（计算机应用技术专业论文）宽带接入服务器bnas的设计与实现.pdf

摘要 未来的通信网络将是以i p 业务为中心的宽带网，宽带网络建设可以利用不 同的宽带接入方式：x d s l 、l m d s 、h o m e p n a 、l a n 、h f c 。本文讨论了各种宽带接人 手段的应用、比较和成本分析。目前限制用户宽带接人的主要障碍是费用，如何 通过共享到达小区的宽带线路，降低宽带接入费用和共享线路的不同方式是我们 讨论的主题之一。 同时宽带社区网络还需要统一的接人认证与授权；不同的计费方式：带宽管 理、流量控制；防火墙功能：虚拟专网v p n 功能等。解决这些问题要求引入宽带 接人服务器( b n a s ) ，或者称为综合接入服务器( u a s ) 。 本文详细地讨论了b n a s 的设计，需要达到的功能，采用的协议。针对b n a s 设计了综合管理系统，包括认证、计费、用户管理等模块，本文详细描述了系统 包括的若干模块的功能和实现。接下来具体分析了b n a s 综合管理系统中r a d i u s 认证和记账模块的软件设计。 当然，针对杜区宽带网络建设和b n a s 我们还有许多需要解决和完善的问题需 要讨论。 关键词： 城域网，芦区网，宽带接人，宽带网络差毫入服务器吨丞口薛，综合接入 服务器( 汹， v 7 a b s t r a c t t h ef u t u r ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ki sah i g h s p e e db r o a d b a n dd a t an e t w o r k w h i c ht a k e sd a t ae s p e c i a l l yt h ei ps e r v i c ea si t sc o r e v a r i o u sb r o a d b a n da c c e s s i n g m e t h o d sc a l lb e d e p l o y e d i nt h eb r o a d b a n dn e t w o r kc o n s t r u c t i o n t h a ti n c l u d e s a s y m m e t r i cd i g i t a l s u b s c r i b e l i n e ( a d s l ) ，e t h e m e t ( l a n ) ，l o c a lm u l 印o i n t d i s t r i b u t i o ns y s t e m ( l m d s ) ，h o m ep h o n el i n en e t w o r k a l l i a n c e ( h o m e p n a ) ，h f c ， e t c t h i sp a p e ri sm a i n l yt od i s c u s st h ea p p l i c a t i o n c o m p a r i s o no fv a r i o u sb r o a d b a n d a c c e s s i n gm e t h o d sa n dc o s ta n a l y s i s 1 1 1 ee x p a n s ei s t h em a j o rf a c t o rp r e v e n t su s e r s f r o m a c c e s s i n gb r o a d b a n d h o w t oa c c e s sb r o a d b a n dn e t w o r k b ys h a r i n g o rr e d u c et h e e x p a n s e o fb r o a d b a n d a c c e s s i n gi so n e o ft h em a j o r t o p i c si nt h i sp a p e r m e a n w h i l e ，t h eb r o a d b a n d c o m m u n i t y n e t w o r kn e e d st h ef u n c t i o n so f a u t h e n t i c a t i o n ，a u t h o r i z a t i o na n da c c o u n t i n gm u l t i p l e p r o t o c o l s ( a a a ) ，v a r i o u s c h a r g i n gm e t h o d s ，d a t a f l o wc o n t r o l ，b a n d w i d t hm a n a g e m e n t ，i pa d d r e s sm a n a g e m e n t ， s e r v i c e q u a l i t y ，f i r e w a l l ，v i s u a l p r i v a t en e t w o r k ( v p n ) a n do t h e r s e c u r i t y m e c h a n i s m s