BRAS介绍

随着DSLAM网络规模的日益扩大,作为DSLAM发展引擎的BRAS设备面临的问题也越来越突出,这些问题主要集中在网络定位、建网模式和业务开展/运营三个层面上,同时这些问题密切相关、环环相扣,直接影响到DSLAM网络的运营收益和可持续发展的能力。本文将对这三方面的问题进行深入探讨。

一、BRAS的网络定位探讨

由于种种原因,不少人对BRAS在宽带网络中的作用还停留在“认证计费”的初级概念上,这也的确是BRAS基本功能的精辟概括,是宽带城域网走出简单粗放的无管理网络的关键因素。但是,随着宽带城域网的大规模发展,以及对网络运营盈利需求的不断提高,将BRAS定位于“认证计费”是远远不够的,它仅仅解决了宽带网络有无管理的问题,为了解决精细管理和运营的问题,还必须提供用户管理、安全保证和业务细分等功能。这一点,就像在PSTN网中不仅仅要提供通话的基本业务,还要根据网络的运营要求提供恶意用户追查、密码计费、智能电话卡和WAC等增值业务。

由于IP网络不存在信令的概念,且用户终端一般为PC,具有高智能性,因此对网络业务的控制在很大程度上体现在对TCP/IP协议的控制上,这一点可以通过BRAS对用户数据包的逐包控制来实现,从这一方面来理解,BRAS也可以看作是宽带网络中的控制部件。

作为面向宽带运营网络的核心部件,BRAS具有丰富的内涵和外延特性。内涵特性主要体现在功能方面,包括基本的接入汇聚功能,以及认证、鉴权、计费、IP地址分配/管理、QoS、安全性、组播、VPN和网管等;外延特性主要是,作为宽带网络的控制中心和增值业务的出发点,可与后台运营支撑平台配合,开展各种宽带增值业务,定位与PSTN网中的SSP类似,都是智能业务的触发点和业务支撑点。因此,将BRAS看作宽带运营网络中的业务和控制网关,也是不无道理的。

二、BRAS的建网模式探讨

如何根据网络的现状、目标、业务需求和建网管理成本等因素,综合选择最佳建网模式,是人们关注的焦点。在宽带城域网,BRAS的建设模式主要包括集中式BRAS组网方式、边缘汇聚BRAS组网方式和DSLAM内置BRAS组网方式,下面分别对这三种组网模式进行分析。

1、集中式BRAS组网

采用专用的汇聚设备汇聚DSLAM等接入设备,如ATM交换机,而BRAS则外挂在汇聚设备旁边,并不直接接入接入设备,这是宽带城域网初期常用的一种建网模式,适用于建网初期接入用户呈稀疏分布的情况。这种组网模式对BRAS的容量、转发能力和稳定性具有很高的要求。

集中式BRAS组网的优点显而易见:BRAS数量少;投资少;可对BRAS实现

集中维护和管理;设备外挂在汇聚设备的旁边,不改变城域网的网络结构,节省传输资源。同时,这种方式的缺点也同样明显:存在着单点故障、流量瓶颈以及VLAN数量限制等。

2、边缘汇聚BRAS组网

BRAS直接作为DSLAM的汇聚设备接入DSLAM设备,这种组网方式适用于宽带用户数量激增后呈现出集中分布的情况,并可以解决上述的单点故障和流量瓶颈的问题。同时,BRAS设备从集中汇聚层下移到边缘汇聚层,与DSLAM设备的联系更加紧密,可与DSLAM配合开展更加精细的用户控制和管理,例如,可对非法用户数据流及早丢弃。

边缘汇聚BRAS作为区域的汇聚设备,必须具有接口类型丰富、汇聚能力强的特点,并提供ATM DSLAM、IP DSLAM和二层交换机的综合汇聚功能,从而节省边缘汇聚层ATM交换机和L2/L3交换机的投资。对于已经具有ATM交换机的边缘汇聚层,可通过ATM DSLAM的割接空闲出ATM端口,用于整合DDN/FR网络。

