DSL业务新热点对宽带运营的挑战

2019-11-04 22:53:50

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供稿：网友

　　宽带接入市场启动以来，一直保持着很高的增长速率，其中DSL接入技术是宽带技术中应用最广泛的方式。据统计，2004年初，中国的DSL市场用户超过1 000万，成为仅次于美国的第二大规模的市场。
　　
　　尽管DSL市场发展很快，但应用中存在很多问题。目前DSL上最主要的业务是高速上网，住宅用户是其应用的主体，用户价值不高。宽带运营商在网络上已经进行了大量投资，低廉的收费难以支付高额的投资和运营成本，目前DSL业务运营商的赢利水平比较低。同时，由于DSL接入涉及大量的最终用户，维护和支持工作消耗很多的人力、财力资源，而这部分投入又是不可削减、不可替代的。
　　
　　DSL要想获得长期发展就必须解决盈利问题：既能保持较低的运营成本，使用户以较低廉的价格使用DSL；又能通过采用一些新技术提高运营商的营利水平，例如视频组播技术、在线测试技术、用户治理等。这需要DSL设备供给商与运营商的通力合作。
　　
　　1 视频组播技术
　　视频业务可以划分成两类：一类是单向广播式的视频业务，如传统的电视业务；另一类是双向交互式的视频业务，如VOD视频点播。其实ADSL最初的设计目标就是可以支持VOD业务，只是随着因特网的发展，高速接入成为DSL的主流应用。对广播式业务而言，DSL就很难支持了。由于双绞铜线的带宽远远低于同轴电缆，因此不可能同时接收多套视频节目。另外，传统的视频业务是通过单播流传送的，每个单播流对应一个用户，对骨干网的带宽要求很大。虽然一群用户申请的是同样的视频流，但网络必须同时发送多个单播流给每个用户，对网络带宽造成了很大的压力。对于一个大容量的、可以连接1 000个用户的DSLAM而言，即使提供高压缩比视频流，所需网络侧带宽也要超过1Gbit/s，这显然是不现实的。
　　
　　假如利用组播技术，相同的视频流在骨干网只传送一次，利用组播协议将视频流发送到所需用户，这样就大大减少了骨干网的带宽需求。在下行方向上，每条DSL线路只传送用户所选的视频流，电视频道或VOD节目，使电信运营公司提供多播式视频业务成为可能。
　　
　　1.1 常见的视频应用
　　
　　视频点播：通常是对存储的非实时性内容以单播传输方式实现，除了控制信息外，视频点播通常不具有交互性。在具体实现上，为了节约带宽，可以将多个相邻的点播要求合并成一个并以组播方式传输。
　　
　　视频组播：可以看作是视频点播的扩展，把节目源组织成频道，以组播的方式提供，用户通过加入频道收看预定好的节目。ip TV就是视频组播的一种常用方式。
　　
　　视频会议：视频会议可以是双方的，也可以是多方的。前者可以作为视频电话，视频流媒体信息可以以点到点的方式传送。多方的视频会议需要多点控制单元，需要以多播的方式传输。
　　
　　远程教学：远程教学目前应用也比较广泛，而且具有很好的市场应用前景。在远程教学中，可以采用多种模式，甚至混合的方式实现。例如可以采用点播的方式传送教学节目，以广播的方式实况广播老师上课，以会议的方式进行课堂交流等。
　　
　　其它还有远程监控、视频网络游戏等应用。可以预计，宽带视频应用必然会在未来的网络中发挥更重要的作用，并在一定程度上改变人们使用网络的方式。
　　
　　1.2 组播模式和设备
　　
　　在提供组播业务时，在传送网中视频流以Mpeg over IP或Mpeg over ATM方式进行传送。假如采用IP方式，传送是采用IP组播协议，假如是ATM方式，则可以利用ATM的点到多点协议传送，或者是IP组播与ATM相结合。DSLAM负责用户所选信道的切换。
　　
　　通常支持组播业务有两种网络模式：专用组播网络模式和混合网络模式。专用组播网络模式：运营商提供专用组播接入网络，DSLAM提供专用端口接入组播网络，DSLAM上的组播业务与Internet业务分开传输。混合网络模式：运营商利用现有的宽带接入网络，DSLAM的组播业务与Internet业务混合传送。
　　
　　需要指出的是，尽管各家DSLAM设备都宣称支持组播，但是很多设备只是简单地提供某种技术协议，对组播业务并未从实际应用上考虑，在实验室测试还可以，但无法在运营网络上使用。要达到可运营的组播，必须从下列几个方面对DSLAM进行改进。
　　
　　（1）SLAM需要支持组播控制协议，实现可控组播。除了公开技术标准如IGMP/IGMP PROXY/Snooping等，还有某些厂商私有组播协议，这样就要充分考虑组网设备的互通。
　　
　　（2）SLAM核心交换和背板总线的带宽和转发模式，支持足够的组播分发能力。尽有DSLAM针对单播业务的层层复用的架构，很轻易形成瓶颈，需要改造。
　　
　　（3）具有完整的用户治理功能。尽管用户治理认证可以在BRAS上实现，但从业务响应和带宽节省的角度看，组播设备离用户越近越有利。将组播认证与DSLAM集成在一起可以提供最优的转发效率。
　　
