ADSL宽带接入网及其网络优化的几种方案探讨

　　本文首先介绍了ADSL技术，然后阐述了电信ADSL网络现状和发展情况，指出目前该网络拥塞状况，着重提出了几种网络优化方案，并对这几种方案进行了技术经济比较，最后简单介绍了ADSL技术的新发展ADSL2和ADSL2＋。

　　关键词　ADSL　ATM　BRAS　网络优化　ADSL2　ADSL2＋

　　1、ADSL技术

　　所谓ADSL，即非对称数字线技术，是一种标准化调制解调技术，利用现有电话线路通过数字信号处理技术提供高速宽带数据传输服务的技术。它把普通电话双绞线的频率划分三个频道：话音频道（f：0.3KHz—3.4KHz）、上行频道（f：32KHz—134KHz）和下行频道（f：181KHz—1100KHz）。话音频道用来传话音；上行频道用来传上行数据；下行频道用来传下行数据。采用非对称数字信号传送，能够在现有铜双绞线(普通电话线)上传输高达8Mbps的高速下行速率，传输距离可达3-5公里。其优点是充分利用现有市话铜缆网络资源，只需在线路两端加装ADSL设备，就可以为用户提供高速接入服务。同时ADSL的数据传输与用户的传统话音使用互不影响。因此，通过ADSL技术可以解决用户访问宽带多媒体网络快速下载的问题，建立了基于普通电话线的信息高速公路。其组网方式如下图1所示：

图1：ADSL组网方式图

　　ADSL能够支持广泛的高带宽应用服务，如高速Internet访问，telecommuting电视会议，虚拟私有网络以及流格式多媒体应用。利用ADSL技术将高速数据连接到家庭、小型企业、以及远程办公室等，ADSL宽带网络业务有：

　　（1） PPTP/PPP over ATM

　　整个网络架构可以分成三部分：

　　1) PPTP：从PC至ADSL Modem；

　　2) PPPoA：从ADSL Modem至B-RAS（宽带拨号接入服务器）；

　　3) IP转发：从B-RAS至各业务网络；

　　（2） PPPoE

　　（3） RFC1483 Bridged

　　（4） VPN

　　（5） VoDSL

　　2、电信ADSL网络

　　电信ADSL网络建设始于1998年，由于市场和技术的原因，早期网络简单，规模极小，节点容量低，覆盖面窄，主要是安装在诸如母局这样的大机楼内，设备也比较单一，大多采用美国PARADYNE公司的ADSL系列产品，该设备价格较为昂贵，为标准19英寸机架式设备，随着ADSL技术的日益成熟并形成标准，市场需求的不断增大，设备价格下降，性能不断提高，ADSL网络无论在规模上，还是在容量上都得到了质的发展，主要表现在：ADSL节点划分为汇聚点和接入点两种，使ADSL网络延伸到了接入网机房，这样使网络最靠近了用户；设备上采用多家厂商竞争（目前主要有华为，ALCATEL、中兴，NOKIA等设备），使网络成本下降，也使得了ADSL网络建设迅速发展；在容量上，随着宽带业务需求的不断增长，ADSL用户数量已经今非昔比，总规模正与窄带用户规模看齐。

　　3、ADSL目前网络拥塞状况与优化

　　电信级ADSL网络目前的网络结构一般分为两层，即汇聚层和接入层，汇聚层一般设在母局，即在机楼内；接入层一般设在接入网机房内。接入层设备先通过在汇聚层的设备，再接入ATM或IP城域网。ADSL节点一般采用两种上行方式，即IP上行或ATM上行，所谓ATM上行，是指节点设备上行链路通过ATM传输网，接入BRAS（宽带拨号接入服务器）后接入广域网；所谓IP上行，是指节点设备上行链路通过IP城域网，接入BRAS后接入广域网，目前IP上行的DLSAM节点只有一层结构，电信ADSL宽带接入网网络结构如下图2所示。

目前电信ADSL网络主要拥塞原因在于：

　　1）ATM节点交换机负担过重；电信ATM交换机主要由ADSL的业务在应用，很多ATM节点交换机已经开始满负载运转。

　　2）BRAS负担过重；早期由于ADSL用户数量较少，BRAS节点也相应建设较少，ADSL用户方要集中在几个BRAS上，随着ADSL规模越来越大，早期建设的BRAS已经出现了满负载工作，有些新建BRAS却利用不高的情况。