3、DSLAM内置BRAS组网

内置BRAS的组网方式又细分为两种方式:一种是插内置BRAS板方式,另一种是在DSLAM接口板或上行板上直接提供BRAS功能,两种方式具有较大的差异。

内置BRAS板是在DSLAM中内置BRAS模块,其下级联的DSLAM不需再内置BRAS板,而是将DSLAM、BRAS集成在一起,提供统一的管理维护功能。内置的BRAS模块,在形式上不一定非要将BRAS板插到DSLAM框,甚至可能是将独立的一个BRAS框放在DSLAM框的旁边,但两框为一个统一的设备,与PSTN交换机主控框和用户框的关系类似。内置BRAS板的组网方式与边缘汇聚层BRAS的组网方式具有相通之处,只是一个BRAS功能内置,一个BRAS功能外置。但是,由于边缘汇聚层的BRAS能够覆盖更多的接入设备,因此从覆盖范围、业务功能的可扩展性、路由规划的难易程度以及维护和管理的角度来看,边缘汇聚BRAS的组网方式更具优越性。

通过DSLAM接口板或上行板提供BAS功能,相当于每台DSLAM设备,包括被级联的DSLAM设备,都要完成BRAS功能,与内置BRAS板的组网方式相比,其IP地址利用率相当低。

假设某IP DSLAM带400用户、并发100,以五台级联DSLAM为例,共需500个用户地址,两种方式的IP利用率如下:

■ 内置BRAS板

只需在级联顶点的DSLAM上增加一块内置BRAS板,IP地址统一在内置BRAS

板进行分配和管理,下面级联的4个DSLAM无须配置IP地址池,只需要为用户分配512个用户地址(IP地址数必须为2的次幂)和4个接口地址(用于与上面的三层设备互连),IP地址的利用率为:500/(512+4)=96.9%;

■ DSLAM接口板或上行板上提供BAS功能

每个DSLAM都是一个独立的BRAS设备,必须为每个DSLAM设备分配和管理IP地址池,因此每个DSLAM都需要128个用户地址和4个接口地址,共660个地址,IP地址的利用率为:500/(640+20)=75.8%;

此外,如果每个DSLAM都完成BRAS功能,这就相当于每个DSLAM都是一个小的三层设备,这无疑加重了路由规划和管理的难度和复杂性,受ASIC体系结构的限制,BRAS的功能扩展也很困难。

随着DSLAM网络的规模发展,BRAS下移将是大势所趋!但是,BRAS下移到何种层次值得考虑。综合分析上述各种BRAS组网模式可以看出,在边缘汇聚进行BRAS组网是一种比较理想的组网模式,也符合PSTN网“大容量、少局所”的建网原则,内置BRAS板作为边缘汇聚BRAS组网的补充方案,在端局规模较小的情况下也是一种理想的补充方案。但是,在每个DSLAM上提供BRAS功能,由于存在着IP地址浪费严重、路由管理和维护复杂等问题,在实际的组网应用中并不可行。

三、BRAS的业务开展探讨

运营管理阶段的BRAS设备,不仅要完善用户的接入认证和计费功能,而且还要担当业务网关的功能,与业务管理平台配合提供增值业务和网上应用业务。但是,BRAS要实现对用户的个性化管理和服务,提供丰富的增值业务,保证宽带网络运营的安全和有序,避免帐号盗用等问题,最根本的一点就是必须能够唯一准确地识别用户,这也是目前宽带城域网增值业务无法开展的重要原因之一。

在ATM DSLAM网络中,可以利用PVC的VPI和VCI来唯一标识用户;在IP DSLAM网络中,虽然可以通过VLAN识别用户,但是由于VLAN存在着数量有限、无法穿透L2/L3等问题,因此在实际应用中无法实现用户的识别。为此,可以采用边缘汇聚BRAS的组网方式解决,也可通过定义IP-DSLAM、BRAS之间的通信协议,使BRAS通过协议从IP-DSLAM获取用户的电路信息。

通过对用户的唯一识别,可对用户进行细分,确定上线用户的认证方式、上网带宽、可以访问的业务类型和计费策略等,并允许用户自行修改和定制这些服务信息。同时,还可提供多种增值业务和功能,如策略NAT、受控组播等,采用业务与控制分离的思想,与数据业务平台配合,接受业务平台下发的指令和控制信息,快速支持各种新生的增值业务。

总之,在宽带运营网络中,BRAS设备已经不再是一个单纯的认证和计费的设备,而是逐步向业务接入网关演进,并最终成为宽带网络管理、维护和运营的核心设

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