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摘要：數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展，使帶寬的需求量不斷增加，網(wǎng)絡的接入部分逐漸成為瓶頸，制約著數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展。綜合接入設備的出現(xiàn)從一定程度上緩解了網(wǎng)絡帶寬的壓力。本文對綜合接入設備的發(fā)展過程進行了闡述和分析，介紹了其中的關鍵技術和不同階段的特點。
關鍵詞：綜合接入、DSL、MPLS、VPN
綜合接入概念的引入
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務需求量的不斷增長，以傳統(tǒng)的MODERM接入帶寬已經(jīng)很難滿足客戶的要求，特別是一些集團大客戶的要求。最初，電信運營商采用的解決方案是在程控交換機旁加裝DSLAM（DSL局端設備），利用局端和用戶端話音分離器將話音頻帶分離出來，得以實現(xiàn)在向客戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的同時，保障原有的話音業(yè)務亦不受影響，其組網(wǎng)方式如圖1。
這種方案使用戶的數(shù)據(jù)帶寬得到了大幅度的增長，但同時也引入了新的問題：
1、隨著大量設備的進入，機房的空間變的日益緊張；
2、原有的程控交換機和新進入的DSLAM，兩套相互獨立的網(wǎng)管系統(tǒng)增加了維護的工作量；
3、受到原有交換機型的限制，業(yè)務在某些地區(qū)不能對等實現(xiàn)。
如何解決這些問題，保障數(shù)據(jù)業(yè)務良好發(fā)展，最大限度的滿足客戶需求，成為傳統(tǒng)電信運行商必須要面對的難題。最簡單可行的辦法莫過于將兩種機制整合起來形成一個完整的系統(tǒng)同時為用戶提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務--這就是綜合接入設備的概念。
基于DSL方式的綜合接入設備
綜合接入設備并不是簡單的將交換機和DSLAM疊加在一起；而是通過一種更為靈活的機制，根據(jù)客戶的不同需要、網(wǎng)絡環(huán)境的不同特性，將資源重新組合、分配的新型系統(tǒng)。它的優(yōu)點還在于：是一個完整的系統(tǒng)，使用一套網(wǎng)管系統(tǒng)即可完成的資源和用戶的管理，大大減輕了維護工作的壓力。
一、技術特點：
1、局向接口（NNI，網(wǎng)絡—網(wǎng)絡接口）
綜合接入設備的局向數(shù)據(jù)接口在傳送承載層采用SDH的STM-N，其優(yōu)點是——可實現(xiàn)與SDH傳送網(wǎng)的無縫連接；在業(yè)務承載層采用ATM技術，保證了與原有DSLAM的互通兼容性，并且可以實現(xiàn)與具有ATM功能的路由器/三層交換機進行數(shù)據(jù)交換。其局向承載話音業(yè)務的端口采用E1接口，接口協(xié)議采用V5.1/V5.2協(xié)議，保證了和傳統(tǒng)程控交換機的互通性。
2、用戶接口（UNI，用戶—網(wǎng)絡接口）
綜合接入設備的靈活性體現(xiàn)在用戶接口。
a. 對不同技術的支持
從技術角度講，它可以提供不同技術類型的用戶接口板，在同一機箱空間內(nèi)最大限度的滿足不同用戶的需求，這是傳統(tǒng)的DSLAM所不能實現(xiàn)的。例如，對于要求穩(wěn)定的實時數(shù)據(jù)帶寬用戶，可以考慮采用SHDSL接入方式；對于要求既提供話音業(yè)務又可以享受寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的用戶，可以考慮采用ADSL接入方式；對于線路環(huán)境比較惡略或距離局端較遠的用戶，可以考慮采用增強型DSL用戶接口板；而對于最基本的只要求提供話音業(yè)務的用戶，可以考慮采用POS接口板。這樣的優(yōu)越性不僅體現(xiàn)在對現(xiàn)有技術類型的靈活支持，也為新技術的快速引入預留了空間。
