寬帶化---接入網(wǎng)技術(shù)在新世紀(jì)生存能力的考驗(yàn)

　　Internet異軍突起其業(yè)務(wù)量超常規(guī)增長，大有席卷網(wǎng)絡(luò)資源之勢。為迎接IP時(shí)代的到來，全世界的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者都在著手?jǐn)U容網(wǎng)絡(luò)，甚至提出了近年就要將網(wǎng)絡(luò)十倍百倍擴(kuò)容的規(guī)劃，大容量交換機(jī)、路由器和密集波分復(fù)用（DWDM）光纖傳輸系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，預(yù)計(jì)2000年Tb/s路由器和等效容量為Tb/s級的DWDM系統(tǒng)可投入商用，不僅核心網(wǎng)的容量問題得以解困，核心網(wǎng)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所占成本比例也大幅度下降，容量和成本的瓶頸問題再一次推到接入網(wǎng)上，這一問題因業(yè)務(wù)寬帶化而更為顯著。以寬帶化為特征的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)將于21世紀(jì)初投入商用，固定接入的寬帶化已刻不從緩。



　　接入網(wǎng)連接千家萬戶，用戶對業(yè)務(wù)的要求也千差萬別，各地的傳輸距離、用戶密度、應(yīng)用環(huán)境也有很大不同，各種接入技術(shù)力圖鞏固已有陣地并擴(kuò)展新的應(yīng)用空間，寬帶化是當(dāng)前擺在每一種接入技術(shù)前面的試題，是接入技術(shù)在新世紀(jì)生存能力的考驗(yàn)，這一點(diǎn)在Telecom 99世界電信展覽會(huì)上表現(xiàn)得十分明顯，常規(guī)的窄帶接入網(wǎng)產(chǎn)品在Telecom 99上已不多見。當(dāng)然并不是說窄帶接入網(wǎng)產(chǎn)品沒有市場，但將受到寬帶產(chǎn)品強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。


　　1．光纖寬帶接入系統(tǒng)



　　光纖因其帶寬潛力不僅在傳送網(wǎng)中稱霸，在接入網(wǎng)中理所當(dāng)然地也會(huì)占有傳輸媒介的主導(dǎo)位置，特別是當(dāng)帶寬成為業(yè)務(wù)瓶頸的時(shí)候。但接入網(wǎng)由于距離短，光電終端及安裝施工成為接入網(wǎng)系統(tǒng)成本的決定性因素，由于光電器件成本尚高，而帶寬需求也沒到非FTTH（光纖到戶）不可時(shí)，F(xiàn)TTH雖理想，但除NTT外，其它運(yùn)營公司都還未定出布署FTTH的具體時(shí)間表。代之應(yīng)用的則是FTTExch（光纖到局）、FTTCab/c（光纖到配線盒/路邊）和FTTB/O（光纖到大樓/辦公室），這幾種方式在光纖之后都需要使用金屬對絞線（如ADSL、VDSL）或同軸纜（HFC）、無線接入（WLL）等手段連到終端用戶。



　�、殴饫w有源接入



　　光纖接入有有源與無源之分，基于SDH或PDH的有源光纖接入可有點(diǎn)對點(diǎn)、自愈環(huán)和星型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無論那一種結(jié)構(gòu)，其技術(shù)都相當(dāng)成熟，運(yùn)營者已考慮在接入網(wǎng)引入2.5Gb/s系統(tǒng)。但在Telecom 99上已很少見到展覽普通的有源光纖接入產(chǎn)品。值得提到的是已有波分復(fù)用技術(shù)產(chǎn)品用在接入網(wǎng)，使用2～4波長，因粗間隔WWDM而成本低。



　�、茖拵�PON



　　·PON的物理層



　　光纖無源接入即PON，常用的雙工方式為單纖WDM，即下行（從局到用戶）為1550nm波長區(qū)(1480-1560nm)，上行（從用戶到局）為1310nm波長區(qū)(1260-1360nm)，目前可商用的產(chǎn)品上行最高比特率為155Mb/s，下行多為155Mb/s也有622Mb/s，可支持的分支比為16或32，最大的尋址能力(ONU數(shù)目)為64, 最長的傳輸距離為20km，ONU之間可允許的距離差也為20Km，上行各ONU之間采用的多址方式通常為TDMA（時(shí)分多址）。



　　日本NTT、美國Bellsouth、法國FT和英國BT四大運(yùn)營公司共同制訂"ATM用戶公共技術(shù)規(guī)范"，在該規(guī)范的1999年6月V.2.10版本中對PON提出詳細(xì)的技術(shù)要求，如OLT的局側(cè)接口155Mb/s要32個(gè)，622Mb/s要4個(gè)，接口規(guī)范為VB5.1或5.2，OTL與ONU的線路側(cè)接口為155Mb/s或622Mb/s，ONU用戶側(cè)接口UNI速率以25.6Mb/s為主，還可有2Mb/s、155Mb/s和10Mb/s以太網(wǎng)接口等，對話音采用AAL1協(xié)議。圖1 為這種ATM用戶配置的例子。





