DSL - 快速指南

DSL - 概述

数字用户线技术是一种铜环传输技术，它解决了网络和服务提供商之间最后一英里经常出现的瓶颈问题。

虽然与其他网络访问方法相比，DSL 技术可显着提高速度（高达 8+ Mbps），但基于 DSL 的服务机会的真正优势在于以下操作：

  • 当今网络用户所需的多媒体应用程序。
  • 性能和可靠性。
  • 经济学。

如以下示例比较图所示，与其他网络访问方法相比，基于 DSL 的服务为网络服务用户提供了性能优势。此外，基于 DSL 的服务扩展了公共和私人（园区）运营商的运营改进。

DSL服务

DSL技术引人注目的优势之一是它作为NSP，帮助服务用户充分利用现有基础设施、二层和三层协议（如帧中继、ATM和IP），并拥有可靠的网络服务已受托来。

DSL 可以轻松支持先进的企业级服务，例如DSL 语音(VoDSL) 和经过验证且易于理解的技术的新变体，例如DSL 帧中继(FRoDSL)。最新一代的 DSL 设备还提供端到端服务级别管理(SLM)。为简单起见，在我们关于企业级 DSL 应用程序的讨论中，我们将所有这些应用程序归入一个新的缩写词 - SLM-DSL下。

DSL - 基础知识

各种各样的DSL技术和DSL产品已经进入市场，带来了机遇，也带来了困惑。本章提供了该技术的概述，该技术可以通过铜线传输信息并改变各种DSL技术。了解这个概念后，您可以更好地准备评估 DSL 技术和相关产品。

DSL 基本概念

PSTN 和支持本地接入网络的设计准则是传输仅限于 3400 Hz 模拟语音通道。例如 -电话、调制解调器、拨号传真调制解调器和专用线路调制解调器将其在本地接入电话线路上的传输限制在 0 Hz 到 3400 Hz 之间的频谱。使用 3400 Hz 频谱的最高信息速率低于 56 Kbps。那么DSL是如何在同一条铜线上实现每秒数百万比特的信息速率的呢？

答案很简单 - 消除 3400 Hz 频率边界的限制，就像传统的 T1 或 E1 一样，它使用比语音通道更广泛的频率范围。这种实现方式需要在铜线环路末端的宽频率范围内将信息传输到另一个附件，该附件接收铜线环路末端的信号的频率宽度。

据我们现在了解，我们可以选择取消3400Hz的限制频率，并提高铜子上支持的信息速率；您可能想知道，“为什么我们不忽略 POTS 准则传输和更高频率的使用？”

衰减和由此产生的距离限制

让我们了解衰减和导致距离限制的其他因素。

  • 衰减- 传输信号在铜线上传输时的功率耗散。家庭布线也会造成衰减。

  • 桥接抽头- 这些是环路的未端接延伸，会导致额外的环路损耗，损耗峰值围绕延伸长度的四分之一波长的频率。

  • 串扰- 同一束中两根电线之间的干扰，由每根电线携带的电能引起。

我们可以将电信号的传输与驾驶汽车进行比较。你走得越快，在给定距离内燃烧的能量就越多，你就必须越早补充能量。由于电信号在铜线上传输，使用更高的频率来支持高速服务也会导致更短的环路范围。这是因为通过线环传输的高频信号比低频信号更快地衰减能量。

最小化衰减的一种方法是使用电阻较低的导线。粗电线比细电线具有更小的电阻，这意味着信号衰减更小，因此信号可以传播更远的距离。当然，粗规格的电线意味着更多的铜，这会导致更高的成本。因此，电话公司通过使用可以支持所需服务的更细规格的电线来设计电缆设备。

先进的调制技术最大限度地减少衰减

20 世纪 80 年代初，设备提供商积极致力于开发基本速率 ISDN，它提供高达 64 Kbps 的两个 B 通道和一个用于信令和分组数据的 16 kbps D 通道。信息的有效负载以及与实施相关的其他开销成本导致传输信息总量为 160 Kbps。

ISDN 的一个关键要求是它必须通过现有的铜缆（相当于 18,000 英尺）到达客户。然而，基本速率 ISDN 的AMI 实现需要使用较低部分 160,000 Hz，导致信号衰减过多，并且低于 18,000 英尺，这是 26 规格电线上承载的必要环路