a l lt h ep r o b l e m sc a nb es e t t l e db ya c c e s s i n gt h eb r o a d b a n dn e t w o r k a c c e s ss e r v e r ( b n a s ) o rt h eu n i v e r s a la c c e s ss e r v e r ( u a s ) a tt h ee d g eo fb a c k b o n e n e t w o r k t h ed e t a l l e df e a t u r e s ，f u n c t i o n sa n dp r o t o c o l so fb n a sa r ed i s c u s s e di nt h i s p a p e r u n i v e r s a lm a n a g e m e n ts y s t e mi sd e s i g n e df o rb n a s ，i n c l u d e sa a a a n du s e r m a n a g e m e n tm o d u l e s t h i sp a p e rg i v e s d e t a i l e d d e s c r i p t i o no ft h er e a l i z a t i o n a n d f u n c t i o n so fs e v e r a lm o d u l e si nt h es y s t e m ，a n ds p e c i f i ca n a l y s i so ft h es o f t w a r ed e s i g n o ft h er e m o t ea u t h e n t i c a t i o nd i a li nu s e rs y s t e m ( r a d i u s ) m o d u l ea n db i l l i n g m o d u l e o f c o u i s c ，m a n yp r o b l e m sa b o u tc o m m u n i t yb r o a d b a n dn e t w o r kc o n s t r u c t i o na n d b n a sn e e dt ob es e t t l e da n d i m p r o v e d i nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：m e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k ( m a n ) ，c o m m u n i t yn e t w o r k ，b r o a d b a n d n e t w o r k a c c e s s ，u n i v e r s a la c c e s ss e r v e r ( u a s ) ，b r o a d b a n dn e t w o r ka c c e s ss e r v e r f b n a s ) i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。具我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名 日期如年，月j 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解秘后应遵守此规定) 签名 斟毗婊许i 岛。导师签名：丘f 日期：? 9 吃年广月夕p 日 a a a ： a a l ，： a a 乙5 ： a b r ： a d s l ： a t m ： a t m a r p b n a s ： c b r ： c h a p ： c p c s ： d s l a m ： i p s e c i p c p ： l 2 t p ： l a c ： l 工s ： l l c ： l n s ： m p ： n h r p ： n a s ： n s a p ： n c p o s p f ： p a p ： p p p ： p p p o a ： p p p o e ： 主要符号表 a u t h o r i z a t i o n ，a u t h e n t i c a t i o n ，a c c o u n t i n g ( 授权、认证、记帐) a t ma d a p t a t i o nb a y e r ( a t m 适配层) a t ma d a p t a t i o nl a y e rt y p e 5 ( a t m 适配层类型5 ) a v a i l a b l eb i tr a t e ( 有效比特率) a s y m m e t r i cd i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ( 非对称数字用户线) a s y n c h r o n o u st r a n sf e rm o d e ( 异步传输模式) a t