隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)信息化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,以及傳送、數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)帶寬的不斷提高,寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展已成為運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)發(fā)展的迫切需要。目前,中國(guó)電信主要采用的寬帶接入技術(shù)有ADSL和以太網(wǎng)接入,無線接入網(wǎng)技術(shù)作為特定條件下的一種接入手段將開始推進(jìn),EoVDSL(Ethernt over VDSL)技術(shù)結(jié)合了ADSL和以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),近來得到了廣泛關(guān)注,在標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備方面發(fā)展很快。
一、ADSL
ADSL技術(shù)能夠充分利用現(xiàn)有的電話銅纜資源,在開通話音業(yè)務(wù)的同時(shí)向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)。目前ADSL的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備已比較成熟,設(shè)備價(jià)格也在不斷下降,在寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展初期,該接入技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)都比較小。
ADSL不同廠家局端設(shè)備(DSLAM)和用戶端設(shè)備(CPE)的互通性在不斷改善,多數(shù)主流廠家的產(chǎn)品已能夠順利互通,放開用戶端設(shè)備市場(chǎng)已成為可能。目前ADSL技術(shù)的主要問題是傳輸速率受線路質(zhì)量、長(zhǎng)度的影響,特別是線間串?dāng)_影響出線率,難以在用戶比較密集的情況下使用(這種影響究竟有多大,目前尚無密集用戶較大規(guī)模使用的經(jīng)驗(yàn))。
由于ADSL是基于ATM技術(shù)體制,傳統(tǒng)的DSLAM采用ATM接口上聯(lián),這對(duì)城域內(nèi)的ATM網(wǎng)絡(luò)資源造成較大壓力,有的地方還需專門對(duì)ATM網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)容。在當(dāng)前IP城域網(wǎng)發(fā)展迅速的情況下,可以考慮采用以太網(wǎng)接口上聯(lián)的DSLAM。
另外,具有ADSL、POTS、ISDN、SDSL/HDSL/SHDSL等接口的綜合接入設(shè)備在某些具有多種業(yè)務(wù)需求的場(chǎng)合也是一種可以考慮的選擇。
二、以太網(wǎng)接入
1.以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展
以太網(wǎng)是目前使用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù),而且近年來在很多方面得到了發(fā)展。從10/100Mbit/s到1Gbit/s,以及目前正在研發(fā)的10Gbit/s,以太網(wǎng)的速率不斷提高;從共享式、半雙工、利用CSMA/CD機(jī)制到交換式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、全雙工,以及流量控制、生成樹、VLAN、CoS等機(jī)制的采用,說明以太網(wǎng)的功能和性能逐步改善;從電接口UTP傳輸?shù)焦饨涌诠饫w傳輸,以及光電轉(zhuǎn)換器的采用,以太網(wǎng)的覆蓋范圍大大擴(kuò)展。在應(yīng)用領(lǐng)域上,以太網(wǎng)由于其簡(jiǎn)單、靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng)、與IP網(wǎng)能夠很好結(jié)合等特點(diǎn),正從企業(yè)和部門的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),向跨地區(qū)的企業(yè)互連、公用電信網(wǎng)的接入等領(lǐng)域邁進(jìn)。
2.以太網(wǎng)接入中的主要技術(shù)問題
以太網(wǎng)接入是指將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于公用電信網(wǎng)的接入網(wǎng)領(lǐng)域,直接向用戶提供基于IP的多種業(yè)務(wù)的傳送通道。中國(guó)電信發(fā)展以太網(wǎng)接入的目標(biāo)是建設(shè)可運(yùn)營(yíng)、可管理的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。由于以太網(wǎng)從本質(zhì)上說仍是一種局域網(wǎng)技術(shù),采用這種技術(shù)提供公用電信網(wǎng)的接入,需要妥善解決一系列技術(shù)問題,包括認(rèn)證計(jì)費(fèi)、用戶和網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量控制和網(wǎng)絡(luò)管理等。
(1)認(rèn)證計(jì)費(fèi)
以太網(wǎng)作為一種局域網(wǎng)技術(shù),沒有認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等機(jī)制,但要利用這種技術(shù)作為可運(yùn)營(yíng)、可管理的用戶接入方式,必須考慮用戶認(rèn)證授權(quán)計(jì)費(fèi)(AAA)。
