因地制宜发展宽带接入网

2019-11-03 19:05:03

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供稿：网友

浙江省邮电规划设计院

　　张旭平

一、前言

　　在信息网络化的大趋势下，ip技术将发展成为主导技术，大量信息在网络上运行，网上应用将日益丰富，原有的通信网络结构和经营模式将发生变化，这一切，对现有的以电路交换为基础的、窄带的、模式单一的接入网提出了严峻挑战。随着Internet的迅猛发展，人们对远程教学、远程办公、远程医疗、视频会议、VOD点播、WWW浏览等多媒体应用的需求正大幅度增加，电子商务更是成为网络应用的典型热点。可以说，人类社会的需求对网络的带宽及速率提出了更高的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。目前对于骨干网来讲，各种宽带组网技术已经或正在迅速发展中日臻成熟和完善，波分复用系统的带宽已达400Gbit/s，IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM（DWDM）等技术已经开始投入使用，建立全光骨干网络已被提到日程上来，可以说骨干网络已经为承载各种宽带业务作好了准备。但是通信网与用户之间的接入网发展相对滞后，大部分用户还是通过基于电路交换的、窄带的、模拟化的接入网络进行信息传输和交换，接入网技术已成为制约通信发展的瓶颈。为了给广大用户提供端到瑞的宽带连接，保证宽带业务的开展，网络的宽带化、数字化是接入网的前提和基础，同时也是网络技术中的一大热点和高利润增长点。

　　为了适应新的形势和需要，出现了多种宽带接入网技术。包括铜线接入技术、光纤接入技术、混合光纤同轴（HFC）接入技术等多种有线接入技术以及无线接入等技术。各运营商在发展宽带用户时，应根据自身的实际情况，针对不同的用户，采用不同的技术手段，因地制宜地发展宽带接入网，力争取得市场的最大份额。本文通过对各类宽带接入技术在实际使用和宽带化进程中存在的问题提出了发展宽带接入技术的建议。

二、目前各类宽带接入技术的发展

　　1. 铜质双绞线接入技术

　　由于电话网非常普及，电话线已居全世界用户线的90％以上，如何充分利用这部分宝贵资源，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线的传输速率，是近期接入网宽带化的重要任务。目前，以电话线为传输介质的宽带接入技术主要有以下几种。

　　（1）高速数字用户环路（HDSL）技术

　　HDSL或SDSL是数字用户线（DSL）技术中的一种，它利用现有电话线缆用户线中一对或两对双绞线来提供全双工的T1／E1信号传输。 HDSL技术广泛适用于移动通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、ISDN基群接入、远端用户线单元（RLU）中继以及计算机局域网互联等业务，由于它要求传输介质为2－3对双绞线，因此常用于中继线路或专用数字线路，一般终端用户线路不采用该技术。

　　（2）非对称数字用户环路（ADSL）技术

　　ADSL是一种非对称的数字用户环路，即用户线的上行速率和下行速率不同，根据用户使用各种多媒体业务的特点，上行速率较低，下行速率则比较高，特别适合传输多媒体信息业务。ADSL通过对不同的业务和上下行信号采用频分复用方式，实现了在一对普通电话线上同时传送一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据以及一路模拟电话信号，可直接利用用户现有的电话线路，在线路两侧各安装一台ADSL调制解调器即可。在普通电话双绞线上，ADSL的典型的上行速率为16－640kbit/s，下行速率为1.544－8.192Mbit/s，传输距离为3－6km，有关ADSL的标准有ANSI的T1E1.4和ITU－T的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供电话业务外，还能提供多种宽带业务，如基于MPEG－1甚至MPEG－2的交互式视频应用、Internet高速接入、局域网互联等，在未来几年内，ADSL接入技术将是终端用户主要的宽带接入方式。

　　（3）超高速数字用户环路（VDSL）技术

　　VDSL和ADSL技术相似，也是一种非对称的数字用户环路技术，采用频分复用方式，将POTS、ISDN以及VDSL的上、下行信号放在了不同的频段传输，但VDSL比ADSL的传输速率更高，是高速的 ADSL。VDSL在一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行1.6－2.3Mbit/s，下行12.96－55.2Mbit/s（目前最高达到155Mbit/s），速率比ADSL高约10倍，但传输距离比ADSL也短得多，典型的传输距离为0.3－1.5km。由于VDSL的传输距离比较短，因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最后“一公里”，并且要求光网络单元尽量与用户接近，其系统配置图与ADSL类似，它存在于用户与本地光网络单元之间。VDSL可同时传送多种宽带业务，如高清晰度电视（HDTV）、高清晰度图像通信以及可视化计算等，其国际标准还正在制定中。

