IP DSLAM的发展

2019-11-03 18:54:07

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供稿：网友

□信息产业部电信传输研究所敖立　　数字用户线接入复用器（DSLAM）是xDSL的局端设备。xDSL业务在固网市场的迅速普及促进了DSLAM技术的发展，其中ip DSLAM技术呈现出后来居上的发展态势。

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，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已越来越难以满足实际组网的需要，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．抑制广播风暴，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，如果要实现点到多点的传输，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。采用全新的技术架构，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，可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、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做全程配置，用户端与网络无需作任何改动，既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，可避免集中式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业务的产品线。

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。

摘自《通信世界》

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