因地制宜發(fā)展寬帶接入網(wǎng)

2019-11-03 19:05:03

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供稿：網(wǎng)友

浙江省郵電規(guī)劃設計院

　　張旭平

一、前言

　　在信息網(wǎng)絡化的大趨勢下，ip技術將發(fā)展成為主導技術，大量信息在網(wǎng)絡上運行，網(wǎng)上應用將日益豐富，原有的通信網(wǎng)絡結構和經(jīng)營模式將發(fā)生變化，這一切，對現(xiàn)有的以電路交換為基礎的、窄帶的、模式單一的接入網(wǎng)提出了嚴峻挑戰(zhàn)。隨著Internet的迅猛發(fā)展，人們對遠程教學、遠程辦公、遠程醫(yī)療、視頻會議、VOD點播、WWW瀏覽等多媒體應用的需求正大幅度增加，電子商務更是成為網(wǎng)絡應用的典型熱點。可以說，人類社會的需求對網(wǎng)絡的帶寬及速率提出了更高的要求，促使網(wǎng)絡由低速向高速、由共享到交換、由窄帶向?qū)拵Х较蜓杆侔l(fā)展。目前對于骨干網(wǎng)來講，各種寬帶組網(wǎng)技術已經(jīng)或正在迅速發(fā)展中日臻成熟和完善，波分復用系統(tǒng)的帶寬已達400Gbit/s，IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM（DWDM）等技術已經(jīng)開始投入使用，建立全光骨干網(wǎng)絡已被提到日程上來，可以說骨干網(wǎng)絡已經(jīng)為承載各種寬帶業(yè)務作好了準備。但是通信網(wǎng)與用戶之間的接入網(wǎng)發(fā)展相對滯后，大部分用戶還是通過基于電路交換的、窄帶的、模擬化的接入網(wǎng)絡進行信息傳輸和交換，接入網(wǎng)技術已成為制約通信發(fā)展的瓶頸。為了給廣大用戶提供端到瑞的寬帶連接，保證寬帶業(yè)務的開展，網(wǎng)絡的寬帶化、數(shù)字化是接入網(wǎng)的前提和基礎，同時也是網(wǎng)絡技術中的一大熱點和高利潤增長點。

　　為了適應新的形勢和需要，出現(xiàn)了多種寬帶接入網(wǎng)技術。包括銅線接入技術、光纖接入技術、混合光纖同軸（HFC）接入技術等多種有線接入技術以及無線接入等技術。各運營商在發(fā)展寬帶用戶時，應根據(jù)自身的實際情況，針對不同的用戶，采用不同的技術手段，因地制宜地發(fā)展寬帶接入網(wǎng)，力爭取得市場的最大份額。本文通過對各類寬帶接入技術在實際使用和寬帶化進程中存在的問題提出了發(fā)展寬帶接入技術的建議。

二、目前各類寬帶接入技術的發(fā)展

　　1. 銅質(zhì)雙絞線接入技術

　　由于電話網(wǎng)非常普及，電話線已居全世界用戶線的90％以上，如何充分利用這部分寶貴資源，采用各種先進的調(diào)制技術和編碼技術，提高銅線的傳輸速率，是近期接入網(wǎng)寬帶化的重要任務。目前，以電話線為傳輸介質(zhì)的寬帶接入技術主要有以下幾種。

　　（1）高速數(shù)字用戶環(huán)路（HDSL）技術

　　HDSL或SDSL是數(shù)字用戶線（DSL）技術中的一種，它利用現(xiàn)有電話線纜用戶線中一對或兩對雙絞線來提供全雙工的T1／E1信號傳輸。 HDSL技術廣泛適用于移動通信基站中繼、無線尋呼中繼、視頻會議、ISDN基群接入、遠端用戶線單元（RLU）中繼以及計算機局域網(wǎng)互聯(lián)等業(yè)務，由于它要求傳輸介質(zhì)為2－3對雙絞線，因此常用于中繼線路或?qū)Ｓ脭?shù)字線路，一般終端用戶線路不采用該技術。

