張旭平
一、前言
在信息網(wǎng)絡(luò)化的大趨勢(shì)下,IP技術(shù)將發(fā)展成為主導(dǎo)技術(shù),大量信息在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行,網(wǎng)上應(yīng)用將日益豐富,原有的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和經(jīng)營(yíng)模式將發(fā)生變化,這一切,對(duì)現(xiàn)有的以電路交換為基礎(chǔ)的、窄帶的、模式單一的接入網(wǎng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著Internet的迅猛發(fā)展,人們對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、VOD點(diǎn)播、WWW瀏覽等多媒體應(yīng)用的需求正大幅度增加,電子商務(wù)更是成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的典型熱點(diǎn)。可以說,人類社會(huì)的需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬及速率提出了更高的要求,促使網(wǎng)絡(luò)由低速向高速、由共享到交換、由窄帶向?qū)拵Х较蜓杆侔l(fā)展。目前對(duì)于骨干網(wǎng)來講,各種寬帶組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)或正在迅速發(fā)展中日臻成熟和完善,波分復(fù)用系統(tǒng)的帶寬已達(dá)400Gbit/s,IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM(DWDM)等技術(shù)已經(jīng)開始投入使用,建立全光骨干網(wǎng)絡(luò)已被提到日程上來,可以說骨干網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)為承載各種寬帶業(yè)務(wù)作好了準(zhǔn)備。但是通信網(wǎng)與用戶之間的接入網(wǎng)發(fā)展相對(duì)滯后,大部分用戶還是通過基于電路交換的、窄帶的、模擬化的接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸和交換,接入網(wǎng)技術(shù)已成為制約通信發(fā)展的瓶頸。為了給廣大用戶提供端到瑞的寬帶連接,保證寬帶業(yè)務(wù)的開展,網(wǎng)絡(luò)的寬帶化、數(shù)字化是接入網(wǎng)的前提和基礎(chǔ),同時(shí)也是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一大熱點(diǎn)和高利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。
為了適應(yīng)新的形勢(shì)和需要,出現(xiàn)了多種寬帶接入網(wǎng)技術(shù)。包括銅線接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、混合光纖同軸(HFC)接入技術(shù)等多種有線接入技術(shù)以及無線接入等技術(shù)。各運(yùn)營(yíng)商在發(fā)展寬帶用戶時(shí),應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況,針對(duì)不同的用戶,采用不同的技術(shù)手段,因地制宜地發(fā)展寬帶接入網(wǎng),力爭(zhēng)取得市場(chǎng)的最大份額。本文通過對(duì)各類寬帶接入技術(shù)在實(shí)際使用和寬帶化進(jìn)程中存在的問題提出了發(fā)展寬帶接入技術(shù)的建議。
二、目前各類寬帶接入技術(shù)的發(fā)展
1. 銅質(zhì)雙絞線接入技術(shù)
由于電話網(wǎng)非常普及,電話線已居全世界用戶線的90%以上,如何充分利用這部分寶貴資源,采用各種先進(jìn)的調(diào)制 技術(shù)和編碼技術(shù),提高銅線的傳輸速率,是近期接入網(wǎng)寬帶化的重要任務(wù)。目前,以電話線為傳輸介質(zhì)的寬帶接入技術(shù)主要有以下幾種。
。1)高速數(shù)字用戶環(huán)路(HDSL)技術(shù)
HDSL或SDSL是數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)中的一種,它利用現(xiàn)有電話線纜用戶線中一對(duì)或兩對(duì)雙絞線來提供全雙工的T1/E1信號(hào)傳輸。 HDSL技術(shù)廣泛適用于移動(dòng)通信基站中繼、無線尋呼中繼、視頻會(huì)議、ISDN基群接入、遠(yuǎn)端用戶線單元(RLU)中繼以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)互聯(lián)等業(yè)務(wù),由于它要求傳輸介質(zhì)為2-3對(duì)雙絞線,因此常用于中繼線路或?qū)S脭?shù)字線路,一般終端用戶線路不采用該技術(shù)。
。2) 非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路(ADSL)技術(shù)