　　当前，xDSL技术成为宽带接入网中非常活跃、热门的技术，除上述几种比较典型的技术以外，目前还存在其他一些数字用户环路技术，如IDSL、UDSL、CDSL、EDSL 、MDSL等。在光纤到户（FTTH）未实现之前，xDSL将是主要的宽带接入方式之一。但由于ADSL每线造价偏高，大功率信号使电缆线对间的干扰加大，造成选线率低；电话的48V馈电，高达近 90V的铃流信号，用户摘机、挂机的脉冲，以及这些信号的谐波等噪音，普通市话线路存在的不平衡、反射、串音等一系列技术问题都给 ADSL的推广造成困难。

　　2. 铜质5类线技术

　　为适应住宅小区宽带信息化小区建设，在光纤到大楼的基础上采用计算机局域网接入用户的方式（FTTB＋LAN），利用光纤+5类线以太网交换技术，实现“千兆到小区、百兆到大楼、十兆到家庭”，该建设方案主要解决用户拔号上网速度太低的问题，可提供IP技术形成的多媒体业务。FTTB＋LAN方式存在的问题主要包括以下几个方面。

　　（1）必须在现有小区和楼道内重新安装一套线路，以至一个楼道内形成4套线络（电源、电视、电话双绞线、5类线），增加了建设和维护成本。

　　（2）FTTB＋LAN适应了IP高速接入，却不适应全业务信息网络，不兼容现有传统电信业务。而全业务网络需要解决以下业务的传输：电信语音业务，机关、企业等小总机专线，虚拟网，数据业务（ISDN、DDN、IP、电子商务、无线寻呼等），实时交互式视频图像业务，模拟、数字广播电视业务。

　　（3）目前电信业务中电话业务仍为主体，互联网业务尚在发展中。由于我国教育普及程度和文化素质在一段比较长的时间内有待提高。在未来的一定时期内，大多数人们将通过非PC设备进入各种业务信息源。用IP技术综合替代现有电信传输手段，在一段时间内（至少在5－10年内）尚不可能，在我国经济落后的地区这段替代过程可能更长。同时5类线本身仍然是铜质媒介，与铜质双绞线相比只是线缆的制造技术的改变。其本身的传输距离和传输带宽与双绞线没有本质的区别。都将被光纤所替代。

　　3. 混合光纤同轴（HFC）接入技术

　　HFC技术是应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。HFC技术可以统一提供CATV、话音、数据及其他一些交互业务，它在5MHz－50MHz频段通过QPSK和TDMA等技术提供上行非广播数据通信业务，在50 MHz－550MHz频段采用残留边带调制（VSB）技术提供普通广播电视业务，在550 MHz－750MHz频段采用 QAM和 TDMA等技术提供下行数据通信业务，如数字电视和VOD等，750MHz以上频段暂时保留以后使用。不过HFC接入技术的应用也有一些需要解决的问题。

　　（1）原有的CATV网络只提供广播业务，大都为单向网络，为实现双向通信，需要有双向分配放大器、双向滤波器、双向干线放大器等。

　　（2）HFC接入系统为树型结构，同轴的带宽是由所有用户公用的，而且还有一部分带宽要用于传送电视节目，用于数据通信的带宽受到限制，目前一般一个同轴网络内至多连接500个用户，另外树型结构使其上行信号存在噪声积累，即“漏斗效应”。

　　（3）HFC网络的安全保密性、系统健壮性以及价格等问题也有待进一步解决和完善。

　　（4）IEEE的802.14工作组正在制定 HFC物理层和MAC层标准，但HFC目前还没有统一的国际标准。在我国开展HFC接入，还有一个经营体制的问题，需要打破行业界限。

　　4. 无源光网络技术

　　接入网发展最有前途的方案是采用无源光网络（PON），目前应用的传统无源光网络主要支持2Mbit/s（E1）以下速率的业务，适应于电话和窄带ISDN，当采用2波长波分复用单纤传送，也可以传送有线电视和视频点播，目前窄带的PON尚存以下缺点：（1）每个用户的带宽受到限制。（2）广播式信号多路复用测量要求较高。（3）造价较高。（4）PON技术尚在发展之中，相关技术标准不断颁布（1996年ITU-T颁布了有关采用时分复用多址接入G.982协议，我国原邮电部1997年颁布了“基于无源光网络技术的光接入网”内部技术标准，1998年ITU-T颁布了有关ATM－PON的G.983协议）。融合ATM与IP的技术尚在发展中，ATM+PON技术的发展还存在争议。

