摘   要： 针对目前ADSL用户激增而用户端设备集中管理没有统一标准的问题，讨论了几种可行性方案，并比较其优缺点。
关键词： 非对称数字用户环线(ADSL)  嵌入操作信道(ROC)  简单网络管理协议(SNMP)  永久虚电路(PVC)

　　随着宽带市场的爆炸式增长，作为宽带中坚力量的数字用户环路（DSL）技术从有线电视接入、小区以太网接入等诸多竞争对手中脱颖而出，一跃成为全球宽带接入的主流。我国的铜线资源丰富，为DSL技术创造了良好的应用基础。DSL技术的宽带用户给运营商带来的利润也呈现增长的趋势。随着我国电信运营商DSL宽带接入业务的不断发展，用户数量迅猛增加。随之而来的问题就是对接入设备的维护，这是影响电信服务质量的关键环节。
1  我国接入网现状
　　接入网位于电信网络的末端，是一个多厂家、多制式的环境。如何对这些属于不同厂家的接入系统进行集中统一的管理是摆在电信运营商面前的一个重要课题。
　　目前的ADSL宽带开户流程是：先进行用户线路的选线，根据网络的配置完成ADSL用户终端的数据配置，再到用户家里安装终端设备。当用户终端出现故障或用户自行错误修改终端配置时，运营商必须派人到用户家中进行故障定位和修复。为此在用户开户和故障处理过程中，运营商需要投入大量的时间、物力和人力，导致开户速度慢，故障处理困难，使宽带的运营成本居高不下。如何构建一个低成本、高效率的宽带运营管理系统，已经成为宽带接入市场的重要问题，尤其是ADSL宽带用户终端的管理系统。
2  需要解决的问题
　　ADSL终端管理系统的目的是在运营商的网管中心实现宽带接入终端的集中网管，包括终端的配置管理、性能统计、故障管理、状态监控、远程在线和离线测试以及终端软件的升级等。由于用户终端具有数量巨大、高度分散的特点，要实现集中管理维护，需要解决以下几个问题。
　　(1)终端管理的通道问题。保证通道的安全性、可靠性、简便性和低成本。对于ADSL的远程终端管理，通道方式有2种：永久虚电路(PVC)管理通道和嵌入操作信道(EOC)管理通道。
　　(2)用户终端的标识问题。终端管理系统需要管理大量的面向不同用户的终端，必须确定终端的物理位置和用户。因此简单明了的终端标识方法是终端管理系统易于使用的保证。
　　(3)终端管理的方式问题。终端管理的方式需要易于实现批量管理和集中监控，易于实现全部终端的网络管理。
3  各种方案比较
　　通过通道、标识和管理方式等解决方法的组合，实现终端的远程集中管理的系统分为以下几种可行性方案，下面将分析各个方案对终端和局端配置要求及其相应的优缺点。
3.1 Telnet管理方案
　　为每个终端用户建立PVC管理通道，采用1483B封装方式，该模式对资源的要求相对比较低。PVC接口工作在半桥接模式，网管中心和数字用户线接入服务器（DSLAM）的管理接口组成一个网管网，网管可以访问DSLAM的管理接口并通过DSLAM间接访问终端。DSLAM只负责实现Telnet的代理间接访问终端。
Telnet的终端管理方案对局端的资源要求比较低，基本不需要额外的成本。采用命令行的管理方式，很容易实现对所有厂家终端的管理，对网管也没有太多的要求，客户端只要有Telnet即可。但正因为对网管功能没有进行开发，Telnet方式只是一个简单的终端网元管理系统，不能实现对所有终端的全局管理和维护。由于终端的管理通道是在需要时才建立，因此网管中心不能实时监控终端的状态，终端的任何故障不能主动、及时上报，无法实现故障的先期发现和提前排除，只能被动地响应用户的故障投诉。此外由于DSLAM只实现了Telnet的代理，因此无法支持其他的应用协议，不能实现终端软件的升级。
3.2 Web管理方案
　　Web管理方案和Telnet管理方案对DSLAM和终端的要求基本相同，也采用1483B协议封装的管理PVC作为管理通道。终端的管理PVC接口工作在半桥接模式网管中心，它与DSLAM以及所有终端之间的管理接口组成一个网管网，网管中心可以通过IP地址来访问任何一个DSLAM或者终端。因此需要DSLAM和所有的终端必须使用同一网段的IP地址。网管中心的维护终端需要支持Web浏览器。
　　由于局端DSLAM需要与每个终端之间同时建立管理PVC，因此DSLAM需要终接大量的管理PVC，实际相当于为所有用户再建立一个IP上的DSLAM用于终端管理。因此Web管理方案对DSLAM要求的资源比较高，一般情况下，DSLAM的主控板在完成管理维护后，很难再为终端管理处理这么多的PVC终接而需要额外的单板，使该解决方案的成本比较高。
　　由于每个终端都需要配置不同的IP地址，并且需要数据库来记录和查询终端IP地址、物理位置以及使用者的信息对应关系，因此用户的开户比较复杂。考虑到城域网有几十万的终端用户，要这些终端都在同一个网段中，会引起较大的安全问题，也不利于今后的扩容和宽带的继续发展。
