ADSL终端远程管理技术的研究与实现

2019-11-04 22:51:30

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供稿：网友

　　1、DSL业务的迅猛发展引发终端自动治理的需求
　　
　　对因特网信息需求的急剧增长，直接促进了宽带接入业务的进一步推广和普及。DSL技术经过不断地发展，在部署方便性和性能价格比方面具有相当的优势，目前在全球范围内已经成为主要宽带接入方式，随着技术的成熟和设备价格的下降，ADSL线路在中国的部署得到了迅猛的发展，仅中国电信的宽带接入用户就已经突破了1000万。
　　
　　超常规的高速发展给网络的运营维护带来了严重的挑战。其中突出的一点是ADSL CPE（用户终端设备）需要根据局端设备的情况进行配置、监控、维护和升级。而配置排障等治理工作一般需专业人员上门进行，成本高，工作量大。运营商希望通过远程治理手段实现CPE的“按需治理，按需排障”，即在ADSL线路激活的条件下，通过运营商的设备治理系统实现对用户终端设备的远程配置、监控、维护和升级等功能，达到对用户终端设备的远程治理和维护。
　　
　　2、ADSL用户终端设备治理系统的基本组成和参考模型
　　
　　不对称数字用户线（ADSL）用户终端设备治理功能由ADSL局端设备（DSLAM）、ADSL用户终端设备（RTU）和用户终端设备治理系统（RTU-MS）共同协调完成。通过终端设备治理系统实现对终端设备的远程配置、监控、维护和升级等功能，达到对终端设备的远程治理。
　　
　　如何通过用户终端设备治理系统（RTU-MS）实现用户终端设备的治理，它包括以下接口：
　　
　　（1）用户终端设备与局端设备间的治理接口（LMI）：位于局端设备治理实体和用户终端设备治理实体之间，完成用户终端设备治理信息的传递。
　　
　　（2）用户终端设备治理系统与局端设备间的治理接口（RMI）：位于用户终端网络治理系统与局端设备治理实体之间，通过该治理接口实现对用户终端设备的间接治理。
　　
　　3、ADSL用户终端治理提供的功能
　　
　　·PVC连接及封装配置与治理：实现对业务PVC值VPI、VCI参数、AAL参数及相关封装参数的设置和治理。
　　
　　·ip地址配置与查询：实现对终端设备广域网侧的IP地址、子网掩码的配置与治理。
　　
　　·远程终端软件升级功能：终端治理系统能够实现对终端设备远程软件升级的功能。
　　
　　其他可选功能包括远程终端在线和离线配置，PPP配置与查询等。
　　
　　4、终端远程治理的几种技术实现方式
　　
　　信息产业部相关标准组织正在预备制定相关的技术规范。基于上述基本参考模型，目前在治理协议和治理通道方面有几种不同的实现方案，归纳起来在LMI治理通道实现上有几类思路。一类参照ATM论坛ILMI 4.0和DSL论坛TR-037等协议，治理通道采用PVC方式实现。即利用局端设备和终端设备间事先设定好的基于AAL5数据封装的PVC通道接口（默认VPI=0，VCI=16），用于配置和查询等操作的治理。另一类则是利用ADSL技术规范ITU-T G.997.1（DSL收发器的物理层治理规范）中对EOC（Embeded Operational Channel）消息的定义，将有关的治理信息报文通过EOC通道进行传送；治理接口消息的上层协议采用SNMP和HTTP等方式来实现。
　　
　　1.基于PVC治理通道和SNMP/HTTP治理协议的方式
　　
　　PVC治理通道分为两条，一条为基本PVC通道，另一条是扩展PVC通道。局端设备和用户终端设备支持VPI=0，VCI=16的PVC连接作为基本PVC治理通道。基本PVC通道为局端和用户端设备的初始通道。扩展PVC通道根据业务需要，由局端和用户端通过基本PVC治理通道协商建立，用来传送软件下载等业务数据流。
　　
　　（1）治理通道和数据封装
　　
　　在基本PVC治理通道模式下，局端设备和用户终端设备采用第5类ATM适配层（AAL5）对治理数据报文进行承载。
　　
　　在扩展PVC治理通道模式下，局端设备和用户终端设备采用IP层对治理数据报文进行承载。对扩展PVC治理通道的ATM信元采用RFC 2684协议进行Routing封装，治理数据作为IP包的净负荷。封装格式如下：
　　
　　（2）治理协议承载模式
　　
