驻地网

关于用户驻地网技术及其应用的讨论(2004-8-29 21:51)
  摘要 本文介绍了用户驻地网的概念、特点及其采用的主要技术,并对这些技术在实际网络中的具体应用和发展走势进行了详细的描述。
  关键词 用户驻地网 ADSL VDSL 以太网 WLAN
一、用户驻地网的概念及其建设意义
  用户驻地网(CPN—Customer Premise Network)是楼内、小区或企事业集团范围内的接入网。在用户驻地网网络对外接口符合技术标准的前提下,可以与公网互联,并由公网经营者提供用户驻地网范围以外的服务(如市话、长话、数据业务等)。
  用户驻地网的概念不仅仅局限在社区接入宽带网,也可以是企事业的办公大厦或相邻的多栋写字楼,如中小型企事业单位的企业局部专网、校园网和学院园区内部驻地等商用大客户市场,在广义的概念上都属于用户驻地网的范畴。
  由于用户驻地网把楼内和小区内的零散用户集中起来,使大量的小用户变成了一个个大用户,吸引了公众电信运营商把自己的光缆设备接到这些大用户上开辟盈利新空间。因此,用户驻地网建设的意义就在于可以打破运营商对电信网中的“最后一公里”的垄断,用户可以自由选择市话业务的提供者,为驻地小区、集团等零散用户提供物美价廉的服务,同时促进我
国电信事业的健康发展。
二、用户驻地网的管理界定
  近年来,随着宽带通信业务的不断出现,用户驻地网不仅在业务的开展上成为运营商十分关注的热点,其网络的建设也成为原有运营商和新兴运营商进行网络规划和建设时考虑的重要组成部分。不仅如此,在政策允许的范围内,很多住宅小区的房地产商也加入了宽带用户驻地网的建设。
  目前,国家电信监管部门对用户驻地网管理界定的原则是:用户驻地网是从用户驻地业务集中点到用户终端之间的传输及线路等相关设施,即由完成通信和控制功能的用户驻地布线系统组成,终端用户既可以灵活使用用户驻地网本身提供的业务,也可以方便地进入公网,享受整个公网提供的各种业务。
  由于住宅、集团等用户业务需求的驱动以及用户驻地网运营市场的逐渐开放,加之用户驻地网中所采用的接入技术的日益发展,近年来用户驻地网的建设规模不断扩大,已经成为倍受新老运营商及部分房地产商青睐的应用。用户驻地网的建设是解决宽带接入“最后一公里”问题的关键,对于用户驻地网的规划和建设,将直接影响着宽带业务市场的发展。
三、用户驻地网接入技术及应用
  近年来,信息产业得到飞速发展,特别是Internet网络提供的各种业务已经成为人们工作和生活不可缺少的组成部分。但是制约和影响人们对业务使用的瓶颈仍然是用户接入的技术方式,即用户驻地网的建设问题。如何做到投资少、见效快,而又能向公众提供高效优质的信息服务,已经成为运营商赢利发展所要解决的重要问题。
  目前,在用户驻地网的建设中所采用的技术层出不穷。特别是支持各种宽带业务的接入技术,更是种类繁多。从各种接入技术所依赖的传输媒质分,有基于铜线传输的xDSL技求有基于光纤传输的各种源光接入和无源光接入技术;有基于光纤+五类线传输的以太网接入技术;有基于混合光纤同轴电缆网(HFC)传输的Cable Modem;有基于无线传输的无线局域网(WLAN)技术、3.5GHz固定无线接入和LMDS接入技术等等。
  其中xDSL、以太网和WLAN这三种技术,目前广泛应用于用户驻地网组网建设且今后可能会成为未来宽带用户驻地网建设的主流技术。以下将对这三种技术及其应用作简单地介绍。
  1.xDSL
  xDSL技术是指在铜线媒质中传送数据信号一系列技术的统称,采用数字技术和调制解调技术在常规的用户铜线上(即普通电话线)传送宽带数字信号。目前已有的数字用户线方案
有ADSL、HDSL、SDSL和VDSL等,这些方案都是通过一对调制解调器来实现的。其中,一个调制解调器放置在电信局,另一个则放置在用户端。以下主要对ADSL、ADSL2/ADSL2+、VDSL技术及其在我国的应用作简要介绍。
  (1)ADSL
  ADSL技术,即非对称数字用户环路技术,是一种能够利用现有普通电话线,同时传送话音业务和高速数据业务的技术。它为用户提供上、下行非对称的传输速率,上行为低速传输,可达1Mbit/s;下行为高速传输,可达8Mbit/s。由于用户使用互联网的主要业务特性是:上传数据少,故所需的速率不必很高;而下传数据量大,且下载次数多,故所需速率较高。因此,ADSL技术的出现刚好符合了用户的需求。其基于普通电话线、快速提供宽带业务的独特优势,使其一面市,就吸引了众多运营商的注意力。
