以太网接入技术

更新时间:2022-08-25 12:56

以太网接入技术:接入网最主要的目的是解决用户的接入能力和接入途径问题。解决接入能力就在于提供一个大容量、高速率的接入系统,而光纤接入无疑是最有效的方式,特别是对于高速宽带业务接入。

理论概念

以太网接入技术是从传统的以太网网络技术上发展而来的一种宽带接入技术,与传统的局域网络技术有所不同,借用了传统以太网技术的帧结构和接口,但其网络结构和工作方式与传统局域网络几乎完全不同。从其应用上看,为了满足用户接入需求,就必须增强其网络管理能力和可靠性,保证用户接入的带宽,而传统以太网网络技术无法满足这种要求,因此才有了专门针对宽带接入的技术发展和转变。

接入介绍

时下宽带接入的主要方式有以太网接入、ADSL接入和CableModem接入三种。

其中ADSL接入和CableModem接入均可利用丰富的铜线资源。

以太网接入技术是具有中国特色的接入技术。由于中国特色的民宅大多数非常集中,符合以太网的应用特点。而且以太网接入技术的优点是技术非常成熟、标准化、平均端口成本低、带宽高、用户端设备成本低。

详细内容

采用以太网作为企事业用户接入手段的主要原因是已有巨大的网络基础和长期的经验知识、时下所有流行的操作系统和应用也都是与以太网兼容的。以太网接入采用异步工作方式,很适于处理IP突发数据流,技术已有重要变化和突破(LAN交换、星形布线、大容量MAC地址存储以及管理性等)。与传统的以太网相比,除了名字以外,仅剩的特征只有帧结构和简单性仍然保留,其余基本特征已有根本性变化。以太网容量分为10/100/1000Mbit/s三级,可按需按64kbit/s的带宽颗粒逐步提供所需的带宽直至1Gbit/s,用户真正实现按需付费。特别是1Gbit/s和10Gbit/s以太网技术直接与光技术结合后,由于省掉了中间的ATM层和SDH层,可以使总的投资成本减少30%,而总的所有权(Ownershipcost)成本降低40%。

时下全球企事业用户的90%以上都采用以太网接入,已成为企事业用户的主导接入方式。然而,由于认证计费、服务质量、可管理性、信息安全、可靠性以及实装率低等多种因素,以太网作为公用电信网接入方式尚需进一步改进。主要问题是以太网还没有机制保证端到端性能,无法提供实时业务所需要的QoS和多用户共享节点及网络所必需的计费统计能力。其次,以太网尚不能提供电信级公用电信网所必需的硬件和软件可靠性,特别是由于以太网交换机的光口以点到点方式直接相连,省掉了传输设备,不具备内置的故障定位和性能监视能力,使以太网中发生的故障难以诊断和修复。以太网也不能像SDH那样分离网管信息和用户信息,安全性不如SDH网。事实上以太网原来就根本没有也无须网内安全机制,而一旦用于公网,情况就完全不同了,安全机制成为必不可少的关键要求。以太网原来主要用于小型局域网络环境,OAM&P能力很弱,而且只有网元级的管理系统,其管理工具也不足以支持公用电信网所必需的网络范围的管理。而在公用电信网中,必须有效地运行和维护大规模的地理分散的网络,必须有很强的OAM&P能力和网络级的管理能力。另外,以太网没有内置保护功能,主要靠路由器来实施保护,需要大约1秒的时间才能使数据流重新定向,使以太网无法传送电信级的语音数据流。再有,以太网最适合高密集用户区应用,然而其低成本通常是在用户实装率至少超过30%时才有意义,而时下我国多数新敷设地区的用户实装率不到10%,这些地区敷设以太网的成本并不低,不如ADSL技术。最后,以太网中光纤线路成本随节点数的增加而迅速增长,其网络成本对于复杂的大型电信级网络是否合算还是个未知数。因此,以太网主要适用于节点数不多的局域网环境。只有妥善地解决了上述主要问题后,传统以太网才能顺利地应用于公用电信网的高密集用户环境。

