Bölüm 60: DSL'de Hız ve Mesafe
Ağlar'a “Sen”i Katmak kitabının bir bölümü: adres çubuğuna yazdığın tek bir isteğin peşinden bakırla fiberin fiziğine inip karşı taraftan geri dönen uzun bir teknik yolculuk.
Kısım 8: Kabloda ve Camda (Bölüm 52-64)
Tüm bölümler
- Giriş
- Adres Çubuğundan İsteğe
- Paket Anahtarlamalı Yol
- İsimden Adrese
- DNS Kayıtları
- Önbellek, Tazelik ve Güven
- Port Numarası ve Soket
- Bağlantısız Taşıma: UDP
- Üç Adımlı El Sıkışma
- Simetrik Şifreleme
- Açık Anahtarlı Kriptografi
- TLS El Sıkışması
- Sertifika Zinciri
- HTTP Mesajının Anatomisi
- Durum, Çerez ve Oturum
- HTTP/2'den HTTP/3'e
- İçerik Dağıtım Ağları
- Diğer Uygulama Protokolleri
- Katmanlı Mimari
- Hizmet ve Protokol
- Encapsulation ve Başlıklar
- Paket Yakalama ve Çözümleme
- Ağ Interface Kartı
- Fiziksel Adresleme
- Hata Sezme ve CRC
- Adres Çözümleme: ARP
- Ortam Erişimi: CSMA/CD
- Switch'ler
- Ağ Topolojileri
- Sanal Yerel Ağlar
- Kablosuz Erişim: 802.11
- Radyo Kanalı ve Kapasite
- Kablosuz Ağ Güvenliği
- Hücresel Ağlar
- Spektrum ve Kuşaklar
- Hareketlilik ve Aktarma
- Adres Kiralama: DHCP
- Adresin Anatomisi
- Adres Tükenmesi ve IPv6
- Router Mimarisi
- Kuyruk Yönetimi
- Cihaz Yapılandırma
- Routing Protokolleri
- Kontrol Düzlemi ve SDN
- Ağ İzleme ve Yönetimi
- Alanlar Arası Routing
- Adres Çevirisi
- Ara Kutular
- Tünelleme ve IPsec
- Firewall'lar
- Ağ Saldırıları
- Operatör ve Metro Ağları
- Bitten Sinyale
- Sembol Hızı ve Kanal Kapasitesi
- Multiplexing Teknikleri
- İletim Ortamları
- Bakır Kablo Sonlandırma
- Fiber Sonlandırma
- Fiber Optik İletim
- Bakır Erişim Ağı: DSL
- DSL'de Hız ve Mesafe
- Pasif Optik Ağlar
- Kablo Erişim Ağları
- Kablo Modem ve CMTS
- Denizaltı Kabloları
- Veri Merkezi Ağları
- Encapsulation Çözme
- Güvenilir Aktarım
- Tıkanıklık Denetimi
- Trafik Çözümleme
- Gecikme Bütçesi
- Soket Programlama
- Eşten Eşe ve Protokol Tasarımı
- Uyarlanır Video Akışı
- Gerçek Zamanlı Ses ve Görüntü
- Kablosuz Sensör Ağlarının Mimarisi
- Sensör Ağlarında Ortam Erişimi
- Sensör Ağlarında Yönlendirme ve IP
- Zaman Eşitleme ve Konum Bulma
- Sensör Ağı Uygulamaları
- Mobil Kablosuz Sensör Ağları
- Son Söz
Telin boyu açıyor. Santrale uzanan bakırın uzunluğu, hattın hangi şeritlerinin yaşayıp hangilerinin öleceğine karar veriyor ve hızın büyük kısmı en çabuk ölen şeritlerde duruyor.
Peki sinyal bakırda neden frekansa göre farklı hızla sönüyor ve modemin ekranındaki sayılar bunu nasıl ele veriyor?
Uzaklık neden bu kadar belirleyici
Bakırda sinyal ilerledikçe zayıflar. Kritik olan şu: zayıflama frekansla birlikte artar. Aynı telde 100 kilohertzlik bir sinyal kilometrelerce gidebilirken 17 megahertzlik bir sinyal birkaç yüz metrede tanınmaz hâle gelir.
Bunu önceki bölümdeki şeritlerle birleştir. Uzun bir hatta önce üst şeritler ölür, sonra ortadakiler; hattın alt ucu en son teslim olur. Bu yüzden santralden uzaklaşmak hızı doğrusal düşürmez. Önce en çok bit taşıyan şeritleri, yani hızın büyük kısmını götürür.
