banner.jpg)
相關(guān)專題：
摘要：介紹了IP DSLAM與ATM DSLAM技術(shù)的基本原理，從原理、組網(wǎng)、服務質(zhì)量、安全性、接入能力等幾方面進行了分析與比較。
關(guān)鍵詞：xDSL復用設(shè)備；調(diào)制解調(diào)器；快速以太口；永久虛電路；寬帶接入服務器
1 概述
隨著Internet爆炸式的發(fā)展，網(wǎng)上的商業(yè)應用和多媒體服務得到了迅猛的發(fā)展。但現(xiàn)在仍普遍使用的上網(wǎng)方式是利用Modem或ISDN以及電話線撥號的方式，基速度低和費用高已成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的兩大障礙，為此，高速上網(wǎng)成為人們追求的目標。在這方面，光纖到戶自然是發(fā)展的必然方向，但由于其成本過高，在目前一段時期內(nèi)還不能被廣泛應用，于是一種較為方便的寬帶接入技術(shù)—不對稱數(shù)字用戶線（ADSL）應運而生。
為了更快地使ADSL占有市場，各大電信運營商都在八仙過海，各顯神通，也都取得了一定的經(jīng)濟社會效益，但是留給運營商們的仍是一道難題：是發(fā)展IP數(shù)字用戶線接入復用器（IP DSLAM），還是發(fā)展ATM數(shù)字用戶線接入復用器（ATM DS-LAM）呢？
IP DSLAM與ATM DSLAM是ADSL的兩種承載技術(shù)，各有自身的優(yōu)勢，因此這里專門對這兩者的特點進行分析和比較，以便更好地建設(shè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，充分發(fā)揮ADSL接入的優(yōu)勢，為廣大的用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務。
2 IP DSLAM與ATM DSLAM的比較
2.1 技術(shù)實現(xiàn)方面
由于在組網(wǎng)時DSLAM設(shè)備會接入不同的網(wǎng)絡之中，比如ATM骨干網(wǎng)絡或IP骨干網(wǎng)絡，因此要求DSLAM設(shè)備能提供ATM接口和IP接口，也就是所謂的ATM DSLAM和IP DSLAM。
IP DSLAM與ATM DSLAM除了在ADSL中的調(diào)制解調(diào)部分相同外，在實現(xiàn)的原理上還是存在一定差異的。
（1）ATM DSLAM原理
上傳的數(shù)據(jù)信號在ADSL Modem中，通過AAL5分段和組裝子層（AAL5 SAR）功能實現(xiàn)MAC幀到ATM信元之間的轉(zhuǎn)換，經(jīng)DSL調(diào)制后，信號被傳輸?shù)骄侄说腄SLAM側(cè)，局端的DSLAM對ADSL信號進行解調(diào)，并恢復成ATM信元格式。ATM DSLAM對許多這樣的上傳信號進行處理，對ATM信號按照某種條件進行復接或者交換。同時對各種ATM業(yè)務進行分類管理，實現(xiàn)恒定比率（CBR）、實時可變化率（xt-VBR）、準實時可變比率（nrt-VBR）、不定比率（UBR）等多種ATM業(yè)務類型的設(shè)置，對不同類型的ATM業(yè)務設(shè)置不同的流控參數(shù)、優(yōu)先級別等，以保證對高性能服務質(zhì)量QoS有不同要求的用戶的支持，同時提供永久虛電路（PVC）的上連和與上層ATM交換機建立連接。上行時的PPPOE協(xié)議棧如圖1所示。
在信號下行時，下發(fā)的信號是以ATM信元格式傳送給ATM DSLAM的，這些被接收的ATM信號，帶著相關(guān)的ATM信息，比如ATM業(yè)務類型、PVC數(shù)據(jù)以有其它一些參數(shù)等。由ATM對不同的業(yè)務參數(shù)進行識別，并采取不同的處理措施，包括包丟棄原則、緩存機制、流控機制等，以實現(xiàn)不同業(yè)務的QoS保證，然后分接到各個對應的ADSL信號的調(diào)制，之后輸出到對端的ADSL Modem中。
