什么是DSLAM设备
数字用户线接入复用器(DSLAM)是xDSL的局端设备。随着xDSL业务在固网市场的迅速普及,DSLAM技术也在发展,本文旨在对目前的一个热点问题-IP DSLAM技术进行探讨。
一、IP DSLAM产生的背景
传统的DSLAM是一个完全的ATM架构的设备,也就是常说的基于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),上联城域核心网,具有ATM VP/VC交叉连接,提供ATM流量汇聚、通过ATM的QoS技术来实现业务的服务质量及流量控制。目前网上实际安装的DSLAM绝大多数都是这种方式的DSLAM。但是,由于在很多地区运营商已不再对其已有的城域ATM核心网进行扩容并转而建设IP宽带城域核心网,因此随着城域ATM可用资源的日益减少,基于ATM方式的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要,而IP DSLAM将成为DSLAM未来发展的方向。
二、IP DSLAM的定义和功能
目前对于IP DSLAM的定义众说纷纭,广义的说法是将所有具有IP上联端口的DSLAM都统称为IP DSLAM。当然,更准确地说,IP DSLAM应该称为Packet DSLAM,这是因为目前许多提供IP上联接口的DSLAM只完成Ethernet层功能,并不对IP层协议进行处理,而那些能够完成IP层处理,实现IP数据包路由的DSLAM才是真正意义上的IP DSLAM。
IP DSLAM从实现的功能角度划分,可分为两种形态,一种形态的DSLAM仅对Ethernet层(Layer2)进行处理,另一种形态的DSLAM不仅对Ethernet层进行处理,而且还对IP层进行处理并将宽带接入服务器BAS功能集成进来。
第一种形态的DSLAM具体完成以下功能。
1.支持二层Ethernet数据包的本地转发使能/禁止控制;
2.支持基于端口的二层Ethernet数据包的过滤,有些设备还支持基于MAC地址(包括源MAC地址、目的MAC地址)的数据包过滤
3.支持不同ADSL端口的二层隔离;
4.支持IEEE 802.1Q协议,支持按照端口划分VLAN,有些设备还支持按照MAC地址划分VLAN;
5.广播风暴抑制,可对广播包、多播包进行流量抑制;
6.端口配置、端口状态查询和设置,基于端口的数据流收发统计;
7.当DSLAM提供多个FE/GE上联口时,支持IEEE802.3ad链路聚集功能;
8.支持流量控制功能;
9.支持IGMP Snooping组播功能。
另外,还有一些设备还实现了IEEE802.1p优先级控制、IEEE802.1d 生成树功能以及802.1x端口接入控制功能。
第二种形态的DSLAM除支持Ethernet层功能之外,还具备以下功能。
1.IP数据包的转发,支持静态路由、RIPv2、OSPF协议;
2.支持IP组播,并支持IP组播IGMPv2、DVMRP、PIM协议;
3.支持用户接入速率控制;
4.支持IP优先级控制及排队策略(WRR、DRR、WFQ、WF2Q等),有些设备还支持拥塞控制功能;
5.支持动态和静态分配用户IP地址;
6.宽带接入服务器功能。目前,主流的宽带接入服务器都支持PPPoE/PPPoA用户接入控制,也有一些设备同时支持PPPoE/PPPoA和802.1x认证。由于集成了BAS功能,相应的还具有以下功能。
7.支持ADSL专线用户IP地址防盗用;
8.支持ADSL用户接入帐号和端口捆绑;
9.支持限制ADSL同一PVC下获取IP地址数目;
10.支持本地和Radius两种用户认证方式;
11.必须支持自动检测用户的异常下线,并释放相应的网络资源,停止记费。
12.提供认证成功后的用户按时长和流量的计费信息。
