ADSL寬帶接入網(wǎng)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的幾種方案探討

　　摘要　　本文首先介紹了ADSL技術(shù)，然后闡述了電信ADSL網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展情況，指出目前該網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況，著重提出了幾種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，并對(duì)這幾種方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后簡(jiǎn)單介紹了ADSL技術(shù)的新發(fā)展ADSL2和ADSL2＋。
　　關(guān)鍵詞　ADSL　ATM　BRAS　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化　ADSL2　ADSL2＋

1、ADSL技術(shù)
　　所謂ADSL，即非對(duì)稱(chēng)數(shù)字線技術(shù)，是一種標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制解調(diào)技術(shù)，利用現(xiàn)有電話線路通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)提供高速寬帶數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的技術(shù)。它把普通電話雙絞線的頻率劃分三個(gè)頻道：話音頻道（f：0.3KHz—3.4KHz）、上行頻道（f：32KHz—134KHz）和下行頻道（f：181KHz—1100KHz）。話音頻道用來(lái)傳話音；上行頻道用來(lái)傳上行數(shù)據(jù)；下行頻道用來(lái)傳下行數(shù)據(jù)。采用非對(duì)稱(chēng)數(shù)字信號(hào)傳送，能夠在現(xiàn)有銅雙絞線(普通電話線)上傳輸高達(dá)8Mbps的高速下行速率，傳輸距離可達(dá)3-5公里。其優(yōu)點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有市話銅纜網(wǎng)絡(luò)資源，只需在線路兩端加裝ADSL設(shè)備，就可以為用戶提供高速接入服務(wù)。同時(shí)ADSL的數(shù)據(jù)傳輸與用戶的傳統(tǒng)話音使用互不影響。因此，通過(guò)ADSL技術(shù)可以解決用戶訪問(wèn)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)快速下載的問(wèn)題，建立了基于普通電話線的信息高速公路。其組網(wǎng)方式如下圖1所示：


　　ADSL能夠支持廣泛的高帶寬應(yīng)用服務(wù)，如高速I(mǎi)nternet訪問(wèn)，telecommuting電視會(huì)議，虛擬私有網(wǎng)絡(luò)以及流格式多媒體應(yīng)用。利用ADSL技術(shù)將高速數(shù)據(jù)連接到家庭、小型企業(yè)、以及遠(yuǎn)程辦公室等，ADSL寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)有：
　�。�1） PPTP/PPP over ATM
　　　　　整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分成三部分：
　　　　　　　1) PPTP：從PC至ADSL Modem；
　　　　　　　2) PPPoA：從ADSL Modem至B-RAS（寬帶撥號(hào)接入服務(wù)器）；
　　　　　　　3) IP轉(zhuǎn)發(fā)：從B-RAS至各業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)；
　�。�2） PPPoE
　　（3） RFC1483 Bridged
　�。�4） VPN
　�。�5） VoDSL
2、電信ADSL網(wǎng)絡(luò)
　　電信ADSL網(wǎng)絡(luò)建設(shè)始于1998年，由于市場(chǎng)和技術(shù)的原因，早期網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單，規(guī)模極小，節(jié)點(diǎn)容量低，覆蓋面窄，主要是安裝在諸如母局這樣的大機(jī)樓內(nèi)，設(shè)備也比較單一，大多采用美國(guó)PARADYNE公司的ADSL系列產(chǎn)品，該設(shè)備價(jià)格較為昂貴，為標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架式設(shè)備，隨著ADSL技術(shù)的日益成熟并形成標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)需求的不斷增大，設(shè)備價(jià)格下降，性能不斷提高，ADSL網(wǎng)絡(luò)無(wú)論在規(guī)模上，還是在容量上都得到了質(zhì)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：ADSL節(jié)點(diǎn)劃分為匯聚點(diǎn)和接入點(diǎn)兩種，使ADSL網(wǎng)絡(luò)延伸到了接入網(wǎng)機(jī)房，這樣使網(wǎng)絡(luò)最靠近了用戶；設(shè)備上采用多家廠商競(jìng)爭(zhēng)（目前主要有華為，ALCATEL、中興，NOKIA等設(shè)備），使網(wǎng)絡(luò)成本下降，也使得了ADSL網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迅速發(fā)展；在容量上，隨著寬帶業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)，ADSL用戶數(shù)量已經(jīng)今非昔比，總規(guī)模正與窄帶用戶規(guī)�？待R。
3、ADSL目前網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況與優(yōu)化
　　電信級(jí)ADSL網(wǎng)絡(luò)目前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般分為兩層，即匯聚層和接入層，匯聚層一般設(shè)在母局，即在機(jī)樓內(nèi)；接入層一般設(shè)在接入網(wǎng)機(jī)房?jī)?nèi)。接入層設(shè)備先通過(guò)在匯聚層的設(shè)備，再接入ATM或IP城域網(wǎng)。ADSL節(jié)點(diǎn)一般采用兩種上行方式，即IP上行或ATM上行，所謂ATM上行，是指節(jié)點(diǎn)設(shè)備上行鏈路通過(guò)ATM傳輸網(wǎng)，接入BRAS（寬帶撥號(hào)接入服務(wù)器）后接入廣域網(wǎng)；所謂IP上行，是指節(jié)點(diǎn)設(shè)備上行鏈路通過(guò)IP城域網(wǎng)，接入BRAS后接入廣域網(wǎng)，目前IP上行的DLSAM節(jié)點(diǎn)只有一層結(jié)構(gòu)，電信ADSL寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖2所示。

