宽带潮推动 DSLAM 加快升级

    随着时间的推移, xDSL (各种数字用户线技术的统称)这个名词已经为人们所熟悉, xDSL 分成 HDSL (高比特率 DSL )、 ADSL (非对称 DSL )、 RDSL (速率自适应 DSL )、 VDSL (甚高速 DSL ),特别是 ADSL 技术,不断得到用户和电信运营商的认可。在宽带接入网快速发展过程中, DSLAM 起了很大作用。

    DSLAM ( DigitalSubscriberLineAc  cessMultiplexer ),全称是数字用户线路接入复用器,作为接入层的设备, DSLAM 负责聚合数字用户线路的数据,接入到骨干网络。

    xDSL 系统主要由局端设备( DSLAM )和用户端设备( CPE )组成,局端设备由 DSLAM 接入平台、 DSL 局端卡、语音分离器、 IPC (数据汇聚设备)等组成,其中 IPC 为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入交换机,高频数字调制信号送入 DSL 接入系统, DSLAM 接入平台可以同时插入不同的 DSL 接入卡和网管卡等,局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口, IPC 为 DSL 接入系统提供不同的广域网接口。用户设备由 DSLModem 和语音分离器组成, DSLModem 对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据传输接口。

    ATM 是最初宽带网络的核心技术,所以 xDSL 在链路层也采用了 ATM 的信元格式。随着 IP 技术的兴起和不断发展,宽带城域网的建设核心已经转移到基于 IP 的宽带分组交换网络上来, IP 的应用占据了主导地位。因此 DSLAM 也经历了纯 ATM 结构( ATM 内核, ATM 上行接口)、 ATM 内核 IP 上行结构、纯 IP 结构( IP 内核, IP 上行接口)三个发展阶段。

    在第一阶段的 DSLAM 设备,是适应 ATM 网络发展起来的,使用 ATM 网络作为其接入与核心网络。 ATM 内核是采用 ATM 交换结构, ATM 承载层的终结在上行接口板集中实现,采用 ATM 总线结构。它在端到端专线 QoS 保证、多播的完整支持,包括逻辑多播和空间多播、多业务承载方面具有无法替代的优势。但 ATM 网络提供接口少,交换容量也小,在提供大容量的核心网络时要使用大量的 ATM 设备, ATM 设备成本较高,并且为了和以 IP 技术为核心的互联网互通,需要 BRAS (宽带远程接入服务器)作为 ATM 到 IP 的网关设备。 BRAS 设备由于要同时支持 ATM 和 IP 两种协议,转换时要进行 SAR (切片与重组)操作,此设备成本更为昂贵。

    第二阶段的 DSLAM 设备沿用了 ATM 内核,在 IP 上行接口板上采用大规模可编程逻辑或网络处理器作集中的 ATM 终结,无需在系统中间环节作 ATM 与 IP 之间的变换。具有很强的多播处理能力,多播由总线的空间多播和单板内的逻辑多播配合完成,是分布式的两级多播处理。能够提供高可靠的专线业务, ATM 终结在上行接口板上集中实现,可以很方便地选择 VLAN (虚拟局域网)与用户 PVC (永久虚电路)的对应关系,在内部通过 ATM 来保证专线的接入。可以完全支持 QoS 保证,每条 PVC 提供单独的队列和调度策略,提供精密(俗称双漏桶)算法控制,在上行接口板终结 ATM 时,实现 ATMQoS 到 IP 优先级的映射。但在进行 ATM 与 IP 转换时要消耗大量资源、 VLAN 的量少,在数据流量较大时很容易导致设备上行端口拥塞,无法使每条 PVC 与 VLAN 一一映射。

    第三阶段的 DSLAM 设备采用纯 IP 内核,智能化认证,并且 ATM 与 IP 的转换上采用了分布式结构,在业务板上实现了 ATM 信元的终结和每条 PVC 与 VLANID (虚拟网址)的一一映射。大容量的以太网背板保证了所有端口的无阻塞交换,上行可提供多个 GE 捆绑。采用以太网级联方式,不占用内部总线带宽,采用分布式的 ATM 与 IP 转换不会因级联而加重单个设备的负载,可以提供 5 台以上的级联能力,网络扩容非常灵活方便,但处理协议转换、报文重组、业务板的线路和逻辑相对比较复杂。还需进一步提高能够提供给用户的比较完善的 QoS 保证和带宽、流量控制等。

    三种不同类型的 DSLAM 在技术上各有优缺点,分别适用于不同的市场应用,纯 ATM 的 DSLAM 将会长期存在于 ATM 网络环境,除了能提供 ADSL 、 HDSL 、 VDSL 等接入方式外,还能提供 FR 等专线业务,特别适合于多业务应用的场合,为不同带宽需求、不同距离需求和不同接口需求的用户提供一站式的解决方案。 ATM 内核 IP 上行结构的 DSLAM ,基于 ATM 内核技术具有多业务支持能力,网络接口能够灵活提供 ATM 和 IP 接口,业务接口更为丰富,能够根据实际网络状况和客户对接入方式的需求灵活选择,因此在 IP 城域网和 ATM 城域网并存的情况下,具有更大的适应能力。纯 IP 结构的 DSLAM ,吸收了 ATM 丰富的 QoS 特性,并继承了 IP 丰富的业务特性,通过 IP 网中的组播协议,可无缝地支持视频组播等宽带 IP 业务。在建设模式上不需要昂贵的 ATM 设备与 BRAS ,建网成本大大下降。

    对于 ATM 内核方案, ATM 终结模块位于上行接口板上,比较集中,一个系统只需要一个,可以采用大规模的可编程逻辑 FPGA 或高性能网络处理器 NP 来实现,系统成本低,处理能力强。这样在新增业务特性时可以通过对逻辑或 NP 软件的升级很方便地支持,避免对业务板的批量更换。

    对于 IP 内核方案,由于 ATM 终结分散在各业务板上,数量较多,因此厂家一般均采用价格适宜、容量具备足够可扩展能力的可编程逻辑 FPGA 或高性能 NP 实现 ATMSAR 功能。由于 IP 网络资源越来越丰富,因此从技术发展、建设成本、市场经营和提高使用效率上看,都有着明显的优势。

    DSLAM 设备无论功能,还是性能都有了很大的扩展潜力。为了规范用户端的组网,需要 MAC (媒体访问控制)地址捆绑;为了解决视频应用问题,需要组播复制支持;为了用户端不同业务的支持,需要提供多 PVC 支持;为了提供有区别的业务,需要在 ATM 终结时提供 ATMQoS 到 IP 优先级的映射等。如果有宽带专线业务需求,则以 ATM 接口送往 ATM 骨干网络,以提供高质量、安全的服务;对低 QoS 要求的业务,则以 IP 接口送往 IP 城域网,以减轻 ATM 骨干网的负荷。虽然只有 DSLAM 接入的流量足够大时,才需要进行这样的业务分流。

    总之,具体选择哪一种 DSLAM 设备,应该考虑应用环境、业务支持能力、技术成熟度、业务扩展性等重要因素。在宽带接入技术的选择上要依据实际情况灵活选择,要作技术经济的综合分析,要注重管理和运营的需求等等。宽带就是未来, DSLAM 正以优质的产品形态、完善的业务模式、灵活的布放方式得到越来越多用户的信任,已经稳步成长为宽带的主流需求。

( 谢蔚 人民邮电报 )
 
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