1988 年，信号处理和编码线路的进步通过在模拟波形或传输的每个周期中发送两位信息，使 AMI 代码继承的效率提高了一倍。该代码行称为2 个二进制，1 个四元 (2B1Q)。ISDN 基本速率的 2B1Q 实现使用从 0（零）到大约 80,000 Hz 的频率，其衰减较小，可实现 18,000 英尺的所需环路覆盖范围。

ADSL 线路代码的历史

大约在同一时间（1980 年代），业界认识到本地环路的不对称属性，使得电话公司对提供视频娱乐服务产生了浓厚的兴趣。这种兴趣的动机是希望通过新服务增加收入，并认识到非美国有线电视运营商已开始通过其工厂同轴电缆提供语音服务。

到 1992 年底，三线代码逐渐成为支持高速视频拨号音服务的最有可能的技术。这些是 -

  • QAM（正交幅度和相位调制）是一种在调制解调器中使用了 20 多年的线路编码技术。

  • CAP是之前为 HDSL 引入的，实际上是 QAM 的一个变体。

  • DMT（Discrete MultiTone），一种线路编码技术，20 多年前由 AT&T 贝尔实验室申请专利（但尚未实施）。

2B1Q 是一种以 0 Hz 或 DC 等频率进行传输的基带技术，与 2B1Q 不同，上述线路代码通常是带宽，并且可以设计为在任何指定的频率范围内运行。

DSL最初被设计为住宅服务，需要与已配置的POTS独立共存。因此，带宽属性被认为是FDM或POTS、网络上的用户上行信道服务以及从网络到用户服务的下行链路之间频率分离的先决条件。

除了上述 FDM 的实现之外，一些 DSL 技术（包括 DMT 的一些实现）旨在提供上行和下行通道的回声消除器，以最大限度地减少更高频率的使用并优化环路范围。然而，一些观察家认为，这些系统的回声消除后，性能往往会恶化。越来越多的类似服务部署在同一个电缆束中，抵消了与避免更高频率相关的巨大收益。

DSL - 主页

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。

DSL - 系统组件

在本章中，我们将讨论传输系统、本地接入网络、多服务 DSLAM、DSL 调制解调器/路由器和其他几个 DSL 系统组件。

运输系统

该组件为DSLAM系统提供运营商骨干传输接口。该设备可以提供服务特定接口，例如 -

  • T1/E1
  • T3/E3
  • OC-1
  • OC-3
  • OC-12
  • STS-1 和
  • STS-3。

本地接入网络

本地接入网络以CO间本地运营商网络为基础。为了在多个服务提供商和多个服务的用户之间提供连接，可能需要额外的硬件。为此目的，可以在接入网络中配置帧中继交换机、ATM交换机和/或路由器。ILEC 和 PTO 越来越多地寻找 ATM 设备来履行这一职责，而下一代 DSLAM 包括ATM 交换来完成这一职责。

有时，考虑接入节点(AN) 的概念是有启发性的，接入节点是交换机和/或路由设备的物理位置。根据所需接入网络的规模以及与运输相关的成本，我们可以期望通过本地接入网络找到一个或多个 AN，从而在 CO 间网络之上创建一个覆盖结构。在某些情况下，AN 集成在 DSLAM 中，就像结合了 ATM 交换系统的新一代 DSLAM 的情况一样。

多业务DSLAM

DSLAM 驻留在 CO 环境（或近虚拟配置的空间）中，是 DSL 解决方案的基石。从功能上讲，DSLAM 将来自多个 DSL 环路的数据流量集中在基础网络上，以便连接到网络的其余部分。DSLAM通过集中 DSL ON 10Base-T 线路、100Base-T、T1/E1、T3/E3 ATM 或输出，为基于分组、信元和/或电路的应用提供回程服务。

一些 DSLAM 保持“硬化”温度，以便安装在环境不受控制的区域。这允许将远程终端安装在 DSLAM 或人行道机柜中，而不仅仅是在中央或虚拟配置空间中。将 DSLAM 移动到这些远程位置（使用扩展范围环路技术）的能力可以显着增加服务提供商的覆盖范围，以便向 DSL 无法覆盖的客户提供服务

