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網路改造如何保護已有投資

發布時間:2025-05-22 11:33:09

㈠ 家用無線區域網的組建

摘要

家庭一般都是撥號上網,只有一個人能用網路資源,家裡的其他成員就不能用網路資源,為了讓每個成員都能用網路資源,所以就去買了無線路由器,組建家庭無線區域網,這樣家裡人也不用為了沒網而爭吵,還能同時上網看電視、玩游戲、聊天,從而解決了家庭成員爭搶網路用的問題,向全家庭提供高效、優質、規范、透明和全方位的服務,每一個家庭成員都能愉快的上網了,還節省了網線的成本,不需要用交換機了,其它電腦也可以用無線網,這就是我要組建無線區域網的原因,這點也體現無線區域網的作用、價值。

【關鍵字】

56K Modem、無線接入站、無線AP、無線路路由器

1.無線區域網的概述

無線區域網( WLAN)技術於20世紀90年代逐步成熟並投入商用,既可以作傳統有線網路的延伸,在某些環境也可以替代傳統的有線網路。無線區域網具有以下顯著特點:簡易性:WLAN網橋傳輸系統的安裝快速簡單,可極大的減少敷設管道及布線等繁瑣工作;靈活性:無線技術使得WLAN設備可以靈活的進行安裝並調整位置,使無線網路達到有線網路不易覆蓋的區域;綜合成本較低:一方面WLAN網路減少了布線的費用,另一方面在需要頻繁移動和變化的動態環境中,無線區域網技術可以更好地保護已有投資。同時,由於WLAN技術本身就是面向數據通信領域的IP傳輸技術,因此可直接通過百兆白適應網口和企業、學校內部Intranet相連,從體系結構上節省了協議轉換器等相關設備;擴展能力強:WLAN網橋系統支持多種拓撲結構及平滑擴容,可以十分容易地從小容量傳輸系統平滑擴展為中等容量傳輸系統。

無線區域網,也被稱為WLAN(Wireless LAN) ,一般用於寬頻家庭,大樓內部以及園區內部,典型距離覆蓋幾十米至幾百米,目前採用的技術主要是802.11a/b/g系列。WLAN利用無線技術在空中傳輸數據、話音和視頻信,作為傳統布線網路的一種替代方案或延伸,無線區域網把個人從辦公桌邊解放了出來,使他們可以隨時隨地獲取信息,提高了員工的辦公效率。

2.無線域網的特點

獨一無二的特徵。無線區域網是利用電磁波發送和接受數據的非線纜介質型局部區域網路。無線區域網的數據傳輸速率現在已達到108Mbps, 傳輸距離可達20km 以上。它是對有線組網方式的補充和擴展, 實現了網路內計算機的便攜性和可移動性。

便捷的安裝。通常有線網路的布線施工工程在網路建設中施工周期較長、對周邊環境影響較大, 而無線區域網則避免或減少了網路布線的工作量, 一般只要安裝一個或多個接入點( Access Point ) 設備, 就可以建立覆蓋整個建築或地區的區域網絡。由於不需要布線,消除了穿牆或過天花板布線的繁瑣工作,因此安裝容易,建網時間可大大縮短。

靈活使用。有線網路中設備的安放位置受網路信息點位置的限制, 而無線區域網在信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網路。由於沒有線纜的限制,戶可以在不同的地方移動工作,網路用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。

節約成本。求網路規劃盡可能地考慮未來發展的需要, 缺少靈活性, 不可避免地導致預設大量利用率較低的信息點, 一旦網路的發展超出了設計要求,就需要花費較多費用進行網路改造, 而無線區域網技術可以避免或減少這種現象。這種優勢體現在用戶網路需要租用大量的電信專線進行通信的時候,自行組建的WLAN會為用戶節約大量的租用費用。在需要頻繁移動和變化的動態環境中,無線區域網的投資更有回報。

擴展容易。能夠根據需要進行靈活、多樣的配置, 能夠勝任從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路。

可以實現安全。內部網路可以不允許任何來自內網、外網的安全威脅。WEP的設定為手工配置到AP和無線網卡中,管理員同時要將密碼通知所有的用戶,實現密鑰共享。如果要更換WEP密碼,則需要重復上面的過程。

3.無線區域網的理論基礎

目前,無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種,即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式,採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。

紅外線(Infrared Rays,IR)區域網。採用紅外線通信方式與無線電波方式相比,可以提供極高的數據速率,有較高的安全性,且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差,使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制,通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。

擴頻(Spread Spectrum,SS)區域網。擴頻技術主要分為跳頻技術(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)兩種方式。所謂直接序列擴頻,就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜,而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同,跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制,其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化,並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能,跳頻越高,抗干擾性能越好,軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。

窄帶微波區域網。這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據,其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照,其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。

無線區域網的不足之處

性能:無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射,而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸,所以會影響網路的性能。

速率:無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前,無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s,只適合於個人終端和小規模網路應用。

安全性:本質上無線電波不要求建立物理的連接通道,無線信號是發散的。從理論上講,很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號,造成通信信息泄漏。

