淺析IP DSALM

　　０ 引言

　　隨著Internet網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，人們對寬帶接入的需求不斷增長。接入網(wǎng)已經(jīng)成為全網(wǎng)寬帶化的最后瓶頸，接入網(wǎng)的寬帶化已成為接入網(wǎng)發(fā)展的主勢。2002年以來，我國寬帶接入市場得到了快速的發(fā)展，在當前幾種寬帶接入技術(shù)中，數(shù)字用戶環(huán)路（xDSL）技術(shù)因能充分利用現(xiàn)有銅線資源，使用戶獨享穩(wěn)定帶寬，保密性好，性能日趨成熟，已成為寬帶接入的主流技術(shù)。

　　數(shù)字用戶線接入復用器（DSLAM）技術(shù)作為xDSL的局端設(shè)備，也在迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的DSLAM是一個完全的ATM架構(gòu)的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口一般采用ATM接口（如STM-1 、E3、 IMA E1等）。上聯(lián)城域核心網(wǎng)，具有ATM VP/VC交叉連接，提供ATM流量匯聚、通過ATM的QoS技術(shù)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量及流量控制。比較適合建有ATM城域網(wǎng)的運營商。但由于各大運營商已不再對其已有的城域ATM核心網(wǎng)進行擴容并轉(zhuǎn)而建設(shè)IP寬帶城域核心網(wǎng)，使現(xiàn)有的ATM城域網(wǎng)端口資源基本耗盡，新建城域網(wǎng)以IP為主�；�于ATM的DSLAM已越來越難以適應(yīng)實際組網(wǎng)的需要，為了解決DSLAM設(shè)備接入IP城域網(wǎng)的問題，業(yè)界提出了IP DSLAM的概念。

　　1 IP DSLAM概述

　　1.1 IP DSLAM的原理

　　上傳的信號經(jīng)過DSLAM解調(diào)后，恢復成ATM信元格式，然后通過AAL5 SAR功能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的MAC幀（即ATM信號終結(jié)）。MAC地址與ATM PVC會建立起相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)不同設(shè)備所提供的不同功能，在MAC幀的基礎(chǔ)上做進一步的處理和相關(guān)的標記（如當提供VLAN功能時，就會根據(jù)實際設(shè)置貼上VLAN標記），有三層功能的設(shè)備可以處理更高層的協(xié)議。最后通過以太網(wǎng)上聯(lián)口傳輸?shù)缴蠈釉O(shè)備中。
　　在下行方向，局端從以太網(wǎng)上聯(lián)接口接收到MAC幀，根據(jù)不同設(shè)備所提供的不同功能，完成相應(yīng)的處理。.然后，通過AAL5SAR功能將MAC幀轉(zhuǎn)換成ATM信元，并實現(xiàn)MAC地址到ATM PVC的映射。IP DSLAM通過各個對應(yīng)的ADSL端口進行ADSL信號的處理和調(diào)制，經(jīng)過線路輸出到對端的ADSL CPE中。

　　1.2 IP DSLAM的分類

　　根據(jù)AAL5 SAR在IP DSLAM中的物理位置的不同，IP DSLAM分為ATM和IP2種架構(gòu)。

　　1） 基于ATM 架構(gòu)

　　基于ATM 架構(gòu)的IP DSLAM 采用ATM 交換總線結(jié)構(gòu)，在上聯(lián)接口板中終結(jié)ATM PVC，并集中適配ATM信元到MAC幀。它存在以下一些問題：

　　a） 集中式的數(shù)據(jù)收斂必然造成集中式的數(shù)據(jù)處理，大量的數(shù)據(jù)流涌堵到主控板或是匯聚板上進行ATMSAR分裝重組處理，造成了CPU大負荷工作；

　　b） DSLAM在進行ATM與IP轉(zhuǎn)換時需要消耗大量資源，而集中在上行接口板統(tǒng)一處理無疑使上行接口成為了瓶頸，在數(shù)據(jù)流量較大時很容易導致設(shè)備上行端口擁塞；

　　c） 數(shù)據(jù)的收斂處理占用了大量的CPU資源。當系統(tǒng)要增加新的功能需求時（ 如組播業(yè)務(wù)、本地認證的實現(xiàn)），同樣需要CPU資源。其結(jié)果必然是導致系統(tǒng)整體性能的下降。極大地限制了在ADSL上開展寬帶IP增值業(yè)務(wù)的能力和靈活性；

　　d） 由于沿用了ATM內(nèi)核，其級聯(lián)是通過ATM內(nèi)部總線采用專用線纜直接級聯(lián)。在實現(xiàn)級聯(lián)時由于數(shù)據(jù)流量更大，上行瓶頸現(xiàn)象更為嚴重。這使得網(wǎng)絡(luò)擴容非常困難；

　　e） 采用ATM內(nèi)核，只能支持很少量的VLAN，無法使每條PVC與VLAN一一映射，很難保障專線用戶的QoS；

　　f） ATM的機制本身不支持點到多點的傳輸模式，如果要實現(xiàn)只能通過CPU在每條PVC逐個拷貝，開銷巨大且效率低下。所以采用ATM內(nèi)核的 DSLAM很難支持組播業(yè)務(wù)。

