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以太网慎走宽带路

王朝other·作者佚名  2008-05-19
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从局域网中走出并涉足接入网,是以太网技术向电信公网迈进的一项重要突破。但这一步走得好不好?有没有前途?都曾经是人们争论的话题。

对此有两种看法: 一种是以太网组网简单、成本低、可扩展性强,并且能够与IP网很好地结合,因此将以太网技术用于宽带接入不失为一种好选择;另一种看法则认为,以太网本身是用于企业网内部的,因此它对地址仿冒、数据组播、质量保证以及计费信息等方面有先天的不足,将其直接用在电信网中是存在问题的。

宽带已经拥有了从被人追捧到泡沫破灭的经历,因此当今年宽带被重新提上日程的时候,市场显得格外谨慎,每一个宽带项目的成败对于整个市场的影响都起着十分重要的作用。不少新建的商住楼、住宅小区都上了宽带,其中不乏有用到以太网接入方式的。当多媒体业务还不是太丰富的时候,用户目前对以太网还算满意,但是否运营商也满意了?它们是否顺利地从中收到钱了?我们又该如何看待以太网宽带接入目前的成败和未来的前景呢?

很多新建的住宅小区和商住楼都采用了以太网接入,高带宽和稳定性是其赢得很大市场的主要原因。

盯准新建社区

目前,宽带接入主要有以太网、ADSL和Cable Modem等三种接入方式。其中ADSL和Cable Modem均可利用丰富的铜线资源,因此在旧居民小区和大楼中实现宽带接入上有很大的优势。而以太网接入是指通过以太网技术从城域网的节点经过交换器和集线器将网线直接拉到用户的家里,形成大规模的高速局域网,利用带宽资源共享方式提供网络接入的业务。目前,LAN技术已相当成熟,网线及中间设备的价格比较便宜,同时还可以实现1Mbps、10Mbps、100Mbps的平滑过渡。

利用以太网接入所开展的宽带业务主要有以下几个方面:

一是可提供小区内部的多种物业管理与个性化宽带服务。LAN可实现实时监控、智能化物业管理、小区/大楼/家庭保安、家庭自动化(如远程遥控家电、可视门铃等)、远程抄表等功能,可提供智能化、信息化的办公和家居环境,满足不同层次用户对信息化的需求。

二是可提供高速的网络接入。目前限制小区居民上网速度的瓶颈是小区与Internet接入的带宽,计算机宽带IP网可以充分利用小区局域网的资源优势,可根据用户的需求升级。

三是上网费用低。利用计算机宽带IP网上网,不但有网络资源丰富的优势,还有服务价格低的优势。

另外,以太网接入还具有设备安装简易的特点。安装城域网LAN接入和配置局域网一样简单,主要是配置IP地址、DNS和网关。装好网卡后,在网卡的TCP/IP属性中将电信提供的IP地址、DNS地址和网关地址填在对应的空栏中,重新启动电脑即可。

在以太网接入的环境中,运营商可以开展的业务主要包括三大类:首先是高速上网、远程教育、远程医疗、电子政务、酒店管理、网上证券交易和咨询等;第二类是VOD视频点播、网上电视直播、在线游戏等; 还有就是家庭办公以及远程办公的ROBO、视频会议、网间互联等。

由于认证计费、服务质量、可管理性、信息安全、可靠性以及实装率低等多种因素,以太网作为公用电信网接入方式尚需进一步的改进。

技术尚存缺憾

以太网接入采用异步工作方式,其特点是适于处理IP突发数据流,目前在技术上已有很多突破,如LAN交换、星形布线、大容量MAC地址存储和可管理性等。与传统的以太网相比,除了保持帧结构和简单性之外,其余的基本特征都有了根本的改变。

以太网的容量分为10Mbps/100Mbps/1000Mbps三级,由早期的10Mbps共享式以太网逐步发展出100Mbps交换式以太网、1000Mbps交换式以太网。配合VLAN划分技术、三层路由交换技术的发展,以太网技术已经由桌面办公环境逐步进入到企业网、园区网和城域网的建设中,可按需以64Kbps的带宽颗粒逐步提供所需的带宽直至1Gbps,甚至今后的10Gbps。根据这个特点,用户将能够实现按需付费。

据调查,目前全球90%以上的企事业用户都采用以太网作为接入方式。然而,由于认证计费、服务质量、可管理性、信息安全、可靠性以及实装率低等多种因素,以太网作为公用电信网接入方式尚需进一步改进。

第一,目前以太网大都没有保证端到端性能的机制,无法提供实时业务所需要的QoS和多用户共享节点及网络所必需的计费统计能力。

其次,以太网还无法提供电信级公用电信网所必需的硬件和软件可靠性。特别是,由于以太网交换机的光口以点到点方式直接相连,省掉了传输设备,不具备内置的故障定位和性能监视能力。因此,当以太网中发生故障时,系统难以诊断和修复。以太网也不能像SDH那样分离网管信息和用户信息,安全性不如SDH网。

