带宽利用率

2024-06-08

带宽利用率（共9篇）

带宽利用率篇1

引言:中小型网络一般采用三层交换机做汇聚层和核心层设备, 随着网络中接入终端设备数量增多, 网络流量负载增大, 汇聚层和核心层间的链路带宽常成为网络的瓶颈, 影响网络性能。本文介绍了通过网络聚合技术提高带宽的方法。

如图1所示, sw1为核心交换机, 连接汇聚层设备、内网服务器和英特网, sw2为汇聚层交换机, 连接核心层设备和接入层交换机, sw1和sw2之间的链路常常成为网络瓶颈。

端口聚合

逻辑端口AP (Aggregae Port) 由多个物理成员端口聚合而成, 是链路带宽扩展的重要途径, 其标准为IEEE802.3ad。此外, 通过聚合端口发送的帧还可以在所有成员端口上进行流量平衡, 如果AP中的一条成员链路失效, 聚合端口会自动将这条链路上的流量转移到其它有效成员链路上提高连接的可靠性。这就是IEEE802.3ad所具有的自动链路冗余备份功能。当交换机得知MAC地址已经被自动地从一个AP端口重新分配到同一链路中的另一端口时, 流量转移就被触发, 数据将通过新端口转发, 这一过程在数毫秒内完成, 几乎不影响网络服务。聚合端口AP中任意一条成员链路收到的广播或者多播报文, 不会被转发到其它成员链路上。同一个AP的成员端口必须为同类型, 全是Access模式或Trunk模式。

流量平衡

AP将根据报文的源MAC地址、目的MAC地址或者源IP地址、目的IP地址进行流量平衡, 把流量均衡的分配到AP的成员链路中去。依据源MAC地址或目的MAC进行流量平衡时, 不同主机或目的主机的报文转发的链路不同, 同一台主机或目的主机的报文, 从同一条链路转发。依据源MAC+目的MAC地址进行流量平衡时, 有不同的源MAC+目的MAC地址的报文, 可能被分配到同一个AP成员链路中。

依据源IP地址或者目的IP地址, 以及源IP地址+目的IP地址进行流量平衡时, 不同的源IP地址或者目的IP地址的报文通过不同的端口转发, 同一源IP地址或者目的IP地址的报文通过相同的链路转发。该流量平衡方式一般用于三层交换机的聚合端口。在此流量平衡模式下, 如果收到的是二层报文, 则自动根据源MAC地址、目的MAC地址进行流量平衡。根据不同的网络拓扑结构设置合适的流量平衡方式, 以便能把流量较均衡地分配到各个链路, 就可以充分利用网络带宽, 提高网络效率和稳定性。

进入光纤带宽兆时代篇2

11月17日，上海市民一觉醒来后，发现自家的宽带光网速已由原来的2M、4M，一下子跃升到10M、20M，甚至30M，且费用不变。网友笑侃：“这眼睛一睁一闭，一天就过去了；这眼睛一闭一睁，网速可就翻了10倍了……”

近日，中国联通2011年PON集采落下帷幕，作为历年来固网宽带PON设备集采规模之最，此次集采总量达到了2500万线，规模达40亿元人民币，超过了三大电信运营商2009年一年2300万线总量。伴随着我国光纤入户、光进铜退等固网宽带改造步伐的加快，2011年，我国三大运营商均加大了PON网络的部署力度，均进行了大规模的光纤建设和固网宽带设备的招标。今年年中，中国电信便完成了1900万线PON集采，中国移动也早早集采了800万线。三大运营商今年已总共采购5200万线。

全球互联网产业正在经历一场从“电气时代”到“光速时代”的变革。据国家信息化专家咨询委员发布的2011年中国信息化蓝皮书，2010年我国宽带上网平均速率位列全球71位，费用却是发达国家的3到4倍。截至2010年12月底，中国互联网平均连接速度为100.9KB/s，也就是0.81Mbps。

11月16日，工业和信息化部副部长杨学山表示，未来几年我国要把电话的普及尽快转向宽带普及，让每个老百姓得到高质量、可支付起的宽带服务，这将成为经济社会发展的一个基础性目标。要把几百K的宽带接入发展成几兆、几十兆、几百兆的宽带。

杨学山还表示，“十二五”期间，我国宽带网络基础设施建设将累计投资1.6万亿元，其中宽带接入网投资5700亿元。到“十二五”期末，互联网宽带接入端口增加一倍，达到3.7亿个，基本实现城市家庭宽带覆盖，实现2亿家庭光纤到户覆盖。根据工信部等七部委联合制定的《关于推进光纤宽带网络建设的意见》，到2011年，光纤宽带端口超过8000万，3年内光纤宽带网络建设投资超过1500亿元，新增宽带用户超过5000万。

这些发展表明，我国的接入网正在由以ADSL主导的百K带宽时代，进入以FTTH主导的兆带宽时代。这一转变正在迅速展开，3年内一二线城市有望基本完成。

光纤兆带宽将对互联网各类视频业务产生深刻影响。百K时代的数小时的高清节目下载将在数十分钟内完成。百K时代模模糊糊的视频点播将被实时高清点播取代。在互联网电视日益成为主流的当下，来自互联网的高清将与广电系的有线电视网高清构成强烈竞争。将成为影视内容产业大发展大繁荣的基础传播平台。

光纤兆带宽还将促进云计算和物联网的发展。数据在用户、设备、传感器与云之间的传输更为快捷便利，将对云上业务和物联网的应用带来质的提升。例如，现在广泛应用的视频监控将向高清发展，很多物联网部署的前置服务器系统将不再需要。