三、IP DSLAM的分类
IP DSLAM从系统设计的角度又可分为两种类型,一种是采用ATM信元总线/矩阵交换内核,并具有IP上行接口的IP DSLAM,另一种是在xDSL线路接口卡完成ATM和IP的转换,同时采用大容量的IP交换内核的IP DSLAM。
对于第一种方式的IP DSLAM,存在以下一些问题。
1.DSLAM在进行ATM与IP转换时需要消耗大量资源,而集中在上行接口板统一处理无疑使上行接口成为了瓶颈,在数据流量较大时很容易导致设备上行端口拥塞;
2.由于沿用了ATM内核,其级联是通过ATM内部总线采用专用线缆直接级连。在实现级连时由于数据流量更大,上行瓶颈现象更为严重。这使得网络扩容非常困难;
3.ATM的机制本身不支持点到多点的传输模式,如果要实现只能通过CPU在每条PVC逐个拷贝,开销大且效率低下。所以采用ATM内核的 DSLAM很难支持组播业务;
为了解决上述问题,国内一些厂家陆续推出了采用IP内核的IP DSLAM.由于采用了全新的技术架构,具有IP内核的DSLAM具有以下一些特点。
1.全分布式ATM与IP转换,大大提高设备整体处理能力,分散设备故障风险,提高设备的性能和稳定性;
2.全分布式ATM转换,可将ATM PVC直接与VLAN ID相对应,满足专线用户安全性要求,并支持基于VLAN的VPN应用;
3.全分布式ATM转换,可充分利用成熟廉价的三层交换架构,提供非常高的背板交换能力,支持ADSL线速转发,消除设备交换瓶颈;
4.IP内核设计,可利用大容量交换背板提供高带宽端口支持能力,可支持多个GE/FE接口,消除设备上行带宽瓶颈;
5.由于采用IP内核设计,不必受ATM总线扩容的约束,利用高密度的高带宽端口,可实现灵活的级联扩容,并支持比传统方式大7倍以上的单点用户容量;
6.当用户迁移时无需对ATM PVC作全程配置,用户端与网络无需作任何改动,即可为用户继续提供服务,大大缩短了业务变更时间,减少业务提供的工作量;
7.利用IP内核提供的组播支持能力,可在DSLAM和上行设备上开通组播业务和视频点播业务提升了网络的业务提供能力,并为更多的增值应用奠定了优越的网络基础;
8.支持全分布式PPPoE认证,无需集中式BRAS设备即可提供用户的认证、计费和管理能力并与原有运营模式完全兼容,避免集中式BRAS引入的性能、稳定性和业务支持能力瓶颈,提高了整网的稳定性和带宽提供能力;
9.采用全分布式认证,继承了PPPoE认证对用户管理的能力,而且由于用户认证时可将每用户的物理位置信息(该DSLAM的IP地址,该用户在DSLAM上的物理端口号)携带给RADIUS,实现IP地址反查非常容易;
10.采用全分布式PPPoE认证,可利用帐号+端口的绑定能力,提供运营商要求的网络安全性和防止资费流失;
11.采用PPPoE认证,可根据用户开户时的要求在RADIUS上生成数据,动态分配带宽,无需每设备配置,也无须复杂的PVC配置,节省运营成本,并提供带宽包月,时长+带宽+优惠政策等的复杂计费策略,丰富了ADSL的产品线;
四、结论
应该说,在现有城域核心网从ATM向IP转变的趋势下,ATM DSLAM将不可避免地被IP DSLAM所取代。而对于采用IP内核架构的IP DSLAM,由于其鲜明的特点并具有天然的BAS集成能力,在未来的DSLAM市场中将占据重要的一席之地。
当然,采用全分布式的BAS组网也会给网络的组织、运营维护也会带来一定的问题,因此,笔者的观点是,对于一个电信级可运营、可管理的城域网,在整网存在大量宽带用户的情况下,BAS的网络组织将是一个集中式和分布式的综合。对于宽带用户密集且数量较大的地区,采用具有BAS功能的IP DSLAM将成为一种趋势。
ADSL MODEM可以代替 DSLAM吗?
