DSL新熱點對寬帶運營的挑戰(zhàn)

吳愛民 張書軍


　　寬帶接入市場啟動以來，一直保持著很高的增長速率，其中DSL接入技術(shù)是寬帶技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的方式。據(jù)統(tǒng)計，2004年初，中國的DSL市場用戶超過1 000萬，成為僅次于美國的第二大規(guī)模的市場。



　　盡管DSL市場發(fā)展很快，但應(yīng)用中存在很多問題。目前DSL上最主要的業(yè)務(wù)是高速上網(wǎng)，住宅用戶是其應(yīng)用的主體，用戶價值不高。寬帶運營商在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)進行了大量投資，低廉的收費難以支付高額的投資和運營成本，目前DSL業(yè)務(wù)運營商的贏利水平比較低。同時，由于DSL接入涉及大量的最終用戶，維護和支持工作消耗很多的人力、財力資源，而這部分投入又是不可削減、不可替代的。



　　DSL要想獲得長期發(fā)展就必須解決盈利問題：既能保持較低的運營成本，使用戶以較低廉的價格使用DSL；又能通過采用一些新技術(shù)提高運營商的營利水平，例如視頻組播技術(shù)、在線測試技術(shù)、用戶管理等。這需要DSL設(shè)備供應(yīng)商與運營商的通力合作。



　　1 視頻組播技術(shù)



　　視頻業(yè)務(wù)可以劃分成兩類：一類是單向廣播式的視頻業(yè)務(wù)，如傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)；另一類是雙向交互式的視頻業(yè)務(wù)，如VOD視頻點播。其實ADSL最初的設(shè)計目標就是可以支持VOD業(yè)務(wù)，只是隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，高速接入成為DSL的主流應(yīng)用。對廣播式業(yè)務(wù)而言，DSL就很難支持了。由于雙絞銅線的帶寬遠遠低于同軸電纜，因此不可能同時接收多套視頻節(jié)目。另外，傳統(tǒng)的視頻業(yè)務(wù)是通過單播流傳送的，每個單播流對應(yīng)一個用戶，對骨干網(wǎng)的帶寬要求很大。雖然一群用戶申請的是同樣的視頻流，但網(wǎng)絡(luò)必須同時發(fā)送多個單播流給每個用戶，對網(wǎng)絡(luò)帶寬造成了很大的壓力。對于一個大容量的、可以連接1 000個用戶的DSLAM而言，即使提供高壓縮比視頻流，所需網(wǎng)絡(luò)側(cè)帶寬也要超過1Gbit/s，這顯然是不現(xiàn)實的。



　　如果利用組播技術(shù)，相同的視頻流在骨干網(wǎng)只傳送一次，利用組播協(xié)議將視頻流發(fā)送到所需用戶，這樣就大大減少了骨干網(wǎng)的帶寬需求。在下行方向上，每條DSL線路只傳送用戶所選的視頻流，電視頻道或VOD節(jié)目，使電信運營公司提供多播式視頻業(yè)務(wù)成為可能。



　　1.1 常見的視頻應(yīng)用



　　視頻點播：通常是對存儲的非實時性內(nèi)容以單播傳輸方式實現(xiàn)，除了控制信息外，視頻點播通常不具有交互性。在具體實現(xiàn)上，為了節(jié)約帶寬，可以將多個相鄰的點播要求合并成一個并以組播方式傳輸。



　　視頻組播：可以看作是視頻點播的擴展，把節(jié)目源組織成頻道，以組播的方式提供，用戶通過加入頻道收看預(yù)定好的節(jié)目。IP TV就是視頻組播的一種常用方式。



　　視頻會議：視頻會議可以是雙方的，也可以是多方的。前者可以作為視頻電話，視頻流媒體信息可以以點到點的方式傳送。多方的視頻會議需要多點控制單元，需要以多播的方式傳輸。



　　遠程教學(xué)：遠程教學(xué)目前應(yīng)用也比較廣泛，而且具有很好的市場應(yīng)用前景。在遠程教學(xué)中，可以采用多種模式，甚至混合的方式實現(xiàn)。例如可以采用點播的方式傳送教學(xué)節(jié)目，以廣播的方式實況廣播老師上課，以會議的方式進行課堂交流等。



　　其它還有遠程監(jiān)控、視頻網(wǎng)絡(luò)游戲等應(yīng)用�？梢灶A(yù)計，寬帶視頻應(yīng)用必然會在未來的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更重要的作用，并在一定程度上改變?nèi)藗兪褂镁W(wǎng)絡(luò)的方式。



　　1.2 組播模式和設(shè)備



　　在提供組播業(yè)務(wù)時，在傳送網(wǎng)中視頻流以Mpeg over IP或Mpeg over ATM方式進行傳送。如果采用IP方式，傳送是采用IP組播協(xié)議，如果是ATM方式，則可以利用ATM的點到多點協(xié)議傳送，或者是IP組播與ATM相結(jié)合。DSLAM負責(zé)用戶所選信道的切換。



