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現任國家863通信高技術主題專家組副組長兼光通信專業(yè)專家組組長和電信科學研究規(guī)劃院副院長
隨著技術成本持續(xù)下降，電信市場日益開放以及以IP為代表的數據業(yè)務的爆炸式增長，網絡的帶寬與容量再次成為熱門話題和緊缺商品。以美國為代表的發(fā)達國家的骨干網正向超高速和超大容量的方向發(fā)展，高達160Gb/s（16×10Gb/s）的波分復用系統(tǒng)已投入應用。用戶側的PC機的速率也在突飛猛進，惟獨中間的接入網仍停留在窄帶水平。為了適應這一新的形勢，接入網的寬帶接入技術也呈現了新的發(fā)展態(tài)勢。
一、非對稱數字用戶線（ADSL）系統(tǒng)與簡化的ADSL系統(tǒng)
充分利用現有的巨大雙絞線銅纜網開放寬帶業(yè)務是多數電話公司的策略，非對稱數字用戶線系統(tǒng)就是較理想的雙絞線銅纜寬帶接入技術，是一種采用離散多頻音（DMT）線路碼的數字用戶線（DSL）系統(tǒng)。關鍵是上下路速率的“非對稱”，避免常規(guī)對稱傳輸系統(tǒng)的用戶側干擾問題，提高傳輸速率，延長傳輸距離。下行單工信道速率可為2.048、4.096、6.144、8.192Mb/s，可選雙工信道速率為0、160、384、544、576kb/s，目前已能在0.5芯徑雙絞線上將6Mb/s信號傳送3.6km之遠。ADSL支持的主要業(yè)務是因特網和電話，其次是點播電視業(yè)務。最大特點是無須改動現有銅纜網絡設施就能提供寬帶業(yè)務，在北美發(fā)展勢頭不錯，實際用戶已超過30萬，幾個本地電話公司計劃在未來幾年內敷設數百萬線的系統(tǒng)，我國也開始進行現場試驗和商用。預計在經濟發(fā)達地區(qū)會有一定的市場。
在ADSL尚在起飛階段時，因特網業(yè)務呈現了爆炸式增長，能否經濟有效支持因特網業(yè)務已成為接入網技術的重要考慮。盡管ADSL技術能支持因特網業(yè)務，成本仍嫌偏高，用戶側設備的安裝仍嫌麻煩。能否在ADSL技術的基礎上進一步簡化？ITU-T專家們充分意識到這一工作的重要與市場前景，成立了課題組開發(fā)簡化的無電話分離器的ADSL標準，已在1998年10月通過建議G.922.2�；舅悸酚袃牲c，第一是速率降低到1.5Mb/s左右，第二在用戶處不用電話分離器，價格可能大大下降，其應用前景十分可觀。G.992.2規(guī)定下行速率降到64kb/s至1.5Mb/s，上行速率為32kb/s至512kb/s，線路碼仍為DMT，主要業(yè)務則為因特網接入、Web流覽、IP電話、遠程教育、在家工作、可視電話和電話等。當然還有不少地方須改進，如組幀效率的改進、比特交換與速率適配等。目前有關簡化ADSL的開發(fā)工作已獲得微軟、英特爾、康柏、朗訊、思科、英國電訊、德國電訊、南方貝爾等一致支持，應用前景十分可觀。這種低成本易安裝的系統(tǒng)對我國電信網提供寬帶接入是一值得認真思考的現實有效的競爭策略。
二、混合光纖同軸網技術
混合光纖同軸（HFC）網是寬帶接入技術中最先成熟和進入市場的，巨大的帶寬和相對經濟性使其對有線電視公司和新成立電信公司很具吸引力。一旦管制放松，對電話公司也具吸引力，允許迅速提供寬帶業(yè)務。HFC在一個500戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可提供60路模擬廣播電視，每戶至少兩路電話，數據接入速率可高達10Mb/s。將來利用其550至750MHz頻譜還可提供至少200路MPEG-2的點播電視業(yè)務以及其他雙向電信業(yè)務。
從長遠看，HFC網計劃提供的是全業(yè)務網（FSN），將來用戶數從500戶降到25戶，實現光纖到路邊。最終用戶數可望降到一戶，實現光纖到家，提供一條通向寬帶通信的新途徑。但回傳信道的干擾仍需解決。目前有多種解決方案，其中較徹底的是小型光節(jié)點方案，用獨立的光纖來傳雙向業(yè)務。小型光節(jié)點采用低成本激光器（約100元），很靠近用戶，同軸網部分為無源網�；貍餍诺绖t安排在高頻端，徹底避免回傳信道的干擾問題。第二種比較好的是采用同步碼分多址（S-CDMA）技術。此時信號處理增益可達21.5dB，干擾大大減少，系統(tǒng)可工作在負信噪比條件，較好解決回傳信道的噪聲和干擾問題。HFC的最新發(fā)展趨勢是與DWDM相結合，充分利用DWDM的降價趨勢簡化第二樞紐站，將路由器和服務器等移到前端，消除光-射頻-光變換過程，簡化了系統(tǒng)，進一步降低成本。