　　（4）由于组播业务大都是视频，是高价值用户的需求，因此组播业务的QoS必须得到保证，DSLAM应该对组播业务有QoS能力，采用专门的数据队列和流量控制机制，确保视频用户的满足度。
　　
　　2 在线测试
　　在DSL大规模应用的同时，相关的维护、维修及线路预选等工作就显得急为迫切了。DSL在线测试功能就是为解决这方面的需要而提出的。有了在线测试功能，可方便提供线路预选参数、分析故障原因，并大量减少维护人员，提高维护效率。
　　
　　DSL用户线路使用的是传统的电话线路，属于窄带通信范畴。以前，传统的电话线路只是传输语音信号，电话语音信号的频率最高为3.4 kHz，噪声、串扰、纵向不平衡、绝缘不良等情况对正常通话影响不大。但DSL业务则不然，例如ADSL业务利用电话线路为载体，在4kHz-1.1 MHz的宽带上划分256个子通道进行数据传输，因此对线路质量十分敏感。噪声、串扰、纵向不平衡、线路过长、绝缘不良，等情况对低频话音传输影响不大，但对高频数据传输的影响非常大。而目前DSLAM、Modem的生产技术日趋成熟，产品相对稳定，因此线路承载高频数据信号的能力和质量成为影响ADSL使用效果的主要原因。DSL业务效果的好坏，最重要的因素是传输线路的质量，现实环境中，由于施工质量、线路老化等原因，有的电话线路高频特性受到严重损伤，不能开通DSL业务；有的线路勉强开通后，上网速度慢、经常掉线，造成用户不满，直接影响了DSL业务的推广。因此，为保障DSL用户的正常使用，在用户申请安装DSL时，开通DSL前必须对用户线路的各项性能进行全面的检测，而借助传统手持仪表的测试维护方法不能满足日趋繁重的线路维护要求。如何保证高频数据在电话线路上的传输质量，采用什么测试手段对线路进行检测和维护，成为目前DSL日常维护的一个难点。
　　
　　对运营来说，在线测试功能主要可方便地提供以下几类服务：
　　
　　（1）对线路进行预选，评估线路可提供的DSL服务质量和等级；
　　
　　（2）故障判定，对运行中出现的故障迅速定位并予以解决；
　　
　　（3）长期维护，对大量在线用户线路进行定期维护；
　　
　　（4）收集详尽的用户线路资料，并对资料进行归类和存储，也可为其它业务的开通提供依据。
　　
　　由于线路影响DSL使用性能的因素主要表现在以下几个方面：
　　
　　（1）线缆规格和长度。DSL工作的频率越高，衰减越大；线径越细，衰减越大；线路越长，衰减越大。因此，线路越长，DSL的传输速率越低。
　　
　　（2）桥接抽头。在窄带通信工程上，为了灵活地分配电缆中的线对，常做有桥接抽头。在桥接点上会出现一个阻抗不匹配的反射点，对传输信号将产生回波，影响xDSL传输性能。
　　
　　（3）加感线圈。使用加感线圈构成加感电缆已经是老技术了，为了降低音频频段的衰减，改善音频频段的衰减／频率特性，在线路中加入了加感线圈。加感线圈加剧了高频信号的衰减，无法传输DSL非话业务信号，应拆除加感线圈或调换线路。
　　
　　（4）背景噪声和其它各种干扰因素。包括高斯分布的白噪声，一条电缆中线对之间产生的信号串扰和电力线、工业电器、无线电信号等的感应噪声。
　　
　　（5）电缆损伤，电话线自身的损伤对ADSL传输影响也比较大，损伤包括断路、短路、浸水、分岔、断裂、接头、老化等，有些仅仅影响性能，有些对于DSL传输则是致命的。
　　
　　线路测试，有双端测试和单端测试之分。ITU-T G.992.3中有双端测试相关的描述，标准定义了局端和用户端在练习、工作等状态对线路的测试。双端测试实际应用侧重于DSL开通后的后期维护。事实上，单端测试的实际意义更大，因为单端测试可以方便运营商在放号前确定该线路是否可用，其次双端测试还存在局端和用户端非凡是早期的用户端对通问题。但单端测试有其局限性，如测试的精度不准，某些测试功能无法完成。
　　
　　线路测试可以完成用户线特性参数测量，包括用户线长度、桥接抽头（BfidgeTap）、加感线圈（Coil）、线路损伤、背景噪声、线路串扰（CrossTalk）等；还可实现DSL参数测量和评估，包括最大连接速率、上/下行速率、噪声容限（NoiseMargin）、衰减、远/近端串扰等。在此基础上，测试系统往往支持局端、用户端仿真功能，用测试设备模拟DSL设备与对端实际连接，并测试上层业务的互通，如IP Ping测试、FTP下载测试等，这个功能对故障排测有很强的指导意义。
　　
　　DSL在线测试系统可以对所覆盖范围内的ADSL用户进行集中的、自动的故障诊断测试，通过与112互联，进一步实现障碍的集中受理、自动派单和统一治理。系统组成涉及到了ADSL网管、DSLAM设备、ADSL测试设备和112系统等。
　　[[The No.1 Picture.]]
　　图1是DSL测试系统组网参考方案，DSL测试设备和DSLAM之间通过测试总线和通信接口连接，测试总线实现对DSL用户线的自动抓取，通信接口是ADSL测试设备的控制通道。DSL网管通过带内网管网控制所有与DSLAM连接的测试设备，以起到测试

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