ADSL在寬帶接入網中的應用

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　　IP發展的潮流已不可逆轉，整個數據領域正向著IP領域方向大跨步前進。尤其是在接入方面更是如此，IP技術已經牢牢控制著絕大部分前臺及桌面的應用。因此，在ADSL的實際接入應用方面，就必須向IP接入方向靠攏，走IP接入的發展之路。

以下就目前業界普遍采用的幾種ADSL接入應用形式進行討論分析。
　　
　　RFC1483－Bridged——橋接接入方式
　　
　　最初，RFC1483標準的制定是為了實現網絡層上多種協議的數據包在ATM網絡上的封裝傳送。它已被廣泛使用于ATM技術中，現已成為在ATM網絡上處理上層多種協議數據包的封裝標準。ADSL接入依托于ATM骨干網絡，在接入側上繼承了許多ATM技術的特點和優點，所以ATM網絡上承載數據包的各種標準就很自然地被ADSL接入技術所采用，使得ADSL的RFC1483橋接接入方式目前已成為ADSL寬帶接入的最基本形式。在協議模型上，RFC1483－Bridged接入在數據鏈路層對網絡層的數據包進行LLC/SNAP的封裝，以此來指明上層所應用的協議類型，因此可以適用于網絡層上的多協議傳送。它仿真了以太網的橋接功能，在形式上RFC1483－Bridged的接入方式相當于將用戶側的終端設備直接掛接在網絡側的網橋設備上。在ADSL Modem中完成對以太網幀的封裝處理后，通過用戶側和網絡側的PVC永久虛電路完成數據包的透明傳輸。采用這種接入方式，在用戶側可以利用普通以太網卡接入，在網絡側必須提供支持RFC1483－Bridged封裝的ATM網橋設備。
　　　
　　我們知道，處于數據鏈路層的橋接器在工作原理上仍然采用廣播學習的方式，通過收集、記錄各用戶網卡的MAC地址信息進行通信。因此，RFC1483－Bridged的接入可以實現遠端整個以太網的共同接入，且組網經濟簡便。用戶側最大用戶接入數的限制取決于ADSL Modem內部橋接記錄存儲器的實際容量。當然用戶實際接入數還要考慮到IP子網的劃分范圍，這遠遠可以滿足應用的實際需要。但是，應該看到，采用RFC1483－Bridged可以實現多用戶的接入，但無法實現動態的IP地址分配，IP地址資源利用率很低。同時，類似于實際的局域網，RFC1483橋接接入不可避免地會引入大量的廣播信息，引起整個網絡效率的下降，各用戶所獲得的實際帶寬抖動很大，很難完成對服務質量保證有嚴格要求的業務。下面給出RFC1483接入的結構圖：
　　
　　RFC1577——經典IP接入方式
　　
　　類似于RFC1483標準，RFC1577也是在ATM網絡上承載IP協議的標準規范。在協議中，它明確了該標準僅僅針對于網絡層的IP協議，用IP路由轉發實現相互之間的通信，因此也被稱之為IP over ATM。IP包在數據鏈路層的封裝處理上，RFC1577仍然利用RFC1483 LLC/SNAP的數據封裝方式對IP包進行封裝處理，也被人們稱之為RFC1483－Router接入方式。要實現RFC1577的ADSL寬帶接入，用戶側的終端通常是價格比較昂貴的ATM25網卡，同時該網卡供應商還必須提供讓該網卡支持RFC1577協議的驅動程序。這在很大程度上限制了RFC1577在ADSL接入方面的推廣使用。RFC1577接入方式是由終端上的ATM25網卡完成對上層IP包的整個封裝處理過程，最終形成ATM信元流傳送至ADSL Modem。因此，在這種接入方式中ADSL Modem僅僅作為ATM傳輸的一個端點。同時由于ADSL Modem內部沒有ATM交叉連接的功能，如不使用附加的ATM設備將無法實現終端多用戶的同時接入。但是，可以利用終端ATM25網卡的ATM特性來實現一些以太網卡無法實現的功能，比如：利用ATM25網卡以上行RFC1577接入請求，下行純ATM信元流的形式來實現寬帶視頻點播應用，使VOD視頻點播質量得到大大的提高。下面給出RFC1577接入的結構圖：
　　　
　　RFC2364——PPP over ATM接入方式
　　
　　以上討論了RFC1483和RFC1577這兩種利用ATM早期標準完成靜態IP接入的技術。對于一些有固定IP需求的專線用戶，采用以上兩種接入方式當然能夠很好的實現。但是對于眾多的普通接入用戶而言，仍然利用靜態IP方式實現寬帶接入對于寬帶接入運營商而言是很難接受的，尤其是在目前公網IP地址緊缺的情況下。因此，人們很自然地想利用窄帶撥號動態分配IP地址的PPP接入技術應用到寬帶的ADSL接入中來。因此IETF制定了利用PPP技術完成寬帶撥號接入的標準規范——RFC2364，也稱為PPP over ATM。同時，在接入技術的發展推動下，網絡側的高性能寬帶接入服務器利用RFC2364寬帶接入技術能夠很好地實現諸如業務選擇、VPN利用等一系列附帶的特殊功能，為寬帶接入的發展提供了更廣闊的前景。
　　
