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工程实训论文
接入网技术要求
——基于以太网技术的宽带接入网
XXX
（盐城工学院计算机工程学院江苏盐城）
摘要：
本标准规定了基于以太网技术的宽带接入网的网络结构、业务承载能力、功能、物理媒质、接口、设备、协议、通信流程、性能、网管功能、供电和环境。
本标准适用于局侧设备与用户侧设备之间接口的物理层采用lOOBase-X/lOOOBase-X技术、链路层采用IEE802/以太网技术，并且用户侧设备与用户之间接口为以太网接口的公用电信网的接入网，也可用于专用电信网。
关键字：
以太网技术宽带接入网lOOBase-X/lOOOBase-X技术
中图分类号：
TN913.2文献标识码：
A
Accessnetworktechnicalrequirement
——basedonEthernettechnologyofbroadbandaccessnetwork
WanWanling
（SchoolofComputerengineering,HuaiyinInstituteofTechnology,Huai'anJiangsu223003,China）
AbstractThisstandardstimulatesthestructurewhichisbasedonEthernettechnologyofbroadbandaccessnetwork,businesscapacity,function,physicalmedia,interface,equipment,agreement,communicationprocess,performance,networkmanagementfunction,powersupplyandenvironment.ThisstandardappliestobureausideequipmentandtheusersideequipmentinterfacebetweenthephysicallOOBase-X/lOOOBase-Xtechnology,linklayerusingIEE802/Ethernettechnology,andtheusersideequipmentandtheuserinterfaceforEthernetinterfacebetweenpublictelecommunicationnetworkofaccessnetwork,itcanalsobeusedforspecialtelecommunicationnetwork.
KeywordsEthernettechnologybroadbandaccessnetworklOOBase-X/lOOOBase-Xtechnology
____________________________________________________________
0引言
随着信息社会的到来，人们对信息业务的需求明显增加，逐渐由过去单一的电话语音业务发展到现在的多媒体综合业务。
信息的海量和信息的高传输率要求，使得原有通信网受到巨大冲击和挑战，尤其是在接入网部分几乎成为瓶颈。
通信网中的骨干网已经利用光纤线路和波分多路系统构成了IP一统天下宽带网，而且逐年扩容。
但在接入网上因为要考虑业务需求程度和原有接入网基础以及接入网成本等因素而发展相对缓慢，并且呈现出多样化的接入网技术。
从近期我国的发展趋势看，以太网接入、ADSL和宽带无线接入将在宽带接入市场中占有重要地位，并且又将以以太网接入一枝独秀。
1引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
YD/T898-1997 单芯光纤
YD/T901-1997 层绞式通信用室外光缆
YD/T962.2-1997 大楼通信综合布线系统 第2部分：
综合布线用电缆、光缆技术要求
YD/T976-1998 B-ISDN用户网络接口物理层规范
YD/T1061-2000 同步数字体系（SDH）上传送IP的LAPS技术要求
YDN052-97 B-ISDNATM层规范
YDN053.4-97 B-ISDNATM适配层（AAL）类型5规范
YDN099-1998 光同步传送网技术体制
ITU-TG.651（1998） 50/125μm渐变折射率多模光纤光缆的特性
