四川省電信有限公司網絡發展部 蔣偉
摘要:本文從對比兩種ADSL上行技術入手,分析了ATM和IP在現有寬帶網絡中的優劣勢,通過探討寬帶業務發展的趨勢,進而得出下一步四川省IP DSLAM和ATM網的建設規劃指導性意見。
關鍵詞:ATM IP ADSL DSLAM 建設 規劃
ADSL技術是一種利用雙絞銅線進行高速數據傳輸的技術,現已被各大電信運營商用作互聯網接入業務的主要手段,四川電信從2002年開始大力發展ADSL業務,現已擁有用戶37萬,ADSL接入點已覆蓋各市州、縣及鄉鎮,ADSL業務成為四川電信主要的數據業務。
ADSL的接入設備DSLAM按其上行的方式可分為ATM DSLAM和IP DSLAM。ATM DSLAM是第一代的ADSL接入設備,從用戶Modem到BAS全線采用ATM PVC承載,是目前應用最廣泛最成熟的技術;IP DSALM在接入用戶側采用ATM技術,而網絡側終結為IP,通過FE、GE接口可直接進入IP網,不需依靠ATM網承載,是目前新興的技術,正逐步成為發展的趨勢。
一、兩種DSLAM技術的比較。
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ATM方式 |
IP方式 |
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網絡建設成本 |
由于需要ATM網的建設,成本偏高 |
直接利用現在的IP公眾網,成本較低 |
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組網模式 |
ATM DSLAM組網利用ATM網絡資源或傳輸以及裸光纖將DSLAM匯聚到集中的BAS上,從用戶CPE到BAS建立PVC連接,通過集中BAS對用戶進行終結。 |
IP DSLAM組網通過城域網以太網交換機或傳輸/裸光纖將DSLAM匯聚到BAS上,在DSLAM上將用戶PVC轉換成以太網VLAN,通過VLAN方式連接到BAS。 |
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DSLAM具備的功能 |
只是基于ATM的數據傳送 |
多數需要完成IPOA功能,部分還完成BRAS功能 |
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用戶認證 |
集中認證 |
適合分布認證 |
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IP地址分配 |
額外消耗少 |
額外消耗較多 |
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QoS |
在ATM網絡上支持QoS,如CBR、VBR、GFR、UBR等。用戶的PVC連接在BAS上終結后,需要通過BAS上的IP QoS機制以及IP網絡上的QoS機制保證。 |
在DSLAM上實現ATM QoS與802.1p優先級的映射,在城域以太交換機上通過802.1p優先級隊列保證,在BAS上實現802.1p與IP QoS的映射,通過IP網絡上的QoS機制保證。 |
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網絡安全 |
從用戶CPE到BAS為ATM PVC連接,完全保證用戶隔離。 |
從用戶CPE到DSLAM為PVC,從DSLAM到BAS為VLAN。如果一個用戶一個VLAN,可以實現用戶隔離;如果多個用戶一個VLAN,需要采用特殊的方式保證用戶隔離和身份識別。 |
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組播 |
需要在外部BAS上進行IGMP支持,或者在DSLAM內部支持IGMP以及ATM 點到多點的復制 |
支持組播簡單,通常支持IGMP snooping |
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VPN |
ATM PVC方式支持VPN,成熟可靠,保證QoS |
在DSLAM和以太城域網絡上采用VLAN,跨過IP匯聚和骨干網絡時需要建立IP Tunnel或MPLS VPN,保證QoS比較困難 |
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用戶接入 可管理性 |
管理維護 |
基于PVC,易于管理 |
基于LAN技術,可管理性稍差 |
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用戶隔離 |
PVC方式 |
基于端口或VLAN方式 |
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帶寬控制 |