Sonuç, aynı sokakta oturan iki kişinin bambaşka hız görmesidir. Kabaca sayılarla:
| santrale kablo uzunluğu | ADSL2+ | VDSL2 profil 17a |
|---|---|---|
| 300 m | 24 Mbit/s | ~100 Mbit/s |
| 500 m | 24 Mbit/s | ~80 Mbit/s |
| 1 km | ~20 Mbit/s | ~45 Mbit/s |
| 1,5 km | ~16 Mbit/s | ~25 Mbit/s |
| 2 km | ~12 Mbit/s | ~12 Mbit/s |
| 3 km | ~7 Mbit/s | pratikte kullanılmaz |
| 4 km | ~3 Mbit/s | pratikte kullanılmaz |
| 5 km | ~1,5 Mbit/s | pratikte kullanılmaz |
Sayılar kablo kalınlığına, ek sayısına ve demetteki komşu hatlara göre oynar; oran oynamaz. Tablonun asıl haberi son sütunda duruyor: VDSL2, ADSL2+‘a olan bütün üstünlüğünü ilk bir kilometrede kazanıyor. İki kilometrede ikisi eşitleniyor, sonrasında VDSL2 daha da kötü hâle geliyor. Bel bağladığı yüksek şeritler çoktan ölmüş oluyor, alt bantta ise ADSL2+‘tan daha düşük toplam güçle gönderiyor.
Bir de kuş uçuşu ile kablo uzunluğu aynı şey değildir. Santral pencerenden görünüyor olabilir ama kablo o mahalleyi dolaşıp geliyorsa hattın boyu üç katı olur. Hızı belirleyen, haritadaki mesafe değil telin kendi uzunluğudur.
Eski şebekede iki de tuzak vardır. Uzun ses hatlarının kalitesini artırmak için araya takılan yükleme bobinleri üst frekansları tamamen keser; bobinli bir hatta DSL hiç açılmaz. Bir de vaktiyle başka bir aboneye çekilip sökülmeden bırakılmış paralel uçlar (bridged tap) bulunur; bunlar sinyali yansıtır ve belirli şeritleri çukura düşürür.
Modem hattı nasıl açıyor?
Modemi prize taktığında önündeki DSL ışığı bir süre yanıp söner, sonra sabitlenir. Aradaki yarım dakikada hattın bütün fiziği ölçülüyor.
Önce iki uç tanışıyor. Modem ile DSLAM hangi standartları (ADSL2+, VDSL2) ve hangi seçenekleri konuşabildiklerini birbirine sayıyor; bu el sıkışmanın kendi standardı var, G.994.1. Sonra eğitim başlıyor. Uçlar birbirine bilinen desenler gönderiyor, her şeritte sinyalin ne kadar zayıfladığını ve gürültünün ne kadar olduğunu ölçüyor. Ölçümden her şeride kaç bit yükleneceği çıkıyor ve bu tablo iki uç arasında değiş tokuş ediliyor. Hepsi bitince hat veri kipine geçiyor. Standartlar bu kipe gerçekten de gösteri zamanı diyor: showtime. DSL ışığının sabitlendiği an bu.
İnternet ışığı ancak ondan sonra yanıyor, çünkü o ışık fiziğin değil oturumun ışığı. Modem hattın üstünden kendi operatörüne kullanıcı adı ve parolayla bir oturum açıyor ve adresini oradan alıyor; bu oturumu bölümün sonunda göreceksin. Arıza ararken bu sıranın bir değeri var: DSL ışığı sabitlenmiyorsa sorun teldedir, sabit ama İnternet ışığı yanmıyorsa sorun oturumdadır.
Modemin sana söyledikleri
Modemin yönetim sayfasındaki hat bilgisi, yukarıda anlatılan her şeyin ölçülmüş hâlidir. Dört sayı işine yarar.
Senkron hızı. Modem ile DSLAM’ın anlaştığı hat hızıdır ve tarifenle aynı olmak zorunda değildir. Tarifen 100 megabitse ama senkron 43 megabitte kalıyorsa mesele işletmecinin kısıtlaması değil, hattın fiziğidir.
