ADSL宽带接入应用探讨

来源：魏征 Wei Zheng 作者：出处：巧巧读书 2007-10-28 进入讨论组

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摘要：介绍了ADSL宽带接入应用及其特点，以及面向运营商的综合解决方案，并阐述了ADSL宽带接入的用户管理机制，详细探讨了ZXA10-ADSL的宽带接入应用。

关键词：ADSL 宽带城域网

进入21世纪，信息社会给人类生活带来了巨大的变革，Internet的发展作为首当其冲的推动力量在改变着整个世界，同时也促进各种宽带网络接入技术的引入。随着用户需要的网络带宽不断增加，人们迫切希望采用一种能够提供方便、灵活、高速接入的技术来解决"最后一公里"问题。ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line）技术以其下行8Mbps、上行1Mbps的高速接入速度构建于大量存在的话音网络双绞线资源之上，很好地适应了Internet领域上行与下行业务流量的差别，成为宽带接入网的一种主流技术。

　　中兴ZXA10-ADSL接入系统依靠现有普通电话铜缆双绞线，提供足够的带宽容量，既支持窄带话音业务，又支持视频点播、会议电视、网上浏览、电子商务等宽带数据业务，极大地提高了传统网络上的利用率，为运营商和服务提供者创造激动人心的商机。通过高速的ZXA10-ADSL接入系统，用户将体验网络世界带来的振奋与喜悦。

　　一、系统特点

快速开通，业务部署简单
　　ADSL系统可利用现有的电话用户线作为传输线路。在我国，双绞线相当普遍，其中60％的用户线长度小于2.6km。采用ADSL系统，无需线路投资，建设周期短，业务开通迅速，日后线路维护成本低。同时，ADSL宽带接入实用技术成熟、业务部署简单。正是由于以上特点，在宽带市场竞争激烈的现阶段，采用ADSL方式作为实现宽带接入的首选解决方案，具有广阔的应用前景。
　　ADSL采用双绞线的承载媒质，不仅解决传输的问题，而且入户采用双绞线，无需用户家庭的线缆改造，避免"二次装修"的问题，有利于宽带业务的开拓。
高速接入，性能优越
　　中兴ADSL利用目前先进的数字编码和调制解调技术，使得在一对普通电话双绞线上可传送高速数字信号。G.DMT与G.lite全兼容。G.DMT全速率，最高下行速率8Mb/s，最高上行速率1Mb/s；G.LITE，最高下行速率1.5Mb/s，最高上行速率512kb/s。传输距离可达4～5km，满足目前的大部分业务需求。
　　中兴ADSL系统，采用不对称回声抵消实现上下行信道，相对频分方式，具有更高的接入带宽。
可靠的安全性
　　ADSL系统DSLAM与ATUR之间采用星型拓扑结构，用户之间的关联性较小，安全性和可靠性好。
ADSL终端ATUR，采用PVC的方式接入上级网络，PVC之间完全独立，具有良好的隔离性，有效地保护用户的数据安全。
减轻电话网负荷
　　采用传统的拨号方式上网，需占用电话交换机资源，增加其运行负荷。尽管窄带接入服务器的分布逐步靠近用户，相当大程度上缓解了PSTN中心局的压力，但是迅猛增长的数据业务，仍大量占据PSTN的远端设备或ONU的时隙，极大地影响了普通话音用户的服务质量。
　　ZXA10-ADSL系统采用频分复用方式实现话音和数据信号的共同传输，利用话音分离器有效地实现数据业务分流，从而抑制了IP业务流入电话网，减轻交换机负荷，真正实现IP bypass，使整个通信网的资源更加合理。同时为用户节省了大量不必要开支，用户开支的降低，将会极大地促进业务的发展。
DSLAM系列规格，组网能力强大
　　提供多款DSLAM（大中容量DSLAM ADSL8210，小容量DSLAM ADSL8416，宽窄带一体化混插ADSL），适用于不同容量，不同接口，混合组网，支持无限级级联。使网络设计更加灵活，满足多样的网络需求。
丰富的上行网络接口
　　ZXA10-ADSL系统针对目前网上存在的ATM数据网，提供STM-1 ATM（单模、多模，1个或2个接口）、E3/DS-3 ATM的接入方式，可通过SDH进行远距传输；而对规模逐渐扩大的IP数据网，提供RFC1483协议的终结，以GE、100Base-F、100Base-T/10Base-T的接入方式，进入上级网络。在用户容量不大、传输资源紧张的情况下，可以采用多个E1捆绑（E1 IMA）的方式组网。
业务接口丰富，集成度高
　　ADSL8210支持64K条VC连接，并可通过VCX实现本地用户的交叉。不仅提供over POTS的ADSL用户板，而且提供over ISDN的ADSL用户板、LAN用户板和E1接口板。
　　ADSL8210用户板，实现12路ADSL用户数据处理和splitter语音分离，集成度高，布线简单，减少背板走线，大大提高可靠性，方便工程实施维护。
　　ADSL8210每个单元支持最大372L，通过多级级联，进一步扩展本地用户数量。
强大的网管功能
　　提供CLI、SNMP多种网管方式。既可以实现低成本的本地管理，也可以采用带内、带外方式组建统一集中网管；既可独立组网，也可纳入接入网网管，实现接入网统一网管；也可增加相应的网元处理模块（宽带接入服务器，以太网交换机等），实现全网数据设备的统一管理。
　　全中文、图形化界面，鼠标点击，轻松管理。
完备的认证授权计费、流量控制策略
　　结合ZXE10-UAS宽带接入服务器，实现ADSL用户接入灵活、严谨的认证、授权和计费。并能够对ADSL用户实施针对VC或PPP session的流量控制。帮助运营商开展"等级差别服务"，实现网络业务开展的高效多样化，追求网络效益最优。
优越的互联互通性能
　　ZXA10-ADSL系统DSLAM、ATUR与异种厂家的DSLAM、ATUR设备具备良好的互联互通性。与BAS、ATM交换机、以太网交换机也具有良好的互联互通性。
大量成熟稳定的网上运行
　　2000年，中兴ZXA10-ADSL系统，以其优越的性能，通过信息产业部的进网测试，作为首批四厂家之一，荣获ADSL入网证书。
　　目前，ZXA10-ADSL系统在上海电信、山东电信、浙江电信、北京电信、广东电信等获大规模商用，工作稳定，深得用户好评，已成为ADSL市场的核心品牌。