　　通常支持組播業(yè)務(wù)有兩種網(wǎng)絡(luò)模式：專用組播網(wǎng)絡(luò)模式和混合網(wǎng)絡(luò)模式。專用組播網(wǎng)絡(luò)模式：運營商提供專用組播接入網(wǎng)絡(luò)，DSLAM提供專用端口接入組播網(wǎng)絡(luò)，DSLAM上的組播業(yè)務(wù)與Internet業(yè)務(wù)分開傳輸�；旌暇W(wǎng)絡(luò)模式：運營商利用現(xiàn)有的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，DSLAM的組播業(yè)務(wù)與Internet業(yè)務(wù)混合傳送。



　　需要指出的是，盡管各家DSLAM設(shè)備都宣稱支持組播，但是很多設(shè)備只是簡單地提供某種技術(shù)協(xié)議，對組播業(yè)務(wù)并未從實際應(yīng)用上考慮，在實驗室測試還可以，但無法在運營網(wǎng)絡(luò)上使用。要達到可運營的組播，必須從下列幾個方面對DSLAM進行改進。



　�。�1）SLAM需要支持組播控制協(xié)議，實現(xiàn)可控組播。除了公開技術(shù)標準如IGMP/IGMP PROXY/Snooping等，還有某些廠商私有組播協(xié)議，這樣就要充分考慮組網(wǎng)設(shè)備的互通。



　　（2）SLAM核心交換和背板總線的帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)模式，支持足夠的組播分發(fā)能力。盡有DSLAM針對單播業(yè)務(wù)的層層復(fù)用的架構(gòu)，很容易形成瓶頸，需要改造。



　�。�3）具有完整的用戶管理功能。盡管用戶管理認證可以在BRAS上實現(xiàn)，但從業(yè)務(wù)響應(yīng)和帶寬節(jié)省的角度看，組播設(shè)備離用戶越近越有利。將組播認證與DSLAM集成在一起可以提供最優(yōu)的轉(zhuǎn)發(fā)效率。



　�。�4）由于組播業(yè)務(wù)大都是視頻，是高價值用戶的需求，因此組播業(yè)務(wù)的QoS必須得到保證，DSLAM應(yīng)該對組播業(yè)務(wù)有QoS能力，采用專門的數(shù)據(jù)隊列和流量控制機制，確保視頻用戶的滿意度。



　　2 在線測試



　　在DSL大規(guī)模應(yīng)用的同時，相關(guān)的維護、維修及線路預(yù)選等工作就顯得急為迫切了。DSL在線測試功能就是為解決這方面的需要而提出的。有了在線測試功能，可方便提供線路預(yù)選參數(shù)、分析故障原因，并大量減少維護人員，提高維護效率。



　　DSL用戶線路使用的是傳統(tǒng)的電話線路，屬于窄帶通信范疇。以前，傳統(tǒng)的電話線路只是傳輸語音信號，電話語音信號的頻率最高為3.4 kHz，噪聲、串擾、縱向不平衡、絕緣不良等情況對正常通話影響不大。但DSL業(yè)務(wù)則不然，例如ADSL業(yè)務(wù)利用電話線路為載體，在4kHz-1.1 MHz的寬帶上劃分256個子通道進行數(shù)據(jù)傳輸，因此對線路質(zhì)量十分敏感。噪聲、串擾、縱向不平衡、線路過長、絕緣不良，等情況對低頻話音傳輸影響不大，但對高頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懛浅４�。而目前DSLAM、Modem的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品相對穩(wěn)定，因此線路承載高頻數(shù)據(jù)信號的能力和質(zhì)量成為影響ADSL使用效果的主要原因。DSL業(yè)務(wù)效果的好壞，最重要的因素是傳輸線路的質(zhì)量，現(xiàn)實環(huán)境中，由于施工質(zhì)量、線路老化等原因，有的電話線路高頻特性受到嚴重損傷，不能開通DSL業(yè)務(wù)；有的線路勉強開通后，上網(wǎng)速度慢、經(jīng)常掉線，造成用戶不滿，直接影響了DSL業(yè)務(wù)的推廣。因此，為保障DSL用戶的正常使用，在用戶申請安裝DSL時，開通DSL前必須對用戶線路的各項性能進行全面的檢測，而借助傳統(tǒng)手持儀表的測試維護方法不能滿足日趨繁重的線路維護要求。如何保證高頻數(shù)據(jù)在電話線路上的傳輸質(zhì)量，采用什么測試手段對線路進行檢測和維護，成為目前DSL日常維護的一個難點。