Hat zayıflaması. Sinyalin yolda kaybettiği desibeldir ve neredeyse doğrudan uzaklık demektir.
| hat zayıflaması | anlamı |
|---|---|
| 20 dB altı | mükemmel, santral çok yakın |
| 20 – 30 dB | çok iyi |
| 30 – 40 dB | iyi |
| 40 – 50 dB | sınırda, hız belirgin düşük |
| 50 – 60 dB | kötü, kopmalar beklenir |
| 60 dB üstü | hat büyük ihtimalle senkron olmaz |
Gürültü payı. Sinyalin gürültünün ne kadar üstünde kaldığını söyler; hattın stok marjı gibidir. 6 desibelin altına indiğinde küçük bir parazit bile senkronu düşürür, 10 ile 20 arası sağlıklıdır, 20’nin üstü ise hattın daha yüksek hızı kaldırabileceğinin işaretidir. Akşam saatlerinde bu payın düşmesi normaldir ve iki sebebi var. Demetteki komşu hatlar çalıştıkça birbirlerine diyafoni basar. Orta dalga radyo yayınları da akşam iyonosferden yansıyıp çok daha uzağa ulaşır ve hattın alt şeritlerine parazit olarak biner.
Hata sayaçları. Düzeltilmiş hatalar (FEC), hattın sessizce onardığı bozulmalardır. Düzeltilemeyen hatalar (CRC) ise kaybedilmiş veridir; ikincisi sürekli artıyorsa hatta fiziksel bir sorun var demektir.
Bir de o sayfada görünmeyen ama hissedilen bir ayar vardır. Hat, gönderilecek bitleri 24. bölümdeki gibi araya serpiştirecek şekilde ayarlanabilir. Böylece ani bir gürültü darbesi veriyi tek bir yerden değil dağınık noktalardan bozar ve düzeltme kodunun onarması kolaylaşır. Bedeli sabit bir gecikmedir, tipik olarak 8 ile 16 milisaniye. Oyun oynayanların işletmeciden “hızlı yol” istemesinin sebebi budur: serpiştirme kapanır, gecikme düşer, gürültüye dayanıklılık azalır. Yeni hatlarda G.INP denen yeniden gönderme mekanizması bu ödünleşimi yumuşatıyor: bozulan bloğu önceden dağıtmak yerine gerekince yeniden gönderiyor.
Bakırı kısaltmak
Uzaklık hızı öldürüyorsa çözüm bellidir: bakırı kısalt. Bunun sahadaki karşılığı, DSLAM’ı santral binasından çıkarıp sokaktaki dolaba taşımaktır. Dolaba kadar fiber gider, dolaptan eve birkaç yüz metrelik bakır kalır. Aynı ev, aynı tel; ama artık santrale değil sokaktaki kutuya bağlı, yani tablodaki ilk satırlarda yaşıyor.

İkinci hamle diyafoniyle ilgilidir. Aynı demetteki bakır çiftler birbirine sinyal sızdırır ve VDSL2 hızlarında bu sızıntı gürültünün baskın kaynağı hâline gelir. Vektörleme denen yöntem, aynı DSLAM’a bağlı bütün hatların sinyallerini birlikte hesaplar ve her hatta komşularından geleceğini bildiği bozulmanın tersini ekleyerek gönderir; bozulma hedefte sönümlenir. Karşılığında bir şart koşar: demetteki hatların hepsi aynı DSLAM’ın denetiminde olmalıdır. Aynı demette başka bir işletmecinin kendi DSLAM’ına bağlı tek bir hat kalırsa, o hat hesaba katılamadığı için herkesin kazancı düşer. Teknik bir yöntemin doğrudan düzenleme sorununa dönüştüğü ender yerlerden biridir.
Üçüncüsü bandı sonuna kadar zorlar. G.fast 106, sonraki sürümünde 212 megahertze çıkar ve gigabit mertebesine ulaşır, ama ancak yüz metre civarındaki hatlarda. Artık santralden bile değil, apartmanın bodrumundaki kutudan konuşuyoruzdur. Bu noktada bakırın rolü, fiberin son birkaç on metresini tamamlamaktan ibarettir.
Sıralamaya dikkat et. Üç hamlenin üçü de aynı şeyi yapıyor: bakırın boyunu kısaltıyor. Fiber her adımda eve biraz daha yaklaşıyor.
Duvardaki bakır kimin?
Buraya kadar anlatılan her şey fizik. Faturandaki isim ise başka bir hikâye ve Türkiye’de kafa karıştıran kısım tam burası.