校园网有限带宽的合理分配和利用篇3

一、校园网流量现状

(一) 校园网带宽消耗情况。

校园网作为一个教学、科研、信息查阅以及教学交流的网络平台, 它存在的最主要目标是要服务于教学、服务于科研, 但是, 现实中, 由于校园网中的用户需要使用迅雷、BT以及酷狗等等P2P软件来下载一些东西, 从而会使得校园网网络带宽得到大量的消耗。这里所提到的P2P, 它所占用的传统的HTTP80端口与其他的相比较起来, 可以说已远远超出, 超出数超过了60%, 正是因为如此, 对于局域网的出口带宽资源分配带来了严重的影响, 使得校园网络流量的构成遭到了严重的破坏。

(二) P2P对校园网的影响。

首先, 校园网采用的是公用出口带宽, P2P的应用能够为其带来巨大的压力, 还有一部分P2P软件会无节制的对出口资源进行占用, 从而使得校园网出口一直处在拥塞状态。其次, P2P的应用本身存在有巨大的侵略性, 为了达到有效的交换的目的, P2P在使用的时候, 会建立大量的连接, 一旦这些连接建立, 就会给网络流量带来压力, 从而要在很长一段时间里始终维持着很大的网络流量。最后, 当流量变的越来越大的时候, 一些问题也会随之而来, 很多设备的压力也会越变越大, 就像防火墙、认证网关以及出口路由器等等。即使是那些千兆设备, 也会由于Session的有限性而受到限制, 甚至有些设备根本不能够承受如此巨大的流量, 从而崩溃。

二、校园网有限带宽的合理分配和利用对策——以广东医学院校园网为例

广东医学院校园网, 租用电信出口带宽为600M和100M教育网带宽。其中电信带宽中400M用于东莞-湛江两校区学生用户上网, 学生用户数7000左右。200M用于教工, 办公用户上网, 教工人数500, 办公人数800。 (考虑到白天工作时间教工用户少, 办公用户居多, 晚上相反) 。另外有100M教育网专线带宽, 用于查找检索文献等。其中核心交换机为阿尔卡特8800, 学生汇聚层交换机为阿尔卡特7800一台, 教工汇聚层交换机为阿尔卡特7700, 办公汇聚层交换机为阿尔卡特7700。上网通过亿邮用户管理系统进行管理, 通过用户名和密码登陆, 如果超过15分钟无流量产生, 则会自动离线 (保证同一时间的有效使用用户, 合理利用带宽) 。硬件防火墙为天网硬件防火墙, 制定相应策略, 最大化利用带宽, 通过限制时间段, 例如晚上7点—12点通过限制迅雷, 酷狗等P2P协议软件连接数和流量, 来保证正常的网页浏览等工作。具体措施如下:

(一) 将P2P端口或者网站封堵。

如果是使用固定范围端口来进行P2P的应用的话, 则可以通过网站的方式来进行, 举个例子来讲, 如果是TCP6881-6889端口, 那么, 可以采取的措施就是在防火墙的访问控制规则当中, 可以对以上范围的端口进行禁用, 或者是对以上的大部分端口进行禁用, 一般情况下, 只需要开放常用的端口就行。但是, 目前有很多的网站所涉及到P2P方面的应用也是越来越多, 加之很多应用所使用的并不是固定的端口来通信的, 所以, 通过防火墙这一规则来采取措施, 只能够对一些已知的网站或者是端口实行控制, 存在很大的局限性。

(二) 采用网络流量管设备来对P2P进行管理。

这一方法其实是一个比较好的方法, 对于专业的网络应用流量管理设备来讲, 它是基于网络的第2至7层, 通过TCP的报文特征值等等的这些识别机制, 来自动地对网络应用流量进行识别, 从而提出一些比较灵活有效的管理对策。这些灵活的管理对策主要包括了对P2P的总体流量进行拧限制, 对P2P的上下行流量进行限制, 结合一天当中其他一些主要应用的流量变化规律来在不同的时间里来实行不同的流量控制以及实行一段时间之内的流量定额等等。当然, 除此之外, 网络流量的管理设备还具有的一个优点就是, 具有比较强大的网络流量图表分析这一功能, 通过流量图表的分析, 来及时的对网络资源的使用情况对带宽资源的一个占用情况进行了解, 从而制定出一些合理的网络规划。

(三) 对数据包以及Session进行控制。

这是一种新型的P2P网络应用侦测效果, 主要是在设备软件还没有进行更新之前, 就能够通过流量控制设备或者是通过防火墙来限制用户的TCP报文Session, 通过对IP的Session值Jsf不但能够使得用户的连接数得到限制, 而且还能够使网络当中的异常流量传输得到避免。

结语

总之, 对校园网有限带宽进行合理的利用和分配是值得研究的课题, 本文提出了三种优化措施, 但是, 在具体的对校园网带宽进行优化的过程当中, 必须要按照学校的网络环境来进行调整。

参考文献

[1]陈英, 马洪涛.局域网内ARP协议攻击及解决办法[J].中国安全科学学报, 2007 (07) .