除了根据所提供的特定服务进行集中和功能之外，DSLAM 还提供附加功能。在某些情况下，DSLAM 可能需要打开数据包才能采取行动。例如，为了支持使用动态主机控制协议(DHCP) 的动态 IP 地址分配，必须考虑每个数据包，以便将数据包定向到正确的目的地（即被视为 DHCP 中继功能）。

DSL调制解调器/路由器

评估调制解调器/DSL路由器的标准是将服务用户连接到DSL环路的客户站点设备。DSL的端点一般为10/100Base-T、V.35、ATM或T1/E1，随着新一代消费产品也支持USB、IEEE 1394（Firewire）和因素内部PCI形式等方法。此外，正在开发 CPE 参数，其中包含旨在支持特定应用的附加端口，例如用于支持语音的 RJ11 端口（例如用于服务 VoDSL 的 IAD）、用于基于 DSL 的视频服务的视频端口以及新的网络接口（例如 Home）。电话线网络联盟 (HomePNA) 或无线网络，例如 802.11 无线以太网接口。

根据所提供的特定服务，DSL CPE 设备有多种不同的配置。除了提供基本的 DSL 调制解调器功能外，许多参数还具有附加功能，例如桥接、路由、ATM 复用或 TDM。

桥接参数易于安装和维护，很好地服务于市场。所有工作网桥设置设备都应该有一个学习过滤器，以阻止不需要的流量穿过网络。路由 IP 设置为客户站点提供了灵活性。利用当前的 IP 终止点，可以创建和维护子网，以实现远程 LAN 的有效分段以及多播和单播下游识别。

LAN 上的远程用户也可以同时使用多个服务区。当您有大量用户需要通过不同的 ISP 访问不同的服务提供商（例如企业 LAN 和 Internet）时，多个服务区域就变得很重要。

透明协议参数的Behave类似于 DSU / CSU。它们为路由器和/或现有 FRAD（帧中继接入设备）提供 DSL 链路接口。路由器和 FRAD 管理插入的网络流量的整体管理，同时 DSL 的最终点将所有流量传递到上游 DSL 链路。

信道化TDM参数可以充当T1传统服务/E1的DSU/CSU。它们还提供路由器接口、FRAD、多路复用器、PBX 或用于传统服务的任何其他设备。

必须设计 DSL 调制解调器/路由器，以便只需很少的配置或无需配置即可安装它。另外，许多服务提供商要求DSL端由服务用户安装，要求简单的即插即用。DSL 端点必须易于服务提供商管理。

一般来说，功能搜索以下几点 -

  • 能够提供第 1 层和第 2 层管理统计数据，例如信噪比。

  • 能够提供第 3 层 MIB 统计信息，例如数据包计数。

  • 设备可由服务提供商完全管理，无需现场人员。

  • 支持性能监控和端到端可视性的设备，可实现快速故障检测、隔离和纠正。

  • 能够根据需要远程下载新软件。

  • 与第三方 CPE（包括 IAD）的互操作性。

POTS 分离器和微过滤器

POTS 分离器选件位于 CO 和服务用户插槽中，当 DSL 变体使用这些服务时，允许铜环路用于媒体传输、同步 DSL 高速数据和单线电话服务。

POTS 分配器通常有两种配置 -

  • 单分离器版本设计用于安装到住宅和

  • 设计用于 CO 接地连接的多重释放分离器。

请注意，虽然许多 DSL 线路编码系统仅支持一个通道 POTS，但其他系统则不支持。基于服务参考架构的 DSL POTS 分离器可以是无源的或有源的。有源 POTS 分离器需要外部电源才能在单根铜线对上运行语音和 DSL。无源 POTS 分配器不需要电源，并且通常比有源分配器具有更高的MTBF （平均故障间隔时间）。无源 POTS 分离器在 DSLAM 或 DSL 调制解调器断电时支持 911 等重要服务，而有源 POTS 分离器应具有备用电源，以便在断电时提供这些基本服务。