ADSL是一種非對(duì)稱的數(shù)字用戶環(huán)路,即用戶線的上行速率和下行速率不同,根據(jù)用戶使用各種多媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn),上行速率較低,下行速率則比較高,特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務(wù)。ADSL通過對(duì)不同的業(yè)務(wù)和上下行信號(hào)采用頻分復(fù)用方式,實(shí)現(xiàn)了在一對(duì)普通電話線上同時(shí)傳送一路高速下行單向數(shù)據(jù)、一路雙向較低速率的數(shù)據(jù)以及一路模擬電話信號(hào),可直接利用用戶現(xiàn)有的電話線路,在線路兩側(cè)各安裝一臺(tái)ADSL調(diào)制解調(diào)器即可。在普通電話雙絞線上,ADSL的典型的上行速率為16-640kbit/s,下行速率為1.544-8.192Mbit/s,傳輸距離為3-6km,有關(guān)ADSL的標(biāo)準(zhǔn)有ANSI的T1E1.4和ITU-T的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供電話業(yè)務(wù)外,還能提供多種寬帶業(yè)務(wù),如基于MPEG-1甚至MPEG-2的交互式視頻應(yīng)用、Internet高速接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等,在未來幾年內(nèi),ADSL接入技術(shù)將是終端用戶主要的寬帶接入方式。
(3)超高速數(shù)字用戶環(huán)路(VDSL)技術(shù)
VDSL和ADSL技術(shù)相似,也是一種非對(duì)稱的數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù),采用頻分復(fù)用方式,將POTS、ISDN以及VDSL的上、下行信號(hào)放在了不同的頻段傳輸,但VDSL比ADSL的傳輸速率更高,是高速的 ADSL。VDSL在一對(duì)普通電話雙絞線上提供的典型速率為上行1.6-2.3Mbit/s,下行12.96-55.2Mbit/s(目前最高達(dá)到155Mbit/s),速率比ADSL高約10倍,但傳輸距離比ADSL也短得多,典型的傳輸距離為0.3-1.5km。由于VDSL的傳輸距離比較短,因此特別適合于光纖接入網(wǎng)中與用戶相連接的最后“一公里”,并且要求光網(wǎng)絡(luò)單元盡量與用戶接近,其系統(tǒng)配置圖與ADSL類似,它存在于用戶與本地光網(wǎng)絡(luò)單元之間。VDSL可同時(shí)傳送多種寬帶業(yè)務(wù),如高清晰度電視(HDTV)、高清晰度圖像通信以及可視化計(jì)算等,其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還正在制定中。
當(dāng)前,xDSL技術(shù)成為寬帶接入網(wǎng)中非常活躍、熱門的技術(shù),除上述幾種比較典型的技術(shù)以外,目前還存在其他一些數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù),如IDSL、UDSL、CDSL、EDSL 、MDSL等。在光纖到戶(FTTH)未實(shí)現(xiàn)之前,xDSL將是主要的寬帶接入方式之一。但由于ADSL每線造價(jià)偏高,大功率信號(hào)使電纜線對(duì)間的干擾加大,造成選線率低;電話的48V饋電,高達(dá)近 90V的鈴流信號(hào),用戶摘機(jī)、掛機(jī)的脈沖,以及這些信號(hào)的諧波等噪音,普通市話線路存在的不平衡、反射、串音等一系列技術(shù)問題都給 ADSL的推廣造成困難。
2. 銅質(zhì)5類線技術(shù)
為適應(yīng)住宅小區(qū)寬帶信息化小區(qū)建設(shè),在光纖到大樓的基礎(chǔ)上采用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入用戶的方式(FTTB+LAN),利用光纖+5類線以太網(wǎng)交換技術(shù),實(shí)現(xiàn)“千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到家庭”,該建設(shè)方案主要解決用戶拔號(hào)上網(wǎng)速度太低的問題,可提供IP技術(shù)形成的多媒體業(yè)務(wù)。FTTB+LAN方式存在的問題主要包括以下幾個(gè)方面。
。1)必須在現(xiàn)有小區(qū)和樓道內(nèi)重新安裝一套線路,以至一個(gè)樓道內(nèi)形成4套線絡(luò)(電源、電視、電話雙絞線、5類線),增加了建設(shè)和維護(hù)成本。
。2)FTTB+LAN適應(yīng)了IP高速接入,卻不適應(yīng)全業(yè)務(wù)信息網(wǎng)絡(luò),不兼容現(xiàn)有傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)。而全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需要解決以下業(yè)務(wù)的傳輸:電信語音業(yè)務(wù),機(jī)關(guān)、企業(yè)等小總機(jī)專線,虛擬網(wǎng),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(ISDN、DDN、IP、電子商務(wù)、無線尋呼等),實(shí)時(shí)交互式視頻圖像業(yè)務(wù),模擬、數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)。
