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网络改造如何保护已有投资

发布时间:2025-05-22 11:33:09

㈠ 家用无线局域网的组建

摘要

家庭一般都是拨号上网,只有一个人能用网络资源,家里的其他成员就不能用网络资源,为了让每个成员都能用网络资源,所以就去买了无线路由器,组建家庭无线局域网,这样家里人也不用为了没网而争吵,还能同时上网看电视、玩游戏、聊天,从而解决了家庭成员争抢网络用的问题,向全家庭提供高效、优质、规范、透明和全方位的服务,每一个家庭成员都能愉快的上网了,还节省了网线的成本,不需要用交换机了,其它电脑也可以用无线网,这就是我要组建无线局域网的原因,这点也体现无线局域网的作用、价值。

【关键字】

56K Modem、无线接入站、无线AP、无线路路由器

1.无线局域网的概述

无线局域网( WLAN)技术于20世纪90年代逐步成熟并投入商用,既可以作传统有线网络的延伸,在某些环境也可以替代传统的有线网络。无线局域网具有以下显着特点:简易性:WLAN网桥传输系统的安装快速简单,可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作;灵活性:无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置,使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域;综合成本较低:一方面WLAN网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网技术可以更好地保护已有投资。同时,由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术,因此可直接通过百兆白适应网口和企业、学校内部Intranet相连,从体系结构上节省了协议转换器等相关设备;扩展能力强:WLAN网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容,可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统。

无线局域网,也被称为WLAN(Wireless LAN) ,一般用于宽带家庭,大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至几百米,目前采用的技术主要是802.11a/b/g系列。WLAN利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信,作为传统布线网络的一种替代方案或延伸,无线局域网把个人从办公桌边解放了出来,使他们可以随时随地获取信息,提高了员工的办公效率。

2.无线域网的特点

独一无二的特征。无线局域网是利用电磁波发送和接受数据的非线缆介质型局部区域网络。无线局域网的数据传输速率现在已达到108Mbps, 传输距离可达20km 以上。它是对有线组网方式的补充和扩展, 实现了网络内计算机的便携性和可移动性。

便捷的安装。通常有线网络的布线施工工程在网络建设中施工周期较长、对周边环境影响较大, 而无线局域网则避免或减少了网络布线的工作量, 一般只要安装一个或多个接入点( Access Point ) 设备, 就可以建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。由于不需要布线,消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作,因此安装容易,建网时间可大大缩短。

灵活使用。有线网络中设备的安放位置受网络信息点位置的限制, 而无线局域网在信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。由于没有线缆的限制,户可以在不同的地方移动工作,网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。

节约成本。求网络规划尽可能地考虑未来发展的需要, 缺少灵活性, 不可避免地导致预设大量利用率较低的信息点, 一旦网络的发展超出了设计要求,就需要花费较多费用进行网络改造, 而无线局域网技术可以避免或减少这种现象。这种优势体现在用户网络需要租用大量的电信专线进行通信的时候,自行组建的WLAN会为用户节约大量的租用费用。在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网的投资更有回报。

扩展容易。能够根据需要进行灵活、多样的配置, 能够胜任从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络。

可以实现安全。内部网络可以不允许任何来自内网、外网的安全威胁。WEP的设定为手工配置到AP和无线网卡中,管理员同时要将密码通知所有的用户,实现密钥共享。如果要更换WEP密码,则需要重复上面的过程。

3.无线局域网的理论基础

目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。

红外线(Infrared Rays,IR)局域网。采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

扩频(Spread Spectrum,SS)局域网。扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。所谓直接序列扩频,就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同,跳频的载频受一个伪随机码的控制,其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能,跳频越高,抗干扰性能越好,军用的跳频系统可达到每秒上万跳。

窄带微波局域网。这种局域网使用微波无线电频带来传输数据,其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照,其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

无线局域网的不足之处

性能:无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。

速率:无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。

安全性:本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。从理论上讲,很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。

4.无线网络协议

总路线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD,即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突。

IEEE802.11全新定义了一种新协议,即载波侦听多点接入/避免冲撞(CSMA/CA)。 一方面,载波侦听查看介质是否空闲;另一方面,通过随机的时间等待,使信号冲突发生的概率减到最小,当介质被侦听到空闲时,则优先发送。

5.硬件设备

无线网桥(无线接入点,Access Point):可支持65个用户同时运行。距离可达100米(328英尺),速度可达11 Mbps。该速度要比上一代无线局域网产品快5倍多,相当于标准线缆以太局域网的速度。产品有:WP-2001 无线网桥、WP-2001B 无线网桥(内建桥接器)。