　　對運營來說，在線測試功能主要可方便地提供以下幾類服務(wù)：



　�。�1）對線路進行預(yù)選，評估線路可提供的DSL服務(wù)質(zhì)量和等級；



　�。�2）故障判斷，對運行中出現(xiàn)的故障迅速定位并予以解決；



　�。�3）長期維護，對大量在線用戶線路進行定期維護；



　�。�4）收集詳盡的用戶線路資料，并對資料進行歸類和存儲，也可為其它業(yè)務(wù)的開通提供依據(jù)。



　　由于線路影響DSL使用性能的因素主要表現(xiàn)在以下幾個方面：



　�。�1）線纜規(guī)格和長度。DSL工作的頻率越高，衰減越大；線徑越細，衰減越大；線路越長，衰減越大。因此，線路越長，DSL的傳輸速率越低。



　�。�2）橋接抽頭。在窄帶通信工程上，為了靈活地分配電纜中的線對，常做有橋接抽頭。在橋接點上會出現(xiàn)一個阻抗不匹配的反射點，對傳輸信號將產(chǎn)生回波，影響xDSL傳輸性能。



　�。�3）加感線圈。使用加感線圈構(gòu)成加感電纜已經(jīng)是老技術(shù)了，為了降低音頻頻段的衰減，改善音頻頻段的衰減／頻率特性，在線路中加入了加感線圈。加感線圈加劇了高頻信號的衰減，無法傳輸DSL非話業(yè)務(wù)信號，應(yīng)拆除加感線圈或調(diào)換線路。



　�。�4）背景噪聲和其它各種干擾因素。包括高斯分布的白噪聲，一條電纜中線對之間產(chǎn)生的信號串擾和電力線、工業(yè)電器、無線電信號等的感應(yīng)噪聲。



　�。�5）電纜損傷，電話線自身的損傷對ADSL傳輸影響也比較大，損傷包括斷路、短路、浸水、分岔、斷裂、接頭、老化等，有些僅僅影響性能，有些對于DSL傳輸則是致命的。



　　線路測試，有雙端測試和單端測試之分。ITU-T G.992.3中有雙端測試相關(guān)的描述，標準定義了局端和用戶端在訓(xùn)練、工作等狀態(tài)對線路的測試。雙端測試實際應(yīng)用側(cè)重于DSL開通后的后期維護。事實上，單端測試的實際意義更大，因為單端測試可以方便運營商在放號前確定該線路是否可用，其次雙端測試還存在局端和用戶端特別是早期的用戶端對通問題。但單端測試有其局限性，如測試的精度不準，某些測試功能無法完成。



　　線路測試可以完成用戶線特性參數(shù)測量，包括用戶線長度、橋接抽頭（BfidgeTap）、加感線圈（Coil）、線路損傷、背景噪聲、線路串擾（CrossTalk）等；還可實現(xiàn)DSL參數(shù)測量和評估，包括最大連接速率、上/下行速率、噪聲容限（NoiseMargin）、衰減、遠/近端串擾等。在此基礎(chǔ)上，測試系統(tǒng)往往支持局端、用戶端仿真功能，用測試設(shè)備模擬DSL設(shè)備與對端實際連接，并測試上層業(yè)務(wù)的互通，如IP Ping測試、FTP下載測試等，這個功能對故障排測有很強的指導(dǎo)意義。



　　DSL在線測試系統(tǒng)可以對所覆蓋范圍內(nèi)的ADSL用戶進行集中的、自動的故障診斷測試，通過與112互聯(lián)，進一步實現(xiàn)障礙的集中受理、自動派單和統(tǒng)一管理。系統(tǒng)組成涉及到了ADSL網(wǎng)管、DSLAM設(shè)備、ADSL測試設(shè)備和112系統(tǒng)等。







　　圖1是DSL測試系統(tǒng)組網(wǎng)參考方案，DSL測試設(shè)備和DSLAM之間通過測試總線和通信接口連接，測試總線實現(xiàn)對DSL用戶線的自動抓取，通信接口是ADSL測試設(shè)備的控制通道。DSL網(wǎng)管通過帶內(nèi)網(wǎng)管網(wǎng)控制所有與DSLAM連接的測試設(shè)備，以起到測試服務(wù)器的功能，同時DSL網(wǎng)管的測試功能還包含了用戶端口狀態(tài)查詢等。DSL網(wǎng)管和112連接，以實現(xiàn)112對DSL業(yè)務(wù)的集中測試。



