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【摘 要】基于以太网技术的宽带社区网可以为家庭住户高性价比地提供高速互联网接入、视频点播、电话（或者Voice over IP, VoIP）和电视（交互式电视）等业务，成为三网合一的宽带社区网。本文简要介绍了宽带网接入技术的发展，重点从以太网的技术溯源、性能、网络互联等方面重点介绍了基于以太网技术的宽带社区网的现状及发展趋势。
【关键词】以太网 宽带性能 可用性 安全
中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：
一、社区宽带网接入技术的发展
1、XDSL接入技术 DSL（Digital Subscriber Line数字用户环路）技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载。xDSL中的“x”代表了各种数字用户环路技术，包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。 由于铜缆价格高以及接入速率的限制，目前各电信运营商已通过光进铜退逐步淘汰此技术。
2、光纤接入技术 光纤用户网具有价格低廉、带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，适于多种综合数据业务的传输，是未来宽带网络的发展方向，已被广泛应用于用户宽带网络的接入。MSTP传输技术的发展以及基于IP技术的PTN数据包传输技术广泛应用于骨干网和城域网，使用户的高速接入成为可能。FTTB和FTTH是目前用户使用的主要接入方式。它采用光波传输技术，为节省光纤资源，常用的光纤传输的复用技术有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）等，光波复用和分光技术在目前的宽带接入网中已广泛使用。
3、无线接入技术 无线接入技术无需布线、接入灵活，随着无线终端的普及，无线接入已被广泛应用。常用的接入方式有：基于移动网络的宽带接入（CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE）、运营商建设的WLAN网络、用户自建的家庭或办公室的AP热点。随着无线技术的发展，尤其是802.11X的普及，无线接入已成为短距离接入的发展方向。 杭州市道路两侧的停车收费系统就是使用了杭州华数建设的WLAN无线网络实现宽带接入。
二、基于以太网技术的宽带社区网 随着宽带接入技术和以太网技术的发展，基于以太网技术的宽带社区网可以为家庭用户提供高速互联网接入、视频点播、电话（或者Voice over IP, VoIP）和电视（交互式电视）等业务，成为三网合一的宽带社区网。
1、以太网技术溯源
以太网技术出现在上世纪七十年代，经过短短几十年的发展，以太网经历了从单工到双工、从共享到交换、从低速到高速的飞跃。1980年，制定了10Mbps以太网的1.0版本。IEEE 802.3工作组1985年发布了IEEE Std. 802.3-1985标准。从那时起，大量的新技术被补充到这个标准中，用来支持更多的网络媒体和更高的数据传输率。同时，这些新的改进也使以太网有可能成为宽带社区网的侯选技术。
2、以太网的高性能
以太网的高性能首先体现在越来越高的链路速率和高的包转发率。1995年3月IEEE 802工程组发布了IEEE802.3u规范，开始了快速以太网的大规模的应用。到了1998年6月，IEEE批准了光纤千兆位以太网标准和短距离铜线传输千兆位以太网标准，即IEEE802.3z。1999年6月，IEEE进一步标准化了802.3ab铜线传输千兆位以太网(1000Base-T)，允许在5类线上传输1Gb的速度。IEEE在2002年6月批准了10G以太网的正式标准——802.3ae，10G以太网有希望成为简单、快速以及具有高性价比的骨干网络技术。以太网技术可以运行在传统的电话双绞线（三类线）、五类无屏蔽对绞线、多模光纤和单模光纤等多种介质。多种介质选择以及从10Mbps到10Gbps的灵活的传输速率选择为以太网在宽带社区网的应用带来灵活性和高扩展性。
3、传统话音业务和电视业务的支持
今天在IP包交换网络中采用多播（Multicast）机制提供视频或音频广播业务。目前应用最广泛的多播机制是IP组播，基于IP技術宽带社区网中提供电视业务，视频点播等业务就是利用IP多播技术实现的。
基于以太网技术的宽带社区网必须在二层域支持组播功能。一系列新的关于组播的协议出现，为电信级宽带社区网利用多播技术提供电视、视频点播等广播业务提供了可能。
在传统的有线电视网中所有的电视节目被传送到机顶盒STB（Set-Top Box）。而在基于以太网技术的宽带社区网中只有被用户请求的节目被传送到机顶盒或家庭网关RG（Residential Gateway）。