无线网卡:无论笔记本电脑或是桌面计算机在什么位置,你都可以即时、安全地与任何经Wi-Fi验证的设备或网络连接。无论何时何地,在你需要时都可获得与有线网络相同的性能。这里有多种接口的无线网卡供选择,有适用于台式机的PCI接口的:WMP11 PCI无线网卡,有适用笔记本的PCMCIA接口的:WN-1011P PCMCIA无线网卡、WPC11 PCMCIA无线网卡、A2424-2A PCMCIA无线网卡,有笔记本和台式机均适用的USB接口的:WN-1011U USB无线网卡、WUSB11 USB无线网卡、WL1200 USB无线网卡。

无线路由器:有线路由器集成无线网桥的功能,合二为一(即有线路由器+AP)。既能实现宽带接入共享,又能轻松拥有无线局域网的功能。产品有:WA-2204无线路由器、BEFW11S4无线路由器、FR3002AL无线路由器。

天线:Antenna一般称为天线。此天线与一般电视、大哥大所用的天线不同,其原因是因为频率不同所致。WLAN所用的频率为较高的2.4GHz频段,其天线功能是将Source(信号源)信号借由天线本身的特性而传送至远处,至于能传多远,一般除了考虑Source的Output Power(输出功率)强度之外,其另一重要因素是天线本身的dB值即增益值。dB值愈高,相对所能传达之距离也更远。通常每增加6dB则传输数据之距离可增加一倍。一般天线有所谓指向性Uni-directional与全向性Omni-direction两种,前者较适合于长距离使用,而后者则较适合区域性之应用。

无线HUB:既是无线工作站之间相互通信的桥梁和纽带,同时又是无线工作站进入有线以太网的访问点。它负责管理其覆盖区域(无线单元)内的信息流量。覆盖彼此交叠区域的一组无线HUB,能够支持无线工作站在大范围内的连续漫游功能,同时又能始终保持网络连接,这与蜂窝式移动通信的方式非常相似。另外,在同一地点放置多个无线HUB,可以实现更高的总体吞吐量。

STA(Station,工作站):是一个配备了无线网络设备的网络节点。具有无线网络适配器的个人计算机称为无线客户端。无线客户端能够直接相互通信或通过AP进行通信。

Wireless LAN Card (无线网卡):一般有PCMCIA、USB、PCI等几种,主要有用于便携机的PCMCIA无线网卡,和用于台式机的USB无线终端安装到PC上。

AP(Access Point 无线接入点):AP相当于基站,主要作用将无线网络接入以太网,其次要将各无线网络客户端连接到一起,相当于以太网集线器,使装有无线网卡的PC,通过AP共享有线局域网络甚至广域网络的资源,一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。

Wireless Bridge (无线桥接器):主要是用来进行长距离传输(如两栋大楼间连接)时使用,由AP和高增益定向天线组成。无线局域网AP天线可选择定向型(Uni-diretcion)和全向型(Omni-direction)两种。

6.拓扑结构

网桥连接型:不同的局域网之间互连时,由于物理上的原因,若采取有线方式不方便,则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接,无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接,还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

基站接入型:当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时,各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互连的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网,还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。

HUB接入型:利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网,具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN,可采用类似于交换型以太网的工作方式,要求Hub具有简单的网内交换功能。

无中心结构:要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道,MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

二、家用无线局域网组建

(一) 选择组网方式

1.无线AP

家庭无线局域网的组网方式和有线局域网有一些区别,最简单、最便捷的方式就是选择对等网,即是以无线AP或无线路由器为中心(传统有线局域网使用HUB或交换机),其他计算机通过无线网卡、无线AP或无线路由器进行通信。

无线AP的加入,则丰富了组网的方式,并在功能及性能上满足了家庭无线组网的各种需求。技术的发展,令AP已不再是单纯的连接“有线”与“无线”的桥梁。带有各种附加功能的产品层出不穷,这就给目前多种多样的家庭宽带接入方式提供了有力的支持。下面就从上网类型入手,来看看家庭无线局域网的组网方案。

2.普通电话线拨号上网

如果家庭采用的是56K Modem的拨号上网方式,无线局域网的组建必须依靠两台以上装备了无线网卡的计算机才能完成(如图3,因为目前还没有自带普通Modem拨号功能的无线AP产品)。其中一台计算机充当网关,用来拨号。其他的计算机则通过接收无线信号来达到“无线”的目的。在这种方式下,如果计算机的数量只有2台,无线AP可以省略,两台计算机的无线网卡直接相连即可连通局域网。当然,网络的共享还需在接入Internet的那台计算机上安装WinGate等网关类软件

