ADSL接入网技术演进过程

网络 通信技术
文章主要分析了ADSL接入网技术的演进过程,虽然目前无线技术的应用非常广泛,但是ADSL的市场竞争力也是很强的,会有新技术不断的出现。

我国的ADSL接入网技术的发展是非常迅速的,于是我研究了一下ADSL接入网技术的发展过程,在这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。1989年ADSL接入网技术(非对称数字用户线路)在贝尔实验室诞生了。当初ADSL接入网技术是为了满足人们的VOD应用而设计发展的,出乎人们的意料VOD应用并没有象大多数人想象的那么乐观,但ADSL接入网技术却以其速率高、实装率高、能够充分利用双绞线资源且不影响话音业务等优点成为Internet接入的主力军。
在ADSL发展之初ATM被认为是下一代网络的核心技术,所以ADSL接入网技术在链路层也采用了ATM的信元格式。随着Internet的发展IP的应用占据了主导地位,ADSL DSLAM也经历了纯ATM结构、ATM内核IP上行、IP内核IP上行三个发展阶段。

第一代:纯ATM结构

第一代ADSL DSLAM从下行的线路到上行的接口全部采用ATM方式,这是最符合ADSL自身技术特点的结构。这一代的DSLAM只能使用ATM网络作为其接入与核心网络,而ATM网络接口直到目前为止仍然仅能提供622M接口,交换容量也通常只有几个GB,这样就导致在提供大容量的核心网络时要使用大量的ATM设备,在加上ATM设备本身成本较高,也就导致了ATM核心网络的建网成本高昂。
第一代ADSL DSLAM建设成本高昂不仅仅来自ATM网络本身,还来自于网关设备。无论ATM网络建设的有多么丰富,最终还要与以IP技术为核心的Internet实现互通。这时一种设备应运而生——BRAS(宽带远程接入服务器)成为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,其设备成本较ATM设备更为昂贵。在ATM与IP转换时多采用1483B、1483R等协议,无论是哪种协议都要进行SAR(切片与重组)操作,这极大的消耗了设备的宝贵资源,使BRAS成为了两网互通的瓶颈。

第二代:ATM内核IP上行

随着第一代纯ATM内核的ADSL DSLAM缺点的暴露,运营商开始寻求IP上行的ADSL DSLAM设备,直接将ADSL接入到IP网络中。于是各设备制造商在原有ATM内核DSLAM的基础上经过协议转换提供IP上行的DSLAM产品。这样基于ATM内核采用IP上行接口的第二代ADSL DSLAM出现了。
第二代ADSL DSLAM实际是一种过渡性产品,其ATM与IP的转换集中在上行IP接口板,由其统一处理。由于其结构特点导致设备在使用的过程中出现了以下一些问题:
1、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、第二代ADSL DSLAM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、第二代ADSL DSLAM由于采用ATM内核,只能支持很少量的VLAN,一般不超过32个。无法使每条PVC与VLAN一一映射,很难保障专线用户的QOS。
4、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,开消巨大且效率低下。所以第二代ADSL DSLAM很难支持日渐呈行的组播业务。第二代ADSL DSLAM即没有继承ATM丰富的QOS特性,也没有学习到IP丰富的业务特性。但尽管其存在这样或那样的缺点,它仍然解决了第一代ADSL DSLAM在组网时完全依赖ATM网络的缺陷,在组网模式上是一大进步,是ADSL DSLAM发展过程中的重要一员。

第三代:IP内核IP上行

由于借鉴了前两代ADSL DSLAM在设计上的经验,第三代ADSL DSLAM从开始设计就采用了纯IP内核。这样从根本上解决了前两代ADSL DSLAM所存在的问题。第三代ADSL DSLAM在ATM与IP的转换上采用了分布式结构,在每个ADSL接入网技术业务板上实现了ATM信元的终结和每条PVC与VLAN ID的一一映射。第三代ADSL DSLAM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,不仅解决了第二代ADSL DSLAM上行带宽不足的问题,还解决了对于企业级用户的服务品质保障问题。

第三代ADSL DSLAM在级联方式上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。大部分第三代ADSL DSLAM都可以提供4台以上的级联能力,有的甚至可以提供15台的级联能力,网络扩容非常灵活方便。第三代ADSL DSLAM由于采用了纯IP内核,所以它继承了IP丰富的业务特性。通过IP网中的组播协议,可无缝的支持视频组播等宽带IP业务。第三代ADSL DSLAM与前两代相比有了质的变化,它不仅学习了ATM丰富的QOS特性,同时也继承了IP丰富的业务特性。在建设模式上不需要昂贵的ATM设备与BRAS,使得建网成本大大下降。

ATM网络由于建设成本高、容量小、业务支持能力弱,各大运营商基本上都已经停止了ATM网络的改造和扩容,ATM网络资源也将逐渐枯竭。相反,各运营在宽带IP城域的建设上投入很大,IP网络资源越来越丰富。从技术发展、建设成本、市场经营和提高使用效率上看,采取IP内核的第三代ADSL DSLAM都有着明显的优势。

港湾网络着眼于IP网络发展趋势在国内率先推出了第三代ADSL IP-DSLAM-Hammer10000,港湾网络借鉴了第一代纯ATM结构、第二代ATM内核IP上行的ADSL DSLAM在设计上的经验,在Hammer10000 IP DSLAM 第三代宽带IP接入交换机的设计上采用了先进的纯以太网技术内核,并继承港湾网络成熟的HammerOS网络操作系统和先进的智能流处理技术。并且,Hammer10000 IP DSLAM在以太网技术架构基础上,进一步将802.1x安全接入控制协议、地址/用户帐号绑定、IP地址进行物理端口反查、带宽控制、超级VLAN、流量计费等丰富的可运营、可管理电信特性集成到交换体系中。采用认证与业务分离的实现思想,克服PPPOE流必须经过BRAS的弱点,确保只有合法用户才能使用网络资源。并且在新建或扩容ADSL接入网技术时,不需占用现有网络的 ATM资源和BAS宽带接入服务器的系统资源。同时Hammer10000 IP DSLAM支持PPPOE、WEB认证信息的透传,完全与现有认证系统相兼容,保护现有网络投资。

Hammer10000 IP DSLAM率先实现了基于ADSL接入网技术的组播应用,完全克服了传统基于ATM技术或非纯IP技术架构中 DSLAM设备所带来的组播支持能力差、上行通道易拥塞等应用难题。同时率先支持业界领先的ADSL/VDSL混插功能,将ADSL和VDSL这两种技术完美地结合在一起,在同一节点上可根据线路状况、带宽需求、用户分布、传输距离等因素灵活选择ADSL/VDSL实现交叉覆盖。Hammer10000 IP DSLAM 第三代宽带IP接入交换机与前两代ADSL DSLAM相比发生了质的变化,它不仅学习了ATM丰富的QOS特性,同时也继承了IP丰富的业务特性,并且在建设模式上不需要昂贵的ATM设备与BRAS,使得建网模式更加灵活、建网成本大大降低。目前已经有越来越多的业界厂商开发基于IP内核的第三代ADSL DSLAM,IP内核的第三代ADSL DSLAM成为了ADSL DSLAM发展的必然趋势。  

责任编辑:王晓东 来源: NET130
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