoksen toimiakseen Ethernet-tekniikkaan perustuvassa pääsyverkossa. Kuvassa 7 on esitetty tarvittava Ethernet-kehystyksen lisäys Ethernet DSLAM:ssa, mikäli reitittävä päätelaite käyttää RFC 1483 määrityksen mukaista IP-pakettien kehystystä ADSL-linjalla. Tällöin ADSL-modeemi poistaa Ethernet-kehystyksen ja lähettää pelkän IP-paketin DSLAM:lle. Ethernet DSLAM:n on tunnistettava kehystyksen tarve IP-pakettia vastaanottaessaan ja lisättävä virtuaali- MAC-osoite vastaanottamaansa IP-pakettiin edelleenlähettäessään sen Ethernet-kytkimelle, jotta IP-paketin voi siirtää Ethernet-rajapinnan kautta. PC ADSL-modeemi Ethernet-DSLAM Ethernetkytkin IPreititin IP IP-tunnistus IP AAL5 ATM AAL5 ATM IP ADSL ADSL Kuva 7: Ethernet DSLAM tunnistaa saapuvan IP-paketin ja lisää siihen Ethernet-kehystyksen käytettäessä reitittävää päätelaitetta RFC1483 määrityksen mukaan

20 TYÖRYHMÄRAPORTTI 7/ (47) Vastaavista syistä Ethernet-DSLAM joutuu muuttamaan kehystystä dynaamisesti, jos ADSLmodeemi on asetettu käyttämään PPP over ATM (PPPoA) määrityksen mukaista kehystystä. Ethernet DSLAM:n täytyy tällöin tunnistaa kehystys ja muuttaa se PPP over Ethernet-määrityksen mukaiseksi, jotta kehykset voidaan lähettää edelleen. Muunnos on esitetty Kuvassa 8. PC IP ADSL-modeemi IP PPPoA Ethernet-DSLAM PPPoA muunnos PPPoE Ethernetkytkin IP-reititin IP AAL5 ATM ADSL AAL5 ATM ADSL PPPoE PPPoA RFC 2364 PPPoE RFC 2516 Kuva 8: Ethernet DSLAM:n tekemä muunnos PPPoverATM protokollatoteutuksesta PPPoverEthernet:iin käytettäessä PPP:tä ADSL-modeemissa Työryhmän suositus: Operaattoreiden on tarkistettava korvattaessa ATM-pohjainen DSLAM Ethernet-pohjaisella DSLAM:lla, että uusi DSLAM tukee kaikkia päätelaitetyyppejä ja niiden asetuksien mukaisia muunnoksia Muita kuin RFC 2683:n mukaisesti sillattua yhteyttä käyttävien päätelaitteiden kytkeminen Ethernet-DSLAM:iin Yritys-DSL-liittymissä käytetään usein päätelaitteeseen "RFC 1483 routed" tai "PPP over ATM" kapseloituja (encapsulated) yhteyksiä. Ethernet-DSLAM-laitteet eivät välttämättä tue tällaisten yhteyksien muuntamista ATM-virtuaalikanavalta Ethernet VLANiin. Työryhmän suosittaa, että: VO:n on tarkistettava PO:n kanssa liittymätyyppien käyttö vaihdettaessa ATM-pohjainen DSLAM Ethernet-DSLAM:iin. PO:n on tarkistettava käyttämänsä päätelaiteratkaisu ja sovittava VO:n kanssa reitittävien päätelaitteiden käytöstä yritysliittymissä, mikäli PO käyttää sellaista kapselointimenetelmää jota VO ei tue. Otettaessa käyttöön uusia päätelaiteratkaisuja ja -asetuksia, PO:n tulisi suosia sillattua (RFC bridged mode) WAN-laajakaistarajapintaa, koska tämä kapselointi on laajimmin tuettu Ethernet-DSLAM laitteistoissa.