(二)硬件安装

我们设置TP-LINK TL-WR245 1.0无线宽带路由器、TP-LINK TL-WN250 2.2无线网卡(PCI接口。 关闭电脑,打开主机箱,将无线网卡插入主板闲置的PCI插槽中,重新启动。在重新进入Windows XP系统后,系统提示“发现新硬件”并试图自动安装网卡驱动程序,并会打开“找到新的硬件向导”对话框让用户进行手工安装。点击“自动安装软件”选项,将随网卡附带的驱动程序盘插入光驱,并点击“下一步”按钮,这样就可以进行驱动程序的安装。点击“完成”按钮即可。打开“设备管理器”对话框,我们可以看到“网络适配器”中已经有了安装的无线网卡。 在成功安装无线网卡之后,在Windows XP系统任务栏中会出现一个连接图标(在“网络连接”窗口中还会增加“无线网络连接”图标),右键点击该图标,选择“查看可用的无线连接”命令,在出现的对话框中会显示搜索到的可用无线网络,选中该网络,点击“连接”按钮即可连接到该无线网络中。

接着,在室内选择一个合适位置摆放无线路由器,接通电源即可。为了保证以后能无线上网,需要摆放在离Internet网络入口比较近的地方。另外,我们需要注意无线路由器与安装了无线网卡计算机之间的距离,因为无线信号会受到距离、穿墙等性能影响,距离过长会影响接收信号和数据传输速度,最好保证在30米以内。

1.设置无线路由器

在配置无线路由器之前,首先要认真阅读随产品附送的《用户手册》,从中了解到默认的管理IP地址以及访问密码。例如,我们这款无线路由器默认的管理IP地址为192.168.1.1,访问密码为admin. 连接到无线网络后,打开IE浏览器,在地址框中输入192.168.1.1,再输入登录用户名和密码(用户名默认为空),点击“确定”按钮打开路由器设置页面。然后在左侧窗口点击“基本设置”链接,在右侧的窗口中设置IP地址,默认为192.168.1.1;在“无线设置”选项组中保证选择“允许”,在“SSID”选项中可以设置无线局域网的名称,在“频道”选项中选择默认的数字即可;在“WEP”选项中可以选择是否启用密钥,默认选择禁用。

2.无线客户端设置

设置完无线路由器后,下面还需要对安装了无线网卡的客户端进行设置。

第一步:在客户端计算机中,右键点击系统任务栏无线连接图标,选择“查看可用的无线连接”命令,在打开的对话框中点击“高级”按钮,在打开的对话框中点击“无线网络配置”选项卡,点击“高级”按钮,在出现的对话框中选择“仅访问点(结构)网络”或“任何可用的网络(首选访问点)”选项,点击“关闭”按钮即可。

第二步:为了保证无线局域网中的计算机顺利实现共享、进行互访,应该统一局域网中的所有计算机的工作组名称。

第三步:右键点击“我的电脑”,选择“属性”命令,打开“系统属性”对话框。点击“计算机名”选项卡,点击“更改”按钮,在出现的对话框中输入新的计算机名和工作组名称,输入完毕点击“确定”按钮。

第四步:重新启动计算机后,打开“网上邻居”,点击“网络任务”任务窗格中的“查看工作组计算机”链接就可以看到无线局域网中的其他计算机名称了。以后,还可以在每一台计算机中设置共享文件夹,实现无线局域网中的文件的共享;设置共享打印机和传真机,实现无线局域网中的共享打印和传真等操作。

3.设置密码保护

为了防止别人蹭用你的无线网,必须设置密码,这才能使你的无线网络资源自己和家人合理利用它,用户认证——口令控制。在无线网的站点上使用口令控制,当然为必要局限于无线网,诸如NovellNetWare和Microsoft NT等网络操作系统和服务器提供了包括管理在内的内建多级安全服务。口令应处于严格的控制下并经常予以变更。由于无线网的用户要包括移动用户,而移动用户又倾向于把他们的笔记本移来移去,因此,严格的口令策略等于增加了一个安全级别,它有助于确认网站是否被合法的用户使用。

(四)配置局域网

1.配置网卡

在你正确安装完网卡及相应的驱动程序后,Windows XP将为它检测到的网卡创建一个局域网连接。

首先,打开控制面板中的“网络连接”项,可以看到在“网络连接”窗口中已经建立的局域网连接。

其次,右键单击“本地连接”图标,在快捷菜单中选择“属性”命令,打开“本地连接属性”对话框,在对话框的上方将列出连接时使用的网络适配器,单击“配置”按钮,打开相应的对话框,在该对话框中可以对网络适配器进行设置。

