DSLAM现状及其发展趋势

发布: 2010-10-20 13:16 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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邹辰　华中科技大学

　　摘要：文章对数字用户局端设备（DSLAM）的现状及其发展进行了研究分析，首先将 DSLAM系统划分为线路部分、交换内核和上联接口3个部分，然后阐述了3个部分的工作原理和相互关系，着重分析了不同种类DSLAM的区别和应用场合，文章最后对数字用户环路(DSL)的前景进行了预测.

　　关键词：宽带接入网；数字用户局端设备；数字用户环路

1DSLAM简述

　　当前，Internet网络迅猛发展，个人及商业用户对宽带接入的需求不断增长.在当前几种宽带接入技术中，数字用户环路（DSL）技术因能充分利用现有铜线资源，使用户独享稳定带宽，保密性好，性能日趋成熟，已成为宽带接入的主流手段,设备制造商纷纷推出各种各样的局端设备，以满足不同运营商的需求.

　　DSL局端设备一般称为数字用户局端设备（DSLAM），容量上有大有小，结构有堆叠的和插板的.从技术上讲，DSLAM都是由线路接口、交换内核、上联接口和网管4部分组成.

　　DSLAM线路接口的作用是调制解调，把一般的电话线路转换成高速的数字传输通道，其种类主要有单线对高速数字用户环路(SHDSL)、非对称数字用户环路(ADSL)和甚高速数字用户线(VDSL)，其各自的特点如表1所示.

2FEC技术

　　在SDL中ADSL的用户占大多数.DSLAM线路接口直接与用户的DSL modem相接，它的性能好坏直接影响用户的信心和制造商的声誉.下面以ADSL为例，讨论一些用户比较关心的问题.首先是交织路径和快速路径的问题，这个问题是一个前向纠错（FEC）技术问题.FEC是一种极重要的错误控制技术，这种应用在调制解调器上的技术比循环冗余校验（CRC）更重要也更复杂，CRC只能用来做数据的核对检查，FEC则除了具备上述功能外，还拥有数据校正的能力，可以保护传输中的数据避免遭受噪声及干扰.一般是将大约是传输数据的几个百分点的冗余，经过复杂的演算和精确的编码后，插进传输的位中，接收端可以检测并校正传输中的多位错误，而不必再进行重传操作，这种技术在实时传输中的运用尤其重要，例如视频会议等，因为实时传输是不可能重传的.FEC为一种编码增益的概念，在DSL中，合理的编码增益在误码率（BER）为10-7时约为3 dB，也就是说FEC可以增加信道的带宽.ADSL芯片组设计厂商常用的FEC系统有ReedSolomon及Convolution两种状态的编码法.当用户选择快速路径，也直接选择了FEC，但DSL在数据传输中常会发生一长串的错误，FEC较难实施这种长串错误的校正，交织作用通常介于FEC模块与调制模块之间，将一个代码字平均展开，这种展开的动作同时将储存在数据中的长串错误也展开了，经过展开以后的错误才能由FEC来处理.解交织的作用则是将展开的数据还原.交织路径延时大，纠错能力强；快速路径延时小，纠错能力有限，建议用户在线路速率为2 Mbit/s以下时，选择交织路径.

3为什么还要ISDN

　　关于综合业务数字网(ISDN)的问题，很多人会问既然选择了ADSL，为什么还要ISDN?ISDN用户一般使用数字话机，数字话机的高保真和众多增值业务，深受用户喜爱.大家都知道4 kHz的基频信号为模拟声音频率，25～200 kHz之间约175 kHz的基频为ADSL上行带宽，200 kHz至1.1 MHz之间的900 kHz的基频则为ADSL下行带宽，这样划分普通模拟电话和ADSL没有冲突，但ISDN的带宽在50～90 kHz.为了ISDN能很好的over到ADSL上，ITU在G.992.1的附录B中建议了ISDN over ADSL的频段划分，即90 kHz的基频信号ISDN占用频率，138～276 kHz之间的基频为ADSL上行带宽，276 kHz～1.1 MHz之间的基频则为ADSL下行带宽，显而易见PSTN over ADSL和ISDN over ADSL是不能兼容的，用户需注意选择不同的线路盘和分离器.