4.無線網路協議

總路線型區域網在MAC層的標准協議是CSMA/CD,即載波偵聽多點接入/沖突檢測。但由於無線產品的適配器不易檢測信道是否存在沖突。

IEEE802.11全新定義了一種新協議,即載波偵聽多點接入/避免沖撞(CSMA/CA)。 一方面,載波偵聽查看介質是否空閑;另一方面,通過隨機的時間等待,使信號沖突發生的概率減到最小,當介質被偵聽到空閑時,則優先發送。

5.硬體設備

無線網橋(無線接入點,Access Point):可支持65個用戶同時運行。距離可達100米(328英尺),速度可達11 Mbps。該速度要比上一代無線區域網產品快5倍多,相當於標准線纜以太區域網的速度。產品有:WP-2001 無線網橋、WP-2001B 無線網橋(內建橋接器)。

無線網卡:無論筆記本電腦或是桌面計算機在什麼位置,你都可以即時、安全地與任何經Wi-Fi驗證的設備或網路連接。無論何時何地,在你需要時都可獲得與有線網路相同的性能。這里有多種介面的無線網卡供選擇,有適用於台式機的PCI介面的:WMP11 PCI無線網卡,有適用筆記本的PCMCIA介面的:WN-1011P PCMCIA無線網卡、WPC11 PCMCIA無線網卡、A2424-2A PCMCIA無線網卡,有筆記本和台式機均適用的USB介面的:WN-1011U USB無線網卡、WUSB11 USB無線網卡、WL1200 USB無線網卡。

無線路由器:有線路由器集成無線網橋的功能,合二為一(即有線路由器+AP)。既能實現寬頻接入共享,又能輕松擁有無線區域網的功能。產品有:WA-2204無線路由器、BEFW11S4無線路由器、FR3002AL無線路由器。

天線:Antenna一般稱為天線。此天線與一般電視、大哥大所用的天線不同,其原因是因為頻率不同所致。WLAN所用的頻率為較高的2.4GHz頻段,其天線功能是將Source(信號源)信號藉由天線本身的特性而傳送至遠處,至於能傳多遠,一般除了考慮Source的Output Power(輸出功率)強度之外,其另一重要因素是天線本身的dB值即增益值。dB值愈高,相對所能傳達之距離也更遠。通常每增加6dB則傳輸數據之距離可增加一倍。一般天線有所謂指向性Uni-directional與全向性Omni-direction兩種,前者較適合於長距離使用,而後者則較適合區域性之應用。

無線HUB:既是無線工作站之間相互通信的橋梁和紐帶,同時又是無線工作站進入有線乙太網的訪問點。它負責管理其覆蓋區域(無線單元)內的信息流量。覆蓋彼此交疊區域的一組無線HUB,能夠支持無線工作站在大范圍內的連續漫遊功能,同時又能始終保持網路連接,這與蜂窩式移動通信的方式非常相似。另外,在同一地點放置多個無線HUB,可以實現更高的總體吞吐量。

STA(Station,工作站):是一個配備了無線網路設備的網路節點。具有無線網路適配器的個人計算機稱為無線客戶端。無線客戶端能夠直接相互通信或通過AP進行通信。

Wireless LAN Card (無線網卡):一般有PCMCIA、USB、PCI等幾種,主要有用於便攜機的PCMCIA無線網卡,和用於台式機的USB無線終端安裝到PC上。

AP(Access Point 無線接入點):AP相當於基站,主要作用將無線網路接入乙太網,其次要將各無線網路客戶端連接到一起,相當於乙太網集線器,使裝有無線網卡的PC,通過AP共享有線區域網絡甚至廣域網路的資源,一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶。

Wireless Bridge (無線橋接器):主要是用來進行長距離傳輸(如兩棟大樓間連接)時使用,由AP和高增益定向天線組成。無線區域網AP天線可選擇定向型(Uni-diretcion)和全向型(Omni-direction)兩種。

6.拓撲結構

網橋連接型:不同的區域網之間互連時,由於物理上的原因,若採取有線方式不方便,則可利用無線網橋的方式實現二者的點對點連接,無線網橋不僅提供二者之間的物理與數據鏈路層的連接,還為兩個網的用戶提供較高層的路由與協議轉換。

基站接入型:當採用移動蜂窩通信網接入方式組建無線區域網時,各站點之間的通信是通過基站接入、數據交換方式來實現互連的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網,還可以通過廣域網與遠地站點組建自己的工作網路。

HUB接入型:利用無線Hub可以組建星型結構的無線區域網,具有與有線Hub組網方式相類似的優點。在該結構基礎上的WLAN,可採用類似於交換型乙太網的工作方式,要求Hub具有簡單的網內交換功能。

無中心結構:要求網中任意兩個站點均可直接通信。此結構的無線區域網一般使用公用廣播信道,MAC層採用CSMA類型的多址接入協議。

二、家用無線區域網組建

(一) 選擇組網方式

1.無線AP

家庭無線區域網的組網方式和有線區域網有一些區別,最簡單、最便捷的方式就是選擇對等網,即是以無線AP或無線路由器為中心(傳統有線區域網使用HUB或交換機),其他計算機通過無線網卡、無線AP或無線路由器進行通信。

無線AP的加入,則豐富了組網的方式,並在功能及性能上滿足了家庭無線組網的各種需求。技術的發展,令AP已不再是單純的連接「有線」與「無線」的橋梁。帶有各種附加功能的產品層出不窮,這就給目前多種多樣的家庭寬頻接入方式提供了有力的支持。下面就從上網類型入手,來看看家庭無線區域網的組網方案。

