xDSL技术及其发展——中国电信北京研究院(1).ppt

1,xDSL技术及其发展中国电信股份有限公司北京研究院,目录,第一代ADSL技术 新一代ADSL技术 ADSL组网与认证 IP-DSLAM实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,第一代ADSL技术,ADSL（非对称数字用户线）是一种传输技术，通过特殊的调制方式,实 现在普通电话线上传输数据业务。第一代ADSL技术基于ITU-T G.992.1标准，采用DMT（离散多音）调制 方式，将话音以上的频段分成若干个子载波，对每个子载波进行QAM（正交幅度调制）调制形成一个子信道。将话音以上的频段（26kHz1.104MHz）用于传送上、下行数据业务，理论上其最高上行速率可达640kb/s以上，最高下行速率可达6Mb/s以上。ADSL属于物理层技术，就第一代ADSL而言，其支持的数据链路层封 装为ATM。,第一代ADSL技术,Modem：在用户端和局端提供协议转换和数据封装功能。DSLAM：数字用户线接入复用器，对来自多个ADSL用户的业务进行汇聚和复用。话音分离器：在用户端和局端完成话音、数据的分离。,ADSL系统实现原理,第一代ADSL技术,ADSL数据封装格式,IP PPP PPP PPPoE PPPoA Ethernet RFC1483 EthernetRFC 1483ATM AAL5ADSL,PPPoE,PPPoA,RFC 1483B,RFC 1483R,第一代ADSL技术,使用习惯上与原来MODEM或ISDN拨号基本一致，需要输入帐号和密码进行认证。用户终端需安装PPPOE客户端软件，由用户发起PPPOE会话，终结于BAS设备，通过BAS和Radius服务器，实现对用户的认证、授权、计费。可提供基于时长、流量、限制包月等的计费方式。采用PPPoE虚拟拨号方式，用户IP地址在认证通过后动态分配。PPPoE虚拟拨号方式适用于个人用户。,ADSL接入方式之一：PPPoE虚拟拨号方式,第一代ADSL技术,采用RFC 1483B方式接入，跟IP专线接入方式一样，为用户分配规定IP地址，不存在“拨号”过程。通过BAS设备实现对专线用户的安全性验证。可提供基于流量、等级包月制等计费方式。可以开展拨号VPN、专线VPN、企业IT外包、业务批发等多种业务。ADSL专线接入方式适用于商业用户。,ADSL接入方式之二：专线接入方式,8,第一代ADSL技术小结,第一代ADSL技术基于ITU-T G.992.1标准，采用DMT（离散多音频）调制、ATM传送模式，在普通的电话铜缆上，不影响窄带话音业务的同时，为用户提供上、下行非对称的宽带数据业务，最大下行速率不低于6Mb/s，最大上行速率不低于640kb/s;理论上第一代ADSL技术的最大下行速率可达8Mb/s，最大上行速率可达1.5Mb/s;经验表明，第一代ADSL技术在0.4mm线径的电话铜缆上、3km距离范围内使用，一般能够保证较好的传输性能。,9,第一代ADSL技术发展所存在的问题,汇聚ADSL的局端设备（DSLAM）的ATM网络资源不足。线路质量、串扰等影响ADSL的传输性能。ADSL传输线路、用户端设备的维护问题，特别是故障定位问题难以解决。BRAS设备的较高成本和性能瓶颈问题。部分地区用户太远超过ADSL的覆盖范围。,10,ADSL技术发展趋势,IP-DSLAM成为DSLAM设备的主流上联方式，其应用逐步推广；第一代ADSL技术（G.992.1）向新一代ADSL（ADSL2/ADSL2+）技术演进。,目录,第一代ADSL技术新一代ADSL技术 ADSL组网与认证 IP-DSLAM实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,12,ADSL2技术,ADSL2是在第一代ADSL的基础上发展起来的，ADSL2的标准ITU-T G.992.3于2002年6月通过；ADSL2支持的最大下行速率不低于8Mb/s，最大上行速率不低于800kb/s；ADSL2的频带划分和调制方式与第一代ADSL相同，由于调制效率的提高，理论上其最高下行速率可以达到12Mb/s，最高上行速率可以达到1.2Mb/s左右。