在科技發(fā)展日新月異的今天,人們已不再滿足于傳統(tǒng)的通信和獲取信息的方式,眾多新的雙向交互式業(yè)務相繼產(chǎn)生,為用戶提供語音、數(shù)據(jù)、視頻綜合通信業(yè)務,使不同用戶之間、用戶與各種信息媒體之間實現(xiàn)信息交換,如電子郵件、影視點播、會議電視、可視電話等。這些業(yè)務要求高質(zhì)、高速、有效、可靠的傳輸。處于高速信息網(wǎng)與用戶間的接入網(wǎng)越來越受到人們的關(guān)注,接入網(wǎng)的寬帶化也成為接入技術(shù)的發(fā)展熱點。
1.接入技術(shù)
接入網(wǎng)技術(shù)包括銅線接入(MODEM、HDSL、ADSL、VDSL)、CABLE MODEM、光纖接入、HFC接入網(wǎng)。用戶接入網(wǎng)(從本地局端到用戶之間的部分)作為信息網(wǎng)的重要組成部分,是信息高速公路最接近用戶的一段,如果不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寬帶傳輸,寬帶接入網(wǎng)也就失去了意義。為實現(xiàn)用戶接入網(wǎng)的數(shù)字化、寬帶化,用光纖作為用戶線是今后發(fā)展的必然方向,但由于光纖用戶網(wǎng)的成本高,在今后相當長的時間內(nèi)大多數(shù)用戶網(wǎng)仍將繼續(xù)使用現(xiàn)有的銅線環(huán)路,近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術(shù),其中xDSL(非對稱數(shù)字用戶線)是最具有競爭力的。
2.接入網(wǎng)寬帶化的三個發(fā)展方向
2.1光纖接入
光纖接入,尤其同有線電視結(jié)合,高速率、低成本特性且發(fā)展?jié)摿薮,資源豐富。光纖接入采用DWDM光波分復用技術(shù),可把高達80個不同波長或數(shù)據(jù)信道復用在一個光束上,然后在一條光纖上傳輸。在一個每條信道傳輸2.5Gbps的系統(tǒng),一條光纖每秒鐘可傳輸200Gbps的信息。因此光纖接入網(wǎng)將是未來接入網(wǎng)的主流技術(shù)。
2.1.1有源光接入設備。目前應用的有源光纖接入設備,實現(xiàn)了光纖到路邊或到大樓,用光纖替代了部分電纜,開通了大量的窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務,滿足了社會各界對綜合業(yè)務的需求,為接入網(wǎng)寬帶化打下基礎(chǔ),但應用中存在如下問題:
。1)有源光節(jié)點收容500~1000戶的普通電話用戶,將光節(jié)點建成了變相的交換機模塊局,光節(jié)點以下普遍應用了較長的音頻電纜,這些電纜難以適應定帶業(yè)務。
。2)由于廣電和電信兩部門利益關(guān)系,有線電視及視頻業(yè)務無法傳送。
(3)大部分光節(jié)點采用小機房,配備了齊全的空調(diào)、機架、電源等輔助設備,增加了工程投資,使每線造價大大提高(高達2000元以上),在網(wǎng)絡寬帶化進程中,前期投入相當部分較難發(fā)揮作用。
2.1.2計算機局域網(wǎng)技術(shù)應用。為適應住宅小區(qū)寬帶信息化小區(qū)建設,在光纖到樓的基礎(chǔ)上采用計算機局域網(wǎng)接人用戶的方式(FTTB+LAN),利用光纖+5類線以太網(wǎng)交換技術(shù),實現(xiàn)“千兆到小區(qū)、百兆到大樓、 十兆到家庭”,該寬帶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(shù)形成的多媒體業(yè)務,這種方案主要特征:
在住宅小區(qū)建立千兆以太網(wǎng)交換機(ZAN設備),覆蓋范圍為以500m為半徑的小區(qū)5~15幢多層住宅樓,200~500戶。在樓內(nèi)設立二層以太網(wǎng)100Mbit/s交換機(BAN設備),BAN的覆蓋范圍為100m,12~24戶。FTTN+LAN方式存在的問題:
。1)現(xiàn)有小區(qū)和樓道內(nèi)重新增設安裝一套線路,兩套電信線路并存,并要同時維護,以至一個樓道內(nèi)形成四套線絡(電源、電視、電話雙絞線、5類線)。
(2)500戶小區(qū)需設小型機房,并應能適應無人值守,環(huán)境要求高,一個城市若設置數(shù)百個這樣的機房和設備,其綜合造價較大,運行維護復雜,且成本高,需要保證安全性、可靠性,不符合目前“大容量、少局所”的原則。
。3)FTTN+LAN適應了IP高速投入,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,全業(yè)務網(wǎng)絡需要解決:電信語音業(yè)務,機關(guān)、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。