以太网的一个最新发展是利用已有的电信网中的双绞线来传以太网信号,避免重新敷设较贵的5类线,IEEE802.8h小组已经开始制订相关标准,计划在2004年完成。长距离以太网(LRE)就是这项技术的早期应用例子,可以分别在1000m、1200m或1500m距离上传输15Mbit/s、10Mbit/s或5Mbit/s对称速率的以太网信号。这样就可以在不改变现有电信基础设施的条件下提供高性价比的以太网业务

存在的问题

网络结构问题

对于电信级的宽带接入来说,网络结构是业务承载和管理的基础,以太网接入结构区别于终端级的局域网,更侧重于汇接局侧设备和用户设备的组成。也就是说不能简单的通过路由器来完成端口和MAC地址的映射管理,而且用户终端也不能够通过以太网交换机隔离单播数据帧,只能对以太帧进行复用和解复用。以太网对于用户端到端的性能保证和实时性业务的处理能力低下,这是以太网接入技术中存在的最大问题。

认证计费问题

宽带接入不同于局域网应用,局域网应用中,只具备网元级的管理系统,而公共电信网必须对分散的网络进行管理,其认证计费问题就无法很好的进行处理,存在一定的限制。而且随着宽带事业的发展,针对不同用户的差别化服务和统一管理而言,相应的认证方案和计费方式就需要更为细化的管理。

常规的网络认证中,用户都是通过DHCP服务器获得相应的地址,因此必然存在着用户端的地址更换问题,而传统以太网技术很难解决相关的问题,就存在了地址浪费,这会影响整体公网的管理,增加管理难度,甚至造成大面积欠费等。从传统的PSTN窄带拨号接入技术上发展而来的PPPoE技术则依据以太网接入技术进行了延伸,计费和验证方式更为准确,有利于网络的维护和管理。

安全管理问题

在宽带接入网络中,需要对用户的广播信息进行保护,进行单一性的标识认证,从而保证数据的安全性。以太网技术的OAM能力较差,在大型的分散型网络中内置保护功能缺失,所以对于电信级的数据信息传送安全性有一定的缺陷。而且以太网接入结构复杂,故障点较多,因此在后期的维护中较为困难,维护方式与传统接入方式也有一定的差别。

优势

就网络接入的发展来看,用户技术的不断扩展使得网络应用的范围越发广泛,这种发展必然会出现运营价格与用户的接受能力之间的冲突,想要解决这种冲突,就需要降低网络接入成本从而降低使用价格,而且IP接入方式也是今后网络发展的主流方向,以太网接入技术明显符合这种要求。

以太网技术本身正是由于安全性等方面的问题而保证了带宽,而且非常适用于用户较为密集的区域,这样使得其网络铺设成本大幅降低,从而使用户的网络接入和使用价格大幅下降,而不会影响用户的具体使用,性价比极高。

从实际的应用发展来看,在解决上文中提到的问题方面以太网出现了VLAN接入方式和VLAN+PPPoE这两种主流方式,一方面这类接入方式可以对于ARP 和DHCP的用户携带信息进行隔离,提升用户数据的安全性;另一方面通过端口绑定的方式提升了Qos的处理能力,当然这造成了地址的利用率降低的问题,但随着IPV6的发展深入,这种问题也会逐渐被化解。

应用展望

以太网接入技术可以说是非常适用于中国使用的宽带接入技术,由于其使用上的性价比与用户密集性成正比,对于我国这样一个人口大国来说具有很高的应用优势,基于以太网技术的宽带接入网给用户提供标准的以太网接口,能够兼容所有带标准以太网接口的终端,用户不需要另配任何新的接口卡或协议软件,其价格低廉会使更多的用户倾向于此方面。以太网技术的宽带接入网无论是网络设备还是用户端设备,都比ADSL、Cable Modem等便宜很多,当然以太网接入方面存在着设备利用率低、业务范围窄等问题,这使得网络建设的成本较大,收益不足,但随着网络用户的逐渐增多,成本与收入之间的差距将逐渐缩小,最终将体现出实际应用上的优势,或将成为我国宽带网络接入方面的主流方式。

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