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建设“宽带”的源动力——“宽带社区”中的技术发展与综述

——摘自《网络世界》2001年第50期

宽带接入技术选择
从技术的角度来看,光纤入户(FTTH)是宽带社区建设最为理想的一种方式,如果光纤能够入户,住户只要配相应的高速网卡,就可以进入宽带网络,再加上一些应用程序,就可以获得各种宽带服务。但在实际实施过程中,由于受到价格等多方面原因的影响,很少能真正实现光纤入户。所以在选择宽带网络的接入方式上一直是困扰着广大开发商的问题。

从目前的发展状况来看,宽带接入网技术主要是由有线接入网和无线接入网两部分组成。

有线接入网
目前实现接入网技术有很多种,根据数据传输特性、市场定位、在接入网中的位置及解决的问题的不同,接入网技术又可以分为:电缆接入、光纤接入、光纤电缆混合接入和以太网接入,这些技术的实现分别代表了电信、有线电视和计算机网络业。

1. 电缆接入
目前全球有十几亿公里的市话电缆,耗资数千亿美元,这是一笔巨大的财富,所以在有线接入网技术中,利用现有的铜线资源进行进一步的开发是接入技术的一个重点,现在常用的几种接入方式有ISDN和xDSL。

  • ISDN英文全称是Integrated Services Digital Network,即:综合业务数字网。它是以电话综合数字网为基础发展成的通信网,能够提供端到端的数字连接,用来承载包括话音和非话音在内的多种电信业务,用户能够通过有限的一组标准多用途用户、网络接口接入这个网络,享用各种类型的网络服务。ISDN两条传输通道均可以提供128Kbps的传输速率,基本上可以完成图像传输和低质量的实时视频,如桌面的会议电视,但如果需要高清晰度和高刷新率的图像质量还是不够的,而且收费标准比较高,用的越多费用就越高,基本上属于一种过时的技术。
  • xDSL可以分为:ADSL、CDSL、HDSL、UDSL和VDSL等,目前最常用的是ADSL。ADSL英文全称为Asymnetrical Digital Subscyiber Line,即非对称式数字用户环路。它可以使用40kHz以下的频率传输话音,40kHz以上的频率来传输数据,因此使用ADSL可以一直联网而不影响电话的使用。上行传输速率为64Kbps,下行传输速率为1Mbps~8Mbps,传输距离为3~4km。通过采用“非对称”式传输,解决了常规对称式传输难以避免的干扰问题,提高了传输速率,延长了传输距离。

ADSL接入的优点是可以利用现有的市内电话网和电话交换局机房,可以降低施工和维护工本,对电话业务没有干扰,缺点是对线路质量要求比较高,把ADSL放在市话端局的ADSL接入方式难以让用户实现真正意义上的宽带上网。而且在传输速度与用户和分局之间电话线的长度和线路的质量有很大关系,由于在楼内和楼外使用的都是非屏蔽双绞线,所以抵抗天气干扰的能力较差,并且带宽的可扩展型不大。

2. 光纤接入
随着宽带化和数字化要求的提高,光纤接入网以其巨大的带宽潜力、较远的传输距离、良好的保密性、强抗干扰性等特点成为接入网的发展方向。根据对光源的使用光纤接入网可分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON),以ATM为基础的宽带无源光网络最高可以提供高达622Mbps的数据传输速率,是目前最看好的一种接入网络方案。在PON中的设备主要有ONU、ONT、OLT、光分路器。根据主干线路和分节点终端设备的位置不同又可分为光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到办公室FTTO、光纤到家FTTH等多种接入方式,光纤接入的最终方式是FTTO和FTTH。

3. 光纤电缆混合接入
光纤/同轴电缆混合接入(HFC)是在有线电视(CATV)的基础之上发展起来的,目的是充分利用现有的有线电视网。以往的有线电视网只传送电视信号,而现在通过原有已建立起来的一个封闭的铜缆传输线路,经过改造来实现上网和通信。改造之后既可以满足电话、数据、模拟广播电视和交互式图像等多种业务的传输要求,又可以充分利用原有的CATV网,既经济又现实,目前可能是全光纤接入网实现之前的一个最佳方案。