。3)目前電信業(yè)務(wù)中電話業(yè)務(wù)仍為主體,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)尚在發(fā)展中。由于我國(guó)教育普及程度和文化素質(zhì)在一段比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)有待提高。在未來的一定時(shí)期內(nèi),大多數(shù)人們將通過非PC設(shè)備進(jìn)入各種業(yè)務(wù)信息源。用IP技術(shù)綜合替代現(xiàn)有電信傳輸手段,在一段時(shí)間內(nèi)(至少在5-10年內(nèi))尚不可能,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)這段替代過程可能更長(zhǎng)。同時(shí)5類線本身仍然是銅質(zhì)媒介,與銅質(zhì)雙絞線相比只是線纜的制造技術(shù)的改變。其本身的傳輸距離和傳輸帶寬與雙絞線沒有本質(zhì)的區(qū)別。都將被光纖所替代。
3. 混合光纖同軸(HFC)接入技術(shù)
HFC技術(shù)是應(yīng)用模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)、射頻技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)所產(chǎn)生的一種寬帶接入網(wǎng)技術(shù)。HFC技術(shù)可以統(tǒng)一提供CATV、話音、數(shù)據(jù)及其他一些交互業(yè)務(wù),它在5MHz-50MHz頻段通過QPSK和TDMA等技術(shù)提供上行非廣播數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),在50 MHz-550MHz頻段采用殘留邊帶調(diào)制(VSB)技術(shù)提供普通廣播電視業(yè)務(wù),在550 MHz-750MHz頻段采用 QAM和 TDMA等技術(shù)提供下行數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),如數(shù)字電視和VOD等,750MHz以上頻段暫時(shí)保留以后使用。不過HFC接入技術(shù)的應(yīng)用也有一些需要解決的問題。
。1)原有的CATV網(wǎng)絡(luò)只提供廣播業(yè)務(wù),大都為單向網(wǎng)絡(luò),為實(shí)現(xiàn)雙向通信,需要有雙向分配放大器、雙向?yàn)V波器、雙向干線放大器等。
(2)HFC接入系統(tǒng)為樹型結(jié)構(gòu),同軸的帶寬是由所有用戶公用的,而且還有一部分帶寬要用于傳送電視節(jié)目,用于數(shù)據(jù)通信的帶寬受到限制,目前一般一個(gè)同軸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)至多連接500個(gè)用戶,另外樹型結(jié)構(gòu)使其上行信號(hào)存在噪聲積累,即“漏斗效應(yīng)”。
。3)HFC網(wǎng)絡(luò)的安全保密性、系統(tǒng)健壯性以及價(jià)格等問題也有待進(jìn)一步解決和完善。
。4)IEEE的802.14工作組正在制定 HFC物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn),但HFC目前還沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)開展HFC接入,還有一個(gè)經(jīng)營(yíng)體制的問題,需要打破行業(yè)界限。
4. 無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
接入網(wǎng)發(fā)展最有前途的方案是采用無源光網(wǎng)絡(luò)(PON),目前應(yīng)用的傳統(tǒng)無源光網(wǎng)絡(luò)主要支持2Mbit/s(E1)以下速率的業(yè)務(wù),適應(yīng)于電話和窄帶ISDN,當(dāng)采用2波長(zhǎng)波分復(fù)用單纖傳送,也可以傳送有線電視和視頻點(diǎn)播,目前窄帶的PON尚存以下缺點(diǎn):
(1)每個(gè)用戶的帶寬受到限制。
(2)廣播式信號(hào)多路復(fù)用測(cè)量要求較高。
(3)造價(jià)較高。
(4)PON技術(shù)尚在發(fā)展之中,相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷頒布(1996年ITU-T頒布了有關(guān)采用時(shí)分復(fù)用多址接入G.982協(xié)議,我國(guó)原郵電部1997年頒布了“基于無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的光接入網(wǎng)”內(nèi)部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),1998年ITU-T頒布了有關(guān)ATM-PON的G.983協(xié)議)。融合ATM與IP的技術(shù)尚在發(fā)展中,ATM+PON技術(shù)的發(fā)展還存在爭(zhēng)議。
5. 無線接入技術(shù)
無線接入技術(shù)可以分為移動(dòng)接入和固定接入兩大類。移動(dòng)無線接入網(wǎng)包括蜂窩區(qū)移動(dòng)電話網(wǎng)、無線尋呼網(wǎng)、無繩電話網(wǎng)、集群電話網(wǎng)、衛(wèi)星全球移動(dòng)通信網(wǎng)直至個(gè)人通信網(wǎng)等等,是當(dāng)今通信行業(yè)中最活躍的領(lǐng)域之一,也代表了個(gè)人通信的發(fā)展方向。固定無線接入是從交換節(jié)點(diǎn)到固定用戶終端采用無線接入的方式,它實(shí)際上是PSTN/ISDN網(wǎng)的無線延伸。目前,一種被稱為本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)的固定寬帶無線接入技術(shù)被廣泛看好。