事实上,由于以太网最初是用于企业内部的局域网,因此其原先是不具备网内安全机制的,而一旦用于公网,情况就完全不同了,安全机制已成为必不可少的关键要求。以太网原来主要用于小型局域网络环境,OAM&P能力很弱,而且只有网元级的管理系统,其管理工具也不足以支持公用电信网所必需的网络范围的管理。而在公用电信网中,必须有效地运行和维护大规模的地理分散的网络,网络系统必须具备很强的OAM&P能力和网络级的管理能力。另外,以太网没有内置保护功能,主要靠路由器来实施保护,需要大约1秒的时间才能使数据流重新定向,使以太网无法传送电信级的语音数据流。

由一种局域网互连应用进入到网络运营商的运营活动中,以太网必须做出相应的提升,这包括以太网交换设备的性能和网络机制本身。

成为可赢利的网络

以太网技术进入城域网应用后,可以说,应用的背景发生了质的改变:它由一种局域网互连应用进入到网络运营商进行运营和赢利的经营活动中。原来局域网互连建设的目标不包括通过网络来赢利,因此进行局域网互连的用户是基于充分信任的,同时局域网互连的规模相对较小。所以在进行宽带城域网建设中,不能简单地采用局域网的建设模型和设备,必须在局域网互连的基础上发展新的技术和设备来解决以上问题。

同时,还有一个关键问题,以太网最适合高密集用户区应用,然而其低成本通常是在用户实装率至少超过30%时才有意义。而目前我国多数新铺设地区的用户实装率不到10%,这些地区铺设以太网的成本并不低,甚至还不如ADSL技术。最后,以太网中光纤线路成本随节点数的增加而迅速增长,其网络成本对于复杂的大型电信级网络是否合算还是个未知数。因此,以太网主要适用于节点数不多的局域网环境。只有妥善地解决了上述主要问题后,传统以太网才能顺利地应用于公用电信网的高密集用户环境。

在将传统的以太网改造成可运营、可管理的经营性以太网的过程中,BAS(宽带接入服务器)是不可缺少的关键设备。在基于ATM技术的ADSL发展过程中,为了实现用户的鉴权、认证和计费(AAA)功能,按窄带拨号接入服务器的思路采用了宽带接入服务器(BAS)完成对ADSL用户的鉴权、认证和计费。

在用户认证管理方面,目前发展了在接入层的VLAN+Web用户身份认证和802.1x用户接入交换机端口认证等技术。L3技术的发展使得原来需要BAS设备完成的部分功能目前在L3交换机上也可以实现,如流分类、访问控制等。通过设备和功能的分布化发展,在达到可运营、可管理的网络基础上较好地解决了网络瓶颈、网络可靠性等问题。同时,可以将802.1x认证协议作为一项用户认证的基础技术,作为对VLAN+Web认证的必要补充,发展成为802.1x+Web的认证体系,全面解决单独使用802.1x所面临的问题。

以太网技术虽然是成熟的技术,但要使产品适应电信接入的应用需求,网络设备商必须在产品的功能和性能等方面进行更高水平的改进。

设备商实施产品跟进

从网络设备厂商的角度来看,几乎所有具备以太网交换机的主流企业都推出了可用于宽带接入的可网管交换机,不少还在此类产品上设计了针对ADSL和光纤的支持接口。由此不难看出,在宽带接入方式中,以太网技术的应用是必然的,但要与其他技术相结合。

例如,以太网技术和VDSL技术的结合产生的长距离以太网既解决了以太网传输距离短以及采用光纤成本太高的矛盾,同时又弥补了ADSL传输速率低的问题,从而为用户提供了一种很好的宽带接入方式。特别是将1Gbps和10Gbps以太网技术直接与光技术结合后,由于省掉了中间的ATM层和SDH层,可以使总的投资成本减少30%,而总体拥有成本降低40%。

在宽带接入市场的驱动下,国内外电信设备制造商相继研发出基于LAN技术的宽带接入设备,解决了物理层和链路层的数据隔离问题,以及地址代理、地址翻译、计费管理和发出被叫信息等一系列的电信级宽带接入要求,可向用户提供真正的IP电话、2Mbps专线、10Base-T宽带接口。

传统的以太网技术提供10Mbps的传输速率,而目前的宽带接入已经普遍要求100Mbps的传输速率,汇聚节点更是要求1000Mbps的传输速率。这就要求以太网交换机采用最新的交换技术,保证各个用户端口都能提供线速的传输速率,同时又能提供流量控制、广播风暴抑制、传输优先级等功能,从而为用户提供高速和可靠的服务。

宽带接入用户的要求是多种多样的,例如有的用户需要8端口的交换机,而有的用户要24端口,有的用户需要100Mbps端口,有的用户需要1000Mbps端口,有的用户需要二层交换功能,有的用户需要三层、四层功能。因此必须根据具体的要求提供相应的以太网设备,满足不同的用户需求。

总的来看,在网络向宽带演进过程中,形成了三种有前途的接入技术,三种技术分别适用于三种网络。由于它们的传输媒体、网络结构、调制方式等各有特点,因此在物理层和链路层下存在合一的问题,三种接入技术均能支持其他的宽带业务接入

 
 
 
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