ITU-TG.652（2000） 单模光纤光缆特性
RFC0791（09/1981） 网间网协议（IP）
RFC0792（09/1981） 互联网控制消息协议（ICMP）
RFC0826（11/1982） 以太网地址解析协议（ARP）
RFC0894（04/1986） 以太网上传送IP包的标准
RFC0922（10/1984） 存在子网时的互联网数据报广播
RFC0950（08/1985） 互联网标准子网划分
RFC1042（02/1988） 1EEE802网上传送IP包的标准
RFC1075（11/1988） 距离向量组播路由协议（DVMRP）
RFC1157（05/1990） 简单网络管理协议（SNMP）
RFC1305（03/992） 网络时间协议（NTP）
RFC1483（06/1993） AAL5上的多协议封装
RFC1213（03/1991） 基于TCP/IP的互联网网络管理的管理信息库：
MIB-II
RFC1519（09/1993） 无地址类的域内路由：
地址分配和拥塞策略
RFC1643（07/1994） 对以太网接口类型管理对象的定义
RFC1661（071/1994） 点到点协议（PPP）
RFC2131（03/1997） 动态主机配置协议（DHCP）
RFC2236（11/1997） 网间网组管理协议（IGMP）
RFC2328（04/1998） OSPFv2
RFC2362（06/1998） 与协议无关的组播（PIM-SM）
RFC2453（11/1998） RIPV2
RFC2516（02/1999） PPP在以太网上的传输（PPPoE）
RFC2613（06/1998） 交换网络的远程网络监视管理MIB扩展Versionl.0
RFC2615（06/1999） PPPoverSDH/SONET
RFC2819（05/2000） 远程网络监视管理信息库
RFC2863（06/2000） 接口组MIB
RFC2865（06/2000） 拨号用户的远程认证服务（RADIUS）
RFC2866（06/2000） RADIUS计费
IEEE802.2（1994） 逻辑链路控制协议
IEEE802.3（998） CSMA/CD接入方式和物理层规范
2缩略语
AAA 认证、授权与计费
ARPProxy 以太网地址解析协议代理
DHCP 动态主机配置协议
ISP Internet业务提供者
NAT 网络地址转换
PPP 点对点通信协议
PPPoE 以太网上传输PPP
3网络结构与功能
基于以太网技术的宽带接入网网络结构如图1所示。
图1基于以太网技术的宽带接入网网络结构
基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。
在面向小区或商业用户的应用中，局侧设备一般考虑放在小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内．而用户侧设备位于楼层内。
而对于其它区域密集型用户的接入，局侧设备和用户侧设备的放置根据具体情况而定。
局侧设备与用户侧设备推荐采用星型拓扑结构，局侧设备与核心网设备之间的拓扑结构可以是星型，也可以是环型。
基于以太网技术的宽带接入网应具有以下功能：
·保证用户信息的隔离：
·以太网帧的统计复用；
·组播：
·支持基于端口用户的接入或支持基于账号用户的接入，宜同时支持两类用户的接入；
·支持用户接入网络的认证、授权和计费；
·支持IP地址的动态分配；
·支持用户接入多ISP；
·限制用户最高接入速率；
·支持基于应用的计费；
·NAT（可选）；
·时间同步（可选）。
4业务承载能力
基于以太网技术的宽带接入网承载的业务以基于lP的业务为主。
这种接入网利用其带宽的优势，为高速因特网接入和语音、视频、图文等交互服务，以及视频广播服务等提供综合业务接入平台。
5媒质要求
基于以太网技术的宽带接入网可以使用以下规定的物理媒质中的一种。
5.1光纤光缆
基于以太网技术的宽带接入网中的光纤可以是单模光纤，也可以是多模光纤。
单模光纤光缆应符合ITU-TG.652的规定，多模光纤光缆应符合ITU-TG.651的规定。
5.2综合缆
基于以太网技术的宽带接入网中可以采用综合缆。
5.35类线
基于以太网技术的宽带接入网中可以采用非屏蔽双绞线——5类，相关标准见YD/T926.2。
