接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

北方交通大學通信系
姚鴻  馮玉珉

——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(wù)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(wù)，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(wù)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 用戶接入技術(shù)

——接入網(wǎng)技術(shù)包括幾個大類：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)（從本地電話局到用戶之間的部分）作為電信網(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ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）是最具有競爭力的。

——ADSL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。ADSL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ADSL產(chǎn)品采用QAM或CAP調(diào)制技術(shù)。ADSL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。

——ADSL最大特點是無須改動現(xiàn)有銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(wù)。ADSL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(shè)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ADSL上網(wǎng)并不需要繳付另外的電話費。ADSL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，ADSL潛在用戶量巨大。

——2 接入網(wǎng)寬帶化的三個發(fā)展方向

——第一是光纖接入，尤其同有線電視結(jié)合，高速率、低成本特性且發(fā)展?jié)摿�巨大，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)。

——第二是xDSL技術(shù)。xDSL技術(shù)利用現(xiàn)有的銅纜接入網(wǎng)，充分挖潛銅纜的價值，向用戶提供高速Internet接入，下行速率可達8Mbps，上行速率可達1Mbps。

——第三是無線接入。無線接入且有施工容易、建設(shè)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(wù)”（LMDS）將成為企業(yè)用戶提供高帶寬低價格無線接入服務(wù)的一種切實可行的選擇。所謂“本地多點分布服務(wù)”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(shè)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。

——3 HFC技術(shù)

——HFC基于模擬傳輸方式，綜合接入多種業(yè)務(wù)信息，可以實現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)有：電話、模擬廣播電視，數(shù)字廣播電視、點播電視、數(shù)字交互業(yè)務(wù)等。將電話網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)合并在一起構(gòu)成的HFC網(wǎng)，可以提供原來三個網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)，即“三網(wǎng)合一”。HFC在干線傳輸中采用光纜作為媒介，應(yīng)用副載波復用技術(shù)，將多路CATV信號調(diào)制到一路光信號上，通過光纖傳輸，送到光節(jié)點設(shè)備。電話信號和各種數(shù)字信號也通過光纖送到光節(jié)點設(shè)備。

——光節(jié)點設(shè)備是HFC接入系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它包括一個模擬線性寬帶光接收機、一個下行信號光接收機和一個反向上行信號光發(fā)射機，另外還有一個下行信號的射頻放大器。光節(jié)點設(shè)備接收中心局送來的下行光信號，包括各種視頻信號和電話信號，進行光電變換，并將電話信號和視頻信號合并。光節(jié)點設(shè)備通過本身的射頻放大部分，將這種電信號放大后，送往同軸電纜傳給各用戶。在上行方面，光節(jié)點設(shè)備接收同軸電纜支路送來的上行信號，將這些電信號變換成光信號，發(fā)往中心局或視頻前端的上行光接收機。

——從光節(jié)點設(shè)備到用戶是一個傳統(tǒng)的同軸電纜分配網(wǎng)，可以利用一些城市已有的由樹形結(jié)構(gòu)組成的CATV分配網(wǎng)，通過同軸電纜將信號送入網(wǎng)路用戶接口單元（NIU）。NIU接收到同軸電纜送來的混合信號后，將其分為兩路，一路仍用同軸電纜直接送往用戶電視機，另一路被轉(zhuǎn)換成音頻信號，用雙絞線送至用戶的電話機。每一個用戶接口單元最多可連接60部電話機。為60個用戶提供話音業(yè)務(wù)。一個光節(jié)點設(shè)備可服務(wù)500個家庭。

——HFC頻譜的具體分配為：5～50MHz用于普通電話業(yè)務(wù)；50～550MHz用于CATV，可傳輸60～100路模擬廣播的PAL制電視信號；550～750MHz用于400路壓縮的數(shù)字通道，其中200路用于點播電視，200路用于交互式業(yè)務(wù)；750～1000MHz保留作為個人通信用。HFC可以充分利用已敷設(shè)的同軸電纜和銅線雙絞線，為用戶提供寬帶業(yè)務(wù)，成本較低，傳輸以模擬制式為主體，用戶使用方便，運營、維護和管理費用也較低，因而受到用戶的歡迎，很快就形成了一定的市場規(guī)模。

