淺談BAS的組網

2019-11-03 19:29:49

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供稿：網友

中國鐵通集團有限公司技術與計劃部李曉輝

　　BAS的基本功能是實現寬帶用戶的管理特性和業務發起功能，包括用戶識別、認證、計費、ip地址管理、安全性管理等內容。在DSLAM網絡的發展進入成熟階段，寬帶價值鏈漸漸形成，此時BAS設備還必須與增值業務平臺配合，提供對門戶、綜合卡號、內容計費等豐富的增值業務的全方位支持，提供更加精細的用戶管理和按照業務類型計費的能力。

　　BAS在寬帶價值鏈中充當著智能業務觸發和執行功能，通過與業務平臺的配合，可提供良好的可擴展性和快速業務生成能力，從而促進寬帶網絡的持續發展。通過BAS構建完善的用戶管理和計費系統，使寬帶網絡朝著可運營、可管理和可持續增值的方向發展，它是DSLAM網絡規模發展的引擎，不可或缺。在寬帶網絡中，BAS與交換機的連接、BAS數量容量的選擇、BAS的選址，都會對網絡建設成本乃至服務質量產生重要的影響。

　　一、BAS的連接方案

　　常見BAS的連接方式有側掛式和下掛式，下面分別進行分析。

　　1.BAS側掛式連接

　　側掛式連接是指BAS側掛在三層交換機上，如圖1所示，該種連接方式的特點如下。

　　(1)城域網帶寬受限于BAS與L3交換機之間的瓶頸

　　雖然通過GETRUNK方式上下行帶寬都可以達到多個GE，但是BAS和三層以太網交換機之間的兩個GE不能同時用于上行，帶寬受限。在城域網中所有需要處理的數據先經過L3進入BAS進行認證后再返回到L3，在這樣的處理過程中，骨干層的處理速度主要受限于BAS的處理能力。另外，此種組網不能有效發揮L3交換機處理效率高的特點，并在目前大部分L3交換機不能支持MPLS的情況下，限制城域網內基于MPLS技術的業務開展。

　　(2)大規模二層網絡存在嚴重的廣播風暴風險

　　業界通用的PPPoE、Web、VLAN+Web、802.1X等認證方式皆采用二層認證協議，不能穿過三層，L3下掛需要認證的端口不能啟動三層功能，只能配置二層功能來透傳認證報文，因此側掛BAS的L3設備下行網絡必須為二層網絡。如果在網絡中存在大量的認證的用戶，則透傳認證報文的L3組網相當于大規模的二層以太網，在城域網范圍內的大規模二層以太網，可能產生嚴重的廣播風暴，導致網絡癱瘓，對于業務開展而言是比較嚴重的隱患。

　　(3)三層交換機的下行設備需要進行全局VLAN規劃與配置

　　如果對二層網絡不進行VLAN隔離，無法防止惡意用戶通過廣播或組播報文攻擊網絡，造成廣播風暴。這一組網方式下若要保證用戶之間的隔離，需要采用全局VLAN方式，帶來巨大的規劃、維護的工作量，更為重要的是按照802.1q協議標準全局VLAN的數目最多為4096，此種組網方式下存在比較突出的VLAN資源短缺問題。

　　(4)與BAS相連的交換機接口配置復雜

　　與BAS相連的L3設備接口必須同時配置二、三層接口，數據配置相對比較復雜、工作量比較大，對于網絡的運營維護要求比較高。

圖1BAS的側掛式連接

　　2.BAS下掛式連接

　　BAS下掛是指BAS設備部署在二層和三層交換機之間,如圖2所示，其特點如下。

　　(1)消除網絡瓶頸

　　采用BAS下掛方式，在BAS和L3之間可以采用GETRUNK方式使鏈路帶寬增加至多個GE，避免側掛方式的鏈路帶寬瓶頸，大大改善城域網整網業務承載能力。

　　(2)縮減二層網絡規模

　　BAS終結二層報文，可以有效減小廣播域規模，避免廣播風暴。

　　(3)減輕全局VLAN資源壓力

　　BAS終結VLAN信息，L3無需處理VLAN信息，無需進行全局VLAN規劃和配置，減少全局VLAN資源的壓力和全局VLAN規劃的壓力。

　　(4)降低配置的復雜性

　　BAS終結二層報文，L3只處理三層報文，無需同時進行二、三層接口配置，減輕配置和維護的工作量。

　　(5)提高網絡的可靠性

　　BAS設備可以采用雙歸屬組網方式，從而提高網絡的可靠性。

圖2BAS下掛式連接

　　二、BAS的部署

　　1.集中式BAS組網方式

　　早期的ADSL建設采用外掛集中式BAS完成用戶的認證、鑒權和計費工作，隨著建設規模的擴大，這種方式暴露出的問題日益增多，如流量瓶頸、單點故障、穿越IP城域網L2/L3設備VLAN資源緊張、VLAN規劃和配置維護繁瑣、增值業務開展困難、網絡安全和網絡的可持續發展等。為了更好地解決寬帶電信級運營的管理問題，BAS如何部署已經成為運營商關注的重點之一。