ATM DSLAM設(shè)備基于ATM先進的技術(shù)設(shè)計，完全支持多種ATM業(yè)務，如CBR、rt-VBR、nrt-UBR、UBR等，對這些業(yè)務提供不同的處理措施、不同的緩存空間和調(diào)度優(yōu)先級以及不同級別的業(yè)務整形功能等，使得不同的ATM業(yè)務類型在整個業(yè)務傳輸過程中，得到與之相適應的帶寬及高性能QoS支持的保證。
ATM是面向連接的傳輸，具有天然的安全隔離機制，即PVC（或者交換式虛電路＜SVC＞＝的邏輯通道是互相隔離的。因此不會發(fā)生泄密的情況。
（2）IP DSLAM的原理
IP DSLAM在AD-SL中信號的處理也基本上是一樣的，上傳的信號經(jīng)過DSLAM解調(diào)后，轉(zhuǎn)換成ADSL信號。但在DSLAM中ATM信號并不像在ATM DSLAM中那樣復接和進行業(yè)務類型的處理，而是進一步將AAL5 SAR功能轉(zhuǎn)換成相應的MAC幀，即所謂的ATM信號終結(jié)。在ATM信號終結(jié)的過程中，相應的MAC地址與ATM PVC會建立起相應的對應關(guān)系，而在ATM信號終結(jié)之后，則需根據(jù)不同設(shè)備所提供的不同功能，在MAC幀的基礎(chǔ)上做進一步的處理和設(shè)立相關(guān)的標記。比如當提供電子郵件報頭標準格式（RFC）1483B功能時，就會進一步處理RFC、1483B協(xié)議；當提供VLAN功能時，就會根據(jù)實際設(shè)置貼上VLAN標記。當然，也有的設(shè)備有三層功能，可以處理更高層的協(xié)議，等等。這樣，在所有設(shè)備提供的功能完成后，就會通過快速以太口（FE）的上行口傳輸?shù)蕉䦟釉O(shè)備或三層設(shè)備之中。上行時的PPPOE協(xié)議棧如圖2所示。
下傳的信號則剛好相反，從上一級的設(shè)備發(fā)送到IP DSLAM的MAC幀信號，均根據(jù)不同IP DS-LAM的功能，完成相應三層功能的信號處理或者三層功能的信號處理，比如路由分析或虛擬局域網(wǎng)（VLAN）標志的分析等，在完成相應的三層或二層功能后，最終在IP DSLAM中通過AAL5 SAR功能。把MAC幀轉(zhuǎn)換為ATM信元，并實現(xiàn)從MAC地址到ATM PVC的轉(zhuǎn)換。在IP DSLAM中，ATM信號通過ADSL芯片的處理，交換成ADSL信號的格式，然后通過調(diào)制，傳輸?shù)竭h端ADSL Modem。
總之，ATM DSLAM 是全程ATM的連接，而IP DSLAM則是將ATM連接到DSLAM設(shè)備的相關(guān)功能板（以太網(wǎng)板）、實現(xiàn)ATM的終結(jié)，然后將ATM信元轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀進行傳輸。
2.2 組網(wǎng)方式
ATM DSLAM和IP DSLAM都作為接入設(shè)備來使用，但ATM DSLAM是上連ATM匯聚交換機，而IP DSLAM是上連三層交換機。
2.3 業(yè)務流向
從對現(xiàn)有ADSL的應用來看，90%的流量都是IP網(wǎng)的流量，所以作為ATM DSLAM就必須穿越ATM骨干路上到IP網(wǎng)上，從這一點可以看出，IP DSLAM在傳輸時延方向有更多的優(yōu)勢。如果考慮到某些地方ATM的資源不足，且也不打算新建ATM網(wǎng)絡，那么IP DSLAM就是較好的選擇。
2.4 業(yè)務應用
ATM DSLAM應用PVC實現(xiàn)隧道機制、安全機制和帶寬承諾機制，QoS的性能也較好，因此適合政府與企業(yè)間互聯(lián)的需要，適合開放通常所說的VPN業(yè)務。而IP DSLAM的PVC由于在端局設(shè)備終結(jié)，IP在數(shù)據(jù)安全性及帶寬控制方面又有先天的不足，且QoS性能較差，所以更適合Internet訪問型的業(yè)務。
2.5 用戶認證
ATM DSLAM的認證是通過將PVC終結(jié)在ATM寬帶接入服務器（BAS）上實現(xiàn)的。而IP DSLAM的PVC的映射將VLAN標識符（ID）送給IPBAS來對用戶進行認證（也就是說如果沒有VLAN ID送給上層的BAS，就無法對用戶進行認證）。因此必須要求IP DSLAM支持VLAN的數(shù)較多，以在PVC和VLAN ID上進行一對一的映射和唯一利用VLAN ID來表示用戶。
