IP DSLAM的發(fā)展

□信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所 敖立

  數(shù)字用戶線接入復(fù)用器(DSLAM)是xDSL的局端設(shè)備。xDSL業(yè)務(wù)在固網(wǎng)市場的迅速普及促進了DSLAM技術(shù)的發(fā)展,其中IP DSLAM技術(shù)呈現(xiàn)出后來居上的發(fā)展態(tài)勢。



一、IP DSLAM產(chǎn)生的背景



  傳統(tǒng)的DSLAM是一個完全的ATM架構(gòu)的設(shè)備,也就是基于ATM方式的DSLAM。它提供ATM接口(如155Mbit/s的ATM接口或N*2Mbit/s IMA ATM接口),上聯(lián)城域核心網(wǎng),具有ATM VP/VC交叉連接,提供ATM流量匯聚、通過ATM的QoS技術(shù)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量及流量控制。目前,網(wǎng)上實際安裝的DSLAM絕大多數(shù)都是這種方式的DSLAM。但是,由于在很多地區(qū)運營商已不再對其已有的城域ATM核心網(wǎng)進行擴容,轉(zhuǎn)而建設(shè)IP寬帶城域核心網(wǎng),因此隨著城域ATM可用資源的日益減少,基于ATM方式的DSLAM已越來越難以滿足實際組網(wǎng)的需要,而IP DSLAM將成為DSLAM未來發(fā)展的方向。



二、IP DSLAM的定義和功能



  目前,對于IP DSLAM的定義眾說紛紜,廣義的說法是將所有具有IP上聯(lián)端口的DSLAM都統(tǒng)稱為IP DSLAM。當(dāng)然,更準(zhǔn)確地說,IP DSLAM應(yīng)該稱為Packet DSLAM,這是因為目前許多提供IP上聯(lián)接口的DSLAM只完成Ethernet層功能,并不對IP層協(xié)議進行處理,而那些能夠完成IP層處理,實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包路由的DSLAM才是真正意義上的IP DSLAM。


  IP DSLAM從實現(xiàn)的功能角度劃分,可分為兩種形態(tài):一種形態(tài)的DSLAM僅對Ethernet層(Layer2)進行處理;另一種形態(tài)的DSLAM不僅對Ethernet層進行處理,而且還對IP層進行處理并將寬帶接入服務(wù)器BAS功能集成進來。


  第一種形態(tài)的DSLAM具體完成以下功能。


1.支持二層Ethernet數(shù)據(jù)包的本地轉(zhuǎn)發(fā)使能/禁止控制;


2.支持基于端口的二層Ethernet數(shù)據(jù)包的過濾,有些設(shè)備還支持基于MAC地址(包括源MAC地址、目的MAC地址)的數(shù)據(jù)包過濾;


3.支持不同ADSL端口的二層隔離;


4.支持IEEE 802.1Q協(xié)議,支持按照端口劃分VLAN,有些設(shè)備還支持按照MAC地址劃分VLAN;


5.抑制廣播風(fēng)暴,可對廣播包、多播包進行流量抑制;


6.端口配置、端口狀態(tài)查詢和設(shè)置,基于端口的數(shù)據(jù)流收發(fā)統(tǒng)計;


7.當(dāng)DSLAM提供多個FE/GE上聯(lián)口時,支持IEEE802.3ad鏈路聚集功能;


8.支持流量控制功能;


9.支持IGMP Snooping組播功能。


  另外,還有一些設(shè)備還實現(xiàn)了IEEE802.1p優(yōu)先級控制、IEEE802.1d 生成樹功能以及802.1x端口接入控制功能。


  第二種形態(tài)的DSLAM除支持Ethernet層功能之外,還具備以下功能。


1.IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),支持靜態(tài)路由、RIPv2、OSPF協(xié)議;


2.支持IP組播,并支持IP組播IGMPv2、DVMRP、PIM協(xié)議;


3.支持用戶接入速率控制;


4.支持IP優(yōu)先級控制及排隊策略(WRR、DRR、WFQ、WF2Q等),有些設(shè)備還支持擁塞控制功能;


5.支持動態(tài)和靜態(tài)分配用戶IP地址;


6.寬帶接入服務(wù)器功能。目前,主流的寬帶接入服務(wù)器都支持PPPoE/PPPoA用戶接入控制,也有一些設(shè)備同時支持PPPoE/PPPoA和802.1x認證。由于集成了BAS功能,相應(yīng)的還具有以下功能。


7.支持ADSL專線用戶IP地址防盜用;


8.支持ADSL用戶接入帳號和端口捆綁;


9.支持限制ADSL同一PVC下獲取IP地址數(shù)目;


10.支持本地和Radius兩種用戶認證方式;


11.必須支持自動檢測用戶的異常下線,并釋放相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源,停止記費。


12.提供認證成功后的用戶按時長和流量的計費信息。



三、IP DSLAM的分類



  IP DSLAM從系統(tǒng)設(shè)計的角度可分為兩種類型,一種是采用ATM信元總線/矩陣交換內(nèi)核,并具有IP上行接口的IP DSLAM,另一種是在xDSL線路接口卡完成ATM和IP的轉(zhuǎn)換,同時采用大容量的IP交換內(nèi)核的IP DSLAM。