AAA一般包括用戶終端、AAA Client、AAA Server和計(jì)費(fèi)軟件四個(gè)環(huán)節(jié)。用戶終端與AAA Client之間的通信方式(通常稱為“認(rèn)證方式”)目前可采用以下技術(shù):PPPoE、DHCP+WEB、IEEE802.1x等。這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),究竟選擇哪種方式最合適仍需進(jìn)一步研究。AAA Client與AAA Server之間的通信采用RADIUS協(xié)議。AAA Server和計(jì)費(fèi)軟件之間的通信為內(nèi)部協(xié)議。在用戶計(jì)費(fèi)方面,可根據(jù)經(jīng)營(yíng)方式的需要,考慮按時(shí)長(zhǎng)、流量、次數(shù)、應(yīng)用、帶寬等多種方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
。2)用戶和網(wǎng)絡(luò)安全
用戶和網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于整個(gè)電信網(wǎng),特別是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來說都是一個(gè)重大課題。在以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)中,主要體現(xiàn)在用戶通信信息的保密、用戶帳號(hào)和密碼的安全、用戶IP地址防盜用和重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如DHCP服務(wù)器)的安全等方面。以太網(wǎng)技術(shù)用于企業(yè)內(nèi)部時(shí),不同用戶之間需要互傳信息,反映在設(shè)備上,傳統(tǒng)的二層以太網(wǎng)交換機(jī)中,單播幀和廣播幀在不同端口間是能夠互通的。當(dāng)以太網(wǎng)技術(shù)用于提供公用電信網(wǎng)的接入時(shí),由于不同用戶間互不信任的關(guān)系,必須實(shí)現(xiàn)用戶之間的二層隔離和三層受控互通。這就要求以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)端口隔離,目前的主要方法有劃分基于802.1q的VLAN,采用端口隔離的芯片,或通過其它私有技術(shù)實(shí)現(xiàn)(如利用僅在本交換機(jī)上有效的VLAN或其它設(shè)置達(dá)到端口隔離的目的,但不改變802.1q的VLAN標(biāo)記)。用戶帳號(hào)和密碼的安全依靠相應(yīng)信息的加密傳送實(shí)現(xiàn)。用戶IP地址防盜用可通過綁定機(jī)制實(shí)現(xiàn),例如IP地址與MAC地址、用戶端口的綁定。對(duì)于DHCP服務(wù)器的安全,應(yīng)防止用戶通過改變MAC地址申請(qǐng)IP地址而耗盡地址資源。
(3)服務(wù)質(zhì)量控制
在服務(wù)質(zhì)量(QoS)方面,以太網(wǎng)技術(shù)只有流量控制、CoS(802.1p)等比較簡(jiǎn)單的機(jī)制。對(duì)于以太網(wǎng)接入,一方面,應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)上足夠的帶寬,另一方面,可在三層上采用Diffserv的一些方法,如整形(shaping)、管制(policing)、分類、隊(duì)列調(diào)度(如采用WFQ等算法)、擁塞控制(如采用WRED等算法)等。如何通過以太網(wǎng)技術(shù)保證服務(wù)質(zhì)量是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,還需要進(jìn)一步研究,目前這方面的基本要求是能夠?qū)τ脩舻淖罡呓尤霂掃M(jìn)行限制。
(4)網(wǎng)絡(luò)管理
由于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)主要用于企業(yè)內(nèi)部,因此以太網(wǎng)交換機(jī)的網(wǎng)管功能一般較弱。為了滿足電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)、管理的需要,應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備的網(wǎng)管功能提出比較全面的要求。當(dāng)前,以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備應(yīng)支持基于SNMPv2的網(wǎng)元級(jí)管理。
3.以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備
以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有多種形式,圖1是一種典型的結(jié)構(gòu)。邊緣接入設(shè)備可看作“L2+”,即傳統(tǒng)二層交換機(jī)的改進(jìn);以太網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)可看作“L3+”,即傳統(tǒng)三層設(shè)備(路由器或三層交換機(jī))的改進(jìn)。由于以太網(wǎng)接入是一種新技術(shù),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不完全成熟,相應(yīng)地適合這種應(yīng)用的設(shè)備還比較少,在功能、性能方面仍不夠完善。目前,不少制造商、運(yùn)營(yíng)商等都在進(jìn)行這方面的研究。
4.發(fā)展以太網(wǎng)接入技術(shù)的主要原則
以IP、Ethernet為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和以PSTN、ATM為代表的傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有不同的特點(diǎn),對(duì)其網(wǎng)絡(luò)性能的要求也應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別,決不能用ATM的標(biāo)準(zhǔn)來要求以太網(wǎng)。
