基于IP方式的ADSL宽带接入技术

　　 
　　摘 要:对基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术进行了探讨，分析了该种方式在开展业务时的特点，并将其与ＡＴＭ方式的宽带接入技术进行了比较，最后简要探讨了该方式开展业务的ＱｏＳ问题。
　　
　　关键词:ＡＤＳＬ ＰＰＰｏＥ ＡＴＭ ＢＮＡＳ ＱｏＳ

　　
　　
　　1　引言
　　ＡＤＳＬ系统一般分为两大部分：局端设备，如ＡＴＵ－Ｃ、ＤＳＬＡＭ、宽带网络接入服务器（ＢＮＡＳ）和用户端设备ＡＴＵ－Ｒ。局端设备ＡＴＵ－Ｃ和ＤＳＬＡＭ完成数据接口适配、汇聚、传输、交换、桥接以及数据和话音的分离。用户端设备ＡＴＵ－Ｒ完成接口适配、数据的调制解调、桥接以及数据和话音的分离功能。宽带网络接入服务器（ＢＮＡＳ）是面向宽带网络应用的新型接入网关，它位于骨干网的边缘层，可以完成高速ＩＰ／ＡＴＭ网的数据接入。
　　
　　2　基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术
　　ＡＤＳＬ宽带数据接入技术目前存在两种方式，即ＡＴＭ方式和ＩＰ方式。ＡＴＭ方式的接入思想主要是基于ＡＴＭ应用的发展，即骨干网的ＩＰ化使得ＡＴＭ的应用由骨干传输层退到网络边缘层，更好地发挥ＡＴＭ带有ＱｏＳ保证的综合业务接入能力。但由于ＡＴＭ本地网建设的相关投资非常大，回报周期长，同时路由器的广泛应用和Ｅｔｈｅｒｎｅｔ到桌面已成为全球事实上的标准，因此在ＡＤＳＬ宽带接入网建设的初期，从价格、市场需求、建设周期、对现有设备兼容性、投资保护等角度出发，网络结构采用基于ＩＰ方式是一种较好的过渡方案。
　　
　　2.1　两种基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ接入方案
　　
　　采用基于ＩＰ方式ＡＤＳＬ接入方案依据ＩＰ地址的分配方式可分为固定ＩＰ方式和动态ＩＰ方式。
　　
　　（1） 固定ＩＰ方式
　　
　　此方式给上网用户（包括以太网用户）分配固定的ＩＰ地址、掩码及其默认网关，通过ＡＴＵ－Ｒ提供的以太网口上网，网络连接如图1所示。
　　　
　　该方式的优点是用户上网方便，效率高，且与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ一直在线连接，该方式类似于传统的专线上网。
　　
　　此方式的缺点是：
　　
　　ａ） 运营商向用户提供的收费方式比较简单，一般仅限于包月制。
　　
　　ｂ） 运营商向每个上网用户固定分配ＩＰ地址，但国内ＩＰ地址的资源有限，这样就大大限制了用户的数量。
　　
　　ｃ） 运营商无法对上网用户的业务进行有效的管理。
　　
　　ｄ） 用户上网权限的保密性差。
　　
　　ｅ） 用户有时需要自己配置ＩＰ地址及其掩码，对于用户而言存在一定的技术要求。
　　
　　针对固定ＩＰ方式的缺点，产生了动态ＩＰ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术。
　　
　　（2） 动态ＩＰ方式
　　
　　所谓动态ＩＰ方式是用户通过虚拟拨号技术动态获得ＩＰ地址来开展上网业务。该技术采用的核心协议是ＰＰＰｏＥ（ＰＰＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ，参见ＲＦＣ2516文档），以太网上的客户机发起ＰＰＰｏＥ连接，由局方提供且位于骨干网边缘层的宽带接入服务器（ＢＮＡＳ）终结ＰＰＰｏＥ连接或将其进行续传。ＰＰＰ协议属于数据链路层协议，它提供了一种将各种高层协议封装打包的方法，提供点对点的连接，但其本身不具备寻址能力。ＰＰＰｏＥ是将ＰＰＰ承载到以太网之上，充分利用以太网技术的寻址能力，其实质是在共享介质的网络上提供一条逻辑上的点到点链路，提供以太网中的每个上网用户与宽带接入服务器之间的一条逻辑ＰＰＰ连接。多个以太网上的用户同时通过ＰＰＰｏＥ协议获得相应数目的逻辑ＰＰＰ连接，网络连接如图2所示。
　　　
　　基于ＰＰＰｏＥ的宽带接入服务器（ＢＮＡＳ）可对这些逻辑ＰＰＰ连接分别进行管理，通过一个ＰＰＰ连接建立和释放的会话过程，可对用户上网业务分别进行时长和流量的统计并提供各种计费方式所需要的信息。与Ｒａｄｉｕｓ服务器配合利用ＰＡＰ、ＣＨＡＰ等协议进行ＰＰＰ用户识别、鉴权，通过ＩＰＣＰ协议对用户进行动态ＩＰ地址分配，从而最大限度地利用有限的ＩＰ地址资源。
　　
　　目前对以太网接入用户的计费认证问题考虑得比较少?采用ＰＰＰｏＥ协议可以对以太网用户提供灵活合理的计费认证方式。另外，基于ＰＰＰｏＥ的宽带接入服务器（ＢＮＡＳ）还可以通过其他非ＡＤＳＬ的传输方式提供ＬＡＮ接入服务，并对ＬＡＮ用户进行有效的管理。
　　
