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（北京全向電子技術(shù)開發(fā)公司 北京 100032）
摘 要 本文分析了以太網(wǎng)寬帶接入目前存在的問題，提出應(yīng)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營商和服務(wù)，然后對以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了介紹，結(jié)合運(yùn)營商面臨的計費(fèi)方式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)、安全性等問題提出了相應(yīng)的解決方案，最后就運(yùn)營商對設(shè)備的特殊要求進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞 以太網(wǎng) 寬帶接入 運(yùn)營 安全
1 寬帶網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)賽迪公司提供的統(tǒng)計數(shù)字，2001年中國只有1.17%的用戶使用LAN寬帶接入上網(wǎng)，0.53%的用戶使用ADSL上網(wǎng)，90%以上的用戶仍在使用傳統(tǒng)的撥號方式上網(wǎng)。從以上數(shù)字可以看出，寬帶上網(wǎng)的用戶比例非常低，寬帶接入市場還有廣闊的發(fā)展空間。
作為寬帶接入的一種重要方式——以太網(wǎng)接入，前一段時間一直是寬帶運(yùn)營商關(guān)注的焦點，然而迄今為止，采用以太網(wǎng)接入技術(shù)的寬帶運(yùn)營商卻發(fā)展得并不順利，基本都無法盈利，原因可能是多方面的，但大體可以歸納為以下幾點：
�。�1）用戶開通率低
根據(jù)多家寬帶運(yùn)營商提供的數(shù)據(jù)，目前所有提供寬帶服務(wù)的小區(qū)中，用戶開通寬帶接入上網(wǎng)的還不足3%，但是，運(yùn)營商已經(jīng)在鋪設(shè)線路、安裝設(shè)備等方面投入了大量資金。
�。�2）收費(fèi)不合理
目前基于以太網(wǎng)接入的服務(wù)基本上都是采用包月制收費(fèi)，如目前一家著名的寬帶運(yùn)營商的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)就是：“包月制收費(fèi)，70~130元/月不等，根據(jù)每個地區(qū)的消費(fèi)狀況和寬帶的接受程度確定”。但這種方式很不合理，如有些用戶每天僅僅是上網(wǎng)看看新聞，數(shù)據(jù)流量很小，而另外一些用戶如美術(shù)設(shè)計人員等，每天使用網(wǎng)絡(luò)傳送大量的圖片數(shù)據(jù)，流量非常大，而他們每月所付的費(fèi)用卻都一樣。這種計費(fèi)方式不利于運(yùn)營商實現(xiàn)盈利，也限制了許多偶爾上網(wǎng)的窄帶用戶轉(zhuǎn)向?qū)拵А?br>
�。�3）內(nèi)容缺乏
隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)泡沫的迅速消退，內(nèi)容服務(wù)商無暇顧及用戶稀少的寬帶內(nèi)容，而內(nèi)容的缺乏又嚴(yán)重影響了寬帶接入的普及。
（4）網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定
由于在設(shè)備選用、布線施工、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等方面不夠完善，目前采用以太網(wǎng)寬帶接入的網(wǎng)絡(luò)不太穩(wěn)定，常常會出現(xiàn)上網(wǎng)速度慢，帶寬沒有保證，甚至網(wǎng)絡(luò)中斷的現(xiàn)象。
（5）存在潛在安全性問題
現(xiàn)在有些寬帶小區(qū)所采用的以太網(wǎng)設(shè)備不能物理隔離各個用戶端口，無法防止互相訪問，導(dǎo)致用戶的信息安全存在隱患，如可以通過網(wǎng)上鄰居看到其他用戶的資料等。
2 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營、評價應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化
