IP接入技術(shù)的有關(guān)問題

IP接入技術(shù)的有關(guān)問題
    一、概述
    目前，IP業(yè)務(wù)正呈現(xiàn)爆炸式的發(fā)展勢頭，其發(fā)展速度是前所未有的。據(jù)統(tǒng)計，北美骨干
網(wǎng)上的IP業(yè)務(wù)量已達到約6～9個月左右就翻一番的程度。我國今年上半年的發(fā)展情況，也已
經(jīng)呈現(xiàn)了這一態(tài)勢。預(yù)計，在今后的10年內(nèi)，包括我國電信網(wǎng)在內(nèi)的世界各國電信網(wǎng)中的數(shù)
據(jù)業(yè)務(wù)量（主要是IP業(yè)務(wù)量）將超過電話業(yè)務(wù)量，這將使電信網(wǎng)發(fā)生歷史性的變化，不可避
免地給電信網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)帶來一些新的問題，特別是IP業(yè)務(wù)的接入問題。如何解決好這一
問題，是每一個網(wǎng)絡(luò)運營者所面臨的極富挑戰(zhàn)性的問題，本文就此問題進行初步的探討。
    二、IP業(yè)務(wù)的特點
    與傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)相比，IP業(yè)務(wù)主要有以下幾個特點。
    1．長保持時間：一般講，普通電話的呼叫時間平均為3～5分鐘，忙時一般為9分鐘，而
IP用戶的一般上網(wǎng)時間為30～50分鐘，甚至更長，而且呈持續(xù)上升的趨勢。
    2．獨立呼叫：由于IP的長保持時間，嚴重影響了普通電話的正常使用，進而迫使許多
用戶使用第二條電話線。
    3．業(yè)務(wù)量的不對稱性：據(jù)統(tǒng)計，目前使用最多的IP業(yè)務(wù)主要有電子郵件新聞和產(chǎn)品信
息的獲取，下載軟件及教育服務(wù)等，其主要特征是大量的下行業(yè)務(wù)及少量的上行業(yè)務(wù)，這一
點，對IP接入系統(tǒng)的研制、開發(fā)及使用尤為重要。
    傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)與IP業(yè)務(wù)的比較，請見表1。
    三、IP用戶的類型
    如果從用戶的性質(zhì)上劃分，IP用戶主要有兩種，一種是普通居民用戶及小型商業(yè)機構(gòu)、
企事業(yè)單位，另一種是大型商業(yè)機構(gòu)及企事業(yè)單位。如果從接入方式上劃分，有撥號接入及
專線接入兩種；具體還有接入路由器、局域網(wǎng)互連和VPN等方式。所有這些對接入方式的要
求及傳輸速率，均不一樣，需要采用不同的接入方式。
    四、目前可供選擇的IP接入技術(shù)
    眾所周知，現(xiàn)有用戶所使用的接入方式主要有采用原有的金屬線對、以光纖為主和無線
接入。接入方式所使用的傳輸媒介不同，所采用的傳輸技術(shù)也不相同，其中，在金屬線對上
可供選擇的接入技術(shù)，主要有56KModem，ISDN技術(shù)及不對稱數(shù)字用戶線技術(shù)；在以光纖為主
的傳輸媒介上，有Cable Modem、ATM－PON及內(nèi)置SDH傳輸技術(shù)；在無線接入方面，有移動無
線接入和固定無線接入兩類。固定無線接入主要有衛(wèi)星通信、無線電纜Modem和LMDS等方式，
移動無線接入有分組交換的蜂窩數(shù)據(jù)技術(shù)，電路交換的蜂窩分組數(shù)據(jù)（CDPD）技術(shù)。
    1． 56K Modem技術(shù)是利用現(xiàn)有用戶線為提供用戶
    IP接入的模擬Modem，其下行速率可達56Kb/S，但上行速率最高僅達到33.6Kb/s，這種
技術(shù)最主要的優(yōu)點是可用性能好，價格低廉，網(wǎng)絡(luò)運營者可以不費太大的代價，即可迅速地
大規(guī)模開展業(yè)務(wù)，用戶也可付出不太多的投資即可接入IP網(wǎng)，這種技術(shù)最主要的缺點是速率
的限制，由于實際線路情況，不都是處于理想狀態(tài)，因此，實際傳輸速率，一般只能達到40
～25Kb/S。此外，小交換機用戶更是不能使用這一技術(shù)，因為小交換機會引入數(shù)模變換。
    2．ISDN技術(shù)
    ISDN技術(shù)所特有的發(fā)展成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點，使得它比較適合于IP接入，它不僅
可以提高用戶的接入速度及線路傳輸速率，用戶還可以同時使用不同的終端設(shè)備，如 PC電
話和傳真機等，但其設(shè)備安裝配置復(fù)雜，提供業(yè)務(wù)的成本較高，此外，傳輸距離也不能太長，
所有這些，在一定程度上影響了它的應(yīng)用。
    3．不對稱數(shù)字用戶線技術(shù)
