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DSL Home 是 DSL-Forum 发起的一项倡议。以下几点将描述其各种特点和优点。

  • 定义与家庭设备相关的要求，例如住宅网关、VoIP 设备以及家庭设备的本地和远程管理。

  • 为最终用户提供三重/四重播放服务，如语音、视频、数据，包括 IPTV、视频点播、内容点播等。

  • DSL Home 远程管理协议 (TR-69) 及其扩展与访问无关。

  • 远程管理是DSL Home 或下一代住宅网关 (RG) 和家庭网络的核心。

  • DSL Home小组提出了CPE要求和CPE设备管理的标准。

  • 定义要求的标准 -

    • WT-124 - TR-068 的第 2 期- 住宅网关定义了完整的 RG 要求，不特定于 DSL，但包括 xPON 等其他接入技术。

    • TR-122定义了语音 ATA 要求。

  • 管理框架标准 -

    • TR-64 - LAN 端 CPE 配置和增强。

      用于通过本地 LAN 接口配置和管理 CPE 设备。

      TR-69 - CPE 广域网管理协议

      用于通过远程端对CPE设备进行配置和管理。

    • TR-111 - 允许 TR69 对家庭网络 (HN) 中的设备进行远程管理。

    • TR-98 和 TR-133 - 分别通过 TR-69 和 TR-64 在 CPE 设备中配置和管理服务区分 (QoS) 参数。

    • TR-104 VoIP 服务的数据模型

      也针对视频服务进行了扩展。

    • TR-106定义了通用数据模型模板

      定义 TR-69 设备的基线对象结构和一组可访问参数。

    • TR-122 - 定义语音 ATA 要求。

    • WT-135 - STB 设备的对象模型。

    • WT-140 - 对象模型网络存储设备。

    • WT-142 - 支持 TR-069 的 PON 设备的框架。

DSL 技术选项

下表详细描述了各种 DSL 技术选项。

家庭 国际电联 姓名 已批准 最大速度能力
宽带数字用户线路 G.992.1 dmt 1999年

下降 7 Mbps

800kbps以上
ADSL2 G.992.3 dmt双歧杆菌 2002年

下降 8 Mb/s

1 Mbps 上行
ADSL2+ G.992.5 ADSL2+ 2003年

下行 24 Mbps

1 Mbps 上行
ADSL2-RE G.992.3 延伸范围 2003年

下行 8 Mbps

1 Mbps 上行

高速DSL

（2003年更新）

 G.991.2 高速DSL 2003年 5.6 Mbps 上行/下行
甚数字用户线路 G.993.1 极高数据速率 DSL 2004年

下行 55 Mbps

高达 15 Mbps
VDSL2 -12 MHz 长距离 G.993.2 极高数据速率 DSL 2 2005年

下行 55 Mbps

高达 30 Mbps

VDSL2 - 30 MHz

短距离

 G.993.2 极高数据速率 DSL 2 2005年 100 Mbps 上行/下行

家庭融合

多种宽带和网络技术正在融合在下一代数字家庭中，例如 -

  • ADSL2/ADSL2 Plus/VDSL2/xPON。
  • 无线/以太网/USB/HomePlug A/V、HPNA 等
  • 消费电子产品开始联网。

这种融合的管理非常复杂，因此需要简化终端设备配置和维护

挑战- 如何管理家庭内的不同元素？

解决方案- 本质上，家庭网络代表了科胜讯制造的所有网络技术和技术的缩影。融合首先发生在家庭中。

如今，您需要成为一名 IT 专家（或者家里有一些青少年）来设置和配置您的家庭网络设备。正如行业、应用和技术趋势演示中所述，30% - 50% 的家庭联网设备被退回零售商时没有发现任何问题。用户根本无法使用现有工具/软件来设置和配置设备。