它利用地面轉(zhuǎn)接站而不是衛(wèi)星來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),可提供2Mbit/s~155Mbit/s的帶寬。與有線寬帶接入方式相比,雖然無線接入技術(shù)的應(yīng)用還面臨著開發(fā)新頻段、完善調(diào)制和多址技術(shù)、防止信元丟失、時(shí)延問題等方面的問題,但無線接入的最大特點(diǎn)是無須敷設(shè)線路、建設(shè)速度快、初期投資小、受環(huán)境制約不大、安裝靈活、維護(hù)方便等特點(diǎn)。對(duì)于新興運(yùn)營(yíng)公司而言,由于沒有接入網(wǎng)絡(luò)資源,為了能夠盡快提供接入服務(wù),無線接入特別是固定無線接入技術(shù)將有可能成為他們的選擇。而對(duì)于傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)公司而言,這一技術(shù)也不失為快速提供寬帶接入業(yè)務(wù)的有效手段。
三、根據(jù)運(yùn)營(yíng)商自身的實(shí)情,因地制宜地發(fā)展寬帶接入網(wǎng)
從現(xiàn)階段的發(fā)展觀察,目前最主要的業(yè)務(wù)是上網(wǎng)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù),但用什么策略和技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)信息的融合,各類企業(yè)有不同的表述。在這里對(duì)近幾年的寬帶接入采用技術(shù)以及不同用戶群采用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn),談一些看法和建議:
1. 雙絞線和5類線技術(shù)的發(fā)展
雙絞線的XDSL技術(shù)和5類線的LAN技術(shù)在百米的服務(wù)半徑內(nèi),所提供的帶寬在同一數(shù)量級(jí)上。其技術(shù)都將被光纖所替代。
雙絞線的XDSL技術(shù)平均的綜合造價(jià)比5類線的LAN技術(shù)高,但5類線的LAN技術(shù)的起始成本高而且不適應(yīng)全業(yè)務(wù)通信,不兼容傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)。因此在用戶較離散時(shí)采用雙絞線的XDSL技術(shù)較適宜;對(duì)用戶相對(duì)較集中的區(qū)域采用LAN技術(shù)較適宜。經(jīng)測(cè)算,在同一服務(wù)區(qū)內(nèi),當(dāng)住戶使用率小于25%時(shí),ADSL更經(jīng)濟(jì),當(dāng)大于住戶使用率25%時(shí),LAN 更經(jīng)濟(jì)。因此從全國(guó)看,在近幾年,對(duì)已有雙絞線的區(qū)域,大規(guī)模建設(shè)LAN方式不一定是好的方式。
2. 各類用戶群的解決方式
。1)機(jī)關(guān)、企業(yè)、辦公樓
對(duì)于機(jī)關(guān)、企業(yè)、辦公樓等大用戶,由于其一般均建立了局域網(wǎng),是遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、VOD點(diǎn)播、WWW瀏覽等多媒體應(yīng)用需求的主要對(duì)象,因此采用FTTB+LAN方式是一種較好的解決方式。
。2)高檔智能化住宅小區(qū)
由于已敷設(shè)了5類線,且用戶對(duì)數(shù)據(jù)需求相對(duì)較大,建議采用FTTC+LAN方式。
(3)普通住宅小區(qū)
由于一般只敷設(shè)雙絞線,因此建議采用FTTC+ADSL方式解決用戶的寬帶需求。
3. DSLAM的設(shè)置
由于ADSL的成本相對(duì)較高,初期用戶相對(duì)較少,為減少投資,建議DSLAM設(shè)置在局端;隨著用戶的發(fā)展,DSLAM應(yīng)逐步向用戶端推進(jìn),主要益處包括以下幾個(gè)方面。
。1)可以縮短光纖到用戶的距離。
(2)為VDSL、MDSL創(chuàng)造條件。
。3)為FTTH創(chuàng)造條件。
(4)為APON創(chuàng)造條件。
4. ADSL與Internet的互連
目前寬帶接入業(yè)務(wù)以Internet業(yè)務(wù)為主,經(jīng)若干年的發(fā)展,其他信息業(yè)務(wù)的需求會(huì)迅速增加,而ATM有豐富的接口、較完善的網(wǎng)管計(jì)費(fèi)和QoS保證,因此建議DSLAM 通過ATM接入Internet網(wǎng),為今后其它業(yè)務(wù)發(fā)展留有余地。
5. 加快寬帶小區(qū)布線的建設(shè)與合作
智能化小區(qū)利用現(xiàn)代4C技術(shù)(計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、IC卡),通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò)將多元信息服務(wù)與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成為住宅小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能手段為住戶提供安全舒適的家居環(huán)境。目前針對(duì)智能化小區(qū)主要有ADSL、LAN、HFC三種接入方式,各種接入方式在技術(shù)背景和物理承載媒介上各不相同。智能化小區(qū)作為一個(gè)寬帶使用者相對(duì)集中的集團(tuán)用戶,成為各運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),也是抓住大客戶作為其爭(zhēng)奪市場(chǎng)的最佳手段。
----《通信世界》