2.普通電話線撥號上網

如果家庭採用的是56K Modem的撥號上網方式,無線區域網的組建必須依靠兩台以上裝備了無線網卡的計算機才能完成(如圖3,因為目前還沒有自帶普通Modem撥號功能的無線AP產品)。其中一台計算機充當網關,用來撥號。其他的計算機則通過接收無線信號來達到「無線」的目的。在這種方式下,如果計算機的數量只有2台,無線AP可以省略,兩台計算機的無線網卡直接相連即可連通區域網。當然,網路的共享還需在接入Internet的那台計算機上安裝WinGate等網關類軟體

(二)硬體安裝

我們設置TP-LINK TL-WR245 1.0無線寬頻路由器、TP-LINK TL-WN250 2.2無線網卡(PCI介面。 關閉電腦,打開主機箱,將無線網卡插入主板閑置的PCI插槽中,重新啟動。在重新進入Windows XP系統後,系統提示「發現新硬體」並試圖自動安裝網卡驅動程序,並會打開「找到新的硬體向導」對話框讓用戶進行手工安裝。點擊「自動安裝軟體」選項,將隨網卡附帶的驅動程序盤插入光碟機,並點擊「下一步」按鈕,這樣就可以進行驅動程序的安裝。點擊「完成」按鈕即可。打開「設備管理器」對話框,我們可以看到「網路適配器」中已經有了安裝的無線網卡。 在成功安裝無線網卡之後,在Windows XP系統任務欄中會出現一個連接圖標(在「網路連接」窗口中還會增加「無線網路連接」圖標),右鍵點擊該圖標,選擇「查看可用的無線連接」命令,在出現的對話框中會顯示搜索到的可用無線網路,選中該網路,點擊「連接」按鈕即可連接到該無線網路中。

接著,在室內選擇一個合適位置擺放無線路由器,接通電源即可。為了保證以後能無線上網,需要擺放在離Internet網路入口比較近的地方。另外,我們需要注意無線路由器與安裝了無線網卡計算機之間的距離,因為無線信號會受到距離、穿牆等性能影響,距離過長會影響接收信號和數據傳輸速度,最好保證在30米以內。

1.設置無線路由器

在配置無線路由器之前,首先要認真閱讀隨產品附送的《用戶手冊》,從中了解到默認的管理IP地址以及訪問密碼。例如,我們這款無線路由器默認的管理IP地址為192.168.1.1,訪問密碼為admin. 連接到無線網路後,打開IE瀏覽器,在地址框中輸入192.168.1.1,再輸入登錄用戶名和密碼(用戶名默認為空),點擊「確定」按鈕打開路由器設置頁面。然後在左側窗口點擊「基本設置」鏈接,在右側的窗口中設置IP地址,默認為192.168.1.1;在「無線設置」選項組中保證選擇「允許」,在「SSID」選項中可以設置無線區域網的名稱,在「頻道」選項中選擇默認的數字即可;在「WEP」選項中可以選擇是否啟用密鑰,默認選擇禁用。

2.無線客戶端設置

設置完無線路由器後,下面還需要對安裝了無線網卡的客戶端進行設置。

第一步:在客戶端計算機中,右鍵點擊系統任務欄無線連接圖標,選擇「查看可用的無線連接」命令,在打開的對話框中點擊「高級」按鈕,在打開的對話框中點擊「無線網路配置」選項卡,點擊「高級」按鈕,在出現的對話框中選擇「僅訪問點(結構)網路」或「任何可用的網路(首選訪問點)」選項,點擊「關閉」按鈕即可。

第二步:為了保證無線區域網中的計算機順利實現共享、進行互訪,應該統一區域網中的所有計算機的工作組名稱。

第三步:右鍵點擊「我的電腦」,選擇「屬性」命令,打開「系統屬性」對話框。點擊「計算機名」選項卡,點擊「更改」按鈕,在出現的對話框中輸入新的計算機名和工作組名稱,輸入完畢點擊「確定」按鈕。

第四步:重新啟動計算機後,打開「網上鄰居」,點擊「網路任務」任務窗格中的「查看工作組計算機」鏈接就可以看到無線區域網中的其他計算機名稱了。以後,還可以在每一台計算機中設置共享文件夾,實現無線區域網中的文件的共享;設置共享列印機和傳真機,實現無線區域網中的共享列印和傳真等操作。

3.設置密碼保護

為了防止別人蹭用你的無線網,必須設置密碼,這才能使你的無線網路資源自己和家人合理利用它,用戶認證——口令控制。在無線網的站點上使用口令控制,當然為必要局限於無線網,諸如NovellNetWare和Microsoft NT等網路操作系統和伺服器提供了包括管理在內的內建多級安全服務。口令應處於嚴格的控制下並經常予以變更。由於無線網的用戶要包括移動用戶,而移動用戶又傾向於把他們的筆記本移來移去,因此,嚴格的口令策略等於增加了一個安全級別,它有助於確認網站是否被合法的用戶使用。

