解决高速数据业务接入问题的几点考虑

2019-11-03 18:42:16

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供稿：网友

解决高速数据业务接入问题的几点考虑摘要：论述了解决高速数据业务接入问题的必要性和迫切性，对当前几种有发展前途的宽带接入方式进行了分析，并就建宽带接入网过程中涉及的几个重要技术问题阐明自己的看法。关键词：高速数据业务宽带接入网技术选择一、引言传统的接入方式是铜线接入，且SNI接口不开放。这种接入方式仅能支持普通电话业务和低速数据业务。70年代末、80年代初，国外出现数字用户环路的概念。随着光通信技术和高速调制技术的突破，以及用户对高速数据业务和多媒体业务需求的推动，接入网技术在90年代取得飞速发展。总的特点是：设备的标准化程度比以往更高、接口更开放、对不同业务的支持能力更强。我国接入网的建设始于九十年代中期，到目前为止网上运行的接入网设备绝大部分是窄带接入系统。宽带与窄带一般的划分标准是用户网络接口上的速率，即将用户网络接口上的最大接入速率超过2 Mbit人的用户接入称为宽带接入，对最小接入速度则没有限制。窄带接入系统是基于支持传统的64kbit/s的电路交换业务发展而来的，对以ip为主流的高速数据业务支持能力差。宽带接入系统则是以分组传送方式为基础。建设宽带接入网是解决高速数据业务接入问题的唯一途径。二、在接入网中支持高速数据业务的必要性和迫切性首先，电信运营公司建设宽带接入网，支持高速数据业务接入，是为了满足用户日益增长的对接入带宽的需求。当前因特网正以惊人的速度迅猛发展。据统计，世界上国特网业务量每6个月翻一番。现在每天都有数以亿计的人与因特网发生关系。现在因特网除了提供各种互联网基本服务（WWW、E－mail、FTP、Telnet等）外，还推出各种新型应用，以便通过国特网实现各种电子商务。随着国特网服务内容的增多，用户对数据传送速率的需求也日益增加，对整个网络带宽形成巨大压力。特别是在接入部分，已成为国特网的瓶颈。目前我国因特网用户接入方式主要包括：电话拨号（14.4～56 kbit／S）、通过分组网接入、通过帧申继网接入，DDN专线、ISDN拨号等。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）的用户调查表明，我国国特网用户最不满的问题是网上速度太慢，而且有时会出现连接中断的情况。引起这些问题的原因是多方面的，其中用户拨号接入速度的制约是主要因素。目前我国大多数国特网用户是通过电话拨号上网，而传统用于传送话音的电话网并不适合大量、长时间的传送数据信息，而且用户端模拟电话线的质量也直接影响上网用户创览速度。要想使我国因特网用户数保持高速增长，提高接入速率是至关重要的措施之一。除因特网应用外，宽带会议电视、基于ATM的VOD等其它宽带多媒体应用也需要宽带接入网的支持，才能提供给电信用户。其次，支持高速数据业务接入，也是电信运营公司面对越来越激烈的国内外竞争环境的需要。 21世纪即将来临，各国经济的全球化进程日益加快。服务业和其它行业一样，面临着开放的压力。电信行业作为服务业的重要组成部分，也在由垄断走向开放。目前欧美等发达国家已相互开放电信服务业，我国电信服务业也即将对外开放。我国在加入世界贸易组织（WTO）之前，就要制定电信服务业的开放时间表。届时中国电信、中国联通和中国网通等作为中国电信服务业的主力军，将面临来自国外竞争对手的压力。目前国外著名电信公司都重视宽带接入网的建设，以便在高速数据业务接入市场中占领有利的地位。从国内看，随着中国联通公司于1994年成立，电信服务市场就已经放开。1999年中国网络通信公司（CNC）又获准经营电信业务。高速数据业务接入市场必将成为这些电信运营公司的竞争焦点。从1997年底开始，我国已有不少地区的电信运营部门进行了宽带接入网试验，其中ADSL的发展势头比较迅猛。目前，广东、上海、浙江、四川和北京已经或正在进行ADSL应用试验。除ADSL产品外，进入中国市场的宽带接入产品还有ATM接入复用器（ATM MUX），为数不多的HFC和高速无线接入试验网。三、实现高递数据业务接入的技术选择 90年代以来，各种新的接入技术不断涌现。基于铜线（缆）的接入技术有XDSL（HDSL、ADSL、VDSL……）、Cable Modem等；基于光纤的接入技术有有源光接入和无源光接入等；另外还有固定无线接入技术。每种不同的技术都有它的适应环境。因此在选择具体接入技术时，要综合分析技术和经济的合理性。下面列举出几种比较有发展前途的高速接入技术。 1．ADSL、G.lite及VDSL ADSL、G.lite及VDSL都是基于现有的铜双绞线的高速接入技术。