现有方法的问题

以下是现有方法的问题。

用户视角

  • 无法灵活购买任何现成设备。

  • 如果购买了设备，则不会获得服务提供商的支持。

  • 设备不是即插即用的，需要 ISP 和用户进行一些配置。

  • 添加新服务需要 ISP 和最终用户的协调，这需要时间。

  • 如果涉及上门服务，则需要客户在家中。

  • 由于如今越来越多的夫妇都在工作，这可能很难匹配。

服务提供商的角度

  • 需要上门服务来激活任何新服务、故障排除和新安装。每次上门服务都会增加大量的时间和资源成本。

  • 当客户提出投诉时，“服务台”很难坐在办公室里核实 CPE 设备的问题。

  • 供应商提供自己的专有解决方案、不同的接口、参数和程序。因此需要对每个供应商解决方案进行培训。

  • ISP 被迫坚持使用少数选定的供应商，因为 ISP 已经进行了定制自动化以使他们的工作变得更容易。切换到新的供应商可能需要更改自定义自动化。

  • 无法自动发现设备功能并确定支持哪些参数。

  • 无法确定用户是否通过本地管理界面（如 Web、CLI 或 SNMP 等）更改了配置信息。

  • 无法阻止用户更改设置，这可能会影响他们提供的服务。

DSL Home 提供的服务 - TR-69

以下是 DSL Home - TR-69 提供的服务列表。

  • 以安全的方式远程管理设备（使用基于 SSL/TLS 的安全性）。

  • 通过自动配置实时提供服务。

  • 状态和性能监控。

  • 诊断

  • 访问控制

  • 通知

  • 固件升级

  • 专门为提供语音、视频、数据和 IPTV 等各种服务的 CPE 设备量身定制的标准化数据模型。包括采用不同 LAN 技术（如以太网、USB、WLAN）的家庭领域 LAN 设备（STB、VoIP、NAS）的广泛覆盖， ETC。

  • 管理协议与访问技术无关，因此它可用于各种 CPE 设备。例如 - xPON、xDSL 等，只需要设备可进行 IP 寻址。

  • 通过远程管理最大限度地减少卡车滚滚。

  • 服务台可以提供更好的服务，而不仅仅是受理投诉。帮助台拥有更多上下文，可以远程查看有关 CPE 的完整配置信息。

  • 无需进行特定于供应商的培训，因为数据模型已针对服务进行标准化，因此无需培训员工。

  • 无需定制自动化，因此提供更广泛的供应商基础可供选择

  • 提供设备上可用参数的自动发现。

  • 提供访问控制，从而防止用户更改特定配置。

  • 提供通知机制，以便我们了解与服务相关的配置的任何变化。

  • 降低运营成本。

  • 使用户和服务提供商能够更轻松地超越调制解调器和尽力而为的路由器，转向数字家庭中的三重/四重播放服务。

TR69-部署场景

下图描述了 TR69 部署场景。

部署

TR69-Deployment 将有助于实现以下功能 -

  • 为家庭内同时用户提供服务的安全网络解决方案

  • 三重/四重播放服务（电视/视频、电话、互联网、无线）

  • 通过自动配置实时提供服务

  • 管理和自动化此类配置支持的机制

WT-124 => TR-068v2 添加了基于扩展范围的新要求，包括 -

  • 光纤 (PON) WAN 侧以太网端口要求

  • 诊断要求的 Web 重定向

  • DHCP 客户端要求

  • ACS 发起了强制门户要求。

当网络连接出现问题时，需要进行 Web 重定向。RG必须提供一种机制，拦截 Web 浏览器页面（即端口 80 网页请求）并通过将 Web 浏览器定向到适当的内部网页来响应这些页面，以识别和解决网络连接问题，包括但不限于 -

  • DSL 无法训练。− 问：如何将其从适当的 PHY 端口传输到网络？

  • 未检测到 DSL 信号。− 问：与上述相同的问题。

  • 宽带以太网未连接（如果适用）。

  • 未检测到 ATM PVC（如果适用）。

  • IEE 802.1x 故障（如果适用）。

  • 未检测到 PPP 服务器（如果适用）。

  • PPP 身份验证失败（如果适用）。

  • DHCP 不可用。

示例 - TR-069 协议功能

下图描述了 TR-069 协议的功能。

协议

上述图示分以下几点进行描述。

  • TR-069 支持最终用户设备（RG、STB 和 VoIP）的配置和管理。DSL 论坛方法的一个显着差异是 TR-069 可以直接到达最终用户设备。

  • 连接- 基于发送远程过程调用 (RPC) 的通用机制，使 ACS 能够读取或写入参数以配置、监视和控制 CPE。使用 RPC、SOAP 消息（基于标准 XML 的语法），通过 SSL/TLS（安全层）、HTTP、TCP/IP 连接在 CPE 和管理服务器之间传输。