基于以太网技术的宽带社区网可以分别连接到公众电话交换网PSTN（Public Switched Telephone Network）和IP电话骨干网，利用IP电话技术为住户提供电话业务。用户可以自由地选择传统的电话业务和VoIP业务。基于以太网技术的宽带社区网提供电话业务必须满足大规模市场应用或者电信级业务的扩展性和可用性要求，能够和七号信令系统SS7（Signaling System 7）相连，支持IP电话呼叫到公众电话交换网。IP PBX也能被用于基于以太网技术的宽带社区网为住户提供传统电话或者VoIP服务。
4、网络结构
宽带社区网是典型的树状拓扑的网络。基于以太网技术的宽带社区网的网络结构见图1。基于以太网技术的宽带社区网由四部分组成：二层域、三层域、服务域和用户驻地网CPN。
二层域由多级交换机组成。第一级交换机负责用户接入，在大规模的接入网中其他级交换机负责汇集通信量。LAN交换机是相对价格敏感的设备，
它必须支持组播、服务质量和网络管理。第一级交换机可能还需要实现主机访问网络资源的接入控制和身份认证功能。支持高的端口容量的定制专用集成电路是二层交换机的比较适合的选择。
三层域由接入路由器、边缘路由器和核心路由器组成。边缘路由器负责连接接入网和城域网，与MAN或者WAN协商SLA。边缘路由器必须具有高速接口、高的包转发率和高的端口容量。接入路由器负责二层域与三层域相连，二层域与三层域的QoS协商也由它与二层域边缘的交换机共同完成。同时，它也是三层DiffServ域的边缘路由器，
服务域包括本地服务域（Local Service Domain）和城域/广域服务域（MAN/WAN Service Domain）。通常由本地服务域负责提供电视和VoD业务，主要是因为VoD业务可以由直接连到宽带社区网的VoD服务器提供；同样，电视业务由本地的电视服务器提供。城域/广域服务域提供互连网接入、传统的电话和VoIP业务。两者的区别是电视业务和VoD业务都是由相应的本地服务器提供服务。需要指出的是，也可以通过城域/广域服务域提供电视和VoD业务，只是它们的服务质量将由宽带社区网和城域网或者广域网共同决定。
用户驻地网由家庭网关和终端设备（例如电视、计算机和电话等设备）组成。家庭网关位于住户家中，为用户提供多种业务。为了兼容传统的业务，家庭网关也必须提供传统的电视和电话接口。家庭网关是一个多端口的交换设备。
三、总结
以上讨论了基于以太网技术的宽带社区网的体系结构相关的内容，随着技术的发展，相信基于以太网技术的宽带社区网可以高性价比的为用户提供各种业务。
【关键词】以太网 宽带性能 可用性 安全
中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：
一、社区宽带网接入技术的发展
1、XDSL接入技术 DSL（Digital Subscriber Line数字用户环路）技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载。xDSL中的“x”代表了各种数字用户环路技术，包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。 由于铜缆价格高以及接入速率的限制，目前各电信运营商已通过光进铜退逐步淘汰此技术。
2、光纤接入技术 光纤用户网具有价格低廉、带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，适于多种综合数据业务的传输，是未来宽带网络的发展方向，已被广泛应用于用户宽带网络的接入。MSTP传输技术的发展以及基于IP技术的PTN数据包传输技术广泛应用于骨干网和城域网，使用户的高速接入成为可能。FTTB和FTTH是目前用户使用的主要接入方式。它采用光波传输技术，为节省光纤资源，常用的光纤传输的复用技术有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）等，光波复用和分光技术在目前的宽带接入网中已广泛使用。
3、无线接入技术 无线接入技术无需布线、接入灵活，随着无线终端的普及，无线接入已被广泛应用。常用的接入方式有：基于移动网络的宽带接入（CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE）、运营商建设的WLAN网络、用户自建的家庭或办公室的AP热点。随着无线技术的发展，尤其是802.11X的普及，无线接入已成为短距离接入的发展方向。 杭州市道路两侧的停车收费系统就是使用了杭州华数建设的WLAN无线网络实现宽带接入。
