接入網(wǎng)技術發(fā)展趨勢的分析

摘要　隨著通信技術迅猛發(fā)展，電信業(yè)務向綜合化、數(shù)字化、智能化、寬帶化和個人化方向發(fā)展，人們對電信業(yè)務多樣化的需求也不斷提高，同時由于主干網(wǎng)上SDH、ATM、無源光網(wǎng)絡（PON）及DWDM技術的日益成熟和使用，為實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像“三線合一，一線入戶”奠定了基礎。如何充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源增加業(yè)務類型，提高服務質(zhì)量，已成為電信專家和運營商日益關注研究的課題，“最后一公里”解決方案是大家最關心的焦點。因此，接入網(wǎng)成為網(wǎng)絡應用和建設的熱點。

1、為什么要引入接入網(wǎng)？

接入網(wǎng)作為電信網(wǎng)中一個新概念產(chǎn)生于20世紀90年代。在接入網(wǎng)中引入接入網(wǎng)的目的是為了突破傳統(tǒng)用戶環(huán)路在整個電信網(wǎng)中的“瓶頸效應”，進而實現(xiàn)用戶之間或業(yè)務節(jié)點之間的信息高速公路，使來自各種用戶終端的或業(yè)務節(jié)點的信息之“車”能方便、快捷地登上信息高速公路，并以最快的速度，安全、可靠地抵達信息目的地。

傳統(tǒng)的電信網(wǎng)結構模型如圖1所示。目前核心網(wǎng)的帶寬已經(jīng)比較寬了�？梢哉J為核心網(wǎng)基本實現(xiàn)了信息的寬帶高速傳輸。但是，用戶環(huán)路（SL）的帶寬卻很窄，一般只有一個模擬話路的帶寬（4kHz）。如果把網(wǎng)絡節(jié)點看成信息高速公路的入口，則SL就像一條“羊腸小道”成為限制整個電信網(wǎng)傳輸各種業(yè)務信息的“瓶頸”。為了適應電信網(wǎng)向用戶提供多種業(yè)務，特別是寬帶業(yè)務的需要，則必須拓寬這條“羊腸小道”，打破其“瓶頸”限制。這樣便產(chǎn)生了接入網(wǎng)（AN）這一新技術，如圖2所示。

圖1　傳統(tǒng)的電信網(wǎng)結構模型

圖2　接入網(wǎng)打破“瓶頸”

2、接入網(wǎng)的定義以及在電信網(wǎng)中的位置

接入網(wǎng)由業(yè)務節(jié)點接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡接口（UNI）之間的一系列傳送實體（例如線路設施和傳輸設施）組成，為供給電信業(yè)務而提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)，可經(jīng)由管理接口（Q3）配置和管理。接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置如圖3所示。

圖3　電信網(wǎng)中接入網(wǎng)的位置

3、接入網(wǎng)的定界

接入網(wǎng)由三個接口定界，在用戶側經(jīng)用戶網(wǎng)絡接口（UNI）與用戶設備（用戶駐地網(wǎng)相連；在網(wǎng)絡側經(jīng)業(yè)務節(jié)點接口（SNI）與業(yè)務節(jié)點（SN）相連；經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)（TMN）相連。如圖4所示為三個接口間機線設施的總和。原則上對接入網(wǎng)可以實現(xiàn)的UNI和SNI的類型和數(shù)目沒有限制。接入網(wǎng)對用戶信令是透明的，不作處理，可以看作是一個與業(yè)務和應用無關的傳送網(wǎng)。

圖4　接入網(wǎng)的定界

4、接入網(wǎng)的基本功能劃分

接入網(wǎng)的基本功能概括來說主要有用戶接口功能（UPF）、核心功能（CF）、傳送功能（TF）、業(yè)務端口功能（SPF）、接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能（ANSMF）五項。接入網(wǎng)功能體系如圖5示。

圖5　接入網(wǎng)功能體系

（1）用戶接口功能　指將用戶網(wǎng)絡接口UNI的要求適配為核心和管理功能。即在接入業(yè)務上包括電話、數(shù)據(jù)、傳真、視像和多媒體等窄帶和寬帶業(yè)務，并將這些業(yè)務終接、數(shù)/模轉換、信令變換、激活/去激活、承載通道/能力處理、接口測試、維護及管理控制。

（2）業(yè)務端口功能　指將業(yè)務節(jié)點接口SNI的要求適配為公共承載信道，并為在接入網(wǎng)的系統(tǒng)管理中處理選擇信息。包括SNI功能的終接、將承載要求、定時管理及操作要求映射進核心功能，并在需要時對特殊SNI協(xié)議映射和業(yè)務節(jié)點接口的測試、端口的維護及管理控制。

（3）核心功能　使各個業(yè)務端口承載要求和用戶接口承載要求適配為公共傳送承載。該功能完成根據(jù)被要求的協(xié)議適配和通過接入網(wǎng)的傳送復用進行協(xié)議承載處理。主要包括承載通道集線、信令和分組信息復用、為ATM傳送承載進行電路仿真和控制、管理功能。核心功能可分散在整個接入網(wǎng)內(nèi)。

