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ADSL上行技术对比及四川省IP DSLAM和ATM网建设规划
[ 通信界 / 四川省电信有限公司网络发展部  蒋伟 / www.cntxj.net / 2007/8/2 9:16:42 ]
 

四川省电信有限公司网络发展部  蒋伟


    摘要:本文从对比两种ADSL上行技术入手,分析了ATM和IP在现有宽带网络中的优劣势,通过探讨宽带业务发展的趋势,进而得出下一步四川省IP DSLAM和ATM网的建设规划指导性意见。
    关键词:ATM  IP  ADSL  DSLAM  建设 规划
 
  ADSL技术是一种利用双绞铜线进行高速数据传输的技术,现已被各大电信运营商用作互联网接入业务的主要手段,四川电信从2002年开始大力发展ADSL业务,现已拥有用户37万,ADSL接入点已覆盖各市州、县及乡镇,ADSL业务成为四川电信主要的数据业务。
ADSL的接入设备DSLAM按其上行的方式可分为ATM DSLAM和IP DSLAM。ATM DSLAM是第一代的ADSL接入设备,从用户Modem到BAS全线采用ATM PVC承载,是目前应用最广泛最成熟的技术;IP DSALM在接入用户侧采用ATM技术,而网络侧终结为IP,通过FE、GE接口可直接进入IP网,不需依靠ATM网承载,是目前新兴的技术,正逐步成为发展的趋势。
一、两种DSLAM技术的比较。

 

ATM方式

IP方式

网络建设成本

由于需要ATM网的建设,成本偏高

直接利用现在的IP公众网,成本较低

组网模式

ATM DSLAM组网利用ATM网络资源或传输以及光纤将DSLAM汇聚到集中的BAS上,从用户CPE到BAS建立PVC连接,通过集中BAS对用户进行终结。

IP DSLAM组网通过城域网以太网交换机或传输/裸光纤将DSLAM汇聚到BAS上,在DSLAM上将用户PVC转换成以太网VLAN,通过VLAN方式连接到BAS。

DSLAM具备的功能

只是基于ATM的数据传送

多数需要完成IPOA功能,部分还完成BRAS功能

用户认证

集中认证

适合分布认证

IP地址分配

额外消耗少

额外消耗较多

QoS

ATM网络上支持QoS,如CBR、VBR、GFR、UBR等。用户的PVC连接在BAS上终结后,需要通过BAS上的IP QoS机制以及IP网络上的QoS机制保证。

DSLAM上实现ATM QoS与802.1p优先级的映射,在城域以太交换机上通过802.1p优先级队列保证,在BAS上实现802.1p与IP QoS的映射,通过IP网络上的QoS机制保证。

网络安全

从用户CPE到BAS为ATM PVC连接,完全保证用户隔离。

从用户CPE到DSLAM为PVC,从DSLAM到BAS为VLAN。如果一个用户一个VLAN,可以实现用户隔离;如果多个用户一个VLAN,需要采用特殊的方式保证用户隔离和身份识别。

