基于IP方式的ADSL寬帶接入技術

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　　摘 要:對基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術進行了探討，分析了該種方式在開展業務時的特點，并將其與ＡＴＭ方式的寬帶接入技術進行了比較，最后簡要探討了該方式開展業務的ＱｏＳ問題。
　　
　　關鍵詞:ＡＤＳＬ ＰＰＰｏＥ ＡＴＭ ＢＮＡＳ ＱｏＳ

　　
　　
　　1　引言
　�。粒模樱滔到y一般分為兩大部分：局端設備，如ＡＴＵ－Ｃ、ＤＳＬＡＭ、寬帶網絡接入服務器（ＢＮＡＳ）和用戶端設備ＡＴＵ－Ｒ。局端設備ＡＴＵ－Ｃ和ＤＳＬＡＭ完成數據接口適配、匯聚、傳輸、交換、橋接以及數據和話音的分離。用戶端設備ＡＴＵ－Ｒ完成接口適配、數據的調制解調、橋接以及數據和話音的分離功能。寬帶網絡接入服務器（ＢＮＡＳ）是面向寬帶網絡應用的新型接入網關，它位于骨干網的邊緣層，可以完成高速ＩＰ／ＡＴＭ網的數據接入。
　　
　　2　基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術
　�。粒模樱虒拵�數據接入技術目前存在兩種方式，即ＡＴＭ方式和ＩＰ方式。ＡＴＭ方式的接入思想主要是基于ＡＴＭ應用的發展，即骨干網的ＩＰ化使得ＡＴＭ的應用由骨干傳輸層退到網絡邊緣層，更好地發揮ＡＴＭ帶有ＱｏＳ保證的綜合業務接入能力。但由于ＡＴＭ本地網建設的相關投資非常大，回報周期長，同時路由器的廣泛應用和Ｅｔｈｅｒｎｅｔ到桌面已成為全球事實上的標準，因此在ＡＤＳＬ寬帶接入網建設的初期，從價格、市場需求、建設周期、對現有設備兼容性、投資保護等角度出發，網絡結構采用基于ＩＰ方式是一種較好的過渡方案。
　　
　　2.1　兩種基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ接入方案
　　
　　采用基于ＩＰ方式ＡＤＳＬ接入方案依據ＩＰ地址的分配方式可分為固定ＩＰ方式和動態ＩＰ方式。
　　
　�。�1） 固定ＩＰ方式
　　
　　此方式給上網用戶（包括以太網用戶）分配固定的ＩＰ地址、掩碼及其默認網關，通過ＡＴＵ－Ｒ提供的以太網口上網，網絡連接如圖1所示。
　　　
　　該方式的優點是用戶上網方便，效率高，且與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ一直在線連接，該方式類似于傳統的專線上網。
　　
　　此方式的缺點是：
　　
　�。幔� 運營商向用戶提供的收費方式比較簡單，一般僅限于包月制。
　　
　�。猓� 運營商向每個上網用戶固定分配ＩＰ地址，但國內ＩＰ地址的資源有限，這樣就大大限制了用戶的數量。
　　
　�。悖� 運營商無法對上網用戶的業務進行有效的管理。
　　
　�。洌� 用戶上網權限的保密性差。
　　
　�。澹� 用戶有時需要自己配置ＩＰ地址及其掩碼，對于用戶而言存在一定的技術要求。
　　
　　針對固定ＩＰ方式的缺點，產生了動態ＩＰ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術。
　　
　�。�2） 動態ＩＰ方式
　　
　　所謂動態ＩＰ方式是用戶通過虛擬撥號技術動態獲得ＩＰ地址來開展上網業務。該技術采用的核心協議是ＰＰＰｏＥ（ＰＰＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ，參見ＲＦＣ2516文檔），以太網上的客戶機發起ＰＰＰｏＥ連接，由局方提供且位于骨干網邊緣層的寬帶接入服務器（ＢＮＡＳ）終結ＰＰＰｏＥ連接或將其進行續傳。ＰＰＰ協議屬于數據鏈路層協議，它提供了一種將各種高層協議封裝打包的方法，提供點對點的連接，但其本身不具備尋址能力。ＰＰＰｏＥ是將ＰＰＰ承載到以太網之上，充分利用以太網技術的尋址能力，其實質是在共享介質的網絡上提供一條邏輯上的點到點鏈路，提供以太網中的每個上網用戶與寬帶接入服務器之間的一條邏輯ＰＰＰ連接。多個以太網上的用戶同時通過ＰＰＰｏＥ協議獲得相應數目的邏輯ＰＰＰ連接，網絡連接如圖2所示。
　　　
　　基于ＰＰＰｏＥ的寬帶接入服務器（ＢＮＡＳ）可對這些邏輯ＰＰＰ連接分別進行管理，通過一個ＰＰＰ連接建立和釋放的會話過程，可對用戶上網業務分別進行時長和流量的統計并提供各種計費方式所需要的信息。與Ｒａｄｉｕｓ服務器配合利用ＰＡＰ、ＣＨＡＰ等協議進行ＰＰＰ用戶識別、鑒權，通過ＩＰＣＰ協議對用戶進行動態ＩＰ地址分配，從而最大限度地利用有限的ＩＰ地址資源。
　　
　　目前對以太網接入用戶的計費認證問題考慮得比較少�煵捎茫校校校铮艆f議可以對以太網用戶提供靈活合理的計費認證方式。另外，基于ＰＰＰｏＥ的寬帶接入服務器（ＢＮＡＳ）還可以通過其他非ＡＤＳＬ的傳輸方式提供ＬＡＮ接入服務，并對ＬＡＮ用戶進行有效的管理。
