IP DSLAM的發展

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IP DSLAM的發展

敖立

  數字用戶線接入復用器(DSLAM)是xDSL的局端設備。隨著xDSL業務在固網市場的迅速普及,DSLAM技術也在發展,本文旨在對目前的一個熱點問題—-IP DSLAM技術進行探討。

一、IP DSLAM產生的背景

  傳統的DSLAM是一個完全的ATM架構的設備,也就是常說的基于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),上聯城域核心網,具有ATM VP/VC交叉連接,提供ATM流量匯聚、通過ATM的QoS技術來實現業務的服務質量及流量控制。目前網上實際安裝的DSLAM絕大多數都是這種方式的DSLAM。但是,由于在很多地區運營商已不再對其已有的城域ATM核心網進行擴容并轉而建設IP寬帶城域核心網,因此隨著城域ATM可用資源的日益減少,基于ATM方式的DSLAM已越來越難以適應實際組網的需要,而IP DSLAM將成為DSLAM未來發展的方向。

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上聯端口的DSLAM都統稱為IP DSLAM。當然,更準確地說,IP DSLAM應該稱為Packet DSLAM,這是因為目前許多提供IP上聯接口的DSLAM只完成Ethernet層功能,并不對IP層協議進行處理,而那些能夠完成IP層處理,實現IP數據包路由的DSLAM才是真正意義上的IP DSLAM。

  IP DSLAM從實現的功能角度劃分,可分為兩種形態,一種形態的DSLAM僅對Ethernet層(Layer2)進行處理,另一種形態的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器BAS功能集成進來。

  第一種形態的DSLAM具體完成以下功能。

  1.支持二層Ethernet數據包的本地轉發使能/禁止控制;

  2.支持基于端口的二層Ethernet數據包的過濾,有些設備還支持基于MAC地址(包括源MAC地址、目的MAC地址)的數據包過濾

  3.支持不同ADSL端口的二層隔離;

  4.支持IEEE 802.1Q協議,支持按照端口劃分VLAN,有些設備還支持按照MAC地址劃分VLAN;

  5.廣播風暴抑制,可對廣播包、多播包進行流量抑制;

  6.端口配置、端口狀態查詢和設置,基于端口的數據流收發統計;

  7.當DSLAM提供多個FE/GE上聯口時,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,還有一些設備還實現了IEEE802.1p優先級控制、IEEE802.1d 生成樹功能以及802.1x端口接入控制功能。

  第二種形態的DSLAM除支持Ethernet層功能之外,還具備以下功能。

  1.IP數據包的轉發,支持靜態路由、RIPv2、OSPF協議;

  2.支持IP組播,并支持IP組播IGMPv2、DVMRP、PIM協議;

  3.支持用戶接入速率控制;

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

  5.支持動態和靜態分配用戶IP地址;

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

  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,并釋放相應的網絡資源,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從系統設計的角度又可分為兩種類型,一種是采用ATM信元總線/矩陣交換內核,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的轉換,同時采用大容量的IP交換內核的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轉換時需要消耗大量資源,而集中在上行接口板統一處理無疑使上行接口成為了瓶頸,在數據流量較大時很容易導致設備上行端口擁塞;

  2.由于沿用了ATM內核,其級聯是通過ATM內部總線采用專用線纜直接級連。在實現級連時由于數據流量更大,上行瓶頸現象更為嚴重。這使得網絡擴容非常困難;

  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內核的 DSLAM很難支持組播業務;

  為了解決上述問題,國內一些廠家陸續推出了采用IP內核的IP DSLAM.由于采用了全新的技術架構,具有IP內核的DSLAM具有以下一些特點。

  1.全分布式ATM與IP轉換,大大提高設備整體處理能力,分散設備故障風險,提高設備的性能和穩定性;

  2.全分布式ATM轉換,可將ATM PVC直接與VLAN ID相對應,滿足專線用戶安全性要求,并支持基于VLAN的VPN應用;

  3.全分布式ATM轉換,可充分利用成熟廉價的三層交換架構,提供非常高的背板交換能力,支持ADSL線速轉發,消除設備交換瓶頸;

  4.IP內核設計,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,消除設備上行帶寬瓶頸;

  5.由于采用IP內核設計,不必受ATM總線擴容的約束,利用高密度的高帶寬端口,可實現靈活的級聯擴容,并支持比傳統方式大7倍以上的單點用戶容量;

  6.當用戶遷移時無需對ATM PVC作全程配置,用戶端與網絡無需作任何改動,即可為用戶繼續提供服務,大大縮短了業務變更時間,減少業務提供的工作量;

  7.利用IP內核提供的組播支持能力,可在DSLAM和上行設備上開通組播業務和視頻點播業務提升了網絡的業務提供能力,并為更多的增值應用奠定了優越的網絡基礎;

  8.支持全分布式PPPoE認證,無需集中式BRAS設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,避免集中式BRAS引入的性能、穩定性和業務支持能力瓶頸,提高了整網的穩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絡安全性和防止資費流失;

  11.采用PPPoE認證,可根據用戶開戶時的要求在RADIUS上生成數據,動態分配帶寬,無需每設備配置,也無須復雜的PVC配置,節省運營成本,并提供帶寬包月,時長+帶寬+優惠政策等的復雜計費策略,豐富了ADSL的產品線;

四、結論

  應該說,在現有城域核心網從ATM向IP轉變的趨勢下,ATM DSLAM將不可避免地被IP DSLAM所取代。而對于采用IP內核架構的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市場中將占據重要的一席之地。

  當然,采用全分布式的BAS組網也會給網絡的組織、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,在整網存在大量寬帶用戶的情況下,BAS的網絡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量較大的地區,采用具有BAS功能的IP DSLAM將成為一種趨勢。

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