    這種技術(shù)是利用普通電話線中沒有使用的頻譜容量，采用先進的調(diào)制技術(shù)傳輸調(diào)速數(shù)據(jù)
業(yè)務(wù)，同時不影響統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)，它的下行速率最高可達到6Mb/S，上行速率最高也可達到
1.5Mb/S。它在信號調(diào)制、數(shù)字相位均衡和回波消除等方面采用一系列先進的技術(shù)，如無載波
幅度相位調(diào)制器（CAP）、離散多音頻調(diào)制及統(tǒng)計復(fù)用和流量控制等，這種技術(shù)最主要的優(yōu)點
在于，網(wǎng)絡(luò)運營者可充分利用現(xiàn)有巨大的銅線資源，為用戶同時提供電話業(yè)務(wù)和高速IP接入，
此外，由于它不需要通過撥號，登錄或退出等一系列固定的程序來連接網(wǎng)絡(luò)。因此，不會發(fā)
生斷線問題，便于系統(tǒng)擴容，保密性比較好，其傳輸距離見表2。這種技術(shù)最主要的缺點是無
法開通雙向高速業(yè)務(wù)，對線路的依賴性很強，0.32mm以下線徑的用戶線很難使用。在用戶側(cè)
的設(shè)備安裝比較復(fù)雜，價格也偏高。最近，國外廠商又開發(fā)出一種新的無分路器ADSL技術(shù)，
這種技術(shù)上行速率為  512Kb/s，下行速率最高可達1.5Mb/s，既滿足了用戶的基本需求，又
不需要在用戶側(cè)安裝分路器，只需安裝一個Modem即可，價格下降50％左右。因此，迅速受到
設(shè)備制造廠商、網(wǎng)絡(luò)運營商和用戶的歡迎，ITU-T也制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
    4．Cable Modem技術(shù)
    用戶使用這種技術(shù)，可通過有線電視網(wǎng)完成IP接入，通常下行速率最高可達30Mb/s，上
行速率也可高達10Mb/S。由于它僅占用了有線電視系統(tǒng)可用頻譜中的一小部分，因而，它也
可以使用戶同時收看電視和使用電話。這種技術(shù)所具有的巨大帶寬優(yōu)勢，使得它具有極強的
競爭力。這種技術(shù)在應(yīng)用中需要解決的主要問題有兩個，一個是目前使用的大部分有線電視
網(wǎng)均不具備雙向通信能力，需要改造，甚至重建原有的有線電視系統(tǒng)；第二個問題是帶寬共
享問題。由于Cable Modem的帶寬是由用戶共享，如果同時使用的用戶過多，或者某一個用
戶所占用的帶寬相當(dāng)大。將會影響其他用戶的使用速度，解決這一問題的最好方法是減少節(jié)
點規(guī)模，減少共享用戶的數(shù)量。
    5．無線接入技術(shù)
    與有線接入技術(shù)相比，無線IP接入技術(shù)有其獨有的優(yōu)點，例如安裝迅速，業(yè)務(wù)開通快，
方案靈活，維護要求低，抗災(zāi)性能好等優(yōu)點，無線IP接入有許多種，大體上可分為固定無
線接入和移動無線接入兩種。
      ·固定無線接入
    目前，可以有許多無線技術(shù)可以用于固定無線接入，如蜂窩、無繩、微波、衛(wèi)星等，但
真正適用于IP業(yè)務(wù)接入的只有衛(wèi)星、無線電話Modem、LMDS及 W－CDMA等幾種。
    衛(wèi)星通信的優(yōu)點是通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋區(qū)域廣、通信質(zhì)量好，可全天候使用
等優(yōu)點，其下行速率可高達2Mb/s，但上行鏈路目前只能通過電話M0dem進行傳送，這種方式
的另一個優(yōu)點是可以組織組播業(yè)務(wù)。
    無線電話M0dem技術(shù)的優(yōu)勢在于，它能夠在城市內(nèi)迅速為用戶提供lP接入業(yè)務(wù)，因為它不
用敷設(shè)光纜。電纜等有線傳輸媒介，只需安裝發(fā)射塔和頭端設(shè)備即可。這種技術(shù)另一個優(yōu)點
是下行速率可高達27Mb/S，可同時支持上行用戶的IP接入業(yè)務(wù)，但這種技術(shù)目前只能使用電
話線上行線路。
    LMDS（本地多點分配業(yè)務(wù)）是基于24GHz的微波傳輸技術(shù)。在使用中只需在距網(wǎng)絡(luò)運營者
LMDS基站5～10Km范圍內(nèi)的用戶處，安裝一部天線即可開通IP接入業(yè)務(wù)，其硬件成本與ADSL和
Cable Modem相持平，它是由一系列蜂窩狀區(qū)域和中央控制點組成，各蜂窩區(qū)域的中心取決于
各個基站的位置，所有基站與中央控制點進行相互間的通信，它使用具有很強方向性的天線，
其使用的頻段為24GHz、28GHz、31GHz、38GHz，很快也會使用40GHz，其下行速率一般為250Mb
/s，最高可達750Mb/S，這主要取決于所使用的頻譜。上行速率一般為12Mb/S或5OMb/S。這種
技術(shù)的主要缺點是由于使用了20GHz以上的頻段，因此，雨衰落的影響比較大，需要精心設(shè)計。
