接入網(wǎng):寬帶接入網(wǎng)技術的發(fā)展與展望

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一.寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的驅 動力
    長期以來,接入網(wǎng)一直是電信網(wǎng)領域中耗資、技術變化最慢、成本最敏感、法規(guī)影響和運行環(huán)境最惡劣的老大難領域。 當核心網(wǎng)領域(用戶駐地網(wǎng)領域同樣)正在越來越頻繁地更換和應用各種現(xiàn)代新技術時,接入網(wǎng)領域仍然基本維持著原始的模擬技術為主的局面。正日益成為進一步發(fā)展的拖累。
    然而近年來,以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術革命正在深刻地改變傳統(tǒng)的電信概念和體系架構。目前,北美骨干網(wǎng)上的業(yè)務量已達到了約6-9個月左右就翻一番的地步。傳統(tǒng)電話網(wǎng)將不可避免要過渡到以數(shù)據(jù)業(yè)務特別是IP業(yè)務為中心的下一代電信網(wǎng),這種下一代電信網(wǎng)的基本特征將是寬帶化和IP化。目前核心網(wǎng)正在迅速向太比特網(wǎng)演進。另一方面,用戶側終端的速率也在突飛猛進,低成本千兆比以太網(wǎng)將局域網(wǎng)的速率提高了一個量級,10Gb/s以太網(wǎng)也將問世。這種用戶接入的寬帶化和IP化趨勢也反映在普通居民用戶群中,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務正成為普通居民用戶日益重要的接入業(yè)務,從電子郵件到Web瀏覽乃至視頻業(yè)務,帶寬要求正以幾倍幾十倍的速度增長。然而,面對核心網(wǎng)和用戶側帶寬的快速增長,中間的接入網(wǎng)卻仍停留在窄帶和模擬的水平,而且仍主要是以支持電路交換為基本特征,與核心網(wǎng)側和用戶側的發(fā)展趨勢很不協(xié)調。顯然,接入網(wǎng)已經(jīng)成為帶寬的最后瓶頸,接入網(wǎng)的寬帶化和IP化將成為本世紀初接入網(wǎng)發(fā)展的主要大趨勢。
    為適應這一新的形勢,接入網(wǎng)正呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢,下面重點介紹和討論幾種近來發(fā)展勢頭較好的寬帶接入網(wǎng)技術的現(xiàn)狀與發(fā)展情況。
    二. 雙絞線上的寬帶數(shù)字 用戶線系統(tǒng)
    到目前為止,全世界的雙絞線用戶線仍然占居了全部用戶線的90%以上,如何充分利用這部分寶貴資源,開發(fā)新的寬帶業(yè)務是電信公司中近期接入網(wǎng)發(fā)展的重要任務,而數(shù)字用戶線系統(tǒng)(xDSL)就是一種有效的寬帶接入技術。xDSL有十幾種花樣,下面幾種是最有生命力的。
    1.ADSL與UADSL系統(tǒng)
    非對稱數(shù)字用戶線系統(tǒng)(ADSL)是一種采用DMT線路碼的數(shù)字用戶線系統(tǒng)。其下行單工信道速率可高達 8.192Mb/s,實際速率取決于線徑和傳輸距離。ADSL所支持的主要業(yè)務是互聯(lián)網(wǎng)和電話。其特點是無須改動現(xiàn)有銅纜網(wǎng)絡設施就能提供寬帶業(yè)務。五年來,由于技術的逐漸成熟、產(chǎn)量的大幅提升,ADSL的市場價格下降了80%以上,再加上電纜調制解調器飛速發(fā)展的壓力,ADSL已開始進入大發(fā)展階段。