　　（2）非對稱數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）技術

　　ADSL是一種非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路，即用戶線的上行速率和下行速率不同，根據(jù)用戶使用各種多媒體業(yè)務的特點，上行速率較低，下行速率則比較高，特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務。ADSL通過對不同的業(yè)務和上下行信號采用頻分復用方式，實現(xiàn)了在一對普通電話線上同時傳送一路高速下行單向數(shù)據(jù)、一路雙向較低速率的數(shù)據(jù)以及一路模擬電話信號，可直接利用用戶現(xiàn)有的電話線路，在線路兩側各安裝一臺ADSL調(diào)制解調(diào)器即可。在普通電話雙絞線上，ADSL的典型的上行速率為16－640kbit/s，下行速率為1.544－8.192Mbit/s，傳輸距離為3－6km，有關ADSL的標準有ANSI的T1E1.4和ITU－T的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供電話業(yè)務外，還能提供多種寬帶業(yè)務，如基于MPEG－1甚至MPEG－2的交互式視頻應用、Internet高速接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等，在未來幾年內(nèi)，ADSL接入技術將是終端用戶主要的寬帶接入方式。

　　（3）超高速數(shù)字用戶環(huán)路（VDSL）技術

　　VDSL和ADSL技術相似，也是一種非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路技術，采用頻分復用方式，將POTS、ISDN以及VDSL的上、下行信號放在了不同的頻段傳輸，但VDSL比ADSL的傳輸速率更高，是高速的 ADSL。VDSL在一對普通電話雙絞線上提供的典型速率為上行1.6－2.3Mbit/s，下行12.96－55.2Mbit/s（目前最高達到155Mbit/s），速率比ADSL高約10倍，但傳輸距離比ADSL也短得多，典型的傳輸距離為0.3－1.5km。由于VDSL的傳輸距離比較短，因此特別適合于光纖接入網(wǎng)中與用戶相連接的最后“一公里”，并且要求光網(wǎng)絡單元盡量與用戶接近，其系統(tǒng)配置圖與ADSL類似，它存在于用戶與本地光網(wǎng)絡單元之間。VDSL可同時傳送多種寬帶業(yè)務，如高清晰度電視（HDTV）、高清晰度圖像通信以及可視化計算等，其國際標準還正在制定中。

　　當前，xDSL技術成為寬帶接入網(wǎng)中非常活躍、熱門的技術，除上述幾種比較典型的技術以外，目前還存在其他一些數(shù)字用戶環(huán)路技術，如IDSL、UDSL、CDSL、EDSL 、MDSL等。在光纖到戶（FTTH）未實現(xiàn)之前，xDSL將是主要的寬帶接入方式之一。但由于ADSL每線造價偏高，大功率信號使電纜線對間的干擾加大，造成選線率低；電話的48V饋電，高達近 90V的鈴流信號，用戶摘機、掛機的脈沖，以及這些信號的諧波等噪音，普通市話線路存在的不平衡、反射、串音等一系列技術問題都給 ADSL的推廣造成困難。

　　2. 銅質(zhì)5類線技術

　　為適應住宅小區(qū)寬帶信息化小區(qū)建設，在光纖到大樓的基礎上采用計算機局域網(wǎng)接入用戶的方式（FTTB＋LAN），利用光纖+5類線以太網(wǎng)交換技術，實現(xiàn)“千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到家庭”，該建設方案主要解決用戶拔號上網(wǎng)速度太低的問題，可提供IP技術形成的多媒體業(yè)務。FTTB＋LAN方式存在的問題主要包括以下幾個方面。

　　（1）必須在現(xiàn)有小區(qū)和樓道內(nèi)重新安裝一套線路，以至一個樓道內(nèi)形成4套線絡（電源、電視、電話雙絞線、5類線），增加了建設和維護成本。

　　（2）FTTB＋LAN適應了IP高速接入，卻不適應全業(yè)務信息網(wǎng)絡，不兼容現(xiàn)有傳統(tǒng)電信業(yè)務。而全業(yè)務網(wǎng)絡需要解決以下業(yè)務的傳輸：電信語音業(yè)務，機關、企業(yè)等小總機專線，虛擬網(wǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務（ISDN、DDN、IP、電子商務、無線尋呼等），實時交互式視頻圖像業(yè)務，模擬、數(shù)字廣播電視業(yè)務。