2.6 服務質(zhì)量保證
相對于ATM技術(shù)，IP技術(shù)在服務質(zhì)量保證、安全性、統(tǒng)計復用、流量管理和擁塞控制等方面，都有先天的不足。當DSLAM用戶數(shù)量比較少時，這些問題還不那么突出，而一旦用戶數(shù)量增加得較快，網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量增大，問題就出來了。因此在服務質(zhì)量保證方面，IP技術(shù)不如ATM技術(shù)。
2.7 安全性
目前業(yè)界的ADSL，主要采用的是ATM技術(shù)，以cell(ATM信元)為基礎(chǔ)。
ATM的上行，采用的是全程PVC，終結(jié)至BAS。其信號通過各種協(xié)議處理和IP包的轉(zhuǎn)換或封裝至12TP Tunnel中后，進入骨干路由器。因此用戶的隔離性和安全性都比較好。
面對于IP，其上行僅是在接口板處進相應的ATM與IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換（如RFC1483，在此終結(jié)PVC）實質(zhì)還是Ethernet over ATM over ADSL機制。由于其協(xié)議終結(jié)在DSLAM的上行接口板處，需將BAS功能分擔到每個DSLAM節(jié)點設(shè)備上，因此為應用PPPOE（能夠更好地實現(xiàn)針對單個用戶的管理策略，比如接入帶寬、訪問權(quán)限、時長計費等），必須采用二層網(wǎng)絡，而二層網(wǎng)絡在安全性、廣播等方面都存在著隱患。
另外，考慮到當前芯片的水平和板卡處理的效率，DSLAM板卡不可能支持過多的以太網(wǎng)協(xié)議，即使有支持純以太網(wǎng)方式的DSLAM板卡，也多是小容量小規(guī)模的。而BAS作為專門的協(xié)議處理設(shè)備，在性能、支持的協(xié)議種類等方面都要高于DSLAM板卡。
2.8 端口能力
由于采用VC/VP的技術(shù)，ATM的統(tǒng)計復用能力和端口有效效率方面都高于IP。例如，在同等的條件下，ATM DSLAM的接入能力大于其出口帶寬155Mbit/s，而IP DSLAM的接入能力則小于出口帶寬100 Mbit/s，詳見第三部分用戶模型分析。特別是在上級網(wǎng)絡中，ATM的統(tǒng)計復用能力更加突出。在網(wǎng)絡規(guī)劃中，復用比一般安排為1：3。
2.9 網(wǎng)絡整體規(guī)劃
由于業(yè)界ADSL多是采用ATM技術(shù)，因而采用ATM上行接口方式，組建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，整個網(wǎng)絡在協(xié)議處理、業(yè)務實現(xiàn)等方面都很成熟，也相對比較協(xié)調(diào)。當然，采用IP上行，也有其優(yōu)點，例如目前一些地區(qū)，ATM資源非常緊缺，而IP城域網(wǎng)的資源則相對豐富，在用戶量不是很大的情況下，采用IP上行，對于快速建設(shè)寬帶接入網(wǎng)，有效利用已有的網(wǎng)絡資源，還是有一定意義的。而且IP設(shè)備較ATM設(shè)備的成本低，采用IP上行，對上級網(wǎng)絡成本的要求也會降低。
3 結(jié)合用戶模型分析
為了更好地分析比較IP DSLAM和ATM DS-LAM技術(shù)，可以對其各自的用戶模型進行比較（考慮100Mbit/s的端口效率，可以平均75Mbit/s的有效速率計算），比較的分項有：
�。�1）并發(fā)數(shù)據(jù)比為1：3（包括“同時上網(wǎng)用戶數(shù)的并發(fā)比“和”在線用戶數(shù)據(jù)流量的并發(fā)比”兩部分）。
�。�2）每個用戶接入的帶寬為512kbit/s，帶寬提升空間為1：2.5（目前個人用戶的速率為512kbit/s），單位用戶為1Mbit/s,但預計2003年用戶帶寬的需求將會全面提升，因而可用一個1:2.5的增因子來模擬用戶接入的帶寬。
