理論概念
乙太網接入技術是從傳統的乙太網網路技術上發展而來的一種寬頻接入技術,與傳統的區域網路技術有所不同,借用了傳統乙太網技術的幀結構和接口,但其網路結構和工作方式與傳統區域網路幾乎完全不同。從其套用上看,為了滿足用戶接入需求,就必須增強其網路管理能力和可靠性,保證用戶接入的頻寬,而傳統乙太網網路技術無法滿足這種要求,因此才有了專門針對寬頻接入的技術發展和轉變。
接入介紹
時下寬頻接入的主要方式有乙太網接入、
ADSL接入和CableModem接入三種。
其中ADSL接入和CableModem接入均可利用豐富的銅線資源。
乙太網接入技術是具有中國特色的接入技術。由於中國特色的民宅大多數非常集中,符合乙太網的套用特點。而且乙太網接入技術的優點是技術非常成熟、標準化、平均連線埠成本低、頻寬高、用戶端設備成本低。
詳細內容
採用乙太網作為企事業用戶接入手段的主要原因是已有巨大的網路基礎和長期的經驗知識、時下所有流行的
作業系統和套用也都是與乙太網兼容的。乙太網接入採用異步工作方式,很適於處理IP突發數據流,技術已有重要變化和突破(LAN交換、星形布線、大容量MAC地址存儲以及管理性等)。與傳統的乙太網相比,除了名字以外,僅剩的特徵只有幀結構和簡單性仍然保留,其餘基本特徵已有根本性變化。乙太網容量分為10/100/1000Mbit/s三級,可按需按64kbit/s的頻寬顆粒逐步提供所需的頻寬直至1Gbit/s,用戶真正實現按需付費。特別是1Gbit/s和10Gbit/s乙太網技術直接與光技術結合後,由於省掉了中間的ATM層和SDH層,可以使總的投資成本減少30%,而總的所有權(Ownershipcost)成本降低40%。
時下全球企事業用戶的90%以上都採用乙太網接入,已成為企事業用戶的主導接入方式。然而,由於認證計費、服務質量、可管理性、信息安全、可靠性以及實裝率低等多種因素,乙太網作為公用電信網接入方式尚需進一步改進。主要問題是目前乙太網還沒有機制保證端到端性能,無法提供實時業務所需要的QoS和多用戶共享節點及網路所必需的計費統計能力。其次,乙太網尚不能提供電信級公用電信網所必需的硬體和軟體可靠性,特別是由於乙太網交換機的光口以點到點方式直接相連,省掉了傳輸設備,不具備內置的故障定位和性能監視能力,使乙太網中發生的故障難以診斷和修復。乙太網也不能像SDH那樣分離網管信息和用戶信息,安全性不如SDH網。事實上乙太網原來就根本沒有也無須網內安全機制,而一旦用於公網,情況就完全不同了,安全機製成為必不可少的關鍵要求。乙太網原來主要用於小型區域網路環境,OAM&P能力很弱,而且只有網元級的管理系統,其管理工具也不足以支持公用電信網所必需的網路範圍的管理。而在公用電信網中,必須有效地運行和維護大規模的地理分散的網路,必須有很強的OAM&P能力和網路級的管理能力。另外,乙太網沒有內置保護功能,主要靠路由器來實施保護,需要大約1秒的時間才能使數據流重新定向,使乙太網無法傳送電信級的語音數據流。再有,乙太網最適合高密集用戶區套用,然而其低成本通常是在用戶實裝率至少超過30%時才有意義,而時下我國多數新敷設地區的用戶實裝率不到10%,這些地區敷設乙太網的成本並不低,不如ADSL技術。最後,乙太網中光纖線路成本隨節點數的增加而迅速增長,其網路成本對於複雜的大型電信級網路是否合算還是個未知數。因此,乙太網主要適用於節點數不多的區域網路環境。只有妥善地解決了上述主要問題後,傳統乙太網才能順利地套用於公用電信網的高密集用戶環境。
