DSLAM現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

鄒辰　華中科技大學(xué)



　　摘 要：文章對(duì)數(shù)字用戶(hù)局端設(shè)備（DSLAM）的現(xiàn)狀及其發(fā)展進(jìn)行了研究分析，首先將 DSLAM系統(tǒng)劃分為線(xiàn)路部分、交換內(nèi)核和上聯(lián)接口3個(gè)部分，然后闡述了3個(gè)部分的工作原理和相互關(guān)系，著重分析了不同種類(lèi)DSLAM的區(qū)別和應(yīng)用場(chǎng)合，文章最后對(duì)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路(DSL)的前景進(jìn)行了預(yù)測(cè).


　　關(guān)鍵詞：寬帶接入網(wǎng)；數(shù)字用戶(hù)局端設(shè)備；數(shù)字用戶(hù)環(huán)路��



1DSLAM簡(jiǎn)述


　　當(dāng)前，Internet網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，個(gè)人及商業(yè)用戶(hù)對(duì)寬帶接入的需求不斷增長(zhǎng).在當(dāng)前幾種寬帶接入技術(shù)中，數(shù)字用戶(hù)環(huán)路（DSL）技術(shù)因能充分利用現(xiàn)有銅線(xiàn)資源，使用戶(hù)獨(dú)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手段,設(shè)備制造商紛紛推出各種各樣的局端設(shè)備，以滿(mǎn)足不同運(yùn)營(yíng)商的需求.


　　DSL局端設(shè)備一般稱(chēng)為數(shù)字用戶(hù)局端設(shè)備（DSLAM），容量上有大有小，結(jié)構(gòu)有堆疊的和插板的.從技術(shù)上講，DSLAM都是由線(xiàn)路接口、交換內(nèi)核、上聯(lián)接口和網(wǎng)管4部分組成.


　　DSLAM線(xiàn)路接口的作用是調(diào)制解調(diào)，把一般的電話(huà)線(xiàn)路轉(zhuǎn)換成高速的數(shù)字傳輸通道，其種類(lèi)主要有單線(xiàn)對(duì)高速數(shù)字用戶(hù)環(huán)路(SHDSL)、非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路(ADSL)和甚高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(VDSL)，其各自的特點(diǎn)如表1所示.��






2FEC技術(shù)


　　在SDL中ADSL的用戶(hù)占大多數(shù).DSLAM線(xiàn)路接口直接與用戶(hù)的DSL modem相接，它的性能好壞直接影響用戶(hù)的信心和制造商的聲譽(yù).下面以ADSL為例，討論一些用戶(hù)比較關(guān)心的問(wèn)題.首先是交織路徑和快速路徑的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)前向糾錯(cuò)（FEC）技術(shù)問(wèn)題.FEC是一種極重要的錯(cuò)誤控制技術(shù)，這種應(yīng)用在調(diào)制解調(diào)器上的技術(shù)比循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）更重要也更復(fù)雜，CRC只能用來(lái)做數(shù)據(jù)的核對(duì)檢查，F(xiàn)EC則除了具備上述功能外，還擁有數(shù)據(jù)校正的能力，可以保護(hù)傳輸中的數(shù)據(jù)避免遭受噪聲及干擾.一般是將大約是傳輸數(shù)據(jù)的幾個(gè)百分點(diǎn)的冗余，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的演算和精確的編碼后，插進(jìn)傳輸?shù)奈恢�，接收端可以檢測(cè)并校正傳輸中的多位錯(cuò)誤，而不必再進(jìn)行重傳操作，這種技術(shù)在實(shí)時(shí)傳輸中的運(yùn)用尤其重要，例如視頻會(huì)議等，因?yàn)閷?shí)時(shí)傳輸是不可能重傳的.FEC為一種編碼增益的概念，在DSL中，合理的編碼增益在誤碼率（BER）為10-7時(shí)約為3 dB，也就是說(shuō)FEC可以增加信道的帶寬.ADSL芯片組設(shè)計(jì)廠(chǎng)商常用的FEC系統(tǒng)有Reed�睸olomon及Convolution兩種狀態(tài)的編碼法.當(dāng)用戶(hù)選擇快速路徑，也直接選擇了FEC，但DSL在數(shù)據(jù)傳輸中常會(huì)發(fā)生一長(zhǎng)串的錯(cuò)誤，F(xiàn)EC較難實(shí)施這種長(zhǎng)串錯(cuò)誤的校正，交織作用通常介于FEC模塊與調(diào)制模塊之間，將一個(gè)代碼字平均展開(kāi)，這種展開(kāi)的動(dòng)作同時(shí)將儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)中的長(zhǎng)串錯(cuò)誤也展開(kāi)了，經(jīng)過(guò)展開(kāi)以后的錯(cuò)誤才能由FEC來(lái)處理.解交織的作用則是將展開(kāi)的數(shù)據(jù)還原.交織路徑延時(shí)大，糾錯(cuò)能力強(qiáng)；快速路徑延時(shí)小，糾錯(cuò)能力有限，建議用戶(hù)在線(xiàn)路速率為2 Mbit/s以下時(shí)，選擇交織路徑.��


3為什么還要ISDN


　　關(guān)于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的問(wèn)題，很多人會(huì)問(wèn)既然選擇了ADSL，為什么還要ISDN?ISDN用戶(hù)一般使用數(shù)字話(huà)機(jī)，數(shù)字話(huà)機(jī)的高保真和眾多增值業(yè)務(wù)，深受用戶(hù)喜愛(ài).大家都知道4 kHz的基頻信號(hào)為模擬聲音頻率，25～200 kHz之間約175 kHz的基頻為ADSL上行帶寬，200 kHz至��1.1 MHz��之間的900 kHz的基頻則為ADSL下行帶寬，這樣劃分普通模擬電話(huà)和ADSL沒(méi)有沖突，但I(xiàn)SDN的帶寬在50～90 kHz.為了ISDN能很好的over到ADSL上，ITU在G.992.1的附錄B中建議了ISDN over ADSL的頻段劃分，即��90 kHz��的基頻信號(hào)ISDN占用頻率，138～276 kHz之間的基頻為ADSL上行帶寬，276 kHz～1.1 MHz之間的基頻則為ADSL下行帶寬，顯而易見(jiàn)PSTN over ADSL和ISDN over ADSL是不能兼容的，用戶(hù)需注意選擇不同的線(xiàn)路盤(pán)和分離器.��


4傳輸距離和速率


　　傳輸距離和速率的問(wèn)題是用戶(hù)最關(guān)心的，也就是常常提到的開(kāi)通率問(wèn)題.理想的情況是普通電話(huà)能開(kāi)通的地方，DSL也能開(kāi)通，但是由于技術(shù)水平和線(xiàn)路情況復(fù)雜，往往達(dá)不到這個(gè)目標(biāo).目前隨著芯片技術(shù)的日趨成熟，線(xiàn)路部分性能的好壞主要取決于分離器件的精度和布板水平的高低，在2 km以?xún)?nèi)，一般制造商都能達(dá)到下行2 Mbit/s、上行��512 kbit/s��的用戶(hù)要求，2.5 km以上將會(huì)區(qū)分出優(yōu)秀制造商和一般制造商的區(qū)別,烽火通信是國(guó)內(nèi)最早提出接入網(wǎng)概念的廠(chǎng)商之一,在用戶(hù)雙絞線(xiàn)上有多年資深的研究，可以滿(mǎn)足用戶(hù)各種各樣的需求.��


5交換內(nèi)核和上聯(lián)方式


　　線(xiàn)路接口發(fā)送的高速數(shù)字信號(hào)由交換內(nèi)核提供，交換內(nèi)核主要起復(fù)用和解復(fù)用的作用.傳統(tǒng)的DSLAM交換內(nèi)核采用ATM交換，最近有一些廠(chǎng)商推出了IP交換內(nèi)核的DSLAM，這兩種交換內(nèi)核各有優(yōu)缺點(diǎn)，ATM內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)是能對(duì)用戶(hù)帶寬進(jìn)行有效的控制，對(duì)不同的用戶(hù)提供不同的QoS保證，線(xiàn)路接口盤(pán)技術(shù)簡(jiǎn)單.缺點(diǎn)是ATM本身發(fā)展緩慢，標(biāo)準(zhǔn)只制定到622 Mbit/s，運(yùn)營(yíng)商的ATM網(wǎng)也覆蓋不廣.IP內(nèi)核的構(gòu)架是ATM信元在線(xiàn)路接口盤(pán)終結(jié)，IP內(nèi)核進(jìn)行以太交換，優(yōu)點(diǎn)是帶寬寬、分散設(shè)計(jì)和組播能力強(qiáng).缺點(diǎn)是線(xiàn)路接口部分復(fù)雜，成本高，并且具有以太網(wǎng)的一切缺點(diǎn).當(dāng)上行帶寬有限時(shí)，建議采用ATM內(nèi)核加IP上聯(lián)的方式.