　　位于以太网上的客户机在通过ＰＰＰｏＥ协议上网的同时，还可对本以太网上的其它客户机进行访问浏览，极大地方便了用户的使用。当然一个值得注意的问题是，由于客户机采用的是虚拟拨号技术动态获得ＩＰ地址，这样就有可能发生这样的情况：客户机的用户通过一定次数的虚拟拨号后有可能会耗尽宽带接入服务器上的ＩＰ地址资源，导致其他ＡＤＳＬ用户因没有ＩＰ地址可分配而无法上网，对于这种拒绝服务攻击（Ｄｅｎｉａｌ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ ａｔｔａｃｋｓ），需要位于局方的宽带接入服务器（ＢＮＡＳ）实现对这种攻击的防护。
　　
　　动态ＩＰ地址的ＡＤＳＬ宽带接入技术具有以下特点：
　　
　　ａ） 支持标准的ＰＰＰ接入方式，对ＡＤＳＬ用户可采取虚拟拨号方式进行类似接入服务器中的拨号用户的ＡＡＡ服务，符合用户上网习惯。
　　
　　ｂ） 一个终端设备ＡＴＵ－Ｒ可简单地支持多个用户同时接入，非常适合于具有以太网布线的小区、小型企业、校园开展上网业务。例如在小型企业中企业员工既可共享用户名和密码拨号上网，也可使用各自的用户名和密码拨号上网。
　　
　　ｃ） 不需要对现有的ＩＳＰ结构进行改造，ＩＳＰ可以同以前的窄带接入一样提供业务，节省了人员培训费用。
　　
　　ｄ） 充分利用现有设备。基于ＩＰ的宽带接入服务器可通过ＰｏＳ接口与位于边缘层的路由器连接，ＩＳＰ建设投资少。
　　
　　2.2　与基于ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术的比较
　　
　　与动态ＩＰ方式相比，ＡＤＳＬ的ＡＴＭ方式的宽带接入方案有其一定的局限性，尤其是对以太网的接入。这是因为ＡＴＭ方式不论采用ＰＰＰｏＡ协议，还是采用其他协议，在对以太网进行接入时，宽带接入服务器都无法对以太网上的某个上网主机进行有效的管理（如对上网主机进行认证，计费等），只能将以太网作为一个整体进行管理。在采用ＡＴＭ方式对单独的ＡＤＳＬ用户进行接入时，利用ＰＰＰｏＡ协议则除了可保持ＰＰＰｏＥ协议具有的优点外，每一个上网用户服务质量ＱｏＳ还可得到保证，适合开展实时性比较强的业务，如ＶＯＤ等。当然除了以上的局限，采用ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ宽带接入方案也具有以下一些特点。
　　
　　ａ）由于核心网一般采用ＡＴＭ技术，在ＡＤＳＬ上采用ＡＴＭ信元格式传送，可以直接接入ＡＴＭ网，接口协议简单。
　　
　　ｂ）ＡＴＭ采用固定信元格式，用户和局端的ＡＤＳＬ 调制解调器可以采用硬件完成信元处理功能，处理比较容易。
　　
　　ｃ）ＡＴＭ作为承载多种业务的平台，可为用户提供多种业务，也包括飞速发展的ＩＰ业务。
　　
　　2.3　基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术服务质量保证
　　
　　每一个用户对Ｉｎｔｅｒｎｅｔ业务的需求是有个体差异的，有些用户可能只需要进行一些传统的非实时性的业务，如上网业务、电子商务等，而有些用户则需要开展实时性较强的业务，如ＶＯＤ等，这时就需要在基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术中针对不同的用户提供不同的业务服务质量保证。基于ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ宽带接入技术由于采用了ＡＴＭ技术而具有服务质量保证是顺理成章的，ＩＰ协议的开发是基于“尽力传送（Ｂｅｓｔ Ｅｆｆｏｒｔ）”原理的数据包交换协议，对不同业务的数据流进行不同的处理一直以来就是ＩＰ协议的弱点。基于ＩＰ方式的宽带网络接入服务器可以向不同权限的用户提供不同层次的接入带宽，以实现不同的用户有不同的接入能力；宽带网络接入服务器可对不同的业务进行不同的优先级的标记，通过对服务质量的区分，网络运营商能够对不同的用户销售不同的服务质量的业务，能够更好满足其不同的需求；同时能够大大提供网络的利用率，提高投资回报率。
　　
　　3　总结
　　随着多媒体业务在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的日益普及和迅猛发展，宽带网络已成为未来网络发展的必然趋势，而ＡＤＳＬ以其利用现有资源的优势而成为目前宽带数据接入的主流技术。采用ＩＰ协议是由于基于ＩＰ的业务已经是人们的最大需求，而ＡＤＳＬ（不对称性）又特别适合提供宽带Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入。两者的结合不仅符合目前电信市场需求，同时也与电信技术发展方向相一致。

原文转自：http://www.ltesting.net