乙太網的一個最新發展是利用已有的電信網中的雙絞線來傳乙太網信號,避免重新敷設較貴的5類線,IEEE802.8h小組已經開始制訂相關標準,計畫在2004年完成。長距離乙太網(LRE)就是這項技術的早期套用例子,可以分別在1000m、1200m或1500m距離上傳輸15Mbit/s、10Mbit/s或5Mbit/s對稱速率的乙太網信號。這樣就可以在不改變現有電信基礎設施的條件下提供高性價比的乙太網業務。
存在的問題
網路結構問題
對於電信級的寬頻接入來說,網路結構是業務承載和管理的基礎,乙太網接入結構區別於終端級的區域網路,更側重於匯接局側設備和用戶設備的組成。也就是說不能簡單的通過路由器來完成連線埠和MAC地址的映射管理,而且用戶終端也不能夠通過乙太網交換機隔離單播數據幀,只能對以太幀進行復用和解復用。乙太網對於用戶端到端的性能保證和實時性業務的處理能力低下,這是乙太網接入技術中存在的最大問題。
認證計費問題
寬頻接入不同於區域網路套用,區域網路套用中,只具備網元級的管理系統,而公共電信網必須對分散的網路進行管理,其認證計費問題就無法很好的進行處理,存在一定的限制。而且隨著寬頻事業的發展,針對不同用戶的差別化服務和統一管理而言,相應的認證方案和計費方式就需要更為細化的管理。
常規的網路認證中,用戶都是通過DHCP伺服器獲得相應的地址,因此必然存在著用戶端的地址更換問題,而傳統乙太網技術很難解決相關的問題,就存在了地址浪費,這會影響整體公網的管理,增加管理難度,甚至造成大面積欠費等。目前從傳統的PSTN窄帶撥號接入技術上發展而來的PPPoE技術則依據乙太網接入技術進行了延伸,計費和驗證方式更為準確,有利於網路的維護和管理。
安全管理問題
在寬頻接入網路中,需要對用戶的廣播信息進行保護,進行單一性的標識認證,從而保證數據的安全性。乙太網技術的
OAM能力較差,在大型的分散型網路中內置保護功能缺失,所以對於電信級的數據信息傳送安全性有一定的缺陷。而且乙太網接入結構複雜,故障點較多,因此在後期的維護中較為困難,維護方式與傳統接入方式也有一定的差別。
優勢
就網路接入的發展來看,用戶技術的不斷擴展使得網路套用的範圍越發廣泛,這種發展必然會出現運營價格與用戶的接受能力之間的衝突,想要解決這種衝突,就需要降低網路接入成本從而降低使用價格,而且IP接入方式也是今後網路發展的主流方向,乙太網接入技術明顯符合這種要求。
乙太網技術本身正是由於安全性等方面的問題而保證了頻寬,而且非常適用於用戶較為密集的區域,這樣使得其網路鋪設成本大幅降低,從而使用戶的網路接入和使用價格大幅下降,而不會影響用戶的具體使用,性價比極高。
從實際的套用發展來看,在解決上文中提到的問題方面乙太網出現了VLAN接入方式和VLAN+PPPoE這兩種主流方式,一方面這類接入方式可以對於ARP 和DHCP的用戶攜帶信息進行隔離,提升用戶數據的安全性;另一方面通過連線埠綁定的方式提升了Qos的處理能力,當然這造成了地址的利用率降低的問題,但隨著IPV6的發展深入,這種問題也會逐漸被化解。
套用展望
乙太網接入技術可以說是非常適用於中國使用的寬頻接入技術,由於其使用上的性價比與用戶密集性成正比,對於我國這樣一個人口大國來說具有很高的套用優勢,基於乙太網技術的寬頻接入網給用戶提供標準的乙太網接口,能夠兼容所有帶標準乙太網接口的終端,用戶不需要另配任何新的接口卡或協定軟體,其價格低廉會使更多的用戶傾向於此方面。乙太網技術的寬頻接入網無論是網路設備還是用戶端設備,都比
ADSL、Cable Modem等便宜很多,當然目前乙太網接入方面存在著設備利用率低、業務範圍窄等問題,這使得網路建設的成本較大,收益不足,但隨著網路用戶的逐漸增多,成本與收入之間的差距將逐漸縮小,最終將體現出實際套用上的優勢,或將成為我國寬頻網路接入方面的主流方式。