    然而傳統(tǒng)全速率ADSL系統(tǒng)成本偏高;而且實際能開通1.5Mb/s速率以上的用戶線通常僅35%左右;用戶側設備CPE的安裝需派人去安裝,因而不僅安裝開通成本高,而且費時費事,不適于業(yè)務的大規(guī)模推廣和發(fā)展。一種輕便型無分路器的ADSL標準G.992.2迅速問世,有人稱為UADSL?;舅悸酚袃牲c:第一是下行速率降低到1.5Mb/s左右,第二是在用戶處不用電話分路器,前者使UADSL的頻帶只有ADSL的一半,從而使復雜性和功耗也只有其一半,且1.5Mb/s下行速率的傳輸距離可達5.4km。后者可以免除派人去用戶處進行CPE安裝測試的麻煩及相應帶來的附加高成本,適合于大規(guī)模推廣應用。這種UADSL系統(tǒng)有一個好處是標準化程度高,便于實現(xiàn)不同廠家局端和用戶側設備CPE的兼容,有利于大規(guī)模推廣。目前全球主要UADSL CPE產(chǎn)品的互操作試驗已進入最后階段,不久有望基本實現(xiàn)任意CPE與任意局端的互操作,從而不僅大大增加了用戶的選擇范圍,而且可以大幅度地推動 UADSL價格的下降和業(yè)務的大規(guī)模擴展。其用戶側modem將如同今天的模擬modem一樣,成為計算機的插卡,且性能價格比更好,線路條件要求不高,有可能成為未來5年左右的主導寬帶接入技術之一。
    另一方面,ADSL技術也在繼續(xù)改進和發(fā)展,特別是無分路器ADSL。這種方式只需在每一個話機前裝一個小小的微濾波器即可,此時無分路器ADSL同樣具備UADSL無須派人去安裝CPE的重要優(yōu)點,但卻具備了原來全速率ADSL所具有的所有優(yōu)點,諸如速率高、網(wǎng)絡可升級、支持未來的圖象和交互式在線游戲等新業(yè)務以及VoDSL應用, 但是否對其他所有業(yè)務完全無影響還有待進一步證實。ADSL的另一個最新發(fā)展趨勢是Voice over ADSL (VoDSL), 基本思路是在原有模擬語音業(yè)務不變的情況下,再提供4~20條數(shù)字話音通路,還能提供以太網(wǎng)接口乃至機頂盒接口。該技術的出現(xiàn)大幅度提高了用戶線的帶寬利用率和業(yè)務收入,強化了ADSL對中小企業(yè)應用的性能價格比優(yōu)勢。對于ADSL來說,為了降低敷設成本,便于大規(guī)模推廣,除了改進設備技術以外,還需要密切注意減少與安裝開通運營有關的成本。
    總的看,ADSL已經(jīng)進入大發(fā)展階段,如果說有什么障礙的話,那就是電信運營者自己的業(yè)務經(jīng)營戰(zhàn)略考慮,也就是與2Mb/s專線和ISDN業(yè)務的協(xié)調問題,這將是一個痛苦的卻又不得不作出的抉擇。此外,也在很大程度上與管制政策有關,開放的市場特別是用戶線的開放(用戶環(huán)的非綁定)無疑會大大加速ADSL的發(fā)展。據(jù)報道,在未來幾年內北美幾個本地電話公司已計劃敷設3000萬線的系統(tǒng),非綁定的用戶環(huán)數(shù)量已超過5%,英國和德國也分別計劃敷設600萬和150萬線的系統(tǒng),而韓國已敷設220萬線,成為世界上ADSL發(fā)展最快的國家。我國各地也已開始進行數(shù)萬線規(guī)模的試商用,初步反映不錯,今年計劃發(fā)展90萬線用戶。ADSL的主要缺點是對線對的苛刻要求,影響了傳輸速率或傳輸距離,這方面依靠與光纖DLC的結合將是揚長避短的好舉措。據(jù)美國SBC的分析,在上述DLC環(huán)境下,至少可以在80%的用戶線上提供1.5Mb/s DSL業(yè)務,而其中的60%又可以提供至少6Mb/s的業(yè)務,大大擴展了DSL的服務范圍。此外,無論設備還是業(yè)務的價格仍偏高,不利于大規(guī)模的推廣。相信隨著技術的進步、IP業(yè)務的發(fā)展以及用戶環(huán)的非綁定等一系列政策的實施,ADSL將有可能在未來幾年內成為我國的主導寬帶接入技術之一。