　　在基本PVC治理通道模式下，以SNMP简单网络治理协议作为终端设备的基本治理协议。SNMP治理报文以AAL5净负荷格式承载在ATM PVC通道上。对于扩展PVC治理通道，可以采用HTTP、Telnet、FTP等应用协议进一步支持更充分的治理维护功能。
　　
　　（3）LMI与RMI之间治理报文的转发
　　
　　对于采用HTTP的RMI，一种方案是在LMI和RMI之间的治理报文的转发基于DSL端口与TCP端口映射。由DSLAM实现上述映射和包的转发。对于来自终端的TCP报文，DSLAM根据协议和来自DSL端口生成一个端口号作为向终端治理系统转发TCP报文的源端口；对于来自终端治理系统的TCP报文，DSLAM根据标识位判别是否需要转发，对于需要转发的报文，根据目的端口号找到目的DSL端口和使用的协议，由此修改报文头并将修改后的报文发送到连接相应终端的HTTP/SNMP治理通道。
　　
　　（4）承载信道的转换
　　
　　为保证用户终端设备治理系统能够实现治理功能，使治理系统能够与用户终端上的治理实体互相交换治理信息，治理信息在DSLAM局端设备上完成转换。
　　
　　2.基于EOC治理通道和SNMP治理协议的方式
　　
　　（1）治理通道及数据封装
　　
　　基于EOC的治理方式，其通道分为两条，一条是基本的EOC治理通道，一条是辅助的数据通道。其中，基本的EOC治理通道是局端和用户终端间的传送SNMP治理信息的通道，始终保持在线；辅助的数据通道用来执行部分治理功能的数据传送，如软件升级时的下载数据流以及PPPOE或PING测试等操作时的数据流，是由SNMP通过EOC治理通道在需要时建立。
　　
　　EOC治理通道是符合ITU-T G.997.1中关于净EOC的相关要求，专门用于承载用户终端治理信息的通道。这种方式要求ADSL局端设备和ADSL用户终端设备支持HDLC对治理数据报进行封装和Clear EOC Message消息。
　　
　　净EOC治理通道的协议栈如下：
　　
　　辅助数据通道采用IP层对治理数据报文进行承载。辅助数据通道的ATM信元采用RFC 2684协议进行封装，与PVC通道方式下的治理数据格式基本相同。
　　
　　（2）EOC治理通道的治理协议承载模式
　　
　　以SNMP（简单网络治理协议）作为终端设备的治理协议。SNMP治理报文承载在EOC通道上。具体的承载方式是：SNMP消息和协议标识直接映射到HDLC帧中。SNMP消息前的两个字节是协议标识814Ch。一个HDLC帧承载一个SNMP消息，SNMP消息长度小于或等于508byte。
　　
　　（3）RMI与LMI接口间互通
　　
　　为保证用户终端设备治理系统能够与用户终端上的治理实体互相交换治理信息，局端设备可以通过SNMP PRoxy功能，完成RMI接口和LMI接口之间的SNMP数据报文的转发。
　　
　　（4）承载信道的转换和Proxy功能
　　
　　治理系统向局端设备发送治理信息时，通过原有的DSLAM网管通道到达局端设备的治理实体，治理实体将治理信息提取后，转换到EOC治理通道上发送给用户终端设备；而用户终端设备发送到局端的治理信息，由DSLAM从EOC治理通道上提取出来，转换到网管通道发送到用户终端设备治理系统。
　　
　　5、特点分析
　　
　　采用PVC通道的终端治理技术，国外已经有ILMI4.0和TR-037等成熟的规范标准和商业应用，技术成熟可靠；不同设备间的兼容性较好，实施起来对现有设备影响小，一般只需要改动Modem和DSLAM的相应软件即可。缺点是需预设治理PVC，还不算真正意义的“零初始”配置，且DSLAM需要在业务PVC外终接一定数量的治理PVC，对硬件平台性能差的DSLAM设备有一定影响。
　　
　　以EOC通道为基础的终端治理对系统资源要求较低，只要线路激活即可治理，不需要PVC、IP地址等配置问题。但是EOC通道本身缺乏流控机制，实际传输性能有待检验；而且由于在局端设备和终端设备间采用基于EOC的HDLC作为治理通道，需要Modem芯片级的支持，除软件更改外可能还涉及硬件芯片改动，存在的兼容问题对现有设备影响较大，全网实施比较困难。
　　
　　综合来看，两类技术方案基本都可以实现系统所要求的远程治理功能且各具特点。比较而言PVC方式在通用性和兼容性方面具有优势，而EOC方式在便利性上也有自己的特点，但兼容性不如前者，应用范围受到限制。

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