ADSL終端遠程管理技術(shù)的研究與實現(xiàn)

胡偉




　　摘要 由于不對稱數(shù)字用戶線ADSL業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，其終端設(shè)備的管理成為網(wǎng)絡(luò)運維中遇到的難題。本文介紹了旨在解決這一問題的ADSL用戶終端管理系統(tǒng)的組成、功能以及技術(shù)實現(xiàn)的方案并作了分析。


　　關(guān)鍵詞 ADSL用戶終端 網(wǎng)絡(luò)管理



1 DSL業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展引發(fā)終端自動管理的需求


　　對因特網(wǎng)信息需求的急劇增長，直接促進了寬帶接入業(yè)務(wù)的進一步推廣和普及。DSL技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展，在部署方便性和性能價格比方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)成為主要寬帶接入方式，隨著技術(shù)的成熟和設(shè)備價格的下降，ADSL線路在中國的部署得到了迅猛的發(fā)展，僅中國電信的寬帶接入用戶就已經(jīng)突破了1000萬。


　　超常規(guī)的高速發(fā)展給網(wǎng)絡(luò)的運營維護帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。其中突出的一點是ADSL CPE（用戶終端設(shè)備）需要根據(jù)局端設(shè)備的情況進行配置、監(jiān)控、維護和升級。而配置排障等管理工作一般需專業(yè)人員上門進行，成本高，工作量大。運營商希望通過遠程管理手段實現(xiàn)CPE的“按需管理，按需排障”，即在ADSL線路激活的條件下，通過運營商的設(shè)備管理系統(tǒng)實現(xiàn)對用戶終端設(shè)備的遠程配置、監(jiān)控、維護和升級等功能，達到對用戶終端設(shè)備的遠程管理和維護。


2 ADSL用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)的基本組成和參考模型


　　不對稱數(shù)字用戶線（ADSL）用戶終端設(shè)備管理功能由ADSL局端設(shè)備（DSLAM）、ADSL用戶終端設(shè)備（RTU）和用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)（RTU-MS）共同協(xié)調(diào)完成。通過終端設(shè)備管理系統(tǒng)實現(xiàn)對終端設(shè)備的遠程配置、監(jiān)控、維護和升級等功能，達到對終端設(shè)備的遠程管理。


　　如何通過用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)（RTU-MS）實現(xiàn)用戶終端設(shè)備的管理，它包括以下接口：


　�。�1）用戶終端設(shè)備與局端設(shè)備間的管理接口（LMI）：位于局端設(shè)備管理實體和用戶終端設(shè)備管理實體之間，完成用戶終端設(shè)備管理信息的傳遞。


　�。�2）用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)與局端設(shè)備間的管理接口（RMI）：位于用戶終端網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與局端設(shè)備管理實體之間，通過該管理接口實現(xiàn)對用戶終端設(shè)備的間接管理。


3 ADSL用戶終端管理提供的功能


　　· PVC連接及封裝配置與管理：實現(xiàn)對業(yè)務(wù)PVC值VPI、VCI參數(shù)、AAL參數(shù)及相關(guān)封裝參數(shù)的設(shè)置和管理。


　　· IP地址配置與查詢：實現(xiàn)對終端設(shè)備廣域網(wǎng)側(cè)的IP地址、子網(wǎng)掩碼的配置與管理。


　　· 遠程終端軟件升級功能：終端管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對終端設(shè)備遠程軟件升級的功能。


