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城域网建设需求
目前中国国内的互联网骨干建设市场基本瓜分完毕,主要参与者是中国电信、中国联通和中国移动三家大运营商。骨干网的改善极大地提高了国内网络带宽和国际出口带宽,并使边缘网络成为带宽瓶颈。因此理所当然地,包括上述三家在内的所有运营商都瞄准了下一个IP网络建设热点:即目前基本还是空白点的“城域网”。
中国目前绝大多数用户采用的上网方式是普通的拨号,只能享用最高56kbps的带宽。扣除各种因素,一般如果能得到33.6kbps的接入速率就不错了。因此更高的接入带宽一直是用户最迫切的需求。
由于MODEM及电话线的技术限制,改变这一现状的最好的方法是为每个用户提供其他方式的宽带接入。想象中国拥有如此多的互联网用户以及每年翻番的用户数增长率,可以看到其中蕴藏的巨大的市场空间。城域网建设正是针对用户的这一需求,为用户提供宽带接入服务。
因此城域网自开始建设之日起,就为自己打了很深的一个印记:宽带。我们因而也普遍称之为:宽带城域网。
城域网网络实现结构
1.四种宽带入户方式
宽带城域网的建设要根据接入到最终用户的方式不同而进行不同的设计。目前可能的接入到用户桌面的方式有:光纤、双绞线、铜芯线(电话线)、同轴电缆(有线电视电缆线)、LMDS无线终端以及卫星终端。最后两种应用较少,在此不涉及。
就前四种接入方式来说,最好的解决方法是光纤入户,它能够一劳永逸地解决用户接入带宽的问题。目前成熟的用户端光纤转换接口能支持10G的带宽传输,因此可以想象采取这种方式在未来的很长一段时间内就再也无须为用户接入带宽发愁。但光纤入户的最大障碍就是资金投入大,用户端接口昂贵,对中国来讲基本不适合。目前日本在一些大城市中大量进行光纤入户的建设,这是由于日本资金充裕,而且居住密度高,成本相对低廉。
第二种方式是目前最流行的一种宽带入户方式:“光纤到大楼(FTTB),双绞线入户”。用户购买一块不足百元的以太网卡就可以获得1M~10M的接入带宽,这个带宽对大多数用户以及大多数应用来讲都已经足够了。这种接入方式也是除电信和广电之外的其他运营商能够采取的最好的方式。
通过ADSL技术,中国电信可以利用目前的电话线提供高达5M左右的接入带宽。ADSL技术吸引人的地方是它能够利用目前已经接入到用户端的铜线,缺点是局端设备投资大,而且传输距离比较短(1~5KM)。其技术已经成熟,但对于已经将光纤铺设到路边和小区的中国电信来讲,ADSL只是建设宽带城域网的另一个同等的可选方式。
广电拥有庞大的传输网络和约1亿有线电视用户,接入到用户端的同轴缆本身就是宽带的,且可以用来传输数据。但要想提供宽带数据接入,广电需要对其网络进行改造。建设内容包括两部分:一方面需要将整个有线电视网改造成为HFC网络(这对视频业务来说也是必要的),另一方面需要减少光节点带用户的数量到500以下(目前基本在几千甚至1万)并进行双向改造。双向改造对广电来讲也是比较大的一笔投资,而资金是制约广电发展城域网的最主要的原因之一。广电宽带接入方式的另一个优势是未来可以利用机顶盒及电视实现数据应用(如上互联网等)。
2.典型网络拓扑结构
上图是一个非常简单抽象的城域网网络结构。
对于宽带城域网用户(PC)来讲,中间采取的多种接入方式对其是透明的,用户无须知道自己是采用哪种方式接入互联网的;同样对互联网来说,从局端设备出来的接口都是IP接口,它并不识别到底局端设备是路由器还是CMTS。因此上述典型网络结构就奠定了宽带城域网建设的一个特点:接入方式无关性。
接入方式无关性为所有运营商提供了同等的机会来建设城域网,所不同的只是在中间部分如何利用已有投资的问题。同样的,这种特性方便了对网络的管理。
城域网的管理
1.利用PPPoE功能实现局域网计费
PPPoE技术通过在局端设备与PC的两头分别增加PPPoE服务器和PPPoE客户端,使得在PPPoE服务器这里能对每个PC用户的流量进行识别。当在PPPoE服务器的后面再增添RADIUS服务器后,就可以实现对每个PC用户的认证。这样通过使用PPPoE技术,我们就可以在局端实现了对用户端局域网每个宽带用户的认证计费统计功能。
互联网接入从局端设备转移到了宽带接入服务器上。利用宽带接入服务器连接进入互联网。这种连接方式有如下特点:
能够在局端实现用户端局域网内所有用户的认证计费统计功能(根据用户连接的时长和流量)。PPPoE服务器甚至能识别用户访问的内容,从而实现应用层计费。
需要比较昂贵的宽带接入服务器,使系统造价上升。
由于PPPoE是第二层协议,因此路由器只能接在PPPoE宽带接入服务器外侧。因此对于每一个路由器子网都需要一个PPPoE宽带接入服务器。这在某种程度上限制了PPPoE技术的使用,使局域网计费功能只能用于部分用户。
PPPoE技术主要是针对互联网接入应用设计的,对于其他宽带应用来说,PPPoE宽带接入服务器将成为应用瓶颈。
目前光纤到大楼,双绞线入户的接入方式非常流行。因此能够对局域网每个用户实现控制的PPPoE技术也非常被看好。但由以上分析可以看到,PPPoE技术有利有弊,我们需要仔细想一想,真的需要对每个用户进行详细的计费吗?认证是否必要?代价是否值得?