DSL（如 G.dmt ADSL、G.lite、RADSL ReachDSL）现在可以安装，无需 POTS CPE 单独的分离器。相反，可以在客户场所的每个用户 POTS 设备（例如电话、模拟调制解调器和传真机）和墙上插座之间安装称为微过滤器的无源设备。微滤波器是一种“低通”滤波器，允许传输语音频段服务，同时过滤 DSL 使用的高频并消除干扰。

这种方法的优点是，虽然传统的 POTS 分离器是由服务提供商安装人员安装在网络接口设备(NID) 上，但微过滤器可以轻松连接到最终用户，无需致电安装服务。对于在 POTS 连接上运行的 DSL 服务始终是安装的首选。

DSL - ADSL 基础知识

在本章中，我们将讨论非对称数字用户线的基础知识和标准。

ADSL基础知识

首先，让我们了解以下几点。

  • 所有 ADSL 标准都将离散多音 (DMT) 调制用于物理层。

  • 将频段划分为许多小通道。

  • 每个通道上的 QAM 调制。

  • 根据信噪比 (SNR) 为每个通道分配不同的比特。

PHY 的 ADSL 基础系统框图

以下是 PHY 的 ADSL 基础系统框图。

宽带数字用户线路

ADSL标准

下表描述了 ADSL 标准。

版本 标准名称 通用名 下行速率 上行速率 批准于
宽带数字用户线路 ANSI T1.4131998 第 2 期 宽带数字用户线路 8.0兆比特/秒 1.0兆比特/秒 1998年
宽带数字用户线路 国际电联G.992.1 ADSL (G.dmt) 8.0兆比特/秒 1.3兆比特/秒 1999-07
宽带数字用户线路 ITU G.992.1 附件 A POTS 上的 ADSL 12.0兆比特/秒 1.3兆比特/秒 2001年
宽带数字用户线路 ITU G.992.1 附件 B ISDN 上的 ADSL 12.0兆比特/秒 1.8兆比特/秒 2005年
宽带数字用户线路 国际电联G.992.2 ADSL 精简版 (G.lite) 1.5兆比特/秒 0.5兆比特/秒 1999-07
ADSL2 国际电联G.992.3 ADSL2 12.0兆比特/秒 1.3兆比特/秒 2002年7月
ADSL2 ITU G.992.3 附件 J ADSL2 12.0兆比特/秒 3.5兆比特/秒
ADSL2 ITU G.992.3 附件 L 重新ADSL2 5.0兆比特/秒 0.8兆比特/秒
ADSL2 国际电联G.992.4 无分路器ADSL2 1.5兆比特/秒 0.5兆比特/秒 2002年7月
ADSL2+ 国际电联G.992.5 ADSL2+ 24.0兆比特/秒 1.4兆比特/秒 2003年5月
ADSL2+ ITU G.992.5 附件 M ADSL2+M 24.0兆比特/秒 3.3兆比特/秒2008年 2008年
ADSL2++ （高达 3.75 MHz） ADSL4 52.0 兆比特/秒？ 5.0兆比特/秒 开发中

附件G.DMT

G.992.1 附件 A – POT 上的全速率 ADSL

  • 重叠光谱 PSD 掩模
  • 非重叠光谱 PSD 掩模

G.992.1 附件 B - ISDN 上的全速率 ADSL

  • 仅重叠光谱 PSD 掩模，但是重叠是可选的

G.992.1 附件 C – TCM-ISDN 捆绑器中的全速率 ADSL

  • G.992.1 附录 A 的 PSD 掩模

G.DMT PSD

下图描述了 G.DMT PSD。

PSD

G.Dmt性能

G.Dmt Performance可以通过以下描述来理解。

  • NSC = 子载波数量
  • 子载波间隔 = Δ f = 4.3125 KHz
  • 数据符号率 = 4.0 KHz
  • 数据速率 = N * 4 * 8 Kbps（32 Kbps 的倍数）
  • 带宽 = NSC * Δ f
  • 采样率 = 2* NSC *Δ f
NSC                                 256   
Total bandwidth                     1.1 MHz    
Sample rate                         2.2 MHz   
Maximum Date Rate                   ~12Mbps(down)/1.2Mbps (up) 
Maximum Reach                       20kf

