摘? 要: 簡要介紹了ADSL系統構架、原理、服務、計費和業務模式。

　　關鍵詞: ADSL? 寬帶系統? PPPoE? 接入網? BRAS? Radius? 寬帶運營商

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　　Internet的迅速發展使網絡逐漸進入了人們日常生活的各個方面。信息傳播(網上新聞、公告)、網上辦公、電子商務、娛樂(VOD、MP3)等對網絡帶寬不斷提出更高的要求。目前普遍采用的Modem撥號上網技術已無法適應用戶需求。同時網絡技術的進步也使寬帶接入成為可能。寬帶接入技術不對稱數字用戶線(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)、LAN網和Cable Modem等應運而生。寬帶接入業務平臺需要一系列系統和應用軟件用以實現接入、認證、計費、用戶和系統管理工作。

　　ADSL技術是用數字技術對現有的模擬電話用戶進行改造,使它能夠承載寬帶業務。由于Internet視頻信號等業務的特殊性,下行信號數據量大,上行數據量小,雙向數據流量不對稱。電纜傳送的信號頻帶主要取決于下行信號。如果采用頻分復用方式,把上、下行信號頻帶分開,則可大大減少近端串音的影響。因此,可以采用不對稱的傳輸速率來實現用戶高速接入Internet,而ADSL技術也就由此產生。

1? ADSL系統架構

　　ADSL系統邏輯結構圖如圖1所示。它由3部分組成:用戶計算機(客戶端)、接入網和ADSL系統平臺。其中ADSL系統平臺又包括ADSL接入服務器、Radius認證服務器、計費系統和服務選擇門戶等部分。

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　　對于ADSL系統而言,可以把客戶端看作是普通以太網的延伸,由支持PPPoE協議的客戶端軟件代替窄帶系統的撥號連接。接入網也稱為用戶接入網,由業務節點接口和相關用戶網絡接口之間的一系列傳送實體(例如線路設施和傳輸設備)組成,通常由電信公司提供。

　　寬帶接入服務器用于替代窄帶系統的RAS以提供寬帶接入,因此也稱為BRAS。Radius服務器用于支持用戶認證、采集計費信息、支持服務策略等功能。計費系統為整個ADSL系統提供計費功能。服務選擇門戶是ADSL系統平臺的門戶站點,用于支持用戶自服務、選擇增值服務、查詢費用等功能,也可作為支持內容服務(例如VOD、MP3、游戲等)的基本站點。

　　ADSL系統平臺物理結構如圖2所示。

2?PPPoE客戶端

　　寬帶接入可以看作普通以太網的自然延伸。普通以太網協議無法實現對接入服務器的呼叫、認證和計費。寬帶接入采用PPPoE協議,替代Modem撥號接入所用的PPP協議實現基于以太網的呼叫、認證和計費。因此需要PPPoE接入驅動軟件替代Modem撥號接入驅動軟件。PPPoE普遍適用于ADSL、LAN網等多種寬帶接入系統,因此,在下面的討論中用寬帶接入代替ADSL接入。

　　寬帶接入通常難以實現用戶在線的識別和認證計費,使業務和用戶的管理非常困難,這是寬帶接入運營商所面臨的最大難題。而PPPoE標準就是為解決這一難題而制定的。

　　虛擬撥號在寬帶接入環境中(包括ADSL和LAN接入)實現了用戶到局端的點對點連接,使用戶通過寬帶鏈路接入的同時沿用原窄帶撥號接入的應用模式:即在ADSL或LAN上以PPP方式進行網絡登錄,通過寬帶接入服務器終結呼叫,通過AAA服務進行身份認證,并實現拔號服務的接入控制和計費功能。

2.1 用戶接入

　　在每個住宅ADSL用戶的PC機上安裝PPPoE客戶端軟件,寬帶接入服務器進行PPP呼叫的終結。由于采用PPP協議使用戶與骨干網絡的連接建立了點到點的第2層通道,從而可以通過用戶賬號進行用戶管理和計費。每個物理接入端口(包括ADSL或LAN的端口)可以申請多個用戶賬號,這樣同一臺PC可以為不同家庭成員提供不同服務,如為兒童只開通教育網站。與普通電話或ISDN撥號上網一樣,賬號與設備是不對應的,即同一個賬號可以在不同的終端上使用。

2.2 PPPoE支持的功能

　　(1)用戶認證。寬帶服務器通過AAA服務器對用戶認證后,才為用戶開通業務。

　　(2)用戶計費。可以通過Radius服務器得到用戶的上網時間和流量記錄,由計費系統軟件實現計費。

　　(3)計費方式。可以通過Radius服務器和前端運行系統控制,按不同費率收費。

　　(4)IP地址的管理。由寬帶接入服務器或Radius服務器為用戶分配動態IP地址。用戶每次虛擬撥號將得到不同的地址(包括相關的掩碼、網關和DNS),而且在掛斷連接后釋放地址資源。網絡使用公網IP。

　　可見,通過使用PPPoE技術,就可以在寬帶接入運營商端實現對每個寬帶用戶的認證、授權、業務選擇、計費、統計、用戶管理等業務和客戶管理功能,這種業務模式要求用戶終端裝有PPPoE的虛擬撥號軟件。