最后,在该对话框中共有“常规”、“高级”、“驱动程序”、“资源”四个标签,我们可以通过这四个标签对网络适配器进行相应的配置。

2.网络组件的设置

网络组件是指当计算机连接到网络时,用来进行通信的客户、服务和协议。

第一步:安装协议:在网络适配器安装正确后,Windows XP默认安装有“Internet协议”,即TCP/IP协议。如果需要添加其他的协议,请单击“安装”按钮,以打开“选择网络组件类型”对话框,在此对话框中用户可以选择要安装组件的类型。

双击“协议”选项,打开“选择网络协议”对话框,该对话框中的列表中列出了当前可用的协议,选中需要添加的协议,单击“确定”按钮即可进行安装。

第二步:设置TCP/IP协议:TCP/IP协议是Internet最重要的通信协议,它提供了远程登录、文件传输、电子邮件和WWW等网络服务。是系统默认安装的协议。

在“本地连接属性”对话框中,双击列表中的“Internet协议(TCP/IP)”项,打开“Internet协议属性”对话框,在该对话框中,你可以设置IP地址、子网掩码、默认网关等。

IP地址:在局域网中,IP地址一般是192.168.0.X,X可以是1~255之间的任意数字,但在局域网中每一台计算机的IP地址应是唯一的。你也可以选中“自动获得IP地址”项,让系统自动为你在局域网中分配一个IP地址。

子网掩码:局域网中该项一般设置为255.255.255.0。

默认网关:如果本地计算机需要通过其他计算机访问Internet,需要将“默认网关”设置为代理服务器的IP地址。上述选项设置完成后,单击“确定”按钮即可。

3.工作组的设置

局域网中的计算机应同属于一个工作组,才能相互访问。

第一步:右键单击“我的电脑”图标,在快捷菜单中选择“属性”命令,打开“系统特性”对话框。

第二步: 单击“网络标识”标签,并单击“属性”按钮,打开“标识更改”对话框。在“隶属于”选项组中单击“工作组”选项,并在下面的文本框中输入工作组的名称。

【结束语】

通过最后一周对家庭网络的设计,我对无线局域网、AP、以及无线设备以安全防范等系列知识都有了一定的了解。

由于在此之前对于无线网络组建和无线设备知识的了解都比较片面,学到的也只是一些片面的知识,并不能很好的运用到实际操作中去,所以从一开始就碰到许多困难。在整个方案设计阶段感受最为深刻的是掌握学习的方式和解决问题的方法。首先是解决问题的方式,虽然面临的信息很多,但是如何从大量的信息中筛选出所需的信息,有用的信息,才是解决问题的关键。随着无线技术的不断更新给无线局域网的发展带来了很大的发展,也对无线局域网的安全带来了前所未有的挑战。随着IPV6的发展趋势,无线局域冈的发展也得随着IPV6的发展而发展。

本论文是在老师的悉心指导下完成的,论文的顺利完成,也离不开其它各位同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中,付智慧老师、各位同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见,在他们的帮助下,论文得以不断的完善,最终帮助我完整的写完了整个论文。

【参考文献】

【1】麻信洛,李晓中,董建宁.《无线局域网构建及应用》.国防工业出版社

【2】王祥仲,郑少京.《局域网组建与维护实用教程》.北京:清华大学出版社

【3】王顺满.(美)西恩帕.《无线局域网的设计与实现》.科学出版社

【4】思科网络技术学院教程.《无线局域网基础》.人民邮电出版社

【5】杨军.《无线局域网组建实战》.北京电子工业出版社

【7】《家庭无线局域网组网方案》.网络文库

㈡ 简答题1.简述当前广电城域网的接入网双向化改造有哪三种主流接入方案,并比较其优劣

三种主流接入方案:1、 EOC;2、 CMTS;3、LAN

重点:

在双向改造中,广电当前面临着最重要的任务是加快广电网络数字化升级改造,在选择双向改造的技术中,对于广电网络接入运营商来说,需要做的是在众多双向网络改造方案中摸索出一条适合自己的道路。(适合的才是最好的

用一句话来总结广电双向改造这三类主流接入技术:EOC需要标准化,CMTS需要廉价一些,LAN需要接入率。

具体可以看:

所谓“三网融合”,就是指电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享,避免低水平的重复建设,形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。其表现为技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通,形成无缝覆盖,业务层上互相渗透和交叉,应用层上趋向使用统一的IP协议,在经营上互相竞争、互相合作,朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起,行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。

随着三网融合的启动,广电当前面临着最重要的任务是加快有线电视网络数字化升级改造,加快建设下一代广播电视网,在这一过程中广电网络需要大量采用双向改造的技术,从而确保广电在三网融合竞争的中取得优势。