向万亿级高带宽前进篇4

硅与光的半世姻缘

1960年，Ted Maiman发明了第一个激光器，而这项发明在最初一段时间内并无任何实际用途，人们还不知道激光可以用来做些什么。半个世纪之后，激光已经成为医药、制造、娱乐领域的重要工具，并且推动了所有远程通信的发展。然而，由于成本的限制，激光及相关的器件还没有成为日常生活应用的常客。

1959年，仙童半导体公司的Robert Noyce(英特尔公司的创始人之一)和德州仪器的工程师Jack Kilby几乎同时发明了基于硅的集成电路，而前者的发明更加适合进行商业化。半个世纪之后，硅集成电路由当初的2个晶体管发展到现在的数十亿个晶体管，并不断提高性能、降低计算成本，摩尔定律更推动着半导体芯片技术持续高速前进，取得一个又一个革命性的技术突破，我们的计算设备也从大型机、小型机，向着工作站、台式机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机这样的小型化之路发展。

将半导体制造技术的大批量、低成本、高集成度、灵活扩展等特性，与激光器(及光纤)的超高带宽、长距离、低功耗、无电磁干扰等特性结合起来，这个大胆的设想在英特尔的工程师脑中已经孕育了近10年，并且在过去的六七年时间里一步一个脚印地解决了激光的发射、操纵、结合、分离和探测的技术难题，成功开发并产品化了LightPeak技术(公布于2009年9月24日的秋季IDF大会上)，为各种外部设备与PC之间的高速低成本光连接提供了成熟的解决方案。

英特尔公司首席技术官、高级院士兼英特尔研究院总监贾斯汀在大会主题演讲中向人们描绘了2015年利用高速光连线技术的惊人体验。届时，用户将拥有150亿个消费电子设备能够提供电视内容，可供播放的视频将达到成百数千亿个小时。LightPeak技术将提供10Gb，s的高带宽，支持更小的设备接口以及更长、更细、更灵活的主流光连线技术，并可通过单根连线连接任何设备。

从电到光，潜力无穷

现在人们使用的计算机组件都是通过铜缆或电路板上的线路互相连接的。由于使用铜等金属进行数据传输会产生信号衰减，这些缆线所允许的最大长度十分有限。这极大束缚了计算机的设计，迫使处理器、内存和其他组件相互间的距离必须设置在几英寸以内。今天公布的研究成果，使我们向着以超轻超细光纤替代金属连接线路的目标又前进了一步，从而在更长的距离上传输更多的数据，彻底改变未来计算机的设计方式及数据中心的架构方式。

硅光电技术将在计算行业实现广泛的应用。例如，有了如此高速的数据传输速度，你可以想象家庭娱乐和视频会议也能享受墙体般大小的3D屏幕，而且高清的体验会让你感觉演员或者家人似乎就在你身边。未来数据中心或超级计算机的组件可能会分布在整个大楼甚至园区的不同位置，相互之间进行高速通信，完全不同于如今基于容量和传输距离有限的铜线的设计。这将帮助搜索引擎公司、云计算服务提供商或金融数据中心等数据中心用户提高性能和容量、节约空间与能源成本；或者帮助科学家构建更强大的超级计算机来解决世界面临的重大问题。

英特尔首席技术官兼英特尔研究院总监贾斯汀(Justin Rattner)在美国加州Monterey举行的集成光电技术研究大会上展示了这款硅基光电联结系统原型。这个传输速度高达50Gbps的联结系统类似于一款“概念车”，让英特尔研究人员可以在此联结系统上测试新想法，基于成本低廉且易于制造的硅继续开发利用光束在光纤上传输数据的技术，而不是使用像砷化镓这样的特殊材料做成的成本昂贵、制造困难的元件。尽管电信及其它领域已经在使用激光来传输信息，但对于PC行业来说，目前的技术应用成本还过于昂贵且元件体积过大。

贾斯汀表示：“我们的长期愿景是‘硅化’光子，把高带宽、低成本的光通信引入未来的PC、服务器和消费设备中。这款全球首次利用集成混合硅激光器开发的50Gbps硅基光电联结系统标志着实现这一愿景的重要里程碑。”

下下一代的LiqhtPeak技术?

这个50Gbps硅基光电联结系统原型是英特尔在硅光电学领域多年研究的结晶，其中包括了数个“世界第一”的研究成果。它包含一个硅发射器和一个接收器芯片，两者都集成了所有必需的构建模块，并融入英特尔历年来的多项突破性技术成果，包括与加州大学圣塔芭芭拉分校合作开发的第一个混合硅激光器以及2007年发布的高速光调制器和光电探测器。

发射器芯片包括四个激光器，通过它们发射的光束分别进入一个光调制器，而后者则以12.5Gbps的速度对数据进行编码。然后，这四条光束将被集中起来并输出到一条光纤内，总的数据传输速率将达到50Gbps。在联结系统的另一端，接收器芯片会对这四条光束进行分离，并导人到各光电探测器中，后者把数据转换回电信号。两个芯片都使用PC行业常用的低成本制造技术进行装配。通过提高调制器速度和增加每个芯片激光器数量的方式，英特尔研究人员正在努力提高数据传输速率，为未来的Tb/s级光学联结系统铺平道路。Tb/s级光学联结系统可以在一秒钟内完成一台笔记本电脑中所有内容的传输。

虽然这项研究与“Light Peak光峰”技术均是英特尔整体I/O战略的一部分，但是这两项研究是彼此相互独立的，并且LightPeak已经进入到产品化阶段，将在近期内把多协议10Gbps光学联结系统引入英特尔的客户端平台中。然而对于那些数据更加密集的高端应用，以及未来可能成为主流的一些消费级应用，10Gbps的带宽只是一个起点，还远远不够。例如4倍高清(2160p)，24位色深、60Hz的刷新率，对数据带宽的需求就将达到11.94Gbps，假如采用48位色深、120Hz的刷新率(3D显示的基本要求)，带宽需求将达到47.78Gbps，这就要求英特尔必须持续研究下一代的LightPeak技术，以达到20Gbps甚至50Gbps的性能要求。英特尔今天公布的研究成果，正是为了将来的应用需求所做的技术开发储备。