　　3 用戶管理



　　隨著DSL技術(shù)的迅速普及，DSL寬帶接入已經(jīng)進入普通老百姓家中。由于DSL接入采用了先進的線路調(diào)制技術(shù)，因此需要在用戶側(cè)安裝相應(yīng)的DSL終端設(shè)備Modem，與此同時，日益增多的應(yīng)用和需求使得終端設(shè)備上的功能越來越專業(yè)化，對Modem的配置和管理已經(jīng)遠遠超越用戶的能力范圍。另外，運營商開通業(yè)務(wù)后，也不希望用戶私自改動配置，而且還要對用戶進行監(jiān)控，防止私自使用與付費申請不一致的業(yè)務(wù)，并對個別非法用戶、黑客等進行定位跟蹤。基于這種情況，如何快速地開通、修改配置、準確地定位故障、方便地查找用戶位置等問題，理所當然需要寬帶運營商解決。



　　在目前運營模式和商業(yè)模式中，用戶管理主要涉及兩方面，一方面是用戶業(yè)務(wù)賬號的管理，一方面是用戶終端設(shè)備的管理。



　　（1）用戶業(yè)務(wù)管理



　　對業(yè)務(wù)的管理就是保證讓合法用戶按照其申請的資源使用網(wǎng)絡(luò)，而對非法用戶進行限制和拒絕。用戶認證管理一般在BRAS上實現(xiàn)，但在實際使用中存在一些問題。BRAS一般只對賬號進行管理認證，不能區(qū)分用戶位置。這樣由于賬號擁有的權(quán)限不一致，可能出現(xiàn)高權(quán)限的賬號被非法使用。早期對于ATM上行的DSLAM，可以根據(jù)PVC來進行業(yè)務(wù)綁定。但是現(xiàn)在DSLAM組網(wǎng)大多采用以太網(wǎng)接口，用戶信息不能達到認證設(shè)備。如果利用VLAN來區(qū)分，對于城域網(wǎng)范圍的用戶數(shù)量，VLAN ID只有4k，不夠用。



　　針對這個問題，有兩種方法解決。就是分別在用戶業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)平面或控制平面，將用戶信息從DSLAM傳送到認證設(shè)備。在數(shù)據(jù)平面，就是修改數(shù)據(jù)幀，嵌入用戶相關(guān)信息，如物理端口號、申請帶寬、是否移動賬號等；在控制平面就是利用認證過程進行信息交互，在認證時，管理設(shè)備主動向DSLAM查詢用戶信息。這樣，上端設(shè)備就可以判斷當前狀態(tài)與實際申請的業(yè)務(wù)是否一致，防止出現(xiàn)“飛行賬戶”，也可以跟蹤某些數(shù)據(jù)發(fā)起者的具體位置，找到惡意用戶。



　　（2）用戶終端設(shè)備管理



　　現(xiàn)在，一方面運營商面臨來自用戶的壓力，因為目前開通的DSL，用戶無法自己管理終端，另一方面，商業(yè)模式的開放性使得越來越多的廠商都能提供終端設(shè)備，功能不盡相同，風(fēng)格各異，每個終端設(shè)備的配置及維護工作很繁瑣，用戶自己也可以隨意進行操作，可能導(dǎo)致用戶無法正常接入網(wǎng)絡(luò)，或者采用不當?shù)木W(wǎng)絡(luò)配置。出現(xiàn)這類情況時，要么用戶找運營商解決，使得運營商疲于應(yīng)付；要么導(dǎo)致資源浪費，運營收入損失。



　　在DSL網(wǎng)絡(luò)模型中，DSL終端是網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備DSLAM的通信對等體，DSL終端的許多參數(shù)、屬性都需要和DSLAM對應(yīng)和匹配。理所當然，對DSL modem的遠程管理需要從DSLAM著手。



　　對終端進行集中管理，就需要從網(wǎng)絡(luò)訪問終端設(shè)備。可以通過DSL用戶線鏈路，專門創(chuàng)建一連接，為DSLAM側(cè)對終端的遠程管理提供通道。通道建立后，DSLAM可以作為代理，管理中心就可以訪問終端了。使運營商能夠在管理中心，對CPE設(shè)備進行遠程檢測、配置和監(jiān)控等工作，方便網(wǎng)絡(luò)運營的管理和維護，提高網(wǎng)絡(luò)的運營效率。



　　在當前電信級設(shè)備的管理中，對設(shè)備的管理有幾種模式：a）采用SNMP方式；b）采用Web方式；c）采用Telnet登錄的管理方式。對用戶端設(shè)備的管理也可以選其中一種或多種。每種方式各有優(yōu)缺點，SNMP是最常用的一種，但是由于相關(guān)MIB的定義尚未統(tǒng)一，實際使用中，常常多種方式結(jié)合使用。



　　4 結(jié)束語



　　隨著ADSL2+和VDSL等技術(shù)進入實際應(yīng)用，DSL支持的速率更高，距離更遠，管理能力更強，而且新的業(yè)務(wù)、運營技術(shù)得到更好的支持，DSL應(yīng)用還有更大的發(fā)展空間。







摘自 中國電信