　　·APON的傳送會(huì)聚（TC）層幀結(jié)構(gòu)



　　目前寬帶PON上層為ATM，因而稱為APON。



　　PON本身是一種多用戶共享的系統(tǒng)，下行通常采用TDM方式，而上行TDMA方式也意味著多路時(shí)分復(fù)用，這種復(fù)用需要成幀，考慮到多用戶需要?jiǎng)討B(tài)共享PON的資源，TC(傳送會(huì)聚)層采用ATM是成熟技術(shù)的選擇，ITU－T G.983建議就是基于ATM技術(shù)來規(guī)范PON的信號格式的，盡管G.983是1998年10月才通過的建議，事隔一年展覽會(huì)展出的寬帶PON都是按G.983實(shí)現(xiàn)的 。圖2 為G.983規(guī)定的幀格式。采用這種格式，每一個(gè)下行幀由56個(gè)時(shí)隙組成，每個(gè)時(shí)隙即信元，每28個(gè)信元的第一個(gè)為PON的物理層OAM信元（PLOAM），其余27個(gè)為ATM信元（包括ATM自身的物理層開銷信元），PON的PLOAM信元含幀和比特同步圖案、與其后ATM信元對應(yīng)的OLT給ONU的發(fā)送許可、OLT給ONU的指令消息類型及內(nèi)容等。每一個(gè)上行幀有53個(gè)時(shí)隙，但每一個(gè)時(shí)隙為56個(gè)字節(jié)（即3個(gè)上行開銷字節(jié)后接一個(gè)ATM信元），上行開銷字節(jié)24比特由OLT發(fā)出的下行PLOAM信元中的上行開銷消息所定義，一般可分為三個(gè)字段，即避免上行信元碰撞的保護(hù)時(shí)間、比特與字節(jié)同步圖案。上行ATM信元在通信開始階段根據(jù)需要可作為上行PLOAM信元，它含帶ONU序號的PON-ID、消息類型及內(nèi)容、ONU發(fā)送光功率控制等。上行時(shí)隙還可再細(xì)分為一組minislot，對應(yīng)一群ONU。







　　·PON的測距



　　PON的關(guān)鍵技術(shù)是OLT對ONU要準(zhǔn)確測距，以便控制各ONU發(fā)送上行信號的相位(ITU-T建議G.983要求測距精度±2比特)，保證在饋線段匯合后的各ONU來的上行信號互相不碰撞。測距的過程是這樣的：當(dāng)ONU加電后首先在上行PLOAM信元中發(fā)出ONU序號，OLT在下行PLOAM信元中送出給該ONU分配的PON-ID，并在給該ONU的上行開銷消息中預(yù)分配均衡時(shí)延值，同時(shí)還發(fā)出測距許可，ONU確認(rèn)收到的PON-ID與自身序號匹配后，響應(yīng)測距許可并按預(yù)分配均衡時(shí)延值指示的相位發(fā)出PLOAM信元，OLT監(jiān)視到達(dá)的上行信元相位，利用OLT發(fā)出的PLOAM信元中測距時(shí)間消息調(diào)整ONU發(fā)出的上行信元相位，以便在OLT內(nèi)的特定相位參考點(diǎn)保證上行信元相對于對應(yīng)的下行信元相位有一個(gè)固定延時(shí)（對155Mb/s上行系統(tǒng)例如79個(gè)信元，其中69個(gè)56字節(jié)的信元對應(yīng)20km的距離，7～9個(gè)信元對應(yīng)ONU內(nèi)部的處理時(shí)延）。圖3表示出OLT和ONU內(nèi)用于測距的相位特定點(diǎn)。在測距過程中如發(fā)生信元碰撞，OLT從ONU可能的序號長度低位起取一部分作為序號掩模，以廣播方式發(fā)送掩模并帶測距許可，序號低位與掩模相同的ONU有權(quán)繼續(xù)發(fā)送測距信元，如仍有多于一個(gè)ONU發(fā)送，則掩模比特位數(shù)加一且將最高位設(shè)為0，直到只有一個(gè)ONU發(fā)送為止。當(dāng)PON與ONU都處于冷態(tài)時(shí)最長測距時(shí)間可能需要10秒。測距精度與速度是實(shí)現(xiàn)的難題，今后除非測距技術(shù)有新的突破，否則PON的上行容量不容易有大的提高。