3?ADSL系統的接入

　　由寬帶接入運營商至用戶端的傳輸線是整個通信網的重要組成部分,它占接入網中機線設備總投資的50%以上。一般,從寬帶接入運營商至各用戶之間的傳輸線主要是采用雙絞銅線對。ADSL系統即采用普通電話接入的雙絞銅線對實現接入。接入由業務節點接口和相關用戶網絡接口之間的一系列傳送實體(如線路設施和傳輸設備)組成,通常由電信公司提供。ADSL接入示意圖如圖3所示。

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????用戶端需要安裝Splitter設備,該設備用于分離數據和語音。計算機通過ADSL Modem與Splitter連接,使用戶利用同一條普通電話線路既可上網,又能打電話。用戶端的Splitter通過一條普通電話線路與局端的DSLAM連接。

　　用戶接入通過普通電話線實現。普通電話線路由分線盒、交接箱、配線架等電纜接續設備將不同的分段電纜銅線銜接而成,其間可能通過以電桿和地井為節點的通信管道。電信公司通過局端的DSLAM設備為公眾提供ADSL寬帶接入業務。

4 ADSL服務選擇門戶與計費系統

　　ADSL寬帶服務計費平臺結構如圖4所示,它可以通過接入門戶支持用戶使用運營商所提供的服務,并實現應用層計費。此外,還提供接口幫助運營商利用現有的計費系統實現寬帶增值服務計費。

4.1 ADSL寬帶服務計費平臺業務模式

　　運營商與服務提供商進行商業合作,在寬帶上為用戶提供大量的增值服務,并通過系統管理和業務管理功能建立寬帶增值服務的內容和與其相對應的資費策略。用戶在運營商處定購服務和選擇付費類型后開戶,即獲得用戶名和密碼。使用用戶名登錄,通過Radius服務器認證后,用戶可到門戶網站使用自服務功能激活所定購的服務或修改密碼。用戶激活服務后,即可使用該項服務,同時系統對服務進行計費并提供服務明細和計費明細的查詢。

4.2 ADSL寬帶服務計費平臺系統的功能

　　(1)基于服務選擇與帶寬調節的寬帶接入功能,支持多種類型的服務提供商和廣泛的用戶接入需求。

　　(2)與使用各類數據庫的計費系統接口,為運營商提供對其原有計費系統的寬帶計費接口。

　　(3)用戶自服務。使用戶能夠在門戶網站上激活所定購的服務,選擇與服務相對應的帶寬,并能修改服務登錄用戶名、用戶密碼,查詢用戶訂購的服務信息、消費情況和交費記錄等。

　　(4)實現應用層計費。對服務提供商所提供的增值服務實現應用層計費,整合應用計費明細賬單到用戶賬單中。

　　(5)管理功能。為系統管理員提供對計費系統邏輯網絡配置的管理,包括對運營商、節點、接入服務器和Radius服務器的管理。對系統管理員實行操作權限分配。為操作員提供開戶、用戶查詢、修改用戶信息、重置用戶密碼、刪除用戶、關閉用戶、服務查詢、增訂服務、修改服務信息、刪除服務等功能。

　　(6)查詢功能。包括系統級操作日志的明細查詢、操作員對客戶操作和客戶自操作日志的明細查詢、客戶交費明細查詢以及計費明細的查詢。

　　(7)靈活的資費策略。提供按時長、流量的費率設置。支持靈活的資費政策和計費項目的任意加權組合。

　　(8)任意的服務捆綁。對運營商開展的業務進行描述及管理,提供基本服務的各種組合管理。

　　(9)精確的計費功能與賬單管理。能為任何可量度因素計費,如服務質量、時長、字節數、服務數量、內容類型等,并把用戶的所有費用計入一張賬單中。操作員可對出賬周期、調賬類型、非正常賬單進行管理。

　　(10)統計功能。能為運營商提供用戶上網使用情況、用戶發展情況、在線查詢用戶狀態,并以各種圖示方法表現查詢結果。

5?寬帶服務計費平臺工作原理

　　前述寬帶服務計費平臺所實現的服務選擇和計費的實現原理如圖5所示。

　　(1)用戶計算機通過PPPoE連接接入服務器。

　　(2)接入服務器通過Radius Server訪問輕量目錄服務器(LDAP)進行認證。

　　(3)如果認證通過,則由Radius Server通過BRAS為用戶計算機分配IP地址,實現用戶計算機對Internet的訪問。

　　(4)Radius Server發送計費信息,實現寬帶接入的計費。

　　(5)用戶可以通過訪問服務選擇門戶(Service Selection Portal)來選擇增值服務、內容服務(如VOD、MP3、游戲等)等。服務選擇門戶通過訪問輕量目錄服務器確認用戶是否注冊過此項服務。

　　(6)如果確認通過,服務選擇門戶通過COPS協議通知接入服務器為用戶開通服務,服務選擇門戶發送計費信息,由此可以實現基于服務和內容的選擇和計費。

6?系統的擴展

　　如果將上述討論的ADSL系統的接入部分替換成其他寬帶系統,并將寬帶服務計費平臺根據運營商業務進行適(接上頁)

當改動(如可以通過DHCP服務器為用戶計算機分配IP地址),則上述方案普遍適用于ADSL、LAN網等多種寬帶接入系統,對于寬帶系統應用的業務模式具有一定的普遍性。

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參考文獻

1? 李小平,曲大成.多媒體網絡通信.北京:北京理工大學出版社,2001