带宽利用率篇5

根据傅里叶变换原理, 任意一个信号均可以分解为多个正弦波, 其中偶次倍频信号能量为零, 奇次谐波的功率谱能量随着谐波次数的增加而逐渐下降。

如图1所示为一高速信号的功率谱密度示意图。其中纵轴表示信号的功率, 水平轴表示比特率 (1/2为一次谐波位置, 3/2为3次谐波位置等等) 。图中的0, 10, 20, ……100对应的曲线, 表示信号的速率一定, 但是信号的上升时间分别占信号位宽 (Unit Inter val) 的不同比例时 (0%, 10%, 20%, ……100%) 的功率谱密度趋势图。可见信号的边沿越陡上升时间越小, 信号的能量下降得就越慢, 此时就需要使用更高带宽的示波器来测量信号的更高次谐波, 才能够保证信号的真实性, 图中红色虚线即表示信号上升沿很陡时候的功率谱曲线, 而蓝色虚线表示信号上升沿时间约为信号位宽100%时的功率谱曲线。而对于标准的高速串行信号来说, 信号的上升时间一般为信号位宽的30%, 其主要能量集中在5次谐波以内。通常来说选择示波器带宽一般有如下两个经验:一是对于非标准信号, 如时钟信号, 一定要看其上升时间的长短, 根据F=0.35/Tr来估算信号的能量分布范围, 然后选择3～5倍于该值的示波器带宽来测量信号;二是对于标准的串行数据信号, 则选择示波器带宽能够测量到其速率的5次谐波即可。

比如说要测量一个12Gbps的标准串行信号, 需要多高的示波器带宽算是比较理想的呢?12Gbps的信号其1次谐波为6GHz, 3次谐波为18GHz, 5次谐波为30GHz, 而由于信号的能量是围绕谐波频点位置的两侧进行分布的, 因此20GHz带宽的示波器不能够捕获到3次谐波的所有能量, 如图1中垂直红线所示, 25GHz带宽的示波器能够捕获到所有的3次谐波能量, 如图1中垂直黄线所示, 30GHz能够捕获到所有的3次谐波以及5次谐波的一半, 如图1中的垂直绿线所示, 45GHz则能够捕获到完整的7次谐波成分。

30GHz以上高带宽示波器的应用前景

SAS 12Gbps

SAS 12Gbps的标准还没有正式推出, 但是随着高速信号发展的趋势以及存储等领域的需求, 相信会很快推出正式的标准。根据前文分析, 如果要完全捕获到5次谐波的所有成分, 则至少需要36GHz的示波器带宽。

FC 16Gbps

如果需要完全捕获到5次谐波的所有成分, 则至少需要48GHz的示波器带宽。

应用于相干光通信领域的CEI25Gbps及CEI 28Gbps的串行信号

CEI-25规范定义了芯片间28Gbps信号速率的应用以及背板上25Gbps信号速率的应用。鉴于行业的需求, 整个元器件级的基础结构将进一步升级以支持更高的系统容量, OIF组织授权PLL工作组开始25Gbps即CEI-25项目的研究。该项目定义了芯片间28Gbps信号速率的应用以及背板上25Gbps信号速率的应用;此类信号速率将使得在更窄的接口上 (四路) 传输100Gbps带宽的信号, 比如100Gbps以太网;此类接口将允许更小的接口尺寸, 更低的器件引脚数量, 连接器以及光模块数量, 更低的功率浪费, 以及无需时钟的接口。

对于25Gbps的信号, 如果要捕获完整的5次谐波, 则需要75GHz的示波器带宽, 如果要捕获完整的3次谐波的信号, 则需要50GHz带宽的示波器。

在相干光通信信号测量中, 未来还将有速率高达56Gbps的串行信号, 目前正处于实验室级的研发过程中, 如图2所示。

Ka波段 (35GHz-94GHz) 雷达信号的测量

通过高带宽示波器直接检测射频信号, 可以避免因使用检波器等带来的失真和噪声, 而且雷达信号的测试通常还会需要测量多通道之间的相位关系, 因此不仅需要高带宽示波器, 而且还需要多通道示波器。

业内实现高带宽示波器的方法

示波器的核心有三个部分:一是前端模拟放大器, 二是高速采样芯片, 三是采集存储器;这三个部分决定了示波器的三大最重要的指标:带宽, 采样率, 采集存储深度。示波器的最高带宽最主要的决定因素是前端模拟芯片的工艺, 也就是说芯片的工艺决定了示波器带宽的提升。目前高带宽示波器厂家为了获得高带宽示波器, 主要采用两种工艺, 一种是磷化铟 (InP) , 一种是锗化硅 (SiGe) , 前者一直处于实验室级的应用, 没有得到广泛的商业应用, 而后者则有非常广泛的商业应用, 是相当成熟的工艺技术。目前IBM的8HP锗化硅工艺是第四代锗化硅工艺, 速率接近上一代的两倍, 可实现晶体管最高速率为200GHz。当前基于磷化铟工艺技术实现的前端放大器芯片最高带宽为32GHz, 基于8HP锗化硅工艺有两家, 一家可实现36GHz, 另外一家为33GHz。因此当前业内完全基于芯片的示波器最高带宽为36GHz, 这是美国力科公司 (LeCroy) 刚刚发布的芯片组及最新LabMaster 10Zi系列示波器产品。

由于工艺水平的限制, 芯片带宽很难达到非常高, 从而也满足不了当前一些高速信号测试的需要。如前文所述, 36GHz的示波器带宽也只能测量到12Gbps信号的全部5次谐波。而要测量更高速率如28Gbps、56Gbps的信号则无能为力。