　　二、面向运营商的系统解决方案

　　ZXA10-ADSL系统充分保护现有投资，依据市场成长需求提供各种宽带业务，帮助运营商创造竞争优势，拓展新市场。

　　1. 宽窄带一体化解决方案

　　宽带业务开展的初期，用户数量少且分散，而接入网覆盖的范围比较大，光纤延伸至每个ONU，但是传输多采用SDH155，没有多余的155M通道，仅有少量的2M空余。如何在较低的成本下，为满足少量的用户提供宽带接入，成为运营商面临的一个问题。

　　此时，可以采用宽窄带一体化的方式，实现少量零星分散宽带用户的接入。在ZXA10接入网的远端单元ONU，提供ADSL、Ethernet用户板，与窄带POTS、ISDN、DDN用户板混插，ONU的宽带数据通过SDH的2M通道传至OLT侧，每个ONU最多可提供8个E1供宽带数据使用，而POTS、ISDN、DDN通过其他的E1传送；ZXA10在OLT侧提供BDM板，将各ONU侧的ADSL、Ethernet宽带数据进行汇聚收敛，然后提供100M数据接口，接入上级数据网。尽管宽带数据城域网不可能覆盖每个ONU，但是OLT作为网络较为集中的节点，应该在宽带城域网的覆盖范围之内。

图1 宽窄带一体化解决方案

　　因而，采用宽窄带一体化的方式，提供少量零星分散的ADSL、Ethernet用户，无需投资建设密集大容量的DSLAM，也无需一步到位建设大范围的宽带数据城域网。快速实现高速ADSL、Ethernet接入，既有效节约投资成本，又便于网络扩展升级。将网络建设与数据发展、用户规模紧密结合，使整个电信的运营更加贴切市场，网络建设风险小，投资回报率高。

　　2．大中小容量的组网方案

　　ZXA10-ADSL系统提供三种容量的DSLAM，以满足不同的网络应用。

　　1-16线ADSL用户：可采用ADSL8416，上行可根据网络情况采用100Mb/s IP接口，或者4×E1 IMA接口。

　　16-48线ADSL用户：可根据情况采用2或3个ADSL8416层叠组网，也可以采用中容量的ADSL8210组建。

　　48-96线ADSL用户：采用中容量DSLAM ADSL8210，最大96线。

　　96线～372线ADSL用户：采用大容量DSLAM ADSL8210，配置CORE板，最大372线。

　　更大容量，可采用多级级联。

图2 大中小容量的组网方案

　　大中小容量DSLAM，根据用户容量和网络状况进行综合组网。

　　组网的接口，既可以是155M ATM（单模、多模，光口）、也可以是100M/10M（光、电口）、GE接口（光口），甚至可以是2M E1（电口）接口。

　　8210可以通过WANA（155M ATM）、WANB（34M/45M）、WANE（100M）、LAN（GE、100M）与上级网络级联，也可以通过WANA进行155M链形级联，支持无限级级联。但是考虑用户可得到的带宽，我们不建议过多的级联，太多级数的级联体现不了宽带的意义。而小容量情况，可以采用8416来级联综合组网。8416可以通过100M接口或者4×E1接口与8210的LAN或者E1接口板相连。

