面向宽带IP的新一代IP内核的B-RAS

2019-11-03 09:02:14

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供稿：网友

神州数码网络有限公司高级产品经理郭大刚

1 概述

　　自2003年以来，我国互联网用户接入市场成长迅速，其中宽带接入方式进入爆炸式增长阶段，见表1。同时，随着宽带接入收费方式多样化带来的实质上宽带门槛的降低，窄带用户加速转向宽带。

　　在宽带接入方式中，ADSL又成为主流。到2003年底，我国ADSL市场规模已超过了700万线。ADSL迅猛的发展势头，得益于宽带上网费用大幅下调，有些地区的宽带上网费用甚至低于窄带拨号。2004年我国宽带接入用户数预计将增加800万～1000万，其中ADSL用户将增加700万线，LAN用户将增加100万线，GPRS接入用户将增加25万。预计在今后的2～3年里，结合成本下降等因素，投资增长率将保持在20％～30％的水平，继续放量增长。在新一轮的宽带建设中，不但更加注重网络建设成本的降低，而且在服务质量、增值业务方面的竞争也会更加激烈。B-RAS作为用户终结和业务提供的核心节点，其重要性越来越凸现出来。

　　ADSL宽带网络包含用户CPE设备、DSLAM设备、承载网络、B-RAS、认证计费平台等设备，以及相关的业务运营支撑系统。随着数据和语音业务更多地过渡到ip核心网络，ADSL宽带网络的承载网从ATM全面转向IP已经不可逆转了。同时，DSLAM和B-RAS的IP技术特性都要符合演进后的网络要求。

　　神州数码网络有限公司积极顺应网络发展趋势，推出新一代基于纯IP内核的B-RAS产品DCBA-Accella 6610，并多次参与运营商的重大宽带接入工程，协助运营商实现了网络优化，降低建网成本、快速发展用户和提高服务质量的发展目标。

2 ATM 承载网络存在的局限性

　　在我国ADSL用户发展的初级阶段，用户量比较小，分布比较分散，一般采用ATM网做承载网，汇聚上网流量，再接入IP网络。ATM的高成本制约了ADSL的进一步发展。ADSL的普通用户主要功能就是上网，享受宽带多媒体服务。ADSL宽带用户要大发展，就要给用户更灵活的资费选择，因此不断优化网络建设的成本就是必然的选择。首先，ATM交换设备的成本远远高于IP交换设备，用户数量和带宽的同步增长就会使扩容成本大大增加。其次，DSLAM的ATM上连不但要多次占用ATM网的端口以及B- RAS的ATM端口，而且ATM端口622M的速率也比IP端口1000M的速率低了很多。

　　分布式B-RAS接入方式使ATM承载网不再成为必须。ADSL用户需要更高的上网带宽，巨大的网络流量会在ATM网与IP网之间产生瓶颈，不利于网络流量的疏通，加大了集中式B- RAS运行的风险，降低了网络的可靠性。随着ADSL网络的不断发展，BRAS也逐步走向分布化，在网络中的部署位置也由核心逐步向边缘下移。在完成DSLAM的IP化上联以后，就可以通过将IP DSLAM就近直接接入B-RAS的方式，消除网络的瓶颈，提高网络的可靠性。

3 IP B-RAS的优势

3.1 IP内核是一种大容量、高带宽的设计方案

　　传统的B-RAS都是采用ATM为内核的。IP交换在现代宽带技术发展的过程中，由于ATM技术的要求过于完美，设备成本高昂，使其发展非常缓慢。相对于ATM技术的弱点，IP交换以其技术简单、成本低廉、高带宽而获得了迅猛的发展，配合VLAN划分技术、路由交换技术的发展，IP技术已经替代ATM技术成为宽带城域网建设的主流技术。

　　B-RAS采用IP交换为内核，就可以迅速扩充交换容量，支持线速的二/三层交换和PPPoE处理,满足不断增长的带宽需求。在组网上，可以与下行的IP DSLAM和上行的IP骨干网实现无缝IP互连，消除了协议转换的开销，省去了用户流量穿越ATM的承载网，简化了网络结构。

3.2 IP内核支持灵活的宽带IP组网技术

　　比如Trunck功能，IP B-RAS不仅提供FE和GE上行链路，而且支持多个FE/GE端口捆绑，为运营商组网提供了丰富的选择带宽。

　　还有Mirror功能，IP B-RAS可以在任意端口上，实现镜像功能，方便了数据监控、网络诊断等功能的实现。

3.3 IP内核同时支持各种宽带接入方式

　　IP B-RAS的优势还在于可以同时支持各种不同的宽带接入方式。不管是ADSL、VDSL等基于双绞线的宽带接入方式，还是有线电视系统采用的Cable Modem接入方式，还有WLAN的接入方式，甚至包括电力线载波的接入方式，这些不同的宽带接入方案中接入终端和PC的最基本的连接接口都是基于以太网的接口。对于采用IP内核的B-RAS来说，这些接入方式都是统一的，都可以采用相同的方式来处理。可以说，IP B-RAS是适应宽带网络未来发展的必然选择。

3.4 IP内核同样可以保证网管和用户的信息安全

　　IP B-RAS支持IEEE802.1Q标准，当采用带内网管时，可以将网管通道指定在特定的VLAN中，这样达到PVC一样的安全级别。 IP B-RAS实现了接入用户在二层上的严格隔离，每个用户具有ATM B-RAS中同样的安全性。向IP演进后的BRAS分布

　　B-RAS是完成接入用户认证和授权的重要设备，在运营商开展增值业务的过程中担当着业务接入网关的作用，为整个宽带竞争从以“接入”为主走向“接入+内容”为主提供必要的支持，为降低网络运营成本提供手段。

　　B-RAS的选择和组网影响到了整个宽带接入网络的架构，B-RAS应该根据宽带业务发展的每个阶段中IP宽带网不同的网络结构，采取相应的发展策略。

3.2 采用集中式B-RAS组网存在的问题

　　ADSL业务流量经过ATM网汇聚后，适合采用集中式大容量的BRAS，不过这在ADSL业务发展初期，用户量不大，分布比较零散的情况下，是一种合适的解决方案。当用户量较大且分布比较集中时，若仍采用集中式大容量BRAS就会带来一些问题：用户上网流量都是PPPoE的协议格式，这是一种典型的二层以太网封包，集中处理这种流量就意味着在城域核心网络上不能有效地采用3层隔离来防止广播风暴，从而导致骨干网上的大量带宽被无效地消耗掉；另一方面，随着用户的迅速增加，上网峰值流量快速增长，网络中单点故障的影响面被扩大，集中式B-RAS也往往会成为网络的瓶颈，使服务质量降低，

　　因此，当用户大量发展以后，不再适合采用集中式的B-RAS组网方案，而应该逐步将B-RAS下移，实现分布式就近接入”。

3.3 采用分布式BRAS组网的优势

　　PPPoE这种接入认证技术要求IP DSLAM与BRAS之间是第二层的透明通道。实际上，二层技术是不能组织一个规模较大的网络的。所以，DSLAM和B-RAS之间的这个二层通道的距离要尽可能短，用户数量也不宜太大。这就决定最佳的组网方法就是把IP DSLAM和B-RAS进行直接连接，或者将IP DSLAM级联以后直接接入B-RAS。

　　这种分布式的B-RAS组网方式，可以尽早终结PPPoE的二层流量，最大限度的提早将三层宽带业务直接进入IP城域网。因此，可以节省集中式B-RAS需要占用的大量局间中继带宽，降低维护管理的复杂程度。

由CHINA通信网组稿

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