b. 不同業(yè)務開通互不干擾
新業(yè)務的開通往往是困擾電信運營商的一個兩難抉擇。一方面要考慮到發(fā)展新技術更好的滿足客戶需求，保持競爭優(yōu)勢；一方面又要考慮到如何將風險降低，并保證不會對現(xiàn)有業(yè)務造成影響。接入設備作為骨干網(wǎng)（或核心網(wǎng)）和用戶（或用戶駐地網(wǎng)）之間的橋梁，往往是新業(yè)務能否順利開通的關鍵。眾所周知，目前網(wǎng)絡帶寬的瓶頸在接入端，即UNI端，所以很多新技術往往是針對UNI的，也就是如何利用現(xiàn)有的銅線資源提供更大的傳輸帶寬。而綜合接入設備的特性剛好體現(xiàn)了這方面的優(yōu)勢。只要求承載新技術的用戶接口板兼容原有的綜合接入設備，這樣簡單的將具有新技術的用戶板插入空余槽位，通過統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺進行設置（要將新技術的控制程序嵌入網(wǎng)管系統(tǒng)），配合具有新技術的用戶端設備就可以保證新技術業(yè)務的開通，而且不會影響到現(xiàn)有業(yè)務的正常運行。也許會出現(xiàn)新的疑問——承載不同技術的線對如果處在同一線攬中，會不會造成串擾。這確實是一個值得進一步研究的課題。目前，通過實驗室測試得到的數(shù)據(jù)表明，在相鄰線對上傳輸ADSL和SHDSL信號未造成速率下降和丟包、誤碼的出現(xiàn)，這說明從技術角度講，只要對信號功率加以適當?shù)南拗�，應用是可行的�?br />
二、組網(wǎng)方式
根據(jù)以上的技術特點，我們不難看出，綜合接入設備在應用中具有極為靈活的組網(wǎng)方式。所以，能真正確定的只是它在網(wǎng)絡中的位置。圖2中給出了它一種較為簡單的組網(wǎng)方式以作參考。
基于軟交換的綜合接入設備（IAD）
網(wǎng)絡在不斷發(fā)展，組網(wǎng)技術也隨之更新，軟交換概念的出現(xiàn)使IP承載話音業(yè)務成為可能，也進一步推動的IP網(wǎng)絡的發(fā)展。IP技術由最初的局域網(wǎng)（用戶駐地網(wǎng)）擴展到城域網(wǎng)，甚至于滲透到骨干網(wǎng)。NGN（下一代網(wǎng)絡）倡導的組網(wǎng)方式是承載網(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)分離。從某種意義上講，無論其最終確立的分組交換形式是不是以IP包作為分組封裝結構；但總之，在業(yè)務層面上使實現(xiàn)全IP化網(wǎng)絡成為了可能。而作為銜接樞紐的接入設備也面臨著技術上的變革，以適應網(wǎng)絡發(fā)展的需求。
一、技術特點
雖然，作為綜合接入設備，二者所處的網(wǎng)絡位置相同，但它們的出發(fā)點卻截然不同。前面介紹了，傳統(tǒng)的綜合接入設備是為了在滿足話音業(yè)務的同時，提供更大的數(shù)據(jù)帶寬；而基于軟交換的綜合接入設備所面臨的問題是如何在提供數(shù)據(jù)業(yè)務的同時，保證話音業(yè)務的質(zhì)量。明確了這一點，有助于我們認識基于軟交換的綜合接入設備的技術特點。
首先，從形式上看，基于軟交換的綜合接入設備要簡化了許多。在NNI接口側，類型可以是10/100Base-T接口、GE接口，隨著技術的發(fā)展還會出現(xiàn)2.5G(2×GE)端口或者10GE端口。在UNI接口側，類型上有10/100Base-T、GE接口、Z接口。它的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)業(yè)務在網(wǎng)絡中有很好的通過性，而為了滿足話音業(yè)務的質(zhì)量就要求IAD具有一些相對復雜的機制。