　　三、ADSL的用户管理

　　ZXA10-ADSL系统，作为一种快速有效的接入手段，提供了用户最后一段的高速宽带接入。根据用户端设备ATUR的种类不同，用户PC可以通过10Base-T以太网接口、USB接口、内置PCI插卡，连接ADSL用户端设备ATUR。
　　ADSL用户接入，可以采用PPPOE、PPPOA、1483B、1483R、IPOA等方式接入。通常情况下，ADSL用户管理可以分为两类：

1483B方式接入：分配固定的IP地址或通过DHCP获得IP地址，不存在所谓的"拨号"过程，计费一般采用包月制或按流量计费。适用于小型企业、网吧等数据量比较大的用户，类似于传统的"专线用户"。
PPPOE方式接入：用户在接入网络时要点击驱动程序以发起连接，与窄带拨号用户类似要输入用户名和密码（但是没有电话号码），计费一般采用计时或者包月制。在PPPOE方式中，IP地址可以动态分配，大大提高IP地址的利用率，缓解地址紧张的压力。而且，采用PPPOE的方式，可以较好地解决多个用户共享一线ATUR时的认证、授权、计费问题。类似于传统的"拨号用户"。

图3 ADSL的用户管理

　　一般情况下，对xDSL等宽带接入，网络的汇聚层需要有宽带接入服务器，如ZXE10-UAS。UAS完成用户接入协议的转换，提供优越的性能快速处理用户数据，不会成为网络瓶颈。实现用户的鉴权、授权、计费功能，能够兼容现有的RADIUS服务器，无需重复投资。UAS的引入，将方便地开展差别服务、多业务选择，宽带业务端口批发、虚拟ISP、VPN等业务，将宽带网络提升为智能化、可管理的网络--Smartnetwork。

　　目前，很多地市ADSL宽带接入用户采用了包月制的计费方式。我们认为，在宽带推广的初期，采用包月制，极大地刺激用户市场，在快速抢占宽带用户市场时的确会带来直接效应。但是，从长久的网络发展来看，运营商追求的不应是用户数量的多少，而是网络的效益、利润的最大化。因此，通过UAS区分服务和构筑资费策略，将会使运营商很好地受益，使网络向着良性的方向发展。

　　ZXA10-ADSL宽带接入系统，配合ZXE10-UAS，以其良好的设计思路、优越的性能，针对用户VC或者PPP session级的流量控制，提供QoS保障，实施客户个性化服务，构建多样化的资费结构，开展灵活强大的业务，从而帮助运营商从服务质量上真正取得宽带接入市场的竞争优势。

　　四、ZXA10-ADSL的应用

　　ADSL，作为宽带接入的一种手段，是目前电信运营级、基于大量存在的用户双绞线的、最成熟的接入技术。

　　严格讲，ADSL并不是一种非常完美的技术，最高下行带宽只有8Mb/s，而且随着传输距离的增加，速率降低。但是，ADSL的技术特点满足目前大多数宽带业务需求，作为一种基于双绞线的技术，它的应用，将极大地延长双绞线的寿命。光纤到用户，应该说，在相当长一段时间内还是不现实的。五类线的确具有很多优势，但是，双绞线技术对比五类线技术产品，在工程实施、线路建设成本、线路维护、家庭布线、快速独立开通等方面，都具有很强的优势。同时，双绞线作为运营商目前最丰富的入户资源，在开拓宽带市场的初期，无疑是很有战略意义的。

　　没有任何一种技术会永远完美，关键是判断它是否能够适应网络的需求，开拓市场，带动业务的增长，从而促进技术的新一轮发展。如果答案是肯定的，那么，它就是一种完全能够被运营商验证的优秀技术。ZXA10-ADSL，完全能够胜任，成为运营商发展宽带用户市场的首选，成为运营商开拓宽带市场的敲门砖。

　　针对宽带网络的接入层，依据电信运营的特点，可分为两种应用模式：端局应用和园区网应用。

　　1. 端局模式

图4 端局模式

　　ADSL局端设备DSLAM放在端局，主要面向分散的用户。这种模式的特征是，最终用户之间是完全独立的，接入带宽、权限等策略各不相同，彼此不存在数据的大量交互，彼此之间必须保证隔离，而且用户申请和开通具有单独性和随机性。