6接口要求
6.1业务节点接口
6.1.1与核心网的接口
局侧设备应至少提供以下规范接口中的一种与核心网设备相连，接口应具有接口保护功能。
6.1.21000Base-LX或lOOBasc-FX接口
接口协议栈见图2。
按照RFC1042或RFC0894的规定将IP包封装到IEEES02的帧格式或以太网的帧格式中。
6.1.3数据链路层
数据链路层应按照图2的规定符合以下标准的规定：
IEEE802.2、IEEF.802.3、DIXEthernetVersion2.0。
6.1.4物理层
1000Basc-LX或100Base-FX接口必须支持全双工方式，接口协议应符合IEEES02.3的相关规定，如图2所示。
图21000Base-LX或100Base-FX接口协议栈
6.1.5ATM接口
ATM接口协议栈见图3。
按照RFC1483的规定将IP包封装到AAL5的帧格式中。
图3ATM接口协议栈
6.1.6ATM适配层
ATM适配层应符合YDN053.4-1997的规定。
6.1.7ATM层
ATM层应符合YDN052-1997的规定。
6.1.8物理层
物理层采用两种速率的接口：
155520kbit/s或622080kbit/s。
155520kbit/s电接口、155520kbit/s光接口、622080kbit/s光接口应符合YD/T976-1998的规定。
6.1.9POS接口
POS接口协议栈如图4和图5所示。
图4POS接口协议栈1
图5POS接口协议栈2
对于采用图4为协议栈的接口．PPP协议应符合RFC1661的规定，PPPoverSDH应符合RFC2615的规定，SDH层的要求见YDN099-1998。
对于采用图5为协议栈的接口，LAPS应符合YD/TI061-2000的规定，SDH层的要求见YDN099-19980
与社区服务器的接口
局侧设备与社区服务器的接口协议栈见图6。
按照RFC1042或RFC0894的规定将IP包封装到IEEE802的帧格式或以太网的帧格式中。
图6局侧设备与社区服务器的接口协议栈
数据链路层
数据链路层应按照图6的规定符合以下标准的规定：
IEEE802.2、IEEE802.3、DIXEthemetVersion2.0。
物理层
10Base-T或lOOBase-X或l000Base-X接口应支持全双工和半双工方式，接口协议还应符合IEEE802.3的相关规定并支持接口的自动协商过程。
6.2用户网络接口
用户网络接口的协议栈如图7所示。
按照RFC1042或RFC0894的规定将IP包封装到IEEE802的帧格式或以太网的帧格式中。
图7用户网络接口的协议栈
6.2.1数据链路层
数据链路层应按照图7的规定符合以下标准的规定：
IEEE802.2、IEEE802.3、DIXEthernetVerion2.0。
6.2.2物理层
IOBase-T或100Base-TX或100Base-FX接口应支持全双工和半双工方式，接口协议还应符合IEEE802.3的相关规定并支持接口的自动协商过程。
6.3局侧设备一用户侧设备接口
局侧设备一用户侧设备之间接口的协议栈如图8所示。
图8局侧设备一用户侧设备之间接口的协议栈
6.3.1数据链路层
数据链路层应按照图8的规定符合以下标准的规定：
IEEE802.2、IEEE802.3、DIXEthernetVersion2.0。
6.3.2物理层
100Base-X接口必须支持全双工方式，接口协议还应符合IEEE802.3的相关规定并支持接口的自动协商过程。
6.4网管接口
基于以太网技术的宽带接入网的局侧设备具有汇聚（透传或代理）用户侧设备网管信息的功能，管理网和局侧设备应有独立的网管接口防止非授权访问，或局侧设备支持带内管理。
7业务承载能力
基于以太网技术的宽带接入网承载的业务以基于lP的业务为主。
这种接入网利用其带宽的优势，为高速因特网接入和语音、视频、图文等交互服务，以及视频广播服务等提供综合业务接入平台。
8媒质要求
基于以太网技术的宽带接入网可以使用以下规定的物理媒质中的一种。
8.1光纤光缆
基于以太网技术的宽带接入网中的光纤可以是单模光纤，也可以是多模光纤。
单模光纤光缆应符合ITU-TG.652的规定，多模光纤光缆应符合ITU-TG.651的规定。
8.2综合缆
基于以太网技术的宽带接入网中可以采用综合缆，可参见附录A。