——當今大多數(shù)最新的HFC系統(tǒng)確立在750MHz帶寬上，也有在1GHz帶寬上的。HFC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，一般由兩級光纖、一級電纜構(gòu)成，主前端到分前端、分前端到分配節(jié)點（ODN）一般采用光纖，分前端到用戶一般采用電纜。在寬帶傳輸?shù)腍FC上，加上相應(yīng)的設(shè)備（如Set
Top Box、Cable Modem等）就可以實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信，從而進一步為用戶提供全面服務(wù)。HFC很適合現(xiàn)階段大量使用，且將來很容易向全光纖網(wǎng)（光纖到戶）過渡，不失為最佳選擇。

——4 發(fā)展HFC寬帶用戶接入網(wǎng)實現(xiàn)三網(wǎng)合一

——有線電視網(wǎng)雖是一個巨大的寬帶同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，但只能單向發(fā)送電視信號；電信公司的電信網(wǎng)是一個“交互式”雙向網(wǎng)絡(luò)，我國現(xiàn)在雖已建成分組交換網(wǎng)（CHINAPAC）和數(shù)據(jù)網(wǎng)（CHINADDN）兩大骨干網(wǎng)，并建成“八縱八橫”光纖干線。接入網(wǎng)解決最終用戶至信息網(wǎng)的連接問題，其建設(shè)正逐步從銅線向光纖。從模擬向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)量大且要求各異，所需投資大。早在1996年7月，國務(wù)院就批準了原郵電部關(guān)于利用公用電信網(wǎng)傳送CATV的報告，在政策上指明了電話。計算機，有線電視三網(wǎng)合一的發(fā)展方向。在當前光纖到用戶還不現(xiàn)實的情況下，采用主干線為光纖、接入網(wǎng)為同軸電纜的HFC系統(tǒng)，能夠?qū)⒄Z音，計算機、CATV者融合在一起，經(jīng)濟有效的傳送，可以盡早實現(xiàn)CATV、電話、計算機三網(wǎng)合一傳輸。

——HFC網(wǎng)絡(luò)可以提供的業(yè)務(wù)有語音，數(shù)據(jù)傳輸、視頻傳輸?shù)�，它要解決的關(guān)鍵技術(shù)有：數(shù)字壓縮技術(shù)，寬帶交換技術(shù)，有限制接受系統(tǒng)和HFC
LAN互聯(lián)技術(shù)。由于我國具有上述廣闊的寬帶同軸電纜網(wǎng)，給發(fā)展寬帶HFC用戶接入網(wǎng)提供了很有利的條件。電信部門與廣電部門聯(lián)合開發(fā)HFC網(wǎng)是發(fā)展我國寬帶用戶接入網(wǎng)的有效途徑。

——利用現(xiàn)有CATV網(wǎng)發(fā)展用戶的寬帶綜合業(yè)務(wù)潛力很大，市場需求也大。現(xiàn)在，各地CATV網(wǎng)之間正在通過衛(wèi)星信道，微波信道或光纖信道實現(xiàn)互連，形成地理覆蓋范圍更大的CATV網(wǎng)。顯然，如果將CATV網(wǎng)從目前的廣播式網(wǎng)絡(luò)改造為雙向的交互式網(wǎng)絡(luò)，讓電視與電信業(yè)務(wù)集成一體，將使CATV網(wǎng)成為一種新的計算機接入網(wǎng)。目前，CATV網(wǎng)多采用同軸電纜作傳輸媒介，同軸電纜頻帶較寬，基本上可滿足綜合信息業(yè)務(wù)網(wǎng)的要求；而各局部CATV網(wǎng)之間的互連用光纜比較理想，因此混合光纖同軸網(wǎng)（HFC）技術(shù)成為研究開發(fā)的熱點。HFC網(wǎng)絡(luò)很有可能發(fā)展成為寬帶通信網(wǎng)的主體，并與多媒體計算機結(jié)合實現(xiàn)多媒體通信。（《電信市場》2001.02）