(四)配置區域網

1.配置網卡

在你正確安裝完網卡及相應的驅動程序後,Windows XP將為它檢測到的網卡創建一個區域網連接。

首先,打開控制面板中的「網路連接」項,可以看到在「網路連接」窗口中已經建立的區域網連接。

其次,右鍵單擊「本地連接」圖標,在快捷菜單中選擇「屬性」命令,打開「本地連接屬性」對話框,在對話框的上方將列出連接時使用的網路適配器,單擊「配置」按鈕,打開相應的對話框,在該對話框中可以對網路適配器進行設置。

最後,在該對話框中共有「常規」、「高級」、「驅動程序」、「資源」四個標簽,我們可以通過這四個標簽對網路適配器進行相應的配置。

2.網路組件的設置

網路組件是指當計算機連接到網路時,用來進行通信的客戶、服務和協議。

第一步:安裝協議:在網路適配器安裝正確後,Windows XP默認安裝有「Internet協議」,即TCP/IP協議。如果需要添加其他的協議,請單擊「安裝」按鈕,以打開「選擇網路組件類型」對話框,在此對話框中用戶可以選擇要安裝組件的類型。

雙擊「協議」選項,打開「選擇網路協議」對話框,該對話框中的列表中列出了當前可用的協議,選中需要添加的協議,單擊「確定」按鈕即可進行安裝。

第二步:設置TCP/IP協議:TCP/IP協議是Internet最重要的通信協議,它提供了遠程登錄、文件傳輸、電子郵件和WWW等網路服務。是系統默認安裝的協議。

在「本地連接屬性」對話框中,雙擊列表中的「Internet協議(TCP/IP)」項,打開「Internet協議屬性」對話框,在該對話框中,你可以設置IP地址、子網掩碼、默認網關等。

IP地址:在區域網中,IP地址一般是192.168.0.X,X可以是1~255之間的任意數字,但在區域網中每一台計算機的IP地址應是唯一的。你也可以選中「自動獲得IP地址」項,讓系統自動為你在區域網中分配一個IP地址。

子網掩碼:區域網中該項一般設置為255.255.255.0。

默認網關:如果本地計算機需要通過其他計算機訪問Internet,需要將「默認網關」設置為代理伺服器的IP地址。上述選項設置完成後,單擊「確定」按鈕即可。

3.工作組的設置

區域網中的計算機應同屬於一個工作組,才能相互訪問。

第一步:右鍵單擊「我的電腦」圖標,在快捷菜單中選擇「屬性」命令,打開「系統特性」對話框。

第二步: 單擊「網路標識」標簽,並單擊「屬性」按鈕,打開「標識更改」對話框。在「隸屬於」選項組中單擊「工作組」選項,並在下面的文本框中輸入工作組的名稱。

【結束語】

通過最後一周對家庭網路的設計,我對無線區域網、AP、以及無線設備以安全防範等系列知識都有了一定的了解。

由於在此之前對於無線網路組建和無線設備知識的了解都比較片面,學到的也只是一些片面的知識,並不能很好的運用到實際操作中去,所以從一開始就碰到許多困難。在整個方案設計階段感受最為深刻的是掌握學習的方式和解決問題的方法。首先是解決問題的方式,雖然面臨的信息很多,但是如何從大量的信息中篩選出所需的信息,有用的信息,才是解決問題的關鍵。隨著無線技術的不斷更新給無線區域網的發展帶來了很大的發展,也對無線區域網的安全帶來了前所未有的挑戰。隨著IPV6的發展趨勢,無線局域岡的發展也得隨著IPV6的發展而發展。

本論文是在老師的悉心指導下完成的,論文的順利完成,也離不開其它各位同學和朋友的關心和幫助。在整個的論文寫作中,付智慧老師、各位同學和朋友積極的幫助我查資料和提供有利於論文寫作的建議和意見,在他們的幫助下,論文得以不斷的完善,最終幫助我完整的寫完了整個論文。

【參考文獻】

【1】麻信洛,李曉中,董建寧.《無線區域網構建及應用》.國防工業出版社

【2】王祥仲,鄭少京.《區域網組建與維護實用教程》.北京:清華大學出版社

【3】王順滿.(美)西恩帕.《無線區域網的設計與實現》.科學出版社

【4】思科網路技術學院教程.《無線區域網基礎》.人民郵電出版社

【5】楊軍.《無線區域網組建實戰》.北京電子工業出版社

【7】《家庭無線區域網組網方案》.網路文庫

㈡ 簡答題1.簡述當前廣電城域網的接入網雙向化改造有哪三種主流接入方案,並比較其優劣

三種主流接入方案:1、 EOC;2、 CMTS;3、LAN

重點:

在雙向改造中,廣電當前面臨著最重要的任務是加快廣電網路數字化升級改造,在選擇雙向改造的技術中,對於廣電網路接入運營商來說,需要做的是在眾多雙向網路改造方案中摸索出一條適合自己的道路。(適合的才是最好的

用一句話來總結廣電雙向改造這三類主流接入技術:EOC需要標准化,CMTS需要廉價一些,LAN需要接入率。

具體可以看:

所謂「三網融合」,就是指電信網、有線電視網和計算機通信網的相互滲透、互相兼容、並逐步整合成為全世界統一的信息通信網路。「三網融合」是為了實現網路資源的共享,避免低水平的重復建設,形成適應性廣、容易維護、費用低的高速寬頻的多媒體基礎平台。其表現為技術上趨向一致,網路層上可以實現互聯互通,形成無縫覆蓋,業務層上互相滲透和交叉,應用層上趨向使用統一的IP協議,在經營上互相競爭、互相合作,朝著向人類提供多樣化、多媒體化、個性化服務的同一目標逐漸交匯在一起,行業管制和政策方面也逐漸趨向統一。