带话音分离器的ADSL，下行带宽最高可达8Mbit／s，上行带宽最高可达640 kbit／S。多采用DMT线路编码方式。通过调整传输速率，最远传输距离可达4～5公里。ADSL设备可同时支持电话高速数据接入业务。由于其上下行速率的不对称性，特别适合于住宅用户和小型商业用户的因特网接入。但ADSL也存在着开通率低、木能支持视频广播业务、不同厂家的局端和用户端设备一般不能相互兼容、设备价格高、用户端安装相对复杂等问题。 G.lite与普通ADSL相比，除接入速率较低外，最大区别是用户端不再有独立的话音分离器，因而用户端安装相对简单。G.lite采用DMT线路编码方式，抗扰性较好。下行速率范围是64 kbit/s～1.5Mbit／s，上行速率范围是32 kbit／8一512 kbit／s。传输距离比普通ADSL要长。G.lite设备也可同时支持电话高速数据业务的接入。同样由于其上下行速率的不对称性，适合于住宅用户和小型商业用户的因特网接入。G.lite设备相对普通ADSL设备而言，标准化程度高（ITU－T建议G.922.2），将来能做到不同厂家的局端和用户端设备相互兼容。G.lite同样不能支持视频广播业务。另外，G.lite在一根电缆中的开通率也有限制。至于具体开通率是多少，目前国内外尚无实验数据可查。 VDSL局端设备一般集成在FTTC或FTTB的ONU中。其下行速率在12～51 Mbit／S之间，上行速率在1.2～2.3 Mbit人。传输距离比较短，一般在30O～1000米之间。由于VDSL传输距离短，传输环境相对没有ADSL恶劣，因而其设备成本甚至比ADSL还低。目前VDSL的标准正在制定中。要提高ADSL和G.lite的开通率，比较可行的办法是让光纤尽量靠近用户，减短铜双绞线的长度。 2． Cable Modem 在HFC上利用Cable Modem进行数据传输，是解决住宅用户高速数据接入的另一项热门技术。Cable Modem下行数据占用50 MHz～860 MHz之间的一个 8 MHZ的频段，一般采用 64 QAM调制方式，速率可达 4O Mbit／S；上行数据占用5 MHZ～42MHZ之间的一个8MHZ的频段，为解决漏斗噪声问题，一般采用抗噪声能力较强的QPSK调制方式，速率可达10Mbit／s。Cable Modem系统在HFC中的引入不影响有线电视业务的正常传送。CableModem与其它接入技术相比存在可靠性低的问题。另外，虽然我国同轴电缆入户率很高，但如果要引入Cable Modem系统，首先要对现有的单向有线电视网进行双向改造，这里涉及的费用往往比较高。目前Cable Modem设备大多符合MCNS的标准DOCSIS1.1，该标准正成为事实上的国际标准。 3．ATM－PON ATM－PON最大的特点是连接OLT和ONU的光分配网是无源的光网络，因而具有较高的可靠性。其网络拓扑结构是树形结构。传输速率可以是上下行双向对称155 Mbt/s或下行622 Mbit/s、上行155 Mbit／S的非对称方式。从成本和支持业务的能力来看，ATM－PON是实现FTTH的最佳技术选择。通过粗波分复用技术，ATM－PON可同时支持模拟有线电视和高速数据业务的传送。通过升级改造，还能支持未来的DTV／HDTV业务的传送。 ATM－PON的标准化工作相对走在前面。ITUT在 1998年将FSAN的ATM－PON技术规范形成其正式建议G.983.1。推广ATM－PON最大的阻碍是其成本远高于其它宽带接入设备，再就是目前用户对接入带宽的需求有限。 4 LMDS LMDS是一种高速固定无线接入技术。完整的LMDS网络包括三个组成部分：中心站、用户站和骨干网。中心站以峰窝状进行配置，每个中心站以点到多点的无线链路与本中心站服务区内的用户通信。根据系统可用度的要求，每个服务区的覆盖半径为2～15km，各服务区之间可相互重叠。每个服务区又划分出许多扇区，可根据用户需求在该扇区内提供特定业务。各中心站通过光纤或者高速微波连入骨干网。LMDS一般工作在10GHZ以上频段，可用频带至少1GHZ，因而具有巨大的带宽资源。LMDS系统调制方式主要分为PSK和QAM两种。相对其它接入技术而言，LMDS有其固有的优势。首先，建设LMDS时，不象敷设有线接入设备那样需要市政管道资源。另外，LMDS安装调试容易。因而LMDS具有建设周期短、提供业务速度快的特点。LMDS的推广同样存在一些障碍，如高频段的收发信机成本较高、雨衰对高频段无线传输的影响。我国对这个频段的频谱分配没有规划等。还值得注意的是，LMDS需要视距传输。我国是一个发展中国家，各个城市都经常会有新的高层建筑出现，因而可能需要频繁调整LMDS收发设备，以避开新的建筑物，这必将增加运营维护成本。从上面可看出，在建设宽带接入网时，有多种方式可以选择。