,13,ADSL2+是在ADSL2的基础上发展起来的，ADSL2+标准ITU-T G.992.5初稿于2003年1月通过；ADSL2+支持的最大下行速率不低于16Mb/s，最大上行速率不低于800kb/s；与ADSL2相比，ADSL2+频谱加倍，从1.104MHz扩展到2.208MHz，支持的子载波数达到512个，所以其下行速率大大提高，理论上可达到25Mb/s，上行速率与ADSL2相同。,ADSL2+技术,14,ADSL2/2+频谱,15,ADSL2与ADSL2+比较,ADSL技术的发展走向,第一代ADSL技术,新一代ADSL技术ADSL2+,17,新一代ADSL(ADSL2/2+)技术突出特点,传送能力更强 线路诊断能力更强 增加了节能特性 应用范围更广 其它方面,新一代ADSL技术的突出特点（续）,传送能力更强,更高的速率 更远的传输距离 支持动态速率适配 支持多线对速率捆绑,新一代ADSL技术的突出特点（续）,线路诊断能力更强,ADSL2/ADSL2支持双端测试功能，只要局端（CO）与用户端（CPE）能够训练成功，即使不能进入SHOWTIME阶段，也能直接通过网管获得下列一些线路参数：,新一代ADSL技术的突出特点（续）,增加了节能特性,第一代ADSL的收发器永远工作 在最大功率模式下；ADSL2/2+增加了L2、L3两种低功率管理模式；ADSL2/2的局端、用户端设备都具有Power Cutback功能，范围为040dB；而第一代ADSL则只有局端设备才具有Power Cutback功能，且最大范围只有12dB。,新一代ADSL技术的突出特点（续）,应用范围更广,新一代ADSL技术的突出特点（续）,其它方面,增强了互通能力 支持快速启动模式 更稳定的运行能力和良好的频谱兼容 能力,新一代ADSL技术发展现状,目前能支持的标准情况高下行速率与普通ADSL终端的互通动态速率适配（SRA）对时延的配置,目前还不能支持的标准内容 扩展上行带宽的应用（2005Q1）多线对速率捆绑（不确定）DELT和SELT功能（2005Q1）L2和L3功率管理模式（2005Q1）全数据业务模式（2005Q1）对BER的配置（2005Q1）快速启动（2004Q4）对帧开销的编程（2004Q4）,新一代ADSL技术发展建议,新一代ADSL技术将以ADSL2+技术的形式得到推广和应 用，在现网应用和试验中应尽量选用ADSL2+技术。在目前ADSL2+技术不完全成熟的情况下，仍不宜大规模使用，建议就ADSL2+技术在现网设备中积极试验和试用，解决不同厂家终端设备与局端设备间的兼容性和互通问题、积累运营经验。对于第一代ADSL难以覆盖的区域，可以考虑利用ADSL2+局端结合普通ADSL终端解决用户的长距离接入问题。待ADSL2+技术发展成熟，其兼容性和互通问题得到基本解决后，可以考虑以ADSL2+取代第一代ADSL。,目录,第一代ADSL技术 新一代ADSL技术 ADSL组网与认证 IP-DSLAM实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,26,IP-DSLAM,IP-DSLAM是指能提供FE、GE等以太网上联接口，具有MAC地址学习、VLAN划分、STP（生成树协议）等以太网功能，和/或认证、Radius Client、路由等三层功能的DSLAM设备；ATM内核的IP-DSLAM设备：采用ATM交换结构，在上联接口板集中终结ATM PVC后，将ATM信元适配进以太网帧；以太网内核的IP-DSLAM设备：采用以太网交换结构，在各个DSL线路板上分别终结ATM PVC、并将ATM信元适配到以太网帧，然后进入以太网交换结构。如果在以太网内核的IP-DSLAM设备上实现了内置BAS功能，则为三层IP-DSLAM设备，否则为二层IP-DSLAM设备。,ADSL典型组网方式,28,ADSL认证方式,ADSL认证方式主要有PPPoE、DHCP+WEB和IEEE 802.1x。PPPoE是目前中国电信宽带接入的主要认证方式。