隨著三網融合的啟動,廣電當前面臨著最重要的任務是加快有線電視網路數字化升級改造,加快建設下一代廣播電視網,在這一過程中廣電網路需要大量採用雙向改造的技術,從而確保廣電在三網融合競爭的中取得優勢。

意義

它不僅是將現有網路資源有效整合、互聯互通,而且會形成新的服務和運營機制,並有利於信息產業結構的優化,以及政策法規的相應變革。融合以後,不僅信息傳播、內容和通信服務的方式會發生很大變化,企業應用、個人信息消費的具體形態也將會有質的變化。

三網融合將會從根本上改變我國文化信息資源保存、管理、傳播、使用的傳統方式和手段,為知識創新和兩個文明建設營造一個汲取文化信息的良好環境。

從國務院推出的三網融合政策來看:2013年至2015年,將總結推廣試點經驗,全面實現三網融合發展,普及應用融合業務,基本形成適度競爭的網路產業格局。

2年以後,根據國務院試點的政策三網融合將會在全國全面地推廣開來,對於廣電網路數字化升級改造的來說,時間將會是多麼的緊張。

目前,從我國廣電網路的整體來看,其網路仍然存在著大量的HFC網路,而且大多數網路都沒有完成雙向改造,這樣的網路僅能滿足基本廣播電視節目的傳送,既不能承載多媒體交互業務,也不能有效實現網路、業務和用戶管理。所以,廣電廣電當前面臨著最重要的任務是首先解決把HFC網路從單向網路改變為雙向網路。

HFC是一種經濟實用的綜合數字服務寬頻網接入技術 有線電視網目前在全世界已有超過9.4億的用戶,我國有線電視網自90年代初發展至今,全國覆蓋面已達50%,電視家庭用戶數有8000多萬,成為世界上第一大有線電視網。隨著計算機技術、通信技術、網路技術、有線電視技術及多媒體技術的飛速發展,尤其在Internet的推動下,用戶對信息交換和網路傳輸都提出了新的要求,希望融合CATV網路、計算機網路和電信網為一體的呼聲越來越高。利用HFC網路結構,建立一種經濟實用的寬頻綜合信息服務網的方案也由此而生。

這對於廣電在三網融合的競爭中有利於提升廣電自身的網路價值、提高競爭力、提高服務質量、提高收入。網路改造的成效也體現在網路社會效益和經濟效益的提高上。改造網路的另一目的是為了應對日益激烈甚至是殘酷的競爭:避免用戶流失、提升多業務、全業務服務能力,從而提高網路服務的社會和經濟效益。

那麼在當前廣電網路的雙向改造中,廣電部門和大多數商家習慣於涉足哪幾類雙向改造的主流接入技術呢?

1、 EOC

1.1、 EOC的概念

有源EOC

現在涌現出很多的技術和解決方案,將乙太網絡信號經過調制解調等復雜處理後通過同軸電纜傳輸。盡管有人也稱之為「Ethernetover Coax」,但是與真正的EoC(基帶EoC/無源EoC)有非常大的差別,同軸電纜上傳輸的信號不再保持乙太網絡信號的幀格式,嚴格從技術的角度來說是不可稱之為「EoC」的。這類技術主要有以下幾種:HomePNAover Coax、HomePlug BPL over Coax、HomePlugAV over Coax、WiFi over Coax、MoCA - Multimediaover Coax Alliance,我們暫且總稱之「有源EoC」或「調制EoC」。

HomePNA、HomePlug BPL、HomePlugAV和WiFi(Wireless LAN,Wireless Fidelity)都是目前比較成熟的家庭聯網技術,他們的發展均有數年的歷史,MoCA則是Multimedia over Coax Alliance推出的基於同軸電纜的聯網技術,是四種技術中最年輕的。HiNOC是最近中國市場新出現的一種標准EOC技術,也是專門針對同軸電纜的技術,但目前尚無商業晶元。

無源EoC

無源EoC (Ethernetover Coax)技術基於IEEE 802.3 相關的一系列協議,也就是把乙太網信號在同軸電纜上傳輸的一種傳輸技術。原有乙太網絡信號的幀格式和MAC 層都沒有改變,只是將從差分平衡信號(雙絞線媒介)轉換成非平衡信號(同軸電纜媒介)。其最大的特點是客戶端是無源器件。基帶同軸傳輸系統佔用0-65MHz頻段為用戶提供了10M的帶寬。利用高低通濾波方式全部採用無源器件在同軸上實現數據和有線電視信號的傳輸,系統需要將原來的平衡方式傳輸的乙太網信號變成不平衡方式傳輸,還要將乙太網收、發信號合成一路信號,並完成100歐/75歐阻抗變換。基帶EOC技術是將乙太網數據信號IP DATA和有線電視信號TVRF採用頻分復用技術,使這兩個信號在同一根同軸電纜里共纜傳輸的技術。根據我國的有線電視網路頻率老國標分割的標准,將IP DATA信號在35MHz 以下頻段傳輸,TV RF 信號在48MHz 以上頻帶傳輸,可以實現兩個信號的共纜傳輸,而互不影響,或者根據新國標65/87的分割點,EOC內置濾波器易於批量生產。在樓宇內利用HFC網路入戶的同軸電纜將IP DATA 和 TV RF 混合信號直接傳送至用戶端,再在用戶端實現混合信號的無源分離。無源EOC需要將以太信號和86MHz以上的CATV信號通過雙工濾波器合在一起,需要雙工濾波器具有高隔離度、高回波損耗、盡可能低的插入損耗,才可以有效抑制乙太網產生的雜散信號。同時濾波器會產生相位非線性,需要對群時延進行必須的均衡。因此對信號指標和產品工藝要求非常高,否則容易引起信號不通暢。因為無源EOC的能量主要集中在0到20MHz,而分支分配器的帶寬一般為5到1000MHz,因此無源EOC無法通過分支分配器。