　　目前電信ADSL網(wǎng)絡(luò)主要擁塞原因在于：
　　1）ATM節(jié)點(diǎn)交換機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重；電信ATM交換機(jī)主要由ADSL的業(yè)務(wù)在應(yīng)用，很多ATM節(jié)點(diǎn)交換機(jī)已經(jīng)開(kāi)始滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　2）BRAS負(fù)擔(dān)過(guò)重；早期由于ADSL用戶數(shù)量較少，BRAS節(jié)點(diǎn)也相應(yīng)建設(shè)較少，ADSL用戶方要集中在幾個(gè)BRAS上，隨著ADSL規(guī)模越來(lái)越大，早期建設(shè)的BRAS已經(jīng)出現(xiàn)了滿負(fù)載工作，有些新建BRAS卻利用不高的情況。
　　3）城域網(wǎng)交換機(jī)配置無(wú)法跟上ADSL用戶數(shù)量發(fā)展，目前電信較常見(jiàn)的IP上行接入方式，主要是在城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)安裝Catalyst2950交換機(jī)先匯聚，再接入城域網(wǎng)的接入層交換機(jī)或匯聚層交換機(jī)。有些Catalyst2950端口已經(jīng)用完，其下面DLSAM節(jié)點(diǎn)的ADSL用戶卻在不斷增長(zhǎng)。
　　4）隨著ADSL多次擴(kuò)容，匯聚節(jié)點(diǎn)及其下掛遠(yuǎn)端接入點(diǎn)的ADSL用戶數(shù)量總和已經(jīng)超了2000個(gè)，即在一條155M的ATM鏈路上，ADSL用戶數(shù)量已經(jīng)有超過(guò)2000個(gè)，也是造成擁塞的情況之一。
　　優(yōu)化方案一：接入點(diǎn)升級(jí)為匯聚點(diǎn)。由于市場(chǎng)發(fā)展、技術(shù)更新和網(wǎng)絡(luò)分期建設(shè)的原因，早期有一些DLSAM接入節(jié)點(diǎn)是直接接入ATM網(wǎng)，這樣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)享一條155M的ATM鏈路資源，這些節(jié)點(diǎn)中，最大容量不超200個(gè)用戶(早期設(shè)備單節(jié)點(diǎn)容量較低)，是對(duì)ATM網(wǎng)絡(luò)資源比較浪費(fèi)一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對(duì)于這種情況的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，我們建議在這種接入節(jié)點(diǎn)及早改建為匯聚節(jié)點(diǎn)，在該節(jié)點(diǎn)設(shè)備上安裝遠(yuǎn)程級(jí)聯(lián)板，用于級(jí)聯(lián)遠(yuǎn)端的接入節(jié)點(diǎn)，以提高ATM資源利用率，匯聚點(diǎn)和接入點(diǎn)滿容量配置時(shí)，建議匯聚節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)端接入節(jié)點(diǎn)總?cè)萘靠偛怀�過(guò)2000個(gè)用戶，如下圖3所示。

　　優(yōu)化方案二：增加DLSAM節(jié)點(diǎn)上行鏈路。由于市場(chǎng)的不確定性，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)都是按照當(dāng)時(shí)市場(chǎng)需求及其預(yù)發(fā)展用戶來(lái)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的，這樣就帶來(lái)許多不定因素，如容量大小，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。比如，新建某一節(jié)點(diǎn)時(shí)，當(dāng)時(shí)用戶量并不多，設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)把它作為一個(gè)接入點(diǎn)掛在匯聚節(jié)點(diǎn)下面，隨著市場(chǎng)的發(fā)展，用戶數(shù)量會(huì)增大，這個(gè)接入節(jié)點(diǎn)會(huì)成幾倍的擴(kuò)容，要是有若干個(gè)類(lèi)似節(jié)點(diǎn)數(shù)量增大，就會(huì)造成匯聚點(diǎn)和下掛遠(yuǎn)端用戶數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2000個(gè)，其上行鏈路成了瓶頸。其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案可以是增加上行鏈路，目前所用設(shè)備（如華為MA5100等）有些是支持雙鏈路上行的，即增加一條匯聚節(jié)點(diǎn)到ATM的155M的上行鏈路，增加的上行鏈路可以是與原鏈路相同方向，也可以是不同方向，以增加網(wǎng)絡(luò)的安全性，如下圖4所示。