　　·PON的安全性



　　PON下行為廣播系統(tǒng)上行為多點(diǎn)到點(diǎn)的共享系統(tǒng)，安全性特別重要。在測距過程中惡意用戶能夠從下行PLOAM中竊得所有ONU的序號，為防止冒充，OLT可以要求ONU發(fā)送密碼，與OLT所存密碼表核對。雖然OLT發(fā)出的下行信元每一個(gè)ONU都可收到，但各ONU之間應(yīng)是保密的，每一ONU根據(jù)OLT關(guān)于Churning（擾碼）請求在上行PLOAM信元中送出Churning鑰，OLT按這一Churning鑰對發(fā)給該ONU的逐個(gè)VP（ATM上的虛通道）進(jìn)行擾碼，Churning鑰至少每秒變化一次。



　　·PON的通道層



　　PON可支持話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對話音信號為Voice over ATM(VOA)，對IP信號則是IPOA或MPOA。從提高效率看旁路ATM的IP over SDH或IP over WDM則也可用到PON，但從資源靈活配置考慮，目前寬帶PON也只有ATM格式的產(chǎn)品。在TC層之上應(yīng)是ATM的VP/VC。



　　OLT通過下行PLOAM信元中VP/VC配置消息對ONU的ATM通道進(jìn)行配置，OLT中MAC控制器給每個(gè)VP/VC分配帶寬。



　　·PON的發(fā)展



　　APON發(fā)展的下一步是提高分支比延長通信距離，當(dāng)然還要降低成本。高分支比是為了作為住宅寬帶業(yè)務(wù)引入方案（因目前每一用戶的帶寬需求還相對低），長距離是為了接入分散但又是重要的企業(yè)用戶，一般來說用戶數(shù)多每用戶平均的成本會(huì)低一些。已經(jīng)提出的有EPON（增強(qiáng)型APON），比特率與APON相同，但分支比可達(dá)128，借助于光放大器可傳100km。此外歐洲還提出了SuperPON的概念，分支比可達(dá)2048，使用兩級光放大器（位于局側(cè)和位于饋線與配線之間即分支點(diǎn)）使距離達(dá)到100km，為了保證用戶還有足夠的帶寬，比特率也相應(yīng)提高，下行2.5Gb/s上行311Mb/s。下行方向采用EDFA光纖放大器是比較簡單的，上行方向則不同，位于饋線與配線之間即分支點(diǎn)處的上行放大器接入來自多個(gè)ONU的輸入，是漏斗噪聲的匯合點(diǎn)，幸好上行方向?yàn)橥话l(fā)工作模式，可以安排上行放大器在有TDMA分組通過時(shí)才工作，以減小漏斗噪聲的影響。EDFA時(shí)間常數(shù)太長不適合這種運(yùn)用，而且上行1310nm波長也不是EDFA能勝任的，SOA（半導(dǎo)體光放大器）開關(guān)時(shí)間為ns量級堪當(dāng)此用，但在PON中SOA需要有足夠增益，這有賴于高驅(qū)動(dòng)電流控制。SOA 工作狀態(tài)的切換由OAM根據(jù)ONU-ID（ONU識別符）控制。突發(fā)傳輸?shù)闹绷麟娖讲▌?dòng)問題因加入放大器而變得更嚴(yán)重，另外需要對大量ONU高效快速輪詢，這些是SuperPON需要解決的。目前SuperPON正在歐洲ACTS計(jì)劃支持下在布魯塞爾進(jìn)行試驗(yàn)。圖4為

　　SuperPON的配置示意圖。







　　2．金屬對絞線上的XDSL



　　金屬對絞用戶線是本地網(wǎng)運(yùn)營公司的重要資源，將原來用于傳話音的金屬對絞線用來傳數(shù)據(jù)是運(yùn)營公司和用戶的期望，利用Modem技術(shù)，金屬對絞線可以雙工傳送33.6Kb/s或56Kb/s(PCM Modem)數(shù)據(jù)，利用ISDN技術(shù)可雙工傳送144Kb/s數(shù)據(jù)或話音信號，九十年代后期新出現(xiàn)的各種DSL技術(shù)還可使金屬對絞線的傳輸能力進(jìn)一步發(fā)揮。



　�、臜DSL與SDSL



　　HDSL是比較成熟的技術(shù)，以兩對線2B1Q編碼雙工傳送1.5Mb/s或2Mb/s信號，傳輸距離為4.5Km(0.6mm線徑)或3.8km（0.4mm線徑），在Telecom 99上雖一些公司產(chǎn)品介紹中仍有HDSL但已不足以吸引人了�；�于單線對的HDSL即SDSL已經(jīng)推出，有新意的則是HDSL2，它選用OPTIS（帶有互鎖譜的重疊PAM傳輸）線路碼，有效地解決了信號碼間干擾問題，可在一對線上傳送1.5Mb/s信號達(dá)到一般HDSL兩對線的傳輸距離。據(jù)稱OPTIS碼已被不少公司所支持，并聯(lián)合向ANSI T1E1.4委員會(huì)申請作為標(biāo)準(zhǔn)。



　　⑵ADSL



　　傳輸技術(shù)