EoC(Ethernet over Coax)是用於在同軸電纜上傳輸乙太網數據信號的一種技術,主要將機房傳送至小區或大樓的寬頻數據信號通過電纜向用戶傳輸,滿足用戶端多業務開展帶來的高帶寬需求。

據DVBCN了解,EoC可以根據數據信號分為基帶和調制兩種傳輸方式,分別是基帶EoC和調制EoC。

基帶EoC一般為無源設備,基於IEEE 802.3相關的一系列協議,它將以太數據信號和有線電視信號採用頻分復用技術,使這兩個信號在同一根同軸電纜里共纜傳輸。它適用於集中分配的小區,一般情況下數據信號必須到樓道。因此基帶EoC技術無法適用於網路中的普遍存在的樹型網路。

調制EoC利用正交頻分復用(OFDM)等技術在頭端把乙太網信號調制到某個頻段上,然後再耦合到同軸電纜上傳輸,在用戶端通過類似於CM的設備終端對調制在同軸電纜上的信號進行解調處理恢復成基帶信號通過乙太網介面向用戶提供服務,同時,也將用戶的回傳信號進行調制載入到電纜網上傳輸到頭端,即實現了通過同軸電纜傳輸乙太網信號的過程。由於採用了先進高效的調制方式以及錯誤校驗技術,物理層速率遠遠超出無源EoC能夠提供的帶寬,對未來用戶高帶寬的接入需求將提供有力的支持。調制EoC系統能克服基帶EoC的缺點,具有傳輸距離遠,能跨越放大器、分支分配器,較高帶寬,支持QoS,支持集中網管等優點。調制EoC又可細分出很多技術,如MoCA、HomePNA、HomePlug、Wi-Fi等。

1.2、 EOC標准尚未確立

EoC系統作為光纖到小區(FTTC)或光纖到樓棟(FTTB)或光纖到戶(FTTX)的最後一段電纜傳輸技術,可將光纖收發器、PON的終端ONU作為上聯匯聚設備。從組網方式來看,類似於CMTS在有線電視網路中的應用,只是將CMTS頭端設備下降至小區以下使用,以符合「光進銅退」的網路發展趨勢。而且從經濟性看,調制EoC技術的價格比CMTS技術要低得多。

但是,目前EoC存在的一個問題就是它的技術尚在發展之中,多種技術並存競爭市場的局面尚有時日,價格仍然是比較高,究竟何種技術領先需要在實踐中進行判斷。

在DVBCN記者看來:基帶EOC,只能用在集中分配網上,4\2線轉換電路在空載時,交換機就會環回死機,而留給網卡的富餘電平只有幾個 DB;調制類EOC,技術成熟度低,市場極其混亂。低頻調制類的缺點是受雜訊影響大。高頻調制類的缺點是傳輸損耗大,雖然靈敏度高,但電平太小時信噪比差,吞吐率會下降。另外由於採用帶寬共享機制,故不適宜開展IPTV之類的高帶寬業務

1.3、EOC的應用還存在問題

在EOC的應用中,廣電專家余少波博士在回復DVBCN記者時,他認為目前在國內的EOC應用中還存在著一些問題:

其一、許多的EOC應用場景,或者是用於寬頻上網,或是視頻採用IPQAM的方式來傳輸,因此對EOC的延遲、抖動沒有要求。所以,現在的應用是不能完全反映我們在以後的NGB中對EOC的需求的。

其二、對EOC的應用評價,不能僅僅從數量上來評判。而是要從實際的應用場景上來評判。我們的應用場景是什麼?我們有什麼楊的需求?這些,應該像HINOC標準的建立一樣,先要建立一個模型,然後來進行評判。建議科技司或規劃院找一些合適的人來參與模型的建立。沒有需求就沒有評判的標准,沒有模型就沒有進行評判的根據。沒有評判的體系就沒有正確的評判。

其三、EOC的情況調查和評估,需要模型。建立實際的測試規范或是確定實際的指標,也是需要模型的。有了NGB我們知道需要什麼樣的帶寬了,20M===40M。那麼,要傳輸視頻,我們需要什麼樣的延遲和抖動?所以,模型的建立是以後建立測試規范的關鍵。是進行正確評判的基礎。