意义

它不仅是将现有网络资源有效整合、互联互通,而且会形成新的服务和运营机制,并有利于信息产业结构的优化,以及政策法规的相应变革。融合以后,不仅信息传播、内容和通信服务的方式会发生很大变化,企业应用、个人信息消费的具体形态也将会有质的变化。

三网融合将会从根本上改变我国文化信息资源保存、管理、传播、使用的传统方式和手段,为知识创新和两个文明建设营造一个汲取文化信息的良好环境。

从国务院推出的三网融合政策来看:2013年至2015年,将总结推广试点经验,全面实现三网融合发展,普及应用融合业务,基本形成适度竞争的网络产业格局。

2年以后,根据国务院试点的政策三网融合将会在全国全面地推广开来,对于广电网络数字化升级改造的来说,时间将会是多么的紧张。

目前,从我国广电网络的整体来看,其网络仍然存在着大量的HFC网络,而且大多数网络都没有完成双向改造,这样的网络仅能满足基本广播电视节目的传送,既不能承载多媒体交互业务,也不能有效实现网络、业务和用户管理。所以,广电广电当前面临着最重要的任务是首先解决把HFC网络从单向网络改变为双向网络。

HFC是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术 有线电视网目前在全世界已有超过9.4亿的用户,我国有线电视网自90年代初发展至今,全国覆盖面已达50%,电视家庭用户数有8000多万,成为世界上第一大有线电视网。随着计算机技术、通信技术、网络技术、有线电视技术及多媒体技术的飞速发展,尤其在Internet的推动下,用户对信息交换和网络传输都提出了新的要求,希望融合CATV网络、计算机网络和电信网为一体的呼声越来越高。利用HFC网络结构,建立一种经济实用的宽带综合信息服务网的方案也由此而生。

这对于广电在三网融合的竞争中有利于提升广电自身的网络价值、提高竞争力、提高服务质量、提高收入。网络改造的成效也体现在网络社会效益和经济效益的提高上。改造网络的另一目的是为了应对日益激烈甚至是残酷的竞争:避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力,从而提高网络服务的社会和经济效益。

那么在当前广电网络的双向改造中,广电部门和大多数商家习惯于涉足哪几类双向改造的主流接入技术呢?

1、 EOC

1.1、 EOC的概念

有源EOC

现在涌现出很多的技术和解决方案,将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。尽管有人也称之为“Ethernetover Coax”,但是与真正的EoC(基带EoC/无源EoC)有非常大的差别,同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式,严格从技术的角度来说是不可称之为“EoC”的。这类技术主要有以下几种:HomePNAover Coax、HomePlug BPL over Coax、HomePlugAV over Coax、WiFi over Coax、MoCA - Multimediaover Coax Alliance,我们暂且总称之“有源EoC”或“调制EoC”。

HomePNA、HomePlug BPL、HomePlugAV和WiFi(Wireless LAN,Wireless Fidelity)都是目前比较成熟的家庭联网技术,他们的发展均有数年的历史,MoCA则是Multimedia over Coax Alliance推出的基于同轴电缆的联网技术,是四种技术中最年轻的。HiNOC是最近中国市场新出现的一种标准EOC技术,也是专门针对同轴电缆的技术,但目前尚无商业芯片。

无源EoC

无源EoC (Ethernetover Coax)技术基于IEEE 802.3 相关的一系列协议,也就是把以太网信号在同轴电缆上传输的一种传输技术。原有以太网络信号的帧格式和MAC 层都没有改变,只是将从差分平衡信号(双绞线媒介)转换成非平衡信号(同轴电缆媒介)。其最大的特点是客户端是无源器件。基带同轴传输系统占用0-65MHz频段为用户提供了10M的带宽。利用高低通滤波方式全部采用无源器件在同轴上实现数据和有线电视信号的传输,系统需要将原来的平衡方式传输的以太网信号变成不平衡方式传输,还要将以太网收、发信号合成一路信号,并完成100欧/75欧阻抗变换。基带EOC技术是将以太网数据信号IP DATA和有线电视信号TVRF采用频分复用技术,使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输的技术。根据我国的有线电视网络频率老国标分割的标准,将IP DATA信号在35MHz 以下频段传输,TV RF 信号在48MHz 以上频带传输,可以实现两个信号的共缆传输,而互不影响,或者根据新国标65/87的分割点,EOC内置滤波器易于批量生产。在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IP DATA 和 TV RF 混合信号直接传送至用户端,再在用户端实现混合信号的无源分离。无源EOC需要将以太信号和86MHz以上的CATV信号通过双工滤波器合在一起,需要双工滤波器具有高隔离度、高回波损耗、尽可能低的插入损耗,才可以有效抑制以太网产生的杂散信号。同时滤波器会产生相位非线性,需要对群时延进行必须的均衡。因此对信号指标和产品工艺要求非常高,否则容易引起信号不通畅。因为无源EOC的能量主要集中在0到20MHz,而分支分配器的带宽一般为5到1000MHz,因此无源EOC无法通过分支分配器。

