07_DSL技术.doc

第七章：DSL技术一、DSL技术概述1. 常见宽带接入技术介绍普通拨号和ISDN双绞线以太网接入有线电视HFC Cable Modem接入光纤接入无线接入电力上网DSL接入2. DSL简介DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线路）技术是一种以铜制电话双绞线为传输 的传输技术，它通常可以允许语音信号和数据信号同时在一条电话线上传输。DSL技术在传统公共交换电话网络（PSTN）的用户环路上支持对称和非对称传输模式，解决了用户接入网络的方式。DSL技术包括ADSL、VDSL、SDSL、HDSL等，一般也把这些统称为xDSL。从使用的角度将，不同的DSL技术之间主要区别体现在两个方面：l 信号传输速度和距离的不同l 上行速率和下行速率对称性的不同3. DSL的分类DSL技术按照上行和下行的传输速率是否一致，可以分为速率对称型和速率非对称型。a 对称型DSL对称型DSL的上下行速率是一致的，它们能够提供高速对称的传输速率。对称型DSL不支持数字信号和语音信号同时在一条电话双绞线上传输。对称型DSL适用于企业接入和点对点连接之中。l HDSL（High date rate DSL）高速率数字用户线路l HSDSL（Symmetric DSL）对称数字用户线路l SHDSL（Single-pair High-speed DSL）单线对高速数字用户线路：也称G.SHDSLb 非对称型DSLl 非对称DSL的上下行速率是不一样的，一般下行速率要比上行速率大得多。l ADSL（Asymmetric DSL）非对称用户数字线路l Glite ADSLl VDSL（Very high speed DSL）甚高速数字用户线路各种DSL技术的比较技术名称传输方式最大上行速率最大下行速率最大传输距离传输媒介HDSL对称2.32Mbps2.32Mbps5Km13对双绞线SDSL对称2.32Mbps2.32Mbps3Km1对双绞线SHDSL对称5.7Mbps5.7Mbps7Km12对双绞线VDLS非对称2.3Mbps55Mbps2Km1对双绞线ADSL非对称1Mbps8Mbps5Km1对双绞线Glite ADSL非对称512Kbps1.5Mbps5Km1对双绞线二、ADSL技术1. ADSL的特点及优点l 带宽高速率快：下行带宽8Mbps、带宽1Mbpsl 上网、打电话互不干扰l 独享带宽、安全可靠：星型结构的网络拓扑 l 安装快捷方便：可直接利用现有的用户电话线ll 价格实惠：使用ADSL上网只需要为数据通信付账，并不需要缴付另外的电话费。2. ADSL与其他常用接入方式比较ADSL与普通拨号及ISDN的比较ADSL普通拨号及ISDN速度快慢快（8M）慢（最大128K）上网影响打电话否是数据信号不经过电话交换机经过电话交换机ADSL与Cable ModemADSLCable Modem带宽利用率高低接入方式星型拓朴总线拓朴与相邻用户独享带宽共享带宽ADSL与双绞线以太网和光纤ADSL以太网光纤速度快慢8M10M/100M100M/1000M技术成熟度继续发展非常成熟未来发展方向建设成本利用电话线需要重新布线需要重新布线维护成本低高比较高三、ADSL原理1. ADSL网络基本结构l DSLAM（DSL Access Multiplexer，DSL接入复用器）：多路DSL Modem的组合。l 分离器：用于将高端数据信号和低频语音信号分离。2. 模拟信号的频分复用技术l 信号的频率：是指信号每秒钟的周期数，单位为赫兹（Hz）。l 频分复用技术：在一条信道中同时传送多路信号，称为复用。3. ADSL的频段划分l 4kHz以下的低频段用来传输普通的模拟语音信号l 26kHz138kHz的频段用来传送上行数据信号l 138kHz1.1MHz的频段用来传送下行数据信号4. ADSL数据封装l ADSL在链路层上使用ATM协议l 传统ADSL网络是建立在ATM网络基础上的，现在正在向纯IP网络转变1) ATM相关概念a VPI / VCIl 是ATM协议中用来识别子信道的标识l 是DSLAM识别各ADSL Modem（ADSL线路）的标志l 不同地区的VPI/VCI一般不相同b LLC / Vc Muxl 是ATM对上层协议的承载方式l 国内一般都为LLC2) ADSL协议封装a MPoA/EoA（RFC1483或RFC2684）b IPoA（RFC1577）c PPPoA（RFC2364）通常用于虚拟拨号d PPPoE（RFC2516）需要和MPoA协议结合使用，通常用于虚拟拨号5. PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）协议l 利用以太网将大量主机组成网络，通过远端接入设备连入因特网l 能够实现用户上网的授权、认证和计费功能l 通常用于ADSL虚拟拨号接入1) PPPoE协议的通信过程PPPoE协议的通信有两个明显的阶段：发现（Discovery）阶段和会话（PPP Session）阶段：a 发现阶段当一个主机开始PPPoE进程的时候，它必须先识别接入服务器的以太网MAC地址，建立PPPoE的会话ID。