ma d d r e s sr e s o l u t i o n p r o t o c o l ( a t m 地址解析协议) b r o a d b a n dn e t w o r ka c c e s ss e r v e r ( 宽带网络接人服务器) c o n s t a n tb i tr a t e ( 恒定比特率) c h a l l e n g e h a n d s h a k ea u t h e n t i c a t i o np r o t o c o l ( 握手认证协议) c o m m o np a r t c o n v e r g e n c es u bl a y e r ( 公共部分汇聚子层) t h ed i g i t a ls u b s c r i b e rl i n ea c c e s sm u l t i p l e x e r s ( d s l 接人复用器) i p s e c u r i t yp r o t o c o l t h ep p pi n t e r n e tp r o t o c o lc o n t r o lp r o t o c o l ( 网际网控制协议) l a y e r2 t u n n e lp r o t o c o l ( 第二层隧道协议) l 2 t pa c c e s sc o n c e n t r a t o r ( l 2 t p 接人集中器) l o g i c a l i p s u b n e t w o r k ( 逻辑i p 子网) l o g i c a ll i n kc o n t r o l ( 逻辑链路控制) l l 2 t pn e t w o r ks e r v e r ( l z t p 网络服务器) m u l t i l i n kp p p n e x th o pr e s o l u t i o np r o t o c o l ( 下一跳解析协议) n e t w o r ka c c e s ss e r v e r ( 网络接入服务器) n e t w o r ks e r v i c ea c c e s sp o i n t ( 网络服务访问点) n e t w o r kc o n t r o lp r o t o c o l ( 网络控制协议) o p e ns h o r t e s t p a t hf i r s tp r o t o c o l p a s s w o r da u t h e n t i c a t i o np r o t o c o l ( 密码认证协议) p o i n tt op o i n t p r o t o c o l ( 点到点协议) p p po v e ra a l 5 p p po v e re t h e r n e t v p v c ： r a d i u s r 工p ： t c p 工p s a p ： s a r ： s n a p ： s n m p ： s v c ： u a s ： v b r ： v c ： v c c ： 、，c i ： v p d n ： v p i ： v p n ： p e r m a n e n tv i r t u a lc o n n e c t i o n ( 永久虚连接) r e m o t ea u t h o r i z a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e ( 远程认证拨号用户服务) r o u t ei n f o r m a ti o np r o t o c o l t r a n s p o r tc o n t r o l p r o 七o c o l 工n t e r n e 七p r o t o c o l s e r v i c ea c c e s sp o i n t ( 服务访问点) s e g m e n t a t i o na n dr e s s e m b l ys u b l a y e r ( 分段和重组子层) s u b n e t w o r ka c c e s sp r o t o c o l ( 子网访问协议) s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ( 简单网络管理协议) s w i t c h e dv i r t u a lc o n n e c ti o n ( 交换虚连接) u n i v e r s a la c c e s ss e r v e r ( 综合接入服务器) v a r i a b l eb i tr a t e ( 可变比特率) v i r t u a lc h a n n e l ( 虚信道) v i r t u a lc h a n n e lc o n n e c t i o n ( 虚信道连接) v i r t u a lc h a n n e li d e n t i f i e r ( 虚信道标识符) v i r t u a lp r i v a t ed i a ln e t w o r k s ( 虚拟专用拨号网络) v