ADSL modem为ADSL(非对称用户数字环路)提供调制数据和解调数据的机器,最高支持8Mbps/s(下行)和1Mbps/s(上行)的速率,抗干扰能力强,适于普通家庭用户使用。该产品耗电量与一台一级能效的电冰箱相仿,发热量较大。某些型号的产品还带有路由功能。该产品性价比介于ISDN和LAN+光纤之间。有一个RJ-11电话线孔和一个或多个RJ-45网线孔,某些型号的产品带有无线功能。
DSLAM是Digital Subscriber Line Access Multiplexer的简称,中文称呼数字用户线路接入复用器。DSLAM是各种DSL系统的局端设备,属于最后一公里接入设备(the last mile),其功能是接纳所有的DSL线路,汇聚流量,相当于一个二层交换机。
支持的业务种类:
一、ADSL
ADSL2+(ITU-T G.992.5):上下行速率24M/1Mbps,传输距离最远可达6公里 ADSL2(G.992.3):上下行速率8M/1Mbps,传输距离最远可达5公里 ADSL(G.992.1 、G.dmt):上下行速率8M/1.5Mbps,传输距离最远可达3公里 ADSL(G.992.2 、G.lite) 上下行速率1.5M/512Kbps,传输距离最远可达3公里
二、VDSL
VDSL(ETSI TS 101 207-1/-2):上下行速率15M/15Mbps,传输距离最远可达1.5公里 VDSL2(ITU G.993.2) :上下行速率100M/50Mbps,传输距离最远可达3公里 最新vdsl方案支持8公里 传输,256K
三、SHDSL
SHDSL(ITU G.991.2):上下行速率2.3M/2.3Mbps,传输距离最远可达7公里 SHDSL.bis(ITU G.991.2.bis):上下行速率5.7M/5.7Mbps,传输距离最远可达7公里 有一对,两对,四对线设备,可以支持 2.3m 5.7m 11.4m 的带宽 新一代DSLAM 完全替代路由器 1.管理IP设置 2.管理VLAN设置 3.路由设置 4.多PVC配置 5.DHCP相关 6.NAT相关 7.桥接相关 8.PPPOE相关 9.组播业务
.IP化的千兆体系架构能力
IP化的DSLAM本身由两级体系构成:用户接入线卡和交换单元。由于用户接入线卡在当前情况下普遍可以提供48端口每用户单板的能力,按照基于TV的业务需求,结合中国高清晰电视(HDTV)发展规划以及ADSL芯片本身的带宽能力,每用户端口至少需要提供6M~10M的能力,才能满足家庭用户对于TV业务基本的需求,因此核心交换单元到每用户接入线卡需要48×6M~48×10M的带宽能力,即使考虑50%的并发使用率,也需要150M~240M的带宽能力,结合国家2008年数字奥运提供HDTV的规划,到每线卡单元需要12×48M~19×48M的带宽能力。因此传统的基于百兆架构的IP DSLAM可以满足当前甚至未来一段时间的需要,但肯定不能很好地满足未来几年的业务需要,必须采用千兆到线卡的IP体系架构才能够搭建满足未来若干年的内容发展需求。
2.大规模视频业务处理能力
针对客户群体提供有针对性的节目和业务,将是未来内容和业务运营商竞争的有力武器。作为客户细分的结果,对于拥有千万级用户群的运营商而言,必然会针对大规模的Internet的用户群体开展基于TV的视频业务,包括实时性视频和按需点播视频业务。最乐观的情况是DSLAM所接入的每一个用户均可以开展视频业务,并且每个用户端口可以同时使用两个以上的视频频道,因此要求系统具备大规模的视频业务处理能力,具备高性能的视频业务处理系统、控制切换系统、接入鉴权系统、用户行为分析系统等,同时要求具备128个以上的频道数目,以满足不同用户群体的视频需要。
3良好的QoS控制能力
IP DSLAM系统内部还应具备良好的QoS控制能力 在宽带接入业务多样化和内容丰富之后,对于任意接入用户和DSLAM接入单板而言,任何时刻均可能有多种业务在接入和传送,不同的业务可能需要不同的业务质量保证,如对时延敏感的业务和对完整性敏感的业务,普通的网络浏览业务和视频业务等均要求不同的QoS处理和控制,而且这种控制需要在DSLAM内部从入到出均具备QoS能力。对于传统的ATM类型DSLAM而言,由于采用的是ATM交换控制芯片,所以QoS能够得到有效的保证。而对于IP DSLAM尤其是IP内核的DSLAM而言,QoS就变得复杂得多,因为IP DSLAM内部实际被分成了三部分:用户接入单板、集中交换系统、上行端口或上行单板。对于这种DSLAM而言,不仅仅是IP DSLAM的核心以太网交换芯片具有QoS控制能力,它的用户接入线卡和上联单板也同样要具备QoS能力,否则将不能满足运营商业务发展的需要。
4.灵活的VLAN组网能力
当前的IP DSLAM组网,基本上是一个用户一个VLAN或者整个DSLAM一个VLAN,这两种VLAN组网模式均不满足运营商业务和内容细分也就是客户群细分的运营需要。作为运营商内容网络建设和业务细分的结果,必然要求DSLAM能够按照业务和用户类型进行VLAN组网,可把相同类型的业务划分到相同的VLAN,并可实现用户之间可控隔离、可控互通,这样可以使业务开展更灵活、更可靠、更科学,因此要求IP DSLAM应具备灵活的VLAN组网能力和控制能力。 当然,在提供新的功能架构的同时,新一代DSLAM还必须继续继承对DSL大规模建设必需的宽带112运维功能:包括线路测试能力、ATUC/ATUR仿真能力、专家系统;Modem远程管理等功能。
你自己看看功能在用,主要是用用在什么地方。