摘 要:简要介绍了ADSL系统构架、原理、服务、计费和业务模式。

关键词:ADSL 宽带系统 PPPoE接入网BRAS Radius 宽带运营商

　　Internet的迅速发展使网络逐渐进入了人们日常生活的各个方面。信息传播(网上新闻、公告)、网上办公、电子商务、娱乐(VOD、MP3)等对网络带宽不断提出更高的要求。目前普遍采用的Modem拨号上网技术已无法适应用户需求。同时网络技术的进步也使宽带接入成为可能。宽带接入技术不对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)、LAN网和Cable Modem等应运而生。宽带接入业务平台需要一系列系统和应用软件用以实现接入、认证、计费、用户和系统管理工作。

　　ADSL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户进行改造,使它能够承载宽带业务。由于Internet视频信号等业务的特殊性,下行信号数据量大,上行数据量小,双向数据流量不对称。电缆传送的信号频带主要取决于下行信号。如果采用频分复用方式,把上、下行信号频带分开,则可大大减少近端串音的影响。因此,可以采用不对称的传输速率来实现用户高速接入Internet,而ADSL技术也就由此产生。

1 ADSL系统架构

　　ADSL系统逻辑结构图如图1所示。它由3部分组成:用户计算机(客户端)、接入网和ADSL系统平台。其中ADSL系统平台又包括ADSL接入服务器、Radius认证服务器、计费系统和服务选择门户等部分。

　　对于ADSL系统而言,可以把客户端看作是普通以太网的延伸,由支持PPPoE协议的客户端软件代替窄带系统的拨号连接。接入网也称为用户接入网,由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体(例如线路设施和传输设备)组成,通常由电信公司提供。

　　宽带接入服务器用于替代窄带系统的RAS以提供宽带接入,因此也称为BRAS。Radius服务器用于支持用户认证、采集计费信息、支持服务策略等功能。计费系统为整个ADSL系统提供计费功能。服务选择门户是ADSL系统平台的门户站点,用于支持用户自服务、选择增值服务、查询费用等功能,也可作为支持内容服务(例如VOD、MP3、游戏等)的基本站点。

　　ADSL系统平台物理结构如图2所示。

2 PPPoE客户端

　　宽带接入可以看作普通以太网的自然延伸。普通以太网协议无法实现对接入服务器的呼叫、认证和计费。宽带接入采用PPPoE协议,替代Modem拨号接入所用的PPP协议实现基于以太网的呼叫、认证和计费。因此需要PPPoE接入驱动软件替代Modem拨号接入驱动软件。PPPoE普遍适用于ADSL、LAN网等多种宽带接入系统,因此,在下面的讨论中用宽带接入代替ADSL接入。

　　宽带接入通常难以实现用户在线的识别和认证计费,使业务和用户的管理非常困难,这是宽带接入运营商所面临的最大难题。而PPPoE标准就是为解决这一难题而制定的。

　　虚拟拨号在宽带接入环境中(包括ADSL和LAN接入)实现了用户到局端的点对点连接,使用户通过宽带链路接入的同时沿用原窄带拨号接入的应用模式:即在ADSL或LAN上以PPP方式进行网络登录,通过宽带接入服务器终结呼叫,通过AAA服务进行身份认证,并实现拔号服务的接入控制和计费功能。

2.1 用户接入

　　在每个住宅ADSL用户的PC机上安装PPPoE客户端软件,宽带接入服务器进行PPP呼叫的终结。由于采用PPP协议使用户与骨干网络的连接建立了点到点的第2层通道,从而可以通过用户账号进行用户管理和计费。每个物理接入端口(包括ADSL或LAN的端口)可以申请多个用户账号,这样同一台PC可以为不同家庭成员提供不同服务,如为儿童只开通教育网站。与普通电话或ISDN拨号上网一样,账号与设备是不对应的,即同一个账号可以在不同的终端上使用。

2.2 PPPoE支持的功能

　　(1)用户认证。宽带服务器通过AAA服务器对用户认证后,才为用户开通业务。

　　(2)用户计费。可以通过Radius服务器得到用户的上网时间和流量记录,由计费系统软件实现计费。

　　(3)计费方式。可以通过Radius服务器和前端运行系统控制,按不同费率收费。

　　(4)IP地址的管理。由宽带接入服务器或Radius服务器为用户分配动态IP地址。用户每次虚拟拨号将得到不同的地址(包括相关的掩码、网关和DNS),而且在挂断连接后释放地址资源。网络使用公网IP。

　　可见,通过使用PPPoE技术,就可以在宽带接入运营商端实现对每个宽带用户的认证、授权、业务选择、计费、统计、用户管理等业务和客户管理功能,这种业务模式要求用户终端装有PPPoE的虚拟拨号软件。