  此外,ADSL用户可以独享带宽,网速稳定,能在上网的同时使用电话,这一优势电得到了大多数用户的青睐。鉴于ADSL技术的成熟性,ADSL接入已经成为部署大规模宽带用户驻地网建设的热门接入方式。而ASDL也逐渐成为运营商发展宽带业务用户的一项主流技术。我国已成为全球ADSL应用增长较快的国家之一,到2003年底,全国ADSL市场规模已经超过1000万线,占全球ADSL用户数的40%。
  (2)ADSL2/ADSL2+
  ADSL2和ADSL2+都是在ADSL的基础上发展起来的两种新技术。
  随着ADSL技术在全球范围的大规模推广,基于电话双绞线的xDSL宽带接入已经占据宽带接入市场的半壁江山。但是ADSL在实际应用中逐渐暴露出一些难以克服的缺点:中长距离线路放号的问题;较低的传输速率难以满足一些高速业务的开展;单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势;ADSL技术所支持的线路诊断和测试能力较弱,随着用户数的不断增多、实现对用户终端的远程管理及对线路的自动测试是运营商和设备商迫切需要解决的问题。基于以上的种种缺点,ADSL2和ADSL2+技术应运而生,更好地适应业务发展的需要,也更好地满足了网络运营商和用户的需求。
  ADSL2技术是在ADSL(ITU G.992.1/ITU G.992.2)规范的基础之上,在相关运营商、设备厂商的支持推动下,由ITU定义的新一代DSL标准(ITUG 992.3/ITU G.992.4)。与ADSL相比,ADSL2增加了一些新功能,从上下行数据传输速率、可用频带、覆盖范围、速率自适应性、功率调整、网络互操作性等几个方面都较ADSL有所提高,同时在对新业务和新应用的支持上也得到了很好的完善。为运营商更好地开展宽带接入业务、提高服务质量和建设灵活高效、可赢利、可持续发展的宽带接入网络提供了理想的平台。
  在相同的传输距离下,ADSL2相对于ADSL速率提高了50kbit/s;在相同的传输速率下,ADSL2传输距离延长了183米。ADSL2以其传输距离长、传输速率高、功耗低且支持线路诊断测试功能等优势而广受运营商的青睐,被认为是非常有发展前途的DSL技术。
  在ADSL2技术的基础上,ADSL2+标准(ITU G.992.5)的核心内容是拓展了线路的使用频宽,ADSL2+技术标准将高频段的最高调制频点扩展至2.2MHz,提高了上下行的接入速率,尤其是在短距离(小于3km)情况下,其下行接入能力最高能够达到16Mbit/s以上的接入速率,从而填充了在第一代ADSL和VDSL之间接入速率的空白。
  ADSL2+在远距离传输性能、带宽、功耗等方面有显著的改进。尤其是远距离传输的特点,ADSL2+作为ADSL技术的改良,是技术延续而不是替代,前向100%兼容,对于解决目前ADSL放号中的长距离线路问题有重要的意义,使ADSL能够实现向ADSL2/ADSL2+的平滑过渡。
  当前ADSL2/ADSL2+商用没有大规模普及,问题主要集中在标准ADSL2+终端研发进度的相对滞后。ADSL2/ADSL2+的成熟是一个较快的过程,其成本也将随着商用的展开而迅速下降。2004年是ADSL2/ADSL2+商用的磨合期,业界将会逐步解决ADSL2/ADSL2+的技术功能实现、互通性、成本等问题,以保证在后续的时间里实现更大规模的商用。
  (3)VDSL
  VDSL技术基于G.993.1标准,利用话音以上的138kHz-12MHz频段传送数据业务,能在保持窄带话音业务的同时,传送上、下行对称或非对称的数据业务,并在中短距离内实现比ADSL更高的传输速率;能根据不同的业务需求提供更为灵活的传输能力,包括短距离高速非对称业务和中等距离的对称或接近对称业务。在近距离(几百米)范围内,上下行最高速率可达26Mbit/s和52Mbit/s,在1km左右范围可以支持10Mbit/s的上下行对称速率。
  VDSL的核心技术是线路编码技术,包括正交调幅(QAM)和离散多信号音(DMT)两种调制技术。QAM相对简单,相关设备应用较早,DMT性能方面有较大优势,但实现技术较复杂。
  VDSL技术在短距离(小于12km)范围内,性能仍优于ADSL 2/ADSL2+,同时也说明VDSL技术与即将成熟的ADSL2/ADSL2+技术并不矛盾。从长远发展来看,VDSL将与ADSL2/ADSL2+技术相互补充、协调发展。VDSL主要面向住宅用户,同时提供包括高速Internet接入、多于3个频道的视频、数字话音和家庭办公等各种业务,其业务特性是不对称的,一般下行和上行传输速率分别可达20Mbit/s和3Mbit/s。