據報道，美國有線電視網1997年已將大約20%的網絡改造為雙向網絡，計劃1999年末達60至75%（4，000至5，000萬家庭）。目前HFC主要業(yè)務為電視+數據，特別是IP業(yè)務勢在必爭，少數為電視+電話。我國有線電視部門自然地選擇了這一寬帶接入技術，某些地區(qū)的電信部門也開始了較大規(guī)模的商用試驗。
三、SDH應用于接入網
SDH已經在核心網牢牢地站住了腳，目前的市場，帶寬需求和技術都已顯示有必要把SDH技術上的巨大優(yōu)勢帶進接入網領域，使SDH的功能和接口盡可能靠近用戶。在接入網中應用SDH的主要優(yōu)勢在于：
.對于要求高可靠高質量業(yè)務的大企事業(yè)用戶，SDH可以提供理想的網絡性能和業(yè)務可靠性。此時可以直接用SDH系統(tǒng)以點到點或環(huán)形拓撲形式與用戶相連。
.可以增加傳輸帶寬，改進網管能力，簡化維護工作，降低運行維護成本。
.SDH的固有靈活性，使網絡運營者可以更快更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務需求以及組網需要。對于發(fā)展極其迅速的蜂窩通信系統(tǒng)采用SDH系統(tǒng)尤其適合，它可以迅速靈活地提供所需的2Mb/s透明通道。
當然，考慮到接入網對成本的高度敏感性和運行環(huán)境的惡劣性，適用于接入網的SDH設備必須是高度緊湊、低功耗和低成本的新型系統(tǒng)。目前已有若干廠家研制出專用于接入網的SDH設備，其應用市場前景看好。
為了更充分利用SDH的優(yōu)勢，需要將SDH進一步擴展至低帶寬用戶，特別是無線用戶，提供64kb/s等級的靈活性并能綜合現有和新的業(yè)務傳送平臺。具體實施方法有多種，使用STM-0子速率連接（sub STM-0）對于小帶寬用戶是經濟有效的方案，同時又能保持全部SDH管理能力和功能。目前ITU-T第15研究組已開發(fā)了新的建議G.708，規(guī)定了兩種接口，即傳送TUG-2的接口sSTM-2n和傳送TU-12的接口sSTM-1k。采用sSTM-2n接口時，信號速率為7.488Mb/s、14.4Mb/s和28.224Mb/s。采用sSTM-1k接口時，k值限于1、2、4、8和16，主要適用于無線傳送技術。其速率分別為2.88Mb/s、5.18Mb/s、9.792Mb/s、19.008Mb/s和37.4Mb/s。屆時SDH將進一步向用戶推進，在接入網領域占據更大的份額。
四、以ATM為基礎的無源光網絡（APON）
一個ATM化的接入網可以為用戶提供一個經濟高效的多媒體業(yè)務傳送平臺并有效地利用網絡資源。通過利用ATM的集中和統(tǒng)計復用，再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用，APON成本可望化傳統(tǒng)的以電路交換為基礎的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20%至40%。因此，從長遠的觀點看，面對日益豐富多彩的多媒體業(yè)務和呈爆炸式增長的IP業(yè)務的壓力，APON可能是一種結合ATM多業(yè)務多比特率支持能力和無源光網絡透明寬帶傳送能力，比較理想的長遠解決方案，代表了面向21世紀的寬帶接入技術的最新發(fā)展方向。正因為如此，ITU-T對其顯示了很大的興趣，以很短的時間完成了G.983草案建議，并于1998年10月通過。設備廠家則計劃在1999年開發(fā)出符合標準的APON系統(tǒng)。
