VDSL擠身“最后一公里”

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　　提起以太網，人們一般都把它和5類線纜聯系起來�，F在的計算機局域網都采用以太網技術，按照當前流行的方式部署以太網，就意味著先要完成一個龐大的結構化布線工程。由于布線工程技術性較強，因此一般都要請專業的公司來完成，這使成本很高。

然而，發展相對成熟的電信業卻能提供密集的電話線設施，能使這一突出問題通過另一種途徑得以改觀。電話線具有價廉(3類線)和布線方便等優勢，即使重新布線，成本也很低。這樣看來，如果利用現有的電話線實現以太網的部署，真是再好不過了�？墒�，帶寬能滿足需求嗎？
　　
　　---- 一般應用以太網，用戶終端的數據傳輸速率至少是10Mbps。由于交換機成本的降低，不少用戶終端的速率已經達到100Mbps。其實，10Mbps的速率完全可以滿足一般應用的需求。但是，對于社區用戶、商業辦公樓和賓館來說，目前的寬帶接入方案還不十分理想，這也就是人們常說的“最后一公里”問題。即使是企業網，由于現有的以太網技術要求采用5類或更高級的線纜進行布線，所以對一些特殊場所并不是很適合。例如，一些環境差的制造車間和特殊建筑等都不允許進行大規模布線。針對這些問題，人們把目光集中在長距離以太網解決方案上，這一方案的關鍵是采用VDSL技術。
　　
　　一、寬帶接入面臨挑戰
　　
　　----目前，超過1Mbps的寬帶接入有光纖、數據專線（DDN）、ADSL、以太網入戶和Cable Modem等解決方案。但是，這些方案都具有一定的局限性。光纖和數據專線最大的缺點在于成本太高，因此一般很少有人采用；那么，ADSL、以太網和Cable Modem又如何呢？
　　
　　---- 1．ADSL
　　---- ADSL（Asymmetric Digital Subscribe Line，非對稱數字環路）利用現有的電話線高速傳送信息，但是上行速率和下行速率不一樣。根據傳輸距離的不同，下行速率的范圍為1.5Mbps～9Mbps，上行速率的范圍為16Kbps～640Kbps。其傳輸距離最長可以達到6km。ADSL的缺點是非常復雜且功耗很大（大約每條線路需要5W）。
　　
　　---- 2．以太網
　　---- 以太網解決方案就是把10Mbps的以太網接口遍布整個建筑物內。此方案的最大優點是帶寬穩定、可靠性高。由于以太網交換機的距離有限，所以每個樓層都需要多臺以太網交換機。要實現以太網解決方案，必須在整個建筑內實現5類布線系統。對于許多已經建成的賓館、具有歷史紀念意義的房屋以及一些具有特殊要求的生產場地，不宜進行5類布線，所以該解決方案經常顯現出很大的局限性。此外，5類布線的成本較高。
　　
　　---- 3．Cable Modem
　　---- Cable Modem解決方案的主要思想是利用現有的有線電視線纜傳輸數字信號。Cable Modem在對稱傳輸情況下的帶寬最高可以達到10Mbps，在非對稱傳輸情況下其下行速率最高為41.7Mbps。但是，Cable Modem的傳輸機制是共享帶寬的，因此無法保障對用戶的帶寬和服務質量，這同時也使安全性較差。此外，其線纜鋪設的成本較高。
　　---- 由于以上方案存在的不足，基于VDSL的長距離以太網越來越受到重視。
　　二、VDSL揭秘
　　---- VDSL（Very high data rate Digital Subscribe Line，甚高數據速率數字環線）是DSL家族中速率最高的接入方式。其下行速率見附表。
　　　
　　筆者曾專門采訪過業界知名的專家——德國Infineon公司首席科學家Boaz Porat博士，他是經典教材《數字信號處理教程》一書的作者，曾榮獲IEEE千年獎章。Porat博士就VDSL特別強調了QAM技術的優越性。在實現VDSL方面，主要有QAM和DMT這兩種技術。它們具有相似的性能，但是DMT更加復雜，相對簡單的QAM VDSL芯片則具有很高的集成度、低功耗和低成本等特點，所以QAM技術具有較好的性價比，一般廠商在VDSL產品方面大都選擇了QAM技術。
　　
　　---- Cisco系統公司產品技術經理陶欣認為，VDSL具有巨大優勢，在某些場合只有采用VDSL技術才能解決寬帶接入問題。與其他常見的寬帶接入方式相比較，VDSL的優勢是很明顯的。首先是速率方面，ADSL一般實際可達1Mbps左右，而VDSL實際可達15Mbps以上，這比ADSL快10倍以上；其次，在實現成本方面，VDSL只利用現有的電話線即可，免除了5類布線，并且如果采用以太網入戶，不管用戶是否使用都需要預先布線，一次性投資很高，但采用VDSL則沒有這一問題; 第三，在傳輸信息的兼容性方面，可以實現和原有的電話線、ISDN甚至ADSL公用同一對電話線，真正實現“三網合一”的理想；還有，VDSL具有良好的傳輸質量，可以實現視頻會議和視頻點播等，并實現高清晰度的電視廣播，后者是ADSL無法實現的。
　　
　　三、長距離以太網解決方案
　　
　　---- 由于基于VDSL技術的長距離以太網具有許多優勢，所以許多電信公司和網絡公司紛紛看好這一技術，并推出了相應的解決方案和產品，其中包括Cisco、Extreme、Alcatel、Nortel、Lucent和Infineon等公司。下面介紹2個比較有代表性的解決方案。
　　---- 1．Cisco的解決方案