组播

需要在外部BAS上进行IGMP支持,或者在DSLAM内部支持IGMP以及ATM 点到多点的复制

支持组播简单,通常支持IGMP snooping

VPN

ATM PVC方式支持VPN,成熟可靠,保证QoS

DSLAM和以太城域网络上采用VLAN,跨过IP汇聚和骨干网络时需要建立IP Tunnel或MPLS VPN,保证QoS比较困难

用户接入
可管理性

管理维护

基于PVC,易于管理

基于LAN技术,可管理性稍差

用户隔离

PVC方式

基于端口或VLAN方式

带宽控制

可以达到32kbps步长

目前技术难以精确控制

二、两种技术的DSLAM在组网方面存在的问题。
(一)  ATM方式
  ATM上行方式已经得到了成熟而广泛的应用,目前我省绝大部分ADSL都是采用ATM方式上行的,但其暴露的问题也是显而易见的,并且越发阻碍了ADSL的进一步发展。这些问题主要表现在:
  1、现有的ATM网络所提供的ATM端口已经日趋紧张,大量被ADSL业务所占用,阻碍了ATM本身所提供的业务的进一步发展,如DDN、FR以及各种VPN业务,同时也阻碍了ADSL的进一步发展。155M端口非常昂贵,ATM扩容成本较大。
  2、 现有的ADSL业务基本上是高速上网、视频点播等IP业务,ADSL专线业务发展较少。因此在经过ATM网络汇聚之后,大量的流量还是要流到IP网络上,ATM网络仅仅是提供了一个汇聚的作用,因此对ATM资源是一种浪费。
  3、BRAS的集中放置,从一个方面讲,它减轻了管理的压力,也减轻了对RADIUS系统的压力;但是从另一个方面来讲,对BRAS的处理能力是一种考验。北京、上海等地方已经显现出来了BRAS处理能力的饱和,随着用户放号的进一步增加,将会有更多的地方出现这种问题。而且BRAS不仅仅要处理用户的PPPOE拨号,大量VPN业务的开展极大地占据了BRAS的处理资源。
  4、ATM不太容易支持组播和广播业务。目前ATM对组播业务的支持只能通过手工配置的方式,将一条PVC捆绑多条PVC来实现,不利于用户自动加入或退出一个组播组,而IP实现相对容易。
(二)IP方式
    IP DSLAM在呈现逐步上升的趋势,目前省内新建DSLAM节点都尽量采用IP方式,但是由于IP技术本身的原因,IP DSLAM在实际运行中,也存在一系列的问题,主要表现在:
  1、目前城域网的主流模式,BRAS都是集中放置的,位置较高,如果大规模应用IP DSLAM,则从DSLAM到BRAS必须是二层,容易形成较大的广播域。尤其是现在大量的病毒(如冲击波病毒)在二层进行频繁的ARP端口扫描,将会严重影响网络的效率,造成严重的拥塞。
  2、IP DSLAM遇到的最重要的问题就是难以实现端口认证。ATM方式可以实现PVC方式的端口认证,BRAS每个端口对PVC的支持能力充足。IP方式只能采取VLAN方式,如何突破4096的限制。而采用VLAN嵌套的方式,各厂家设备不太容易实现兼容。
  3、IP 方式对QOS的支持能力较弱,难以实现精确的带宽控制和服务质量保证。因此对ADSL专线的支持能力较差。
  4、不能实现VLL方式的VPN业务,而ATM方式采用PVC交叉就可以实现。
  5、IP 方式安全性较差。不太容易实现用户的隔离,以及容易受到病毒的攻击。
三、其它省市的建设经验
  经过几年的ADSL接入网络的建设,现在电信运营商在网络建设和经营中,已经不仅仅关注早期的高速Internet接入业务模式,同时也关注提供差分服务、VPN、视频业务的精品网络业务模式。
  从接入技术角度看,IP DSLAM对提供高速Internet接入具有简单经济的优势,实现组播技术简单,但要保证QoS、实现VPN业务则需要IP网络整体的技术完善和升级。
A  TM DSLAM提供差分服务、VPN、视频业务具有优势,但也受到各地的ATM 网络资源的限制。
  在广东、上海等电信公司,建设了大量的ATM DSLAM,也具有大量的ATM网络资源,现在已经开始尝试提供QoS差分服务、VPN、视频业务等增值业务;同时对于IP DSLAM和IP城域和骨干网络的建设也提出了支持差分服务、VPN和视频组播功能的要求。
四、宽带业务发展趋势分析
  阶段一、高速上网业务
  互联网及其所有的应用正在改变着我们的工作、生活和休闲方式。ADSL接入技术,可以提供与宽带核心网络时刻在线的高速连接,使宽带接入用户享受到“永远在线”的高速因特网接入服务。高速上网业务成为运营商宽带业务的基本收入来源。
  阶段二、商务业务
  在本阶段,运营商已经不仅仅满足于为申请该业务的用户开通ADSL业务,已经开始考虑如何充分利用该网络,细分用户市场,开展各种增值业务,提高服务质量,以带来更多的收益和稳定的用户群。对于ADSL的运营商来说,就是如何为商务用户,提供电子办公、VPN和视频会议等商务型业务,以增强服务的盈利能力,扩大增值收入的来源。
  阶段三、宽带娱乐业务
  宽带业务发展和ADSL收益的第三个阶段与多媒体业务的发展密切相关。面对日益激烈的市场竞争,为了维持用户群并增加利润,电信运营商开始向其驻地用户提供新的宽带娱乐服务,包括高速网络游戏、广播电视、视频点播等。这是一个具有很大机遇和发展潜力的领域,将成为运营商最大的增值收入来源。在本阶段,运营商面临的最大问题就是:如何在网络允许的前提下,大规模地为广大DSL用户提供视频业务。
中国宽带业务发展的现状是:基本处于第一阶段,发达地区准备进入第二阶段,四川电信目前处于第一阶段。     