此外，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，接口有限，還不能支持Token網(wǎng)接口，尚處于發(fā)展階段。
    W－CDMA是在窄帶CDMA技術(shù)上發(fā)展的，可進行多種速率的傳輸，且靈活地提供多種業(yè)務(wù)，
是一種比較有前途的固定接入技術(shù)。
      ·移動無線接入技術(shù)
    對移動IP業(yè)務(wù)接入而言，其基礎(chǔ)是在現(xiàn)有移動電話網(wǎng)上采用新的分組交換和電路交換，
其中分組交換就是在移動電話網(wǎng)中增加分組數(shù)據(jù)處理裝置，使得移動電話網(wǎng)能夠同時處理
話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其優(yōu)點在于響應(yīng)速度快，價格低，但傳輸速率只有19.2Kb/s比較低。為
了解決這一問題，GSM提出了兩種高速移動數(shù)據(jù)規(guī)范，即高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（HSCSD）和
通用分組無線業(yè)務(wù)（CPRS）。高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用了在線鍵路的多時隙技術(shù)，實現(xiàn)比
較簡單，只需對無線鍵路協(xié)議作少許的改變，而不用對核心網(wǎng)絡(luò)進行改造，投資比較低，缺
點是不適合以分組數(shù)據(jù)為代表的發(fā)展趨勢，信道利用率不高，用戶付費方式不合理。通用分
組無線業(yè)務(wù)的目標(biāo)是提油達116Kb/s速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其優(yōu)點是各個用戶共享一個無線
信道，用戶將數(shù)據(jù)打包在信道中傳送，這樣既可以保證多個用戶同時通信，又提高信道利用
率，并做到了資費合理，缺點是需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行改造，投資規(guī)大，以上幾種接入方式的
比較清見表3。
    上面所述的幾種IP接入技術(shù)，可提供的上、下行速率，只有幾十Mb/s，這對于一般的IP接
人用戶來講，是足夠的，但對于高速接人，特別是高速局域網(wǎng)互連來講，是遠遠不夠的，這就
需要采用光纖接入網(wǎng)技術(shù)，主要是ATM－PON和內(nèi)置SDH接入網(wǎng)，八TM－PON代表寬帶接入技術(shù)的
發(fā)展方向，其優(yōu)勢在于，它結(jié)合了ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和PON的透明寬帶傳送能力，其
上行、下行速率可以是155Mb/S，也可以是622Mb/S，它可以提供面向21世紀的所有業(yè)務(wù)，盡管
由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)，使得ATM－PON技術(shù)的應(yīng)用前景受到一定的影響，但世界各個
主要網(wǎng)絡(luò)運營者正在大力推進它的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化進程，以降低制造成本，加快市場化進程，預(yù)
計明年即可進入規(guī)模發(fā)展階段。內(nèi)置SDH接入網(wǎng)與現(xiàn)在已在電話接入網(wǎng)大量使用的內(nèi)置SDH接入
網(wǎng)沒有太大的不同，所不同之處在于，需要將IP信號映射入SDH信號中傳輸，這一點在ATM－PON
也同樣存在，要將IP信號映射入ATM信號。IP映射進ATM信號傳送，可以綜合利用ATM速度快、容
量大、多業(yè)務(wù)支持能力及IP的簡單、靈活、易擴充和統(tǒng)一性的特點，形成了優(yōu)勢互補。但缺點
是由于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜重復(fù)，造成開銷損失達25％以上。IP信號映射進SDH信號的優(yōu)點是，簡
化了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提高了傳輸效率，降低了成本，便于兼容不同技術(shù)體系和實現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)。
但由于IP本身所固有的弱點，因此，目前尚不能用于多業(yè)務(wù)平臺，可擴展性差，只有業(yè)務(wù)分組，
無優(yōu)先級業(yè)務(wù)質(zhì)量，尚不能支持VPN和電路仿真。因此，這兩種技術(shù)各有優(yōu)劣，需要根據(jù)應(yīng)用場
合加以選用。
    五、選用IP接入技術(shù)的基本原則