1.4、EOC+EPON技術方案的應用

目前,雙向網路改造的主流方案有兩種,一種是基於HFC網路的雙向改造方案(CM方案),另一種是近兩年提出的一種新方案,即EPON到樓+EoC技術方案。

三網融合,隨著廣電雙向網路改造的深入,據DVBCN了解,目前業界中的大多數廣電運營商都比較推崇於EPON+EOC技術解決方案。

從雙向改造的投資成本上來看:武漢長光胡保民博士向DVBCN記者表示,選用EPON+EOC作為雙向改造時,該技術在到戶帶寬、戶均覆蓋成本等方面,相比CMTS和EPON+LAN,EPON+EoC(EoC以HomePlug AV為例)均具有一定優勢。比如說:30%接入率2M接入帶寬情況下CMTS戶均覆蓋成本需要911元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需54元;10%接入率1M接入帶寬情況下CMTS戶均覆蓋成本需要161元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需29元。

從雙向改造的速度和難度上來看:胡保民博士認為,在EPON+EoC在雙向網路改造中,使用該技術改造難度小、速度快,同時戶均覆蓋成本低;而「CMTS技術成熟但帶寬成本高;EPON+LAN面臨全網改造難度大、低接入率時覆蓋成本高、樓道交換機管理等眾多問題。

從雙向改造的有效利用資源來看:阿爾卡特朗訊公司在接受DVCBN的采訪時認為,在三網融合向NGB演進過程中可採用EPON+EOC解決方案,可以有效利用廣電運營商豐富的HFC資源,減少網路改造的投資,實現視頻、數據和話音的高效綜合承載。EPON+EOC方案採用的 HomePlug AV/BPL和HomePNA等主流技術也都獲得了廣泛的應用。

2、 CMTS

2.1、CMTS的概念

CMTS(Cable ModemTerminal Systems),CMTS是管理控制Cable Modem的設備,其配置可通過Consol介面或乙太網介面完成。其配置內容主要有:下行頻率、下行調制方式、下行電平等。下行頻率在指定的頻率范圍內可以任意設定,但為了不幹擾其它頻道的信號,應參照有線電視的頻道劃分表選定在規定的頻點上。調制方式的選擇應考慮信道的傳輸質量。此外,還必須設置DHCP、TFTP伺服器的IP地址,CMTS的IP地址等。上述設置完成後,如果中間線路無故障,信號電平的衰減符合要求,則啟動DHCP、TFTP伺服器,就可在前端和Cable Modem間建立正常的通信通道。

目前,雖然CMTS接入技術比較成熟,但是隨著EPON+EOC技術解決方案的出現,廣電部門和設備商開始慢慢傾向「EPON+EOC」的技術路線,主要原因是:①EOC 每戶成本已經低於Cable Modem,得益於光通設備的快速降價;②技術優勢明顯,干擾小,壽命長,運維成本同樣低;③帶寬體驗較好;④安全性高。

2.2、CMTS的優勢與缺陷

目前,雙向網路改造的主流方案有兩種,除了近兩年提出的一種新方案(EPON到樓+EoC技術方案)以外,另一種便是基於HFC網路的雙向改造方案(CM方案)。

基於HFC網路的雙向改造方案(CMTS+CM方案)的最大優勢:

首先,高度集中,除了分前端(前端)的CMTS和用戶端的CM以外,沒有其他有源的數據網設備,因此管理、維護比較方便。CMTS的另一大優勢是時間成本低:一旦部署了CMTS,就像電信ADSL一樣可以隨時開通用戶,這對競爭是非常重要的。

其次,覆蓋范圍大,單從寬頻接入業務考慮,CMTS可以分期投資,逐步擴充。

另外,CM的標准化、成熟度也是其它方案難以比擬的。DOCSIS標準的帶寬利用率最高,能達到的吞吐量也最高。DOCSIS3.0採用頻道捆綁技術可以大大提高速率,甚至達到下行1Gbps、上行500Mbps的水平,這是目前所有其它銅纜接入技術無法達到的。

在同軸電纜佔HFC網路中較大比例的時代,CMTS幾乎是基於同軸電纜的唯一可選的雙向改造方案。

基於HFC網路的雙向改造方案(CMTS+CM方案)的最大缺陷:

第一,CMTS單位帶寬成本太高是這個方案的致命弱點。短期內如果只作寬頻接入和上網,每個信道實際接入服務200戶以下(覆蓋2000戶以下),由於共享和非同時應用,上網速率還可以達到200k-2M。如果作流媒體服務(IPTV、VOD等現在流行的新業務),每個用戶都需要長時間佔用網路、大流量吞吐數據,每個信道只能服務40戶以下,成本就太高了。除非CMTS能夠降價90%以上才可能是一個性價比較高的方案。

第二,反向雜訊匯聚也是一個工程和維護的難題,HFC網路反向設計和施工工藝的控制在我國大部分地區(特別是中、小城市)實施也還存在一定難度,而維護和運行故障排除需要的技術支撐在我國大部分地區短期內也難妥善解決。

2.3、雙向網改依舊以CMTS為主,EPON+EOC應用逐漸擴大

截止到2010年6月底,根據《中國數字電視運營季度監測報告》顯示,我國有線雙向網路覆蓋用戶已超過4600萬戶。雙線網路改造將是下一階段我國數字化發展的重要任務之一。