　　
　　位于以太網上的客戶機在通過ＰＰＰｏＥ協議上網的同時，還可對本以太網上的其它客戶機進行訪問瀏覽，極大地方便了用戶的使用。當然一個值得注意的問題是，由于客戶機采用的是虛擬撥號技術動態獲得ＩＰ地址，這樣就有可能發生這樣的情況：客戶機的用戶通過一定次數的虛擬撥號后有可能會耗盡寬帶接入服務器上的ＩＰ地址資源，導致其他ＡＤＳＬ用戶因沒有ＩＰ地址可分配而無法上網，對于這種拒絕服務攻擊（Ｄｅｎｉａｌ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ ａｔｔａｃｋｓ），需要位于局方的寬帶接入服務器（ＢＮＡＳ）實現對這種攻擊的防護。
　　
　　動態ＩＰ地址的ＡＤＳＬ寬帶接入技術具有以下特點：
　　
　�。幔� 支持標準的ＰＰＰ接入方式，對ＡＤＳＬ用戶可采取虛擬撥號方式進行類似接入服務器中的撥號用戶的ＡＡＡ服務，符合用戶上網習慣。
　　
　�。猓� 一個終端設備ＡＴＵ－Ｒ可簡單地支持多個用戶同時接入，非常適合于具有以太網布線的小區、小型企業、校園開展上網業務。例如在小型企業中企業員工既可共享用戶名和密碼撥號上網，也可使用各自的用戶名和密碼撥號上網。
　　
　�。悖� 不需要對現有的ＩＳＰ結構進行改造，ＩＳＰ可以同以前的窄帶接入一樣提供業務，節省了人員培訓費用。
　　
　�。洌� 充分利用現有設備�；�于ＩＰ的寬帶接入服務器可通過ＰｏＳ接口與位于邊緣層的路由器連接，ＩＳＰ建設投資少。
　　
　　2.2　與基于ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術的比較
　　
　　與動態ＩＰ方式相比，ＡＤＳＬ的ＡＴＭ方式的寬帶接入方案有其一定的局限性，尤其是對以太網的接入。這是因為ＡＴＭ方式不論采用ＰＰＰｏＡ協議，還是采用其他協議，在對以太網進行接入時，寬帶接入服務器都無法對以太網上的某個上網主機進行有效的管理（如對上網主機進行認證，計費等），只能將以太網作為一個整體進行管理。在采用ＡＴＭ方式對單獨的ＡＤＳＬ用戶進行接入時，利用ＰＰＰｏＡ協議則除了可保持ＰＰＰｏＥ協議具有的優點外，每一個上網用戶服務質量ＱｏＳ還可得到保證，適合開展實時性比較強的業務，如ＶＯＤ等。當然除了以上的局限，采用ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入方案也具有以下一些特點。
　　
　�。幔┯捎诤诵木W一般采用ＡＴＭ技術，在ＡＤＳＬ上采用ＡＴＭ信元格式傳送，可以直接接入ＡＴＭ網，接口協議簡單。
　　
　�。猓�ＡＴＭ采用固定信元格式，用戶和局端的ＡＤＳＬ 調制解調器可以采用硬件完成信元處理功能，處理比較容易。
　　
　�。悖�ＡＴＭ作為承載多種業務的平臺，可為用戶提供多種業務，也包括飛速發展的ＩＰ業務。
　　
　　2.3　基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術服務質量保證
　　
　　每一個用戶對Ｉｎｔｅｒｎｅｔ業務的需求是有個體差異的，有些用戶可能只需要進行一些傳統的非實時性的業務，如上網業務、電子商務等，而有些用戶則需要開展實時性較強的業務，如ＶＯＤ等，這時就需要在基于ＩＰ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術中針對不同的用戶提供不同的業務服務質量保證�；�于ＡＴＭ方式的ＡＤＳＬ寬帶接入技術由于采用了ＡＴＭ技術而具有服務質量保證是順理成章的，ＩＰ協議的開發是基于“盡力傳送（Ｂｅｓｔ Ｅｆｆｏｒｔ）”原理的數據包交換協議，對不同業務的數據流進行不同的處理一直以來就是ＩＰ協議的弱點�；�于ＩＰ方式的寬帶網絡接入服務器可以向不同權限的用戶提供不同層次的接入帶寬，以實現不同的用戶有不同的接入能力；寬帶網絡接入服務器可對不同的業務進行不同的優先級的標記，通過對服務質量的區分，網絡運營商能夠對不同的用戶銷售不同的服務質量的業務，能夠更好滿足其不同的需求；同時能夠大大提供網絡的利用率，提高投資回報率。
　　
　　3　總結
　　隨著多媒體業務在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的日益普及和迅猛發展，寬帶網絡已成為未來網絡發展的必然趨勢，而ＡＤＳＬ以其利用現有資源的優勢而成為目前寬帶數據接入的主流技術。采用ＩＰ協議是由于基于ＩＰ的業務已經是人們的最大需求，而ＡＤＳＬ（不對稱性）又特別適合提供寬帶Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入。兩者的結合不僅符合目前電信市場需求，同時也與電信技術發展方向相一致。

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