為了保證端到端語音業(yè)務的實施，IAD必須具有以下的機制：
1、呼叫處理功能
首先，IAD在發(fā)送端要能識別出用戶終端發(fā)出的雙音多頻信號，將其轉化成相應的數(shù)字，封裝在信令中，傳給上級軟交換設備；在接收端要能恢復成雙音多頻信號傳給用戶終端。其次，IAD要完成上級軟交換設備下達的相關呼叫控制命令，如動態(tài)語音編解碼算法調(diào)整，摘/掛機等各類事件的監(jiān)測，產(chǎn)生并向用戶終端發(fā)送各種信號音及鈴流，釋放已建立連接所占用的資源等。最后，IAD還要具有上報功能，向上級軟交換設備上報資源狀態(tài)、故障事件等。
2、媒體控制功能
這是一種對資源合理管理的機制，可以根據(jù)上級軟交換設備的指令，對資源進行預留�？梢愿鶕�(jù)資源狀況（即，網(wǎng)絡的忙閑情況），提供不同的編解碼方式。當網(wǎng)絡帶寬資源不足時，可根據(jù)軟交換的控制將高速編碼算法轉換成低速編碼算法，實施流控，緩解網(wǎng)絡壓力；當網(wǎng)絡帶寬資源充足時，可以根據(jù)軟交換的控制將低速編碼算法轉換成高速編碼算法，提高話音質(zhì)量。
3、語音處理功能
眾所周知，IP網(wǎng)存在兩個問題——時延大、有丟包。時延大會帶來回聲，少量丟包會帶來話音質(zhì)量下降，所以，在接收端IAD要具有回聲抑制功能和產(chǎn)生舒緩背景雜音功能。另外，在IP網(wǎng)絡中，分組可能會通過不同路徑到達目的端，這樣不可避免的造成端到端的時延不一致，即時延抖動，影響通話質(zhì)量；所以在接收端還要設置接收緩沖區(qū)，盡可能消除時延抖動對話音質(zhì)量的影響。而為了能提高帶寬利用率，在發(fā)送端IAD要具備靜音檢測技術，并對靜音進行壓縮傳輸。
4、語音QoS管理功能
在語音處理功能中，提到了時延抖動對話音質(zhì)量的影響，為了避免影響，在設計接收端緩沖區(qū)大小的時候就必須考慮到時延抖動的最差情況，而緩沖區(qū)加大，意味著端到端的時延增加，通信效率降低。所以要求IAD提供一種可以根據(jù)網(wǎng)絡負載情況動態(tài)調(diào)整接收端緩沖區(qū)大小的機制，保證端到端的時延在網(wǎng)絡當前條件下是最小的。另外，在IAD中適時的加入優(yōu)先級機制，對不同業(yè)務標記不同優(yōu)先級，為高等級業(yè)務預留相應帶寬也是對業(yè)務質(zhì)量的保證。還有，在IAD中加入業(yè)務質(zhì)量檢測機制，對低于設定門限值的，及時上報網(wǎng)管。
此外，為了保障模擬終端的順利接入，IAD還要具有模擬用戶電路功能，例如通過Z接口向用戶終端饋電，實施過壓保護、振鈴控制、二/四線轉換等。然而，如此復雜的機制，它的優(yōu)勢在哪里呢？通過軟交換的機制使原來需要通過硬件設施實現(xiàn)的補充業(yè)務和增值業(yè)務，現(xiàn)在可以軟件實現(xiàn)。這樣大大縮短的新業(yè)務的開發(fā)和引入周期；同時也節(jié)約的成本，同時在對客戶和業(yè)務的管理也更加靈活、方便，可謂一舉數(shù)得。
二、組網(wǎng)方式
全IP網(wǎng)絡的一個優(yōu)勢就是網(wǎng)絡拓撲結構得到了很大的簡化，圖3給出的只是基于軟交換的綜合接入設備一種簡化的組網(wǎng)方式示意圖。
三、新技術的引入——MPLS技術
每種設備從誕生到應用再到進一步推廣，期間都會考慮引入新的技術、良好的機制來保持競爭力，IAD也不例外。
MPLS（Multiprotocol Label Switching）多協(xié)議標簽交換