　　3）城域网交换机配置无法跟上ADSL用户数量发展，目前电信较常见的IP上行接入方式，主要是在城域网节点安装Catalyst2950交换机先汇聚，再接入城域网的接入层交换机或汇聚层交换机。有些Catalyst2950端口已经用完，其下面DLSAM节点的ADSL用户却在不断增长。

　　4）随着ADSL多次扩容，汇聚节点及其下挂远端接入点的ADSL用户数量总和已经超了2000个，即在一条155M的ATM链路上，ADSL用户数量已经有超过2000个，也是造成拥塞的情况之一。

　　优化方案一：接入点升级为汇聚点。由于市场发展、技术更新和网络分期建设的原因，早期有一些DLSAM接入节点是直接接入ATM网，这样，每个节点独享一条155M的ATM链路资源，这些节点中，最大容量不超200个用户(早期设备单节点容量较低)，是对ATM网络资源比较浪费一种网络结构。对于这种情况的网络优化，我们建议在这种接入节点及早改建为汇聚节点，在该节点设备上安装远程级联板，用于级联远端的接入节点，以提高ATM资源利用率，汇聚点和接入点满容量配置时，建议汇聚节点和远端接入节点总容量总不超过2000个用户，如下图3所示。

　　优化方案二：增加DLSAM节点上行链路。由于市场的不确定性，网络建设时都是按照当时市场需求及其预发展用户来建设网络的，这样就带来许多不定因素，如容量大小，网络结构等。比如，新建某一节点时，当时用户量并不多，设计时会把它作为一个接入点挂在汇聚节点下面，随着市场的发展，用户数量会增大，这个接入节点会成几倍的扩容，要是有若干个类似节点数量增大，就会造成汇聚点和下挂远端用户数量远远超过2000个，其上行链路成了瓶颈。其网络优化方案可以是增加上行链路，目前所用设备（如华为MA5100等）有些是支持双链路上行的，即增加一条汇聚节点到ATM的155M的上行链路，增加的上行链路可以是与原链路相同方向，也可以是不同方向，以增加网络的安全性，如下图4所示。

　　优化方案三：新建汇聚点。对于汇聚点和下挂远端用户数量合计超过2000个用户节点，可以再另新建一个汇聚节点，将其下挂的一些接入节点割接到新建汇聚节点上，如下图5所示：

　　其它优化：由于ADSL网络与ATM和BRAS紧密联系着，故不管何种网络优化方案，都应该与ATM网络、BRAS网络结合在一起。DLSAM节点一般都是采用就近接入方式接入ATM和BRAS，但早期ATM和BRAS节点数量较少，很多DLSAM节点都跨了许多局间中继光路接入ATM或BRAS，现在ATM和BRAS节点也经过几期工程建设，覆盖面也越来越广，建议把早期跨局接入ATM或BRAS的DLSAM节点，割接到本局或最靠近的ATM和BRAS节点上来，以节省光纤资源和减少中继距离。对于IP上行的DLSAM，由于设备供应商暂不建议二级DLSAM网络结构的拓朴，所以目前网络优化就要是在汇聚交换机上，汇聚交换机一般是以GE口上行，按每DLSAM节点有600用户计算，建议汇聚交换机端口占用数量不宜超过18个左右，目前已经超过这个数量的，应增加汇聚交换机，把一些用户割接到新增加的汇聚交换机上。另外，MSTP(多业务传送平台)和RPR(弹性分组环)等新技术的出现，使城域网在业务汇聚、扩展带宽、网络安全以及光纤资源合理利用方面有很大改进，目前很多运营商都在运用MSTP或RPR开展业务，其中包括ADSL业务，所以在新ADSL网络节点时，应考虑城域网结构发生的变化。

　　4、各种网络优化方案的比较　　　

　　5、ADSL的新发展—ADSL2与ADSL2＋

　　ADSL技术经过几年的发展，全球用户约3590万用户，占全球宽带接入用户的56.5%，2002年7月，ITU公布了ADSL的两个新的标准（G.992.3和G.992.4），即目前所提的ADSL2；2003年3月，在新一代标准的基础上，又制定了G.992.5，即目前所提的ADSL2＋，（或称为ADSL2plus）。

　　ADSL对应的标准：

　　与目前ADSL相比，ADSL2与ADSL2＋在数据速率，环路距离、节能技术、信道管理等方面都有极大改进，也应为以后ADSL网络优化一种技术手段之一。