　　（3）目前電信業(yè)務中電話業(yè)務仍為主體，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務尚在發(fā)展中。由于我國教育普及程度和文化素質(zhì)在一段比較長的時間內(nèi)有待提高。在未來的一定時期內(nèi)，大多數(shù)人們將通過非PC設備進入各種業(yè)務信息源。用IP技術綜合替代現(xiàn)有電信傳輸手段，在一段時間內(nèi)（至少在5－10年內(nèi)）尚不可能，在我國經(jīng)濟落后的地區(qū)這段替代過程可能更長。同時5類線本身仍然是銅質(zhì)媒介，與銅質(zhì)雙絞線相比只是線纜的制造技術的改變。其本身的傳輸距離和傳輸帶寬與雙絞線沒有本質(zhì)的區(qū)別。都將被光纖所替代。

　　3. 混合光纖同軸（HFC）接入技術

　　HFC技術是應用模擬和數(shù)字傳輸技術、射頻技術和計算機技術所產(chǎn)生的一種寬帶接入網(wǎng)技術。HFC技術可以統(tǒng)一提供CATV、話音、數(shù)據(jù)及其他一些交互業(yè)務，它在5MHz－50MHz頻段通過QPSK和TDMA等技術提供上行非廣播數(shù)據(jù)通信業(yè)務，在50 MHz－550MHz頻段采用殘留邊帶調(diào)制（VSB）技術提供普通廣播電視業(yè)務，在550 MHz－750MHz頻段采用 QAM和 TDMA等技術提供下行數(shù)據(jù)通信業(yè)務，如數(shù)字電視和VOD等，750MHz以上頻段暫時保留以后使用。不過HFC接入技術的應用也有一些需要解決的問題。

　　（1）原有的CATV網(wǎng)絡只提供廣播業(yè)務，大都為單向網(wǎng)絡，為實現(xiàn)雙向通信，需要有雙向分配放大器、雙向濾波器、雙向干線放大器等。

　　（2）HFC接入系統(tǒng)為樹型結構，同軸的帶寬是由所有用戶公用的，而且還有一部分帶寬要用于傳送電視節(jié)目，用于數(shù)據(jù)通信的帶寬受到限制，目前一般一個同軸網(wǎng)絡內(nèi)至多連接500個用戶，另外樹型結構使其上行信號存在噪聲積累，即“漏斗效應”。

　　（3）HFC網(wǎng)絡的安全保密性、系統(tǒng)健壯性以及價格等問題也有待進一步解決和完善。

　　（4）IEEE的802.14工作組正在制定 HFC物理層和MAC層標準，但HFC目前還沒有統(tǒng)一的國際標準。在我國開展HFC接入，還有一個經(jīng)營體制的問題，需要打破行業(yè)界限。

　　4. 無源光網(wǎng)絡技術

　　接入網(wǎng)發(fā)展最有前途的方案是采用無源光網(wǎng)絡（PON），目前應用的傳統(tǒng)無源光網(wǎng)絡主要支持2Mbit/s（E1）以下速率的業(yè)務，適應于電話和窄帶ISDN，當采用2波長波分復用單纖傳送，也可以傳送有線電視和視頻點播，目前窄帶的PON尚存以下缺點：（1）每個用戶的帶寬受到限制。（2）廣播式信號多路復用測量要求較高。（3）造價較高。（4）PON技術尚在發(fā)展之中，相關技術標準不斷頒布（1996年ITU-T頒布了有關采用時分復用多址接入G.982協(xié)議，我國原郵電部1997年頒布了“基于無源光網(wǎng)絡技術的光接入網(wǎng)”內(nèi)部技術標準，1998年ITU-T頒布了有關ATM－PON的G.983協(xié)議）。融合ATM與IP的技術尚在發(fā)展中，ATM+PON技術的發(fā)展還存在爭議。

　　5. 無線接入技術

　　無線接入技術可以分為移動接入和固定接入兩大類。移動無線接入網(wǎng)包括蜂窩區(qū)移動電話網(wǎng)、無線尋呼網(wǎng)、無繩電話網(wǎng)、集群電話網(wǎng)、衛(wèi)星全球移動通信網(wǎng)直至個人通信網(wǎng)等等，是當今通信行業(yè)中最活躍的領域之一，也代表了個人通信的發(fā)展方向。固定無線接入是從交換節(jié)點到固定用戶終端采用無線接入的方式，它實際上是PSTN／ISDN網(wǎng)的無線延伸。目前，一種被稱為本地多點分配業(yè)務（LMDS）的固定寬帶無線接入技術被廣泛看好。它利用地面轉(zhuǎn)接站而不是衛(wèi)星來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，可提供2Mbit/s～155Mbit/s的帶寬。與有線寬帶接入方式相比，雖然無線接入技術的應用還面臨著開發(fā)新頻段、完善調(diào)制和多址技術、防止信元丟失、時延問題等方面的問題，但無線接入的最大特點是無須敷設線路、建設速度快、初期投資小、受環(huán)境制約不大、安裝靈活、維護方便等特點。對于新興運營公司而言，由于沒有接入網(wǎng)絡資源，為了能夠盡快提供接入服務，無線接入特別是固定無線接入技術將有可能成為他們的選擇。而對于傳統(tǒng)電信運營公司而言，這一技術也不失為快速提供寬帶接入業(yè)務的有效手段。