　　這稱為全速率ADSL。由于VOD沒有如當(dāng)初想象那樣普及，又由于8Mb/s的ADSL成本仍然較貴，因此這種ADSL一直未能大量推廣。IP業(yè)務(wù)的發(fā)展使ADSL的定位從VOD轉(zhuǎn)到Internet接入上，以單線對工作為目標(biāo)的ADSL應(yīng)運(yùn)而生，ITU－T為此制訂了統(tǒng)一的規(guī)范G.Lite（即G.992.2 ），它采用離散多載波(DMT)線路碼，下行1.5Mb/s，上行512Kb/s，在0.4mm非加感線對上傳送距離可達(dá)4km。展覽會(huì)上不少公司推出的ADSL modem能夠兼容全速率ADSL和輕型ADSL(即G.lite)，以下著重說明G.lite。



　　圖5 為ADSL的收發(fā)單元（ATU）的功能方框圖。局側(cè)為622、155或34Mb/sATM接口，用戶側(cè)為25.6Mb/sATM和10Mb/s以太網(wǎng)等接口。以k-1個(gè)字節(jié)的信元比特為凈荷，前置1個(gè)同步字節(jié)構(gòu)成復(fù)用數(shù)據(jù)幀，其幀頻為4kHz。S個(gè)（68個(gè)）復(fù)用數(shù)據(jù)幀加上R（可為0、2、4、8）個(gè)冗余校驗(yàn)字節(jié)按伽羅華域GF(256)進(jìn)行RS編碼和以2的冪為深度的卷積交織, 得到S個(gè)FEC(前向誤碼校正)數(shù)據(jù)幀，每幀由N(N=K+R/S)字節(jié)組成對應(yīng)一個(gè)DMT符號。S個(gè)FEC數(shù)據(jù)幀再加上一個(gè)同步幀構(gòu)成周期為17ms的復(fù)幀，因此發(fā)送的DMT符號率為4kHz*69/68。圖6 為復(fù)幀結(jié)構(gòu)。復(fù)幀的比特被分配到Nsc個(gè)子載波（子載波間隔為4.3125kHz，Nsc上行最大為32，下行最大為128），每個(gè)子載波分配到的比特?cái)?shù)不等，通常位于頻帶中段的子載波因信噪比高而多分配比特（最多可達(dá)8～15比特），而且比特的分配也不是按子載波的編號順序進(jìn)行的，原次序在前的比特分配給傳送能力較低的子載波，原次序在前的比特分配給傳送能力較低的子載波，原次序在后的比特分配給傳送能力較強(qiáng)的子載波，這一工作過程稱為子載波排序。分到子載波的一組比特按星座編碼方式以QAM對子載波調(diào)制，然后經(jīng)離散富氏反變換（IDFT）再到D/A以模擬信號形式輸出。












　　· ADSL的初始化



　　ADSL的初始化分四個(gè)過程，即握手、收發(fā)器訓(xùn)練、信道分析和互換



　　握手階段使用粗間隔（K*4.3125kHz）且限制電平的子載波（對上行K可選9或17、25，對下行可為40或56、64），一方發(fā)送后另一方也回送子載波，再以10000001和01111110調(diào)制子載波互致應(yīng)答，然后開始會(huì)晤。這時(shí)以子載波上調(diào)制的HDLC幀格式傳送握手消息。用于在ADSL用戶側(cè)modem（稱為ATU－R）和ADSL局側(cè)modem（稱為ATU－C）之間互相通報(bào)能力，選擇公共的運(yùn)用模式包括與業(yè)務(wù)和應(yīng)用有關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)包括上、下行（最大、最小、平均）凈數(shù)據(jù)率、時(shí)延、分支器所用高、低通濾波器的截止頻率、全速或輕型ADSL及上、下行頻段等。握手過程通常由ATU-R發(fā)起，ATU-R選擇運(yùn)用模式后請求ATU－C確認(rèn)，如ATU－C不能接受，則ATU-R請ATU－C先選，如ATU-R又不能認(rèn)可，則ATU-R重選或請求ATU－C通報(bào)能力集。



　　收發(fā)器訓(xùn)練又分為多個(gè)階段，在各種符號周期數(shù)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)以單頻或規(guī)定的偽隨機(jī)序列調(diào)制子載波，用以測量上、下行寬帶功率、調(diào)整發(fā)送電平和收端AGC、同步接收器、訓(xùn)練均衡器等。



　　信道分析過程所用的信號與收發(fā)器訓(xùn)練過程類似或反相，用于確定信道相關(guān)屬性并建立某些傳輸和處理參數(shù)，如RS碼包含的校驗(yàn)字節(jié)數(shù)和覆蓋的數(shù)據(jù)幀數(shù)目及交織深度、初始化協(xié)商功率縮減、接收每子載波可支持的最大比特?cái)?shù)等。