  目前,很多高级酒店都在建设内部信息系统,如高速上网、VOD等,如若采用VDSL,可
充分利用酒店自身的双绞线资源,满足10Mbit/s以上带宽业务的需求。VDSL还适用那些需要对称高带宽的专线接入或者互连的企业及网吧。
  现阶段我国VDSL的应用主要集中在沿海、大中型城市等经济发达地区和各地市经济发展水平较高的行业、住宅小区等。中国现有的VDSL市场总量很难精确计算,各地的运营商也都只是在小批量试用。由于相关标准刚刚制定,鉴于DMT技术的复杂性,包含其商用芯片产品的大规模推出,还需要一定的时间,因此该项技术的真正规模应用还有一个过程。不过,我国日前整体网络环境对VDSL的应用提供了发展的条件。VDSL的市场亮点,就是降低了成本。现在VDSL的价格已经降到约几百元人民币以下,和ADSL价格相当,因此很多集成商也开始考虑采用VDSL的解决方案。
  2.以太网
  随着人们对高带宽对称服务需求的增长,用户驻地网采用以太网接入解决方案变得越来越普及。采用以太网接入方式,无论是商业还是社区用户,都能享受同局域网一样的高速对称服务,实现下游和上游从10Mbit/s到100Mbit/s的线速。鉴于以太网实现的技术具有简单、开放性好、统计复用、带宽容量大、成本低廉、兼容性好、可扩展性好等特点,可与用户端实现无缝的技术衔接,因此已成为小区宽带的理想接入方式。
  目前在用户驻地网中,以太网组网广泛采用“局端宽带接入服务器+汇聚交换机+二层交换机”和“小区宽带接入服务器+二层交换机”两种模式。前一种模式是将宽带接入服务器设备放在端局,后一种模式是将其放在小区内。两种方式的选择取决于小区规模的大小。以太网组网结构中对应的实际设备,分别为局端设备、小区汇聚层设备和楼道层设备。
  ·局端设备层可以是一般的三层交换机或路由器,也可以是具有一定用户管理功能的设备,如BAS等。后者用户管理功能优于前者。
  ·汇聚层主要为大容量的二层或三层设备,基本上布放在原有的小区电信机房内。

  ·楼道层设备为二层交换机,设备简单,但其带来的布线问题却非常突出。二层交换机本身传输距离受到100m的限制,使得楼道设备的覆盖面较小,增加了二层交换机设备的数量。同时楼道二层交换机还必须解决远程管理的问题,并提供端口隔离、远程设备监控、远程加电启动、复位和远程供电的能力。
  在以太网组建用户驻地网的网络结构中,局端设备引出单模光纤到各个社区的汇聚设备,成为各个社区的入口。在社区内放置汇聚设备,作为社区的网络中心设备。汇聚设备和各建筑物内的楼道层设备之间的传输介质,根据距离的大小,可以选择电缆或者光纤,传输
的速度可达100Mbit/s或者1000Mbit/s。
  用户驻地网建设采用以太网技术接入的小区中,首先耍解决以下问题:一定的QoS保证、用户隔离、带宽控制和组播以及对网络设备和用户的计费和管理等。最基本的要求是做到用户隔离,以避免出现用户间攻击、软件入侵等造成的网络故障和安全故障;其次足需要对网络用户进行管理,将用户在网络中的身份与实际用户等同,以便于进行计费等管理;最后要解决对环境的适应性要求。
  目前,采用支持VLAN功能的以太网交换机就可以满足用户的需求:但随着小区内业务流量的增多和VOD等广播业务和其他实时业务的开展,就需要更高档次的能够支持QoS功能的交换机,即IP路由交换机。
  目前在许多社区,都采用以太网技术的形式,为用户提供信息化服务。在中心节点使用高速交换机,为用户提供光纤到小区和网线到户的宽带接入。基本做到千兆到小区、百兆到居民大楼、十兆到用户。用户只需一台电脑和一块网卡,就可享受网上冲浪、VOD(视频点播)、远程教育、远程医疗和虚拟社区等服务。对于房产开发商整体开发的在建或待建的居民住宅小区,电信局通常采取与房产商合作的形式,共同建设信息化小区。电信局在小区建设期间,提前布放光缆及五类线,等到居民入住以后,即可使用宽带业务。另外,对于
用户已入住的小区,对电脑拥有率较高、有使用宽带业务意向的居民较多、用户比较集中的优先发展建设成为信息化小区。电信局同样可以提供光纤到企业、光纤到大楼的服务,用于满足集团用户的宽带业务需求。
  从将来的带宽需求与组播业务的支持来说,以太网接入也是较好的选择。由于目前国内宽带网络的格局,网络已有资源由一个运营商垄断经营,如电话线、有线电视线等等。新运营商若要进入小区网络则需要建设新网络接入,以太网接入对运营商来说将是最有竞争力的选择。现今南方的网通、北方的电信等都已建立了大量的以太网接入网络。
  3.无线局域网(WLAN)