　　采用PPPoA的接入技術，由PC終端直接發起PPP呼叫，用戶側ATM25網卡在收到上層的PPP包后，根據RFC2364封裝標準對PPP包進行AAL5層封裝處理形成ATM信元流。ATM信元透過ADSL Modem傳送到網絡側的寬帶接入服務器上，完成授權、認證、分配IP地址和計費等一系列PPP接入過程。從實現上看，ADSL Modem也是僅僅作為ATM信元傳送的一個端點。同時，要實現PPPoA的接入，用戶側仍然要求使用ATM25網卡，這就要求網卡供應商也必須提供相應的專用PPPoA驅動程序。類似RFC1577接入方式，在實現多用戶同時接入方面，PPPoA的接入方式也因ATM25網卡的自身局限性而無法實現。因此，PPPoA雖然成功地解決了諸如動態IP地址分配和計費方面的一系列寬帶接入問題，但是由于用戶終端仍需要額外的網絡設備和相應的驅動程序，事實上PPPoA這種寬帶接入形式并沒有得到大規模的推廣應用。下面給出RFC2364接入的結構圖：
　　　
　　PPTP－PPP——點對點隧道技術轉PPPoA接入方式
　　
　　最初PPTP（點對點的隧道協議）技術的出現是為了出于網絡安全和VPN選擇方面的考慮，是對PPP技術的一種擴展。為了充分利用現有的以太網絡資源，結合PPPoA接入技術的優勢，一些ADSL廠商將PPTP的技術引入到寬帶接入應用中。它在ADSL用戶側利用PPTP技術（后IETF將PPTP與L2F合并制定了L2TP標準規范）通過內部的以太網絡在ADSL Modem與用戶PC之間建立IP隧道傳送用戶終端發出的PPP請求。在ADSL Modem中終結IP隧道，提取PC終端發出的PPP包并相應地利用RFC2364標準進行封裝處理，傳送至遠端寬帶接入服務器完成基于PPP技術的授權、認證、計費和動態的IP地址分配等一系列過程�？梢�，PPTP－PPP的接入在網絡側的實現與PPPoA是完全一致的。通過用戶側的IP隧道技術不僅可以有效地利用了現有的局域網絡資源實現多用戶的同時接入，而且在ADSL Modem中通過一些特殊的設置還可以完成簡單的VPN選擇功能。在驅動程序方面，用戶PC終端可以利用現有WIN98/NT操作系統自帶的虛擬專用網絡適配器實現PPTP接入，無需再另行購買，具有很強的實用性。
　　
　　通過以上對PPTP－PPP接入技術的描述和下圖對PPTP－PPP接入結構和協議模型的介紹，這種接入方式的協議棧過于復雜，從而影響接入的實際性能。從功能上看，ADSL Modem內部不僅要終結PPTP的IP隧道，而且要向網絡側發起PPP的連接。我們知道，作為ADSL終端設備的ADSL Modem在包處理能力上畢竟有限，這將大大降低用戶接入的實際速率，幾乎無法實現VOD視頻點播這類有高帶寬、高質量要求的業務。
　　
　　其次，PPTP－PPP的接入技術在支持用戶數方面也限制，比如：阿爾卡特ADSL Modem最多支持14個PPTP－PPP的數據流。最后，從實際的組網角度上看，要完成每一終端用戶的PPP接入都必須在ADSL Modem和ATM網絡中創建傳送該PPP包的相應PVC，網絡實現過于復雜。但總的來說，PPTP－PPP的接入技術是結合了以太網和PPPoA技術的產物，進一步推動了寬帶接入實用化的進程。在實現Internet的用戶接入和普通企業網絡的簡單互通方面，PPTP－PPP仍不失為一種理想的選擇。
　　　
　　RFC2516——PPPoE接入方式
　　
　　PPTP－PPP的接入利用現有的以太網絡實現了動態方式的寬帶接入，但它的局限性主要是受到ADSL Modem自身性能上的限制。人們自然而然地想到利用PPP技術直接實現更高速、更可靠、更便捷的ADSL寬帶接入，將現有的寬帶接入服務器和本地以太網絡相結合。在這一應用要求的強烈推動下，IETF于1998年制定了PPPoE的技術規范。它總結了以往PPP寬帶接入方式的特點和要求，兼顧了對用戶終端的硬件要求，同時克服了在PPTP－PPP傳輸性能上的不足，提高了ADSL寬帶接入的總體性能。因此，PPPoE技術規范的完成得到了廣泛的支持，目前成為寬帶接入運營商首選的寬帶接入方式。
　　
　　在實際應用上，PPPoE利用以太網絡的工作機理，將ADSL Modem的10BASE－T接口與內部以太網絡互聯，在ADSL Modem中采用RFC1483的橋接封裝方式對終端發出的PPP包進行LLC/SNAP封裝后，通過連結兩端的PVC在ADSL Modem與網絡側的寬帶接入服務器之間建立連接，實現PPP的動態接入。PPPoE接入利用在網絡側和ADSL Modem之間的一條PVC就可以完成以太網絡上多用戶的共同接入，實用方便，實際組網方式也很簡單，大大降低了網絡的復雜程度。上面給出PPPoE接入的結構圖。
　　　
　　綜上所述，在不附加其他網絡接入設備的情況下，表1對以上各種ADSL接入技術進行了綜合比較分析。
　　
　　ADSL寬帶接入的發展新趨勢
　　
　　從ADSL目前的發展上看，ADSL寬帶接入已經不僅僅作為一種純粹的接入技術出現，各ADSL廠商根據實際應用的需求，在ADSL Modem的多樣性、高效性和靈活性上下功夫，進一步擴展了ADSL的應用前景。
　　
　　小型路由器功能的引入
　　
　　ADSL廠商針對企業網用戶開發并推出了帶簡單路由器功能的ADSL Modem。它采用NAT技術實現內外網絡的單向互通，并可以提供IP網絡的其他相關功能，如DHCP服務器、轉發DNS請求等。在實際組網中，局域網用戶僅需將自身的IP網關指向設置在ADSL Modem以太網接口上的IP地址，完全不影響本地原有內部局域網絡的通信；在網絡側，利用RFC1577或PPPoA的接

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