07_DSL技術(shù).doc

第七章：DSL技術(shù)一、DSL技術(shù)概述1. 常見寬帶接入技術(shù)介紹普通撥號(hào)和ISDN雙絞線以太網(wǎng)接入有線電視HFC Cable Modem接入光纖接入無線接入電力上網(wǎng)DSL接入2. DSL簡介DSL（Digital Subscriber Line，數(shù)字用戶線路）技術(shù)是一種以銅制電話雙絞線為傳輸 的傳輸技術(shù)，它通?？梢栽试S語音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)在一條電話線上傳輸。DSL技術(shù)在傳統(tǒng)公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）的用戶環(huán)路上支持對(duì)稱和非對(duì)稱傳輸模式，解決了用戶接入網(wǎng)絡(luò)的方式。DSL技術(shù)包括ADSL、VDSL、SDSL、HDSL等，一般也把這些統(tǒng)稱為xDSL。從使用的角度將，不同的DSL技術(shù)之間主要區(qū)別體現(xiàn)在兩個(gè)方面：l 信號(hào)傳輸速度和距離的不同l 上行速率和下行速率對(duì)稱性的不同3. DSL的分類DSL技術(shù)按照上行和下行的傳輸速率是否一致，可以分為速率對(duì)稱型和速率非對(duì)稱型。a 對(duì)稱型DSL對(duì)稱型DSL的上下行速率是一致的，它們能夠提供高速對(duì)稱的傳輸速率。對(duì)稱型DSL不支持?jǐn)?shù)字信號(hào)和語音信號(hào)同時(shí)在一條電話雙絞線上傳輸。對(duì)稱型DSL適用于企業(yè)接入和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接之中。l HDSL（High date rate DSL）高速率數(shù)字用戶線路l HSDSL（Symmetric DSL）對(duì)稱數(shù)字用戶線路l SHDSL（Single-pair High-speed DSL）單線對(duì)高速數(shù)字用戶線路：也稱G.SHDSLb 非對(duì)稱型DSLl 非對(duì)稱DSL的上下行速率是不一樣的，一般下行速率要比上行速率大得多。l ADSL（Asymmetric DSL）非對(duì)稱用戶數(shù)字線路l Glite ADSLl VDSL（Very high speed DSL）甚高速數(shù)字用戶線路各種DSL技術(shù)的比較技術(shù)名稱傳輸方式最大上行速率最大下行速率最大傳輸距離傳輸媒介HDSL對(duì)稱2.32Mbps2.32Mbps5Km13對(duì)雙絞線SDSL對(duì)稱2.32Mbps2.32Mbps3Km1對(duì)雙絞線SHDSL對(duì)稱5.7Mbps5.7Mbps7Km12對(duì)雙絞線VDLS非對(duì)稱2.3Mbps55Mbps2Km1對(duì)雙絞線ADSL非對(duì)稱1Mbps8Mbps5Km1對(duì)雙絞線Glite ADSL非對(duì)稱512Kbps1.5Mbps5Km1對(duì)雙絞線二、ADSL技術(shù)1. ADSL的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)l 帶寬高速率快：下行帶寬8Mbps、帶寬1Mbpsl 上網(wǎng)、打電話互不干擾l 獨(dú)享帶寬、安全可靠：星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?l 安裝快捷方便：可直接利用現(xiàn)有的用戶電話線ll 價(jià)格實(shí)惠：使用ADSL上網(wǎng)只需要為數(shù)據(jù)通信付賬，并不需要繳付另外的電話費(fèi)。2. ADSL與其他常用接入方式比較ADSL與普通撥號(hào)及ISDN的比較ADSL普通撥號(hào)及ISDN速度快慢快（8M）慢（最大128K）上網(wǎng)影響打電話否是數(shù)據(jù)信號(hào)不經(jīng)過電話交換機(jī)經(jīng)過電話交換機(jī)ADSL與Cable ModemADSLCable Modem帶寬利用率高低接入方式星型拓樸總線拓樸與相鄰用戶獨(dú)享帶寬共享帶寬ADSL與雙絞線以太網(wǎng)和光纖ADSL以太網(wǎng)光纖速度快慢8M10M/100M100M/1000M技術(shù)成熟度繼續(xù)發(fā)展非常成熟未來發(fā)展方向建設(shè)成本利用電話線需要重新布線需要重新布線維護(hù)成本低高比較高三、ADSL原理1. ADSL網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)l DSLAM（DSL Access Multiplexer，DSL接入復(fù)用器）：多路DSL Modem的組合。