因此示波器厂家也发明了一些专利技术以进一步提升示波器的带宽。

一种是基于软件DSP的方法, 通过拉伸示波器的前端频响曲线实现示波器带宽的提升, 此方法在20GHz带宽以下示波器中有使用, 高于20GHz带宽的示波器目前还未见有使用。此方法由于通过软件对信号输入的后期进行处理, 所以在拉伸带宽的同时, 噪声也被放大。而且信号可能会产生明显的失真现象。如图4 (左) 所示为将一个16GHz模拟带宽通过DSP拉伸的方法达到20GHz带宽, 图中红色滚降曲线为初始的16GHz示波器的前端频响曲线, 蓝色滚降曲线为通过DSP算法将原始的16GHz频响曲线拉伸后的结果, 从图中可见, 带宽被拉伸的同时, 示波器的底噪 (Noise Level) 也被明显的增强了, 如图中绿色曲线所示, 此时如果测试10GHz的正弦波, 那么在20GHz位置会有明显的二次倍频及20GHz的频点。也就是说, 如果测试10GHz的正弦波, 则会产生失真, 如图4 (右) 所示, 红色为正确的10GHz正弦波信号, 蓝色的为使用DSP拉伸得到的20GHz带宽示波器测量得到的正弦波。

另外一种方法是通过通道资源复用的方法, 即力科公司的DBI专利技术 (数字带宽交叉复用技术) , 该技术通过硬件射频模拟的方法可实现将芯片级模拟带宽提升至少一倍。力科公司最早在2005年就发明了该项专利技术, 使用在当前的最新产品上的DBI技术已经是第七代成熟的技术。其大致原理如下图5所示, 图中的放大器 (Ampli er) 的模拟带宽为36GHz, 当增加一个DBI射频模块后, 可以将图中的两个放大器的数字带宽复用, 从而使模拟带宽达到60GHz, DBI射频模块的主要作用是将输入的高频信号通过特制的低通滤波器和高通滤波器分成两部分, 一部分为0～36GHz的信号成分, 一部分为高于36GHz的成分, 高于36GHz的信号成分在通过本振混频到0～36GHz频率区间, 这样两部分信号就可以分别送入具有36GHz模拟带宽的通道进行测试, 最终再将处理后的信号合并组合到一起得到一个完整的高速信号。

力科公司的LabMaster 10Zi特点及主要应用领域

基于8HP锗化硅工艺的芯片组的突破以及DBI专利技术, 力科公司最新推出的新款示波器LabMaster 10Zi具有一系列行业领先的技术和指标, 不仅适合于超高速信号如相干光通信应用中的高速信号的测量, 也适合多通道信号的时序、相位差等的测量。主要特点如下:

1、最高硬件模拟带宽可达60GHz;

2、最高采样率可达160GS/s;

3、最高可分析存储深度1024MS;

4、前端芯片组模拟带宽可达36GHz;

5、36GHz或以下芯片级模拟带宽使用时, 采样率可达80GS/s;

6、36GHz或以下芯片级模拟带宽使用时, 最大通道数为20通道;

7、60GHz或者50GHz带宽使用时, 最大通道数为10通道;

8、配置成传统的四通道实时示波器时, 每个通道的芯片级模拟带宽均可达到36GHz, 采样率可达80GS/s;

9、30GHz触发带宽;

10、100fs (RMS) 抖动噪底;

11、最大通道数范围以内, 通道数量可以自由组合配置;

12、集成力科的传统优势:强大的分析与调试能力, 快速的分析处理和响应速度, 全面的异常捕获能力, 完善的串行数据测试解决方案等。

参考文献

[1]Peter J, Pupalaikis.Digital Bandwidth Interleaving[M].LeCroy, 2010-04

[2]LeCroy10Zi datasheet[DB].LeCroy, 2011-11

[3]IEEE.802.3ba以太网应用规范[S/OL].http://www.ieee802.org/3/ba/

[4]Yoshi.LeCroy LabMaster应用介绍[DB].LeCroy, 2010-10

[5]SAS3Spec[DB].Working Draft American National Standard, 2011-11

安永:释放带宽的力量篇6

罗奕智认为, 目前市场条件仍极具挑战性, 但具备实力的仍是大型运营商。在经济不确定的时期, 电信业被视为一个波动平缓的防守型行业, 但近年来电信业已经发生了重大转变。

过去语音市场发生了很多不同的变化, 现在已经变得比较稳定。但不管在固网还是在移动方面, 宽带领域的在位运营商实力仍然很强, 这些电信业的转变并没有对他们没有形成很大的冲击。

罗奕智对2006年至2009年的电信业发展状况进行了分析, 以欧洲运营商为例, 英国电信2006～2009年宽带市场份额由原来的33%增长到35%, 荷兰皇家电信也从41%增长到44%。可以看出, 整个电信业稳中有升。他表示, 从在位运营商和新兴运营商波动情况来看, 在位运营商波动明显比较低, 原因可能是市场环境有问题或者不太稳定时, 通信行业永远都会被看成历史公用事业。

在2006年, 电信运营商关心更多的是如何拥有和掌控一个客户, 而现在的运营商则意识到提供客户更多的选择和自主权是更好的手段。因此, 当前在位运营商重点关心的有两个问题, 一个是客户, 他们认为客户是最重要的, 从客户得到最多的价值是在位运营商战略目标里排名最高的一项。另一个是业务创新, 新业务成为在位运营商的一个手段, 他们希望可以为客户提供更好的产品和服务。移动互联网、移动支付等都已经成为在位运营商挖掘客户价值的重要手段。

对未来电信运营业的格局, 罗奕智表示, “2006年大家都比较关心一些新技术, 到了2009年大家可能关心的是合作、联盟、提高市场份额的做法。我们估计三年之后的2012年会有更多的改变, 这些改变很多都是一些业务模式的创新, 通过改变原来收入来源的方向而实现的。”

罗奕智表示, 在改变过程中, 我们发现整合具有周期性。在欧美不同的国家里, 同一个地区的固移整合是他们实现整合的第一步, 之后他们会有另外一个新的方向, 跨地区, 跨地域, 跨行业整合, 特别是发展中的国家很多都关心并购活动, 这增加了运营商在临近地区的并购活动。运营商对其它领域, 比如IT软件、媒体等领域也寻求一些新的产品领域, 从而促进跨行业的整合。