　　2） 基于IP架構(gòu)

　　基于IP架構(gòu)的IP DSLAM采用以太網(wǎng)交換總線結(jié)構(gòu)，在各個DSL業(yè)務(wù)板中分別終結(jié)ATM PVC，并適配ATM信元到MAC幀。它有以下的特點：

　　a） 在ATM與IP的轉(zhuǎn)換上采用了分布式結(jié)構(gòu)，在每個ADSL業(yè)務(wù)板上實現(xiàn)了ATM信元的終結(jié)和每條PVC與VLANID的一一映射。

　　b） 大容量的以太網(wǎng)背板保證了所有端口的無阻塞交換，上行可提供多個GE捆綁，不僅解決了基于于ATM架構(gòu)的IP DSLAM上行帶寬不足的問題，還解決了對于企業(yè)級用戶的服務(wù)品質(zhì)保障問題。

　　c） 在級聯(lián)方式上采用以太網(wǎng)級聯(lián)方式，不占用內(nèi)部總線帶寬，采用分布式的ATM與IP轉(zhuǎn)換不會因級聯(lián)而加重單個設(shè)備的負載�？梢蕴峁�4臺以上的級聯(lián)能力，有的甚至可以提供15臺的級聯(lián)能力，網(wǎng)絡(luò)擴容非常靈活方便。

　　d） 由于采用了純IP內(nèi)核，所以它繼承了IP豐富的業(yè)務(wù)特性。通過IP網(wǎng)中的組播協(xié)議，可無縫支持視頻組播等寬帶IP業(yè)務(wù)。

　　e） 它不僅汲取了ATM豐富的QoS特性，同時也繼承了IP豐富的業(yè)務(wù)特性。在建設(shè)模式上不需要昂貴的ATM設(shè)備與BRAS，使得建網(wǎng)成本大大下降。

　　f） 全分布式ATM與IP轉(zhuǎn)換，大大提高設(shè)備整體處理能力，分散設(shè)備故障風險，提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性；

　　g） 全分布式ATM轉(zhuǎn)換，可將ATM PVC直接與VLAN ID相對應(yīng)，滿足專線用戶安全性要求，并支持基于VLAN的VPN應(yīng)用；

　　h） 全分布式ATM轉(zhuǎn)換，可充分利用成熟廉價的三層交換架構(gòu)，提供非常高的背板交換能力，支持ADSL線速轉(zhuǎn)發(fā)，消除設(shè)備交換瓶頸；

　　i） IP內(nèi)核設(shè)計，可利用大容量交換背板提供高帶寬端口支持能力，可支持多個GE/FE接口，消除設(shè)備上行帶寬瓶頸；

　　j） 由于采用IP內(nèi)核設(shè)計，不必受ATM總線擴容的約束，利用高密度的高帶寬端口，可實現(xiàn)靈活的級聯(lián)擴容，并支持比傳統(tǒng)方式大7倍以上的單點用戶容量；

　　k） 當用戶遷移時無需對ATM PVC作全程配置，用戶端與網(wǎng)絡(luò)無需作任何改動，即可為用戶繼續(xù)提供服務(wù)，大大縮短了業(yè)務(wù)變更時間，減少業(yè)務(wù)提供的工作量；

　　l）利用IP內(nèi)核提供的組播支持能力，可在DSLAM和上行設(shè)備上開通組播業(yè)務(wù)和視頻點播業(yè)務(wù)提升了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供能力，并為更多的增值應(yīng)用奠定了優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；

　　m）支持全分布式PPPoE認證，無需集中式BRAS設(shè)備即可提供用戶的認證、計費和管理能力并與原有運營模式完全兼容，避免集中式BRAS引入的性能、穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)支持能力瓶頸，提高了整網(wǎng)的穩(wěn)定性和帶寬提供能力；