i r t u a lp a t hi d e n t i f i e r ( 虚通路标识符) v i r t u a 】p r i r a t en e t w o r k v i 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 第一章宽带i p 通信网络建设 社区宽带网络是整个宽带网络建设的切人点，社区宽带网络建设可以采用多 种宽带接入方式并采用不同的网络设备，例如路由器、a d s l ( a s y m m e t r i cd i g i t a l s u b s c r i b e rl i n e ，非对称数字用户线) 、l a n 、交换机等，同时通过采用共享宽带 线路的方式节约费用，但这些设备组成的社区宽带网络目前在应用和管理方面仍 然存在部分问题，为了解决这些问题，需要引入宽带接入服务器b n a s ( b r o a d b a n d n e t w o r ka c c e s ss e r v e r 缩写为b n a s ) ，b n a s 设备主要采用了p p p o e ( p p po v e r e t h e r n e t ) 和r a d i u s ( r e m o t ea u t h o r i z a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e ) 等协议实 现。 引入b n a s 设备，有效地发挥了宽带网络的优势，解决了现有网络的不足。b n a s 设备支持多种宽带接入方式，灵活组网，有效的对社区的各种宽带应用进行管理， 满足用户和管理者共同的需求。 作者参加了大量宽带社区网络的设计和实施，通过大量的调查分析，提出以 共享宽带线路方式建设宽带社区，同时参加了b n a s 总体设计及其b n a s 设备综合 管理系统的设计和实现工作，作为项目负责人，具体负责r a d i u s 认证功能设计和 实现工作。 1 1 宽带i p 网络的分层结构 近年来，以因特网为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信概念和体 系，其迅猛发展的速度是人类历史上所有工业中最快的。投资大量集中在这一领 域，新概念、新技术不断出现目前，北美骨干网上的数据业务量已达到了约6 9 个月左右就翻一番的地步，比著名的c p u 性能进展的摩尔定律( 约1 8 个月左右就 翻一番) 还要快2 3 倍，而且迄今没有减缓的迹象。用不了多少年，全球的因特 网业务将超过话音业务。1 0 0 年来始终占据绝对主导地位的话音业务将最终让位给 数据业务。也就是说，以前电信网是在话音传输的基础上附带传输数据，将来的 电信网则最终将变成在数据传输的基础上附带传输话音。 宽带综合网络将是以i p 业务为中心的数据网。网络分层结构包括核心层、汇 聚层、接人层，如图1 1 所示。 核心层采用i po v e rd w d m s d h a t m 方式，主流设备采用吉比特或太比特线速 路由器，或大容量a t m 交换机，提供高速的核心交换功能和快速的路由处理功能， 满足核心网复杂路由协议支持、策略分布等方面的需要。 汇聚层完成业务会聚和i p 交换处理，是接人层各种接入方式的终结点。典型 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 的设备包括各类高中端路由器、l 2 l 3 交换机，以及宽带接入服务器。 接入层包括各类接入设备和系统，典型的有a d s l 接入系统，h f c 接人系统 ( h y b r i df i b e r c o a x ，光纤同轴混合网) ，以太网交换机，无线接人系统以及方 兴未艾的h o m e p n a ( h o m ep h o n el i n en e t w o r k i n ga l l i a n c e ，家庭电话线网络联 盟接人) 系统等。丰富多样的接人系统各有所长，相辅相成，为网络运营商和最 终用户提供完备的解决方案。 1 2 城域i p 接入网建设 图i 一1 宽带综合网络的分层结构 城域接入网包括接入层和汇聚层，图l 一2 给出了i t u - t 有关城域i p 接入网 的参考模型。 从用户驻地网c p n 到i n t e r n e t 服务提供商i s p 之间的所有管理、接入、传送 实体都属于城域接入网范畴。 从中可以看出，城域接入网应具备如下特点：能提供i p 用户到i s p 的接入， 支持多种传送技术，为用户提供动态选择i s p 的能力，以p p p 或以太网作为通过 a n ( a c c e s sn e t w o r k ，接入网) 运载i p 的协议。 2 塞堂堡堡堑矍呈丛箜塑丝盐兰塞望 i p 接入网 图1 2 城域p 接入网的参考模型 作为综合业务的解决方案，城域接入网还应提供对话音等传统窄带业务的支 持。通过增加互通功能单元( i w f ，i n t e rw o r k i n gf u n c t i o n ) ，实现i p 接入网和 传统p s t n 网的互通。如图l 一3 所示，用户驻地网c p n 中传统的终端设备t e ，计 算机p c ，电话t e l 等可以通过相应的网络终端设备n t 接人p s t n i s d n 电路交换网。 