　　在DSLAM網絡建設的早期，主要采用端局式DSLAM方式布放，網絡規模有限，集中式側掛BAS組網可以滿足實際應用，并可有效利用資源。隨著網絡規模的擴大，覆蓋范圍越來越廣，網絡的結構也越來越復雜，面臨著管理、維護和可持續發展等問題。為了解決集中式側掛BAS的上述問題，BAS下移成為必然趨勢，同時考慮到DSLAM網絡與PSTN網絡具有天然的聯系，因此新建的DSLAM與BAS組網布局應結合PSTN網絡的現狀，在不同階段、不同地域，根據網絡規模選擇靈活的組網方式。

　　2.端局化匯聚式組網方式

　　從目前發展來看，BAS設備主要用于匯聚xDSL業務，參照PSTN網絡模型，BAS位置下移到端局層面比較合理。此時，BAS設備提供用戶管理和DSLAM接入網絡的帶寬匯聚兩項功能，即所謂的端局化、匯聚式BAS組網方式。

　　端局化、匯聚式BAS是一種較為合理的建網模式，其典型特點在于BAS設備本身具備一定的端口匯聚能力，具備綜合接入能力，具備端局化管理能力。對于市區較為密集的DSLAM規模接入，在各PSTN端局處配置一套BAS，負責本端局覆蓋范圍內ADSL用戶的認證、計費、安全和增值業務的提供。本端局內的ADSL用戶通過DSLAM設備接入后，直接通過ATM/IP上行匯聚到端局化BAS，或在中間經以太網交換機進行一次匯聚后，再接入端局化BAS。端局化集中式BAS組網具有以下優點：

　　(1)BAS位置下移，ADSL業務劃區接入，解決了側掛集中式BAS帶來的流量瓶頸和單點故障問題；

　　(2)ADSL用戶直接匯聚到端局BAS，無需在城域網骨干、匯聚層交換機上通過VLAN透傳二層通道來實現用戶的接入匯聚，可充分保障一個ADSL用戶分配一個VLANID，VLANID只需在端局范圍內分配和管理，徹底地解決了集中式BAS帶來的VLAN資源緊張、VLAN規劃/維護困難、配置繁瑣、骨干層二層廣播等問題；

　　(3)采用端局化建設模式，由于一個城域網內BAS的數量有限，因此，對于城域網業務的開展、日常維護、管理、升級等操作都非常方便，并充分適應DSLAM規模建設的需求，網絡擴展方便，增加DSLAM設備對上層BAS影響小;

　　(4)如果采用分布式的組網方式，可以有效避免設備的單點故障風險；

　　(5)運營商可以根據實際覆蓋和業務發展情況，按需建設、分期投資、降低網絡投入風險。

　　3.無BAS組網模式

　　為了解決集中式BAS帶來的問題，個別DSLAM廠家提供一種低成本的解決辦法，即不需要BAS設備，IPDSLAM設備簡單地通過802.1X完成ADLS用戶的基本認證和計費功能。這種不需要BAS設備的組網方式在一定程度上節省了組網成本。但是，由于DSLAM在網絡層次上屬于接入層，點多、面廣、量大、分散，簡單地通過802.1X在DSLAM上提供用戶的基本認證功能，在用戶管理模式上屬于一種全分散式的用戶管理。這種802.1X+L3的組網模式直接由DSLAM完成對用戶的認證和計費等工作，上行通過FE/GE直接接入IP城域網的L3，城域網上不需BAS。這種無BAS的組網模式，在當前寬帶網絡投資大，收益慢的情況下具有一定的吸引力，但它也存在著一些問題：

　　(1)業務支持能力弱，盈利能力差：由于DSLAM設備處于接入層，簡單地采用ASIC實現用戶認證，在增值業務支持方面，一般只能提供基本的用戶認證和計費功能，對Portal、IPHotel等增殖業務的支持非常困難；

　　(2)升級困難，不具可持續發展的潛力：通過ASIC實現用戶管理功能，其功能固定、有限，新增業務或功能時，例如IPV4升級到IPV6，則必須更換硬件設備，使網絡升級在成本、可靠性和對業務的影響方面存在著諸多問題，不具可持續發展潛力；

　　(3)不適宜大面積業務開展：每個DSLAM都是一個業務控制節點，業務控制節點數量太多，不同廠家的DSLAM很難統一功能，不便于大面積開展業務；

　　(4)IP地址規劃問題：IP地址網段較小，不利于地址的統一規劃；

　　(5)設備配置和維護強度高：DSLAM大規模建設具有數量大、點多、面廣、地理位置分散等特點，其配置、維護和管理強度遠遠高于分布式用戶管理或端局化BAS組網模式；

　　由此可見，802.1X+L3全分散、無BAS的組網方式可行性差。目前，DSLAM放置的密度越來越高，在某些城市的個別端局甚至出現一個局點上千線的情況，這種情況下，配置端局化分布式BAS只能滿足一個點的DSLAM應用，單獨配置BAS的意義已經被機房面積、成本、維護方便性等因素所掩蓋，因此出現了對DSLAM內置BAS模塊的需求，但是全分散組網的不合理性不能代表DSLAM上不需要內置BAS模塊，作為DSLAM設備的一個功能選項，內置BAS模塊的功能有其特殊的應用場合。

　　4.三種BAS組網模式綜合比較（見表1）