由于城域网计费需求的弱化,笔者认为PPPoE技术是一种过渡技术。
2.用户管理
在国外相关计费系统论述中,“计费”这个词一般都不单独出现,它总是伴随另外一个词:客户关怀(BillingandCustomCare)。这表明国际上先进的客户管理思想,计费应当是客户服务的一部分。用户付费,就应当获得优质的服务。
宽带城域网上的用户管理除了电信数据网已经有的营业受理外,因为宽带特性和用户数量少的特性,还应当具备如下不同的功能特点:
业务管理。通过业务注册等功能的使用,对用户应用各种业务实现统计分析,从而针对用户的使用特性调整系统,推出更贴近用户的服务类型。
用户自服务。主要给用户提供全方位的查询服务。进一步可以为用户提供银行划帐接口,应用服务自动开通等功能。一方面减少运营商的管理工作量。
系统管理。实现参数设置、人员管理、权限管理、角色管理等方面的功能。所有这些为用户得到满意的服务提供后台保障。
审计、日志和备份。这三个外围功能保证系统在遭受意外情况仍能正常运转。
用户分析。部署丰富的统计采集点,然后在统计数据库上构筑决策支持用户分析系统。对用户行为、业务发展、收入情况等方面进行广泛而深入的分析,这是运营商经营好宽带城域网的必要条件。
用户级的管理。这是管理系统的终极目标,为每一个用户提供单独的服务并单独管理。由于用户数量大,在电信数据网上一般都以用户组的形式在进行管理,相同的组赋予相同的管理属性。但是随着服务精细化,客户级别的服务将会成为趋势。在增大管理成本的同时,提高了竞争力,从每个客户那里得到最大的收益。用户级管理最有可能从企业用户开始。
城域网特点分析
长期以来,无论是运营商还是集成商,建设的主要是电信数据网,一方面积累了大量数据网络建设的经验,另一方面,也形成了许多思维定势。表现最明显的就是在城域网方面,将电信数据网的建设思路与经验原封不动地搬到城域网上,从而产生很多问题。
城域网最大的特点是宽带,而电信数据网主要提供窄带拨号接入服务。前者为每个用户提供从用户端到互联网的1M左右的带宽通道,而后者要为成千上万个用户提供55.6K以下的拨号接入。同样1G带宽的接入设备,电信数据网能服务至少18000用户,而城域网只能服务1000个用户。所以城域网宽带特性得到的第一个特征是:
宽带城域网只能服务相对少量的用户
这点并不是所有城域网建设者都有心理准备的,大部分运营商对用户数量的估计是带有电信经验的主观推断,甚至非常难以接受巨大的投资获得的用户数量只有区区几万甚至几千。而且随着支持用户数量的增长,系统的投资还会急剧上升。
对宽带城域网的投资需要慎重,例如中国网通仅在五大城市的城域网建设投资就高达数亿元。因此城域网建设的第二个特征是:
宽带城域网是一个相对高造价的建设项目
造价高,用户少,就必须从每个用户那里获得高收益。但中国互联网用户有很大一部分是学生及低收入者,因此宽带城域网的用户定位就应非常明确:是大中城市中的高收入阶层以及高级商业区。这与电信数据网致力于发展超大容量接入用户的建设思路是完全不同的。因此宽带城域网的第三个特征是:
宽带城域网不是为大众服务的,它的建设应当面向大中城市高收入聚居区与高级商业区
另外,当用户拥有高达1M的带宽时,互联网浏览就逐渐变成大家不关心的一个问题。而仅靠将用户流量引向互联网来获得接入服务的收益显然是不够的。因此宽带应用必将成为宽带城域网流量的主要组成部分。目前比较成熟的宽带应用有视频会议、远程教育、远程维护、视频点播(其实VOD并不是非常适合以太网传输)等。在网上的社区服务也将成为网络收益的很大一部分。宽带城域网的第四个特征是:
宽带城域网建设必须有大量配套的宽带应用,仅有互联网连接是不够的
对每个用户进行认证计费是电信数据网最基础的需求,因为收益主要来源于为用户提供基于时长的接入,而且面向的公众用户,这和其他电信服务(如固定电话,移动电话)是非常类似的。而宽带城域网面向的是数量大大减少的高收入个人用户和企业,为其提供宽带接入服务以及大量能够利用带宽的应用服务。因此其管理将呈现弱化计费,强化用户管理和用户关怀(CustomCare)的趋势。宽带城域网的第五个特征是:
宽带城域网要求全面而强大的用户管理及统计分析功能,计费功能将粗放发展
第五个原则也是城域网计费管理软件的发展趋势。
结论
由于中国国内城域网建设刚刚起步,许多概念还没有形成。实践证明,电信数据网的许多经验不能原封不动地应用于城域网。城域网的现状是:没有统一规范,甚至网络拓扑应当怎样变化也还在探讨;投资规模和收益、软硬件投入比例、管理和运营方式、客户群体行为、宽带应用、第三方支持环境、与骨干网接口以及和城域网互连等多个课题在宽带城域网建设中都需要重新进行深入研究。
在如此大规模投资的一个领域,包括国外就城域网的研究都得非常不足。运营商对城域网的期望很高,但如果没有明确的概念,就非常有可能造成盲目投资,并对运营结果产生失望。另外重视硬件忽视软件的观念在某种程度上是在重复以前只重视建设不重视运营的错误。应当意识到宽带城域网要带来可观的效益,是一个综合系统的发展,除了硬件建设外,一个好的管理系统,丰富的宽带应用支持,一个愿意花钱的客户群以及运营商提供的优质管理服务都是必不可少的。