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联通:广电宽带网络组网方案
2006年5月19日 11:18  来源:ccw  作者:Eric
    一、组网示意拓扑图:


  二、组网方案概述:

  1、组网简述:

  终端用户PC通过以太网5类线接入modem,modem通过电视同轴电缆接入广电传输网络(HFC(Hybrid Fiber Coaxial,混合式光纤同轴电缆) Networks)至CMTS (Cable Modem Terminal System),CMTS通过以太网与BGATE相连,BGATE实现与radius计费系统和外网internet相连。  


  2、终端用户PC上网流程:
  
  PC发出上网认证请求报文,经modem传输至广电传输网络(HFC Networks)至CMTS,CMTS完成模拟信号和数据信号的滤波分离,将数据信息以IP报文的形式通过以太网上传BGATE,BGATE与radius计费系统完成对终端用户上网认证请求报文的处理;用户认证通过后,其上网的数据报文直接经BGATE转发。

  对于用户的管理,如果CMTS使用第3层的转发功能,根据分配地址的方式,BGATE可以提供两种方式来进行用户管理:

  (1)Web selection + DHCP
   
  BGATE具备dhcp server 以及 dhcp server的功能,如果cmts使用3层功能,在这种上网方式下,那么CMTS使用dhcp relay,通过BGATE进行IP地址分配。
   
  对于没有认证过的用户,BGATE将强制推送一个认证页面给用户,同时还可以强制推送一个页面(可以通过网管配置),一般此页面告知用户是如何上网!用户在认证页面上输入用户名和密码,BGATE将通过radius进行认证,radius返回认证结果,授权结果,如果通过认证,BGATE将根据计费系统的授权(带宽、计费卡、策略路由、ACL等等)进行服务,同时再强制推送一个页面(可以通过网管配置)给用户。这时,BGATE将分配给用户一个会话号,BGATE将此会话号与用户的IP地址绑定,保证用户唯一性。此用户的上网过程中,会通过hello消息来检验用户是否在线,同时也防止用户在异常下网以后,IP地址被冒用,导致计费一直进行。
   
  动态业务选择:用户可以根据需要,在上网的过程中进行业务动态选择,例如使用不同的带宽,或者选择不同的套餐,BGATE通过二次认证,来保证不同费率的计费信息传递给计费系统,并从计费系统获得相应业务的权限。
   
  对于没有经过认证的用户,运营商可以配置一部分初始权限(有限的带宽、有限的访问等等),供用户试用、品牌推广等等。
   
  对于BGATE作为dhcp server,还可以进行多次地址分配的业务,dhcp用户刚开始占用地址,但是不一定上网,通过认证以后,将用户的地址更换成计费系统授权的真正的上网地址。或者在进行业务选择的时候,进行地址的更换。
   
  用户下网有如下情况:
    
  用户点击下网;
  用户的储值卡用完;
  发现用户掉线(通过hello消息);
  发现用户长时间没有流量;
  (后两者可以配置)
  发现用户下网,BGATE将发送相应的计费信息到radius计费系统,其中包括下线的原因。
  如果是多次地址分配的用户,将触发用户归还IP地址;

  (2)固定IP + web selection
  
  此种解决方案就是BGATE不进行地址分配,CMTS自己分配地址。在bagte上配置需要管理的用户对应的IP POOL(3层)地址池。当用户的HTTP数据流经过时,BGATE发现是没有上网的用户,将强制进行web认证,流程如dhcp的方式一样。

  除了不能进行多次地址分配的相关动作以外,所有业务都一样。

  注:BGATE结合CMTS设备的功能可以实现一些额外的功能:
  
  广电宽带网络中,BGATE结合CMTS设备的功能不仅可以完成对宽带终端接入用户PC上网的管理和策略控制,同时,出于对运维便利的考虑,还可以实现对用户接入moedm的网络管理。其实现方法如下:
  
  在BGATE上可以配置两类地址DHCP分配模式的IP地址池,然后通过CMTS 分别DHCP relay分配给不同类别的终端:
  