目前，由于以太網(wǎng)技術(shù)在寬帶接入應(yīng)用方面沒有任何的國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了寬帶小區(qū)建設(shè)和運(yùn)營的不統(tǒng)一、不規(guī)范。在設(shè)備采用方面，寬帶網(wǎng)運(yùn)營商往往根據(jù)資金等因素，來隨意選用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如：在全向科技的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備客戶中，有的運(yùn)營商使用10/100Mbit/s傻瓜式交換機(jī)(Dumb Switch)，有的使用VLAN交換機(jī)，有的使用智能型交換機(jī)。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在可靠性、信息安全性、可維護(hù)性、擴(kuò)展性方面大相徑庭，采用不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建的寬帶小區(qū)對用戶提供的服務(wù)當(dāng)然也各不相同。在運(yùn)營方面，有的只能提供上網(wǎng)業(yè)務(wù)，有的社區(qū)除了提供高速上網(wǎng)以外，還向用戶提供許多增值服務(wù)。在提供帶寬方面，雖然到用戶的家里都是10Mbit/s的接口，但是網(wǎng)絡(luò)的出口帶寬卻差異巨大，有的整個小區(qū)公用一個2Mbit/s的出口，有的提供幾十Mbit/s的出口帶寬，當(dāng)然用戶上網(wǎng)的速度也就不可同日而語。因此，目前這種復(fù)雜的狀況迫切需要一個標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營商和服務(wù)：
*技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)備應(yīng)用。有必要建立一個有關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)規(guī)范，推薦或強(qiáng)制性地采用某種技術(shù)，保障網(wǎng)絡(luò)的暢通和安全。
*評價標(biāo)準(zhǔn)給消費(fèi)者以明示。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，可以按照一定的技術(shù)尺度，對寬帶小區(qū)的設(shè)備與新技術(shù)采用情況做出評判，給消費(fèi)者以明示。
*運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范運(yùn)營商。相應(yīng)地，運(yùn)營商也應(yīng)該受到標(biāo)準(zhǔn)的約束，規(guī)范服務(wù)，例如必須提供多大的帶寬，必須保證故障的恢復(fù)時間，提供什么樣的安全保證機(jī)制等。
3 新技術(shù)將推動以太網(wǎng)接入的應(yīng)用和發(fā)展
（1）帶寬限制技術(shù)
眾所周知，以太網(wǎng)不同于傳統(tǒng)的其它連接方式，在速度上，只能選擇10 Mbit/s或100 Mbit/s，這是由于它的技術(shù)實現(xiàn)決定的。對于運(yùn)營商來講，目前采用單一的包月計費(fèi)方式也是迫于10 Mbit/s或100 Mbit/s速度的無奈。實際上，以太網(wǎng)的帶寬限制技術(shù)目前已經(jīng)成熟，支持帶寬限制技術(shù)的交換機(jī)，可以提供以kbit/s為單位遞增的任意帶寬，而且，這種技術(shù)兼容普通的網(wǎng)卡，它通過在數(shù)據(jù)包的傳送間隙增加暫停來實現(xiàn)帶寬的限制，因而在設(shè)備成本方面非常具有優(yōu)勢。
通過這種技術(shù)，可以針對不同需求的用戶提供不一樣的數(shù)據(jù)帶寬，改變單一的包月制計費(fèi)方式，符合“用得越多，付費(fèi)越多”的原則。運(yùn)營商可以針對上網(wǎng)瀏覽的用戶，開通500 kbit/s的帶寬，針對網(wǎng)上視頻等需要大量帶寬的用戶，提供4 Mbit/s左右的帶寬，這樣，可以降低寬帶接入的門檻，能帶來更多的收益。
與流量計費(fèi)技術(shù)相比，帶寬限制技術(shù)無需額外的設(shè)備，成本更低；對用戶來說，更直觀，不會像流量計費(fèi)那樣導(dǎo)致用戶的不理解或爭執(zhí)等。
�。�2）吉比特以太網(wǎng)技術(shù)