因为有线电视的同轴电缆是按单行道模式设计的,因此只允许信号从有线电视台传送到用户端,不允许用户终端反馈到有线电视台,而Internet联网是一种双向的传输方式,即用户用不仅仅要接受信息,而且用户还需要把信息传送到网上去,所以需要将现有的有线电视台基础线路加以改造,实现双向传输,这需要大笔的资金投入;再者用户要在自己的电脑上安装一个高速电缆线调制解调器(Cable Modem)才能上网。因为HFC网是建立在模拟频分复用的基础上,从技术发展的大趋势上来看,未来的网络是朝数字化方向发展,HFC网有些背道而驰。

4. 以太网接入
以太网是目前应用最为广泛的局域网传输方式,它采用基带传输,通过双绞线和传输设备,实现10M/100M/1000M的传输速率,不久万兆以太网也将面世。在办公自动化、校园网、证券行业、宽带社区等各类行业中应用广泛,各大网络设备厂商均投入了大量的人力、物力和财力用于以太网产品的研究和开发,随着技术的不断创新,使得以太网产品已经形成了一个很成熟的市场,减少了技术风险和不稳定因素,同时以太网络技术还将以更高的速度不断发展和提高。从工程施工的角度来看,综合布线系统为网络的实施和安装提供了一套系统而规范的操作规程,系统的工程造价相对较为低廉,维护管理比较方便,网络的可扩张性强。

以太网接入是目前网络技术中相对比较先进和成熟的一种接入方式,因其应用广泛、性能稳定、价格低廉、可扩展性强等优点,可以为小区提供Internet上网、物业管理系统、停车场管理系统、电子公告系统、保安监控系统、可视对讲系统、家庭安防、水电气表远程抄送系统、火灾和燃气泄漏报警系统及家电控制系统等,是智能小区通讯的理想选择。

无线接入方式
无线接入是利用无线的方式替代传统的铜线接入,是有线接入的一种补充。特点是投资少、使用灵活、维护费用低、运营成本低、易于拆装和重新利用,适用于距离较远而且分散的用户区和有线用户系统未接到的地方。无线接入方式很多,主要分为:无线本地环路协议(WLL)、本地多点分配业务(LMDS)、卫星接入方式(DBS)、综合光纤无线混合系统(HFW)、已经实现无缝全球通信的个人通信系统(PCS)等等。

如何搭建合理的智能小区网络平台
目前,在大多数智能小区中都采用的是HFC网和以太网接入或两者相结合的接入方式,所以在我们确定了适合自己小区的网络接入方式之后,就要开始铺设小区智能系统。因为智能小区的核心是网络,所以安防信息系统以及小区物业的管理系统和居民的服务系统都需要依托网络这个平台来实现,这也使网络的搭建成为了重点,而对于小区内部的网络基本上都是采用以太网连接的方式。

小区内部的以太网一般由主干网、子网、远程访问和工作组集几个部分组成。
小区网络系统的主干网是整个小区数据信息流动的心脏,担负着信息流动的总调度,从功能上要完成: 1. 为子网之间的信息互联提供高速的路由,实现核心高速路由交换; 2. 实现全网的信息系统管理和安全管理; 3. 担负着与国际互联网联接的重要作用,是整个小区网络系统的总出口; 4. 连接着全网共享的高性能服务器,如VOD等。

因为主干网责任重大,一但坍塌将造成整个内部网络的瘫痪,而且主干网设备性能的高低将直接影响到内部网络信息流量的大小与快慢,容易造成瓶颈问题,不利于日后的网络升级,所以主干网的对设备的性能和技术含量要求很高,建议采用千兆位交换机作为核心网络交换主干。