根据主机和接入设备两端的MAC地址和会话ID可以定义一条PPPoE会话。这就是发现阶段的目的。典型的发现（Discovery）阶段共包括4个步骤：a 用户主机以广播方式发出PPPoE有效发现初始（PPPoE ActiveX Discovery Initiation PADI）报文b 接入设备收到在服务范围内的PADI报文后，发送PPPoE有效发现提供（PPPoE Active Discovery Offer）报文以响应请求。c 用户主机可能收到多个PADO报文，从中选择一个合适的接入设备，然后向所选择的接入设备发送PPPoE有效发现请求（PPPoE Active Discovery Request，PADR）报文。d 接入设备收到PADR包后准备开始PPP会话，接入设备产生一个唯一的PPPoE会话，将其放在PPPoE有效发现会话确认（PPPoE Active Discovery Session-confirmation PADS）报文内，传送至用户主机。当用户主机收到PADS报文确认后，双方就进入PPP会话阶段。还有一种PPPoE有效发现终止（PPPoE Active Discovery Terminate，PADT）报文，在一个PPP会话建立后它随时可由用户主机或接入设备中任何一方发送，指示PPP会话已终止。b 会话阶段当PPPoE进入会话阶段后，PPP报文就可以作为PPPoE帧的净荷封装在以太网帧内发到对端。在会话阶段，主机或服务器任何一方都可发PADT报文通知对方结束本会话。1) PPPoE报文的帧格式PPPoE报文格式各字段的说明如下：l 目的地址：此字段大小为48b，标识了以太网目的MAC地址。l 源地址：此字段大小为48b，标识了以太网源MAC地址。l 类型：此字段大小为16b，标识了以太网帧承载的报文类型。PPPoE的连接分为发现阶段和会话两个阶段。在发现阶段时，此字段的值为0x8863；在会话阶段时，此字段的值为0x8864l 版本和类型：这两个字段和大小均为4b。在目前版本的PPPoE协议中，这两个字段必须为0001l 代码：此字段大小为8b，用来标识PPPoE的报文类型。在PPPoE的发现阶段时，此标识的值随着不同的发现报文而变化；在PPPoE的会话阶段，此标识的值为0l 会话ID：此字段的大小为16b，标识了PPPoE连接的会话编号。在一个给定的PPP会话过程中，会话ID是固定不变的。l 长度：此字段大小为16b，用来标识PPPoE报文数据负载部分的长度。此长度不包括以太网帧头和PPPoE报文头的长度。l 数据：PPPoE实际载荷。在PPPoE发现阶段，此部分包含了PPPoE协商的服务类型等信息；在PPPoE会话阶段，此部分为标准的PPP协议报文。四、ADSL的接入方式1. ADSL接入方式的划分a 依照运营商提供的服务类型和管理模式区分l 专线接入u 永久在线u 固定公网IPu 适用于企业用户l 虚拟拨号接入u 需要认证、授权、计费u 动态分配公网IPu 一般采用PPPoE协议u 适用于个人用户b 依照ADSL Modem的工作模式区分l 桥接模式u 工作在二层模式u 不对IP报文进行处理u 由用户终端配置公网IP或进行虚拟拨号l 路由模式u 工作在三层模式u 对IP报文进行路由等处理u 由ADSL Modem配置公网IP或进行虚拟拨号u 通常还具有NAT、RIP等简单功能2. 实际应用中的ADSL接入方式a 个人用户使用PC虚拟拨号上网l 由PC机发起PPPoE虚拟拨号l ADSL Modem工作在桥接模式l 链路封装的协议为MPoA(RFC1483)和PPPoE(RFC2516)b 小型企业使用ADSL Modem共享ADSL虚拟拨号上网l ADSL Modem发起PPPoE虚拟拨号l ADSL Modem工作在路由模式l ADSL Modem为LAN提供DHCP和NAT服务l 封装的协议为MPoA(RFC1483)和PPPoE(RFC2516)c 小型企业使用ADSL Modem共享ADSL专线上网l 公网IP地址配置在路由器上l ADSL Modem工作在桥接模式l 由