（4）傳送功能　指為公共承載的傳送提供通路并為所用的傳輸媒介提供媒介適配、完成復用。根據(jù)重組和配置的交叉連接、管理、物理媒介等。

（5）系統(tǒng)管理功能（SMF）：

●配置和控制；

●業(yè)務協(xié)調(diào)；

●故障檢測與指示；

●用戶信息和性能數(shù)據(jù)的采集；

●安全控制；

●通過SNI協(xié)調(diào)UPF和SN的時限管理與運行要求；

●資源管理。

由于接入網(wǎng)具有的上述功能，它可以部分或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶本地線路網(wǎng)，其傳輸媒體具有多樣性。可靈活支持各種接入類型和業(yè)務。接入網(wǎng)在電路結構上包括N×64kbit/s、（1/N）×64kbit/s分組交換、幀中繼、ATM等基本形式；在通道方面有基于64kbit/s通道、基于幀中繼通道、基于ATM通道；在傳輸上概括了雙絞線系統(tǒng)、同軸系統(tǒng)、光纖系統(tǒng)和無線系統(tǒng)等用戶接入手段。

5、接入網(wǎng)建設的必要性

（1）建設接入網(wǎng)是多種業(yè)務接入的必然要求

遠程用戶的接入：隨著農(nóng)村經(jīng)濟的飛速發(fā)展，通信需求越來越大，運營商希望在不增加交換節(jié)點的前提下能為遠程用戶提供業(yè)務。

綜合業(yè)務的接入：用戶業(yè)務需求種類各異，對圖像、數(shù)據(jù)、視屏等新業(yè)務的需求越來越多，希望能夠通過統(tǒng)一的系統(tǒng)綜合提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務。

集中業(yè)務的接入：隨著城市的發(fā)展，各種新建的寫字樓、飯店賓館、住宅小區(qū)越來越多，這些區(qū)域的特點是用戶集中，對各種業(yè)務的需求迫切。

（2）建設接入網(wǎng)是運營與維護的需要

一般來講，用戶網(wǎng)建設成本約占全網(wǎng)建設成本的50%左右，而維護運營成本則占總運營成本的25%左右。因此說用戶網(wǎng)的建設和運營費用是提高全網(wǎng)經(jīng)濟效益的關鍵。而傳統(tǒng)的銅線傳輸方式，由于其自身屬性的限制，無法實現(xiàn)較為理想的運營與維護，因此對運營部門來說建設接入網(wǎng)十分必要。

（3）建設接入網(wǎng)可以優(yōu)化網(wǎng)絡結構、深化電信網(wǎng)絡運行體制

建設新一代接入網(wǎng)，將光纖敷設到離用戶最近的地方（小區(qū)、大廈），實現(xiàn)光纖到路邊（FTTC）和光纖到家（FTTH）。通過光纖接入網(wǎng)的建設，為本地網(wǎng)的優(yōu)化創(chuàng)造條件，拆點并網(wǎng)，建大局，優(yōu)化網(wǎng)絡結構，集中維護人員，集中監(jiān)控，使電信的結構發(fā)生變化，達到網(wǎng)絡的簡化、相對集中，提高傳輸效率的目的。

（4）建設接入網(wǎng)是電信市場競爭的需要

市場決策最終是要由市場定位，誰擁有客戶，誰就擁有市場，誰擁有市場，誰就擁有利潤。那么運營商想要贏得利潤，就必須贏得用戶的份額，要贏得用戶的份額，就必須給用戶提供快速的多種業(yè)務；運營商要控制通信的命運，就必須掌握維系千家萬戶的數(shù)字化、寬帶化、移動化和智能化的接入網(wǎng)。

6、接入網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢

從目前的接入網(wǎng)的發(fā)展情況看，主要有下面幾種情況。

（1）光纖接入網(wǎng)（含光接入網(wǎng)技術）是接入網(wǎng)技術的發(fā)展方向

有線接入網(wǎng)在接入網(wǎng)中處于主體地位。全光接入網(wǎng)技術，即光纖到桌面、光纖到家，隨著用戶對帶寬需求的不斷增加，將得到不斷的發(fā)展。與傳統(tǒng)的用戶網(wǎng)相比，光纖網(wǎng)絡有很多優(yōu)點，兩者的特點如下：

（2）綜合接入網(wǎng)技術是接入網(wǎng)技術發(fā)展的方向

綜合接入網(wǎng)設備同時具備POTS、ISDN、DDN、IP等業(yè)務的接入功能，既能降低網(wǎng)絡建設成本，又方便網(wǎng)絡的統(tǒng)一維護。以后的綜合接入網(wǎng)設備將能同時提供各類帶寬和窄帶業(yè)務的接入。