Web管理方案中，终端是服务器模式，因此对终端状态故障的实时监控也不方便。同时Web管理模式是一种单设备的网元管理方式，并不适合网管中心的集中管理和维护，不能很好地实现对所有终端的网络管理。由于所有终端、DSLAM和网管中心都在同一个IP网络中，在IP层上可以任意互通，因此这一方案很容易实现终端软件的升级。
3.3 SNMP终端管理方案
　　在终端Web管理方案中，终端、DSLAM和网管中心已经组成一个IP层互通的网管网，因此完全可以支持终端的SNMP管理方案。此时需要终端支持SNMP方式的管理。与Web管理方式相比，SNMP完全避免了终端作为Web Server带来的问题，网管中心可以实时监控每个终端的状态、告警和故障情况，在用户投诉前发现和处理故障，提高客户满意度。SNMP作为一个通用的网管协议，除了可以很好地实现终端的网元管理外，还能够很好地实现终端网络管理，并实现对所有终端的统一管理和维护。但和Web管理一样，该方案同样存在终端IP地址配置、局端成本太高和开户复杂等问题，因此难以大规模推广。
3.4 PVC方式的终端局端统一管理方案
　　在上面的SNMP终端管理方案中，用户终端的IP地址和开户难的问题实际上是因为没有解决终端的标识问题。如果采用IP地址作为终端的标识，则需要解决IP地址与实际用户和物理位置的对应问题。根据Telnet管理方案的思路，结合Web管理的同时终接管理PVC的方式，则形成了PVC方式的终端和局端统一管理的SNMP方案。在本方案中，DSLAM不是实现IP的二层转发，而是实现SNMP的Proxy。DSLAM从其管理接口上接收网管访问终端的SNMP报文(该报文包含了终端的物理端口信息和需要DSLAM转发的信息)，然后把报文转发到该终端的管理PVC接口上，终端将从管理PVC上接收到网管的SNMP报文。当终端发送SNMP报文时，DSLAM将从该终端的管理PVC接口上接收到终端的SNMP报文，并标记上终端的物理端口信息上报给网管。这样终端网管系统通过DSLAM间接地实现了对终端的SNMP访问和管理。
　　这种管理方案不需要数据库来记录和查询终端IP地址和物理位置的对应关系，所有的终端都设置为相同的IP地址，网管访问终端时通过DSLAM的物理端口来标识终端。由于终端和DSLAM共享DSLAM的管理接口，终端和局端容易实现统一的管理和维护。而且对终端的访问完全是DSLAM代理的间接访问，终端管理通道的安全性比较高，网管网的组网也有较高的安全性，可以有效防止非法用户对终端的任意访问和修改配置数据。
　　但本方案也有很明显的缺点：
　　(1)局端成本高。DSLAM需要终接每个终端的管理PVC，相当于增加了一个IP DSLAM，因而需要新的硬件或者单板来处理这些管理PVC。
　　(2)终端需要较多的初始配置。每个终端都需要配置管理PVC和IP地址。管理通道支持TCP/IP协议栈，因此降低了管理通道的可靠性。由于不同的地区和运营商需要的初始配置不同，导致开户时需要手工配置终端，因此开户工作量大依然是宽带大规模发展的瓶颈问题。
3.5 EOC方式的终端局端统一管理方案
　　基于PVC方式的终端统一管理方案已经解决了终端的标识问题和管理方式，具有了较好的终端网络管理的基本元素，但仍然没有很好地解决终端的管理通道问题。要实现一个合理的终端管理方案，还需要寻找合适的管理通道，以避免管理PVC的高成本和终端复杂的初始配置。而基于xDSL的EOC通道的终端管理方案就是这样一个合适的方案。其协议栈如图1所示。

　　EOC通道符合ADSL标准关于数据帧中13比特的EOC消息的相关要求和ITU-TG997.1中关于操作维护管理信道和协议的相关要求，用于承载用户终端管理信息的全双工物理通道。该通道不支持流量控制及差错校验等，需要与SNMP之间增加HDLC来完成。在ITU-T的G.997.1的规范中，定义了基于净EOC通道的HDLC链路，且要求xDSL必须支持。通过在HDLC链路上承载SNMP报文，就可以通过DSLAM实现对终端的间接的SNMP访问。因此可以把该EOC通道作为对终端的管理通道。以EOC作为终端管理的管理通道，与PVC管理通道相比，具有以下优点。
　　(1)完全标准化。HDLC over EOC已经在ITU-T的G.997.1中定义，并且得到所有xDSL的支持，具有很好的互通性。除了ADSL终端可以采用外，还可以很容易地扩展到其他xDSL的终端管理上。
　　(2)低成本。局端只需要把终端的SNMP报文简单封装到HDLC的帧中，不需要额外的硬件来处理，因此在局端不需要增加任何硬件成本。
