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EtherLoop技术
 

【作者: 黃俊達】2000年04月01日 星期六

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EtherLoop是由Elastic网络公司所发展的一种新技术,它可以透过合于POTS标准的铜材质双绞线路,把高速传输的数据联机功能提供给一般的家庭。EtherLoop采用了HDSL与ADSL等数字用户回路(DSL)技术的基本观念,并且应用了非常出名的封包传送系统算法,这套算法是在TI的可程序规划数字信号处理器(DSP)平台上执行;这项组合就提供了一套解决方案,它能克服HDSL与ADSL的许多限制,却不会牺牲速度或是数据的质量。结合了可程序规划的DSP组件、先进的信号调变技术、爆发传输模式(Burst Mode)的数据传送技术、还有以太网络的封包数据协议,EtherLoop提供了一套解决方案,它的安装简单、最大的传输距离为21,000英呎、而且又非常省电。


EtherLoop大致具有下列特性:


  • ● 来自客户端或是送往客户端的高速界面,它会由线路的通信量来决定。


  • ● 因为线路不良(跨接或是线路变动)所造成的反射噪声很低,甚至是完全没有。


  • ● 避免线路使用权的争夺冲突。


  • ● 智能型的爆发传输模式管理,它可以针对不同的应用系统,将数据带宽与传输方向做最佳的安排。


  • ● 利用以轫体为基础的频谱管理功能,实时调整线路的通信频率,以便提供最大的数据传输容量,并且与电信公司的其它数据服务保持频谱兼容性。



DSP所实作的EtherLoop调制解调器

在(图一)中所示,就是一个客户端的EtherLoop调制解调器,它采用了TI的Digital Thunder DSP组件。EtherLoop芯片组包含了下列的组件:




《图一 》
《图一 》

● 可程序规划的Digital Thunder DSP


● 数据泵(Datapump)算法(机制)


● 整合了滤波器的编码/译码器(CODEC)


● 发射接收器


来自以太网络的数据会直接送到DSP,由它执行本地闪存中的EtherLoop轫体,然后透过无黏接逻辑的序列界面,把运算所得的数据流送到数据泵。接着,数据泵会送一个样品数据流到编码/译码器,由它来直接推动发射接收器。Digital Thunder DSP组件具有下列特点:


  • ● DSP中已经整合了以太网络与高速序列界面,可降低系统的成本,并减少产品所消耗的电力。


  • ● 厂商可以透过闪存的数据更新功能,重新规划系统的工作组态,使EtherLoop轫体与频谱管理软件拥有更大的弹性。


  • ● 厂商能够在基本的调制解调器功能之外,增加一些额外的特色;举例来说,除了EtherLoop调制解调器轫体之外,也可以执行路由或是VoIP软件。


  • ● TI的EtherLoop编码译码器以及发射接收器当中,整合了可程序规划的滤波与增益控制功能,可以减少系统所占用的电路板面积,并且降低产品的成本以及所消耗的电力。


  • ● 在支持中央机房的应用系统时,TI的DSP组件和编码/译码器可以同时支持多组的发射接收器,这样厂商就能开发出成本极低、功率消耗极少的系统,并且由一个调制解调器来管理多条POTS线路的数据。



网络的架构

在发展EtherLoop技术的时候,Elastic网络公司就非常小心,尽可能遵照以太网络IEEE 802.3标准的规格,这种做法的用意有两种:首先,它让EtherLoop看起来就像是一个以太网络,这可以降低系统执行通信协议转换的成本;第二,它让EtherLoop装置能够顺利加入现有的网络。基本上,无论是网络上的任何地方,只要以太网络的装置能够工作,那么EtherLoop就能工作。当然,EtherLoop还是有一些限制:


  • ● EtherLoop只适于支持点对点的通信联机


  • ● 对于距离较长或是质量较差的线路,EtherLoop的峰值带宽较小


  • ● EtherLoop的成本总是高于以太网络



乍看之下,这些限制似乎很严重,但其实并非如此。现有的以太网络多半采用10BaseT的标准,而它会要求在网络装置与集线器之间采用点对点的联机方式。峰值带宽虽然也很重要,但是除了传输距离和线路质量等基本因素之外,它还会受到技术进步的影响;就算是对EtherLoop功能所做的保守估计,我们也发现在绝大多数的既有线路上,它都可以在三千英呎的范围内,提供每秒一千万个位(10 Mbps)的数据传输速率,同时还支持一个模拟语音频道。最后,以太网络的正常工作范围大约是100~150公尺,只有当实际网络完全在这个范围内的时候,我们才须将EtherLoop的成本列入考虑。


在这些限制下,我们可以清楚的看出,EtherLoop的市场利基就是长距离的加强型以太网络。以下我们就中央机房的组态、住宅的因特网联机、SOHO族与一般企业的因特网联机加以说明:


局端的组态

EtherLoop的局端组态非常简单,用户的线路会连接到一个EtherLoop多任务器,再由这个多任务器将语音和数据分开;语音信道会连接到PSTN开关,数据信道则是送到TI的ThunderSWITCH以太网络开关,然后再连接到其它标准的TCP/IP或是ATM网络。随着客户需求的不同,系统也可以同时连接多个网络。


(图二)当中,最终用户就架设了一套非常简单的网络,其中有一条线路是连接到局端的因特网联机端点。这个局端联机端点提供了半智能型的联机管理功能,它可以把不同的线路网关提供给不同服务的用户,例如彼此竞争的网络服务供货商、企业网络或是其它...;至于服务内容的分辨,则是由TI的ThunderSWITCH以太网络开关来执行,它会根据目的地的不同,把数据送给最适当的远程资源,例如因特网或是多组专用网中的一个。在这张图片中,多任务器除了提供EtherLoop主调制解调器的管理功能之外,它也是以太网络封包多任务的第一个运行时间。



《图二 局端的基本联机模型》
《图二 局端的基本联机模型》

住宅的联机

一般家庭的联机方式最简单,用户通常只有一部装置连接到EtherLoop线路,这就简化了整个网络的架构。局端的联机端则提供了以太网络开关,它会把数据送到多组路由资源中的一个,这些资源可能是一些线路,它们可以连接到因特网,也可以连接到ATM/Frame Relay的传送网络(图三)。


《图三 住宅的因特网联机》
《图三 住宅的因特网联机》

家庭用户通常会被分配一个或是多个的静态IP地址(每次用户连接到网络的时候,这个地址都不会改变);另一方面,用户也可以在每次计算机开机的时候,透过「动态主机规划协议」(DHCP)取得新的IP地址。


SOHO族与企业的网络联机


与一般住宅的联机方式相比,SOHO族的联机模型就有很大不同(图四);一般说来,在这类用户的住家和办公室中,都会有一套更复杂的局域网络,因此局端与客户端的调制解调器都必须执行更多的工作,例如桥接以太网络两端的数据传送,并且把本地的数据限制在线路的用户设备端,而EtherLoop的客户端和局端调制解调器就内建了这些功能。在这类的应用环境中,用户最好使用外接式的调制解调器。


《图四 SOHO族与企业的网络联机》
《图四 SOHO族与企业的网络联机》

这种模型需要一些额外的资源,通常是TI的ThunderSWITCH以太网络开关,它们可以支持VLAN或是PVC网络,这样才能提供适当的路由机制,并且把正确的通信内容送往正确的企业网络;另一方面,如果用户必须透过公用数据网络,把数据传送到企业的联机端点,那么他们就需要「信道协议」(Tunneling Protocol)软件来将数据加密(图五)。



《图五 》
《图五 》

结论

这篇文章证明了EtherLoop技术「不只是另一种DSL」,而是一种全新的通信架构,它可以利用TI可程序规划DSP的优点,让任何的铜材质双绞线路都能发挥出最大的带宽;不但如此,它还采用了很有弹性的方式来做到这点,让系统可以满足各种不同的数据网络需求。虽然目前已经有了一些标准方法,可以让厂商透过铜材质双绞线路来传送封包数据,但是长期来看,以DSP组件为基础的EtherLoop技术必会对它们造成相当的冲击。


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