目前有一種論調(diào)，說現(xiàn)在的寬帶小區(qū)根本不需要吉比特技術(shù)，因為小區(qū)的出口帶寬不到100Mbit/s，小區(qū)帶寬再大也沒有用。事實上，寬帶經(jīng)濟(jì)的支撐點并不是運(yùn)營商收取的一點點帶寬服務(wù)費(fèi)，真正的寬帶經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)的是在寬帶模式下的增值服務(wù)，像VOD、可視電話、互動游戲、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)上多媒體教學(xué)等業(yè)務(wù)需要消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，但是不是所有的帶寬需求都要通過外部的Internet，像VOD、網(wǎng)上多媒體教學(xué)等完全可以在一個社區(qū)內(nèi)實現(xiàn)，這代表著一種新的生活方式，這才是真正的寬帶經(jīng)濟(jì)。采用吉比特技術(shù)為這一切鋪平了道路。
（3）智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的普及解決設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)營服務(wù)的問題
寬帶運(yùn)營商現(xiàn)在面臨的最頭疼問題，就是運(yùn)營服務(wù)。當(dāng)用戶無法與網(wǎng)絡(luò)連接上時，運(yùn)營商無法直接判斷是網(wǎng)絡(luò)有問題，還是用戶的電腦出現(xiàn)故障，這種情況往往需要技術(shù)人員上門，才能解決問題。設(shè)備工作是否正常，流量是否有擁堵等問題往往需要到現(xiàn)場才能判斷。而采用智能交換機(jī)構(gòu)建寬帶網(wǎng)絡(luò)，可以通過Web瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營情況，隨時在網(wǎng)絡(luò)中心對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，類似像綁定MAC地址、設(shè)定用戶帶寬等工作都可以在網(wǎng)管中心完成。當(dāng)用戶反映問題時，可以遠(yuǎn)程診斷問題產(chǎn)生的原因，大大降低寬帶運(yùn)營商的維護(hù)成本。
�。�4）三層交換的普及提供更加完善、安全的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在寬帶社區(qū)采用三層交換技術(shù)，可以完全隔離二層廣播數(shù)據(jù)包，保護(hù)用戶的MAC地址、IP地址等信息，避免泄露到Internet上。對于網(wǎng)絡(luò)管理而言，不同的VLAN之間可以通過三層交換機(jī)的監(jiān)管進(jìn)行通信。在寬帶社區(qū)的骨干采用三層交換技術(shù)，可以實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的智能分流。三層交換技術(shù)的另外一個好處，就是寬帶社區(qū)可以有多個寬帶出口，通過三層交換機(jī)，自動選擇和分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。
�。�5）IP多播技術(shù)解決視頻點播的數(shù)據(jù)流量問題
采用支持IP多播技術(shù)的交換機(jī)構(gòu)架寬帶網(wǎng)絡(luò)，可以在傳送同步視頻的時候大大降低網(wǎng)絡(luò)的帶寬負(fù)載，為在寬帶網(wǎng)絡(luò)上提供電視轉(zhuǎn)播、在線教學(xué)等業(yè)務(wù)提供硬件平臺。IP多播技術(shù)偵測服務(wù)器發(fā)出的數(shù)據(jù)包，如果該數(shù)據(jù)包屬于多播，則自動復(fù)制該數(shù)據(jù)包到所有需要該包的端口，這樣，服務(wù)器僅僅需要發(fā)出一次數(shù)據(jù)流，所有的客戶端都可以收到，這大大降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，可以有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少服務(wù)器數(shù)據(jù)流量。這種技術(shù)為在寬帶社區(qū)內(nèi)開展各種增值視頻業(yè)務(wù)提供了支持。
�。�6）Tag VLAN技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)安全