l 分離器：用于將高端數(shù)據(jù)信號(hào)和低頻語音信號(hào)分離。2. 模擬信號(hào)的頻分復(fù)用技術(shù)l 信號(hào)的頻率：是指信號(hào)每秒鐘的周期數(shù)，單位為赫茲（Hz）。l 頻分復(fù)用技術(shù)：在一條信道中同時(shí)傳送多路信號(hào)，稱為復(fù)用。3. ADSL的頻段劃分l 4kHz以下的低頻段用來傳輸普通的模擬語音信號(hào)l 26kHz138kHz的頻段用來傳送上行數(shù)據(jù)信號(hào)l 138kHz1.1MHz的頻段用來傳送下行數(shù)據(jù)信號(hào)4. ADSL數(shù)據(jù)封裝l ADSL在鏈路層上使用ATM協(xié)議l 傳統(tǒng)ADSL網(wǎng)絡(luò)是建立在ATM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，現(xiàn)在正在向純IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變1) ATM相關(guān)概念a VPI / VCIl 是ATM協(xié)議中用來識(shí)別子信道的標(biāo)識(shí)l 是DSLAM識(shí)別各ADSL Modem（ADSL線路）的標(biāo)志l 不同地區(qū)的VPI/VCI一般不相同b LLC / Vc Muxl 是ATM對(duì)上層協(xié)議的承載方式l 國內(nèi)一般都為LLC2) ADSL協(xié)議封裝a MPoA/EoA（RFC1483或RFC2684）b IPoA（RFC1577）c PPPoA（RFC2364）通常用于虛擬撥號(hào)d PPPoE（RFC2516）需要和MPoA協(xié)議結(jié)合使用，通常用于虛擬撥號(hào)5. PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）協(xié)議l 利用以太網(wǎng)將大量主機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，通過遠(yuǎn)端接入設(shè)備連入因特網(wǎng)l 能夠?qū)崿F(xiàn)用戶上網(wǎng)的授權(quán)、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)功能l 通常用于ADSL虛擬撥號(hào)接入1) PPPoE協(xié)議的通信過程PPPoE協(xié)議的通信有兩個(gè)明顯的階段：發(fā)現(xiàn)（Discovery）階段和會(huì)話（PPP Session）階段：a 發(fā)現(xiàn)階段當(dāng)一個(gè)主機(jī)開始PPPoE進(jìn)程的時(shí)候，它必須先識(shí)別接入服務(wù)器的以太網(wǎng)MAC地址，建立PPPoE的會(huì)話ID。根據(jù)主機(jī)和接入設(shè)備兩端的MAC地址和會(huì)話ID可以定義一條PPPoE會(huì)話。這就是發(fā)現(xiàn)階段的目的。典型的發(fā)現(xiàn)（Discovery）階段共包括4個(gè)步驟：a 用戶主機(jī)以廣播方式發(fā)出PPPoE有效發(fā)現(xiàn)初始（PPPoE ActiveX Discovery Initiation PADI）報(bào)文b 接入設(shè)備收到在服務(wù)范圍內(nèi)的PADI報(bào)文后，發(fā)送PPPoE有效發(fā)現(xiàn)提供（PPPoE Active Discovery Offer）報(bào)文以響應(yīng)請(qǐng)求。c 用戶主機(jī)可能收到多個(gè)PADO報(bào)文，從中選擇一個(gè)合適的接入設(shè)備，然后向所選擇的接入設(shè)備發(fā)送PPPoE有效發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求（PPPoE Active Discovery Request，PADR）報(bào)文。d 接入設(shè)備收到PADR包后準(zhǔn)備開始PPP會(huì)話，接入設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)唯一的PPPoE會(huì)話，將其放在PPPoE有效發(fā)現(xiàn)會(huì)話確認(rèn)（PPPoE Active Discovery Session-confirmation PADS）報(bào)文內(nèi)，傳送至用戶主機(jī)。