    2.VDSL系統(tǒng)
    有關ADSL系統(tǒng)發(fā)展的另一個趨向是進一步提高系統(tǒng)的下行帶寬,即演變成所謂甚高速數(shù)字用戶線(VDSL)系統(tǒng)。這種技術在雙絞線上下行傳輸速率可以擴展至( 26-52 ) Mb/s, 從而可容納6 至 12個4Mb/s MPEG-2 信號,其傳輸距離則分別縮短至1000或300米左右。由于傳輸距離的縮短,碼間干擾大大減小,對數(shù)字信號處理要求大為簡化,收發(fā)機成本可望比 ADSL 降低一半。因而如果配線或引入線的質量尚可,此時將FTTC,特別是APON 與VDSL技術相結合可以提供光纖敷設成本,電子設備成本和提供的帶寬能力方面的平衡,是一種比較現(xiàn)實理想的寬帶混合接入方案。目前, VDSL仍處于現(xiàn)場試驗階段,其標準工作尚在進行,其頻譜安排尚未達成一致,線路碼型也在爭論之中,其性能和成本是否有競爭力還有待實踐檢驗。
    三. 同軸電纜上的混合光 纖同軸網(wǎng)系統(tǒng)
    混合光纖同軸(HFC)網(wǎng)是寬帶接入技術中最先成熟和進入市場的,目前仍占據(jù)主導地位,其巨大的帶寬和相對經(jīng)濟性使其對有線電視公司和新成立電信公司很具吸引力。一旦管制放開,對傳統(tǒng)電話公司也具有吸引力,允許其迅速提供寬帶業(yè)務。HFC在一個500 戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可以提供60路模擬廣播電視,每戶至少2路電話以及速率可以至少高達10Mb/s 的數(shù)據(jù)業(yè)務。將來利用其 750MHZ 頻譜還可以提供至少200路 MPEG-2 的點播電視業(yè)務以及其它雙向電信業(yè)務。不久用戶可以在市場上自己選購標準電纜調制解調器,回家下載軟件后,不到一分鐘業(yè)務就可以開通,完全無須網(wǎng)絡運營者介入。另外,與ADSL不同,電纜調制解調器不依托ATM技術,而直接靠IP技術。目前在北美采用電纜調制解調器后只需每月化30-40美圓就可以無限制地上網(wǎng),很有吸引力。此外,電纜調制解調器也沒有xDSL技術的嚴格距離限制。
    椐報道,美國有線電視網(wǎng)1999年6月已將大約 30%的網(wǎng)絡改造為雙向網(wǎng)絡采用了電纜調制解調器。目前HFC主要業(yè)務為電視+數(shù)據(jù),特別是IP業(yè)務誓在必爭,少數(shù)為電視+電話。我國有線電視部門自然地選擇了這一寬帶接入技術, 網(wǎng)絡的雙向化改造已超過1000萬用戶。某些地區(qū)的電信部門也開始了有一定規(guī)模的商用試驗。影響電纜調制解調器發(fā)展的主要因素之一是統(tǒng)一標準問題,目前有 4種不同標準,從發(fā)展趨勢看,廠家專用標準將逐漸消亡,DOCSIS標準可以為不同的電纜調制解調器提供互操作性,將成為主導的事實標準。在北美, DOCSIS標準產(chǎn)品預計在2000年占據(jù)80%的電纜調制解調器銷售市場,我國相關標準將以DOCSIS標準為基礎。考慮到我國政府目前仍不允許電信部門和有線電視部門的基本業(yè)務互相交叉,因而HFC將主要是有線電視部門的選擇,電信部門除少數(shù)地區(qū)外,暫時不大可能大力發(fā)展。