大容量宽带设备演进的探讨

组播复制

由于PPPoE报文，是在BNG设备和用户之间建立点对点连接，中间的交换机层次不能很好的理解PPPoE报文格式，只能进行转发，无法进行针对VLAN等信息的有效的组播复制。所以采用PPPoE进行组播业务的开展，组播复制点只能是BNG设备，假设每用户2M组播流量，如果支持10K用户，则需要10G组播带宽。而采用IPoE，可以把组播复制点下移到DSLAM，这样BNG设备只要有2M的带宽就可以支持10K用户。极大的减少了网络带宽的浪费。

用户冗余

IPoE，报文转发中，由于不需要接入PPPoE Session/Cookie信息，非常容易做到跨机箱的用户Session的保护，当一个机箱断电时，所有IPoE的状态信息被动态备份到另外一台设备，所以不需要用户进行重新拨号。而PPPoE由于转发过程中携带BNG生成的唯一的Session/Cookie信息，当一台设备断电时，另外一台设备无法获得全部的PPPoE状态，所以无法做到有效的跨机箱的用户冗余保护。

同时，PPPOE认证的不足之处在于认证机制比较复杂，对设备处理性能、内存资源需求较高。

BNG设备的设计考虑

对于满足下一代PPPoE/IPoE用户接入控制的BNG设备设计，不同厂家有不同的理解。传统BRAS厂家为支持PPPoE协议而设计的产品，可以通过添加IPoE功能的支持来演变为BNG设备。同理，传统的Service Router设备天生支持高带宽的IPoE用户控制，可以通过添加PPPoE功能来实现完全的BNG功能。

下面图示显示作为一个高性能的BNG设备，需要具备以下3种设计要素：

超级强劲的CPU处理能力

PPPoE/IPoE用户session的处理和终结都需要CPU进行辅助。现有BRAS设备上一般承载10K用户，下一代的BNG设备，设计需要承载128K用户，这样对设备的CPU处理能力要求很高，一般需要多核CPU，同时支持4G以上内存。

大于20G每槽位的业务处理能力

适应大带宽的发展，每槽位支持16K用户，每用户要支持2-3Mbps的带宽，这样就要求下一代BNG设备支持20~50G/slot的高带宽处理能力。

完善的业务处理板卡，提供面向未来的增值服务

随着用户控制的深入发展，需要BNG设备提供DPI（深入包检测），IP Sec安全接入，视频和LTE移动业务网关的支持。

由于传统BRAS设备在设计理念上注重PPPoE Session的维护，需要在转发平面引入过多的CPU进行处理，不能满足高带宽的多业务承载，每用户带宽增加的情况下，性能急剧下降。很多设备提供商认识到传统BRAS设计理念的问题所在，纷纷在以业务路由器功能为主IP路由器中添加PPPoE功能，作为BNG设备推向市场。

传统BRAS设计中的误区还存在于：

没有TCAM支持

不能支持每用户的策略控制。使用此功能导致性能急剧下降

没有交换矩阵组播复制

不能支持大量组播频道。

不支持大规模VPN部署

不能作为综合网关，提供公众用户和企业用户的统一接入。

综上所述，BRAS和SR都能演变为下一代的BNG设备，所有的厂家都在修改BRAS或者SR使之满足BNG的要求，同时接入大规模的IPoE/PPPoE用户。目前看来从Service Router演变而来的BNG是比较成功的选择，业界主流的IP设备厂商，都先设计产品支持IPoE，然后逐步添加PPPoE功能，上海贝尔的IP设备 ALU 7750/7450已经同时支持IPoE/PPPoE。而且上海贝尔是业界唯一能够提供支持50G/slot 的IPoE/PPPoE宽带业务控制网关的厂商。

业务承载建议

传统网络仅仅有BRAS作为宽带用户接入控制设备，在引入了video业务之后，由于PPPoE设备支持组播的天生的劣势，主要的IPTV提供商（AT&T，Telestra）纷纷引入SR采用IPoE开展视频业务。在此基础上，有些运营商提出多边缘的网络架构设计，BRAS作为高速上网业务的控制边缘设备，而SR作为Video业务的边缘网关。这种多边缘的网络架构存在两张计费账单（在Bras和SR上分别针对同一个用户的两个账单）。用户控制点有两个，需要同步等问题。

当产生支持IPoE/PPPoE的BNG设备之后，网络的两个边缘又演变为以单边缘接入为主。如果客户需要PPPoE，就采用PPPoE接入，如果客户需要IPoE，就在同一设备，同一端口下进行IPoE接入。

如下图所示，如果采用以BNG设备为核心的上海贝尔端到端的数字家庭到视频，业务核心网的解决方案。

可以直接采用大容量50G每槽位的BNG设备替代原有小容量的2.5G/10G每槽位的BRAS设备作为IPoE/PPPoE业务的终结。对于全新的业务，建议采用IPoE方式接入。比如Video和VoIP，没有按照流量计费的需求，可以采用更简单的IPoE方式。对于传统的上网业务，可以考虑用户习惯继续保留HSI使用PPPoE接入。

作者：上海贝尔 马绍文　刘永春 来源：C114中国通信网