  • （注） - SNMP 在管理器和代理之间在 UDP 之上发送协议数据单元 (PDU)。与 TCP 相比，UDP 不可靠，PDU 大小受限于 UDP 帧大小。

  • ACS 发现-

    • CPE 可以使用 DHCP 发现其关联的 ACS。

    • 手动配置- CPE 可以使用 ACS 的 URL 进行本地配置。

    • 默认配置- CPE 有一个默认 ACS URL，如果未提供其他 URL，则可以使用该默认 ACS URL。

  • 会话（设置和拆卸） - 会话始终使用预先确定的 ACS 地址从 CPE 发起到 ACS：发出用于设置和会话拆卸的通知 RPC 方法，该方法在完成后关闭 TCP 连接。

  • （注） - SNMP 不支持会话的概念。客户端需要在指定的 UDP 端口上侦听来自服务器的消息。

  • 状态管理-

    • 对于形成单个会话的事务序列，CPE 维护在会话期间持续存在的 TCP 连接。

    • 当连续 TCP 连接不可能时，ACS 使用会话 cookie 来维护会话状态。

    • CPE 在所有交换的消息中返回 ACS 设置的信息（cookie）。会话结束时，CPE 终止与 ACS 的关联 TCP 连接并丢弃所有 cookie。

安全

通过 CPE 发起所有通信，TR-069 增强了安全性。安全 TR-069 协议支持以下两种安全（级别）机制 -

  • SSL/TLS 定义 CPE 和 ACS 之间基于证书的身份验证，以提供单一安全连接

  • CPE 可以使用相同的 x.509 证书来提供加密。

通过广泛实施的 HTTP 身份验证进行身份验证的客户端设备如下 -

TR-069 和终端设备 -

  • ACS 可以使用 TR-069 进行管理 -

    • 住宅网关 (RG)

    • 基于 TR-111 的终端设备 (ED)

  • 两种方法 -

    • RG 充当 ED 的代理人

    • ED 由 ACS 直接管理

  • TR-111 定义了额外的规则，允许 -

    • RG 发现 LAN 内启用 TR-069 的 ED

    • ACS 联系 TR-069 ED，即使对于非 TR-069 RG（使用 STUN；RFC 3489）

TR-064 LAN侧CPE

以下是 TR-069 LAN 端 CPE 配置的功能。

  • 采用UPnP v1.0架构并扩展UPnP IGD v1规范（有一些限制）。

  • 管理应用程序（TR-64 控制点）在 PC 上运行，当 CPE 添加到网络时，它会将服务提供商和客户特定的配置推送到 CPE。

  • 在新 CPE 设备的初始安装期间以及存在 WAN 端连接问题时更有用。

TR-64 部署场景

下图描述了 TR-64 部署场景。

局域网侧

DSL 家庭服务用例

让我们考虑以下 DSL 家庭服务的用例。

用例 - 1

客户最初购买宽带服务是为了数据，现在需要订阅 VoIP 服务。

客户可以通过 SP 的网站或致电办公室传达新的服务请求。为了提供这些服务，SP 需要解决以下问题。是否 -

  • 选项 1 - 现有 CPE 的硬件能够根据请求提供新服务。

  • 选项 2 - 硬件可以，但固件需要升级。

  • 选项 3 - 硬件和固件都可以，只需要 VoIP 服务配置。

现在让我们详细了解每个选项。

  • 在第一种选择中，SP（服务提供商）要么需要卡车服务来提供支持 VoIP 的 CPE，要么可以要求用户根据他们所签订的协议从市场上购买设备。

  • 对于第二个选项，SP 可以在 ACS 上对此 CPE 设备的固件升级和 VoIP 配置请求进行排队。当CPE开启时，它会通过TR-69在CPE上自动配置，并且ACS将收到变化通知。服务提供商可以将 ACS 配置为在收到成功配置服务的事件后通过电子邮件/SMS 通知用户。

