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ADSL接入網技術演進過程

網絡 通信技術
文章主要分析了ADSL接入網技術的演進過程,雖然目前無線技術的應用非常廣泛,但是ADSL的市場競爭力也是很強的,會有新技術不斷的出現。

我國的ADSL接入網技術的發展是非常迅速的,于是我研究了一下ADSL接入網技術的發展過程,在這里拿出來和大家分享一下,希望對大家有用。1989年ADSL接入網技術(非對稱數字用戶線路)在貝爾實驗室誕生了。當初ADSL接入網技術是為了滿足人們的VOD應用而設計發展的,出乎人們的意料VOD應用并沒有象大多數人想象的那么樂觀,但ADSL接入網技術卻以其速率高、實裝率高、能夠充分利用雙絞線資源且不影響話音業務等優點成為Internet接入的主力軍。
在ADSL發展之初ATM被認為是下一代網絡的核心技術,所以ADSL接入網技術在鏈路層也采用了ATM的信元格式。隨著Internet的發展IP的應用占據了主導地位,ADSL DSLAM也經歷了純ATM結構、ATM內核IP上行、IP內核IP上行三個發展階段。

第一代:純ATM結構

第一代ADSL DSLAM從下行的線路到上行的接口全部采用ATM方式,這是最符合ADSL自身技術特點的結構。這一代的DSLAM只能使用ATM網絡作為其接入與核心網絡,而ATM網絡接口直到目前為止仍然僅能提供622M接口,交換容量也通常只有幾個GB,這樣就導致在提供大容量的核心網絡時要使用大量的ATM設備,在加上ATM設備本身成本較高,也就導致了ATM核心網絡的建網成本高昂。
第一代ADSL DSLAM建設成本高昂不僅僅來自ATM網絡本身,還來自于網關設備。無論ATM網絡建設的有多么豐富,最終還要與以IP技術為核心的Internet實現互通。這時一種設備應運而生——BRAS(寬帶遠程接入服務器)成為ATM到IP的網關設備。BRAS設備由于要同時支持ATM和IP兩種協議,其設備成本較ATM設備更為昂貴。在ATM與IP轉換時多采用1483B、1483R等協議,無論是哪種協議都要進行SAR(切片與重組)操作,這極大的消耗了設備的寶貴資源,使BRAS成為了兩網互通的瓶頸。

第二代:ATM內核IP上行

隨著第一代純ATM內核的ADSL DSLAM缺點的暴露,運營商開始尋求IP上行的ADSL DSLAM設備,直接將ADSL接入到IP網絡中。于是各設備制造商在原有ATM內核DSLAM的基礎上經過協議轉換提供IP上行的DSLAM產品。這樣基于ATM內核采用IP上行接口的第二代ADSL DSLAM出現了。
第二代ADSL DSLAM實際是一種過渡性產品,其ATM與IP的轉換集中在上行IP接口板,由其統一處理。由于其結構特點導致設備在使用的過程中出現了以下一些問題:
1、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、第二代ADSL DSLAM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、第二代ADSL DSLAM由于采用ATM內核,只能支持很少量的VLAN,一般不超過32個。無法使每條PVC與VLAN一一映射,很難保障專線用戶的QOS。
4、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,開消巨大且效率低下。所以第二代ADSL DSLAM很難支持日漸呈行的組播業務。第二代ADSL DSLAM即沒有繼承ATM豐富的QOS特性,也沒有學習到IP豐富的業務特性。但盡管其存在這樣或那樣的缺點,它仍然解決了第一代ADSL DSLAM在組網時完全依賴ATM網絡的缺陷,在組網模式上是一大進步,是ADSL DSLAM發展過程中的重要一員。