  无线局域网由计算机、无线网卡、无线接入点(AP)、接入控制器(AC)和具备认证、授权和计费功能的服务器等相关设备组成。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆而是通过无线的方式将计算机与网络连接起来,使得网络的构建和终端的移动更加灵活。无线局域网的基础还是传统的有线局域网,是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线集线器、无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。
  无线局域网技术具有传统局域网无法比拟的灵活性。无线局域网的通信范围不受环境条件
的限制,具有投资费用低的特点,省去了不少铜线设备的开销。而且网络设计灵活,安装迅速,只需几周的时间就可投入使用,资金回收快;同时,网络扩容非常方便,可因需求而定,方便快捷,避免了初期过量配置设备造成的浪费;且维护简便,只须配备少量维护人员,大大降低了运营费用。
  目前,比较流行的无线局域网的标准有802.11(包括802.11a、802.llb及802.llg等标准)。IEEE 802.11无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。由于802.11速率最高只能达到2Mbit/s,在传输速率上不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.llb和802 11.a两个新标准,前者已经成为目前在网络中应用的主流标准,传输速率可达11Mbit/s;后者是802 11.b的后续标准,传输速度可达25Mbit/s,完全能够满足语音、数据、图像等业务的需要。
  安全问题是运营商提供WLAN业务时需要考虑的重要问题,其中主要包括:来自网络用户的进攻、未认证的用户获得访问权以及来自公司的窃听泄密等。尤其是在对企业或集团用户提供服务时,对安全保密的要求更高。因此,运营商要力争为客户提供时间、空间、网络三个层次端到端的安全保障。WLAN的电信级安全解决方案主要包括用户认证、用户隔离、用户绑定、用户数据加密等。
  目前,无线局域网已经在北京、上海等几个特大城市得到了广泛应用。特别是在这些城市的酒店、宾馆、会展中心和机场等公众场所,运营商如中国网通、中国电信公网铺设都集中在此。由于2001年APEC会议的召开,上海的无线局域网得到了突飞猛进的发展。
四、驻地网技术应用的发展走势
  从上面的介绍可以看出,VDSL技术在短距离高速接入片面仍具有独到的优势,特别适合于对上下行速率要求很高的商业用户。当接入距离超过l.2km时,新一代ADSL技术,特别是ADSL2+技术是最好的选择;超过2.7kin,ADSL2与ADSL2+的性能基本一致。从长远来看,如果ADSL和VDSL的调制方式实现了统一,则ADSL、VDSL技术将最终走向融合。
  国内宽带用户驻地网的接入方式是以ADSL和以太网技术为主。尽管各运营商将市场发展的重心转移至ADSL,但是以太网接入用户仍然占有很大的市场份额。从技术发展的角度来看,以太网技术已是相当成熟的网络技术,更重要的是以太网每个接口的成本大约只占ADSL的三分之一,低成本高效率的特点十分符合我国的国情。但是由于在用户和住宅中铺设得最广的仍然是电话线路,以太网线路仍不普及,而要重新建设以太网线路又需要时间,若能利用现有的电话线路传输以太网数据将大大节省运营商的时间和经费。由于VDSL与以太网技术有着密切的关系,所以如何将以太网和VDSL技术的优点相结合,提供
一种更高效、更经济的按入手段,来满足用户对高带宽的需求是很多运营商都关心的问题。该问题的解决也将为基于电话线传输的Ethernet Over VDSL提供了发展契机。
  WLAN与传统的综合布线以太网方式相比较,WLAN具有很多优势。它只需布设AP,网络架构方便快捷,省去了综合布线方式中布设信息点的花费与时间;在办公环境下,桌面不再有杂乱的网络连线;与便携式笔记本电脑配合,实现移动办公,在家中的卧室、客厅、电视房都可以上网,符合用户追求个性化的要求。对于电信运营商而言,WLAN作为有线网络的延伸,首先可以在传统有线网络难以实施或来不及实施的场所进行网络覆盖。例如在大型赛会、会展场馆等;其次在移动数据业务需求较多的场所架设无线网络,提供WLAN服务,也是该业务发展的一个切入点。

本文发布于:2024-09-22 09:29:17,感谢您对本站的认可!

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