  类别1:作为终端用户PC的上网肯定是需要做认证和一些策略控制的,那么可以让终端用户PC通过DHCP+Web认证方式上网,在BGATE上配置DHCP分配模式的IP地址池,同时定义此“IP地址池中的用户需要认证”。这是一类IP地址池,此类地址池可以通过CMTS DHCP RELAY指定分配给终端用户PC,用户的服务策略(包含:带宽策略、路由策略、过滤策略)等可以根据局方组网要求设定。
   
  类别2:在宽带网络中如果需要对终端modem的远程维护和管理,那么网管系统(专门的网管主机或使用CMTS的网管功能)就需要“知道”modem的IP。Modem本身可以通过DHCP方式获得IP,那么如果要实现网管对modem的管理,可以通过:在BGATE上配置不需要认证的DHCP分配方式的地址池,此类地址池通过CMTS DHCP RELAY指定分配给终端modem,同时对此类地址池要做一定的带宽限制??因为此IP池仅是用作分配modem的,是做网络管理用的;以实现网管系统对modem的拓扑发现和管理。

  三、BGATE组网方案的优点:

  ◆丰富的用户管理、业务支持功能;
  
  ◆通过BGATE所具有的二次地址分配功能可以节省大量的IP地址:

  ●从上述的描述可以看出,如果对modem进行管理,那么每个用户需要两个IP地址,而真正有用的是用户PC所用的IP地址;
  ●如果用户开机不上网,那么由于在用户开机时,几乎所有计算机操作系统就会自动发出DHCP请求,那么此时分配地址,将会造成地址浪费,因为用户根本就不上网;
  ● 如果采用目前流行的DHCP + WEB Selection 方式进行用户上网管理,那么,在用户上网之前,又必须拥有一个IP地址,这样才能通过web页面输入用户名和口令进行认证;
  ●BGATE二次地址分配功能彻底解决此问题:开始为所有的设备分配保留(私有)的IP地址,满足管理、以及用户接入时认证的需要;对于需要真正上网的用户,在用户认证通过以后,分配上网的公网地址,用户下网时,将地址收回;
  ● BGATE二次地址分配是通过根据用户行为进行驱动的,而不是采用通过将DHCP租期缩短(一般的周期是几个小时,缩短到秒级),用户在租期期限内频繁的发送DHCP 请求包来实现的。比起将租期缩短的方式,BGATE的系统负载大大降低,网络带宽利用率高,用户掉线率低等优点。 

  3、联通-广电宽带网络合作的运营模式
  
  HFC网是目前业界公认较好的接入方式,是解决信息高速公路最后1公里宽带 接入网的最佳方案之一。HFC综合网可以提供电视广播(模拟及数字电视)、影视点播、数据通信、电信服务(电话、传真等)、电子商贸、远程教学与医疗、以及 增值服务(电子邮件、电子图书馆)等极为丰富的服务内容。但是,基于目前国内电信运营商的网络现状,广电系统又没有自己独立的internet出口网络资源,这也成为广电运营商发展宽带接入业务的资源瓶颈。而作为国内大型的电信运营商??联通,在这方面具备较充足的资源,且由于联通前期较专注于移动业务,如果大力发展宽带业务,需要解决最后1公里接入宽带网络的资源建设问题。
  
  如果联通与广电合作,广电的宽带网络业务利用联通的internet网络出口资源和宽带认证计费AAA系统,双方优势互补,共同为广大电视用户提供宽带业务服务,既可以收到推动国内宽带业务大力发展的社会效益,又可以利用双方的优势资源达到双方利益收益的最大化。

  附:CMTS设备简介:
  
  CMTS是Cable Modem Termination System (电缆调制解调器终端系统)的缩写,是把有线电视网络连接到数据网络(互联网等)的设备系统,通常放置在有线电视台设备的前端。CMTS设备功能上讲,大体上可以分为两类:

  (1)支持IP透传,??我们在组网过程中可以将其简单的看作一台L2层的交换机
  (2)支持基本的IP路由功能,??我们在组网过程中可以将其简单的看作一台L3层的交换机(或路由器)。

  在组网应用中,BGATE对这两类CMTS设备的接入都是支持的。
 
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