,PPPoE协议栈ATM上行,SDH,BAS,PC,ATU-R,DSLAM,Network,PHY,Ethernet,PPPOE,PPP,IP,PHY,Ethernet,ADSL,ATM,SAR,AAL5,LLC/SNAP(1483),Ethernet,ADSL,SDH,SDH,ATM,ATM,SAR,AAL5,LLC/SNAP(1483),Ethernet,PPPOE,PPP,IP,ATM,ATM,BAS,PC,ATU-R,DSLAM,ATM网,ATM,SDH,ATM,ATM上行的PPPOE封装,BAS,PC,ATU-R,DSLAM,IP网,IP,PHY,Ethernet,PHY,BAS,PC,ATU-R,DSLAM,Network,PHY,Ethernet,PPPOE,PPP,IP,PHY,Ethernet,ADSL,ATM,SAR,AAL5,LLC/SNAP(1483),Ethernet,ADSL,LVDS,PPPOE,PPP,IP,ATM,ATM,LVDS,PHY,Ethernet,ATU-C/CORE,上行接口卡,IP上行的PPPOE封装,ATM,SAR,AAL5,LLC/SNAP(1483),Ethernet,Ethernet,PHY,Ethernet,PPPoE协议栈IP上行,31,公司总部,AAA,PPPoE,ISP,CPEPPPoE,通过PPPoE实现VPDN,IP,AAA,DSLAM,汇聚设备BAS,PPPoL2TP,AAA,PPPoL2TP,LAC,LNS,目录,第一代ADSL技术 新一代ADSL技术 ADSL组网与用户认证 IP-DSLAM实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,33,MAC地址绑定,将用户PC MAC地址与DSLAM端口绑定。通过MAC地址绑定可以防止非法用户接入DSLAM，但用户PC缺乏灵活性。,ATU-R,DSLAM,IP,接入集中器汇聚设备BAS,VPI/VCI1/1,34,MAC数量限制,限制单个端口可访问的MAC地址数。MAC数量限制方式不用绑定用户PC的MAC地址，仍可以有效地防止非法用户接入DSLAM。,ATU-R,DSLAM,IP,接入集中器汇聚设备BAS,VPI/VCI1/1,1,N,3,35,基于端口划分VLAN,DSLAM,IP,接入集中器汇聚设备BAS,VLAN1,VLAN1,VLAN2,VLAN2,IP-DSLAM支持基于端口划分VLAN，且每个端口可划分为一个独立的VLAN。,36,用户端口二层隔离,DSLAM,IP,接入集中器汇聚设备BAS,VLAN1,VLAN1,VLAN2,VLAN2,同一VLAN的用户在二层实现隔离,37,用户唯一标识和定位,ATM DSLAM通过PVC反查锁定用户IP-DSLAM通过VLAN ID、端口、槽位等实现用户唯一标识和定位。,ATU-R,DSLAM,ATM/IP,接入集中器汇聚设备BAS,VPI/VCI1/1,IP、MAC地址,端口、槽位,IP、MAC地址,PVC/VLAN ID,38,其他技术,组播技术流量控制优先级控制过滤和抑制生成树,目录,第一代ADSL技术 新一代ADSL技术 ADSL组网与认证 ADSL宽带接入网实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,40,ADSL终端远程管理,终端管理目标,用户端故障定位：正确区分CPE与PC的故障，减少不必要的人工上门维护；终端设备即插即用：业务开通时，终端设备自动配置，避免人工方式的终端配置；终端配置校验：终端配置信息变更时，重新与局端配置信息保持一致；远程软件升级：特殊情况时，管理系统应能够控制终端实现远程升级。,41,ADSL终端远程管理,用户端故障定位和检测 查询终端详细信息、终端远程复位、PPPoE拨号仿真、PING测试、FTP带宽测试等。配置功能 业务参数配置、自动配置及校验等。远程版本升级 能根据业务发展需要远程控制终端完成版本升级工作。,终端管理功能需求,42,ADSL终端远程管理,承载通道Eoc通道、PVC通道封装协议TCP/IP、AAL5、HDLC管理机制HTTP、SNMP,终端管理关键技术,43,ADSL终端远程管理,承载通道比较,EOC通道：利用物理层EOC嵌入通道用于远端CPE管理信息的传输。ATM PVC：利用与业务PVC不同的链路层管理PVC实现远端CPE管理信息的传输。PVC通道成熟，适合ATM模式的DSL，但需要占用业务带宽及PVC终结。