  • 对于第三个选项，只需要在 ACS 上对 VoIP 服务配置请求进行排队即可。当CPE开机时，ACS会自动更新CPE设备上的配置。服务提供商可以将 ACS 配置为在收到成功配置服务的事件后通过电子邮件/SMS 通知用户。

用例 - 2

要求服务提供商批量进行固件升级。

SP已经部署了数百台设备，需要进行固件升级，因为它正在提高基本服务级别或发现严重错误，这可能会以某种方式影响服务。让我们考虑以下几点 -

  • 使用 TR-69 管理解决方案，ACS 应拥有有关 CPE 的完整信息，如硬件版本、设备上使用的固件（此信息由 CPE 在每次会话设置时传递）。

  • 运营商可以识别 CPE 设备，这些设备可能需要升级，因为并非所有设备都需要升级。

  • 从 ACS，它可以以交错的方式将固件升级请求安排到选定的 CPE。

  • 一旦CPE固件更新，它应该知道固件升级成功的CPE列表。

  • 所有这一切都是在他们舒适的办公室里不出门的情况下发生的。

用例 - 3

客户报告语音/视频服务质量不合格。

这可以通过遵守以下几点来解决 -

  • 监控可能影响语音/视频质量的性能参数，以排除故障并为最终客户提供预期的体验质量。

  • 为了提供语音、视频和数据的差异化服务，它可以根据与客户的服务级别协议配置所需的QoS参数。

用例 - 4

客户面临连接问题并报告某些服务的问题，然后服务提供商可以 -

  • SP 可以在 CPE 上运行诊断来解决问题。

  • 它可以在 CPE 中设置诊断参数，一旦诊断完成，就会通知 ACS 其完成。之后，ACS可以通过TR-69远程检索结果并诊断问题。

  • 总体而言，SP无需外出即可知道原因，因此可以更有效地处理情况。

DSL 家庭路线图

以下几点描述了 DSL Home 路线图。

  • TR-069 的互操作性 -

    • Plugfest 活动 - 3 项已经完成。

    • 上次活动有 22 家 CPE 和 11 家 ACS 供应商参加。

  • TR-069 或 DSL Home 认证正在考虑中。

  • 许多 WT 正在进行中：ACS 北向接口、新服务对象模型、QoS、新 RG 规范、测试和互操作性测试用例等。

  • 与 UPnP 论坛、DLNA、HGI 等协调和联络，定义家庭设备的标准。

  • 相当多的标准机构已经接受了家庭设备远程管理的 TR-69 标准：ITU-T SG16、家庭网关倡议 (HGI)、ATIS IPTV 互操作性论坛 (IIF) 等。

  • 直接视频广播 (DVB) 组织（ETSI 标准）采用 TR-069 和 WT-135 进行 IPTV STB 远程管理或来自 CableLabs 的替代方案。

  • 涉及多个研究组的 ITU-T IPTV 焦点组也将讨论远程管理协议问题。

TR-69 与 SNMP

IETF（互联网工程任务组）定义了许多 MIB 来管理各种特性和功能。然而，任何标准机构或 IETF 都没有进行整合，建议使用一组 MIB 来管理 CPE（尤其是提供三重播放服务的家庭网关）设备的配置和服务供应。CPE 设备中的 MIB 支持完全由供应商根据自己的实现进行选择。TR-69 和 DSL Home 旗下的其他 TR 定义了 CPE 设备上此类服务所需的一组参数。它推荐了适用于每种服务类型的参数集，它们是 -

  • 供应商正在提供带有自己专有的 MIB 的解决方案，从而使这些设备的管理特定于供应商。

  • 没有 MIB 可用于仅特定于 CPE 设备的系统服务，例如固件升级、诊断等。

  • 使用 SNMP 需要通过 NAT 打开 SNMP 端口，因为大多数家庭网关都使用 NAT，并且被管理的设备可能位于 NAT 后面。在 SNMP 中，获取/设置任何参数的请求始终由管理器发起。因此，必须在 CPE 上打开端口才能获取请求。在TR-69中，TR-69会话由CPE发起，服务器使用相同的会话发送get/set请求。这样就无需在 NAT 环境中显式打开端口。TR-69 还定义了 ACS 向 CPE 发送请求的方式，这部分由 TR-111 第 2 部分透明地处理。