目前的G.983建議草案規(guī)定ATM-PON中數字信號的標稱比特率應該是8kHz的整倍數，標稱線路速率有兩種：可適用于FTTCab/C/B/H的對稱155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s）。雙向傳輸方法主要有兩種，第一種采用單纖波分復用方式，采用粗波分復用方式降低成本，即兩個波長分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)；第二種方法采用單向雙纖空分復用，工作在1310nm區(qū)以便充分利用低成本的光源。與窄帶PON不同之處在于不采用單纖雙向時分壓縮復用（TCM）方式，主要是考慮集成電路的速率和成本的限制因素所致。
APON能否大量應用的重要因素是價格。首先，由于APON的標準化時間較適宜，尚無正式產品問世，有可能對很多參數達成一致，提供比窄帶PON標準化程度高得多的系統(tǒng)系數要求，可能達到大規(guī)模生產和較低成本的要求。其次，若能將分離的光元件實現集成有可能最終將成本減少95%。若能將年生產量提高到百萬單元，則某些芯片制造成本可望降低到十分之一。根據目前大力推動APON的由世界14個主要網絡運營者（諸如NTT、南方貝爾等）組成的FSAN集團的市場來估計，要達到年產百萬單元的目標是有可能的。最后，由于APON是無源系統(tǒng)，使安裝、開通和維護運營成本大為降低。APON的目標價格是窄帶PON的1.5倍，但提供的業(yè)務范圍和業(yè)務質量將遠優(yōu)于窄帶PON。預計1999年上半年將有產品問世，初期主要是專線業(yè)務，以后逐步擴展。我國863通信高科技已列項攻關，但其近期市場估計不會很大，其中長期市場有待技術和成本的進展。
五、寬帶固定無線接入
主要的寬帶固定無線接入技術有三類，即已經投入使用的多路多點分配業(yè)務（MMDS）和直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）以及正在做現場試驗的本地多點分配業(yè)務（LMDS）。前兩者已為熟知，而LMDS則是剛剛興起，近來才成為新興寬帶無線接入技術。
LMDS工作在毫米波波段，在28GHz附近。這一頻段的技術實現難度很大，過去很少應用，但頻譜較為寬松，可用頻帶至少為1GHz，比MMDS（200MHz）和DBS（500MHz）寬很多，美國和加拿大已將1.3GHz頻譜分配給LMDS使用。
典型LMDS由類似蜂窩配置的多個樞紐發(fā)送機組成，每個發(fā)送機經點到多點無線鏈路與服務區(qū)的固定用戶通信。單個蜂窩的覆蓋區(qū)為二至五公里，覆蓋區(qū)相互重疊。每一蜂窩的覆蓋區(qū)又可劃分為多個扇區(qū)，根據用戶需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務。這種模塊式結構使網絡擴容靈活方便。原理上，LMDS可以提供所有業(yè)務。但最有利的是提供交互式電視和高速數據，LMDS不僅可以提供因特網接入，且可用來互連局域網，從而可望在企事業(yè)用戶市場上分流部分利潤。只用于單向模擬分配電視業(yè)務時，其成本可望小于MMDS的一半。如果僅用于話音則可以支持6萬個電話用戶。
LMDS系統(tǒng)尚處于現場試驗階段，能否發(fā)展在很大程度上取決于能否開發(fā)出低成本的28GHz收發(fā)機來。另外，LMDS只能視距傳輸，為了避免阻擋，樞紐站可能不得不設置在高于地面15至20米處，這在有些環(huán)境下應用不利。
寬帶固定無線接入技術代表了寬帶接入技術一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢，它不僅敷設開通快，維護簡單，用戶較密時成本低，而且改變了本地電信業(yè)務的傳統(tǒng)觀念，最適于新的本地網競爭者跟傳統(tǒng)電信公司與有線電視公司展開有效競爭，也可以作為電信公司有線接入的重要補充而得到應有的發(fā)展。
六、結束語
接入網特別是寬帶接入網不僅成為電信網必須盡快妥善解決的“瓶頸”，也成未來國家信息基礎設施（NII）的發(fā)展重點和關鍵。市場之大前所未有，吸引所有制造商、運營公司和業(yè)務提供者。但其對管制、技術、業(yè)務和成本的高度敏感也使人困惑和卻步。簡言之，誰能妥善地解決好接入網問題，誰就能在未來的市場競爭中贏得主動，并能在下一世紀的信息高速公路的競賽中處于優(yōu)勝者地位，這就是接入網時代的基本含義。
摘自《中國通訊》
