接入網的標準化進展及發展的趨勢

2019-11-04 20:49:05

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　　1、前言
　　接入網（AN）是泛指用戶網絡接口（UNI）與業務節點接口（SNI）間實現傳送承載功能的實體網絡。其目標是建立一種標準化的接口方式，以一個可監控的接入網絡，使用戶能夠獲得話音、租用線業務、數據多媒體、有線電視等綜合業務。
　　
　　從1975年英國電信（BT）首次提出接入網概念，到80年代初原CCITT提出V1～V4數字接口建議，AN一直停滯在理論階段。直到80年代后期ITU-T著手制訂標準化V5.X數字拉口規范，并對AN作出較為科學的界定，AN技術才真正進入電信業應用領域。90年代，隨著通信與計算機整合時代的到來，數字化、寬帶化和智能化已成為未來通信發展的方向，人類社會對電信業務從質量到業務種類都提出越來越高的要求，而接入網作為本地交換機與用戶的連接部分，是實現數字化、寬帶化和業務綜合化的要害，因此自然成為當今電信業的關注焦點。
　　
　　2、接入網的標準化進展
　　自從接入網的概念界定后，ITU先后提出接入網的接口建議G.964（V5.1接口）、G.965 （V5.2接口）等一系列技術標準，這些標準為接入網技術的研發和應用發揮了極其重要的作用。隨著應用技術的反饋改進，標準化工作正繼續完善。我國參照國際標準和國際也制定了接入網技術體制、標準和測試規范，如：“接入網技術體制（暫行規定）”，“交換機和接入網之間V5.1、V5.2接口技術標準”，“接入網集中監控維護治理系統技術規范”等等。
　　
　　在寬帶方面，ITU正制定和寄送VB5.1、VB5.2寬帶接口建議（G.967），以及B-ISDN的UNI接口（1.432）、寬帶接入（G.966）等建議。此外，近期ITU-T關于接入網的標準化工作有以下幾處重要方面：（1）VB5.1和VB5.2接口順從性測試；（2）接入網供電接口的規范；（3）與ATM論壇制定有關ATM接入方式的新建議I.ima。我國目前也正密切跟蹤國際最新動態，組織制定相應寬帶標準，以彌補現有V5.1、V5.2接口的不足。
　　
　　盡管如此，接入網的標準化仍然跟不上技術發展的速度，非凡是接入網傳輸體制標準化工作較為薄弱，如不盡快完善，將影響到接入網的建設。關于接入網的傳輸標準，國內外不少專家的意見是基于SDH，這樣有利于整個傳輸體制的標準統一，同時為適應接入網的應用，SDH對網的定時、保護、倒換和網管等要求應做適應簡化，以降低成本，方便組網。其中需做的工作如下：
　　
　　設立低于STM-（155Mbit/s）的子速率，建議用51Mbit/s和7.48Mbit/s，前者已納入G.707 的附件，后者ITU-T正在講座中，ATM論壇提出還可考慮25Mbit/s；在STM-N幀結構方面作適當補充，該幀格式不作屐，但凈荷區可以自行安排。這種簡化僅用于接入網。
　　
　　系統方面：在接入網應用中PDH信號作為支路裝入SDH，一般只經過一次調整，甚至不必進行碼速調整，以達到簡化。
　　
　　網和設備的定時要求：接入網中的時鐘采取從主站起逐站缺抽取再下傳的方式。主站時鐘采用外時鐘，或自激振蕩器。合理選取時鐘源，可以減少由于碼速調整帶來的抖動。對于基于SDH的接入網設備，需要一個時鐘源，它應具有±4.6×10-6的自激振蕩和一個外時鐘，這個時鐘源用于時鐘鏈頭上，其余設備可選擇使用。
　　
　　組網方式：使用ADM和TM組合并采用子速率同STM混合，AN可以組成點對點、鏈型和環型網。在155Mbit/s或51Mbit/s的環中，可以用子速度作為環T型分支。
　　
　　在基于SDH的接入網中，其網管可以作為整個SDH網管一部分，也可以單獨作為一個系統。在后一種情況下，用戶一般要求價格低廉，使用方便，建議應保持告警、配置、性能、安全四大功能，但適當簡化。個別小系統不需要網管，則只做機上指示。
　　
　　網絡接口及其指標：當子速率被建立后，即應開展標準化工作，規范光/電接口參數，如系統的誤碼指標、抖動、時鐘指示等。在這之前，建議暫沿用STM-1光電接指標。
　　
　　接入網的傳輸體制基于SDH，將帶來一系列SDH的技術優勢，符合全網的發展要求。相信經過 ITU-T和電信業的努力，接入網的傳輸標準有望近期出臺。
　　
　　3、接入網的技術發展趨勢
　　從宏觀來看，預計到2000年，全世界電話用戶將達到10億，移動電話用戶達5億，因特網用戶亦將達5億，能否解決AN的瓶頸問題十分要害。隨著社會和技術的進步，信息技術發展的大趨勢是電話、計算機、電視三種技術、產業乃至網絡的融合，即所謂“三網合一”。它表現為業務層互相滲透交叉，應用層使用統一的通信協議，網絡層互聯互通，技術上趨向一致。在這種大潮推動下，電信與信息產業正進行結構重組，各種相關體制和法規也發生相應變革。這給電信業既帶來機遇也帶來了挑戰，它對電信網提出了新的要求：（1）必須改造當前的電信網，使之適于傳輸數據和圖像；（2）建設大容量的WDN網絡；（3）逐步實現分組化、無連接化和全球尋址；（4）由于TCP、ip是唯一可為三大網共同接受的通信協議，它必須成為電信網的主導上層通信語言完成接入網部分的融合，這是三網融合中最困難的部分，它要求AN傳輸設備既能滿足業務綜合組網能力和網管能力，還要價廉物美。由于在未來的網絡中，數據業務將逐漸成為網絡的主要業務量，因此AN設備除要實現話音接入外，將以以太網/快速以太網和IP接入為主。