當(dāng)用戶主機(jī)收到PADS報(bào)文確認(rèn)后，雙方就進(jìn)入PPP會(huì)話階段。還有一種PPPoE有效發(fā)現(xiàn)終止（PPPoE Active Discovery Terminate，PADT）報(bào)文，在一個(gè)PPP會(huì)話建立后它隨時(shí)可由用戶主機(jī)或接入設(shè)備中任何一方發(fā)送，指示PPP會(huì)話已終止。b 會(huì)話階段當(dāng)PPPoE進(jìn)入會(huì)話階段后，PPP報(bào)文就可以作為PPPoE幀的凈荷封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)發(fā)到對(duì)端。在會(huì)話階段，主機(jī)或服務(wù)器任何一方都可發(fā)PADT報(bào)文通知對(duì)方結(jié)束本會(huì)話。1) PPPoE報(bào)文的幀格式PPPoE報(bào)文格式各字段的說明如下：l 目的地址：此字段大小為48b，標(biāo)識(shí)了以太網(wǎng)目的MAC地址。l 源地址：此字段大小為48b，標(biāo)識(shí)了以太網(wǎng)源MAC地址。l 類型：此字段大小為16b，標(biāo)識(shí)了以太網(wǎng)幀承載的報(bào)文類型。PPPoE的連接分為發(fā)現(xiàn)階段和會(huì)話兩個(gè)階段。在發(fā)現(xiàn)階段時(shí)，此字段的值為0x8863；在會(huì)話階段時(shí)，此字段的值為0x8864l 版本和類型：這兩個(gè)字段和大小均為4b。在目前版本的PPPoE協(xié)議中，這兩個(gè)字段必須為0001l 代碼：此字段大小為8b，用來標(biāo)識(shí)PPPoE的報(bào)文類型。在PPPoE的發(fā)現(xiàn)階段時(shí)，此標(biāo)識(shí)的值隨著不同的發(fā)現(xiàn)報(bào)文而變化；在PPPoE的會(huì)話階段，此標(biāo)識(shí)的值為0l 會(huì)話ID：此字段的大小為16b，標(biāo)識(shí)了PPPoE連接的會(huì)話編號(hào)。在一個(gè)給定的PPP會(huì)話過程中，會(huì)話ID是固定不變的。l 長度：此字段大小為16b，用來標(biāo)識(shí)PPPoE報(bào)文數(shù)據(jù)負(fù)載部分的長度。此長度不包括以太網(wǎng)幀頭和PPPoE報(bào)文頭的長度。l 數(shù)據(jù)：PPPoE實(shí)際載荷。在PPPoE發(fā)現(xiàn)階段，此部分包含了PPPoE協(xié)商的服務(wù)類型等信息；在PPPoE會(huì)話階段，此部分為標(biāo)準(zhǔn)的PPP協(xié)議報(bào)文。四、ADSL的接入方式1. ADSL接入方式的劃分a 依照運(yùn)營商提供的服務(wù)類型和管理模式區(qū)分l 專線接入u 永久在線u 固定公網(wǎng)IPu 適用于企業(yè)用戶l 虛擬撥號(hào)接入u 需要認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)u 動(dòng)態(tài)分配公網(wǎng)IPu 一般采用PPPoE協(xié)議u 適用于個(gè)人用戶b 依照ADSL Modem的工作模式區(qū)分l 橋接模式u 工作在二層模式u 不對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行處理u 由用戶終端配置公網(wǎng)IP或進(jìn)行虛擬撥號(hào)l 路由模式u 工作在三層模式u 對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行路由等處理u 由ADSL Modem配置公網(wǎng)IP或進(jìn)行虛擬撥號(hào)u 通常還具有NAT、RIP等簡單功能2. 實(shí)際應(yīng)用中的ADSL接入方式a 個(gè)人用戶使用PC虛擬撥號(hào)上網(wǎng)l 由PC機(jī)發(fā)起PPPoE虛擬撥號(hào)l ADSL Modem工作在橋接模式l 鏈路封裝的協(xié)議為MPoA(RFC1483)和PPPoE(RFC2516)b 小型企業(yè)使用ADSL Modem共享ADSL虛擬撥號(hào)上網(wǎng)l ADSL Modem發(fā)起PPPoE虛擬撥號(hào)l ADSL Modem工作在路由模式l ADSL Modem為LAN提供DHCP和NAT服務(wù)l 封裝的協(xié)議為MPoA(RFC1483)和PPPoE(RFC2516)c 小型企業(yè)使用ADSL Modem共享ADSL專線上網(wǎng)l 公網(wǎng)IP地址配置在路由器上l ADSL Modem工作在橋接模式l 由