  • 目前大多数现有的 SNMP 实现都没有实现 SNMPv3。因此，通过 SNMP 交换的消息不是很安全。在 TR-69 中，通过基于 SSL/TLS 或 HTTP 的身份验证方案来保证安全性。截至目前，大多数 TR-69 实现都实现了 SSL/TLS。

  • 从 CPE 到管理器的任何指示都必须以陷阱的形式进行处理，并且这些陷阱需要在 MIB 中预定义。一旦定义了这些陷阱，管理器就无法控制 CPE，无论它是否应该在陷阱条件下生成陷阱。TR-69 定义了一种非常通用的方法，用于向服务器通知任何参数更改。无需定义额外的陷阱，此功能内置于协议本身中，如果管理员不需要参数通知，他们可以通过协议将其关闭。此外，TR-69提供了主动或被动通知机制，这是SNMP中所缺少的。

  • 没有通过其他管理协议访问变量的访问控制机制。TR-69 定义了一种机制，可以指定哪个管理协议可以控制哪些参数以及可用的访问级别（读/读写）。当服务提供商想要控制一组参数时，此功能非常有用，这些参数如果更改可能会影响最终用户的服务。SNMP 没有定义此级别粒度。

  • 通常SNMP使用UDP作为通信机制，这不是很可靠，而TR-69使用HTTP over TCP，这更可靠。

  • 在 SNMP 代理上，需要配置 SNMP 管理器地址和团体字符串，而在 TR-69 中，不强制配置 ACS 特定参数。如果运营商没有配置，ACS 相关参数可以通过基于 DHCP 的机制动态发现。

  • 通过基于 SNMP 的管理，唯一支持的操作是从管理器获取/getnext 和设置。如果设备管理需要一些其他专有操作或下载文件，则在 TR-69 中无法完成。这可以通过定义特定于供应商的 RPC 轻松实现。利用现有的RPC机制，甚至可以在CPE和ACS之间的同一会话中实现文件下载。

  • 没有为支持三重播放服务的 CPE 设备定制 MIB。

  • 每个供应商都提供自己的基于一些 std + 专有 MIB 的解决方案

  • 使用 SNMP 需要在设备上打开 SNMP 端口。

  • 大多数基于 SNMP 的管理并未实现 SNMPv3。因此，安全性受到损害。

  • 实现任何参数的参数更改通知都很困难。

  • 无法控制启用和禁用通知。

  • 不存在访问控制的规定。

  • 使用基于UDP的方法进行传送，这不是很可靠。

  • 设备可以同时由多个管理器管理，这增加了同步性。

  • 只能支持一组特定的操作。

  • SNMP 可以实现的任何功能都可以通过 TR-69 实现，甚至更多。

结论

  • DSL Home 规范套件定义了下一代住宅网关 (RG) 解决方案。

  • 使用户和电信公司能够更轻松地超越调制解调器和尽力桥接/路由，转向三重/四重播放服务。

  • TR-069 (CWMP) 是 DSL Home 的核心 -

    • 可扩展且灵活的管理协议。

    • 访问技术不可知。

    • 积极推广针对 DSL 以外的接入技术的 TR-069。例如 – 电缆/DOCSIS、光纤/PON (WT-142)。

    • 其他机构正在采用 TR-069：ITU-T SG16 Q21、HGI、DVB、ATIS IIF 等。

  • TR-068（带路由的调制解调器）扩展了 WT-124 = RG 盒要求。

  • TR-098（RG 数据模型）-

    • 丰富的RG QoS策略建模。

    • 适用于 HGI QoS。

    • 无需扩展即可满足 HGI 要求。

  • ACS 模拟工具已经开发出来，可帮助客户针对 ACS 测试其 CPE 解决方案。

在下一章中，我们将讨论各种 DSL 系统组件。