浅析IP DSALM

老米

    随着Internet网络迅猛发展，人们对宽带接入的需求不断增长。

    接入网已经成为全网宽带化的最后瓶颈，接入网的宽带化已成为接入网发展的主势。2002年以来，我国宽带接入市场得到了快速的发展，在当前几种宽带接入技术中，数字用户环路（xDSL）技术因能充分利用现有铜线资源，使用户独享稳定带宽，保密性好，性能日趋成熟，已成为宽带接入的主流技术。

    数字用户线接入复用器（DSLAM）技术作为xDSL的局端设备，也在迅速发展。传统的DSLAM是一个完全的ATM架构的设备。网络侧接口一般采用ATM接口（如STM-1、E3、IMAE1等）。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。比较适合建有ATM城域网的运营商。但由于各大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，使现有的ATM城域网端口资源基本耗尽，新建城域网以IP为主。基于ATM的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要，为了解决DSLAM设备接入IP城域网的问题，业界提出了IP DSLAM的概念。

    1  IPDSLAM概述

    1.1IPDSLAM的原理

    上传的信号经过DSLAM解调后，恢复成ATM信元格式，然后通过AAL5SAR功能转换成相应的MAC帧（即ATM信号终结）。MAC地址与ATMPVC会建立起相应的对应关系。根据不同设备所提供的不同功能，在MAC帧的基础上做进一步的处理和相关的标记（如当提供VLAN功能时，就会根据实际设置贴上VLAN标记），有三层功能的设备可以处理更高层的协议。最后通过以太网上联口传输到上层设备中。

    在下行方向，局端从以太网上联接口接收到MAC帧，根据不同设备所提供的不同功能，完成相应的处理。.然后，通过AAL5SAR功能将MAC帧转换成ATM信元，并实现MAC地址到ATMPVC的映射。IPDSLAM通过各个对应的ADSL端口进行ADSL信号的处理和调制，经过线路输出到对端的ADSLCPE中。

    1.2IPDSLAM的分类

    根据AAL5SAR在IPDSLAM中的物理位置的不同，IPDSLAM分为ATM和IP2种架构。

    1）基于ATM架构

    基于ATM架构的IPDSLAM采用ATM 交换总线结构，在上联接口板中终结ATM PVC，并集中适配ATM信元到MAC帧。它存在以下一些问题：

    a）集中式的数据收敛必然造成集中式的数据处理，大量的数据流涌堵到主控板或是汇聚板上进行ATMSAR分装重组处理，造成了CPU大负荷工作；

    b）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；

    c）数据的收敛处理占用了大量的CPU资源。当系统要增加新的功能需求时（如组播业务、本地认证的实现），同样需要CPU资源。其结果必然是导致系统整体性能的下降。极大地限制了在ADSL上开展宽带IP增值业务的能力和灵活性；

    d）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联。在实现级联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；

    e）采用ATM内核，只能支撑很少量的VLAN，无法使每条PVC与VLAN一一映射，很难保障专线用户的QoS；

    f）ATM的机制本身不支撑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，开销巨大且效率低下。所以采用ATM内核的DSLAM很难支撑组播业务。

    2）基于IP架构

    基于IP架构的IPDSLAM采用以太网交换总线结构，在各个DSL业务板中分别终结ATMPVC，并适配ATM信元到MAC帧。它有以下的特点：

    a）在ATM与IP的转换上采用了分布式结构，在每个ADSL业务板上实现了ATM信元的终结和每条PVC与VLANID的一一映射。

    b）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，不仅解决了基于于ATM架构的IPDSLAM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。

    c）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。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。

    d）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，可无缝支撑视频组播等宽带IP业务。

    e）它不仅汲取了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，使得建网成本下降。

    f）全分布式ATM与IP转换，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；

    g）全分布式ATM转换，可将ATMPVC直接与VLANID相对应，满足专线用户安全性要求，并支撑基于VLAN的VPN应用；

    h）全分布式ATM转换，可充分利用成熟低价的三层交换架构，提供非常高的背板交换能力，支撑ADSL线速转发，消除设备交换瓶颈；

    i）IP内核设计，可利用大容量交换背板提供高带宽端口支撑能力，可支撑多个GE/FE接口，消除设备上行带宽瓶颈；

    j）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，并支撑比传统方式大7倍以上的单点用户容量；

    k）当用户迁移时无需对ATMPVC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，缩短了业务变更时间，减少业务提供的工作量；

    l）利用IP内核提供的组播支撑能力，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；

    m）支撑全分布式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、稳定性和业务支撑能力瓶颈，提高了整网的稳定性和带宽提供能力；

