HomePNA宽带接入方法的设计与实施

最近几年,随着Internet业务在中国的高速发展,最后一公里问题越来越突出。如何增加接入网的带宽是各大通信运营商关心的问题,而如何在实现宽带上网与尽可能降低上网费用上找到一个切合点,则是用户关注的焦点。目前,已有很多高速接入技术陆续推出,如光纤到户、xDSL(常用的为ADSL)、CABLE MODEM和HomePNA等。HomePNA虽是近几年才推出的,但却以它特有的优势,从众多宽带接入方案中脱颖而出,在宽带技术市场上占有了越来越多的比重。

1 HomePNA技术简介

HomePNA(Home Phoneline Network Alliance)即用户线接入多路复用器，位于网络中宽带接入服务器和终端用户之间,通过现有的电话线为每个用户提供1Mbps(HomePNA 1.0版本)或10 Mbps(HomePNA 2.0版本)的高速数据传输。其优势是利用现有电话线路传输宽带数字信号,省去了重新布线的麻烦,满足用户宽带上网的要求,又降低了上网费用,上网的同时不会影响电话使用和收发传真。

2 HomePNA宽带接入方式

HomePNA被誉为解决宽带接入最后100m的最简单的解决方案,不仅因为它不需重新布线,更重要的是与前端接入设备的无缝结合。无论对目前应用比较广泛的ADSL和CABLE MODEM,还是代表未来发展趋势的光纤到路边及光纤到小区等宽带接入方式,HomePNA都能与它们很好地结合,使用户通过现有电话线路共享带宽,以较低的费用实现宽带上网。根据不同地区的实际情况,可以很方便地选择一种合适方式与HomePNA结合使用,对住宅小区、酒店客房和学生宿舍等多种环境实现宽带改造。

3 ADSL+HomePNA的接入实例

接入环境: 中国矿业大学学生集体宿舍。为了满足大学生宽带上网的要求并推动网络教学的发展,学校拟采用ADSL方式接入Internet,并通过HomePNA终端接入学生宿舍;已有条件:各宿舍已有校园网电话,基本每个宿舍都配有计算机。

外部为徐州电信ADSL接入,使用拨号方式连接,桥接使用RFC1483B协议,路由使用PPPoE协议,开通速率4～8Mbps。

路由器使用徐州和纬信电科技有限公司的Soho Router。它具有内置的PPPoE拨号功能,处理速度为6Mbps,WAN和LAN以太网口各一个,适合与ADSL及HomePNA配合使用。

HomePNA采用和纬公司PN-88系列产品。和纬公司的HomePNA Switch Hub 有12个RJ-11接口,几台Switch Hub之间可以用网线级联,以实现12×n个用户接入,利用电话线可连接12台PC终端,可通过HomePNA Switch Hub的VPN来设定任意终端的连接共享,HomePNA的用户终端设定速率上限为1Mbps。试验中用户最多时达30个,使用三个Switch Hub级联。

根据现有设备,设计了三种接入方案:

选用桥接ADSL+服务器+HomePNA

有条件设置服务器的环境下,可以配置Win2000 Sever,并安装WinPoET拨号软件,设置两块网卡均为自动获取IP地址,启动拨号软件拨号,在网络连接中会得到三个连接:WinPoET、本地连接1(对外部连接)、本地连接2(对内部网路)。设置WinPoET中的连接共享为本地连接2,而HomePNA连接的局域网内部PC网络配置为自动获得IP地址即可。

(2)选用桥接ADSL+Router+HomePNA

如果不适合设置服务器的,选用带有PPPoE功能的Soho Router,利用其自带的拨号功能来自动拨号,并设置Router对内为模式,DNS启用,内部网路同样使用自动获取IP地址即可访问Internet,Router接于ADSL后端,一般上电之后2min即可拨通。

(3)用带有路由功能的ADSL终端+HomePNA

如果ADSL本身带有PPPoE路由功能,则可以将ADSL设置为路由模式,然后直接与HomePNA连接。路由模式的配置基本与Router相同。

具体连接网路结构如图1所示。

使用Router时,可以将ADSL、Router和HomePNA Switch Hub同放入一只铁箱中,置于电话配线箱旁边,如果用服务器,则需要将设备放置于管理室。

学生宿舍内部连接如图2所示。

宿舍内基本不需要布线等施工。

对使用桥接模式ADSL+服务器/Router两种方案,分别进行了半个月的测试。之后,又测试了另外一种方案,即路由模式ADSL直接连接HomePNA。

4 各种方案的现场测试

实际接入试验中,在接有30个用户的时候测试并记录了ADSL断线率、下载速度、网页浏览、在线播放(VOD)、ping命令丢包率等性能指标,并进行了比较分析:

ADSL(桥接)+服务器+HomePNA

这种接入方式稳定性最好,基本不会出现ADSL掉线的情况。利用世界网络的在线测试工具,测试浏览中国新浪和美国雅虎网页的平均响应速度分别为0.3s和0.65s、在华军软件园南京站的下载速度平均为60KB(500Kbps)以上。在中央电视台的视听在线和徐州彭城视窗影视版上,测试了视频点播(VOD),非上网高峰期可以有10台左右的计算机同时实现在线播放。另外,使用服务器还可以控制学生对某些网站的访问,过滤掉一些垃圾网站。

(2)ADSL(桥接)+Router+HomePNA

这种方式比较稳定,浏览网页时的响应速度最快。同样使用世界网络的测试工具测试,浏览中国新浪和美国雅虎网页的平均响应时间分别为0.25s和0.5s,下载及视频点播方面与接服务器时基本相同,上网高峰时期偶尔可能会出现ADSL掉线的情况,2～3min后可以自动重拨。相对于使用服务器,这种方式更简单、更适合学生宿舍和一般住宅小区接入。

(3)ADSL(路由)+HomePNA

理论上来说,直接使用带有路由功能的ADSL可以节省一台路由器,即可以减少运营时的投资。但本次试验所使用ADSL的路由功能不是很稳定,使用中出现过死机现象,而且需要手动重新启动方可工作,并不适合在学生宿舍使用。所以只测试了一个星期的时间。如果带路由功能的ADSL有足够的稳定性,这将是最理想的学生宿舍接入方案。

此次实验使用了HomePNA与ADSL相结合的方式,具体设计并测试了几种接入方案。测试结果充分证明了HomePNA技术在宽带接入应用中的可行性以及在布线、上网费用等方面的优越性。