　　其他可選功能包括遠程終端在線和離線配置, PPP配置與查詢等。


4 終端遠程管理的幾種技術(shù)實現(xiàn)方式


　　信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)標準組織正在準備制定相關(guān)的技術(shù)規(guī)范�；�于上述基本參考模型，目前在管理協(xié)議和管理通道方面有幾種不同的實現(xiàn)方案，歸納起來在LMI管理通道實現(xiàn)上有幾類思路。一類參照ATM 論壇ILMI 4.0和DSL論壇TR-037等協(xié)議，管理通道采用PVC方式實現(xiàn)。即利用局端設(shè)備和終端設(shè)備間事先設(shè)定好的基于AAL5數(shù)據(jù)封裝的PVC通道接口（默認VPI=0，VCI=16），用于配置和查詢等操作的管理。另一類則是利用ADSL技術(shù)規(guī)范ITU-T G.997.1（DSL收發(fā)器的物理層管理規(guī)范）中對EOC（Embeded Operational Channel）消息的定義，將有關(guān)的管理信息報文通過EOC通道進行傳送；管理接口消息的上層協(xié)議采用SNMP和HTTP等方式來實現(xiàn)。


　　1. 基于PVC管理通道和SNMP/HTTP管理協(xié)議的方式


　　PVC管理通道分為兩條，一條為基本PVC通道，另一條是擴展PVC通道。局端設(shè)備和用戶終端設(shè)備支持VPI=0，VCI=16的PVC連接作為基本PVC管理通道。基本PVC通道為局端和用戶端設(shè)備的初始通道。擴展PVC通道根據(jù)業(yè)務(wù)需要，由局端和用戶端通過基本PVC管理通道協(xié)商建立，用來傳送軟件下載等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。


　　（1）管理通道和數(shù)據(jù)封裝


　　在基本PVC管理通道模式下，局端設(shè)備和用戶終端設(shè)備采用第5類ATM適配層（AAL5）對管理數(shù)據(jù)報文進行承載。


　　在擴展PVC管理通道模式下，局端設(shè)備和用戶終端設(shè)備采用IP層對管理數(shù)據(jù)報文進行承載。對擴展PVC管理通道的ATM信元采用RFC 2684 協(xié)議進行Routing封裝，管理數(shù)據(jù)作為IP包的凈負荷。封裝格式如下：


　�。�2）管理協(xié)議承載模式


　　在基本PVC管理通道模式下，以SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議作為終端設(shè)備的基本管理協(xié)議。SNMP管理報文以AAL5凈負荷格式承載在ATM PVC通道上。對于擴展PVC管理通道，可以采用HTTP、Telnet、FTP等應(yīng)用協(xié)議進一步支持更充分的管理維護功能。


　　（3）LMI與RMI之間管理報文的轉(zhuǎn)發(fā)


　　對于采用HTTP的RMI，一種方案是在LMI和RMI之間的管理報文的轉(zhuǎn)發(fā)基于DSL端口與TCP端口映射。由DSLAM實現(xiàn)上述映射和包的轉(zhuǎn)發(fā)。對于來自終端的TCP報文，DSLAM根據(jù)協(xié)議和來自DSL端口生成一個端口號作為向終端管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)TCP報文的源端口；對于來自終端管理系統(tǒng)的TCP報文，DSLAM根據(jù)標識位判別是否需要轉(zhuǎn)發(fā)，對于需要轉(zhuǎn)發(fā)的報文，根據(jù)目的端口號找到目的DSL端口和使用的協(xié)議，由此修改報文頭并將修改后的報文發(fā)送到連接相應(yīng)終端的HTTP/SNMP管理通道。


　�。�4）承載信道的轉(zhuǎn)換


　　為保證用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)管理功能，使管理系統(tǒng)能夠與用戶終端上的管理實體互相交換管理信息，管理信息在DSLAM局端設(shè)備上完成轉(zhuǎn)換。


　　2. 基于EOC管理通道和SNMP管理協(xié)議的方式


　�。�1）管理通道及數(shù)據(jù)封裝


　　基于EOC的管理方式，其通道分為兩條，一條是基本的EOC管理通道，一條是輔助的數(shù)據(jù)通道。其中，基本的EOC管理通道是局端和用戶終端間的傳送SNMP管理信息的通道，始終保持在線；輔助的數(shù)據(jù)通道用來執(zhí)行部分管理功能的數(shù)據(jù)傳送，如軟件升級時的下載數(shù)據(jù)流以及PPPOE或PING測試等操作時的數(shù)據(jù)流，是由SNMP通過EOC管理通道在需要時建立。