同时通过i p 接入网中接人参考点上相关接入设备接入i p 核心网，通过互通功能 单元( i w f ，i n t e rw o r k i n gf u n c t i o n ) ，实现i p 接入网和传统p s t n i s d n 网的互 通。 c p n c p n 图1 3m 接入网和传统p s t n 网的互通示意图 3 宽带接入服务器b n a s 的设计与实现 1 3 社区宽带网 1 3 i 概述 由于城市中不同地域的人群和集团对信息需求的种类和数量存在差异，同时城 域信息网建设需要个过程，人们提出了社区网的概念。作为城域网的子网，社 区网属于接入层，主要完成用户密集区或业务密集区内信息的接入，典型的社区 网包括信息化智能小区、商业楼( 区) 、校园网和企业网等。 从提供的业务看，社区网可分为两类：接入型社区网和互联型社区网。 接入型社区网的典型是信息化小区，业务以i n t e r n e t 接入和小区内宽带业务 的接人为主，用户问交互的业务为辅。接入型业务要求系统能提供较完善的a a a ( a u t h o r i z a t i o n ，a u t h e n t i c a t i o n ，a c c o u n t i n g ，认证、鉴权和计费) 功能，用 户能实现动态业务选择，通过p p p o e - 1 - r a d i u s 服务器方式满足用户对网络安全性 的要求，帮助运营商针对不同的用户，不同的业务，给予不同的带宽和流量控制 策略。 互联型社区网的典型是企业网和校园网，业务以用户间的互通为主，互联型业 务对系统最多的需求是提供v p n 功能，宽带接入服务器的引入能实现v p n 的集中 处理，有效降低系统造价。此外从运营的角度考虑，支持多视域管理的功能也是 非常必要的：视域包括全局视域和客户视域两种一全局视域是指网络运营商的视 域，网络运营商可以查看系统的全貌，对系统的全局参数进行配置；客户视域是 i s p v p n 客户等的视域，这些视域相互之间是隔离开的，各个租用带宽的i s p v p n 用户只能查看和配置自己购买服务的相关参数。 1 3 2 从窄带接入到宽带接入 目前社区主要类型有小区、酒店和写字楼等。 小区是指由物业管理公司明确划定或自然形成的居民住宅区。宽带信息化小区 即在住宅小区内采用现代信息网络技术，建立一个宽带信息业务接入平台，对各 种信息实现全面、实时、有效地接收、传递、采集和监控。宽带信息化小区的电 信网络的接入带宽要求大于1 5 m b s 。而目前的现状是：长时间拨号上网和浏览， 频繁断线，高昂的电话费，上网的同时无法使用电话。 针对这种现状需要提供高速接入互联网、以共享宽带接人线路的方式降低费 用、免拨号，随时在线，即使完全不懂网络知识的人也可轻松上网、家庭内部共享 宽带网络、要求施工简单，无需重新布线。 同时需要提供附加服务和增值服务：包括社区电子化、网上购物、办网上学 校、提供网络游戏、v o d 点播等。这些项目一方面能提供住户的生活质量，另一方 4 塞堂壅壁查墨堡垒坠璺盟墼盐皇墨生 面，也为物业管理公司带来了巨大的发展空间，另一方面，也为物业管理公司带 来了巨大的发展空间。 酒店提供的服务中，随着信息化的发展必须对用户提供高速接入互联网的服 务，并且能够提供有关电子化办公和电子化商务的一切服务。 无法提供高速互联网接人服务的宾馆，对于那些国际客户来说，无疑是场 商业灾难。 或许有些人认为可以采用便携式电脑拨号的方式接入互联网，但手提电脑的 使用者们能够几小时地占用电话线，使得酒店无法控制客人的接人费用，并且不 能同时提供必要的电话服务。 采用共享方式解决酒店网络策略，需要提供如下服务：共享方式高速接人互 联网，可以整体上控制接人的总费用；利用酒店局域网i n t r a n e t 连接其它f 网上互 动功能，方便酒店给客户提供全面地服务，如订机票、火车票、货运、速递等等： 在网上提供网上传真及网络电话的应用服务；提供其它增值服务，例如v o d 点播 和网上游戏，满足客人娱乐的需求，并可以收取一定费用；出租便携式电脑。 作为新兴的写字楼，随着i n t e r n e t 技术的发展，提供高速的互联网接人和 电子商务的手段是必备的条件。 写字楼类型宽带社区网络需要达到如下的目标：共享方式高速接人互联网， 可以在整体上控制接入总费用的同时提升写字楼本身的层次；利用局域网 i n t r a n e t 连接为客户提供全面的商务服务，如订机票、火车票、货运、速递等等： 在网上提供网上传真及网络电话的应用服务，避免客户在这方面的重复投入，作 为吸引客户的有利条件。 1 4 各种宽带接入技术 本文主要介绍各种宽带的接入手段和一些简单的应用与比较。我们可以分为 五类：x d s l 、l m d s 、h o m e p n a 、l a n 、h f c ，我们下面分别介绍。 1 4 1x d s l 技术 x d s l 是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括h d s l 、v d s l 、a d s l 、 e d s l 等。 目前使用最多的是a d s l 和v d s l 。