（3）以ATM技術或以太網(wǎng)技術為基礎的無源光網(wǎng)絡

以ATM為基礎的無源光網(wǎng)絡（APON）代表了寬帶接入技術的發(fā)展方向之一，其優(yōu)勢在于它結合了ATM多業(yè)務、多比特率支持能力和PON（無源光網(wǎng)絡）透明寬帶傳輸能力，業(yè)務的接入非常靈活。其提供的業(yè)務范圍從具有交互性的圖像分配業(yè)務到數(shù)據(jù)傳送、局域網(wǎng)互聯(lián)、透明的虛通道等。

（4）無線接入是接入網(wǎng)的一個重要組成部分

就目前無線接入技術和設備而言，能提供電話業(yè)務和低/中速數(shù)據(jù)業(yè)務的系統(tǒng)主要有CDMA系統(tǒng)（19GHz頻段）、S-CDMA系統(tǒng)（1.8GHz頻段）、PHS系統(tǒng)（19GHz頻須）、DECT系統(tǒng)及450MHz模擬系統(tǒng)等；能提供電話、64kbit/s數(shù)據(jù)和ISDN等綜合業(yè)務的綜合接入系統(tǒng)有微波點到多點通信系統(tǒng)；能提供音頻、數(shù)據(jù)和視頻的寬帶無線全業(yè)務接入系統(tǒng)有局域多點分布式系統(tǒng)（LMDS）等。

（5）銅纜技術的更新

從技術發(fā)展來看，首先現(xiàn)有的銅纜接入網(wǎng)必須改造，以xDSL（ADSL、HDSL、VDSL等）數(shù)字用戶線系列技術為代表的銅纜接入技術是一種重要改造手段；HFC系統(tǒng)和非對稱Cable Modem則是改造現(xiàn)有CATV網(wǎng)的實驗性方案；但從發(fā)展來看，光纖接入，特別是寬帶光接入輔以無線接入手段將占主導地位。

但是，從目前我國接入網(wǎng)的發(fā)展情況來看，ADSL技術在未來幾年還將占居主流地位，并且向ADSL2+方向發(fā)展，VDSL也將會得到局部應用。

（6）內(nèi)置SDH接入網(wǎng)

內(nèi)置SDH接入優(yōu)勢在以下幾方面：兼容性強；完善的自愈保護能力，增加網(wǎng)絡可靠性；借助SDH的大容量、高可靠性，可組成中繼傳輸與接入的混合網(wǎng)；面向網(wǎng)絡發(fā)展的升級能力；網(wǎng)絡操作、維護、管理功能（OAM）大大加強；有利于向寬帶接入發(fā)展。SDH利用虛容器（VC）的特點可映射各級速率的PDH，而且能直接接入ATM信號，因此為向寬帶接入發(fā)展提供了一個理想的平臺。

（7）衛(wèi)星高速數(shù)據(jù)接入

利用了大容量的衛(wèi)星高速下行信道，并用電話線路作為上傳數(shù)據(jù)信道，實現(xiàn)下行速率達400kbit/s的高速因特網(wǎng)接入和幾十兆比特每秒帶寬的數(shù)據(jù)（視頻）廣播，是寬帶接入的有效補充。由于衛(wèi)星覆蓋面廣，衛(wèi)星接入服務器發(fā)展受網(wǎng)絡建設的影響較小，并能快速地為有需要的用戶提供寬帶業(yè)務，因此可發(fā)展的用戶群較大，可極大地提高寬帶接入服務器的覆蓋范圍。

總之，固定接入與無線接入一起，將支撐起未來的“無縫覆蓋”的網(wǎng)絡，用戶無論持有什么樣的通信終端，都可以輕松接入網(wǎng)絡，獲得通信新體驗。

7、結束語

接入網(wǎng)的發(fā)展與建設直接關系到通信持續(xù)發(fā)展、新業(yè)務的拓展、運營服務質(zhì)量、網(wǎng)路建設投資以及寬帶網(wǎng)的實現(xiàn)等，接入網(wǎng)迄今并沒有一種絕對的主導技術。從整體看，各種技術均將在不同的環(huán)境、接入網(wǎng)的不同部分以及不同的時間階段扮演特定的角色。在相當長的時間內(nèi)接入網(wǎng)領域都將呈現(xiàn)多種技術共存互補、競爭發(fā)展的基本態(tài)勢。多種接入網(wǎng)的綜合運用是接入網(wǎng)寬帶化的經(jīng)濟選擇。接入網(wǎng)既應適度超前發(fā)展，又要防止在建設期盲目求全求大的傾向，以免造成資金的積壓浪費。

因此，因地制宜、統(tǒng)籌考慮各種因素進行接入網(wǎng)建設顯得特別重要。在實際工程設計中，要以用戶的需求情況、用戶密度分布情況及地理環(huán)境條件為基礎，結合當?shù)仉娦虐l(fā)展規(guī)劃，特別是業(yè)務網(wǎng)的發(fā)展情況，并綜合考慮近期用戶需求及一定時間內(nèi)用戶的增加、引入新業(yè)務時系統(tǒng)擴容和系統(tǒng)升級，來適當?shù)倪x擇使用接入技術，盡可能的為用戶提供先進優(yōu)質(zhì)的技術服務，滿足用戶的需求。