(4)目前我國的信息業(yè)務仍是以電話業(yè)務為主,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務尚在發(fā)展中。
(5)局域網(wǎng)設置在機關(guān)、企業(yè)、辦公樓,可以利用這些部門的綜合布線,除了對外交互數(shù)據(jù)外,大量的數(shù)據(jù)為本單位內(nèi)部交換。而局域網(wǎng)設在住宅小區(qū)內(nèi),除了小區(qū)內(nèi)的安保監(jiān)控業(yè)務外,大量的交換業(yè)務需要在城域范圍內(nèi)交換,若將以太網(wǎng)交換機設置在局外,資源共享利用度不高。
(6)IP網(wǎng)同樣面臨不斷升級、改造的問題,現(xiàn)在的IP技術(shù)已經(jīng)不是傳統(tǒng)的IP技術(shù)。當前網(wǎng)絡的時延、IP電話語音質(zhì)量的不穩(wěn)定。不同廠商之間的IP電話網(wǎng)關(guān)之間的互連、IP網(wǎng)絡的服務質(zhì)量等因素影響業(yè)務發(fā)展。
。7)以太網(wǎng)交換機,100 Mbit/s到小區(qū)、100Mbit/s到樓、10Mbit/s到戶,長期看其帶寬仍不足,10 Mit/s的帶寬并不能解決多頻道數(shù)字電視的傳遞,傳輸和交換設備均要改建。
2.1.3無源光接入設備
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)造價還略高。
。4)PON技術(shù)尚在發(fā)展之中,相關(guān)技術(shù)標準不斷頒布(1996年ITU-T頒布了有關(guān)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(shù)的光接入網(wǎng)”內(nèi)部技術(shù)標準,1998年ITU-T頒布了有關(guān)ATM-PON的G.983協(xié)議人)。ATM與IP之間相融合技術(shù)尚在發(fā)展中,全面采用ATM-PON尚得不到一致意見。
2.2xDSL技術(shù)
xDSL通過不對稱傳輸,利用頻分復用技術(shù)(或回波抵消技術(shù))使上,下行信道分開,減小了串音的影響,從而實現(xiàn)信號的高速傳送。xDSL在信號調(diào)制、數(shù)字相位平衡、回波抑制等方面采用了先進的器件和動態(tài)控制技術(shù)。其調(diào)制技術(shù)包括QAM(正交調(diào)幅),CAP(無載波幅度相位調(diào)制)和DMT(離散多音頻)技術(shù),其中DMT調(diào)制技術(shù)被ANSI標準化小組T1E1.4制訂的國家標準所采用。但由于此項標準推出時間不長,目前仍有相當數(shù)量的xDSL產(chǎn)品采用QAM或CAP調(diào)制技術(shù)。xDSL技術(shù)能利用現(xiàn)有的市話銅線進行信號傳輸,其最高下行速率(從端局到用戶)可達8Mbps,其最高上行速率(從用戶到端局)可達1Mbps,傳輸距離最大可達4~5km。
xDSL最大特點是無須改動現(xiàn)有銅纜網(wǎng)絡設施就能提供視頻點播、遠程教學、可視電話、多媒體檢索、LAN互連、Internet接入等業(yè)務。xDSL更為引人的地方是:它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號,數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換機設備,減輕了電話交換機的負載,并且不需要撥號,屬于專線上網(wǎng)方式。這意味著使用xDSL上網(wǎng)并不需要繳付另外的電話費。xDSL作為由窄帶接入網(wǎng)到寬帶接入網(wǎng)過渡的主流技術(shù),近年在歐美等國發(fā)展迅猛,而我國有1.3億用戶線裝機容量,xDSL潛在用戶量巨大。
為了適應互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,用xDSL替代普通電話Modem呼聲漸高。用xDSL可以在局端將音頻電話分離傳遞給交換機,而將上網(wǎng)數(shù)據(jù)聯(lián)通至多媒體中心,可以享受1.5~8 Mbit/s下載速度,但是推廣應用面臨如下問題:
(1)經(jīng)濟性不好。目前 xDSL每線造價大于6000元,此造價與新建無源光纖點對多點復用相比已無優(yōu)勢可言。
。2)實用線路質(zhì)量難以適應xDSL的高技術(shù)標準。若采用 ITUT標準的 G.lite經(jīng)濟性xDSL,最高速率1.5 Mbit/s,這種速率對傳遞MPEG-Ⅱ標準的視頻點播圖像,帶寬又顯不足,更不能傳送多頻道有線電視。此傳輸質(zhì)量毫無競爭能力。