EoC(Ethernet over Coax)是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术,主要将机房传送至小区或大楼的宽带数据信号通过电缆向用户传输,满足用户端多业务开展带来的高带宽需求。

据DVBCN了解,EoC可以根据数据信号分为基带和调制两种传输方式,分别是基带EoC和调制EoC。

基带EoC一般为无源设备,基于IEEE 802.3相关的一系列协议,它将以太数据信号和有线电视信号采用频分复用技术,使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输。它适用于集中分配的小区,一般情况下数据信号必须到楼道。因此基带EoC技术无法适用于网络中的普遍存在的树型网络。

调制EoC利用正交频分复用(OFDM)等技术在头端把以太网信号调制到某个频段上,然后再耦合到同轴电缆上传输,在用户端通过类似于CM的设备终端对调制在同轴电缆上的信号进行解调处理恢复成基带信号通过以太网接口向用户提供服务,同时,也将用户的回传信号进行调制加载到电缆网上传输到头端,即实现了通过同轴电缆传输以太网信号的过程。由于采用了先进高效的调制方式以及错误校验技术,物理层速率远远超出无源EoC能够提供的带宽,对未来用户高带宽的接入需求将提供有力的支持。调制EoC系统能克服基带EoC的缺点,具有传输距离远,能跨越放大器、分支分配器,较高带宽,支持QoS,支持集中网管等优点。调制EoC又可细分出很多技术,如MoCA、HomePNA、HomePlug、Wi-Fi等。

1.2、 EOC标准尚未确立

EoC系统作为光纤到小区(FTTC)或光纤到楼栋(FTTB)或光纤到户(FTTX)的最后一段电缆传输技术,可将光纤收发器、PON的终端ONU作为上联汇聚设备。从组网方式来看,类似于CMTS在有线电视网络中的应用,只是将CMTS头端设备下降至小区以下使用,以符合“光进铜退”的网络发展趋势。而且从经济性看,调制EoC技术的价格比CMTS技术要低得多。

但是,目前EoC存在的一个问题就是它的技术尚在发展之中,多种技术并存竞争市场的局面尚有时日,价格仍然是比较高,究竟何种技术领先需要在实践中进行判断。

在DVBCN记者看来:基带EOC,只能用在集中分配网上,4\2线转换电路在空载时,交换机就会环回死机,而留给网卡的富余电平只有几个 DB;调制类EOC,技术成熟度低,市场极其混乱。低频调制类的缺点是受噪声影响大。高频调制类的缺点是传输损耗大,虽然灵敏度高,但电平太小时信噪比差,吞吐率会下降。另外由于采用带宽共享机制,故不适宜开展IPTV之类的高带宽业务

1.3、EOC的应用还存在问题

在EOC的应用中,广电专家余少波博士在回复DVBCN记者时,他认为目前在国内的EOC应用中还存在着一些问题:

其一、许多的EOC应用场景,或者是用于宽带上网,或是视频采用IPQAM的方式来传输,因此对EOC的延迟、抖动没有要求。所以,现在的应用是不能完全反映我们在以后的NGB中对EOC的需求的。

其二、对EOC的应用评价,不能仅仅从数量上来评判。而是要从实际的应用场景上来评判。我们的应用场景是什么?我们有什么杨的需求?这些,应该像HINOC标准的建立一样,先要建立一个模型,然后来进行评判。建议科技司或规划院找一些合适的人来参与模型的建立。没有需求就没有评判的标准,没有模型就没有进行评判的根据。没有评判的体系就没有正确的评判。

其三、EOC的情况调查和评估,需要模型。建立实际的测试规范或是确定实际的指标,也是需要模型的。有了NGB我们知道需要什么样的带宽了,20M===40M。那么,要传输视频,我们需要什么样的延迟和抖动?所以,模型的建立是以后建立测试规范的关键。是进行正确评判的基础。

1.4、EOC+EPON技术方案的应用

目前,双向网络改造的主流方案有两种,一种是基于HFC网络的双向改造方案(CM方案),另一种是近两年提出的一种新方案,即EPON到楼+EoC技术方案。

三网融合,随着广电双向网络改造的深入,据DVBCN了解,目前业界中的大多数广电运营商都比较推崇于EPON+EOC技术解决方案。

从双向改造的投资成本上来看:武汉长光胡保民博士向DVBCN记者表示,选用EPON+EOC作为双向改造时,该技术在到户带宽、户均覆盖成本等方面,相比CMTS和EPON+LAN,EPON+EoC(EoC以HomePlug AV为例)均具有一定优势。比如说:30%接入率2M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要911元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需54元;10%接入率1M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要161元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需29元。

