以太網無源光網絡等

以太網無源光網絡(EPON)是將接入網物理層的無源光網絡與鏈路層的以太網相結合而產生的。EPON基本是在ITU-T有關PON的G.983建議基礎上，保留ATM PON的精華部分--物理層PON，而用以太網代替ATM作為數據鏈路層協議。EPON可以\"無縫\"地連接已有的數據接入網，并能提供低成本的高速數據用戶線。由于采用無源器件，采用EPON技術的接入設備適于在各種環境下靈活地組網，實現話音、數據、視頻的全業務接入，減少了線路和外部設備的故障率，提高了系統的可靠性，節省了維護成本，是一種極具潛力的接入技術。

EPON由OLT(光線路終端)、ONU(光網絡單元)、POS(無源光纖分支器)三部分組成。OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業務提供平臺(MSTP)，提供面向無源光網絡的接口；ONU則與用戶相連；POS是連接OLT和ONU的設備，分發下行數據并集中上行數據。

EPON一般采用時分復用(TDMA)方式來實現，不需任何復雜的協議，光信號就能精確地傳送到最終用戶，來自終端用戶的數據也能被集中傳送到中心網絡。EPON系統的關鍵技術有動態帶寬分配、上行信道復用實現技術、以太網在PON上的成幀技術與實現技術、測距與延時補償技術、突發信號的快速同步技術等等。

IEEE 802.3ah工作小組從2000年11月開始進行EPON的標準化工作。其工作重點放在EPON的媒體接入控制(MAC)協議上，其余將主要參照FSAN(全業務接入網)和ITU-T G.983建議。

自由空間光通信

自由空間光通信(Free Space Optics Communication， FSO)是寬帶接入的手段之一，又稱無纖光通信、大氣光通信(AOC)等。它利用激光通信，但傳輸媒介是空氣，而非光纖。FSO系統的主要組成部分是激光的發射、接收及少量的控制設備。

FSO由于采用激光，較無線接入、DSL(數字用戶線)等技術有帶寬大的優勢；與光纖相比，FSO成本低且不需要預先鋪設管線，可以在已經明確了有用戶需求后再安裝，用戶不需要時也可很方便地拆除。據統計資料表明，在一棟大樓里鋪設光纜需要4～10個月，而FSO的安裝只要兩三天，成本只有光纖的三分之一到十分之一。與固定無線接入相比，FSO工作在一個完全不受管制的頻段，并具有保密性較好的特點，因為激光方向性好，任何阻礙激光傳輸的企圖都容易暴露。

FSO的技術問題包括：

*克服天氣(尤其是霧)的影響。霧中極小的水顆粒像棱鏡一樣會使光束信號發散。解決的辦法一是定制合適鏈路距離的系統，二是對重要的路由備份。

*光鏈路兩端的對準與保持。由于在風力和其它因素的作用下，建筑物會有移動和搖擺，所以激光器節點應具備自動跟蹤的能力，激光功率較高時，可以增大發射角、接收角來提高偏移容忍度。

*克服空中障礙物的影響。如小鳥飛過最大的阻隔時間一般只有幾毫秒，會引起數據包傳輸的延遲，而不會出現傳輸中斷。該問題可采用網狀結構來解決。

*眼睛的安全問題。應盡量避免采用對視網膜有損傷的波長。

自由空間光通信除了用作寬帶接入，還特別適合臨時、短期的鏈路應用。在主光纖鏈路被切斷或網絡因惡劣天氣被破壞，以及其他突發事件時，FSO可以作為緊急情況備用和災難后的恢復措施。

安全聯盟

安全聯盟（SA）又稱安全關聯。安全聯盟是一個單向的連接，為通過它的數據提供相同的安全服務。不同的協議有著不同的安全聯盟，不同的安全聯盟可以提供不同的安全服務。這些安全服務包括：機密性、數據源認證、完整性、抗重播等等。例如Ipsec中AH（認證報頭）協議的SA提供認證功能，從而提供了數據源認證、實體認證、完整性和抗重播安全服務。而ESP（封裝安全負載）協議因可以提供加密功能，從而還提供數據機密性和有限抗業務流分析安全服務。一般在一個安全系統中，每一個安全實體維護一個安全聯盟數據庫（SADB），進站或者出站的報文根據相應的安全策略在SADB中找到自己的安全聯盟，根據安全聯盟提供的安全服務對報文進行相應折安全處理。