    現(xiàn)在各種IP接入技術(shù)各有千秋，尚無一種技術(shù)可普遍適用于任何場合，需要各個網(wǎng)絡(luò)運營
者，根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)情況、業(yè)務(wù)發(fā)展策略和用戶情況，加以選擇。對于網(wǎng)絡(luò)運營者來講，其主
要目標(biāo)應(yīng)該是在任何地方，以各種速率，通過各種傳輸媒介，為用戶提供IP接入業(yè)務(wù)，實現(xiàn)這
一目標(biāo)的關(guān)鍵，在于所用技術(shù)的可靠性及性能價格比。對于傳統(tǒng)的以電話業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)運營
者來講，56KModem、ISDN和不對稱數(shù)字用戶線技術(shù)，是滿足城市用戶的首選，特別是56K Modem
技術(shù)以其價格低廉的優(yōu)勢，更是在目前占據(jù)了主要地位，但隨著不對稱數(shù)字用戶線（ADSL）技
術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的日益完善，技術(shù)的逐步成熟及價格的持續(xù)下降，ADSL技術(shù)將會有廣闊的市場，尤其是
無分路器的ADSL，但在選用時要特別注意線路衰減和高頻信號的串?dāng)_，因為，它們是影響ADSL
性能的主要因素。同時，還要采取有效措施，解決外部干擾問題。對于以提供有線電視業(yè)務(wù)為
主的網(wǎng)絡(luò)運營者來講，Cable M0dem是首選的技術(shù)；在經(jīng)濟不發(fā)達甚至比較落后，地形復(fù)雜的
農(nóng)村和山區(qū)，甚至是一些新興的網(wǎng)絡(luò)運營者，可選用固定無線技術(shù)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，
移動無線技術(shù)將會被越來越多的網(wǎng)絡(luò)運營者所采用。此外，在經(jīng)濟發(fā)展比較快的地區(qū)及條件允
許時，應(yīng)盡可能將光纜延伸到靠近用戶的小區(qū)，路邊和大樓，乃至配線箱，以充分發(fā)揮光纖接
入網(wǎng)的優(yōu)勢，滿足用戶各種速率，特別是高速率接入的需求。
    六、選用IP接入技術(shù)應(yīng)注意的問題
    1．?dāng)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)旁路問題
    現(xiàn)在通過撥號方式接入IP業(yè)務(wù)的方法是，ISP接人服務(wù)器與匯接局相連，因此，凡是訪問
ISP的用戶都可經(jīng)過匯接局接入IP網(wǎng)。由于IP業(yè)務(wù)本身的特點，在IP用戶增加很多時，勢必會
對匯接局的交換機和局問中繼傳輸網(wǎng)造成巨大壓力。因此，必須采用數(shù)據(jù)旁路方式，即交換
機通過號碼分析技術(shù)，將IP業(yè)務(wù)旁路至IP網(wǎng)。旁路方式主要有三種，第一種是在端局分路；
第二種是在匯接局分路；第三種是在接入網(wǎng)或遠端模塊旁路。第一種方式減少
了對局問中繼資源的占用，可以比較容易地與ADSL相結(jié)合；第二種方式，與傳統(tǒng)的IP接入方
式相類似，可以減少增加數(shù)據(jù)旁路模塊所帶來的投資；第三種方式，與接入網(wǎng)平臺相結(jié)合，
可實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的綜合接入。具體采用哪種方式，需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求和具體IP接入用戶數(shù)量
來確定，從原則上講，在最靠近用戶的端局或接入網(wǎng)位置實現(xiàn)IP用戶接入，最能有效地利用
網(wǎng)絡(luò)資源避免IP用戶接入給電話網(wǎng)造成阻塞。
    2．符合標(biāo)準(zhǔn)問題
    由于lP接人技術(shù)是一項新技術(shù)，因此，標(biāo)準(zhǔn)化工作往往滯后于產(chǎn)品商用的時間，這一
點在實際選用時，要加以注意，特別是接口，一定要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
    3．網(wǎng)管統(tǒng)一問題
    這是一個始終未解決的老問題，在建設(shè)IP接入網(wǎng)時，同樣會遇到，網(wǎng)絡(luò)運營者，應(yīng)從自
身的網(wǎng)絡(luò)情況出發(fā)，統(tǒng)籌規(guī)劃，精心組織。
    七、結(jié)束語
    總之，IP接入技術(shù)是一項發(fā)展很快而又非常重要的技術(shù)，對整個IP網(wǎng)的發(fā)展有著至關(guān)重
要的作用，必須給予充分的重視。