　　5. 无线接入技术

　　无线接入技术可以分为移动接入和固定接入两大类。移动无线接入网包括蜂窝区移动电话网、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信网直至个人通信网等等，是当今通信行业中最活跃的领域之一，也代表了个人通信的发展方向。固定无线接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入的方式，它实际上是PSTN／ISDN网的无线延伸。目前，一种被称为本地多点分配业务（LMDS）的固定宽带无线接入技术被广泛看好。它利用地面转接站而不是卫星来转发数据，可提供2Mbit/s～155Mbit/s的带宽。与有线宽带接入方式相比，虽然无线接入技术的应用还面临着开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元丢失、时延问题等方面的问题，但无线接入的最大特点是无须敷设线路、建设速度快、初期投资小、受环境制约不大、安装灵活、维护方便等特点。对于新兴运营公司而言，由于没有接入网络资源，为了能够尽快提供接入服务，无线接入特别是固定无线接入技术将有可能成为他们的选择。而对于传统电信运营公司而言，这一技术也不失为快速提供宽带接入业务的有效手段。

三、根据运营商自身的实情，因地制宜地发展宽带接入网

　　从现阶段的发展观察，目前最主要的业务是上网业务和语音业务，但用什么策略和技术方法实现信息的融合，各类企业有不同的表述。在这里对近几年的宽带接入采用技术以及不同用户群采用什么技术实现，谈一些看法和建议：

　　1. 双绞线和5类线技术的发展

　　双绞线的XDSL技术和5类线的LAN技术在百米的服务半径内，所提供的带宽在同一数量级上。其技术都将被光纤所替代。

　　双绞线的XDSL技术平均的综合造价比5类线的LAN技术高，但5类线的LAN技术的起始成本高而且不适应全业务通信，不兼容传统电信业务。因此在用户较离散时采用双绞线的XDSL技术较适宜；对用户相对较集中的区域采用LAN技术较适宜。经测算，在同一服务区内，当住户使用率小于25%时，ADSL更经济，当大于住户使用率25%时，LAN 更经济。因此从全国看，在近几年，对已有双绞线的区域，大规模建设LAN方式不一定是好的方式。

　　2. 各类用户群的解决方式

　　（1）机关、企业、办公楼

　　对于机关、企业、办公楼等大用户，由于其一般均建立了局域网，是远程教学、远程办公、远程医疗、视频会议、VOD点播、WWW浏览等多媒体应用需求的主要对象，因此采用FTTB+LAN方式是一种较好的解决方式。

　　（2）高档智能化住宅小区

　　由于已敷设了5类线，且用户对数据需求相对较大，建议采用FTTC+LAN方式。

　　（3）普通住宅小区

　　由于一般只敷设双绞线，因此建议采用FTTC+ADSL方式解决用户的宽带需求。

　　3. DSLAM的设置

　　由于ADSL的成本相对较高，初期用户相对较少，为减少投资，建议DSLAM设置在局端；随着用户的发展，DSLAM应逐步向用户端推进，主要益处包括以下几个方面。

　　（1）可以缩短光纤到用户的距离。

　　（2）为VDSL、MDSL创造条件。

　　（3）为FTTH创造条件。

　　（4）为APON创造条件。

　　4. ADSL与Internet的互连

　　目前宽带接入业务以Internet业务为主，经若干年的发展，其他信息业务的需求会迅速增加，而ATM有丰富的接口、较完善的网管计费和QoS保证，因此建议DSLAM 通过ATM接入Internet网，为今后其它业务发展留有余地。

　　5. 加快宽带小区布线的建设与合作

　　智能化小区利用现代4C技术（计算机技术、通信与网络、自动控制、IC卡），通过有效的传输网络将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能手段为住户提供安全舒适的家居环境。目前针对智能化小区主要有ADSL、LAN、HFC三种接入方式，各种接入方式在技术背景和物理承载媒介上各不相同。智能化小区作为一个宽带使用者相对集中的集团用户，成为各运营商竞争的焦点，也是抓住大客户作为其争夺市场的最佳手段。

----《通信世界》