　　互換過程采用與信道分析過程類似的信號，基于上述階段獲得的結(jié)果，每個(gè)接收器與其遠(yuǎn)端發(fā)送器進(jìn)行通信，將每個(gè)子載波使用的比特?cái)?shù)和功率電平以及最終數(shù)據(jù)速率信息發(fā)給對方。



　　整個(gè)初始化過程約需10秒。在運(yùn)用過程中如線路特性變化，為優(yōu)化ADSL鏈路流量提高系統(tǒng)可靠性還需要重訓(xùn)練，但可基于已存儲(chǔ)的配置等級（各子載波比特和功率、RS碼參數(shù)和交織深度等）直接進(jìn)行信道分析和功率電平選擇、收發(fā)器重訓(xùn)練和配置等級信息交換。這一快速重訓(xùn)練過程大約需要2秒。



　　ADSL分支器與模擬電話


　　金屬用戶線的音頻段可保留用于模擬電話（POTS），POTS終端與ATU－R之間的連接可以有幾種方式，第一種方式稱為分布分支器方式。ATU－R經(jīng)高通濾波器而電話機(jī)經(jīng)低通濾波器，然后互連到用戶線，這一方式要求一些布線改動(dòng)工作，但可使ADSL modem有較好的性能。第二種方式稱為公共分支器方式，用戶線經(jīng)高/低通濾波器分開話音與數(shù)據(jù)信號，這一方式性能最好，但用戶所在地的布線改動(dòng)較為復(fù)雜。第三種方式是ATU－R經(jīng)高通濾波器后與電話機(jī)直接相連再接到用戶線，這稱為無分支器方式，也是對大多數(shù)用戶最常用的方式，這也是G.lite所用的方式。圖7 示出這幾種分支器的情況。



　　無分支器方式安裝簡單，不需要在用戶所在地對原有布線和電話機(jī)作改動(dòng)，但對電話信號干擾較大，在模擬電話摘機(jī)時(shí)， G.lite系統(tǒng)需要降低發(fā)送功率從而不得不降低發(fā)送速率，在降低發(fā)送功率后G.lite系統(tǒng)需要快速重新訓(xùn)練（ 如果仍然不能識別G.lite系統(tǒng)的特征值則需要重新啟動(dòng)初始化程序），這段時(shí)間不能傳送數(shù)據(jù)。此外POTS話機(jī)電路的非線性產(chǎn)生的干擾也會(huì)影響G.lite系統(tǒng)的BER性能。







　　ADSL+ISDN


　　德國電信DT以T-DSL項(xiàng)目命名推廣ADSL +ISDN，即將ADSL與ISDN捆綁式銷售，ISDN連接方式與POTS電話相同。



　　DT使用ADSL+ISDN的背景是：ADSL可適應(yīng)Internet的發(fā)展，但德國的電信資費(fèi)政策是用戶上網(wǎng)時(shí)間越長收費(fèi)越便宜，不可能靠用戶上網(wǎng)來攢錢，因此DT需要大力開發(fā)ISDN業(yè)務(wù)，將T-DSL與T-online（ISDN在線）業(yè)務(wù)結(jié)合，99或149馬克便可得到50或100小時(shí)在線T-DSL業(yè)務(wù)（ATU-R和分支器另由用戶租用），有利吸引用戶。DT認(rèn)為4~5年可收回T-DSL成本。DT目前已在德國8城市推廣T-DSL，1999年底計(jì)劃10萬用戶。



　　DT的用戶線通常芯徑為0.4~0.5(今后將使用0.65)mm，用戶纜為星型四芯組電纜(最大為2000對)，其中70%~80%的線對可開放G.lite系統(tǒng)，距離一般為2~3km，這適用于住宅用戶，對商業(yè)用戶可能要求6Mb/s，這時(shí)要檢查這對線可否滿足性能。



　　Voice over ADSL


　　對于小型企業(yè)或家庭，除了保留一個(gè)模擬電話外，還希望通過ADSL能使用更多電話；對老的本地電話業(yè)務(wù)運(yùn)營者希望實(shí)現(xiàn)電話與數(shù)據(jù)綜合；對經(jīng)營數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)的新運(yùn)營者希望開放電話業(yè)務(wù)但又旁路本地電話計(jì)費(fèi)；因此VoDSL應(yīng)運(yùn)而生。由于話音通信必須是對稱的，因此上行速率就決定了最多可同時(shí)支持的電話機(jī)數(shù)目，對G.lite如用512kb/s上行，用ADPCM編碼時(shí)為16路電話，用PCM編碼時(shí)則為8路電話。這里的Voice不僅是數(shù)字編碼話音，而且是分組化的（例如IP電話）以便與ADSL的數(shù)據(jù)信號一同連到數(shù)據(jù)網(wǎng)中，可以采用VoIP over ATM on DSL或VoATM over DSL。對VoDSL有兩點(diǎn)要注意，一是控制時(shí)延或采取回波抵消，二是需要提供8kHz網(wǎng)絡(luò)定時(shí)參考。



　　oATM over ADSL


　　ADSL作為一種寬帶接入技術(shù)，目標(biāo)是支持IP，同時(shí)也具有支持寬帶實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（如視頻）的能力。ADSL上運(yùn)載的數(shù)字信號可以有STM 、ATM或IP方式，目前基本上都采用ATM方式，原因如下：