4传输距离和速率

　　传输距离和速率的问题是用户最关心的，也就是常常提到的开通率问题.理想的情况是普通电话能开通的地方，DSL也能开通，但是由于技术水平和线路情况复杂，往往达不到这个目标.目前随着芯片技术的日趋成熟，线路部分性能的好坏主要取决于分离器件的精度和布板水平的高低，在2 km以内，一般制造商都能达到下行2 Mbit/s、上行512 kbit/s的用户要求，2.5 km以上将会区分出优秀制造商和一般制造商的区别,烽火通信是国内最早提出接入网概念的厂商之一,在用户双绞线上有多年资深的研究，可以满足用户各种各样的需求.

5交换内核和上联方式

　　线路接口发送的高速数字信号由交换内核提供，交换内核主要起复用和解复用的作用.传统的DSLAM交换内核采用ATM交换，最近有一些厂商推出了IP交换内核的DSLAM，这两种交换内核各有优缺点，ATM内核的优点是能对用户带宽进行有效的控制，对不同的用户提供不同的QoS保证，线路接口盘技术简单.缺点是ATM本身发展缓慢，标准只制定到622 Mbit/s，运营商的ATM网也覆盖不广.IP内核的构架是ATM信元在线路接口盘终结，IP内核进行以太交换，优点是带宽宽、分散设计和组播能力强.缺点是线路接口部分复杂，成本高，并且具有以太网的一切缺点.当上行带宽有限时，建议采用ATM内核加IP上联的方式.

　　IP交换内核的DSLAM上联方式比较单纯，一般是GE或多个FE.

　　ATM交换内核的DSLAM上联方式有IP、ATM和IMA等很多种，最典型的是ATM方式上联，因为ADSL技术中的基本信元是ATM信元.但国内的ATM网不是很健全，很多地方没有ATM节点，随着用户的需求出现了IP上联口，就是100 Mbit/s以太网口，甚至千兆以太网口，通过电或光的方式连至二、三层交换机、路由器或BAS.IP上联方式的出现使DSLAM的布局更加灵活，大大促进了ADSL技术的应用.IP上联的实现原理是：当DSLAM收到一个以太包后，利用RFC1483实现对以太包的封装,然后经ALL5的适配，变成48字节的整数倍，再加上5个字节的ATM帧头，发送到ADSL线路.CPE端用户IP用的数据在CPE端被打成ATM信元经过ADSL线路传送到DSLAM后,DSLAM将ATM信元还原成IP数据包;通过100 BaseT接口连接到IP网.整个过程中，用户出口是IP包，DSLAM出口也是IP包，ATM信元被内部终结.

　　设备提供商在实现IP上联时，有偏软和偏硬两种.当使用软件方式实现时，一般选用功能强大的处理器，完成IP包和ATM信元的互换.这种方式的优点是灵活性好，附加功能多，可将NAT协议做进去，甚至完成接入服务器的功能，缺点是抗广播风暴和非法攻击能力差.用硬件方式实现时，一般选用FPGA完成IP包和ATM信元的互换.这种方式的优点是，转发效率高，抗广播风暴和非法攻击能力强.缺点是功能单一，仅仅完成转发.

6DSLAM的发展趋势

　　一直以来，不少人认为DSL是宽带接入技术中的过渡技术，其实任何技术相对新技术都是过渡技术，DSL技术由于它本身适应现有网络的特点，将会继续发展.ITUT新建议G.992.3,对ADSL的频谱进行了重新规划,提高了ADSL的上下行线路速率，下行最高可达16 Mbit/s.以后SHDSL、ADSL和VDSL的界线将会模糊，业务的对称性将会被重视.一些建议还规定了终端和局端的通信规程，用户终端将不再是网管中的盲区，线路测试功能和部分BAS功能将被提供.交换内核无论采用哪种方式，大容量、高交换效率将是方向.上联接口将越来越丰富，出发点都是为了方便用户，强大的组网能力和灵活的级联方式是上联接口的发展动力.

　　现在是应用为王的时代，技术无好坏之分，只有应用场合的不同.DSL能否成为宽带接入的王者，需要机遇，需要技术创新，更需要应用的支持.

参考文献

［1］肖丹.ATM互连网络技术及应用[M]. 北京：人民邮电出版社，1998.

摘自　北极星电技术