拨号音服务

虽然DMT被选为官方标准，但基于CAP的系统已在全球范围内实施了许多ADSL和一系列视频声音试验和商业部署，有效地确定了CAP作为ADSL竞争事实上的标准。与此同时，美国有线电视行业提供电话服务的威胁已基本消退。

在全球范围内，音视频应用有所增加，但仍然保持着兴趣。在许多市场，他们很难证明与有线电视和卫星电视的广泛普及相关的成本是合理的。

结果，视频拨号音举措在北美基本上消失了。ADSL 的最终标准 - 由国际电信联盟 (ITU)（G.dmt 或 G.992）和 ANSI（T1.413 第 2 版）批准 - 如前所述，是基于 DMT 的系统，并且是今天最新的 ADSL 部署。然而，一些供应商继续在其网络中部署基于 PAC 的系统。

应用程序从视频切换到数据

通过这些长音视频拨号试验，业界逐渐认识到许多数据应用程序都是不对称的。最好的例子就是互联网。通常，用户将一小段数据流发送到远程服务器，远程服务器请求下载数据文件，特别是图形、音频和视频。作为响应，服务器开始将网络支持的文件数据速率发送到远程工作站。这笔交易本质上是极其不对称的。

与此同时，互联网已经发展成为一种全新的现象，与互联网增长服务的新用户的比率相比，这是闻所未闻的。所有用户最大的抱怨是上传文件到调制解调器拨号的时间太长，甚至 ISDN 数据速率也太长。因此，新的服务需求和新技术很快结合在一起，ADSL也被重新定位为支持互联网接入。

视频作为 DSL 的要求并没有完全消失。然而，使用 RealMedia 或 Windows Media 等系统通过 IP 进行视频传输已变得越来越流行和复杂。使用 MPEG-2 等压缩系统或允许视频压缩的新行业标准系统，IP 视频传输仍然是 DSL 的可行应用。

数据服务优化

当应用是位同步视频时，DSL线路必须以指定的线路速度运行。然而，数据可以在很宽的速度范围内运行。唯一的影响是速度较慢需要更长的时间来传输大文件。因此，对于数据应用，我们有可能降低线路速度，以允许在更长的线路上提供服务。CAP和DMT收发器都经过修改，以优化环路基础上的服务，其实现称为自适应速率数字用户线(RADSL)。

RADSL 技术支持让收发器自动将线路速度提高到可实现的最高数据速率，这可以在给定环路上可靠地实现。尽管此功能主要是为了简化服务设施而设计的，但它也为服务提供商提供了在环路条件恶化的情况下适度降低服务的可能性。如今，还有其他支持速率自适应的 DSL 技术。对此功能感兴趣的服务提供商应检查不同技术对其支持的程度。

RADSL标准

可以看出，自 1993 年 3 月决定视频 ADSL 标准以来，行业和技术发生了巨大变化。为了认可该工作组，T1E1 ANSI 制定了名为ANSI TR59 RADSL的标准。FCC 特别将 RADSL 列为与本地环路中的语音和其他 DSL 技术在频谱上兼容的技术。

IDSL 通过 ISDN 提供 DSL

在某些情况下，DSL 概念已应用于现有技术。例如，ISDN DSL 或 IDSL，首先作为 1980 年IDSL ISDN CPE（客户驻地设备）的新旋转技术出现，与位于铜线环路另一端的 ISDN 兼容线路卡进行通信并终止 ISDN 信号独立于电话交换机。

在这种情况下，与所有 DSL 变体一样，数据服务针对扩展数据服务，而不是交换网络。虽然 IDSL 基于成熟的技术，但它在功能上是 ISDN 子集，因为它放弃了支持一般交换电话服务和连接的任何可能性。IDSL 的一个关键优势是服务提供商寻求将长期 ISDN 数据连接移至互联网服务器或脱离交换网络的远程 LAN 访问。另一个主要优点是，由于 IDSL 使用 ISDN 信令方法，因此它能够通过数字环路载波提供服务的铜线对进行传输。

这些设备是远程终端，设计用于在铜线建成后将 POTS 和 ISDN 服务的覆盖范围扩展到中心局的通常范围之外，通常通过光纤专线连接到中心局，因此无法连接到中心局。承载任何类型的 ADSL 和 SDSL DSL 信号。