    虽然2种架构的适配模块位置不同，但是在功能和性能方面没有明显区别。ATM架构的IPDSLAM更适合大量ADSL接入的应用，而以太网架构的IPDSLAM更适合大量VDSL或ADSL与VDSL混插的应用。

    3基于以太网的IPDSLAM走向成熟

    国内厂商从2000年开始推广IPDSLAM，经过这几年的发展，IPDSLAM技术基本成熟。目前，各厂商都推出了基于以太网的IPDSLAM产品，在服务客户、新业务提供、网络优化方面都有极大改进。

    1）服务客户

    客户可轻松享有电信级的网络可靠性，以及以太网技术带来的灵活的组网模式和低廉的价格。

    2）增进业务

    新的千兆多业务平台可面向企业用户和个人用户提供对所有新业务的支撑：如高质量实时多媒体业务（视频、音频）的传送、针对企业用户的虚拟专线（E-Line）业务和虚拟局域网（E-LAN）业务等。全业务接入网不仅仅是理想。

    3）优化网络

    新的基于以太网的千兆多业务平台的引入，可以在降低成本的同时实现网络的拓展，增强网络及业务部署的灵活性，从而切实地实现对网络的优化，以适应多种新型增值业务的需求。

    例如，西门子推出的SurpasshiX5600IP DSLAM电信级千兆多业务接入平台对各种新型的实时多媒体业务提供了强大的支撑。hiX5600为用户提供了更高的接入带宽（支撑ADSL2+、VDSL2、SHDSL），更灵活的接入方式，更高的安全性以及更加完善的QoS保障机制。此外，为保证各种业务可以按用户需求得到有效地部署和管理，从而成为真正的增值业务，为运营商带来实实在在的收益，西门子在hiX5600系列IP DSLAM中注入了更加强大的业务控制功能。在实现完善的二层交换的同时，hiX5600还支撑VLAN嵌套、组播控制、生成树协议以及虚拟专线、虚拟局域网业务的部署和控制。

    为适应用户的不同需求，目前，hiX5600系列DSLAM提供了3种不同规格的产品：

    a）hiX5620:适合低密度地区或MDU/MTU用户的小型DSLAM设备；基于千兆背板的紧凑型单板结构；可同时提供24线VDSL/VDSL2或48线ADSL/ADSL2+用户接入；系统提供多GE上行,并支撑系统堆叠。用户可根据需求方便、灵活的实现网络扩展。

    b）hiX5630/5635：是面向主局设计的机架式IPDSLAM，适用于用户密度较大的局点；其用户支撑能力分别达到576线和1152线;支撑ADSL/ADSL2+、VDSL/VDSL2、SHDSL混插；支撑所有板件在不同系统（hiX5630/5635）的混插系统设计基于先进的千兆背板和千兆交换模块，除提供强大的二层交换能力外，还可支撑三层路由功能。为方便规模部署，系统支撑基于千兆的多级级联。同时，运营商还可根据实际需求灵活的选择环形或星型组网。

    4小结

    2种不同类型的IPDSLAM在技术上各有优、缺点，分别适用于不同的市场应用，近期将会在网上并存。为了提供IPTV等新业务,近两年来，各大运营都纷纷对其ADSL接入网络进行优化和升级。随着全网IP化的推进。IPDSLAM成为IP网络宽带接入的首选方案。具体选择哪一种技术，应该考虑应用环境、业务支撑能力、技术成熟度、业务扩展性等重要因素