EOC通道适合少量信息传输，不占用业务带宽，不需PVC终结能力，但要解决互通和兼容性问题，工作量稍大。,44,ADSL终端远程管理,TCP/IP：可承载SNMP、Telnet、HTTP及FTP等多种管理协议，需要IP和MAC地址标识。AAL5：SNMP协议可直接封装在AAL5的ATM 链路层上，不需要额外的IP地址。HDLC：G.997.1规定，HDLC over EOC可承载SNMP，不需要额外的IP地址。TCP/IP协议灵活，但对局端和终端设备要求较高，至少支持三层IP。HDLC和AAL5实现简单，对设备要求低，但只承载SNMP。,封装协议比较,45,管理协议比较,46,实现方案1：HTTP over IP over PVC,管理协议：HTTP 封装协议：TCP/IP 承载通道：PVC 方案优点：实现简单，工作量少，适合具有HTTP本地管 理功能的各种类型终端设备。方案缺点：与网管界面不统一，对终端管理协议栈要求 高，无法达到即插即用及动配置校验，可扩展性差。,47,实现方案2：SNMP over AAL5 over PVC,管理协议：SNMP 封装协议：ILMI接口协议 承载通道：PVC 方案优点：可实现集中统一管理、统一界面，对终端 管理协议栈要求低，可实施网管策略实现即插即用及 自动配置校验，可扩展性好，符合目前电信管理需求。方案缺点：网管实现复杂，需定义统一MIB，局端需实 现PVC终结。,48,实现方案3：SNMP over HDLC over EOC,管理协议：SNMP 封装协议：HDLC 承载通道：EOC 方案优点：可实现集中统一管理、统一界面，对终端 管理协议栈要求低，可实施网管策略实现即插即用及 自动配置校验，可扩展性好，符合目前电信管理需求。缺点：网管实现复杂，需定义统一MIB。,49,中国电信远程终端管理技术方案建议承载通道,双通道模式：要求终端同时支持EOC和PVC管理通道，局端设备支持其中的一种。,终端双通道协商机制：终端上电启动时，分别通过EOC和PVC管理通 道向局端设备发送冷启动 Trap报文，随后并进入正常启动状态。当 终端从EOC管理通道或者PVC管理通道的任意一个通道上接收到 来自局端设备的SNMP报文时，该接收通道即为管理通道。此后，终端设备可通过该管理通道响应来自终端管理系统的SNMP报文。,50,中国电信远程终端管理技术方案建议管理机制,兼容双通道方案：SNMP over AAL5 over PVC/SNMP over HDLC over EOC+HTTP over IP over PVC采用标准的SNMP协议及简化的协议交互机制实现常用MIB库功能和自动配置校验功能，保证对终端的主动控制管理能力。MIB库功能：ATM链路层、DHCP和NAT开关、IP地址管理等，PPPoE/PING/FTP配置、自动配置校验、终端详细信息查询等。,51,中国电信远程终端管理技术方案建议管理机制（续）,PING/PPPoE/FTP数据通道通过SNMP按需建立。HTTP作为辅助手段实现对非常用功能的管理并作为预留管理通道便于未来终端的发展。需要HTTP连接时，通过SNMP建立HTTP管理通道的连接；关闭HTTP连接时，应断开HTTP管理通道的连接。HTTP具体实现方式不作规定，可由设备厂家自己确定。,52,ADSL自动测试系统,快速的用户线缆选用准确的故障定位自动的线路定期维护集中的用户故障受理,系统功能,53,ADSL自动测试系统框图,ADSL测试设备：完成各项指标的测试，分外置测试设备和内置DSLAM测试板。ADSL测试服务器：负责对ADSL测试设备的控制和对测试结果的分析。DSLAM设备：内置抓线矩阵，通过测试总线与测试设备相连。,54,ADSL自动测试系统构建方案一,ADSL测试服务器内嵌于ADSL网管系统。内嵌测试服务器通过网管通道控制所有与DSLAM相连的设备，包括测试总线。测试设备通过测试总线和TL1通信接口与DSLAM相连，测试总线实现对ADSL用户线的自动抓取。,测试服务器内置于网管系统,55,ADSL自动测试系统构建方案二,ADSL测试服务器独立于网管系统之外。测试服务器通过网络与测试设备相连。测试设备通过测试总线与DSLAM相连，测试总线实现对ADSL用户线的自动抓取。本方案中，测试总线既可由网管控制，也可由测试服务器控制。