基于两种通信体系的ADSL技术分析

1 前言

　　ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）作为由窄带接入网到宽带接入网过渡的有效电缆改造设备，近年在欧美等国发展迅猛。此发展有其必然性。在市场驱动方面，它得益于Internet网络的高速增长。网上浏览和查询业务急剧膨涨，使得用户对高速宽带的呼声日益高涨，ADSL概念的提出，恰好迎合了市场的需求。同时，使得在Internet网络中骨干是ATM而接入采用ADSL的方案得以顺理成章；在技术原因方面，由于ISDN技术和高速Modem仍基于对称传输，在性能价格比上有一定劣势，而且速率限制是主要发展障碍。同时ISDN技术驱动市场的挫折给ADSL技术市场留下极大的缝隙[1]。

　　减轻电话网的负荷是导入ADSL的一个重要原因。在相当多的地区，其市内电话用户拨号上网，不少拨号用户长时间一直与Internet相连，占用ISP服务器端口，使用户交换机过负荷运行。采用ADSL技术则可通过分离器将话音和数据分别送入电话交换机和Internet，从而抑制了Internet业务量流入电话网。这也是目前接入网发展的重要优势，实现业务的分流。

　　我国目前共有3亿多的用户线装机容量，实际用户2.4亿多线的PSTN电话网中，其中60%用户线长度<2.6km ，ADSL潜在用户量巨大。市场上的反应说明，ADSL已经以压倒性的优势超越了前几年曾经热门的ISDN。最新资料表明，宽带ADSL的用户数已经达到1500万户，特别是随着基于G.lite系统的性能价格比提高，ADSL宽带数据接入系统会进一步普及到用户端。鉴于ADSL具有上述优势，能够利用ADSL的用户约占15%-30%。

　　ADSL技术作为实现宽带接入的解决方案，在现阶段具有广阔的应用前景。在对ADSL接入网进行设计规划时，应从多方面综合考虑。其中包括：投资回收周期；支持的业务类型；操作的简便有效性；对现有的网络设施的改动大小；对服务质量的要求；网络升级等多方面。

2 ADSL接入网的网络结构

　　从网络构成方式和传输模式上看，ADSL接入网有两种类型：一种是基于计算机网络的IP Over ADSL方式，一种是ATM Over ADSL方式。

2.1 IP Over ADSL系统

　　 IP Over ADSL系统的网络结构

　　在该结构中，ADSL局端设备具有集中功能，一块ADSL局端用户板上通常有四路用户。ATU和ADSL局端用户板都具有网桥的功能，PPP（Point to Point Protocol）链路起始于ATU，终止于ADSL局端用户板，因此，ADSL局端设备具有接入服务器的功能。ADSL局端用户板通过以太网交换机交换集中后接到路由器上，再到本地宽带网上。接入网通过局域网交换机的10Base-T接口进行网络管理。在用户端，ATU通过10Base-T口与PC（Personal Computer）机的网卡相连。SNM为交换网络管理模块。

2.2 基于ATM Over ADSL的网络结构[2]

　　下面介绍两种基于ATM Over ADSL的ADSL接入网网络结构，即PPP模式和L2TP模式。

2.2.1 PPP模式

　　PPP（Point to Point Protocol）的概念：PPP协议广泛应用于拨号上网中，PPP的帧格式在RFC 1661中定义。PPP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。PPP由两部分组成，其一是链路协商阶段，称为链路控制协议-LCP（Link Control Protocol）；其二是网络协商阶段，称为网络控制协议-NCP（Network Control Protocol）。

　　在PPP中用到两种重要的认证协议，即PAP（Point to Point Authentication Protocol）和CHAP（Challenge Authentication Protocol）。PAP或CHAP协议的执行在LCP和NCP协商之间。当LCP、PAP或CHAP和NCP协议依次执行完后，PPP可以在链路两点之间对上层协议封装打包传送。

2.2.2 L2PT模式

　　 L2PT的概念：PPP提供了一种管理两点间会话的有效方法，但是，PPP的一个缺点是没有地址机制，所以两点间的一条逻辑连接只能有一条PPP，即一组PPP不能在同一条逻辑信道上传输。隧道（Tunneling）方法可以做到这一点。