  對于第一種方式的IP DSLAM,存在以下一些問題。


1.DSLAM在進行ATM與IP轉(zhuǎn)換時需要消耗大量資源,而集中在上行接口板統(tǒng)一處理無疑使上行接口成了瓶頸,在數(shù)據(jù)流量較大時很容易導(dǎo)致設(shè)備上行端口擁塞;


2.由于沿用了ATM內(nèi)核,其級聯(lián)是通過ATM內(nèi)部總線采用專用線纜直接級連。在實現(xiàn)級連時由于數(shù)據(jù)流量更大,上行瓶頸現(xiàn)象更為嚴重。這使得網(wǎng)絡(luò)擴容非常困難;


3.ATM的機制本身不支持點到多點的傳輸模式,如果要實現(xiàn)點到多點的傳輸,只能通過CPU在每條PVC逐個拷貝,開銷大且效率低下。所以采用ATM內(nèi)核的 DSLAM很難支持組播業(yè)務(wù);


  為了解決上述問題,國內(nèi)一些廠家陸續(xù)推出了采用IP內(nèi)核的IP DSLAM。采用全新的技術(shù)架構(gòu),具有IP內(nèi)核的DSLAM具有以下一些特點。


1.全分布式ATM與IP轉(zhuǎn)換,可大大提高設(shè)備整體處理能力,分散設(shè)備故障風(fēng)險,提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性;


2.全分布式ATM轉(zhuǎn)換,可將ATM PVC直接與VLAN ID相對應(yīng),滿足專線用戶安全性要求,并支持基于VLAN的VPN應(yīng)用;


3.全分布式ATM轉(zhuǎn)換,可充分利用成熟、廉價的三層交換架構(gòu),提供非常高的背板交換能力,支持ADSL線速轉(zhuǎn)發(fā),消除設(shè)備交換瓶頸;


4.IP內(nèi)核設(shè)計,可利用大容量交換背板提供高帶寬端口支持能力,可支持多個GE/FE接口,消除設(shè)備上行帶寬瓶頸;


5.由于采用IP內(nèi)核設(shè)計,不必受ATM總線擴容的約束,利用高密度、高帶寬端口,可實現(xiàn)靈活的級聯(lián)擴容,并支持比傳統(tǒng)方式大7倍以上的單點用戶容量;


6.當(dāng)用戶遷移時無需對ATM PVC做全程配置,用戶端與網(wǎng)絡(luò)無需作任何改動,既可為用戶繼續(xù)提供服務(wù),大大縮短了業(yè)務(wù)變更時間,減少業(yè)務(wù)提供的工作量;


7.利用IP內(nèi)核提供的組播支持能力,可在DSLAM和上行設(shè)備上開通組播業(yè)務(wù)和視頻點播業(yè)務(wù),提升了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供能力,并為更多的增值應(yīng)用奠定了優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ);


8.支持全分布式PPPoE認證,無需集中式BRAS設(shè)備即可提供用戶的認證、計費和管理能力并與原有運營模式完全兼容,可避免集中式BRAS引入的性能、穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)支持能力瓶頸,提高了整網(wǎng)的穩(wěn)定性和帶寬提供能力;


9.采用全分布式認證,繼承了PPPoE認證對用戶管理的能力,而且由于用戶認證時可將每用戶的物理位置信息(該DSLAM的IP地址,該用戶在DSLAM上的物理端口號)攜帶給RADIUS,實現(xiàn)IP地址反查非常容易;


10.采用全分布式PPPoE認證,可利用帳號+端口的綁定能力,提供運營商要求的網(wǎng)絡(luò)安全性和防止資費流失;


11.采用PPPoE認證,可根據(jù)用戶開戶時的要求在RADIUS上生成數(shù)據(jù),動態(tài)分配帶寬,無需每設(shè)備配置,也無須復(fù)雜的PVC配置,節(jié)省運營成本,并提供帶寬包月,時長+帶寬+優(yōu)惠政策等的復(fù)雜計費策略,豐富了ADSL業(yè)務(wù)的產(chǎn)品線。



四、結(jié)論



  應(yīng)該說,在現(xiàn)有城域核心網(wǎng)從ATM向IP轉(zhuǎn)變的趨勢下,ATM DSLAM將不可避免地被IP DSLAM所取代。而采用IP內(nèi)核架構(gòu)的IP DSLAM,由于其鮮明的特點并具有天然的BAS集成能力,在未來的DSLAM市場中將占據(jù)重要的一席之地。


  當(dāng)然,采用全分布式的BAS組網(wǎng)也會給網(wǎng)絡(luò)的組織、運營維護也會帶來一定的問題,因此,筆者的觀點是,對于一個電信級可運營、可管理的城域網(wǎng),在整網(wǎng)存在大量寬帶用戶的情況下,BAS的網(wǎng)絡(luò)組織將是一個集中式和分布式的綜合。對于寬帶用戶密集且數(shù)量較大的地區(qū),采用具有BAS功能的IP DSLAM將成為一種趨勢。




摘自《通信世界》
   

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