(3)xDSL的驅(qū)動功率較大(DMT技術(shù)高達1w),大驅(qū)動功率射頻數(shù)據(jù)流使電纜線對間的申擾加大,這可能對其它低頻通信設備造成干擾(據(jù)稱僅有10%的線路可用)。普通電話的48V饋電,高達近 90 V的鈴流信號,用戶摘機、掛機的脈沖,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(這不同于沒有經(jīng)過接續(xù)的出廠電纜),這一系列技術(shù)問題都將給xDSL推廣造成困難。xDSL宣稱的8Mbit/s傳輸速率在惡劣的噪聲干擾下只有“自適應”降低速率和距離。
2.3無線接入
無線接入具有施工容易、建設周期短、方便靈活等特點,特別適合于廣大農(nóng)村地區(qū)和城市中有線難以覆蓋的地區(qū)!氨镜囟帱c分布服務”(LMDS)將成為企業(yè)用戶提供高帶寬低價格無線接入服務的一種切實可行的選擇。所謂“本地多點分布服務”是一種利用微波信號在27.5千兆赫到31千兆赫頻帶范圍內(nèi)以1千兆位每秒速度傳輸聲音,視頻和數(shù)據(jù)的無線技術(shù)。利用LMDS技術(shù)可節(jié)省鋪設昂貴的光纖電纜的費用,比傳統(tǒng)專用線可節(jié)約50%到75%的費用。
不過,還有一種無線技術(shù)卻鮮為人知,它就是自由空間光通信(FSO)技術(shù)。作為一種新的“寬帶”選擇,在國外它已經(jīng)開始得到日益廣泛的應用。FSO網(wǎng)絡主要有3種拓撲結(jié)構(gòu):點到點、點到多點(星形)和網(wǎng)狀,也可以把它們組合起來使用。FSO技術(shù)相對是簡單的,相連的二個FSO 單位均由一個激光發(fā)射器和一個接收器所組成,以提供全雙工能力。FSO一方通過將調(diào)制后的激光通過透鏡發(fā)送,另一方的透鏡接收后將信號經(jīng)由光纖連至一個高敏感接收器加以解調(diào)。
然而,F(xiàn)SO是一種視距寬帶通訊技術(shù),傳輸距離與信號質(zhì)量的矛盾非常突出,當傳輸超過一定距離時(一般為幾公里)波束就會變寬以致難以被接收點正確接收。目前,在1km以下才能獲得最佳的效果和質(zhì)量。多種因素影響其達到99.999%(五個9)的穩(wěn)定性。
傳輸質(zhì)量對天氣非常敏感是FSO的另一個主要問題 。晴天對FSO傳輸質(zhì)量的影響最小,而雨、雪和霧對傳輸質(zhì)量的影響則較大。據(jù)測試,F(xiàn)SO受天氣影響的衰減經(jīng)驗值分別為:晴天,5-15db/km、雨,20~50db/km、雪,50~150db/km、霧,50~300db/km。國外為解決這個難題,一般會采用更高功率的激光器二極管、更先進的光學器件和多光束來解決。
再一個難題是在城市內(nèi),由于建筑物的阻隔、晃動將影響兩個點之間的激光對準。對FSO來說,為了保證光傳輸鏈路的性能,光鏈路兩端的對準(捕獲)和保持(跟蹤)至關(guān)重要。國外FSO公司多采用GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))來連續(xù)進行監(jiān)測和調(diào)整發(fā)射器和接收器的位置,使調(diào)校系統(tǒng)費用較為昂貴。
3.結(jié)束語
以上根據(jù)接入網(wǎng)建設及其寬帶化進程中存在的問題,針對目前接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的各種流派和優(yōu)缺點,在接人網(wǎng)寬帶化進程中,少用過渡性措施,以采用主干SDH環(huán)網(wǎng)和無源光網(wǎng)絡相結(jié)合的線路技術(shù)手段,實現(xiàn)光纖到樓,建好高速路,適應各種低、中、高速“車”。在傳輸方式上,寬帶、窄帶疊加,數(shù)字、模擬并舉,以AW和IP相融合的MPLS技術(shù)為綜合平臺,承載多媒體業(yè)務,將電話網(wǎng)逐漸演進形成語言數(shù)據(jù)混合網(wǎng)。
在建設接入網(wǎng)過程中,應同步建立接入網(wǎng)集中維護管理系統(tǒng)(OMC),以滿足接入網(wǎng)自身維護需要,同時要加快OMC與本地網(wǎng)網(wǎng)管接口的研制試驗,最終實現(xiàn)接入網(wǎng)OMC與本地網(wǎng)管及TMN 的互連。加緊寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的跟蹤、試用和標準化工作,特別應重視IP技術(shù)、APON以及視頻接入技術(shù)的研究,最終將我國的接入網(wǎng)發(fā)展成為三網(wǎng)融合的全業(yè)務寬帶接入網(wǎng)(FSN)。
原創(chuàng)