  因此,要实现宽带ADSL网络的持续盈利,提供差异化的服务,就要求DSLAM设备应能够为用户提供不同的传输质量,并允许运营商能够为不同的用户定制具有不同的服务等级的业务,从而提高ARPU。
从用户质量等级来划分用户群如下:
  1) 普通家庭用户:提供普通服务质量的接入业务,不提供网络带宽和时延等性能的保证;
  2)商业用户:提供有相对质量保证的接入业务,保证相对的网络带宽和时延等性能;
  3)专线用户:提供有严格质量保证的接入业务,保证严格的网络带宽和时延等性能。
相应的业务需求等级划分为:
  1)Internet接入:提供基本服务质量保证的接入业务,不提供网络带宽和时延等性能的保证;
  2)视频业务:提供有较严格质量保证的接入业务,保证较严格的网络带宽和时延等性能;
  3)语音业务(包括会议电话):提供有严格质量保证的接入业务,保证严格的时延特性以及网络带宽等性能;
五、IP DSLAM的建设规划:
  (一)  按照不同客户群和不同的业务等级需求建设IP上行和ATM上行的ADSL接入网。
  1.考虑到目前我省大量ADSL个人用户开通的主要是高速上网业务,对QOS没有太高的要求,采用ATM汇聚方式无异于对ATM资源的巨大浪费。因此适合建设IP DSLAM来满足这一部分用户的普通上网需求。
  2. 对于大客户、VIP个人用户的上网业务,由于对业务质量要求较高,可以采用ATM DSLAM接入的方式,依靠ATM网保证上网质量。
  3.对于ADSL专线用户、有VPN组网需求的用户,由于有互联的要求又有上网要求,可通过ATM划分PVC来解决,因此应该采用ATM DSLAM接入方式。
  4.目前我省的ATM DSLAM已覆盖大多数业务点,下一步扩容的方向是只在原框内扩容和少量的补点,对于大量的新建大节点采用IP DSLAM方式,并逐步按客户群的划分进行业务割接调整。
(二)加强对各市州IP DSLAM建设方案的前期规划工作。
  1.IP DSLAM的建设必须保证接入用户的可管理性,目前仍采用相对集中的认证和管理。
  2.在大规模建设IP DSLAM之前应合理规划好VLAN资源,做到对每一用户实现VLAN隔离和绑定。避免由于业务发展迅速而忽略对用户的管理。
  3.合理规划用户带宽,从而测算出每个FE口承载用户数,以此为依据,进行城域网交换机的建设和宽带接入服务器的建设。
  4.IP DSLAM的汇聚应尽量简化,通过一次交换机就直接进入宽带接入服务器。
六、ATM网的建设规划
(一)IP网与ATM网共存的思路。
  经过过去几年的ATM与IP之争,IP网最终成为公认的下一代数据网的主要发展方向,但IP在技术上的先天不足始终都不能很好的解决,而这恰恰是ATM具备的特点,在为大客户服务的高质量网络方面ATM仍具有不可替代的地位。因此下一步网络发展应充分融合两者。两网共存,各自服务于不同的客户群。
(二)建设ATM精品网络满足大客户需要。
  目前四川省ATM网既承担了ADSL承载业务,又为大客户提供专线VPN业务,网络规模大,业务混杂,无法向本地网延伸。下一步应考虑从网络层面上把两种业务分开,组建ATM精品网络专门为大客户提供专线VPN业务,为今后SLA的推行提供基础。

 

作者:四川省电信有限公司网络发展部  蒋伟 合作媒体:四川省通信学会 编辑:顾北

 

 

 
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