8.35类线
基于以太网技术的宽带接入网中可以采用非屏蔽双绞线——5类，相关标准见YD/T926.2。
10局侧设备技术要求
10.1功能框图
局侧设备功能如图9所示。
图9局侧设备功能
10.2基本功能
局侧设备负责汇聚（透传或代理）用户侧设备的流量，实现IP包的转发、过滤以及各种IP层协议。
局侧设备应具有对接入用户的管理控制功能，支持基于端口的用户或基于账号的用户的接入，完成对用户使用接入网资源的认证、授权与计费。
对于基于端口的用户，用户使用接入网资源的认证可以直接通过识别用户数据流的接入端口与IP地址的绑定关系来完成。
局侧设备应能够识别它所属的用户侧设备的所有端口，分辨数据流的接入端口。
局侧设备应维护这种用户的IP地址和接入端口的绑定关系。
局侧设备检查每一个接入报文的IP地址和端口的绑定关系，允许符合绑定关系的报文通过。
在保证安全性的前提下也可以通过其它方式实现，对于基于账号用户的接入，可以通过DHCP+应用层认证方式（见附录B）或PPPoE+IPOE方式完成。
局侧设备应同时支持对用户按包月制计费、按时长计费和按流量计费，还应具备在本地保存原始计费信息的能力。
局侧设备对IP协议族的实现必须符合RFC791（IP协议）、RFC792（ICMP）、RFC950（IP相关子网）、RFC922（IP广播）和RFC1519（无类域间路由）。
局侧设备应支持RADIUS协议，相关协议符合RFC-2138和RFC2139的规定。
局侧设备应能够统计每个用户流量，限制用户最高接入速率。
局侧设备应支持对本端口内不同用户侧设备端口之间主机的ARPProxy，但对同一用户侧设备端口内主机的ARP消息不应响应。
局侧设备应当实现DHCP中继代理或DHCP服务器的功能，同时限制每个用户端口内DHCP的申请数目，保护DHCP的IP地址资源。
局侧设备应判断并处理MAC层目的地址为广播的帧。
局侧设备必须支持IGMP协议，相关协议符合RFC2236的规定。
局侧设备具有汇聚（透传或代理）用户侧设备网管信息的功能。
当采用PPPoE+IPoE方式时局侧设备还应实现PPPoE终结，相关协议符合RFC1661和RFC2516的规定。
局侧设备应具备对用户流量进行分类的能力。
10.3可选功能
提供NAT功能。
支持时间同步功能，相关协议符合RffCI305的规定。
支持RIP协议，相关协议符合RFC2453的规定。
支持OSPF协议，相关协议符合RFC2328的规定。
支持IP组播的路由协议，相关协议符合RFC1075或RFC2362的规定。
11用户侧设备技术要求
11.1功能框图
用户侧设备功能框图如图10所示。
图10用户侧设备功能框图
11.2基本功能
用户侧设备主要完成链路层帧的复用与解复用功能。
用户侧设备在下行方向上将局侧设备发送的不同MAC地址的帧转发到对应的UNI端口上，在上行方向将来自不同UNI端口的MAC帧汇聚并转发到局侧设备。
用户侧设备中不同的UNI端口之间在物理层和MAC层是相互隔离的，即同一用户侧设备不同UNI端口之间的任何通信必须经过局侧设备转接。
用户侧设备UNI端口应具有地址学习能力。
每端口MAC地址表容量不应<64个。
对基于端口的用户，用户侧设备应具备标记用户接入数据流端口的能力，即用户侧设备将网管统一。
配置的端口信息插入到相应端口接入的用户数据流中并转发给局侧设备，使局侧设备能够根据用户侧设备标定的端口信息检查用户m地址和接入端口的绑定关系。
在保证安全性的前提下也可以通过其它方式实现。
用户侧设备应实现下列数据帧的转发，过滤：
——必须能处理RFC894（以太网）封装格式的帧；
——必须能处理RFC1042（IEEE802）封装格式的帧。
用户侧设备应丢弃所收到的错误帧：
丢弃传输服务用户数据单元大小超过ISO/IEC15802-36.3.8节中规定的帧。
如果需要用户侧设备应能够重新产生用户优先级。
如果需要用户侧设备应能够映射服务数据单元重新计算帧检验序列。
用户侧设备可以具备对用户流量进行分类的能力。
用户侧设备应能够实现基于二层多播目的地址的转发。
用户侧设备应能够限制用户最高接入速率。
（讨论）
12流量管理与控制
12.1用户设备与用户侧设备间的流控
12.1.1半双工方式
半双工方式下使用后压流控。
后压流控指交换机拥塞时，某个帧到达输入端口时在帧上加一个强制的冲突，迫使远端DTE放弃发送。