　　優(yōu)化方案三：新建匯聚點(diǎn)。對(duì)于匯聚點(diǎn)和下掛遠(yuǎn)端用戶數(shù)量合計(jì)超過(guò)2000個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)，可以再另新建一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，將其下掛的一些接入節(jié)點(diǎn)割接到新建匯聚節(jié)點(diǎn)上，如下圖5所示：

　　其它優(yōu)化：由于ADSL網(wǎng)絡(luò)與ATM和BRAS緊密聯(lián)系著，故不管何種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，都應(yīng)該與ATM網(wǎng)絡(luò)、BRAS網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起。DLSAM節(jié)點(diǎn)一般都是采用就近接入方式接入ATM和BRAS，但早期ATM和BRAS節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，很多DLSAM節(jié)點(diǎn)都跨了許多局間中繼光路接入ATM或BRAS，現(xiàn)在ATM和BRAS節(jié)點(diǎn)也經(jīng)過(guò)幾期工程建設(shè)，覆蓋面也越來(lái)越廣，建議把早期跨局接入ATM或BRAS的DLSAM節(jié)點(diǎn)，割接到本局或最靠近的ATM和BRAS節(jié)點(diǎn)上來(lái)，以節(jié)省光纖資源和減少中繼距離。對(duì)于IP上行的DLSAM，由于設(shè)備供應(yīng)商暫不建議二級(jí)DLSAM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓樸，所以目前網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就要是在匯聚交換機(jī)上，匯聚交換機(jī)一般是以GE口上行，按每DLSAM節(jié)點(diǎn)有600用戶計(jì)算，建議匯聚交換機(jī)端口占用數(shù)量不宜超過(guò)18個(gè)左右，目前已經(jīng)超過(guò)這個(gè)數(shù)量的，應(yīng)增加匯聚交換機(jī)，把一些用戶割接到新增加的匯聚交換機(jī)上。另外，MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái))和RPR(彈性分組環(huán))等新技術(shù)的出現(xiàn)，使城域網(wǎng)在業(yè)務(wù)匯聚、擴(kuò)展帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全以及光纖資源合理利用方面有很大改進(jìn)，目前很多運(yùn)營(yíng)商都在運(yùn)用MSTP或RPR開(kāi)展業(yè)務(wù)，其中包括ADSL業(yè)務(wù)，所以在新ADSL網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。
4、各種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的比較　　　

5、ADSL的新發(fā)展—ADSL2與ADSL2＋
　　ADSL技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，全球用戶約3590萬(wàn)用戶，占全球?qū)拵Ы尤胗脩舻?6.5%，2002年7月，ITU公布了ADSL的兩個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)（G.992.3和G.992.4），即目前所提的ADSL2；2003年3月，在新一代標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，又制定了G.992.5，即目前所提的ADSL2＋，（或稱(chēng)為ADSL2plus）。
　　ADSL對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：

　　與目前ADSL相比，ADSL2與ADSL2＋在數(shù)據(jù)速率，環(huán)路距離、節(jié)能技術(shù)、信道管理等方面都有極大改進(jìn)，也應(yīng)為以后ADSL網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一種技術(shù)手段之一。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　　　[1]　袁智堅(jiān).　蔡玉紅.　中國(guó)數(shù)據(jù)通信2003年12期.　ADSL家庭新成員介紹　　
　　　　[2]　孫石峰　雷曉榮　李燁　深圳市郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院　深圳電信ADSL寬帶接入網(wǎng)一階段設(shè)計(jì)


　　孫石峰　　1983年畢業(yè)于長(zhǎng)春郵電學(xué)院。深圳市郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院技術(shù)室主任、高級(jí)工程師、信息產(chǎn)業(yè)部第一批通信建設(shè)評(píng)標(biāo)專(zhuān)家，畢業(yè)后一直從事通信工程設(shè)計(jì)和工程管理工作。


　　曾　晶　　2000年畢業(yè)于湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，畢業(yè)后一直從事數(shù)據(jù)通信工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，現(xiàn)為深圳郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院工程師、一級(jí)設(shè)計(jì)師。




摘自　中國(guó)通信建設(shè)資訊網(wǎng)