對(duì)制造商和運(yùn)營(yíng)商來說,不能只為追求新技術(shù),而應(yīng)以市場(chǎng)、效益為中心。只有滿足用戶需求,適應(yīng)市場(chǎng)需要,低成本、高效益的技術(shù)才有生命力。因此,發(fā)展以太網(wǎng)接入技術(shù)應(yīng)在保持以太網(wǎng)原有優(yōu)點(diǎn)(簡(jiǎn)單、靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng))的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),在不過多地增加成本、降低性能的條件下擴(kuò)展功能,努力尋找技術(shù)、市場(chǎng)與效益,功能、性能與成本的平衡點(diǎn)。
5.當(dāng)前以太網(wǎng)接入發(fā)展中的主要問題
在以太網(wǎng)接入的發(fā)展上,目前的主要問題包括市場(chǎng)、技術(shù)、維護(hù)三方面。在市場(chǎng)方面,由于寬帶業(yè)務(wù)仍處于發(fā)展初期,用戶上網(wǎng)率比較低。而以太網(wǎng)接入應(yīng)用于居民小區(qū)或商業(yè)大樓時(shí),不論有多少用戶,都必須對(duì)整座樓進(jìn)行綜合布線,并安裝具有一定數(shù)量端口的設(shè)備。因此,盡管以太網(wǎng)設(shè)備(包括交換機(jī)和用戶網(wǎng)卡)平均每端口的成本較低(低于ADSL),但如果將較低的上網(wǎng)率(目前一般低于10%)這一因素考慮在內(nèi),上述成本可能遠(yuǎn)高于ADSL的成本。這是目前影響以太網(wǎng)接入發(fā)展的主要原因。在技術(shù)方面,以太網(wǎng)目前還不夠成熟,仍存在上述幾個(gè)關(guān)鍵問題有待解決。在維護(hù)方面,由于以太網(wǎng)傳輸距離的限制,實(shí)際建設(shè)時(shí)一般需將二層交換機(jī)安裝在居民樓內(nèi),而在電信機(jī)房之外放置大量有源設(shè)備,需要考慮和解決很多問題(如供電、散熱、防塵、防盜等),必然會(huì)帶來較大的維護(hù)成本。
三、無線以太網(wǎng)
無線以太網(wǎng)(也可稱為無線局域網(wǎng),WLAN)技術(shù)是一種基于無線傳輸?shù)木钟蚓W(wǎng)技術(shù),與有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比,具有靈活性強(qiáng)、建網(wǎng)迅速、個(gè)人化等特點(diǎn)。將這一技術(shù)應(yīng)用于電信網(wǎng)的接入網(wǎng)領(lǐng)域,能夠方便、靈活地為用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入,適合于用戶流動(dòng)性較大且有較多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的公共區(qū)域(如機(jī)場(chǎng)、大型會(huì)展中心、高級(jí)賓館等),需要臨時(shí)快速建網(wǎng)的場(chǎng)合以及有線接入方式難以采用的環(huán)境等。
無線以太網(wǎng)與(有線)以太網(wǎng)技術(shù)一樣,最初也是一種面向企業(yè)內(nèi)部使用的局域網(wǎng)技術(shù)。采用這種技術(shù)提供公用電信網(wǎng)的接入,建設(shè)可運(yùn)營(yíng)、可管理的網(wǎng)絡(luò),必須妥善解決認(rèn)證計(jì)費(fèi)、漫游、用戶和網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理、用戶接入控制等方面的問題。在這些問題中,不少是與(有線)以太網(wǎng)接入相同的,另一些是由于無線傳輸引入的新問題。目前需要研究解決的問題主要有,采用何種認(rèn)證方式最為合適,在靜態(tài)WEP密鑰難以保證安全性的情況下如何實(shí)現(xiàn)WEP密鑰的動(dòng)態(tài)分配,如何實(shí)現(xiàn)用戶二層隔離,如何在保證用戶隔離的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同AP間切換信息的互通等。
四、EoVDSL
VDSL并不是一項(xiàng)新技術(shù),最初的VDSL可看作ADSL的升級(jí),也具有非對(duì)稱速率和基于ATM的特點(diǎn),而下行速率更高(最高可達(dá)52Mbit/s),但傳輸距離更短。這種技術(shù)已有若干年的歷史,但尚未得到廣泛應(yīng)用。如今,將VDSL技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的EoVDSL (Ethernet over VDSL)得到了廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展。
EoVDSL是一種利用電話銅纜上的VDSL來傳送以太網(wǎng)的技術(shù),即物理層采用VDSL技術(shù),數(shù)據(jù)鏈路層為以太網(wǎng)技術(shù)。EoVDSL的主要優(yōu)點(diǎn)有:能夠充分利用現(xiàn)有電話銅纜資源,不需重新布設(shè)五類線;線間串?dāng)_比ADSL小,出線率更高;傳輸距離比(基于五類線的)以太網(wǎng)更長(zhǎng)(12Mbit/s速率的傳輸距離可超過1km);速率比ADSL更高,而且可采用對(duì)稱速率。
在VDSL的物理層標(biāo)準(zhǔn)方面,盡管已有ETSI標(biāo)準(zhǔn), ITU標(biāo)準(zhǔn)(G.993.1)不久前剛剛通過,但仍存在不少待研究未確定的問題。目前EoVDSL兩個(gè)主要芯片供應(yīng)商(Broadcom、Infineon)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)仍不一致,尚不能實(shí)現(xiàn)互通。因此,制定適合我國(guó)電話銅纜特點(diǎn)和業(yè)務(wù)發(fā)展需要的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是目前必須抓緊進(jìn)行的工作。
----《通信世界》