以太網寬帶接入的現狀及走向

2019-11-03 18:51:35

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

楊炳瑛
（北京全向電子技術開發公司北京 100032）　　摘要本文分析了以太網寬帶接入目前存在的問題，提出應制定相關標準來規范網絡建設、運營商和服務，然后對以太網技術的發展趨勢進行了介紹，結合運營商面臨的計費方式、網絡設備維護、安全性等問題提出了相應的解決方案，最后就運營商對設備的特殊要求進行了討論。

　　關鍵詞以太網寬帶接入運營安全

1 寬帶網的發展現狀

　　根據賽迪公司提供的統計數字，2001年中國只有1.17%的用戶使用LAN寬帶接入上網，0.53%的用戶使用ADSL上網，90%以上的用戶仍在使用傳統的撥號方式上網。從以上數字可以看出，寬帶上網的用戶比例非常低，寬帶接入市場還有廣闊的發展空間。

　　作為寬帶接入的一種重要方式——以太網接入，前一段時間一直是寬帶運營商關注的焦點，然而迄今為止，采用以太網接入技術的寬帶運營商卻發展得并不順利，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：

　?。?）用戶開通率低

　　根據多家寬帶運營商提供的數據，目前所有提供寬帶服務的小區中，用戶開通寬帶接入上網的還不足3%，但是，運營商已經在鋪設線路、安裝設備等方面投入了大量資金。

　　（2）收費不合理

　　目前基于以太網接入的服務基本上都是采用包月制收費，如目前一家著名的寬帶運營商的收費標準就是：“包月制收費，70~130元/月不等，根據每個地區的消費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看看新聞，數據流量很小，而另外一些用戶如美術設計人員等，每天使用網絡傳送大量的圖片數據，流量非常大，而他們每月所付的費用卻都一樣。這種計費方式不利于運營商實現盈利，也限制了許多偶爾上網的窄帶用戶轉向寬帶。

　?。?）內容缺乏

　　隨著網絡經濟泡沫的迅速消退，內容服務商無暇顧及用戶稀少的寬帶內容，而內容的缺乏又嚴重影響了寬帶接入的普及。

　?。?）網絡不夠穩定

　　由于在設備選用、布線施工、網絡維護等方面不夠完善，目前采用以太網寬帶接入的網絡不太穩定，常常會出現上網速度慢，帶寬沒有保證，甚至網絡中斷的現象。

　?。?）存在潛在安全性問題

　　現在有些寬帶小區所采用的以太網設備不能物理隔離各個用戶端口，無法防止互相訪問，導致用戶的信息安全存在隱患，如可以通過網上鄰居看到其他用戶的資料等。

2 網絡建設、運營、評價應標準化

　　目前，由于以太網技術在寬帶接入應用方面沒有任何的國家標準，導致了寬帶小區建設和運營的不統一、不規范。在設備采用方面，寬帶網運營商往往根據資金等因素，來隨意選用網絡設備，如：在全向科技的網絡設備客戶中，有的運營商使用10/100Mbit/s傻瓜式交換機(Dumb Switch)，有的使用VLAN交換機，有的使用智能型交換機。這些網絡設備在可靠性、信息安全性、可維護性、擴展性方面大相徑庭，采用不同的網絡設備構建的寬帶小區對用戶提供的服務當然也各不相同。在運營方面，有的只能提供上網業務，有的社區除了提供高速上網以外，還向用戶提供許多增值服務。在提供帶寬方面，雖然到用戶的家里都是10Mbit/s的接口，但是網絡的出口帶寬卻差異巨大，有的整個小區公用一個2Mbit/s的出口，有的提供幾十Mbit/s的出口帶寬，當然用戶上網的速度也就不可同日而語。因此，目前這種復雜的狀況迫切需要一個標準來規范網絡建設、運營商和服務：

　　*技術標準規范設備應用。有必要建立一個有關設備和網絡建設的技術規范，推薦或強制性地采用某種技術，保障網絡的暢通和安全。

　　*評價標準給消費者以明示。在這個標準中，可以按照一定的技術尺度，對寬帶小區的設備與新技術采用情況做出評判，給消費者以明示。

　　*運營標準規范運營商。相應地，運營商也應該受到標準的約束，規范服務，例如必須提供多大的帶寬，必須保證故障的恢復時間，提供什么樣的安全保證機制等。

3 新技術將推動以太網接入的應用和發展

　?。?）帶寬限制技術

　　眾所周知，以太網不同于傳統的其它連接方式，在速度上，只能選擇10 Mbit/s或100 Mbit/s，這是由于它的技術實現決定的。對于運營商來講，目前采用單一的包月計費方式也是迫于10 Mbit/s或100 Mbit/s速度的無奈。實際上，以太網的帶寬限制技術目前已經成熟，支持帶寬限制技術的交換機，可以提供以kbit/s為單位遞增的任意帶寬，而且，這種技術兼容普通的網卡，它通過在數據包的傳送間隙增加暫停來實現帶寬的限制，因而在設備成本方面非常具有優勢。

　　通過這種技術，可以針對不同需求的用戶提供不一樣的數據帶寬，改變單一的包月制計費方式，符合“用得越多，付費越多”的原則。運營商可以針對上網瀏覽的用戶，開通500 kbit/s的帶寬，針對網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。