MPLS是將二層交換和三層路由有機的結合在一起的數(shù)據(jù)傳送技術，是基于標簽交換分組的機制。它把路由選擇和數(shù)據(jù)轉發(fā)分開，由標簽來規(guī)定一個分組通過網(wǎng)絡的路徑，實現(xiàn)了由面向無連接的IP業(yè)務到面向連接的標簽交換的轉變。在IP核心網(wǎng)中，這項技術已經(jīng)得到廣泛的認同。然而，要將這項技術引入IAD需要一個先決條件，就是IAD的上級軟交換設備也必須支持MPLS。我們可以分析一下，引入MPLS會帶來哪些益處。
工作機理：IAD要實現(xiàn)的功能類似于標簽邊緣路由器（LER）——完成在它的發(fā)送端為IP包加上標簽，在接收端去除標簽的任務；標簽交換由標簽交換路由器（LSR）完成。
1、流量工程的引入和QoS的提升
在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡中，遵循最短路由選擇IP包傳輸路徑，而不判斷網(wǎng)絡資源的使用狀況，這樣很容易造成網(wǎng)絡部分擁塞，部分閑置。而MPLS的流量工程包括：路徑選擇、負載均衡、路徑備份、故障恢復、路徑優(yōu)先級等一系列機制；簡單的說，網(wǎng)絡中的每個LSR都擁有一個流量工程數(shù)據(jù)庫，對網(wǎng)絡鏈接特性和拓撲信息進行管理，根據(jù)這些數(shù)據(jù)庫信息，LSR可以在源和目的之間建立一條或多條標簽交換路徑，對網(wǎng)絡流量進行調(diào)度，以實現(xiàn)網(wǎng)絡負載的均衡。
對于QoS的問題，在MPLS技術中，IAD（LER）負責對IP包進行業(yè)務分類，并將業(yè)務類型映射到LSR的服務質(zhì)量等級上；由IAD和LSR共同完成的業(yè)務量控制和網(wǎng)絡帶寬的管理，對不同質(zhì)量等級的業(yè)務分配不同數(shù)量、不同帶寬的LSP，保證了不同業(yè)務擁有不同質(zhì)量服務。
2、MPLS VPN
由于MPLS技術的核心是基于標簽交換，通過標簽交換路徑完成數(shù)據(jù)包從源到目的的傳送過程，它并不依賴于IP包頭的目的地址。這樣帶來兩個有利因素：
�。ㄒ唬└尤菀椎膶崿F(xiàn)二層VPN；
（二）不受IP地址制約，使VPN內(nèi)的IP地址有重復利用的可能，網(wǎng)絡可以支持建立更多的VPN數(shù)。
3、實現(xiàn)端到端的標簽交換
由此可見，通過引入MPLS技術，并沒有增加IAD的技術復雜度，相反，許多工作在LSR端完成，使IAD本身得到簡化，同時使網(wǎng)絡在分組傳送效率上得到提高，在功能上得到加強。更為重要的是，IAD具有MPLS功能后，可以實現(xiàn)端到端的標簽交換，提高了網(wǎng)絡效率。
所以，筆者認為將MPLS引入IAD將會使IAD有一個本質(zhì)的飛躍。當然，對于技術細節(jié)還有很多值得我們推敲和探討的。
發(fā)展趨勢（總結）
從組網(wǎng)方式示意圖可以清楚的看出，網(wǎng)絡結構變的越來越簡單。這是符合發(fā)展規(guī)律的，信息化的推動使網(wǎng)絡本身不斷延伸，只有簡單的結構才能保證不斷龐大的網(wǎng)絡在拓撲上的清晰，才能使管理、維護的負擔不至于隨之不斷加大，才能更好的保證端到端的業(yè)務質(zhì)量。
好的技術設備需要和網(wǎng)絡的發(fā)展步伐相吻合，目前傳統(tǒng)電信運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡資源大部分還是以時分交換為基礎的，更為重要的是在網(wǎng)絡的接入段還存在大量的市話電纜資源，這樣的現(xiàn)狀使基于DSL方式的綜合接入設備還存在很大的應用空間；但隨著NGN的推進，基于軟交換的綜合接入設備將會逐漸顯示出它低投入、新業(yè)務開發(fā)周期短、便于維護/管理的優(yōu)勢，從而在網(wǎng)絡中發(fā)揮出更為重要的作用。
參考文獻：
1、《基于軟交換的綜合接入設備技術要求》（送審稿）
2、石晶林等《MPLS寬帶網(wǎng)絡互聯(lián)技術》出版社：人民郵電出版社
摘自 網(wǎng)絡通信產(chǎn)品商貿(mào)網(wǎng)