远端DTE经后退间隔后重传。
如果此时拥塞尚未解除，可以继续使用后压流控机制。
12.1.2全双工方式
全双工下交换机流控采用IEEE802.3流量控制（也称PAUSE控制）。
PAUSE控制在IEEEstd802.31998版附件31B中规定。
PAUSE控制用作禁止对端在一定时间内发送除MAC控制帧外的帧。
是否允许发送PAUSE控制在自动协商中决定。
IEEE802.3x定义了两个方向上都支持PAUSE功能的PAUSE帧格式配置。
通过对PAUSE位置位，链路两端的设备可以发送并接受PAUSE帧。
PAUSE帧是一个特殊编码的通用MAC控制帧，该帧是一个具有最小合法长度的802.31以太网帧，并具有以下特点：
a）目的地址域是为MAC控制PAUSE帧单独保留的多目地址01-80-c2-00-00-01。
b）源地址域是源/发送站点的48bit地址。
c）两字节的长度/类型域包含16进制值88-08．表示802.3局域网的MAC控制帧。
d）MAC控制操作码使用00-Ol。
e）MAC控制参数包含2字节的PAUSE定时器值。
该定时器值以LSB在先方式传送。
PAUSE时间单位是512位时间+1。
特别指出：
f）当发送器暂停时不禁止发送PAUSE帧。
g）0是在PAUSE帧中传输的有效暂停定时器值。
一个被暂停的站点在得到下一个PAUSE帧后，可以重载暂停定时器值。
12.2用户侧设备与局侧设备之间的流控
用户侧设备与局侧设备工作在全双工方式，其间的流控方式推荐采用10.1.2节规定的方式。
12.3流量管理
流量管理要求转发进程应当为排队的帧提供存储服务，等待时机将帧提交给关联在端口上的MAC实体。
用户侧设备和局侧设备可以在端口上提供多个队列。
基于使用流量类的用户优先级决定所使用的存储队列。
上述流量类是关联在每个端口上状态信息的一部分，对每个可能的用户优先级必须对流量类赋值。
用户优先级可以由0～7。
队列应当一一对应到流量类。
出于管理考虑，设备最多支持8个流量类来支持将各个用户优先级的帧独立排队。
表1给出用户优先级到流量类映射的建议。
表1用户优先级到流量类映射的建议
可用流量类的数量
1
2
3
4
5
6
7
8
用
户
优
先
级
0（缺省）
0
O
O
1
1
1
1
2
l
O
O
O
O
O
0
0
0
2
0
0
0
0
O
0
0
1
3
0
0
0
1
1
2
2
3
4
0
1
1
2
2
3
3
4
5
0
1
1
2
3
4
4
5
6
0
1
2
3
4
5
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
13用户接入多ISP
用户接入多ISP的认证、授权和计费过程，可以由局侧设备作为ISP的AAA客户端来实现；也可以不需要局侧设备支持，而只由用户终端直接发起，由ISP完成。
14性能
14.1吞吐量
设备吞吐量指设备所有端口同时收发数据速率能力的总和，具体要求待定。
14.2时延
时延指需转发的数据包的最后一比特进入设备端口到该数据包第一比特出现在端口链路上的时间间隔。
该时间间隔是存储转发方式工作的处理时间。
对于CUTTHROUGH方式工作的设备可能会得到负的时延。
通常所测试的时延是指测试仪表发出的数据包到经过设备转发后收到该数据包的时间间隔。
IP包的传输时延待定。
14.3丢包率
丢包率是指在稳定的持续负荷下，由于资源缺少在应该转发的数据包中不能转发的数据包的比例。
IP包的丢失率待定。
15操作维护管理要求
15.1基本原则
1）管理系统应能提供对局侧设备、用户侧设备的远端维护和集中维护，实现统一网管。
局侧设备具有汇聚（透传或代理）用户侧设备网管信息的功能，局侧设备与用户侧设备之间传送网管信息的通道，建议采用逻辑上独立于用户数据的带内通道，该管理通道的协议待定。
局侧设备与管理系统之间的协议为SNMP，必须支持SNMPvl，可选支持SNMPv2和SNMPv3。
2）管理系统和局侧设备必须有独立的网管接口，防止非授权访问，同时要求局侧设备能够支持带内管理。
3）为便于维护人员进行正常的维护活动，各设备应提供支持本地维护的接口和能力。
4）管理系统应具备对设备进行配置管理、故障管理、性能管
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