　　協(xié)議透明性。大多數(shù)骨干網(wǎng)已采用ATM技術(shù)，如果接入網(wǎng)也采用ATM ，則整個(gè)通道都具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，從而不同的接入技術(shù)間無須協(xié)議轉(zhuǎn)換；



　　支持多COS級別和具有保證QOS級別的能力；



　　帶寬管理的有效性、帶寬的細(xì)顆粒性和可擴(kuò)展性能夠很好匹配DSL的速率自適應(yīng)性；



　　ATM的面向連接特性能支持現(xiàn)有交換網(wǎng)所需的計(jì)費(fèi)、安全、維護(hù)和操作支持設(shè)施；



　　在ATM基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)MPLS可改進(jìn)IP選路性能。



　　PPP over ATM over ADSL


　　為了支持IP，在ATM之上通常使用PPP協(xié)議，它有以下功能：



　　容易與現(xiàn)有的ISP接入設(shè)施匯合，實(shí)現(xiàn)L3地址自動(dòng)配置（域名和IP地址自動(dòng)分配）；



　　支持多協(xié)議；



　　安全性，具有加密、認(rèn)證、記帳和用戶表等功能；



　　支持QOS和多業(yè)務(wù)級別；



　　支持組播。



　　PPP的發(fā)起點(diǎn)和ATU-R


　　如果PPP的發(fā)起點(diǎn)在用戶PC,則ADSL系統(tǒng)的用戶側(cè)modem(ATU-R)對PPP是透明的。此時(shí)ATU-R對CPN為以太網(wǎng)接口，對用戶線為ATM接口。由于連到ATU-R的用戶設(shè)備可能有多個(gè)，為了方便通常采用LAN互連這些設(shè)備，出于經(jīng)濟(jì)上的原因，用戶設(shè)備的網(wǎng)卡通常為以太網(wǎng)接口，PPP如發(fā)起在用戶PC，則PC上要內(nèi)置PPPoE或L2TP或AAL/ATM等協(xié)議，增加PC的復(fù)雜性。



　　如果PPP的發(fā)起改在ATU-R，用戶側(cè)的多個(gè)PC可共享單個(gè)PPP連接，ATU-R作為這些PC的缺省路由器或輕量級的Web服務(wù)器，這時(shí)PC不由網(wǎng)絡(luò)分配地址，ATU-R將網(wǎng)絡(luò)分配的地址轉(zhuǎn)換為PC的本地地址，即ATU-R要有網(wǎng)絡(luò)地址翻譯NAT和端口地址翻譯PAT功能。



　　DSLAM（數(shù)字用戶線接入復(fù)用器）


　　DSLAM由ATU-C（局側(cè) modem）和復(fù)用器組成，它實(shí)現(xiàn)對來自多個(gè)（例如500）ATU-C的ATM信元的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，為此DSLAM內(nèi)需要有緩沖器以適應(yīng)信元的排隊(duì)。為了支持IP和其他業(yè)務(wù)，可能要求DSLAM 處理ATM信令，這時(shí)DSLAM將以UNI信令對ATM交換機(jī)。對G.lite,用替換用戶電路板的方法 ATU-C可以綜合進(jìn)電話交換機(jī)(進(jìn)交換機(jī)后數(shù)據(jù)與話音再分開),這時(shí)DSLAM可以不必單獨(dú)存在,其功能由交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。



　　VDSL



　　當(dāng)ONU靠近用戶所在地設(shè)置時(shí)，由ONU到用戶終端的距離很短，這一段金屬對絞線（兩對）上可傳送的信號比特率較高，適于支持高速Internet接入、VOD、VPN等應(yīng)用。



　　目前ITU-T對VDSL系統(tǒng)尚在標(biāo)準(zhǔn)化之中，要求下行速率最高為52Mb/s、上行為2Mb/s，已提議的線路碼有DMT（離散多音）和SCM（副載波調(diào)制）。



　　本次展覽會(huì)上有以色列公司展出了其型號為Orspeed的VDSL系統(tǒng)，線路碼為64QAM，在24號線上，下行為13-52Mb/s，上行為1.5--13Mb/s,對應(yīng)下行13、25和52Mb/s的傳輸距離分別為1.5、1和0.3km。另一以色列公司展出型號為Hi-Focus的VDSL系統(tǒng)，當(dāng)不對稱應(yīng)用時(shí)下行26Mb/s，上行為3Mb/s，對稱應(yīng)用時(shí)上、下行均為13Mb/S。