安全聯盟的參數一般包括：認證算法、認證密鑰、加密算法、加密密鑰、安全聯盟生存期、協議、模式等等。安全聯盟是兩個通信實體共同認可的，可以手動設置（對于小協同作戰模靜態的網絡），也可以自動協商（尤其是大規模動態網絡）設置。其中，IKE（網際密鑰交換）協議就是用于因特網環境下通過自動地在兩個實體之間協商一個安全聯盟，來建立一個單向的安全通道。

下一代QoS信令

下一代QoS信令是IETF NSIS(Next Step In Signaling)工作組的主要研究內容。該工作組專門研究下一代QoS信令的要求、框架結構以及協議等問題，而不考慮應用層的QoS和具體的QoS實現機制。NSIS的主要研究內容是NSIS Initiator(信令發起者)、NSIS Forwarder(信令轉發者)以及NSIS Responder(信令響應者)之間的交互，包括傳遞信息的協議和語法等。

QoS信令結構和框架制訂的主要目標包括：

*采用模塊化設計。

*信令協議和所傳輸的具體QoS控制信息分離。

*重用已有的QoS協議。

*QoS信令與QoS技術的獨立，可使得QoS信令用于多種QoS技術。

此外，QoS信令還要求具有較大的靈活性和安全性，對移動性以及與其他技術的交互等方面也都有一定的要求。

在信令的操作模式上，QoS信令可以有以下幾種：

*帶內信令和帶外信令：帶內信令指信令只沿著數據路徑轉送；帶外信令指信令不一定沿著數據路徑轉發。

*域內信令和域間信令：域間信令是信令信息由一個NSIS域產生而在另一個NSIS域結束。在帶內信令的模式下，域間的NSIS信令可將NSIS信息傳遞給一個或多個域的邊界節點；在帶外信令模式，NSIS信令可將NSIS信息傳給位于數據通道外的某個實體，另外再從帶外的實體傳到帶內的邊界節點。域內信令則是指NSIS信令信息的發起、處理以及結束都在同一個域內完成。

*組播和單播：與單播相比，組播的引入使得NSIS信令增加了復雜度，因為支持組播組的動態加入和離去將增加狀態維護的復雜性。

*接收方驅動和發送方驅動的信令：接收方驅動的信令是指由接收方發起和維護數據流的資源預留，而發送方驅動的信令是指由發送方負責發起和維護數據流的資源預留。發送端采用發送方驅動的信令可以更快地得到預留成功與否的反饋信息；另外，采用接收方發起的預留需要保證返回發送方的路由與之前的一致，因此需要保持每個流的后向路由狀態，而發送方驅動的方式則不需要。

*單向和雙向預留：有一些應用需要單向預留，如不帶反饋通道的視頻流；另外也有一些應用需要雙向的預留，如電話。因此，NSIS必須考慮單向和雙向的預留。□

精細分層編碼

精細分層編碼(Fine-Granular-Scalability video coding， FGS)是MPEG-4流視頻框架的核心編碼算法。它是一種分層的視頻編碼算法。該編碼分兩層：一個基本層和一個精細粒度的增強層。

基本層采用傳統的DCT變換加運動估計/補償的編碼方法，增強層是對于基本層的量化誤差進行DCT位平面編碼得到的。位平面編碼的主要特點是在編碼時從最重要的位掃描到最不重要的位平面，使最重要的信息放在這一幀碼流的前面，而最不重要的信息放在末尾，這樣，截取時所損失的信息并不是最重要的。在進行解碼的時候，仍可以利用前面重要的位信息進行恢復，由于增強層保存的是量化誤差，因此恢復的視頻效果非常平滑。

精細分層編碼要求流視頻的基本層能夠保證傳輸，即鏈路的帶寬至少要大于基本層，否則基本層也不能保證完整的傳送。只要滿足這一條件，增強層的速率可以根據帶寬的實際情況進行精細調節。這一點不同于一般的分層編碼算法。對于一般的分層編碼，增強層的速率是固定的，因此當網絡帶寬(假設384 kbit/s)小于增強層(256 kbit/s)加基本層(256 kbit/s)的速率時，就只能傳輸基本層(只有256 kbit/s)。而對于FGS編碼，可以對增強層進行截取使得它滿足速率為128 kbit/s(即總視頻發送速率是384 kbit/s)，這樣既增加了帶寬利用率，又提高了用戶所接收的視頻質量。

精細分層編碼的主要特點是對增強層可以進行任意的截取，而不影響還原的視頻效果，可以使得視頻的質量平滑變化，不會出現花塊和停頓。這使得它很適合流視頻應用，服務器可以根據網絡狀態的變化對FGS視頻流進行適當地截取，而不需要要求重傳和作碼流轉換，用戶幾乎感覺不到帶寬的變化。這種編碼方法的缺點是編碼效率較一般固定分層編碼低。□