可以達到32kbps步長 |
目前技術難以精確控制 |
二、兩種技術的DSLAM在組網方面存在的問題。
(一) ATM方式
ATM上行方式已經得到了成熟而廣泛的應用,目前我省絕大部分ADSL都是采用ATM方式上行的,但其暴露的問題也是顯而易見的,并且越發阻礙了ADSL的進一步發展。這些問題主要表現在:
1、現有的ATM網絡所提供的ATM端口已經日趨緊張,大量被ADSL業務所占用,阻礙了ATM本身所提供的業務的進一步發展,如DDN、FR以及各種VPN業務,同時也阻礙了ADSL的進一步發展。155M端口非常昂貴,ATM擴容成本較大。
2、 現有的ADSL業務基本上是高速上網、視頻點播等IP業務,ADSL專線業務發展較少。因此在經過ATM網絡匯聚之后,大量的流量還是要流到IP網絡上,ATM網絡僅僅是提供了一個匯聚的作用,因此對ATM資源是一種浪費。
3、BRAS的集中放置,從一個方面講,它減輕了管理的壓力,也減輕了對RADIUS系統的壓力;但是從另一個方面來講,對BRAS的處理能力是一種考驗。北京、上海等地方已經顯現出來了BRAS處理能力的飽和,隨著用戶放號的進一步增加,將會有更多的地方出現這種問題。而且BRAS不僅僅要處理用戶的PPPOE撥號,大量VPN業務的開展極大地占據了BRAS的處理資源。
4、ATM不太容易支持組播和廣播業務。目前ATM對組播業務的支持只能通過手工配置的方式,將一條PVC捆綁多條PVC來實現,不利于用戶自動加入或退出一個組播組,而IP實現相對容易。
(二)IP方式
IP DSLAM在呈現逐步上升的趨勢,目前省內新建DSLAM節點都盡量采用IP方式,但是由于IP技術本身的原因,IP DSLAM在實際運行中,也存在一系列的問題,主要表現在:
1、目前城域網的主流模式,BRAS都是集中放置的,位置較高,如果大規模應用IP DSLAM,則從DSLAM到BRAS必須是二層,容易形成較大的廣播域。尤其是現在大量的病毒(如沖擊波病毒)在二層進行頻繁的ARP端口掃描,將會嚴重影響網絡的效率,造成嚴重的擁塞。
2、IP DSLAM遇到的最重要的問題就是難以實現端口認證。ATM方式可以實現PVC方式的端口認證,BRAS每個端口對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,各廠家設備不太容易實現兼容。
3、IP 方式對QOS的支持能力較弱,難以實現精確的帶寬控制和服務質量保證。因此對ADSL專線的支持能力較差。
4、不能實現VLL方式的VPN業務,而ATM方式采用PVC交叉就可以實現。
5、IP 方式安全性較差。不太容易實現用戶的隔離,以及容易受到病毒的攻擊。
三、其它省市的建設經驗
經過幾年的ADSL接入網絡的建設,現在電信運營商在網絡建設和經營中,已經不僅僅關注早期的高速Internet接入業務模式,同時也關注提供差分服務、VPN、視頻業務的精品網絡業務模式。
從接入技術角度看,IP DSLAM對提供高速Internet接入具有簡單經濟的優勢,實現組播技術簡單,但要保證QoS、實現VPN業務則需要IP網絡整體的技術完善和升級。
A TM DSLAM提供差分服務、VPN、視頻業務具有優勢,但也受到各地的ATM 網絡資源的限制。
在廣東、上海等電信公司,建設了大量的ATM DSLAM,也具有大量的ATM網絡資源,現在已經開始嘗試提供QoS差分服務、VPN、視頻業務等增值業務;同時對于IP DSLAM和IP城域和骨干網絡的建設也提出了支持差分服務、VPN和視頻組播功能的要求。
四、寬帶業務發展趨勢分析
階段一、高速上網業務
互聯網及其所有的應用正在改變著我們的工作、生活和休閑方式。ADSL接入技術,可以提供與寬帶核心網絡時刻在線的高速連接,使寬帶接入用戶享受到“永遠在線”的高速因特網接入服務。高速上網業務成為運營商寬帶業務的基本收入來源。
階段二、商務業務
在本階段,運營商已經不僅僅滿足于為申請該業務的用戶開通ADSL業務,已經開始考慮如何充分利用該網絡,細分用戶市場,開展各種增值業務,提高服務質量,以帶來更多的收益和穩定的用戶群。對于ADSL的運營商來說,就是如何為商務用戶,提供電子辦公、VPN和視頻會議等商務型業務,以增強服務的盈利能力,擴大增值收入的來源。
階段三、寬帶娛樂業務
寬帶業務發展和ADSL收益的第三個階段與多媒體業務的發展密切相關。面對日益激烈的市場競爭,為了維持用戶群并增加利潤,電信運營商開始向其駐地用戶提供新的寬帶娛樂服務,包括高速網絡游戲、廣播電視、視頻點播等。這是一個具有很大機遇和發展潛力的領域,將成為運營商最大的增值收入來源。在本階段,運營商面臨的最大問題就是:如何在網絡允許的前提下,大規模地為廣大DSL用戶提供視頻業務。
中國寬帶業務發展的現狀是:基本處于第一階段,發達地區準備進入第二階段,四川電信目前處于第一階段!