　　3．無線接入WLL



　　展覽會(huì)展出的無線接入有多種方式，無線接入的特點(diǎn)是點(diǎn)到多點(diǎn)（PMP）其多址方式有FDMA、TDMA和CDMA，寬帶以CDMA居多。由于要支持寬帶業(yè)務(wù)，射頻頻段擴(kuò)展到毫米波。當(dāng)要支持很大的用戶群時(shí)通常用蜂窩方式，這被稱為LMDS。無線接入方式目前大多數(shù)都還未有國際標(biāo)準(zhǔn)化。



　�、臠MDS（本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)）



　　LMDS是采用蜂窩技術(shù)的固定無線接入（FWA）系統(tǒng)，最初是設(shè)計(jì)來代替MMDS，因此也有人將LMDS稱為蜂窩TV。它的工作頻帶可在24GHz-38GHz之間選擇，美國FCC選擇28GHz，可用帶寬下行為1.5GHz-2GHz,上行為200MHz。Alcatel的Evolium LMDS工作頻段為3.5-38GHz,可支持的業(yè)務(wù)帶寬達(dá)8Mb/s,覆蓋半徑5km,單跳可支持4000用戶。



　　LMDS適合如高速數(shù)據(jù)傳送、Video節(jié)目傳送、LAN互連、VPN等寬帶業(yè)務(wù)，也可以用于匯集電話等業(yè)務(wù)以便連接到SDH環(huán)或ATM節(jié)點(diǎn)。LMDS的優(yōu)點(diǎn)是可快速布署、帶寬寬且可按需動(dòng)態(tài)分配、維護(hù)費(fèi)用低。有咨詢公司預(yù)測到2003年LMDS將有40億美元市場。



　�、泣c(diǎn)到多點(diǎn)（PMP）固定無線接入系統(tǒng)



　　除了LMDS外，展覽會(huì)上還展出多種用于FWA的PMP系統(tǒng)，多址方式有TDMA也有CDMA。



　　Siemens公司的WALKair可支持64kb/s、n×64kb/s、2Mb/s和n×2Mb/s租用線業(yè)務(wù)，采用64QAM調(diào)制，復(fù)用與雙工方式為TDM/MC/TDD，通路間隔1.75MHz，每路容量4Mb/s，工作在3.5GHz或10.5GHz時(shí)可覆蓋10km,工作在26GHz時(shí)可覆蓋3km。該公司的另一種寬帶無線接入產(chǎn)品SRA MP設(shè)計(jì)用于支持ATM和IP等寬帶數(shù)據(jù)，工作頻段為10.5GHz和26GHz，覆蓋范圍和WALKair相當(dāng)，通路間隔7MHz（通路容量8Mb/s）或14MHz（通路容量16MHz），4QAM調(diào)制，TDM/FDM/TDMA接入。



　　Alcatel 9800 FWA系統(tǒng)使用PMP與DECT的結(jié)合，如圖8所示。PMP用在局側(cè)，DECT用在連接用戶。PMP的頻段為1.5、2.2、2.4、2.6、3.5GHz,雙工方式為FDD，下行TDM上行TDMA。DECT頻段在1.88、1.9、 1.91、3.5GHz,雙工方式為TDD，下行MC多載波（10個(gè)），上行TDMA。業(yè)務(wù)容量2～4Mb/s，按每話路32kb/sADPCM考慮，可支持1024～2048個(gè)用戶。這一系統(tǒng)可用于城鎮(zhèn)、郊區(qū)和農(nóng)村，適于POTS、ISDN、低速數(shù)據(jù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無需頻率規(guī)劃、動(dòng)態(tài)通路配置等。該公司的下一步開發(fā)目標(biāo)是B-CDMA與增強(qiáng)型 DECT結(jié)合的寬帶PMP系統(tǒng)。



　　ECI公司的Multigain系統(tǒng)是使用跳頻碼分多址FH-的PMP產(chǎn)品，工作頻段可在800MHz～3.5GHz范圍內(nèi)選擇, 系統(tǒng)同時(shí)采用空間、時(shí)間和頻率分集，可覆蓋30km，可支持POTS、ISDN。系統(tǒng)的特點(diǎn)是投資小、頻譜利用率高。該公司的Wavegain為直接序列擴(kuò)譜碼分多址DS-CDMA，雙工方式為FDD，工作頻段3.5GHz，可覆蓋5～10km，通路間隔5、10或20MHz，每蜂窩容量96Mb/s，每用戶業(yè)務(wù)速率最高可達(dá)2Mb/s。此系統(tǒng)適于支持快速Internet接入、LAN互連。



　　S-CDMA因同步運(yùn)用抗干擾性能較好適于接入網(wǎng)使用，展覽會(huì)上有外國公司展出S-CDMA FWA產(chǎn)品，但就復(fù)蓋范圍、性能及價(jià)格等方面而言我國大唐集團(tuán)展出的使用智能天線技術(shù)的S-CDMA系統(tǒng)仍然處于領(lǐng)先位置。