罗奕智认为, 融合的道路是循序渐进的, 运营商都是基于自己主打的产品, 再往外延伸, 比如, 他们都会把重点放在家庭固话和个人移动电话, 延伸到其他家庭成员的移动电话上, 又或者是移动宽带基础上加入固网宽带的能力, 作为一个补充。

为带宽的井喷做好准备篇7

不同网络环境对数据通信的需求增长可解读为对带宽的需求。首先，在城域网中，“最初的规划者”对带宽的要求日益增加，这些领域会是第一批实现100G网络通信的。高性能电脑(HPC)应用显示在各行各业内，对100G网络的需求早已存在。而在数据中心中，服务器和存储设备推动了10G以及更高网络的需求。网络以及交换机主干可能在四年内彰显其对40G和100G网络应用需求。

1 无损耗的以太网

一个修正后的以太网协议，被称作数据中心桥接(Data Centre Bridging)，已经被电力学工程师协会IEEE定义，这将会是一个无损耗的以太网，设计成不会丢包和超时的协议。它通过光纤以太网FCo E定义了一个在数据中心中光网络传输的以太网构造。整个ICT系统的维护和管理费用，将因此得以降低，因为网管人员不再需要管理以太网、光纤链路和Infiniband三个完全独立的网络架构。

协议的标准统称为数据中心桥接(Data Centre Bridging)，包括流量优先权控制、拥塞通知、最短路径桥接、链路层路由和加强的传输路径选择。这创造了较低的延时，排除了信息拥塞，同时增加了网络的效率。另一个IEEE工作组已经建立了支持40G和100G网速标准化的HSE协议(高速以太网)，同时，符合这些标准的产品也能够在市场上找到。这些符合新标准的产品包括twinax，支持40G的多模和单模光缆及支持100G的单模光缆。

对40G网络标准来说，采用铜缆双绞线传输的方式还有提升的空间，因为目前twinax的传输距离只有7m。这就是说，设备的热负荷能得到更好的拓展，从而达到更有效的线缆管理。与光缆相比，采用铜缆的优势主要表现在节约电缆敷设和设备使用上。双绞线同时能实现与老旧设备的“自动接口”，对于老旧系统，铜缆可以满足各代以太网速率的需求。

2 10GBase-T的问题

10GBase-T的发展道路并不是很顺利。最初，人们的设想是用6类非屏蔽线缆来支撑10G网络。这个想法太过有挑战性，因此，新的增强型6类线缆标准被定义。而线缆对相邻线缆产生的外部串扰所造成的影响过于敏感，导致了第一代的10GBase-T设备耗能极大，延时也很大，使得设备费用极高。直到现在，随着第三代设备的推出，这个问题看来已经得到了解决并且在发展上有所突破。

3 高速的双绞线

从这个经验中我们了解到，通过使用屏蔽线来节约能耗，降低延时及电子设备费用的呼声在不断增加。在佩恩州大学的独立研究表明，标准化的超7类铜缆布线因为其信号损耗极低，且在大部分频段内对环境噪音的免疫，因此能支持40G网络。由于90%服务器之间的连接距离都在50m之内，需要一个协议能够桥接这些距离。增强型6类被设计成支持10G传输的最大距离为100m，但是对于长度在40～50m之内的连接，可以通过其他的线缆来节省交换设备中的电子元器件费用。

4 范例替换

在结构化布线的历史上，我们第一次意识到升级更高性能的网络需要一种完全不同的线缆介质，40G以太网或100G以太网的连接需要8芯多模光缆的支持，每芯光缆传输10G甚至是25G的信号。这同样意味着，一种新型的连接器类型MPO被开发出来。

对于双绞线的连接，RJ45标准接口极有可能会被标准化的GG45接口所取代。GG45模块完全兼容RJ45模块在老旧设备上的使用，并且能支持带宽达到40G或者更高的网络。

各公司组织将会在他们的提案中提出一种新型的最优化的网络基础布线方案，从而在升级网络带宽时无需再更换所有的服务器或者其他设备。

改进数据中心的基础架构，以满足日益增加的更高的需求，是一个巨大的挑战。大部分公司要求数据中心实行不间断运行，对于重新布线和增补而言，施工时间短。一个布线系统的寿命大概在10～15年，也就是说，数据中心管理者需要确保基础架构适应未来科技发展的要求，并且能支持今后的网络带宽融合战略。最需要考量的是支持40G和100G的电缆是不同的，必须先考虑今后系统的更新策略。

高带宽传输网络搭建探讨篇8

为满足市场需求, 各地广电运营商已经开始了互动电视和高带宽接入的建设。广州珠江数码集团有限公司作为广州地区最大的有线电视网络运营商, 已经明确把互动电视和高带宽接入定位为未来的主营业务, 至今已经发展了18万互动用户, 并全网开展6M和10M的高带宽接入。本文结合广电网络现状, 从业务需求入手, 对构建能支持高带宽业务发展的网络展开探讨。

1 互动平台概况

互动前端平台作为系统网络搭建的第一核心要素, 其传输模式、编码格式、节目内容和双向网络建设的通道容量息息相关。珠江数码建立了基于Mediaroom的互动电视平台, 平台根据广州实际情况开发集成业务, 再通过IP网络进行分发, 以实现交互式数字电视服务, 给用户提供多种高质量业务服务。互动的流媒体业务包含节目时移、回看、点播和各类应用。这些数据通过城域网传输到各分前端, 通过本地CMTS按用户需求分发到各机顶盒。目前系统已经提供高清直播频道19套、标清直播频道90套的直播服务、45套节目4小时时移及72小时频道回看服务。节目内容采用H.264的编码格式, 高清节目带宽9M, 标清节目带宽4M。