（3）每個100Mbit/s接口可帶的用戶數(shù)為N，那么由上比較可以看出：N=75Mbit/s/1：3/（512kbit/s/1：2.5）=180
實際上，以75Mbit/s作為100Mbit/s以太網(wǎng)端口實際包的平均轉(zhuǎn)發(fā)速率，真正有效的數(shù)據(jù)并不是100%，而且在二層以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)中還存有一定的數(shù)量的廣播包，因此用戶的實際帶寬還會有所降低�？梢�，每個100Mbit/s以太網(wǎng)端口所帶的用戶數(shù)是有限的，與155Mbit/sATM端口所轄的用戶數(shù)之間不是簡單的100：155的關(guān)系。但從整個網(wǎng)絡來看，由于IP城域網(wǎng)的成本低廉，以及考慮到常用的端口傳輸距離等因素，100Mbit/s以太網(wǎng)端口較之155M ATM端口網(wǎng)絡層次更低、覆蓋范圍更小。對于540線左右的節(jié)點來說，就需要有3個100Mbit/s的端口。
通過對比可以看出，每個155Mbit/sATM端口的有效速率都可以達到150Mbit/s左右，同樣考慮1：3ATM端口的用戶數(shù)量就為N=150Mbit/s/1：3/（512kbit/s/1:2.5）360。
從以上分析不難看出，ATM DSLAM技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢，但隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，用戶的增多，在接入中也會逐漸暴露出一些問題，例如：
（1）在滿足大規(guī)模個人寬帶上網(wǎng)需求的情況下，ATM DSLAM的數(shù)量以及覆蓋范圍隨之迅猛增長，就需要提供大量的ATM骨干網(wǎng)絡端口和容量，然而由于寬帶網(wǎng)絡的IP化，業(yè)界在ATM領(lǐng)域的投入日益萎縮，導致了ATM交換設(shè)備價格的居高不下，建設(shè)ATM骨干網(wǎng)的成本高昂。然而ATM網(wǎng)絡的很多端口卻被DSLAM設(shè)備占用，很多PVC資源被收費較低的ADSL大量占用，使得ATM網(wǎng)絡的投資難以回收。
�。�2）ATM DSLAM需要用集中式大BAS提供PVC的終結(jié)和用戶的管理及認證，因此所有業(yè)務都要經(jīng)過集中式大BAS，使得BAS往往成為網(wǎng)絡的瓶頸，降低了網(wǎng)絡的安全性。這樣在大量建設(shè)ATM DSLAM的情況下，就需要對集中式大BAS不斷的擴容。然而BAS也基本是屬于ATM體系結(jié)構(gòu)的，成本也肯定是比較高的。
�。�3）采用ATM DSLAM建網(wǎng)，用戶接入ATM平面，而用戶業(yè)務在IP平面，因此用戶上網(wǎng)就需要穿透兩個城域骨干匯聚網(wǎng)絡，即需要大規(guī)模地建設(shè)ATM骨干匯聚網(wǎng)絡和IP骨干匯聚網(wǎng)絡，這在業(yè)務流量模型和建網(wǎng)成本上都是不夠合理的。
因此通信寬帶城域網(wǎng)目前比較合理的建網(wǎng)思路是：
�。�1）大量個人寬帶上網(wǎng)業(yè)務采用全IP的建網(wǎng)模式，即配合分布式BAS實現(xiàn)用戶的接入認證管理，采用LAN、ADSL和VDSL的寬帶接入方式。
�。�2）對于需要有來嚴格QoS專線業(yè)務需求的少量的商業(yè)大客戶，通過ATM DSLA網(wǎng)絡寬帶專線接入。
這樣，一方面通過ADSL業(yè)務可將原有的ATM骨干匯聚網(wǎng)絡以及集中式BAS資源充分利用起來，一方面可滿足商業(yè)大客戶高質(zhì)量專線業(yè)務的需求。
4 綜述
以上對IP DSLAM和ATM DSLAM技術(shù)進行了分析和比較，可以說每一種技術(shù)都不可能是完美無缺的，因此需要根據(jù)用戶的實際需求來決定有用哪種技術(shù)，同時要不斷地探索與創(chuàng)新，為用戶尋求更適合的技術(shù)和提供更滿意的服務。
摘自 天津通信技術(shù)