子网主要为住户提供各种类型的服务,包括公用设备管理、房屋智能管理、安防系统和信息网络系统。远程访问可以提供拨号服务,使得异地住户也可以访问社区网络系统。以每一个独立的住宅楼为一个工作组,整个住宅楼群为一个完整的工作组集,利用网络交换机实现统一的管理。

目前在全国各地都在风风火火的做智能小区,受到小区的规模、开发商资金、当地宽带的发展情况以及当地人文情况等因素的影响,智能小区的规模也大不一样,下面我们就大型智能社区和中小型智能小区的网络系统分别作详细的介绍。

大型智能社区网络系统
由于一些大的集团化的房地产开发商都有一个或是多个比较大的智能小区,所以要求网络数据承载能力很强大,而且为了能够使一些公共资源实现共享,节约投资,方便于统一的管理,大都采用一个网络平台来实现,每个独立的小区作为该平台上的一个局域网,实现“独立运营,统一管理”网络系统。

在该方案当中采用千兆以太网为主干网,在系统中心安装了一台千兆主干交换机,将负责监控、网管、以及提供各种服务的工作站和服务器均与核心交换机相连,以各个小区为一个工作组,通过工作组级的交换机与核心交换机相连,这样通过核心交换机使各个小区的住户都可以享受到所有的服务,小区的物业也可以对小区中的所有住户进行管理,真正实现网络资源的共享。同时,为了确保数据信息在传输过程中的安全和稳定,在小区与小区之间、小区与中心之间均采用百兆光纤接入,而小区内的各个楼宇都可以确保10M的带宽,住户在家中就可以自由自在的在网络的海洋中尽情的畅游。

小区的管理中心的除了核心交换机、路由器、各种服务器和工作站外,通过ADSL或DDN专线的方式与Internet相连接,随着日后网络的发展以及住户的逐渐增多,还可以将现有的网络系统升级改造为ATM或千兆IP城域网与Internet相连,以提高小区的接入带宽,为住户提供更好的服务。

中小型智能小区
对于中小型智能小区在搭建网络平台是要量力而行,首先正确的选择网络的接入方式,既要费用合理,又要保证服务,以次提高小区的入住率。同时,除了向住户提供Internet接入服务外,还要在小区内部的网络上下功夫,因为中小型小区收到资金的影响,不可能象大型住宅社区那样铺设光纤,实现百兆宽带,所以要在服务上下功夫,比如利用现有的网络资源建立小区网站,通过小区的内部网向小区的住户提供多种多样的信息服务,例如:网上图书馆、网络游戏、社区服务以及公共信息查询等,这样即可以为小区的住户带来极大的方便,又可以扩大自己的知名度来迎接更多的新住户,真正做到“服务至上”。

运营中的计费技术
智能小区的网络搭建和智能化的管理是初期为小区招徕住户的条件之一,但从长远的角度来看,如何去运营才是真正智能小区永远立于不败之地的法宝,智能小区运营商不但需要长期为住户提供各种网络服务,同时还需要不断地向宽带网接入商交纳相应的费用,这是一项长期的投入。

“宽带运营,计费先行”这句话很形象的解释了运营与计费之间的利害关系。宽带就像一条信息高速公路,用户就象是在高速路上奔驰的汽车,计费管理系统就是道路交通法规,而运营商则是交通警察,严格执行交通法规,以保障道路的畅通无阻。所谓没有规矩不成方圆,计费管理系统就是在为宽带网络保驾护航。

从今年年初开始,很多新型的公司逐渐兴起,他们大多是专门从事内容服务和运营管理计费的研究和开发,像专门从事宽带运营计费这个领域的就出现了好几家公司,有国内的厂家,例如北京城市热点、上海思华、北京金诺等,也有国外的品牌,例如Unixfire、Fidelio等,甚至一些在国内电信业小有名气的网络厂商,例如深圳华为、亚信科技等,也都看好这片市场,同时还有不少的软件厂商不忘来凑热闹,推出了一些软件产品来争夺市场,分一杯羹。