　　IP交換內(nèi)核的DSLAM上聯(lián)方式比較單純，一般是GE或多個(gè)FE.


　　ATM交換內(nèi)核的DSLAM上聯(lián)方式有IP、ATM和IMA等很多種，最典型的是ATM方式上聯(lián)，因?yàn)锳DSL技術(shù)中的基本信元是ATM信元.但國(guó)內(nèi)的ATM網(wǎng)不是很健全，很多地方?jīng)]有ATM節(jié)點(diǎn)，隨著用戶(hù)的需求出現(xiàn)了IP上聯(lián)口，就是��100 Mbit/s��以太網(wǎng)口，甚至千兆以太網(wǎng)口，通過(guò)電或光的方式連至二、三層交換機(jī)、路由器或BAS.IP上聯(lián)方式的出現(xiàn)使DSLAM的布局更加靈活，大大促進(jìn)了ADSL技術(shù)的應(yīng)用.IP上聯(lián)的實(shí)現(xiàn)原理是：當(dāng)DSLAM收到一個(gè)以太包后，利用RFC1483實(shí)現(xiàn)對(duì)以太包的封裝,然后經(jīng)ALL5的適配，變成48字節(jié)的整數(shù)倍，再加上5個(gè)字節(jié)的ATM幀頭，發(fā)送到ADSL線(xiàn)路.CPE端用戶(hù)IP用的數(shù)據(jù)在CPE端被打成ATM信元經(jīng)過(guò)ADSL線(xiàn)路傳送到DSLAM后,DSLAM將ATM信元還原成IP數(shù)據(jù)包;通過(guò)100 Base�睺接口連接到IP網(wǎng).整個(gè)過(guò)程中，用戶(hù)出口是IP包，DSLAM出口也是IP包，ATM信元被內(nèi)部終結(jié).


　　設(shè)備提供商在實(shí)現(xiàn)IP上聯(lián)時(shí)，有偏軟和偏硬兩種.當(dāng)使用軟件方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一般選用功能強(qiáng)大的處理器，完成IP包和ATM信元的互換.這種方式的優(yōu)點(diǎn)是靈活性好，附加功能多，可將NAT協(xié)議做進(jìn)去，甚至完成接入服務(wù)器的功能，缺點(diǎn)是抗廣播風(fēng)暴和非法攻擊能力差.用硬件方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一般選用FPGA完成IP包和ATM信元的互換.這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，轉(zhuǎn)發(fā)效率高，抗廣播風(fēng)暴和非法攻擊能力強(qiáng).缺點(diǎn)是功能單一，僅僅完成轉(zhuǎn)發(fā).��


6DSLAM的發(fā)展趨勢(shì)


　　一直以來(lái)，不少人認(rèn)為DSL是寬帶接入技術(shù)中的過(guò)渡技術(shù)，其實(shí)任何技術(shù)相對(duì)新技術(shù)都是過(guò)渡技術(shù)，DSL技術(shù)由于它本身適應(yīng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將會(huì)繼續(xù)發(fā)展.ITU�睺新建議G.992.3,對(duì)ADSL的頻譜進(jìn)行了重新規(guī)劃,提高了ADSL的上下行線(xiàn)路速率，下行最高可達(dá)16 Mbit/s.以后SHDSL、ADSL和VDSL的界線(xiàn)將會(huì)模糊，業(yè)務(wù)的對(duì)稱(chēng)性將會(huì)被重視.一些建議還規(guī)定了終端和局端的通信規(guī)程，用戶(hù)終端將不再是網(wǎng)管中的盲區(qū)，線(xiàn)路測(cè)試功能和部分BAS功能將被提供.交換內(nèi)核無(wú)論采用哪種方式，大容量、高交換效率將是方向.上聯(lián)接口將越來(lái)越豐富，出發(fā)點(diǎn)都是為了方便用戶(hù)，強(qiáng)大的組網(wǎng)能力和靈活的級(jí)聯(lián)方式是上聯(lián)接口的發(fā)展動(dòng)力.


　　現(xiàn)在是應(yīng)用為王的時(shí)代，技術(shù)無(wú)好壞之分，只有應(yīng)用場(chǎng)合的不同.DSL能否成為寬帶接入的王者，需要機(jī)遇，需要技術(shù)創(chuàng)新，更需要應(yīng)用的支持.�お�



參考文獻(xiàn)



［1］肖丹.ATM互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：人民郵電出版社，1998.�おお�



摘自　北極星電技術(shù)