　　ZXA10-ADSL，采用目前现有的双绞线，无需线路改造，快速开通，只要用户申请，经过对这个用户电话线的线路测试后，在端局进行跳线，用户端增加ATUR和外置语音分离器Splitter，即可快速便捷地开通，在同一根入户双绞线上，同时实现普通的POTS业务和高速的宽带数据业务，而且两者互不干扰。

　　用户端设备ATUR基于PVC与上级设备互联，用户之间相互隔离，具备独立的接入策略，保证了散户的接入特性，方便业务的实施。ZXA10-ADSL充分考虑了用户的特殊需求，个别特定用户需要大量数据交互时，可以在DSLAM处设置VC交叉实现，而无需全部推到上级网络，节约网络资源，ATURA支持8条PVC。

　　ADSL接入用户策略管理、认证、授权、计费、多业务选择、VPN等都由汇聚层的UAS来完成。

　　值得一提的是，目前宽带接入的技术很多，如果用户需要大量的数据交互，而且要基于普通双绞线，我们推荐可以采用ZXE10-HPNA（HomePNA产品）、ZXE10-EDSL产品来建设宽带接入网，其业务实现更加合适。

　　2. 园区网模式

　　园区模式，主要针对信息化小区、宾馆、商务楼、企业网、校园网等，最终用户相对集中，而且关系较为密切。而业务开通方式，往往是由园区网作为一个大客户，统一接入公众网络。

　　针对园区网的特点，如果有综合布线的园区，可以采用基于五类线的技术来组建园区网（在此，我们不再讨论以太网技术、HomePNA、EDSL等技术在园区网的具体应用）。但是，大多数已建园区和没有综合布线的园区，仍可以采用ADSL的方式组建园区网。

　　（1）方式一：ADSL模式

图5 采用ADSL方式组建园区网

　　此方式中，网络结构与端局模式很类似。不同的是，DSLAM放置在园区网的中心，可根据园区的用户规模，选择合适的DSLAM，较大的园区甚至可以多级DSLAM综合组网，以实现最佳覆盖效果。

　　园区中心到用户之间，采用双绞线传输，每个用户独享一线ADSL，用户端需要ATUR，楼层仅仅需要配置配线架。在此方式中，用户具有较高的接入带宽、服务质量和良好的独立性、隔离性。

　　用户侧一线入户，能够同时实现普通POTS业务和高速的数据业务。

　　用户的接入策略管理和认证、授权、计费，可以全部交由汇聚层的UAS宽带接入服务器完成（当然，也可以在园区网中心根据用户规模放置一台低端UAS），提供园区用户的管理。这种集中管理的方式，简化园区的设备维护和管理，而且降低园区网的建设成本。

　　(2) 方式二：ADSL＋LAN

图6 采用ADSL+LAN方式组建园区网

　　为了降低宽带接入的每线成本，可以使多个用户共享一线ADSL。此时，DSLAM放置在园区中心，ATUR和Switch（甚至是HUB）放置在楼层中，用户终端无需终端，园区中心到楼层，采用双绞线，而楼层到用户采用五类线，仅需改造入户部分的线路。

　　这种方式，ADSL部分无需将语音和数据承载在一起。但是，考虑以太网技术只用了五类线8芯中的4芯，可以在楼层设备的配线架上，将从PSTN交换机来的一对语音双绞线与数据的四芯双绞线打在一起，通过一根五类线入户，然后再剥离不同的线对，实现各自业务，但实施比较复杂。

　　用户可以采用PPPOE的接入方式，尽管多个用户共享一个ATUR（可以只设置一条PVC至UAS），但是每个用户建立各自的PPP session，可以独立认证、授权、计费。这种方式的缺点是，多个用户共享一线ADSL，速率受到一定的限制。

　　(3)方式三：ADSL＋HomePNA

图7 采用ADSL+HomePNA方式组建园区网

　　与方式二类似，也是为了降低ADSL的用户成本。不同的是，入户仍采用双绞线，采用ZXE10-HPNA产品。此时，多个用户通过HomePNA复用，共享一线ADSL。

　　园区中心设置DSLAM，楼层设置ATUR和HPNA MUX（HomePNA局端复用器），用户端需要HomePNA终端。园区中心到楼层采用双绞线（ADSL技术），楼层到用户仍采用双绞线（HomePNA技术）。全程基于双绞线的传输，完全无需线路改造，尤其是入户仍采用双绞线，不会涉及"室内二次装修"的问题。

　　ADSL部分无需综合语音信号，可通过HomePNA实现一对双绞线入户，同时实现语音业务和数据业务。

　　(4) 方式四：LAN＋ADSL

图8 采用LAN+ADSL方式组建园区网