小区的宽带计费管理系统是什么?运营商如何依靠计费管理系统为自己打造盈利的新天地?可以做一个比较。以往小区在为住户提供了网络服务和带宽之后,一般都会向用户每个月固定的收取等值的一笔上网费,这也就是大家了解并熟悉的包月制收费模式,在最初网络刚刚建立住户和服务都很少的情况下,这的确是一种很诱惑人的收费方式,但随着运营商提供给住户的服务内容越来越丰富,而且上网的人越来越多的情况下,这种收费方式就逐渐的露出马脚。因为上网的时间、内容和带宽都没有限制,所以有一些住户就一天24小时的挂在线上,占用网络资源,更有甚者,利用现有的网络线路,在小区中开黑网吧。但对于当今很多商务人士,工作比较繁忙,白天需要在外面上班,没有上网时间,而且面临着经常出差的痛苦,一个月能真正上网的时间与前者相比是少之甚少,可每个月交纳的上网费却是一样多,这就造成了极大的不公平,长此以往,不仅仅会出现住户与住户之间、住户与小区运营商之间的矛盾,而且会因为一些住户长期在网上恶性下载,造成“宽带不宽”的尴尬局面,使得住户怨声载道,令运营商焦头烂额。

在制定收费策略上首先必须符合一条商业规则:用户的需求是多方面的,运营商必须能够为不同需求的用户提供不同层次的服务和制定不同收费标准。简单地说就是“按需分配”,即“按使用计费”,这也是计费的核心。所谓“使用”就是:服务类型、服务质量、时长、流量和次数等。运营商可以通过对自己的业务进行包装,制定出一些经过组合服务内容、服务质量、费率的“价格包”,供住户进行选择,体现多用多收费、少用少收费、不用不收费的公平消费原则,切实为用户着想。收费策略明确了,管理就简单了,只要利用技术控制手段,我们就可以做到“有限制的包月”,解决了运营商、住户、内容/应用提供商三者之间的矛盾,打造一个三赢的平台。

计费和管理是密不可分的,没有明确的收费策略就不能很好地进行管理;同时没有有效的管理,收费就没有了依据和保障。智能小区是一个住户数量较多和且相对比较集中的地方,所以小区运营商更需要有一套完整的计费管理系统做保障,否则中将会被市场的大潮所淘汰。针对小区,计费管理系统必须具备以下的功能:

    1. 设立账户概念,以人为独立个体,计费和管理都需要依托账户存在;
    2. 账户需要与IP、MAC、VLAN AD进行多重绑定,设置多种用户识别手段,同时支持动态和静态绑定,静 态绑定确保账户的安全和保密,防止用户篡改IP或盗用账户信息,动态绑定可以提供账户漫游的功能;
    3. 支持PPPOE和基于WEB浏览器的登录模式;
    4. 提供首页重定向功能,运营商可以强制住户浏览运营商的门户站点上的内容,包括商业广告和收费政策等,支持用户自主式注册、服务订购、费用查询和个人资料修改等等;
    5. 对住户实行分组管理,可以按照地理位置/行政分组设置访问权限;
    6. 提供多种定制服务,同时将每种定制服务在细分成多种服务质量级别;
    7. 针对每个住户及住户组进行实时监控,包括上网时间、流量、占用的带宽、上网的服务类别等;
    8. 设置费用/信用超限告警,支持多种条件在线查询费用,可以强制在线用户离线;
    9. 可以向单个住户、用户组及满足条件的在线用户发送短消息;
    10. 支持批量开户和销户;
    11.按流量、时间、服务质量计费,支持分段费率、累计折扣、时段折扣、节假日折扣,并可以随时出账单;
    12.对于个人、集团、特殊等不同种类的拥护,设置不同的认证计费方式;
    13.开放性好,可以支持PPPOE、RADUIS协议;
    14.性能稳定,价格适中,产品技术成熟,性价比最优。

只有具备了上述的功能,计费管理系统才可能真正为智能小区把关,使住户感到放心可靠,同时运营商可以高枕无忧。


 
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