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有线网上的商务应用——艾勤 林海

2/14/2005来源:视频通信人气:8670

有线网上的商务应用——艾勤 林海 因特网不仅改变了我们日常生活中的通信方式,而且从根本上改变了我们从事商务活 动的方式。现在,信息交换早已远远超出在楼房内或在公司内通信的范畴。商务应用也远 远超出电子函件和公司内部网的范围。更确切地说,我们与远地办公室交换工程设计意见; 与供应商共享库存数据库;从供销商那里得到样品;让员工在家办公;接受订单并发货给 客户,所有这一切活动均在一个专用网或因特网上完成。这些新的商务活动对高带宽接入 网络有极大的需求。电视会议等新型宽带应用的出现更加大了这种需求,因为它们已成为 主要的商务活动。 现代网络与接入技术是如何来满足这些要求的呢?在低端,现在基于电话的远程接入 虽花钱少,但速度太慢。在高端,专用租赁线能让用户快速接入,但费用之高却令占商务 市场6O%的中、小企业望而却步。 有线经营者的基础设施距离近,这让他们在向中、小企业提供高速访问业务方面占有 得天独厚的优势。他们以自己的电缆资产和同轴电缆网络的经济实力为手段,已做好准备 占领本地接入业务市场。 1 市场机遇 本地电话经营者多年来一直垄断着近1000亿美元的电信市场。但是,1996年“电信法 ”的公布打破了这一垄断,电信市场向竞争者开放了。竞争者中包括颇具竞争实力的本地 交换通信公司(CLEC)和长途电信公司。 能让商业用户全天不间断地与因特网联网的专用数据接入业务是本地电话市场中一个 虽小、但发展迅速的一项业务。在因特网与专用网蓬勃发展的推动下,专用数据接入业务 一直以每年20%以上的增长速度在扩大着,现在已接近100亿美元。CLEC在与电话公司争 夺这块市场时一直很有竞争力。 有线经营者在为中、小企业提供全套经济的宽带接入方法方面具有独一无二的优势。 CLEC把目标指向大城市的大型企业,而有线网主要覆盖居民区,这个地区集聚了一些中、 小企业。他们的全同轴和混合光纤同轴网(HFC)体系结构在居民区推广应用时,比全光 纤网络有更好的经济效益。所有这些因素让有线经营者在商务市场中具有无可比拟的竞争 优势。 2 基于有线网的接入网络 有线经营者可以采纳二种不同的接入方式:因特网接入和专用/虚拟专用网(VPN) 接入(见图2)。在因特网接入中,有线网通过前端把商务连到因特网上。前端的作用就 好像是因特网上一个人网点(POP)的通信量集线器。商用内部网通过集线器或路由器, 经电缆调制解调器(modem)与有线网接通。 作为一个接入专用网或虚拟专用网的工具,有线网把供销商、商业合伙人、顾客、分 公司和雇员家接入企业网。用户经有线网与前端接通。若上专用网,前端用一条专用租赁 线接入一个专用中枢;若上虚拟专用网,前端则通过因特网的安全“隧道”接入网络。这 条用因特网协议(ip)网络层加密数据保护的隧道能在网上安全地传送重要的数据。虚拟 专用网与专用网相比,具有成本低、灵活性强等优点,因为它不需要租赁线路。 3 有线网上的商务应用 总的来看,有线网上的商务应用与民用的区别是:(l)前者能提高生产效率,后者 主要是娱乐消遣;(2)在广域网(WAN)上运行;(3)要求高带宽和双向连接。图2列出 了有线接入网上的商务应用框架。图2中最下面支持这些商务应用的技术包括电缆调制解 调器(Cable Modem)、混合光纤同轴网(HFC)、虚拟专用网和IP话音技术。 有线接入网最适合支持三种横向商务应用:协作应用、实时宽带应用和与商务有关的 应用。协作应用包括群件、工作流程和线上讨论应用(白板),它允许不同地区的多用户 同时共享相同的信息。在协作应用中可交换的信息包括:文件、图像、商务报表、在线讨 论或视频与音频码流。实时应用包括电视会议和IP电话。与商务有关的应用包括网上广告 或电子商务和金融交易,如零售点、盘存管理和信贷证明。 有线接入网可以支持多种纵向商务应用。图2列出八种纵向应用,其中包括 K-12教 育、大学校园接入、远程医疗、房地产、在家办公、零售和社区与政府接入。所有这些应 用都有一个共同特征:它们都能够上有线网。 4 设计要来 由于商务应用能提高生产效率,所以在选择Cable Modem时是有特定含义的。表1列出 对商务应用的几项要求。 4.1 可靠性 商务应用的性质要求网络绝对可靠。为了保证顺利进入本地市场并与本地电话经营者 争夺市场份额,有线电视经营者必须提供非常可靠的接入服务,这是本地交换通信公司近 几年实施的一个成功的战略决策。 