a d s l 在一对铜线上支持上行速率6 4 0 k b p s ， 下行速率可达6 - 8 m b p s ，有效传输距离为3 - 5 公里。无分离器的a d s lg l i f e 上行 速率可达5 1 2 k b s ，下行速率为1 5 m b s ，有效传输距离为3 - 5 公里。 v d s l 的接人方式，下行速率为1 3 m b s 、2 6 m b s 、5 2 m b s 、1 5 5 m b s ，上行速率 可达2 m b s 以上，传输距离为i 0 0 米至1 公里。 5 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 目前比较成熟并逐步广泛应用的是a d s l 。 a d s l 的全称是a s y m m e t r i cd i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ，即不对称数字用户传 输线。它利用目前先进的数字编码和调制解调技术，实现在一对普通电话双绞线 上传送双向高速数字信号。a d s l 系统采用f d m ( 频分复用) 及d m t ( 离散多音频技 术) 相结合，同时传送电话和数据业务，并且互不干扰。在业务上支持不对称数 据业务，如高速i n t e r n e t 接入、视频点播v o d 、高速l a n 互联等，提高了普通电 话双绞线的利用率，是目前实现宽带和多业务“最后公里”接入的重要设备。 a d s l 系统可极大限度地提高i p 数据业务分流( i pb y p a s s ) 的能力，高速数据用 户的增加不会对传统话音交换机造成任何附加的负荷。对于终端用户来说，由于 不需要占用话音交换机的任何资源，故省去了上网的大量电话费用。 1 4 2 以太网( l a n ) 以太网方式是采用千兆百兆以太网交换技术、利用路由器+ 交换机+ 5 类线 ( u t p - 5 ) 方式实现“千兆到小区、百兆到家庭”的宽带信息化小区建设方案，使 用以太网方式，主要考虑到以太网技术的成熟性，解决用户拨号上网或n i s d n 接入因特网速率太低的问题，在提供高速上网的同时，解决用户其它i p 业务需求。 1 4 3h o m e p n a h o m e p n a 即h o m ep h o n el i n en e t w o r k i n ga 1 f i a n c e ( 家庭电话线网络联盟) 由3 c o r n ，a n d ，a t & t ，w i r e l e s s ，c o m p a q c o n e x a n t ，e p i g r a m ，h e w l e t t p a c k a r d c o ，i b m ，i n t e l ，l u c e n tt e c h n o l o g i e s ，t u ts y s t e m s 等l l 家公司发起，于 1 9 9 8 年6 月成立，至2 0 0 0 年6 月已有超过1 5 0 家公司加入。 h o m e p n a 制定的是一种可以利用家庭已有的电话线路，快速、方便、低成本地 组建家庭内部局域网的技术标准。可以利用家庭内部已经布设好的电话线和插座， 不需要重新布设5 类线。使用方便，增加数据终端如同增加话机一样方便，即插 即用。1 9 9 8 年秋天发布h o m e p n a v l 0 版本，支持1 m 速率，1 9 9 9 年9 月发布v 2 0 版本，可以支持高于1 0 m 速率的传输，并可兼容v 1 0 版本。 截止2 0 0 0 年第一季度，已有超过2 0 0 万台使用h o m e p n a 技术的设备。预计到 年底将超过5 0 0 万台已有p c 生产厂家开始在p c 中预装h o m e p n a 接口。 h o m e p n a 设备价格便宜，安全性好。h o m e p n a 设备占用5 5 m 9 5 m 频率段， 可以有效地避免受到家庭内部各种电器设备的电磁干扰。 对线路的适应性好，多台设备共享总线，不需要交换机或h u b 。 与以太网的兼容性好，可以与以太网接入方式相结合，例如1 0 0 0 m 以太网进 小区，1 0 0 m 以太网进楼道，采用h o m e p n a 方式入户。 6 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 1 4 4 光纤同轴混合网h f c h f c ( h y b r i df i b e r c o a x ) 即光纤同轴混合网。指干线传输部分采用光纤，用 户分配网络采用同轴电缆的网络结构。现在大多数的有线电视网即采用的这种网 络形式。它具有频带宽、容量大、成本低、双向性、抗干扰性强等优势。随着数 字通信技术的发展，特别是高速宽带通信时代的到来，h f c 已成为现在和未来一段 时期内宽带接入的最佳选择。有线电视网也正迅速向交互式的综合业务宽带网方 向发展。 现有的c a t v 网络大多数只能提供单向有线电视广播业务，需要进行双向改造， 才能成为能运行交互式业务的双向h f c 网络。