　　
　　從技術發展來看，首先現有的銅纜接入網必須改造，以xDSL數字用戶線系列技術為代表的銅纜接入技術是一種重要改造手段；HFC系統和非對稱Cable Modem則是改造現有CATV網的試驗性方案；但從發展來看，光纖接入，非凡是寬帶光接入鋪以無線接入手段將占主導地位。
　　
　　在接入網技術中，目前有幾個引人注目的發展趨勢：
　　
　　內置SDH接入網。主要有以下優勢：（1）兼容性強。SDH的各種速率接口都有標準規范，在硬件上保證了各供給商設備互聯互通，為統一治理打下了基礎。（2）完善的自愈保護能力，增加網絡可靠性。（3）借助SDH的大容量、高可靠性，可組成傳輸與接入的混合網。AN除承載接入業務外，還可承載GSM基站、交換機中斷等其它業務，降低了整個電信網絡的投資。（4）面向網絡發展的升級能力。目前的接入網建設，一般5Mbit/s速率就能滿足需要，但是隨著電話普及率的提高及寬帶化需求，內置SDH標準化結構可靈活擴展升級。（5）網絡操作、維護、治理功能（OAM）大大加強。SDH幀結構中定義了豐富的治理維護開銷字節，大大方便了維護、治理，由此建立的治理維護系統很輕易實現自動故障定位，可以提前發現和解決問題，降低維護成本。（6）有利于向寬帶接入發展。SDH利用虛容器（VC）的特點可映射各級速率的PDH而且能直接接入ATM信號，為向寬帶接入發展提供了一個理想的平臺。
　　
　　以ATM技術為基礎的無源光網絡（ATON）。它代表了寬帶接入技術的發展方向，其優勢在于：它結合了ATM多業務多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力，業務的接入非常靈活。其提供的業務范圍從具有交互性的圖像分配業務到數據傳送、局域網互連、透明的虛通道等。接入網中采用 PON技術曾是電信業的熱門，但由于價格過高難以為運營商接受，隨著多媒體時代的到來和三網融合的發展，以ATM為基礎的APON應運而生，它進一步改進了傳統PON的性能，并具有更好的性價比。目前，ITU-T對APON的物理層、傳輸會聚層、傳輸性能等都制定了具體的規范，預計在不久的將來，APON將在AN中得到推廣。
　　
　　利用ATM技術傳送MPEG-2信號。實現視頻點播業務（VOD）是近幾年，ATM論壇、ITU-T等組織研究的一個中心內容，也是AN發展的另一趨勢。目前ATM網絡提供了兩類面向連接的業務，恒定比特率（CBR）和可變比特率（VBR）業務，MPEG-2信號可分別以這種兩種業務接入。但在接入時，它們各有優勢，同時又都不是最理想的方法。作為CBR業務接入需先用緩沖存儲器平滑處理，將 MPEG-2適配成CBR業務，從理論上講，只有當存儲器容量足夠大時，VBRMPEG-2才可能成為真正平滑的CBR業務接入。這顯然是不切實際的，而且隨著存儲器容量的增大，延時會增加，影響業務實時性。
　　
　　而MPEG-2的VBR業務接入，由于ITU對B-ISDN的AAL2標準尚未制定完善，無法用AAL2對 MPEG-2適配，ATM論壇曾預備用AAL5適配的VOD方案，但此方案技術較復雜，成本高。因此，最近 ATM論壇選擇了一種新型接入方法“piece-wise”，并將以此制定VOD標準草案。它既避免作為 VBR業務接入導致的適配功能復雜，又避免作為CBR業務接入而造成對緩沖存儲的不合理要求。
　　
　　基于光纖環路（FITL）和ATM技術的交互式數字視頻接入系統（SDV）。目前正在國外進行實驗，它除支持傳統的話音窄帶業務外，還能向用戶VOD、數字廣播視頻業務以及模擬廣播視頻服務；而且，在SDV網絡的不同單元間還可以進行信息流（如圖像、ATM數字包）的交換。SDV由于具有比HFC更多的優點，因此有可能成為實現交互式多媒體業務的最佳選擇，引起了電信業的重視。 SDV實際是以PON為基礎的FTTC與單向HFC的結合，它采用分層面方式，一個層面用FITL系統傳輸電話和數據；另一層面采用基于SDH的ATM信元，支持交互式數字視頻等寬帶業務，模擬視頻接入則以WDM方式疊加或光纜分纖實現。
　　
　　此外，寬帶無線接入的本地多路分配業務系統（LMDS）目前已開發面市，LMDS采用蜂窩單元，以毫米波28GHZ向用戶提供VO廣播和會議電視、視頻家庭購特等寬帶業務。由于LMDS具有投資小，維護方便、安裝迅速的特點，將為電信運營商帶來新的選擇。
　　
　　在網絡治理方面，建設接入網集中維護治理系統，并與其它電信網治理系統相連接，最終連接到電信治理網（TMN）將是今后的發展方向。接入網的追求目標是建立一種全業務寬帶接入網（FSN），將各種應用性技術融于一網，以滿足用戶的各種業務需求。
　　
　　4、我國接入網的試驗和應用現狀
　　我國傳統的用戶接入網采用是銅纜，80年代中后期具有Z接口的光纖環路載波系統（SLC）陸續進入我國，加上遠端交換模RSU）的實用化，使光纖傳輸設備引入到接入網領域。但這些

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