多速率对称DSL

除了 IDSL 提供的 144 Kbps 带宽之外，还出现了一些新技术，可以更好地分类办公室/小型办公室和住宅 (SOHO) 的可能性。这些技术提供 128 Kbps 至 2.048 Mbps 之间的操作范围。

对于对称应用，多速率 SDSL (M/SDSL) 已成为一种有价值的技术，可以满足运营商在几乎无处不在的基础上提供时分复用(TDM) 服务的要求。基于单对SDSL技术，M/SDSL支持改变命令行收发器的速率，从而改变收发器的工作距离。此版本的 CAP 支持 8 个单独的服务速率：64 Kbps / 128 Kbps 至 29 kft (8.9 km) 24 规格线 (5mm) 和 15 kft (4.5 km)，全速为 2 Mbps。凭借AutoRate（类似于RADSL）的能力，对称应用现在可以普遍部署。

G.lite 面向消费市场

1998 年 1 月，通用 ADSL 工作组(UAWG​​) 宣布成立。它由电信、网络和个人计算机领域的大型组织组成。该小组的成立是为了开发可安装的低速和替代成本的 ADSL，而消费者则由服务提供商快速部署。该小组的工作成果是基于 ADSL G.lite 标准的新子集。

G.lite 于 1999 年 6 月被 ITU (G.992.2) 批准为标准，可提供高达 1.5 Mbps 的下行速度和 512 Kbps 的上行速度。值得注意的是，G.lite 旨在在现有电话线路上提供此服务，无需 ADSL 解决方案通常所需的全速率 POTS 分离器。G.lite 标准的一部分是“快速重新训练”已知技术，该技术在使用电话听筒时限制 G.lite 信号的输入功率。当电话重新挂断时，这有助于最大程度地减少干扰并恢复电源。

ReachDSL 的优势

以下是 ReachDSL 的优势。

  • 无分路器安装- 客户所在地无需 POTS 分路器，简化了安装并允许客户自行安装。

  • 更大的环路覆盖范围- 除了 ADSL 系统（通常可以到达距中心局 18,000 英尺以下的距离）之外，ReachDSL 系统的服务范围也远远超出 20,000 英尺，某些发电厂的覆盖范围也超过 30,000 英尺。

  • 频谱兼容性- ReachDSL 解决方案提供卓越的频谱兼容性。ReachDSL 系列的成员MVL®（多条虚拟线路）是 FCC 第 68 节批准的第一个 DSL 系统，这意味着它对电话网络上的其他服务“友好”，而不是干扰器。ReachDSL 还以频谱管理级别运行，以提供更好的范围和更高的速度。

  • 更低的产品成本- ReachDSL 产品使用“现成的”而不是定制的数字信号处理器 (DSP)。

  • 动态带宽分配- 允许为不同的应用程序定制服务。

VDSL 提供视频和更高带宽

新的变体不断出现，例如VDSL、DSL或DSL 高速。VDSL系统仍在开发中，因此最终容量尚未确定，但拟议的标准要求下行带宽高达52 Mbps，对称带宽高达26 Mbps。这些带宽的折衷方案是更短的环路部分，对于更高带宽的可能频段，通常短至 1000 英尺，并以低于环路长度增加的速度进行速度调整。

鉴于这些限制，VDSL 部署计划使用与传统 DSL 稍有不同的模型，将 DSLAM 移出电话公司的中心局和附近地区，并使用光纤线路为包含 DSLAM 的本地机柜供电。

VDSL 提供的高速度为服务提供商提供下一代DSL 服务带来了机会，其中视频被视为首要应用。在 52 Mbps 的速度下，VDSL 线路可以为客户提供完整的多通道 MPEG-2 视频流质量，甚至可以提供一个或多个高清全质量 (HDTV) 电视频道。

一些服务提供商已经开始了 VDSL 系统部署测试，这些服务通过出现在住宅中的端点 VDSL 作为机顶盒（例如带有以太网或其他数据接口的有线电视）来提供这些服务，用于连接到 PC 以获得同步数据服务。

DSL 的基本原理是本地环路技术，其中兼容设备驻留在单个铜线环路的每一端，确保新的 DSL 技术随着时间的推移不断出现。服务提供商的一个战略要点是确保当前部署服务所选择的特定技术或 DSL 网络模型不会限制未来采用新技术的选择。