　　EOC管理通道是符合ITU-T G.997.1中關(guān)于凈EOC的相關(guān)要求，專門用于承載用戶終端管理信息的通道。這種方式要求ADSL 局端設(shè)備和ADSL用戶終端設(shè)備支持HDLC對管理數(shù)據(jù)報進行封裝和Clear EOC Message消息。


　　凈EOC管理通道的協(xié)議棧如下：


　　輔助數(shù)據(jù)通道采用IP層對管理數(shù)據(jù)報文進行承載。輔助數(shù)據(jù)通道的ATM信元采用RFC 2684 協(xié)議進行封裝，與PVC通道方式下的管理數(shù)據(jù)格式基本相同。


　�。�2）EOC 管理通道的管理協(xié)議承載模式


　　以SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）作為終端設(shè)備的管理協(xié)議。SNMP管理報文承載在EOC通道上。具體的承載方式是：SNMP消息和協(xié)議標識直接映射到HDLC幀中。SNMP消息前的兩個字節(jié)是協(xié)議標識814Ch。一個HDLC幀承載一個SNMP消息，SNMP消息長度小于或等于508byte。


　�。�3）RMI 與LMI 接口間互通


　　為保證用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)能夠與用戶終端上的管理實體互相交換管理信息，局端設(shè)備可以通過SNMP Proxy功能，完成RMI接口和LMI接口之間的SNMP數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)。


　　（4）承載信道的轉(zhuǎn)換和Proxy 功能


　　管理系統(tǒng)向局端設(shè)備發(fā)送管理信息時，通過原有的DSLAM網(wǎng)管通道到達局端設(shè)備的管理實體，管理實體將管理信息提取后，轉(zhuǎn)換到EOC管理通道上發(fā)送給用戶終端設(shè)備；而用戶終端設(shè)備發(fā)送到局端的管理信息，由DSLAM從EOC管理通道上提取出來，轉(zhuǎn)換到網(wǎng)管通道發(fā)送到用戶終端設(shè)備管理系統(tǒng)。


5 特點分析


　　采用PVC通道的終端管理技術(shù)，國外已經(jīng)有ILMI4.0和TR-037等成熟的規(guī)范標準和商業(yè)應(yīng)用，技術(shù)成熟可靠; 不同設(shè)備間的兼容性較好，實施起來對現(xiàn)有設(shè)備影響小，一般只需要改動Modem和DSLAM的相應(yīng)軟件即可。缺點是需預(yù)設(shè)管理PVC，還不算真正意義的“零初始”配置，且DSLAM需要在業(yè)務(wù)PVC外終接一定數(shù)量的管理PVC，對硬件平臺性能差的DSLAM設(shè)備有一定影響。


　　以EOC通道為基礎(chǔ)的終端管理對系統(tǒng)資源要求較低，只要線路激活即可管理，不需要PVC、IP地址等配置問題。但是EOC通道本身缺乏流控機制，實際傳輸性能有待檢驗；而且由于在局端設(shè)備和終端設(shè)備間采用基于EOC的HDLC作為管理通道，需要Modem芯片級的支持，除軟件更改外可能還涉及硬件芯片改動，存在的兼容問題對現(xiàn)有設(shè)備影響較大，全網(wǎng)實施比較困難。


　　綜合來看，兩類技術(shù)方案基本都可以實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的遠程管理功能且各具特點。比較而言PVC方式在通用性和兼容性方面具有優(yōu)勢，而EOC方式在便利性上也有自己的特點，但兼容性不如前者，應(yīng)用范圍受到限制。




----《中國數(shù)據(jù)通信》