三、根據(jù)運營商自身的實情，因地制宜地發(fā)展寬帶接入網(wǎng)

　　從現(xiàn)階段的發(fā)展觀察，目前最主要的業(yè)務是上網(wǎng)業(yè)務和語音業(yè)務，但用什么策略和技術方法實現(xiàn)信息的融合，各類企業(yè)有不同的表述。在這里對近幾年的寬帶接入采用技術以及不同用戶群采用什么技術實現(xiàn)，談一些看法和建議：

　　1. 雙絞線和5類線技術的發(fā)展

　　雙絞線的XDSL技術和5類線的LAN技術在百米的服務半徑內(nèi)，所提供的帶寬在同一數(shù)量級上。其技術都將被光纖所替代。

　　雙絞線的XDSL技術平均的綜合造價比5類線的LAN技術高，但5類線的LAN技術的起始成本高而且不適應全業(yè)務通信，不兼容傳統(tǒng)電信業(yè)務。因此在用戶較離散時采用雙絞線的XDSL技術較適宜；對用戶相對較集中的區(qū)域采用LAN技術較適宜。經(jīng)測算，在同一服務區(qū)內(nèi)，當住戶使用率小于25%時，ADSL更經(jīng)濟，當大于住戶使用率25%時，LAN 更經(jīng)濟。因此從全國看，在近幾年，對已有雙絞線的區(qū)域，大規(guī)模建設LAN方式不一定是好的方式。

　　2. 各類用戶群的解決方式

　　（1）機關、企業(yè)、辦公樓

　　對于機關、企業(yè)、辦公樓等大用戶，由于其一般均建立了局域網(wǎng)，是遠程教學、遠程辦公、遠程醫(yī)療、視頻會議、VOD點播、WWW瀏覽等多媒體應用需求的主要對象，因此采用FTTB+LAN方式是一種較好的解決方式。

　　（2）高檔智能化住宅小區(qū)

　　由于已敷設了5類線，且用戶對數(shù)據(jù)需求相對較大，建議采用FTTC+LAN方式。

　　（3）普通住宅小區(qū)

　　由于一般只敷設雙絞線，因此建議采用FTTC+ADSL方式解決用戶的寬帶需求。

　　3. DSLAM的設置

　　由于ADSL的成本相對較高，初期用戶相對較少，為減少投資，建議DSLAM設置在局端；隨著用戶的發(fā)展，DSLAM應逐步向用戶端推進，主要益處包括以下幾個方面。

　　（1）可以縮短光纖到用戶的距離。

　　（2）為VDSL、MDSL創(chuàng)造條件。

　　（3）為FTTH創(chuàng)造條件。

　　（4）為APON創(chuàng)造條件。

　　4. ADSL與Internet的互連

　　目前寬帶接入業(yè)務以Internet業(yè)務為主，經(jīng)若干年的發(fā)展，其他信息業(yè)務的需求會迅速增加，而ATM有豐富的接口、較完善的網(wǎng)管計費和QoS保證，因此建議DSLAM 通過ATM接入Internet網(wǎng)，為今后其它業(yè)務發(fā)展留有余地。

　　5. 加快寬帶小區(qū)布線的建設與合作

　　智能化小區(qū)利用現(xiàn)代4C技術（計算機技術、通信與網(wǎng)絡、自動控制、IC卡），通過有效的傳輸網(wǎng)絡將多元信息服務與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成為住宅小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能手段為住戶提供安全舒適的家居環(huán)境。目前針對智能化小區(qū)主要有ADSL、LAN、HFC三種接入方式，各種接入方式在技術背景和物理承載媒介上各不相同。智能化小區(qū)作為一個寬帶使用者相對集中的集團用戶，成為各運營商競爭的焦點，也是抓住大客戶作為其爭奪市場的最佳手段。

----《通信世界》