从双向改造的速度和难度上来看:胡保民博士认为,在EPON+EoC在双向网络改造中,使用该技术改造难度小、速度快,同时户均覆盖成本低;而“CMTS技术成熟但带宽成本高;EPON+LAN面临全网改造难度大、低接入率时覆盖成本高、楼道交换机管理等众多问题。

从双向改造的有效利用资源来看:阿尔卡特朗讯公司在接受DVCBN的采访时认为,在三网融合向NGB演进过程中可采用EPON+EOC解决方案,可以有效利用广电运营商丰富的HFC资源,减少网络改造的投资,实现视频、数据和话音的高效综合承载。EPON+EOC方案采用的 HomePlug AV/BPL和HomePNA等主流技术也都获得了广泛的应用。

2、 CMTS

2.1、CMTS的概念

CMTS(Cable ModemTerminal Systems),CMTS是管理控制Cable Modem的设备,其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。其配置内容主要有:下行频率、下行调制方式、下行电平等。下行频率在指定的频率范围内可以任意设定,但为了不干扰其它频道的信号,应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上。调制方式的选择应考虑信道的传输质量。此外,还必须设置DHCP、TFTP服务器的IP地址,CMTS的IP地址等。上述设置完成后,如果中间线路无故障,信号电平的衰减符合要求,则启动DHCP、TFTP服务器,就可在前端和Cable Modem间建立正常的通信通道。

目前,虽然CMTS接入技术比较成熟,但是随着EPON+EOC技术解决方案的出现,广电部门和设备商开始慢慢倾向“EPON+EOC”的技术路线,主要原因是:①EOC 每户成本已经低于Cable Modem,得益于光通设备的快速降价;②技术优势明显,干扰小,寿命长,运维成本同样低;③带宽体验较好;④安全性高。

2.2、CMTS的优势与缺陷

目前,双向网络改造的主流方案有两种,除了近两年提出的一种新方案(EPON到楼+EoC技术方案)以外,另一种便是基于HFC网络的双向改造方案(CM方案)。

基于HFC网络的双向改造方案(CMTS+CM方案)的最大优势:

首先,高度集中,除了分前端(前端)的CMTS和用户端的CM以外,没有其他有源的数据网设备,因此管理、维护比较方便。CMTS的另一大优势是时间成本低:一旦部署了CMTS,就像电信ADSL一样可以随时开通用户,这对竞争是非常重要的。

其次,覆盖范围大,单从宽带接入业务考虑,CMTS可以分期投资,逐步扩充。

另外,CM的标准化、成熟度也是其它方案难以比拟的。DOCSIS标准的带宽利用率最高,能达到的吞吐量也最高。DOCSIS3.0采用频道捆绑技术可以大大提高速率,甚至达到下行1Gbps、上行500Mbps的水平,这是目前所有其它铜缆接入技术无法达到的。

在同轴电缆占HFC网络中较大比例的时代,CMTS几乎是基于同轴电缆的唯一可选的双向改造方案。

基于HFC网络的双向改造方案(CMTS+CM方案)的最大缺陷:

第一,CMTS单位带宽成本太高是这个方案的致命弱点。短期内如果只作宽带接入和上网,每个信道实际接入服务200户以下(覆盖2000户以下),由于共享和非同时应用,上网速率还可以达到200k-2M。如果作流媒体服务(IPTV、VOD等现在流行的新业务),每个用户都需要长时间占用网络、大流量吞吐数据,每个信道只能服务40户以下,成本就太高了。除非CMTS能够降价90%以上才可能是一个性价比较高的方案。

第二,反向噪声汇聚也是一个工程和维护的难题,HFC网络反向设计和施工工艺的控制在我国大部分地区(特别是中、小城市)实施也还存在一定难度,而维护和运行故障排除需要的技术支撑在我国大部分地区短期内也难妥善解决。

2.3、双向网改依旧以CMTS为主,EPON+EOC应用逐渐扩大

截止到2010年6月底,根据《中国数字电视运营季度监测报告》显示,我国有线双向网络覆盖用户已超过4600万户。双线网络改造将是下一阶段我国数字化发展的重要任务之一。