現(xiàn)在的許多寬帶社區(qū)建設(shè)時采用普通的VLAN技術(shù)來解決社區(qū)內(nèi)的安全性問題，避免用戶之間互相訪問。這種技術(shù)對于防止交換機(jī)之間的用戶互訪無能為力，而且無法隔離廣播數(shù)據(jù)包，容易造成網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴的形成。利用Tag VLAN技術(shù)，可以非常方便地將寬帶小區(qū)出口和每一個用戶所在的端口劃分為一個VLAN，保證每兩個用戶都不可以互相訪問，不會有廣播等數(shù)據(jù)包對網(wǎng)絡(luò)性能造成影響。
（7）優(yōu)先級控制，有效支持多媒體業(yè)務(wù)
寬帶網(wǎng)絡(luò)不僅僅是傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，今后將向三網(wǎng)合一的方向發(fā)展，伴隨語音業(yè)務(wù)(VoIP)、視頻流媒體業(yè)務(wù)(VOD、可視電話、網(wǎng)上教育)的開展，對網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)傳送的規(guī)則有著不同的要求：網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳送要求精確，而流媒體等卻要求實時性好。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對準(zhǔn)確性有要求，不準(zhǔn)丟包，可以延遲；流媒體對實時性有要求，可以丟包，但是不準(zhǔn)延遲。優(yōu)先級控制技術(shù)可以保證以太網(wǎng)交換機(jī)在處理不同的數(shù)據(jù)包時，采取相應(yīng)的策略，滿足各種要求。
�。�8）802.1x網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證技術(shù)，提供更加完善的安全性
802.1x技術(shù)在以太網(wǎng)的鏈路層對用戶的身份進(jìn)行識別，解決了用戶權(quán)限和移動的矛盾，最初這種技術(shù)被應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)的身份驗證。事實上，802.1x類似于手機(jī)的SIM卡，用來標(biāo)識每一個訪問網(wǎng)絡(luò)的用戶的身份，只有符合要求的用戶才可以訪問網(wǎng)絡(luò)的資源。在以太網(wǎng)接入中使用這種技術(shù)，可以實現(xiàn)非常靈活的計費(fèi)方式，增加用戶的安全性，為在寬帶小區(qū)開展電子商務(wù)等寬帶增值服務(wù)提供良好的安全性保障。
作為最底層的安全性驗證協(xié)議，如果用戶不能通過驗證，就相當(dāng)于計算機(jī)的網(wǎng)卡沒有連接網(wǎng)線，連最簡單的數(shù)據(jù)包都收不到，不可能使用黑客等手段侵入系統(tǒng)，所以802.1x協(xié)議在保障網(wǎng)絡(luò)安全方面具有特殊的優(yōu)勢。
4 寬帶接入對以太網(wǎng)設(shè)備的要求
寬帶接入對以太網(wǎng)設(shè)備提出了更新、更嚴(yán)格的要求，由于設(shè)備放置在建筑物的樓道、外墻等位置，不可能像傳統(tǒng)電信設(shè)備那樣工作于機(jī)房環(huán)境。
因此，首先要求設(shè)備對環(huán)境的適應(yīng)性要好，我國幅員遼闊，溫差很大（40℃以上到零下－30℃以下），濕度的變化也比較大，有些地區(qū)在梅雨季節(jié)濕度甚至達(dá)到95%以上，以太網(wǎng)設(shè)備必須能夠適應(yīng)這些變化，另外對設(shè)備的噪音、抗雷擊等方面也應(yīng)有比較全面的考慮。
其次，穩(wěn)定性也很重要。由于設(shè)備工作在現(xiàn)場，必須具備相當(dāng)高的穩(wěn)定性，否則將造成極大的維護(hù)工作量。
第三，安裝必須簡單，運(yùn)營商的技術(shù)力量有限，因此設(shè)備必須易于操作控制。
第四，以太網(wǎng)寬帶接入正在不斷發(fā)展之中，用戶規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須提供足夠的擴(kuò)展性，才能滿足日益增長的用戶的需求，例如應(yīng)支持光纖模塊擴(kuò)展、支持吉比特擴(kuò)展、支持鏈路聚合等功能。
摘自《電信科學(xué)》2002.7