,测试服务器独立于网管之外,56,系统测试功能,IP层PING测试,PPPOE仿真拨号测试,ADSL链路激活及连接参数检测,分离器、MODEM监测,宽窄带电气性能测试,MODEM,分离器,电话,DSLAM,BAS,IP-WAN,测试设备,ADSL链路激活及连接参数检测,内侧,外侧,网络拓扑,测试功能,MDF,目录,第一代ADSL技术新一代ADSL技术 ADSL组网与认证 IP-DSLAM实用技术 ADSL运维 其它DSL技术及其发展,58,VDSL技术,甚高速数字用户线VDSL技术基于ITU-T G.993.1标准，利用普通电话铜缆，能够在保持话音业务的同时提供高速数据业务。VDSL使用0.138-12MHz频谱，能够在中短距离内实现比ADSL更高的传输速率，基于PTM传送模式的EoVDSL技术在近距离范围内与ADSL技术和基于五类线的以太网接入相比具有一定的潜在优势。能根据不同的业务需求提供更为灵活的传输能力，包括短距离高速非对称业务和中等距离的对称或接近对称业务：在近距离（几百米范围内)，上下行最高速率可达26Mb/s和52Mb/s，在1公里左右可以支持10Mb/s上、下行对称速率。,59,VDSL频谱,ITU-T四波段频谱,60,VDSL频谱,下行,上行,话音,4kHz,138kHz,3.75MHz,8.5MHz,12MHz,下行,我国三波段频谱,61,VDSL技术发展现状,基于PTM传送模式的EoVDSL（Ethernet over VDSL）技术近年来得到广泛关注，基于QAM调制、EoVDSL方式的VDSL设备已在一定范围内商用；DMT技术理论上性能比QAM好，但实现上较为复杂，功耗较高，目前商用化设备很少；ANSI、IEEE已将VDSL的调制方式定为DMT，ITU-T对VDSL的调制方式争论还较大；目前VDSL技术发展还不完全成熟、设备成本还有待降低，截止2004年1月中国电信VDSL用户数大约5万。,62,VDSL技术发展趋势,2004年5月ITU-T宣布计划推出的支持单一DMT调制的VDSL2标准将是VDSL技术的发展方向。VDSL2将借用ADSL2/2+现有成果，并结合ADSL2/2+和先前推出的VDSL标准的优点，发展成为一种可支持多种业务和应用且能与ADSL2+兼容的DSL接入技术。VDSL2标准的推出将使ADSL/ADSL2+和VDSL最终走向融合。,63,SHDSL技术与特点,在HDSL、SDSL、HDSL2等对称DSL技术基础上发展起来的SHDSL技术，能够利用普通电话铜缆资源，为一些商业用户提供性价比较高的对称专线业务。SHDSL分为TDM和ATM两种方式，TDM方式的SHDSL技术具有E1/T1的传输性能，可用于提供N64k2M的DDN专线业务。ATM方式的SHDSL与ADSL相比，可以达到比ADSL更远的传输距离。在2km以上距离范围可提供2Mb/s对称速率。支持速率自适应，能够根据不同的线路条件实现最大传输能力。支持多线对速率捆绑，以提供更高的速率和更远的接入距离。对语言、视频及高速数据传输具有较好的支持能力。,64,SHDSL技术应用,用于实现DDN节点延伸，为商业用户提供N64k、E1专线接入业务；为中小型企业或商业用户提供商务型的增值应用；实现中小型企业或商业用户各分支机构之间的局域网互联。SHDSL的另一个主要应用是用于其它业务的延伸接入，如用于数字电路的延伸。,65,DSL技术应用建议,目前ADSL仍是主流接入手段。ADSL2+目前还不成熟，不宜规模使用，建议加强ADSL2+的现网实验，解决其兼容性和互通问题、积累运营经验。在现网设备选型中，需要考虑ADSL2+的后续发展问题。现有VDSL技术不成熟和VDSL2标准还未推出的情况下，VDSL技术的应用规模不宜过大。采用DMT调制、能与ADSL2+兼容的VDSL2将是VDSL技术的发展方向。建议加强对VDSL2标准和技术的研究和跟踪。在VDSL2标准成熟前优先发展ADSL/ADSL2+技术，待VDSL2标准和技术发展成熟后，ADSL和VDSL将走向融合，能随意根据用户需要进行频段和速率间的权衡。SHDSL技术在解决DDN节点延伸和业务长距离传输方面是一种好的方式，建议根据业务需要积极选用。,66,欢迎各位领导和专家批评指正！,