　　(3)终端不需要任何初始配置。终端的SNMP报文直接承载在HDLC链路上，HDLC通道在每个终端激活后就存在，不需要预先进行配置。同时由于管理通道不需要支持TCP/IP协议栈，也就没有IP地址的配置等问题。因此以EOC作为管理通道，支持终端管理的终端是一个真正的零配置终端，出厂后就可以发给任意地区的运营商。用户自行安装后，即可通过运营商的终端管理系统实现终端的集中配置、管理和维护，而不再需要上门配置，从而大大简化了宽带开户的流程，节省了运营商的维护成本。
　　基于EOC方式的终端管理系统是一个真正的具有良好互通性、低成本、终端即插即用的终端网络管理系统，可以方便地扩展以支持其他任何xDSL终端，能真正实现终端的可管理、可维护和可运营的性能。
ADSL EOC终端局端统一管理方案正是基于EOC方式的终端管理系统，继承了EOC方案的所有优点，并进行了扩展和完善，具有更强大的功能。该方案包括3个部分。
　　(1)ADSL终端。支持完整的SNMP管理、维护和测试，支持EOC的管理通道。
        (2)宽带接入局端设备。支持SNMP Proxy和SNMP报文在ADSL的EOC通道的接收和发送。
        (3)ADSL EOC终端网管系统。支持终端的网络管理，完成对终端的管理、维护和测试，实现终端的状态监控、故障管理和性能统计。
　　ADSL EOC终端管理系统能够完成对终端的完整管理，包括以下功能。
　　(1)完整支持RFC2662中关于终端的ADSL物理线路的告警、统计和维护功能。
　　(2)支持ATM的PVC连接管理和流量管理，对每条PVC连接支持完全的F5 OAM。通过局端发起OAM操作，可以定位局端和终端之间的ATM层故障。
　　(3)支持1483B、1483R、IPoA、PPPoA等多种接口协议的配置。
　　(4)支持接口IP地址、DHCP CLIENT、PPP的配置，支持PING的测试，和网络配合完成对IP层的故障定位。
　　(5)支持NAT、NAPT、DHCP SERVER、DHCP RELAY、IGMP和路由协议的配置，支持FTP方式的用户网络速率测试，以确定用户网络的质量。
　　(6)支持终端用户侧接口的管理、状态查询和性能统计。
　　(7)支持终端软件的FTP升级，及时消除终端软件的缺陷和隐患。
　　ADSL终端管理系统除了具有EOC方式的低成本、零初始配置和安全管理通道等特点外，还具有良好的可管理、可维护、可运营的特点，主要体现在以下几个方面。
　　(1)批量处理。终端管理系统采用了模板化方式来实现终端数据配置，为每类用户配置一个数据模板。通过批量操作把相应用户的DSLAM端口与配置数据模板关联起来，完成终端数据的设置工作。
　　(2)即插即用。终端管理系统可以有效解决终端开户和终端更换时的数据配置困难。当终端上电启动时，终端上报冷启动TRAP，该TRAP中包括了终端配置数据的检验字。终端管理系统将其和保存的检验字进行比较，如果不一致，则自动修改终端的配置数据，实现终端的即插即用。
　　(3)自动升级。当允许终端管理系统自动升级时，只需要把终端的新版本存放到版本服务器上，并做好终端软件升级通道的配置，终端管理系统将自动完成所有需要升级的终端的升级工作。
　　(4)终端测试。ADSL EOC终端管理系统除了实现终端的配置、告警、统计、升级等功能外，还提供了终端的测试，为快速定位用户业务故障提供了方便。终端的测试包含3个层次的测试，即ATM层、IP层和应用层。
　　(5)终端日志。终端内部记录了很多信息。根据这些记录，可以有效判断终端内部的运行情况。通过EOC通道，终端管理系统可以按需要读取终端最近的运行日志，以加快维护人员对终端疑难问题的定位。
ADSL终端管理系统作为一个强大的终端统一管理系统，和局端网络管理系统结合共同完成了从用户端设备到网络核心设备的统一管理和维护，提供了端到端的业务管理和用户管理，第一次把终端作为网络不可分割的一部分，实现了全程网络的可管理、可维护、可运营的理念，必将极大地促进宽带接入的迅速发展和普及。
参考文献
1   ITU-T Group.Physical Layer Management for Digital  Subscriber Line(DSL) Transceivers.ITU-T Draft Revised  Recommendation G.997.1，2003
2   Rauschmayer D J.ADSL/VDSL原理.北京：人民邮电出版社，2001
3   SNMPv2 Working Group.Management Information Base for  SNMPv2.RFC1907，1996