在互动电视中, 直播节目采用了组播的模式, 目前采用DOCISIS 3.0技术进行覆盖, 全网采用了一台CMTS进行节目分发, 配置16个直播 (组播) 专用频点, 广播至全网用户;点播业务经部署在各分前端的分散CMTS上联至城域网, 用户共享点播CMTS带宽。整个互动平台的架构如图1所示。

2 用户行为分析

互动电视打破了传统的单向视频服务传输模式, 提供以用户为中心的多种交互性业务, 如点播、时移和回看等。在双向数字网络传输中, 各类交互性业务均单独占用网络资源, 用户行为直接影响网络建设。

为更好了解用户行为, 笔者通过互动电视平台实施全网数据采集, 提取上线用户数量、开机时间、收视内容、占用流量和出口负荷等数据, 整理出用户开机率、开机并发率和户均占用带宽这三个关键数据, 如表1所示。

用户开机率反映了互动用户收看电视的比例, 由数据来看用户开机集中在每晚的八点至十点, 周日晚上为收视高峰, 周平均开机率为59.75%, 季度峰值曾达到69.85%, 建议选择70%作为开机率的设计模型参数。

开机并发率代表了在线用户点播节目单独占用带宽的机率, 本周的峰值为10.77%, 该数据和市场策略及节目内容密切相关, 在免费试看推广期间, 并发率曾一度上升到30%, 建议选择正常推广时期的峰值15%作为设计模型参数。

户均带宽是全网点播高清和标清节目的带宽平均值, 从表1可以得出峰值为4.25M, 考虑到高清内容视频点播的逐步增加, 建议每户分配5M作为设计模型参数。

除高清业务外, 高带宽接入和三屏融合等业务也在全面开展。为满足业务需求, 网络建设需有一定的超前性, 向户均带宽30M发展。

3 基于DOCSIS技术的解决方案

在全国各地的有线电视网络中, 同轴电缆仍是信号传输的承载主体, 鉴于充分发掘利用同轴网络资源, DOCSIS技术是主流选择。目前DOCSIS技术已经进入了V3.0时代, DOCSIS 3.0的最大亮点是数据传输带宽的扩充, 通过上下行多个信道的捆绑技术, 已具备直接与FTTH竞争的带宽优势。新一代的DOCSIS 3.1标准已在讨论和制定中, 大数据量和高密度仍将是趋势。对于已部署CMTS的网络, 建议可通过以下三种方式进行网络优化。

3.1 宽带和互动双业务共用一台CMTS

为确保业务的稳定开展, 在珠江数码早期的网络建设中, 宽带和互动业务分别部署在不同的CMTS上。随着用户量的增加和用户习惯的改变, 宽带CMTS上行带宽资源不足, 而互动CMTS的下行带宽资源也不足, 为提高频点资源利用率, 同时满足单一终端 (CM3.0) 发放的市场需求, 对全网CMTS可实施融合改造, 如图2所示。首先完成CMTS双业务融合系统的配置, 再对前端射频分配网络进行逐步改造, 并完成单台CMTS割接。

3.2 增加原有光发射机分配CMTS频点

在广电传统的网络结构中, 一个光发射机覆盖4个光站, 每个光站覆盖用户规模各地略有区别, 珠江数码多数光站已按覆盖400户规划改造, 部分未改造光站仍保留在1000户。在这样的网络环境下, 一个光发射机覆盖用户至少1600户, 互动业务下, 分配CMTS下行频点2个或4个, 能最高支持100Mbps或200Mbps的下行流量, 支持互动业务40户同时点播, 满足互动业务400户报装, 即不超出25%的互动报装率。对于双向业务发展较好的楼盘, 报装率已达30%或者更高, 在此情况下, 快速扩容的方式便是增加CMTS下行频点资源。

利用目前现有机房CMTS机框, 快速更换高密度板块进行改造升级, 可使得单一物理口对应频点升至32个, 鉴于频率资源有限, 一般能使用到12个下行频点, 可使得互动报装率提升至75%, 改造模式如图3所示。

3.3 减少发射机所带光站数量

从固定资产的折旧来看, 前端设备一般在10年左右, 无论是从设备性能还是资产保值的角度来看, 原有的CMTS仍有很大的利用价值。使用低密度的CMTS, 可通过降低单位频点覆盖的双向用户数量来实现。

方案一, 可通过光站分配网络的分割改造, 降低单位光机覆盖用户规模, 如把原有光机覆盖400户的分配网络分割至200户, 或者100户乃至更低, 但改造周期长、改造成本高;方案二, 调整前端单台光发射机所带光机数量, 如将1:4改造为1:1, 可使得网络支持能力提升4倍, 方案如图4所示。

4 基于C-DOCSIS技术的网络解决方案

随着高带宽业务的全面展开, 特别是用户渗透率的逐步提高, 网络支持要尽快从广覆盖提升到单位地域内高带宽覆盖。在这种情况下, 现有的DOCSIS技术出现了两个困境:一方面是网络投资大幅度增加, 当双向业务渗透率超出25%时, CMTS硬件投入在大幅度增加, 而CMTS的生产一直被少数国外厂家垄断, 价格居高不下;另一方面是现有机房资源紧张, 面对不断增加的CMTS及射频分配设备, 原有分前端机房无论是空间还是电力容量都较难有太大的扩容空间, 而新建机房寻址难度大且建设周期较长。

为此, 我们在寻求一种迅速提升接入带宽, 无需增加机房负荷, 成本相对较低, 并且能兼容原有终端产品的双向解决方案。在2012年8月, 广电总局正式发布了《NGB宽带接入系统C-DOCSIS技术规范》 (GY/T 266-2012) , 给双向网络的建设提供了一个新的解决方案。