　　雖然2種架構(gòu)的適配模塊位置不同，但是在功能和性能方面沒有明顯區(qū)別。ATM架構(gòu)的IP DSLAM更適合大量ADSL接入的應(yīng)用，而以太網(wǎng)架構(gòu)的IP DSLAM更適合大量VDSL或ADSL與VDSL混插的應(yīng)用。

　　3 基于以太網(wǎng)的IP DSLAM 走向成熟

　　國內(nèi)廠商從2000年開始推廣IP DSLAM，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，IP DSLAM技術(shù)基本成熟。目前，各廠商都推出了基于以太網(wǎng)的IP DSLAM產(chǎn)品，在服務(wù)客戶、新業(yè)務(wù)提供、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面都有極大改進。

　　1） 服務(wù)客戶

　　客戶可輕松享有電信級的網(wǎng)絡(luò)可靠性，以及以太網(wǎng)技術(shù)帶來的靈活的組網(wǎng)模式和低廉的價格。

　　2） 增進業(yè)務(wù)

　　新的千兆多業(yè)務(wù)平臺可面向企業(yè)用戶和個人用戶提供對所有新業(yè)務(wù)的支持：如高質(zhì)量實時多媒體業(yè)務(wù)（視頻、音頻）的傳送、針對企業(yè)用戶的虛擬專線（E-Line）業(yè)務(wù)和虛擬局域網(wǎng)（E-LAN）業(yè)務(wù)等。全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)不僅僅是理想。

　　3） 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)

　　新的基于以太網(wǎng)的千兆多業(yè)務(wù)平臺的引入，可以在降低成本的同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓展， 大大增強網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)部署的靈活性， 從而切實地實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，以適應(yīng)多種新型增值業(yè)務(wù)的需求。

　　例如， 西門子推出的Surpass hiX5600 IP DSLAM電信級千兆多業(yè)務(wù)接入平臺對各種新型的實時多媒體業(yè)務(wù)提供了強大的支持。hiX5600為用戶提供了更高的接入帶寬（支持ADSL2+、VDSL2、SHDSL），更靈活的接入方式，更高的安全性以及更加完善的QoS保障機制。此外，為保證各種業(yè)務(wù)可以按用戶需求得到有效地部署和管理，從而成為真正的增值業(yè)務(wù)，為運營商帶來實實在在的收益，西門子在hiX5600系列IP DSLAM中注入了更加強大的業(yè)務(wù)控制功能。在實現(xiàn)完善的二層交換的同時，hiX5600還支持VLAN嵌套、組播控制、生成樹協(xié)議以及虛擬專線、虛擬局域網(wǎng)業(yè)務(wù)的部署和控制。

　　為適應(yīng)用戶的不同需求，目前，hiX5600系列DSLAM提供了3種不同規(guī)格的產(chǎn)品：

　　a） hiX5620: 適合低密度地區(qū)或MDU/MTU用戶的小型DSLAM設(shè)備；基于千兆背板的緊湊型單板結(jié)構(gòu)；可同時提供24線VDSL/VDSL2或48線ADSL/ADSL2+用戶接入；系統(tǒng)提供多GE上行,并支持系統(tǒng)堆疊。用戶可根據(jù)需求方便、靈活的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴展。

　　b） hiX5630/5635：是面向主局設(shè)計的機架式IP DSLAM，適用于用戶密度較大的局點；其用戶支持能力分別達到576線和1152線;支持ADSL/ADSL2+、VDSL/VDSL2、SHDSL混插；支持所有板件在不同系統(tǒng)（hiX5630/5635）的混插系統(tǒng)設(shè)計基于先進的千兆背板和千兆交換模塊，除提供強大的二層交換能力外，還可支持三層路由功能。為方便規(guī)模部署，系統(tǒng)支持基于千兆的多級級聯(lián)。同時，運營商還可根據(jù)實際需求靈活的選擇環(huán)形或星型組網(wǎng)。

　　4 小結(jié)

　　2種不同類型的IP DSLAM在技術(shù)上各有優(yōu)、缺點，分別適用于不同的市場應(yīng)用，近期將會在網(wǎng)上并存。為了提供IPTV等新業(yè)務(wù),近兩年來，各大運營都紛紛對其ADSL接入網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化和升級。隨著全網(wǎng)IP化的推進。IP DSLAM成為IP網(wǎng)絡(luò)寬帶接入的首選方案。具體選擇哪一種技術(shù)，應(yīng)該考慮應(yīng)用環(huán)境、業(yè)務(wù)支持能力、技術(shù)成熟度、業(yè)務(wù)擴展性等重要因素。