3 ADSL系统的接入

　　由宽带接入运营商至用户端的传输线是整个通信网的重要组成部分,它占接入网中机线设备总投资的50%以上。一般,从宽带接入运营商至各用户之间的传输线主要是采用双绞铜线对。ADSL系统即采用普通电话接入的双绞铜线对实现接入。接入由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体(如线路设施和传输设备)组成,通常由电信公司提供。ADSL接入示意图如图3所示。

用户端需要安装Splitter设备,该设备用于分离数据和语音。计算机通过ADSL Modem与Splitter连接,使用户利用同一条普通电话线路既可上网,又能打电话。用户端的Splitter通过一条普通电话线路与局端的DSLAM连接。

　　用户接入通过普通电话线实现。普通电话线路由分线盒、交接箱、配线架等电缆接续设备将不同的分段电缆铜线衔接而成,其间可能通过以电杆和地井为节点的通信管道。电信公司通过局端的DSLAM设备为公众提供ADSL宽带接入业务。

4 ADSL服务选择门户与计费系统

　　ADSL宽带服务计费平台结构如图4所示,它可以通过接入门户支持用户使用运营商所提供的服务,并实现应用层计费。此外,还提供接口帮助运营商利用现有的计费系统实现宽带增值服务计费。

4.1 ADSL宽带服务计费平台业务模式

　　运营商与服务提供商进行商业合作,在宽带上为用户提供大量的增值服务,并通过系统管理和业务管理功能建立宽带增值服务的内容和与其相对应的资费策略。用户在运营商处定购服务和选择付费类型后开户,即获得用户名和密码。使用用户名登录,通过Radius服务器认证后,用户可到门户网站使用自服务功能激活所定购的服务或修改密码。用户激活服务后,即可使用该项服务,同时系统对服务进行计费并提供服务明细和计费明细的查询。

4.2 ADSL宽带服务计费平台系统的功能

　　(1)基于服务选择与带宽调节的宽带接入功能,支持多种类型的服务提供商和广泛的用户接入需求。

　　(2)与使用各类数据库的计费系统接口,为运营商提供对其原有计费系统的宽带计费接口。

　　(3)用户自服务。使用户能够在门户网站上激活所定购的服务,选择与服务相对应的带宽,并能修改服务登录用户名、用户密码,查询用户订购的服务信息、消费情况和交费记录等。

　　(4)实现应用层计费。对服务提供商所提供的增值服务实现应用层计费,整合应用计费明细账单到用户账单中。

　　(5)管理功能。为系统管理员提供对计费系统逻辑网络配置的管理,包括对运营商、节点、接入服务器和Radius服务器的管理。对系统管理员实行操作权限分配。为操作员提供开户、用户查询、修改用户信息、重置用户密码、删除用户、关闭用户、服务查询、增订服务、修改服务信息、删除服务等功能。

　　(6)查询功能。包括系统级操作日志的明细查询、操作员对客户操作和客户自操作日志的明细查询、客户交费明细查询以及计费明细的查询。

　　(7)灵活的资费策略。提供按时长、流量的费率设置。支持灵活的资费政策和计费项目的任意加权组合。

　　(8)任意的服务捆绑。对运营商开展的业务进行描述及管理,提供基本服务的各种组合管理。

　　(9)精确的计费功能与账单管理。能为任何可量度因素计费,如服务质量、时长、字节数、服务数量、内容类型等,并把用户的所有费用计入一张账单中。操作员可对出账周期、调账类型、非正常账单进行管理。

　　(10)统计功能。能为运营商提供用户上网使用情况、用户发展情况、在线查询用户状态,并以各种图示方法表现查询结果。

5 宽带服务计费平台工作原理

　　前述宽带服务计费平台所实现的服务选择和计费的实现原理如图5所示。

　　(1)用户计算机通过PPPoE连接接入服务器。

　　(2)接入服务器通过Radius Server访问轻量目录服务器(LDAP)进行认证。

　　(3)如果认证通过,则由Radius Server通过BRAS为用户计算机分配IP地址,实现用户计算机对Internet的访问。

　　(4)Radius Server发送计费信息,实现宽带接入的计费。

　　(5)用户可以通过访问服务选择门户(Service Selection Portal)来选择增值服务、内容服务(如VOD、MP3、游戏等)等。服务选择门户通过访问轻量目录服务器确认用户是否注册过此项服务。

　　(6)如果确认通过,服务选择门户通过COPS协议通知接入服务器为用户开通服务,服务选择门户发送计费信息,由此可以实现基于服务和内容的选择和计费。

6 系统的扩展

　　如果将上述讨论的ADSL系统的接入部分替换成其他宽带系统,并将宽带服务计费平台根据运营商业务进行适(接上页)

当改动(如可以通过DHCP服务器为用户计算机分配IP地址),则上述方案普遍适用于ADSL、LAN网等多种宽带接入系统,对于宽带系统应用的业务模式具有一定的普遍性。

参考文献

1 李小平,曲大成.多媒体网络通信.北京:北京理工大学出版社,2001

2 谢希仁.计算机网络.北京:电子工业出版社,1999