有线接入业务最薄弱的部位是上行通道,因为这段频谱容易出现噪声。上行通道噪声 影响物理层传输的质量,自然也影响到数据业务的质量。本公司最近对一家大型有线电视 经营公司的实地考查证明,上行通道噪声在12小时内有多达10dB至20dB的偏差。这么大的 噪声浮动要求电缆调制解调器有一个坚固的上行通道。基于同步码分多址(S-CD-MA) 的线缆Modem,以其较高的噪声门限和杰出的抗白高斯噪声、窄带干扰和脉冲噪声的能力, 大大增强了有线接入业务的可靠性。 接入业务的可靠性不仅基于较高的噪声门限,而且基于防止噪声波动的复原力。当噪 声电平大于门限时,Cable Modem系统具备速率自适应功能。它对噪声干扰的反应只是暂 时降低数据速率,而不是完全中止接入业务。图3示出基于同步码分多址的Cable Modem系 统的速率自适应能力。在高噪声环境中,它能减少频道容量,确保业务可靠性和不中止接 入业务。 4.2 安全性 专用和虚拟专用网上的商务应用有个人隐私和竞争性含义,因此要求接入信道必须安 全可靠,在Modem、前端和有线网上设三道保护。在Modem,授权用户在入网前必须得到认 证。此外,在Modem中加一道防火墙,来加强配置了Modem的分公司、家庭或经销商办公室 的安全。在前端,对每个接入的Modem加以认证,以确保接入和业务的合法性。此外,还 可以给网上的链路和网络层通信内容加密,进一步提高安全性。目前可以采用虚拟专用网 之类的链路和网络层加密技术。利用调制技术也可以保护物理层安全,即利用扩展频谱技 术来保护数据的完整和安全。 4.3 带宽对称性 大部分商务应用对上行和下行带宽的需求是同等的。例如,在专用网上交换数据常常 包括在二个公司之间,或公司与分公司、用户家庭设备或员工家庭办公室之间双向交换的 同类信息。另外,做生意也需要上因特网看网页内容或主持自己公司的网站。 具有有限上行带宽的Cable Modem系统对网上的商务应用有严格的限制。这类系统不 能有效地支持对称的商务应用,如群件和电视会议,同时也限制了适合其它应用的下行带 宽。这种对称应用要求有一个能支持真正的双向交互通信的Cable Modem接入系统。 4.4 服务质量 有线接入系统除了要求可靠性、安全性和带宽对称外,还必须支持需要不同服务质量 等级的商务应用。可从以下三个方面保证服务质量:带宽、延迟时间和延迟偏差。延迟时 间指的是从源点向目的址传送信息的时延,延迟时间偏差指的是时延的偏差。在传送实时 业务时必须要减少延迟时间偏差,因为只有保持信息分量间的相对定时才能保证数据的完 整性。比如,视频流应用要求两个视频帧之间相对定时固定不变,以便传送高质量的视频。 交互应用也因为要双向交换信息而要求缩短延迟时间。比如,在打电话时,往返信道的延 迟时间超过25毫秒(ms)就会产生回波。不同的应用对带宽的要求也有 很大差别。有些应用需要固定码率(CBR),而有些应用需要可变码率(VBR)或不确定码 率(UBR)。 图4示出不同商务应用对带宽和延迟时间的要求。如图所示,为了传送高质量的商务 应用,有线接入系统必须提供8kb/s~15Mb/s的带宽范围,延迟时间必须少于25ms。 除考虑服务质量外,提供不同服务质量等级的灵活性也很重要。本地电话公司提供的 一些接入设备各有自己特殊的服务质量特性。例如,T—l或分T—l专用线支持不同带宽量 级的固定码率。为了提供具有竞争力的产品,有线电视经营者应灵活设置特定的服务质量 参数,以便与本地电话业务经营者提供的业务抗衡。 最后,为了保证有线经营者有稳固的收益,还必须具备准备支持多业务等级带宽的能 力。这种能力使经营者能提供多种业务,以便更好地满足各种商务应用的需求,从而为业 务定个好价码。这种带宽准备能力可增加经营者的利润,从而获得更好的经济效益。 为了让线缆Modem提供服务质量控制,必须采用灵活而有效的MAC(媒体接入控制)层 设计。只要具有动态分配扩展频谱码的能力,基于S-CDMA的线缆Modem就能提供灵活而有 效的MAC层。通过把一组码传给用户,S-CDMA线缆Modem可为用户提供延迟时间短和固定的 比特码率业务。或者分配一组共享的码给多用户,提供不确定比特码率业务。固定码率、 不确定码率和其它业务等级在S-CDMA调制解调器系统的同一信道中可同时共存。 设计商务有线接入网最重要的要求是:可靠性、安全性、对称带宽容量和提供各种服 务质量等级的能力。在建有线系统之初就考虑这些网络要求,有线经营者可保证他们在进 入本地专用访问市场时具有竞争实力。