格蘭研究向DVBCN記者表示,在當前的廣電網路的雙向改造中,有不足20%的有線運營商完成整個網路內用戶的雙向網改,有35.3%的有線運營商基本完成市區網路改造,如江蘇省的南京、蘇州、哈爾濱等地區;有27.1%的有線運營商正在推進本地區網路改造,如湖南省網、湖北省網、安徽省網、吉林省網、沈陽等地區積極推進雙線網路改造,推進雙向互動業務發展,提高自身在三網融合中的競爭優勢。有線運營商雙向網路改造任務依然艱巨。

同時,從格蘭研究向DVBCN記者所提供的資料顯示,目前有線運營商網路改造技術以CMTS和EPON+EOC為主。隨著EPON+EOC技術的逐漸完善,設備成本逐漸下降,目前越來越多的有線運營商選用EPON+EOC技術方案,可以有效地減少雙向網改資金投入,減少部分資金壓力。

從目前形勢來看,以及武漢長光、阿爾卡特朗訊和格蘭研究等公司都向DVBCN記者表示,「EPON+EOC」將是今後有線運營商雙向網路改造的主選技術方案。

3、LAN

3.1、LAN的概念

區域網(Local Area Network)是在一個局部的地理范圍內(如一個學校、工廠和機關內),將各種計算機。外部設備和資料庫等互相聯接起來組成的計算機通信網。它可以通過數據通信網或專用數據電路,與遠方的區域網、資料庫或處理中心相連接,構成一個大范圍的信息處理系統。簡稱LAN,是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組。「某一區域」指的是同一辦公室、同一建築物、同一公司和同一學校等,一般是方圓幾千米以內。區域網可以實現文件管理、應用軟體共享、列印機共享、掃描儀共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。區域網是封閉型的,可以由辦公室內的兩台計算機組成,也可以由一個公司內的上千台計算機組成。

區域網(LAN)是在一個小區域范圍內對各種數據通信設備提供了互連的信息網,其中決定區域網特性的主要技術:一是用以傳輸數據的傳輸媒體;二是用以連接各種設備的拓撲結構;三是用以共享資源的媒體訪問控制方法。

而區域網(LAN)技術主要包括乙太網系列技術、令牌網路技術等技術,乙太網技術具有成本低、技術簡單、使用管理方便等特點,乙太網系列技術主要包括乙太網、快速乙太網、千兆乙太網和10G乙太網等技術。

在該類技術中,用於雙向網路的接入採用五類線進行入戶改造,完成雙向數據業務的接入功能,有線電視網路仍然採用HFC網路實現。

五類線接入方式具有接入帶寬高,可擴充,可以承載多業務運營等特點。在後期維護中,五類線入戶方式符合綜合布線系統要求。用戶間相互影響小,維護與故障處理方便。

五類線接入方式存在著五類線需重新入戶施工,施工量和施工難度較大,因此五類線接入方式主要適用於新建住宅預埋線路或辦公樓等網路用戶密集的地區。

3.2、LAN 的優點與缺點

由於LAN是一個區域網,其它的優點就是在雙向改造完成以後,選用了EPON到樓+EoC技術方案的單位用戶獨占線路資源,不存在相互干擾的問題,開展點播業務不需要新增用戶的終端投入,並且可以有效節省開通成本。而在存帶寬規劃上,EPON+LAN技術方案1000M到小區,100M到樓道,10M到戶,可滿足用戶高帶寬的需求和未來多業務接人的需要。

但是LAN 同時也有一個很大的缺點:不能在樓外布網線,易遭雷擊。如果報裝率太低,滿鋪的投資太大,利用率太低,投資收回的周期較長。

除此以外,DVBCN記者認為,LAN只有在新建小區建設,在舊小區內建設難度大,而且不符合升級需盡量保護現有投資的思想。事實上,LAN 屬於室內型產品,組建簡單,但是各個方面的要求較高,且維護費用高的特點。

3.3 EPON+LAN技術方案的應用

對於EPON+LAN技術方案,余少波博士認為EPON+LAN實際上是兩張網路,對於沒有自己的網路的長城寬頻等是合適的。不把 EPON+LAN的方式理解為比較便宜,實際上是一種誤解。因為在進行全業務和精細管理的情況下,需要QINQ,如果採用QINQ的模式,要求樓道交換機具有QINQ的功能,這就不是簡單的HUB就可以了的,需要真正的交換機,價格在每個埠在100元左右。舉個例子來說,如果要覆蓋64個用戶,就需要大約6400元左右,比一般的EOC局端要貴4倍左右。在加上其它的安裝費用,實際上,成本比EPON+EOC方式要貴。

而武漢長光胡保民博士在接受DVBCN記者的采訪時認為,盡管按照現有的測算EPON+LAN的成本可能比EPON+EOC要便宜,但是需要比較綜合成本,一般的計算方法EPON+LAN都沒有計算用戶家裡的家庭網關或者交換機,而隨著EOC標準的統一,未來EPON+EoC的市場可能更有競爭力的。

不過在商業區中的應用,胡保民博士又認為,在商務樓、賓館等細分市場中,採用EPON+LAN的模式也是可行的。

小結

在三網融合下,廣電當前面臨著最重要的任務是加快廣電網路數字化升級改造,在選擇雙向改造的技術中,對於廣電網路接入運營商來說,需要做的是在眾多雙向網路改造方案中摸索出一條適合自己的道路;用一句話來總結廣電雙向改造這三類主流接入技術:EOC需要標准化,CMTS需要廉價一些,LAN需要接入率。

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