　　---- Cisco推行的是LRE技術解決方案，它包括該公司的Catalyst 2900系列LRE XL交換機、575 LRE用戶端設備（CPE，Customer Premise Equipment）和LRE 48 POTS分路器（Slipper）。除了高速接入外，LRE解決方案能夠提供包括IP電話、視頻點播和交互游戲在內的下一代服務，這些對企業和消費者頗具吸引力。Cisco還推出了一種建筑物寬帶服務管理器（BBSM），它提供服務選擇、認證、計費、結算和帶寬限制等服務提供商特別關心的功能（見圖1）。
　　　
　　圖1 LRE以太網解決方案
　　---- Catalyst 2900系列LRE XL交換機是在Catalyst 2900系列XL交換機的基礎上開發的，保留了后者全部的企業級應用特點。其中Catalyst 2924 LRE XL具有24個長距離以太網端口，Catalyst 2912 LRE XL具有12個長距離以太網端口，它們都具有4個10/100Mbps自適應以太網端口。由于Catalyst 2900系列LRE XL集成了長距離以太網技術，因此不需要外部的Modem池，結構緊湊，是一個高密度解決方案。
　　
　　---- Catalyst 2900系列LRE XL所提供的長距離以太網端口即連接普通電話機所用的RJ21接口，因此適合各種場合。該交換機所提供的以太網端口（也就是RJ45接口），可用于連接服務器或鏈接多個長距離以太網交換機，也可用于上連到Catalyst 3500 XL等第三層交換機。
　　
　　---- 在圖1中，每個長距離以太網端口都有一臺575 LRE用戶端設備（CPE）。該設備提供1個RJ45接口和2個RJ21接口。RJ45接口用于連接計算機，2個RJ21接口分別用于連接網絡和電話線。通過575 LRE，實現了以太網卡和長距離以太網的互聯。
　　
　　---- LRE 48 POTS分路器的作用是把數據的信號和語音信號分離開，分別傳輸給以太網交換機和用戶的語音交換機（PBX）。該設備有6個RJ21接口，其中2個用于電話網配線架到分路器的連接，2個連接PBX，2個連接Catalyst 2900系列LRE XL交換機。該設備的總容量為48端口，可連接2臺長距離以太網交換機。
　　
　　---- LRE以太網解決方案在幾個方面的特點簡述如下。
　　
　　性能 Catalyst 2900系列LRE XL交換機的背板交換速率為3Mpps，可以用普通電話線提供最高達15Mbps的帶寬，2個以太網口可以聯合使用，提供200Mbps帶寬。這使該設備能很好地實現多播和廣播等功能。在每個端口上實現雙優先級轉發隊列的策略，保證數據、語音和視頻的傳輸。
　　易用性 對Catalyst 2900系列LRE XL交換機、575 LRE CPE和LRE 48 POTS分路器均可實行遠程管理，可以在每個Catalyst 2900系列LRE XL交換機端口上對575 LRE CPE實現自動配置。
　　可管理性 提供基于Web的管理界面，支持SNMP標準管理協議，可以通過CiscoWork2000網絡管理軟件進行管理，支持全部9組RMON管理和監測。
　　流量管理和虛擬局域網 通過Cisco組管理協議，可以使交換機有效地進行多播和廣播傳送信息，減少網絡信息流量。在任何端口可以根據IEEE 802.1Q標準實現虛擬局域網，避免網絡風暴。
　　安全性 采用Cisco快速上聯技術以保證迅速的故障恢復，提高穩定性和可靠性。支持TACACS+認證功能，采取多種安全措施防止非授權用戶改變交換機的配置。
　　---- 2．Infineon的解決方案
　　---- Infineon公司針對長距離以太網，提出了10BaseS解決方案。該解決方案采用最新的編碼和信號調制技術把以太網信號和電話信號結合起來。Infineon公司作為一個芯片廠商，主要提供芯片和板卡產品，包括PEF 22811、PEF 22810和PEF 22822等系列芯片。它們組成10BaseS解決方案的物理層。這些芯片和有關器件裝在一個板卡上面（見圖2）。
　　　
　　圖2 10BaseS物理層
　　---- 10BaseS物理層由4部分組成：（1）數據格式轉換，通過PEF22822芯片完成。該芯片支持以太網的通用接口，可以與一般的以太網物理層芯片或支持標準接口的以太網交換芯片連接。該芯片產生基于QAM的VDSL數字信號，完成以太網與VDSL數據幀格式的相互轉換，實現以太網通過VDSL技術在雙絞線上延伸；（2）調制和解調，通過FEB 22811芯片完成，該芯片負責VDSL信號的調制和解調；（3）信號放大，通過FEB 22810芯片完成。該芯片增強信號使其可以在普通線路上傳輸。上述3個芯片組成10BaseS 芯片組; （4）過濾器、混合器和分路器。過濾器可以提高通信質量，混合器實現2線和4線的轉換，分路器區分上行和下行信號。
　　---- 10BaseS基本解決方案見圖3。在局端或網絡中心，以太網交換機通過10BaseS物理層設備，利用VDSL技術，使得信號可以在電話線上傳輸；在用戶終端，又通過10BaseS物理層設備把VDSL信號轉換成以太網信號。因此，基本的10BaseS系統提供點到點的傳送機制，它通過現有的電話線實現了傳送均衡的、全雙工10Mbps速率的數據。
　　

文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/