第三代:IP內核IP上行

由于借鑒了前兩代ADSL DSLAM在設計上的經驗,第三代ADSL DSLAM從開始設計就采用了純IP內核。這樣從根本上解決了前兩代ADSL DSLAM所存在的問題。第三代ADSL DSLAM在ATM與IP的轉換上采用了分布式結構,在每個ADSL接入網技術業務板上實現了ATM信元的終結和每條PVC與VLAN ID的一一映射。第三代ADSL DSLAM大容量的以太網背板保證了所有端口的無阻塞交換,上行可提供多個GE捆綁,不僅解決了第二代ADSL DSLAM上行帶寬不足的問題,還解決了對于企業級用戶的服務品質保障問題。

第三代ADSL DSLAM在級聯方式上采用以太網級聯方式,不占用內部總線帶寬,采用分布式的ATM與IP轉換不會因級聯而加重單個設備的負載。大部分第三代ADSL DSLAM都可以提供4臺以上的級聯能力,有的甚至可以提供15臺的級聯能力,網絡擴容非常靈活方便。第三代ADSL DSLAM由于采用了純IP內核,所以它繼承了IP豐富的業務特性。通過IP網中的組播協議,可無縫的支持視頻組播等寬帶IP業務。第三代ADSL DSLAM與前兩代相比有了質的變化,它不僅學習了ATM豐富的QOS特性,同時也繼承了IP豐富的業務特性。在建設模式上不需要昂貴的ATM設備與BRAS,使得建網成本大大下降。

ATM網絡由于建設成本高、容量小、業務支持能力弱,各大運營商基本上都已經停止了ATM網絡的改造和擴容,ATM網絡資源也將逐漸枯竭。相反,各運營在寬帶IP城域的建設上投入很大,IP網絡資源越來越豐富。從技術發展、建設成本、市場經營和提高使用效率上看,采取IP內核的第三代ADSL DSLAM都有著明顯的優勢。

港灣網絡著眼于IP網絡發展趨勢在國內率先推出了第三代ADSL IP-DSLAM-Hammer10000,港灣網絡借鑒了第一代純ATM結構、第二代ATM內核IP上行的ADSL DSLAM在設計上的經驗,在Hammer10000 IP DSLAM 第三代寬帶IP接入交換機的設計上采用了先進的純以太網技術內核,并繼承港灣網絡成熟的HammerOS網絡操作系統和先進的智能流處理技術。并且,Hammer10000 IP DSLAM在以太網技術架構基礎上,進一步將802.1x安全接入控制協議、地址/用戶帳號綁定、IP地址進行物理端口反查、帶寬控制、超級VLAN、流量計費等豐富的可運營、可管理電信特性集成到交換體系中。采用認證與業務分離的實現思想,克服PPPOE流必須經過BRAS的弱點,確保只有合法用戶才能使用網絡資源。并且在新建或擴容ADSL接入網技術時,不需占用現有網絡的 ATM資源和BAS寬帶接入服務器的系統資源。同時Hammer10000 IP DSLAM支持PPPOE、WEB認證信息的透傳,完全與現有認證系統相兼容,保護現有網絡投資。

Hammer10000 IP DSLAM率先實現了基于ADSL接入網技術的組播應用,完全克服了傳統基于ATM技術或非純IP技術架構中 DSLAM設備所帶來的組播支持能力差、上行通道易擁塞等應用難題。同時率先支持業界領先的ADSL/VDSL混插功能,將ADSL和VDSL這兩種技術完美地結合在一起,在同一節點上可根據線路狀況、帶寬需求、用戶分布、傳輸距離等因素靈活選擇ADSL/VDSL實現交叉覆蓋。Hammer10000 IP DSLAM 第三代寬帶IP接入交換機與前兩代ADSL DSLAM相比發生了質的變化,它不僅學習了ATM豐富的QOS特性,同時也繼承了IP豐富的業務特性,并且在建設模式上不需要昂貴的ATM設備與BRAS,使得建網模式更加靈活、建網成本大大降低。目前已經有越來越多的業界廠商開發基于IP內核的第三代ADSL DSLAM,IP內核的第三代ADSL DSLAM成為了ADSL DSLAM發展的必然趨勢。  

責任編輯:王曉東 來源: NET130
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