4.1 C-DOCSIS部署规划

C-DOCSIS系统由C-DOCSIS头端、C-DOCSIS终端、配置系统和网管系统组成, 并根据模块组成的不同, 分成集成式和分布式。在考虑到光纤资源不够丰富和网络FTTH演变的发展, 我们按照分布式搭建, C-DOCSIS接入技术将ITU-T J.222的物理层与数据链路层的接口 (即为C-CMTS) 从分中心机房下移至有线电视光节点处, 向下通过射频接口与同轴电缆分配网络相连, 向上通过PON或以太网与汇聚网络相接。接口下移后的组网模式, 由于C-CMTS所在的位置, 决定了它和光节点设备的融合方式, 整个系统由OLT、C-CMTS和终端CM组成, OLT与C-CMTS之间通过EPON光分配网 (ODN) 连接, C-CMTS与终端之间通过同轴电缆分配网连接, C-CMTS兼容所有DOCSIS2.0/3.0规格的CM。

从2012年12月开始, 珠江数码开始规模部署C-CMTS, OLT一般安装在分前端机房内, 上链三层汇聚交换机, 通过三层汇聚交换机接入城域网。对覆盖400户以内的光机改造, 采用C-CMTS模式在光机同地部署, 如图5所示。

对于覆盖用户仍较多的光机, 如部分光机覆盖仍在1000户左右, 在网络改造时, 实施一次到位改造方式, 在光机处安装光分路, C-CMTS部署点进一步延伸至下一级放大器, 确保C-CMTS覆盖用户在400户以内, 如图6所示。对于大型小区, 建议设立本地接入间机房或野外综合地箱, 就近安装OLT、交换机和EDFA等设备, 进一步降低对骨干光纤网络的占用。

4.2 C-CMTS在测试和应用中的优化部分

C-CMTS设备采用模块化设计 (如上联模块、内置光机模块、射频放大模块等) , 支持灵活的功能配置以及关键模块的维修、升级。

C-CMTS设备的供电方式可采用60V或220V供电, 考虑到C-CMTS下一级仍较多使用双向放大器, 设备应提供向下馈电能力。基于C-CMTS系统每个射频端口的下连射频放大器级联一般不超过2级, 每端馈电的最大电流通过能力达到3A或6A即可, 同时, 每路主输出应支持单独跳线馈电、自恢复保险、防雷接闪器, 不采用单独供电输出口。

C-CMTS的每一路射频端口均应具备独立的上行、下行信号测试口, 设备内C-DOCSIS信号与DVB信号混合前, 均应具备独立的信号测试口, 所有测试口按-20d B衰减设计。

C-CMTS产品16个连续频道带宽为128MHz。光接收机在全频段范围内输出信号的预均衡量一般在12d B以内, 如果全频段 (862MHz或1GHz) 预均衡量为12d B, 则任意128MHz连续频段的预均衡量则不会超过2d B (128MHz连续频段放置在低端110~238MHz时均衡量最大) , 因此建议C-CMTS系统应规划为16个连续频道, 这样不必为每路射频通道设置C-CMTS信号均衡器。

整机产品应该具有一定的浪涌防护能力 (通常指标为:5k V、10/700μs) , 以适应雷雨季节的可靠使用。

C-CMTS产品基本上属于野外安装的类型, 宜使用全密封铸铝外壳以加强其散热能力, 并实现对雨、盐雾、酸雾等外部环境的防护 (内部接头需要密闭环境的防护) 。

为方便C-CMTS产品野外安装及维护, 单边RF射频信号口 (输出或输入) 按合计不超过2路设计。内置光接收机C-CMTS设备, RF射频信号输出最多4路, 外挂光站的C-CMTS设备, RF射频信号输出最多2路。

C-CMTS设备应采用光缆引入口能适配尾纤和尾缆设计, 并在内部配置小型的盘纤盒。

4.3 C-CMTS仍然存在的不足

任何一种技术解决方案都有自身的局限性和不足, C-CMTS也不例外, 特别是在没有经过大规模应用和部署的情况下, 还有很多方面需要调整改进。珠江数码在实施和应用过程中, 主要遇到的问题有:

(1) 产品的稳定性和实用性有待提高。作为一款新产品, C-CMTS在硬件设计、性能测试、稳定性等方面没有经过大规模应用的考验, 珠江数码从实验室测试, 到试点小区推广, 再到全网部署了900台, 在一年多的实施中, 不断向厂家提出改进建议和需求。例如射频端口间距过密、输出电平偏低、缺乏内置光接收模块、业务流处理能力偏低等问题, 以及增加测试端口、匹配多品牌CM等建议。目前这些均一一得到解决, 但随着大规模的推进, 发现新问题和解决难题的工作仍将会同步推进。

(2) 产品配套的运维管理手段有待完善。C-CMTS方案将原机房内CMTS设备下移到光机位置, 改变了原有的以CMTS设备为核心的集中维护方式, 在CMTS上的检测仪表和网管软件均需做同步调整。目前是对CMTS的管理模式移植到C-CMTS上来完善运维管理, 检测仪表采用了9581SST的监控管理模式下移至光站, 网管软件同步完善对终端CM的管理, 并实施了综合网管建设。

(3) 单台C-CMTS支持并并发流过低。C-CMTS的分布式下移的部署降低了前端机房压力, 大幅提高了单个接入点带宽, 16个下行频点可达800M。但在目前实际应用中, 仅支持300个终端上线, 对于双向业务未能全面发展的区域, 频点带宽利用率偏低, 造成一定程度上的投资浪费。

5 结束语