因此,要實現寬帶ADSL網絡的持續盈利,提供差異化的服務,就要求DSLAM設備應能夠為用戶提供不同的傳輸質量,并允許運營商能夠為不同的用戶定制具有不同的服務等級的業務,從而提高ARPU。
從用戶質量等級來劃分用戶群如下:
1) 普通家庭用戶:提供普通服務質量的接入業務,不提供網絡帶寬和時延等性能的保證;
2)商業用戶:提供有相對質量保證的接入業務,保證相對的網絡帶寬和時延等性能;
3)專線用戶:提供有嚴格質量保證的接入業務,保證嚴格的網絡帶寬和時延等性能。
相應的業務需求等級劃分為:
1)Internet接入:提供基本服務質量保證的接入業務,不提供網絡帶寬和時延等性能的保證;
2)視頻業務:提供有較嚴格質量保證的接入業務,保證較嚴格的網絡帶寬和時延等性能;
3)語音業務(包括會議電話):提供有嚴格質量保證的接入業務,保證嚴格的時延特性以及網絡帶寬等性能;
五、IP DSLAM的建設規劃:
。ㄒ唬 按照不同客戶群和不同的業務等級需求建設IP上行和ATM上行的ADSL接入網。
1.考慮到目前我省大量ADSL個人用戶開通的主要是高速上網業務,對QOS沒有太高的要求,采用ATM匯聚方式無異于對ATM資源的巨大浪費。因此適合建設IP DSLAM來滿足這一部分用戶的普通上網需求。
2. 對于大客戶、VIP個人用戶的上網業務,由于對業務質量要求較高,可以采用ATM DSLAM接入的方式,依靠ATM網保證上網質量。
3.對于ADSL專線用戶、有VPN組網需求的用戶,由于有互聯的要求又有上網要求,可通過ATM劃分PVC來解決,因此應該采用ATM DSLAM接入方式。
4.目前我省的ATM DSLAM已覆蓋大多數業務點,下一步擴容的方向是只在原框內擴容和少量的補點,對于大量的新建大節點采用IP DSLAM方式,并逐步按客戶群的劃分進行業務割接調整。
(二)加強對各市州IP DSLAM建設方案的前期規劃工作。
1.IP DSLAM的建設必須保證接入用戶的可管理性,目前仍采用相對集中的認證和管理。
2.在大規模建設IP DSLAM之前應合理規劃好VLAN資源,做到對每一用戶實現VLAN隔離和綁定。避免由于業務發展迅速而忽略對用戶的管理。
3.合理規劃用戶帶寬,從而測算出每個FE口承載用戶數,以此為依據,進行城域網交換機的建設和寬帶接入服務器的建設。
4.IP DSLAM的匯聚應盡量簡化,通過一次交換機就直接進入寬帶接入服務器。
六、ATM網的建設規劃
(一)IP網與ATM網共存的思路。
經過過去幾年的ATM與IP之爭,IP網最終成為公認的下一代數據網的主要發展方向,但IP在技術上的先天不足始終都不能很好的解決,而這恰恰是ATM具備的特點,在為大客戶服務的高質量網絡方面ATM仍具有不可替代的地位。因此下一步網絡發展應充分融合兩者。兩網共存,各自服務于不同的客戶群。
(二)建設ATM精品網絡滿足大客戶需要。
目前四川省ATM網既承擔了ADSL承載業務,又為大客戶提供專線VPN業務,網絡規模大,業務混雜,無法向本地網延伸。下一步應考慮從網絡層面上把兩種業務分開,組建ATM精品網絡專門為大客戶提供專線VPN業務,為今后SLA的推行提供基礎。