　　 隧道是指这样一条逻辑信道，在这条逻辑信道上，可以传输一组会话，而这些会话通常是单独在一条逻辑信道上传输。三种最常用的隧道技术是PPTP（Point-to-Point Tunneling Protocol）、L2F（Layer Two Forwarding）和L2TP（Layer Two Tunneling Protocol），其中，L2TP是PPTP和L2F的升级，将取代它们。

　　L2TP通过在隧道的一端对每一条PPP会话分配一个号码以对不同的PPP加以区分，然后对这些PPP会话进行复用。

　　在LAC（L2PT Access Concentrator）和LNS（L2PT Network Sever）之间只有一条逻辑信道。这样，对于ATM网络来说，一组PPP链接只需要分配一条PVC，对于帧中继来说，一组PPP链接只需分配一个数据链路连接标识（DLCI）。

3 两种类型ADSL接入网的特点

3.1 基于IP Over ADSL系统的特点

　　 　　基于计算机网络方式的ADSL接入网是基于IP的宽带多媒体信息网，提供IP业务，主要包括高速Internet接入、远程办公、远程LAN互联等。由于不是基于ATM的，不适合提供实时性比较强的业务，如视频点播。但在Internet高速发展的今天，基于IP的业务已经是人们的最大需求，因此，基于计算机网络方式的ADSL接入网结构是符合目前市场需求的。

　　该系统结构的缺点是系统扩容不太方便，扩容时需要很多以太网交换端口。 总而言之，在ADSL接入网建设的初期，从价格、市场需求、建设周期、对现有设备兼容性等角度出发，ADSL宽带接入网的网络结构采用基于计算机网络的IP Over ADSL方式是一种较好的过渡方案[3]。

3.2 基于ATM Over ADSL 的特点

3.2.1 PPP模式

　　采用PPP Over ATM协议具有很多优点，主要包括：

　　a）通过一个建立和释放的会话过程，可在业务管理平面实现精确的计时和计费功能；

　　b）可通过NCP协议对用户进行动态地址分配；

　　c）可通过PAP、CHAP等协议进行用户识别、鉴权；

　　d）不需要对现有的ISP结构进行改造；

　　e）可支持各种网络层协议，如IP、IPX、APPLE Talk等，从而灵活地支持各种网络业务和应用。

3.2.2 L2PT模式

　　L2PT除具备PPP的所有特点外，还具有如下自身的特点：

　　a）如果NSP与接入网之间是通过ATM相连，那么，对于一组PPP，只需分配一个PVC或SVC；

　　b）建立了端到端的PPP连接，网络安全性更好。

4 结束语

　　总之，ADSL和ATM的技术结合主要有以下几方面优势：

　　1. ADSL在初始化过程中根据信道的传输特性确定承载信道的传输速率，ATM可根据ADSL的速率合理分配资源；

　　2. 由于核心网一般采用ATM，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，同时也可以和其他类型广域网接口；

　　3. 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；

　　4. ATM作为承载多种业务的平台，可为用户提供多种业务，包括飞速发展的IP业务；

　　5. 在ADSL上采用ATM信元格式传送，可以享受ATM技术带来的一些优点，如服务质量（QoS）好等；

　　 6. 便于将来VDSL取代ADSL。

　　ATM的缺点就是连到桌面比较困难，网络改造和ATM本身成本较高。

　　所以，基于两种ADSL接入，可以充分利用两者的长处，充分发挥现有电话线的潜能，向普通用户提供一种成本更低、速率更高和QoS更好的宽带业务。

参 考 文 献

[1] Walter Goralski，刘勇（译）. ADSL和DSL技术. 北京：人民邮电出版社，2000：123~124.

[2] 赵慧民,张光昭,余顺争. ATM over ADSL接入网关键技术的研究. 中山大学博士论文集，2001：4

[3] Walter Goralksi. ADSL && DSL technologies. New York Osborne/McGraw-Hill，2002：2

----《中国数据通信》