在有线台前端放置c m t s ( c a b l e m o d e m t e r m i n a t i o ns y s t e m ) ，作为h f c 网和以太网的网关，用户端采用c a b l em o d e m ( 线 缆m o d e m ) 接入h f c 网，再通过c m t s 访问数据网络，连接到i n t e r n e t 。 1 4 5 宽带无线接入技术l m d s 宽带无线接入系统l n d s 以点对多点的广播信号传送方式为电信运营商提供高 速率、大容量、点对多点的高可靠性、全双工的宽带无线接入手段，从而实现骨 干网到用户远端的“最后一公里”接入，为住宅用提供包括话音、数据、图像、 i n t e r n e t 等多种宽带交互式数据及多媒体业务。 l m d s 是为固定用户服务的，特别适用于突发型数据业务和高速i n t e r n e t 接人， 尤其在高密度用户地区，而现有的有线方式无法满足的情况下，如繁华的城市商 贸区、技术开发区、写字楼群、城市居民小区等。随着i n t e r n e t 爆炸性的增长， 基于i p 的应用将推动l m d s 网络的发展，有更广阔的应用范围，能更好地为社会各 界服务。 1 5 共享宽带线路方式及其分析 目前限制用户宽带接人的主要障碍是费用，独占高速线路必然是高费用，如何 共享到达小区的宽带线路，降低宽带接人费用和共享线路的不同方式是我们讨论 的主题之一。本人做为工程设计人员参与了郑州市电信局的几个项目的设计和建 设。结合这些项目分析如下： 这些项目虽然容量和大小均不相同，但根据他们建设的实际情况，均折合为一 个5 0 0 户的小区，均为多层( 6 层) ，每幢楼有三个单元，一梯2 户住户，一共是 1 4 幢楼。在该小区内，有4 0 n p 总计约2 0 0 个用户需要提供宽带接入。 本文中的成本比较，均只是布线和设备的成本，在设备中只考虑建设一个信息 化小区的基本功能配置，没有考虑诸如u p s 、小区内部网所用的w e b 服务器、m a i l 服务器、网管服务器、v o d 服务器等等，这些设备在几种方案中可能都是需要的。 7 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 1 5 ，1 纯a d s l 接入方式 纯a d s l 接入方式的宽带社区要求每个用户都采用独立的一个a d s l 端口实现 接入，在d s l a m ( t h ed i g i t a ls u b s c r i b e rl i n ea c c e s sm u l t i p l e x e r s ) 侧共享 一个1 5 5 m 的a t m 接口或者一个千兆以太网接口。如图l 4 所示，用户侧需要配 置a t u - r ( a d s lt r a n s c e i v e ru n i t r e m o t et e r m i n a l ) 用户终端设备，分离数据 和语音，其中网络侧语音部分在 s l a m 处分离，以双绞线的方式接入p s t n 网络的 模拟配线架m d f ，进而完成语音的线路交换。数据业务则通过共享的a t m 或者千兆 以太网接口接入到骨干网中。 图1 4 纯a d s l 接入方式 这种方式具有以下优势：无布线成本，利用现有的电话双绞线，同时完成话音 业务。技术成熟，充分利用现有电路。 同时存在许多不足：用户端需要配置a t u - r ( a d s lt r a n s c e i v e ru n i t r e m o t e t e r m i n a l ) 用户终端设备，目前成本较高。家庭内部联网时还需要增加h u b 等设备。 成本分析方面主要包括布线成本和设备成本： 布线成本：理论上无须布线，可以利用已有的电话线进行复用。布线成本a - - 0 。 设备成本：该方案需要在小区数据中心放置一台d s l a m 设备，配置2 0 0 线，出 口为一个1 5 5 m ，用户家中放置a t u r 设备。 表1 1 ：纯a d s l 接入方式成本分析表 设备名单价数量总价( 成交价)说明 成本a 成本b2 0 0 0 元端口2 0 0 端口4 0 万z t e - - d s l a m 设备 ( d s l a m )2 0 4 端口 a t m 一1 5 5 出口 成本c9 0 0 端口2 0 0 端口1 8 万 z t e a t u r ( a t u r ) 采用外置式，u s b 接口 8 壅堂堡壁查堂里墨箜盟墼盐兰茎塑 平均每个用户的总成本：d = a 十b + c = 0 + 2 0 0 0 + 9 0 0 = 2 9 0 0 元。 整个小区的总投资： e = 2 9 0 0 + 2 0 0 = 5 8 0 0 0 0 元。 以上成本的计算中没有考虑实际工程中电信电缆的挑线率的限制，可能因此 需要在建设小区时敷设冗余的电信电缆所需增加的费用。( 按照总投资的5 ) 核算。 1 5 2 纯以太网接入方式 纯以太网接入方式的社区内通过铺设5 类线，每个用户以i o m i i o o m 以太网端 口接入以太网交换机或者h u b ，然后共享宽带网接入到小区的宽带接口，例如千兆 接口，1 5 5 接口，或者最简单的几条高速a d s l 线路。 这种接入方式具有以下优势：技术成熟，可以提供1 0 m 1 0 0 m 的接口，有充分 的带宽开展业务。