Bakır erişim şebekesi ülkenin tamamında tek bir işletmecinin, Türk Telekom’un elindedir. Bu şebeke devlet tekeli döneminden devralınmış altyapıdır ve ikincisini kurmak ekonomik olarak gerçekçi değildir; her rakibin her sokağa kendi bakırını çekmesi beklenemez. Böyle bir konumdaki işletmeciye düzenleyici kurum (Türkiye’de BTK) altyapısını rakiplerine belirlenmiş tarifelerle açma yükümlülüğü getirir. Yükümlülüğün adı toptan erişimtir ve birden fazla biçimi vardır:
| toptan model | işletmeci ne kiralıyor | kendi donanımı nerede |
|---|---|---|
| yeniden satış (al-sat) | hazır hizmetin kendisi | hiçbir yerde |
| IP seviyesinde veri akış erişimi | abonenin trafiği | ülke çapında birkaç on teslim noktasında |
| YAPA | çıplak bakır çiftin kendisi | santralde, kendi DSLAM’ı |
| SAYE | fiber erişimin sanal eşdeğeri | en yakın santralde, Ethernet üstünden teslim |
Liste yukarıdan aşağıya derinleşiyor. En üstte işletmeci yalnızca bir satıcıdır; en altta santral binasının içinde kendi donanımı vardır ve hattın nasıl çalışacağına kendisi karar verir. Alternatif işletmecilerin abonelerinin büyük çoğunluğu pratikte ortadaki modelle, yani veri akış erişimiyle bağlanır. Her santrale kendi DSLAM’ını koymak çok pahalıdır ve ancak abone yoğunluğu yüksek yerlerde geri döner.
YAPA’nın bakırla sınırlı olması da tesadüf değil. Model, bakır çiftin fiziksel olarak kiralanması üzerine kurulu. Fiber şebekede kiralanacak öyle bir çift yok, çünkü tek bir lifi onlarca abone paylaşıyor. SAYE tam bu boşluk için tanımlandı: fiziksel damarı değil, onun üstünde tanımlanmış sanal bir erişimi kiralıyor. Açılımı sanal ayrıştırılmış yerel erişim; BTK yükümlülüğü 1 Temmuz 2020’de yürürlüğe soktu.
Bunun sana yansıması şudur: internetini hangi şirketten alırsan al, duvarındaki bakır ve sokaktaki kutu Türk Telekom’undur. Hattında fiziksel bir arıza varsa (su almış bir ek kutusu, kopmuş bir çift) onu onaracak olan, faturanı ödediğin şirket olmayabilir. Buna karşılık hızının tavanı fizikten, tarifen sözleşmeden gelir ve ikisi birbirine karışmaz.
Modemine bir kullanıcı adı ile parola girmenin sebebi de bu ayrımdır. Bakır ve DSLAM bir şirkete, aboneliğin başka bir şirkete ait. Modem hattın üstünden 36. bölümdeki PPPoE ile bir oturum açar, o oturum kendi işletmecinin ağındaki bir toplayıcıda (BNG) sonlanır ve adres, hız sınırı ile muhasebe oradan verilir. Kimliğini bu yüzden hat değil sen taşırsın.
Son bir ayrım: modem ile router aynı şey değildir. Modemin işi bitleri hattın taşıyabileceği sinyale çevirmek ve geri okumaktır. Router’ın işi paketleri ağlar arasında iletmektir. Evindeki kutu bugün ikisini, üstüne bir switch ile bir access point’i de tek kasada topluyor, ama fiber aboneliğe geçtiğinde değişen yalnızca birinci parçadır.
Özet
- Uzaklık üstten öldürür: zayıflama frekansla arttığı için uzun hatta önce en çok bit taşıyan üst şeritler ölür; VDSL2 üstünlüğünü ilk bir kilometrede kazanır, iki kilometrede ADSL2+ ile eşitlenir.
- Hat açılırken ölçülür: modem ile DSLAM önce standartta anlaşır, sonra her şeridi ölçüp bit tablosunu kurar; DSL ışığı veri kipine geçildiğinde, İnternet ışığı oturum açıldığında sabitlenir.
- Dört sayı yeter: senkron hızı hattın gerçek tavanını, zayıflama uzaklığı, gürültü payı marjı, hata sayaçları da fiziksel sorunu gösterir.
- Her çözüm aynı çözüm: dolaba taşımak, vektörleme ve G.fast farklı yöntemler gibi görünse de üçü de bakırın boyunu kısaltıyor.
- Bakır bir şirketin, abonelik başkasının: erişim şebekesi yerleşik işletmecide kalır, rakipler onu düzenlenmiş toptan modellerle kiralar, sen de oturumunu kendi işletmecinde açarsın.
Bakır fiziğin izin verdiği son noktaya kadar zorlandı ve her hamlede aynı yere varıldı: teli kısalt. Peki teli tamamen ortadan kaldırıp fiberi kapıya kadar getirdiğinde, o lif yalnızca sana mı ait oluyor?
61. bölüme devam et: Pasif Optik Ağlar