　　AT&T試驗(yàn)一種雙向MMDS寬帶無線接入系統(tǒng)，工作頻段2.6GHz,蜂窩2～15km半徑,基站3～6個(gè)扇區(qū)，基于Cable Modem技術(shù)，下行64QAM，上行突發(fā)QPSK，該系統(tǒng)經(jīng)CATV系統(tǒng)連接用戶，傳送MPEG2信號。



　　在展覽會(huì)上還提出了光纖與無線混合（HFR）的概念，從局到基站用光纖，從基站到用戶用無線，光纖上傳輸射頻或中頻，無線用CDMA，下行N*32Mb/s，上行N*2Mb/s。







　�、菬o線自愈環(huán)



　　美國Triton公司開發(fā)了一種被稱為不可見光纖（Invisible Fiber）的無線系統(tǒng)，它采用連續(xù)點(diǎn)方式組網(wǎng)，所謂連續(xù)點(diǎn)既不是點(diǎn)到點(diǎn)（P-P）也不是點(diǎn)到多點(diǎn)（P-MP）而是P-P-P-P…，即無線自愈環(huán)。該系統(tǒng)工作在豪米波頻段，以全雙工2×50（或50～60）MHz帶寬傳送155Mb/s STM-1或100MHz以太網(wǎng)信號。該公司聲稱這一系統(tǒng)兼有無線的優(yōu)點(diǎn)和光纖的長處，它方便布署甚至可隨大客戶在城內(nèi)的遷居而搬移節(jié)點(diǎn)，它具有SDH自愈環(huán)的特性從而保證業(yè)務(wù)的安全性，通過這一系統(tǒng)端用戶可獲得寬帶接入，100MHz的Invisible Fiber系統(tǒng)是基于全分組方式的，端用戶最高可獲得100MHz帶寬。當(dāng)容量需要增加時(shí)可在原有環(huán)上再多裝一套節(jié)點(diǎn)即再開一個(gè)無線信道疊加一個(gè)環(huán)。



　　4．無纖光通信接入系統(tǒng)



　　遠(yuǎn)在60年代光纖通信出現(xiàn)之前自由空間光通信的研究就已開始，但大氣作為傳輸媒體，沿傳輸路徑大氣有不同的溫度、密度和折射率，小氣團(tuán)就象小透鏡和棱鏡折射光使光波形失真，而且大氣的透光特性和傳輸損耗是隨氣候時(shí)變的，因此大氣光通信傳輸容量一直都很小而且要求對準(zhǔn)精度很高，難以在通信網(wǎng)中使用。



　　Lucent公司在展覽會(huì)上展出自由空間光通信系統(tǒng)（Wavestar Opticair OLS）樣機(jī)，采用1550nm波長和DWDM（波分復(fù)用）技術(shù)傳4×2.5Gb/s，即12萬話路容量，在新澤西洲試驗(yàn)無誤碼成功傳輸了4.4km。據(jù)稱到2000年9月傳輸距離可達(dá)5km，并且今后還可升級到8×2.5Gb/s容量。



　　Lucent公司這一無纖光通信系統(tǒng)主要部件是專用Telescope（望遠(yuǎn)鏡）、標(biāo)準(zhǔn)光發(fā)收機(jī)和高功率的Er/Yb光放大器，其中光學(xué)Telescope和光收發(fā)送機(jī)組合在一起（由Astro Terra公司制造）。關(guān)鍵技術(shù)是多徑發(fā)射和使用放大器補(bǔ)償光通道損耗。單模光纖經(jīng)分支器將光信號同時(shí)加到光學(xué)Telescope發(fā)射機(jī)的三個(gè)孔徑，每個(gè)孔徑偏移0.5mrad(毫弧度),在大氣中傳輸4.4km后到達(dá)收端時(shí)射線的直徑為2.2m，不至于太難對準(zhǔn)。光終端接收部分是一個(gè)改進(jìn)了的Schmidt-Cassegrain配置的光學(xué)Telescope，自由空間光信號進(jìn)入Telescope后被聚焦到62.5μm的多模光纖上輸出。



　　盡管采取了上述措施，但由于安全上的考慮（發(fā)送光功率需要符合IEC 60825 Class1的人眼安全標(biāo)準(zhǔn)），發(fā)送光功率不能再提高，傳輸距離難以有較長延伸，而且不適于在雨、雪和濃霧天氣下運(yùn)用。



　　無纖光通信系統(tǒng)在某些應(yīng)用上還是有很大吸引力，它是一種無線系統(tǒng)但無需向主管部門申請頻率和許可證，在不便光纖安裝的地方或臨時(shí)事件需要，在通信光纜中斷搶修時(shí)可作為臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)。在氣候條件較好的城市的高層建筑物間、校園網(wǎng)內(nèi)會(huì)有應(yīng)用的場合，在軍事上也有使用價(jià)值。


摘自《中國電信網(wǎng)站》