在实际接入网建设中，很少选用单一接入技术，往往是采用混合接入方案，如有线接入十无线接入、有源光接入+无源光接入、光纤接入+XDSL以及HFC等。四、建设宽带接入网，实现高速数据接人需要注意的问题前面已提到，要解决高速数据业务接入，必须建设宽带接入网。目前在我国建设宽带接入网，还没有现成的建网经验可供参考。因此我国电信运营企业在建网之前，应该对一些重要的技术问题作出认证，以减少失误，提高网络运行效率。 1．建设宽带接入网，如何支持现有的窄带业务？现在看来，无论宽带业务怎么飞速发展，用户对以话音通信为代表的窄带业务仍然有需求，现有的窄带业务网不可能在一夜之间消失。因此，当前在建设宽带接入网时要考虑如何在接入网中更经济有效地支持现有的窄带业务。目前建设宽带接入网有三种可选方案来支持窄带业务。第一种方案是在接入网中直接将话音等窄带信号打成IP包，进入宽带业务网，然后通过网关进入现有窄带业务网；第二种方案是通过ATM电路仿真方式在宽带接入网中支持现有窄带业务，窄带用户信息通过接入网的电路仿真接口进入ATM交换机，再通过ATM交换机的电路仿真接口进入现有窄带业务网；第三种方案是重叠建设窄带和宽带两个接入网，窄带和宽带用户信息分别通过不同的接入网进入窄带和宽带业务网。以上三种方案各有不同的适用范围。第一方案适合给用户提供廉价但质量没有保证的IP电话／IP传真等业务，但无法满足用户对高质量话音通信的需求；第二种方案适用于新建住宅小区或商业大楼，这些地方还没有建设任何窄带接入网络，通过建设这样的宽带接入网可给用户同时提供高质量的窄带和宽带电信业务；第三种方案适合在已建设好窄带接入网的地区建设宽带接入网。我国地域辽阔，不同地区发展水平差别很大，不同地区的电信基础设施建设同样有很大差别。因此我国的电信运营企业在不同地区、不同时期应该有不同的宽宽接入网建设实施方案，以便更好地支持传输的窄带业务。 2目前宽带接入网中是否需要ATM技术？在确定宽带接入网是基于ATM还是基于IP之前，首先要清楚骨干网的现状及未来走向。因为接入网技术的选择要依赖于骨干网。 ATM的提出始于80年代，在90年代初曾被认为是构建未来B－ISDN网的唯一可选技术。应该说，ATM是一种非常理想的传送技术。如果它能按原来的设想按部就班地发展下去，可以想象，未来的骨干网、接入网和用户驻地网都是基于ATM的。问题是在ATM还没有大规模进入市场时，IP技术迅猛发展起来。ATM的神话逐渐破灭，不得不朝着如何更好地支持IP业务的方向发展。 ATM有可靠的质量保证，IP有廉价的优势。但从现在的发展趋势来看，未来的电信业务将以IP为主。那么，ATM的前景到底如何？在用户驻地网，ATM将逐渐退出历史舞台。ATM能否继续存在关键要看骨干网的演变。目前，在骨干网上跳过ATM层的基于IP的传送技术有IP over SDH和 IP overWDM两种。 IP over SDH的实施有几种可选方案，目前国际标准尚未统～。IP over WDM在标准化方面则几乎是一片空白。对这样还不成熟的技术，传统电信运营公司的选择是非常慎重的。实际上，从国外的运营公司的资金投入及网络发展计划上看，不少公司还在建设ATM骨干网，ATM仍然会得到快速发展。在标准方面，ATM与IP在相互靠拢，相互吸取对方的优点。ATM与IP结合的一个重要协议是MPLS，目前IETF正在全力研究制定MPLS的标准。因此，ATM在可以预计的将来将在骨干网继续得到发展。中国电信已经建设了一个全国性的ATM骨干网，大部分发省市也建好了本地区的ATM网络。目前中国电信也没有建设全国性的IP over SDH或IP over WDM骨干网的动向。因此中国电信现在建设宽带接入网时应适应其骨干网的现状，考虑采用ATM技术。但在提高用户接口方面应该多样化。至少应该包括以太网接口和现有的主要窄带用户接口，ATM接口反而可以没有。至于我国的其它电信运营公司，如果在骨干网中不考虑采用ATM传送技术，那么接入网也就没有必要采用ATM技术。以上仅分析了两个问题，另外还有一些重要技术问题：如选用何种接入媒质、光纤在接入网中的使用策略以及接入网SNI接口的选择等，都是需要考虑的问题。五、结论随着因特网业务的爆炸式增长，数据业务正在取代话音业务，成为电信运营企业竞争的焦点。我国电信运营企业应及时考虑如何解决高速数据业务的接入问题，以满足用户的业务需求，同时也使自己在未来的竞争中处于有利地位。在建设宽带接入网之前，应该对一些重要的技术问题，如在接入网中选择哪一种具体接入技术、如何融合现有的窄带和宽带业务、采用何种传送技术、接入煤质的选择以及光纤在接入网中的使用策略等作出详细认证，以减少失误，提高网络运行效率。

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