格兰研究向DVBCN记者表示,在当前的广电网络的双向改造中,有不足20%的有线运营商完成整个网络内用户的双向网改,有35.3%的有线运营商基本完成市区网络改造,如江苏省的南京、苏州、哈尔滨等地区;有27.1%的有线运营商正在推进本地区网络改造,如湖南省网、湖北省网、安徽省网、吉林省网、沈阳等地区积极推进双线网络改造,推进双向互动业务发展,提高自身在三网融合中的竞争优势。有线运营商双向网络改造任务依然艰巨。

同时,从格兰研究向DVBCN记者所提供的资料显示,目前有线运营商网络改造技术以CMTS和EPON+EOC为主。随着EPON+EOC技术的逐渐完善,设备成本逐渐下降,目前越来越多的有线运营商选用EPON+EOC技术方案,可以有效地减少双向网改资金投入,减少部分资金压力。

从目前形势来看,以及武汉长光、阿尔卡特朗讯和格兰研究等公司都向DVBCN记者表示,“EPON+EOC”将是今后有线运营商双向网络改造的主选技术方案。

3、LAN

3.1、LAN的概念

局域网(Local Area Network)是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内),将各种计算机。外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路,与远方的局域网、数据库或处理中心相连接,构成一个大范围的信息处理系统。简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等,一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

局域网(LAN)是在一个小区域范围内对各种数据通信设备提供了互连的信息网,其中决定局域网特性的主要技术:一是用以传输数据的传输媒体;二是用以连接各种设备的拓扑结构;三是用以共享资源的媒体访问控制方法。

而局域网(LAN)技术主要包括以太网系列技术、令牌网络技术等技术,以太网技术具有成本低、技术简单、使用管理方便等特点,以太网系列技术主要包括以太网、快速以太网、千兆以太网和10G以太网等技术。

在该类技术中,用于双向网络的接入采用五类线进行入户改造,完成双向数据业务的接入功能,有线电视网络仍然采用HFC网络实现。

五类线接入方式具有接入带宽高,可扩充,可以承载多业务运营等特点。在后期维护中,五类线入户方式符合综合布线系统要求。用户间相互影响小,维护与故障处理方便。

五类线接入方式存在着五类线需重新入户施工,施工量和施工难度较大,因此五类线接入方式主要适用于新建住宅预埋线路或办公楼等网络用户密集的地区。

3.2、LAN 的优点与缺点

由于LAN是一个局域网,其它的优点就是在双向改造完成以后,选用了EPON到楼+EoC技术方案的单位用户独占线路资源,不存在相互干扰的问题,开展点播业务不需要新增用户的终端投入,并且可以有效节省开通成本。而在存带宽规划上,EPON+LAN技术方案1000M到小区,100M到楼道,10M到户,可满足用户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。

但是LAN 同时也有一个很大的缺点:不能在楼外布网线,易遭雷击。如果报装率太低,满铺的投资太大,利用率太低,投资收回的周期较长。

除此以外,DVBCN记者认为,LAN只有在新建小区建设,在旧小区内建设难度大,而且不符合升级需尽量保护现有投资的思想。事实上,LAN 属于室内型产品,组建简单,但是各个方面的要求较高,且维护费用高的特点。

3.3 EPON+LAN技术方案的应用

对于EPON+LAN技术方案,余少波博士认为EPON+LAN实际上是两张网络,对于没有自己的网络的长城宽带等是合适的。不把 EPON+LAN的方式理解为比较便宜,实际上是一种误解。因为在进行全业务和精细管理的情况下,需要QINQ,如果采用QINQ的模式,要求楼道交换机具有QINQ的功能,这就不是简单的HUB就可以了的,需要真正的交换机,价格在每个端口在100元左右。举个例子来说,如果要覆盖64个用户,就需要大约6400元左右,比一般的EOC局端要贵4倍左右。在加上其它的安装费用,实际上,成本比EPON+EOC方式要贵。

而武汉长光胡保民博士在接受DVBCN记者的采访时认为,尽管按照现有的测算EPON+LAN的成本可能比EPON+EOC要便宜,但是需要比较综合成本,一般的计算方法EPON+LAN都没有计算用户家里的家庭网关或者交换机,而随着EOC标准的统一,未来EPON+EoC的市场可能更有竞争力的。

不过在商业区中的应用,胡保民博士又认为,在商务楼、宾馆等细分市场中,采用EPON+LAN的模式也是可行的。

小结

在三网融合下,广电当前面临着最重要的任务是加快广电网络数字化升级改造,在选择双向改造的技术中,对于广电网络接入运营商来说,需要做的是在众多双向网络改造方案中摸索出一条适合自己的道路;用一句话来总结广电双向改造这三类主流接入技术:EOC需要标准化,CMTS需要廉价一些,LAN需要接入率。

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