为什么选择ADSL2？

以下几点描述了ADSL2为何如此受欢迎

  • ADSL 提供高达 8Mbps/800Kbps 的数据速率（可能为 12M/1.2M）。

  • 达到 18-20kf 26AWG（约 6000m）。

  • 没有无缝的利率变化。

  • 当没有用户活动时，没有省电模式。

  • 每个 bin 没有 1 位，每个符号没有部分字节。

  • 固定 64Kbps 开销信道速率（帧结构 3）。

ADSL2/ADSL2+

以下几点描述了ADSL2/ADSL2+的各种特性。

  • ADSL2+ 提供高达 24Mbps/1Mbps 的数据速率。

  • SNR 变化时的无缝速率自适应。

  • 电源管理大大降低功耗。

  • 每个 bin 1 位和每个符号部分字节提高了覆盖范围。

    • 达到 20-22kf 26AWG（约 7000m）。

  • 可变的开销信道速率满足用户需求。

  • 训练期间的循环诊断功能。

ADSL2/2+ 的优点

ADSL2 和 ADSL2+ 提供下一代功能以改进 DSL 部署业务案例。以下是它的一些好处 -

  • 更高的利率
  • 延伸范围
  • 提高稳定性
  • 能源管理
  • 增强的光谱兼容性

延伸范围

ADSL2 使服务提供商能够使用速率增强技术以更长的环路长度扩展现有的速率计划 -

速率增强技术-

  • 减少帧开销
  • 强制网格编码
  • 1位星座
  • 导频音数据

长距离 DSL (LDSL) -

  • RE-ADSL2 增强了北美的 PSD
  • 重叠模式

框架增强

以下功能有助于增强框架。

  • 更灵活的框架结构

  • 替换了 G.DMT 中的框架结构类型 0、1、2 和 3

  • 接收器选择配置参数

  • 可能实现最佳里德所罗门编码

  • 可配置的开销信道从 4Kbps 到 64Kbps

  • 基于 HDLC 的 OAM 协议来检索详细的性能监控信息。

PMD 增强 - 培训

以下功能有助于 PMD 增强 - 训练。

  • 新的线路诊断程序。

  • 接收器选择导频音。

  • 改进了信道分析期间的 SNR 测量。

  • 改进了详细传输信号特性的交换。

  • 音调中断以允许在初始化期间进行 RFI 测量。

PMD 增强 - 性能

以下功能有助于 PMD 增强 - 性能。

  • 强制支持网格编码。

  • 强制支持一位星座。

  • 数据调制在导频音上。

  • 通过接收器确定的音调顺序提高了 RFI 鲁棒性。

PMD 增强 - 功率

以下功能有助于 PMD 增强 - 功率。

  • 发射功率削减。

  • 强制降低发射功率。

  • ATU-C 的省电功能具有新的 L2 低功耗状态。

  • 具有新的 L3 空闲状态的省电功能。

PMD 增强 – 动态

以下功能有助于动态 PMD 增强。

  • 位交换

  • 无缝速率适配 (SRA)

  • 动态速率重新分区 (DDR)

为什么要进行在线重新配置？

以下几点描述了为什么需要 OLR。

  • DSL线路状况一直在变化，串扰、天气、无线电、环境等。

  • 用户活动在挂机/摘机、高峰/正常使用情况下始终发生变化。

  • 运营商带宽重新分配。

在线重新配置（OLR）

关于OLR，以下几点告诉我们

  • 当生产线或环境缓慢变化时，保持无缝运行。

  • 优化速率设置（可减少6dB余量）。

  • 提供上层配置。

  • 所有通道均可独立运行。

在线重新配置的类型

以下是 OLR 的类型。

位交换（BS） -

  • 在子载波之间重新分配数据和功率
  • 适应不同的线路条件

无缝速率适应（SRA） -

  • 重新配置总数据速率
  • 后台SNR监测可以找到最佳设置

动态速率重新分区 (DRR) -

  • 重新配置多个延迟路径之间的数据速率分配。

控制参数

以下是成帧器配置和 PMD 功能的控制参数。

成帧器配置-

  • BPn