　　與流量計費技術相比，帶寬限制技術無需額外的設備，成本更低；對用戶來說，更直觀，不會像流量計費那樣導致用戶的不理解或爭執等。

　?。?）吉比特以太網技術

　　目前有一種論調，說現在的寬帶小區根本不需要吉比特技術，因為小區的出口帶寬不到100Mbit/s，小區帶寬再大也沒有用。事實上，寬帶經濟的支撐點并不是運營商收取的一點點帶寬服務費，真正的寬帶經濟強調的是在寬帶模式下的增值服務，像VOD、可視電話、互動游戲、虛擬現實、網上多媒體教學等業務需要消耗大量的網絡帶寬，但是不是所有的帶寬需求都要通過外部的Internet，像VOD、網上多媒體教學等完全可以在一個社區內實現，這代表著一種新的生活方式，這才是真正的寬帶經濟。采用吉比特技術為這一切鋪平了道路。

　　（3）智能網絡設備的普及解決設備的維護和運營服務的問題

　　寬帶運營商現在面臨的最頭疼問題，就是運營服務。當用戶無法與網絡連接上時，運營商無法直接判斷是網絡有問題，還是用戶的電腦出現故障，這種情況往往需要技術人員上門，才能解決問題。設備工作是否正常，流量是否有擁堵等問題往往需要到現場才能判斷。而采用智能交換機構建寬帶網絡，可以通過Web瀏覽器遠程監控網絡的運營情況，隨時在網絡中心對網絡進行配置，類似像綁定MAC地址、設定用戶帶寬等工作都可以在網管中心完成。當用戶反映問題時，可以遠程診斷問題產生的原因，大大降低寬帶運營商的維護成本。

　?。?）三層交換的普及提供更加完善、安全的網絡拓撲結構

　　在寬帶社區采用三層交換技術，可以完全隔離二層廣播數據包，保護用戶的MAC地址、ip地址等信息，避免泄露到Internet上。對于網絡管理而言，不同的VLAN之間可以通過三層交換機的監管進行通信。在寬帶社區的骨干采用三層交換技術，可以實現多種業務數據包的智能分流。三層交換技術的另外一個好處，就是寬帶社區可以有多個寬帶出口，通過三層交換機，自動選擇和分配網絡帶寬。

　?。?）IP多播技術解決視頻點播的數據流量問題

　　采用支持IP多播技術的交換機構架寬帶網絡，可以在傳送同步視頻的時候大大降低網絡的帶寬負載，為在寬帶網絡上提供電視轉播、在線教學等業務提供硬件平臺。IP多播技術偵測服務器發出的數據包，如果該數據包屬于多播，則自動復制該數據包到所有需要該包的端口，這樣，服務器僅僅需要發出一次數據流，所有的客戶端都可以收到，這大大降低了網絡的負荷，可以有效利用網絡帶寬，減少服務器數據流量。這種技術為在寬帶社區內開展各種增值視頻業務提供了支持。

　?。?）Tag VLAN技術解決網絡安全

　　現在的許多寬帶社區建設時采用普通的VLAN技術來解決社區內的安全性問題，避免用戶之間互相訪問。這種技術對于防止交換機之間的用戶互訪無能為力，而且無法隔離廣播數據包，容易造成網絡廣播風暴的形成。利用Tag VLAN技術，可以非常方便地將寬帶小區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，不會有廣播等數據包對網絡性能造成影響。

　?。?）優先級控制，有效支持多媒體業務

　　寬帶網絡不僅僅是傳送數據業務的網絡，今后將向三網合一的方向發展，伴隨語音業務(VoIP)、視頻流媒體業務(VOD、可視電話、網上教育)的開展，對網絡上業務傳送的規則有著不同的要求：網絡上的數據傳送要求精確，而流媒體等卻要求實時性好。數據業務對準確性有要求，不準丟包，可以延遲；流媒體對實時性有要求，可以丟包，但是不準延遲。優先級控制技術可以保證以太網交換機在處理不同的數據包時，采取相應的策略，滿足各種要求。

　?。?）802.1x網絡身份認證技術，提供更加完善的安全性

　　802.1x技術在以太網的鏈路層對用戶的身份進行識別，解決了用戶權限和移動的矛盾，最初這種技術被應用于無線網絡的身份驗證。事實上，802.1x類似于手機的SIM卡，用來標識每一個訪問網絡的用戶的身份，只有符合要求的用戶才可以訪問網絡的資源。在以太網接入中使用這種技術，可以實現非常靈活的計費方式，增加用戶的安全性，為在寬帶小區開展電子商務等寬帶增值服務提供良好的安全性保障。

　　作為最底層的安全性驗證協議，如果用戶不能通過驗證，就相當于計算機的網卡沒有連接網線，連最簡單的數據包都收不到，不可能使用黑客等手段侵入系統，所以802.1x協議在保障網絡安全方面具有特殊的優勢。

4 寬帶接入對以太網設備的要求

　　寬帶接入對以太網設備提出了更新、更嚴格的要求，由于設備放置在建筑物的樓道、外墻等位置，不可能像傳統電信設備那樣工作于機房環境。

　　因此，首先要求設備對環境的適應性要好，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，有些地區在梅雨季節濕度甚至達到95%以上，以太網設備必須能夠適應這些變化，另外對設備的噪音、抗雷擊等方面也應有比較全面的考慮。

　　其次，穩定性也很重要。由于設備工作在現場，必須具備相當高的穩定性，否則將造成極大的維護工作量。

　　第三，安裝必須簡單，運營商的技術力量有限，因此設備必須易于操作控制。

　　第四，以太網寬帶接入正在不斷發展之中，用戶規模在逐漸擴大，網絡設備必須提供足夠的擴展性，才能滿足日益增長的用戶的需求，例如應支持光纖模塊擴展、支持吉比特擴展、支持鏈路聚合等功能。

摘自《電信科學》2002.7

上一篇：接入網和ATM

下一篇：基于電力線的寬帶接入方案