二、基于以太网技术的宽带社区网 随着宽带接入技术和以太网技术的发展，基于以太网技术的宽带社区网可以为家庭用户提供高速互联网接入、视频点播、电话（或者Voice over IP, VoIP）和电视（交互式电视）等业务，成为三网合一的宽带社区网。
1、以太网技术溯源
以太网技术出现在上世纪七十年代，经过短短几十年的发展，以太网经历了从单工到双工、从共享到交换、从低速到高速的飞跃。1980年，制定了10Mbps以太网的1.0版本。IEEE 802.3工作组1985年发布了IEEE Std. 802.3-1985标准。从那时起，大量的新技术被补充到这个标准中，用来支持更多的网络媒体和更高的数据传输率。同时，这些新的改进也使以太网有可能成为宽带社区网的侯选技术。
2、以太网的高性能
以太网的高性能首先体现在越来越高的链路速率和高的包转发率。1995年3月IEEE 802工程组发布了IEEE802.3u规范，开始了快速以太网的大规模的应用。到了1998年6月，IEEE批准了光纤千兆位以太网标准和短距离铜线传输千兆位以太网标准，即IEEE802.3z。1999年6月，IEEE进一步标准化了802.3ab铜线传输千兆位以太网(1000Base-T)，允许在5类线上传输1Gb的速度。IEEE在2002年6月批准了10G以太网的正式标准——802.3ae，10G以太网有希望成为简单、快速以及具有高性价比的骨干网络技术。以太网技术可以运行在传统的电话双绞线（三类线）、五类无屏蔽对绞线、多模光纤和单模光纤等多种介质。多种介质选择以及从10Mbps到10Gbps的灵活的传输速率选择为以太网在宽带社区网的应用带来灵活性和高扩展性。
3、传统话音业务和电视业务的支持
今天在IP包交换网络中采用多播（Multicast）机制提供视频或音频广播业务。目前应用最广泛的多播机制是IP组播，基于IP技術宽带社区网中提供电视业务，视频点播等业务就是利用IP多播技术实现的。
基于以太网技术的宽带社区网必须在二层域支持组播功能。一系列新的关于组播的协议出现，为电信级宽带社区网利用多播技术提供电视、视频点播等广播业务提供了可能。
在传统的有线电视网中所有的电视节目被传送到机顶盒STB（Set-Top Box）。而在基于以太网技术的宽带社区网中只有被用户请求的节目被传送到机顶盒或家庭网关RG（Residential Gateway）。
基于以太网技术的宽带社区网可以分别连接到公众电话交换网PSTN（Public Switched Telephone Network）和IP电话骨干网，利用IP电话技术为住户提供电话业务。用户可以自由地选择传统的电话业务和VoIP业务。基于以太网技术的宽带社区网提供电话业务必须满足大规模市场应用或者电信级业务的扩展性和可用性要求，能够和七号信令系统SS7（Signaling System 7）相连，支持IP电话呼叫到公众电话交换网。IP PBX也能被用于基于以太网技术的宽带社区网为住户提供传统电话或者VoIP服务。
4、网络结构
宽带社区网是典型的树状拓扑的网络。基于以太网技术的宽带社区网的网络结构见图1。基于以太网技术的宽带社区网由四部分组成：二层域、三层域、服务域和用户驻地网CPN。
二层域由多级交换机组成。第一级交换机负责用户接入，在大规模的接入网中其他级交换机负责汇集通信量。LAN交换机是相对价格敏感的设备，
它必须支持组播、服务质量和网络管理。第一级交换机可能还需要实现主机访问网络资源的接入控制和身份认证功能。支持高的端口容量的定制专用集成电路是二层交换机的比较适合的选择。
三层域由接入路由器、边缘路由器和核心路由器组成。边缘路由器负责连接接入网和城域网，与MAN或者WAN协商SLA。边缘路由器必须具有高速接口、高的包转发率和高的端口容量。接入路由器负责二层域与三层域相连，二层域与三层域的QoS协商也由它与二层域边缘的交换机共同完成。同时，它也是三层DiffServ域的边缘路由器，
服务域包括本地服务域（Local Service Domain）和城域/广域服务域（MAN/WAN Service Domain）。通常由本地服务域负责提供电视和VoD业务，主要是因为VoD业务可以由直接连到宽带社区网的VoD服务器提供；同样，电视业务由本地的电视服务器提供。城域/广域服务域提供互连网接入、传统的电话和VoIP业务。两者的区别是电视业务和VoD业务都是由相应的本地服务器提供服务。需要指出的是，也可以通过城域/广域服务域提供电视和VoD业务，只是它们的服务质量将由宽带社区网和城域网或者广域网共同决定。
用户驻地网由家庭网关和终端设备（例如电视、计算机和电话等设备）组成。家庭网关位于住户家中，为用户提供多种业务。为了兼容传统的业务，家庭网关也必须提供传统的电视和电话接口。家庭网关是一个多端口的交换设备。
三、总结
以上讨论了基于以太网技术的宽带社区网的体系结构相关的内容，随着技术的发展，相信基于以太网技术的宽带社区网可以高性价比的为用户提供各种业务。