不占用和影响现有的电话线路。设备类型规范，价格便宜，扩 展和接入新用户方便。 同时存在以下不足：需要重新布线，对于老的社区等不容易实现。增加了过多 的h u b 、交换机等有源设备，供电问题比较突出。 成本分析方面主要包括布线成本和设备成本： 布线成本：大多数情况下用户室内没有用于以太网接人的5 类线( u t p 5 ) ，因 此需要重新布线，其中在小区数据中心到每幢楼之间为1 对光纤，每幢楼的接人 点到用户家中为5 类线( u t p 5 ) ，每个家中为一个信息点。 按照这种布线方式5 类线( u t p 5 ) 的布线成本约为6 0 0 元户( 统计值) 。光纤 采用多模光纤，成本为2 0 0 0 0 元k 讯( 多模，4 芯，含工程费) 。按照小区数据中心 到每幢楼的平均距离为1 5 0 m 计算，总的光纤布线成本约为2 0 0 0 0 + 0 1 5 0 t 1 4 = 4 2 0 0 0 元，平均每个用户的光纤布线成本为4 2 0 0 0 1 2 0 0 = 2 i 0 元户。 因此，采用以太网方案平均每户的光缆、电缆布线总成本a = 6 0 0 + 2 1 0 = 8 1 0 元。 设备成本：以太网方案需要在小区数据中心放置一台千兆以太交换机，带一个 1 0 0 0 m 的以太光口用于连接宽带接人网的接人点、至少4 个1 0 0 m t x 端口用于连接 数据中心的各种服务器( 主要有小区w e b 服务器、小区m a i l 服务器、v o d 、网管 等服务器) ，至少1 4 个1 0 0 mf x 端口连接1 4 幢楼。 在每幢楼放置一台以太交换机，每台提供2 4 个1 0 m 端口，提供一个1 0 0 mf x 端口用于连接小区数据中心。 表l 一2 ：纯以太网接入方式成本分析表 设备名单价数量总价说明 布线成本a 8 1 02 0 01 6 2 0 0 0统计值 千兆以太交换 5 0 0 0 015 0 0 0 0z x e s l 0 2 2 1 3 机1 个1 0 0 0 m 4 个1 0 0 mf x 2 4 个1 0 0 mt x 9 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 可网管 1 0 0 m 以太交换1 9 0 0 0 元 1 42 6 6 0 0 0z x e s l 0 2 2 1 3 机2 个1 0 0 mf x 2 4 个1 0 0 mt x 可网管 共计4 7 8 0 0 0 平均每个用户的设备成本为d = 4 7 8 0 0 0 2 0 0 = 2 3 9 0 元 整个小区的总投资：e = 4 7 8 0 0 0 元。 1 5 3a d s l + h o m e p n a 接入方式 这种方式采用h o m e p n a 设备在用户侧组网，出口共享a d s l 线路。如图1 5 所 示，用户侧需要配置h o m e p n a ( 缩写为h p n a ) 用户终端设备，其中在网络侧h o m e p n a 设备处分离语音，以双绞线的方式接入p s t n 网络的模拟配线架m d f ，进而完成语 音的线路交换。数据业务通过共享a d s l 线路接入到骨干网中。 嚅 r 。警 一埋 h 洲矗。吲瞄警 h 州a 图l 一5a d s l + h o m e p n a 接入方式 本方式具有以下优势：技术成熟，可以提供i m 1 0 m 的接口。不需要重新布线， 不占用和影响现有的电话线路。设备类型规范，价格便宜，扩展和接入新用户方 便。家庭内部联网方便，h o m e p n a 设备支持内部组网，不需要增加h u b 等设备。 本方式存在以不足是：1 0 版本的h o m e p n a 带宽仍显不足，只有l m ，在2 0 版 本中将解决这个问题。 成本分析方面主要包括布线成本和设备成本： 布线成本：理论上无须布线，可以利用已有的电话线进行复用。布线成本a = 0 。 设备成本：该方案需要在小区数据中心放置一台d s l a m 设备( 配置4 2 线，出 口为一个1 5 5 m ) ，每个单元内放置一台1 2 端口复用设备，用户家中放置h o m e p n a 终 端设备。 宽带接人服务器b n a s 的设计与实现 设备名单价数量总价 说明 布线成本a 00o d s l a m3 5 0 0 元端4 21 4 7 万z t e - - d s l a m 设备 口4 8 端口 a t m 一1 5 5 出口 z x e l 0 一h p n a l 2 1 2 7 0 0 0 元台4 2 台2 9 4 万1 2 端口 可网管 z x e l 0 一h p n a 2 0 15 5 0 元台2 0 0 台l l 万外置 u s b 接口 5 5 1 万 平均每个用户的总成本：d = 5 5 1 0 0 0 2 0 0 = 2 7 5 5 元。 整个小区的总投资：e = 5 5 1 0 0 0 元。 该方案中由于a d s l 端口少，一般来说不需要因为a d s l 的挑线率而增设冗余 的电信电缆。 1 5 4l a n + h o m e p n a 接入方式 这种方式采用h o m e p n a 设备在用户侧组网，共享以太网线路。如图l 一6 所示， 用户侧