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接入網技術綜述
[ 通信界 / 中國電力通信網 / www.6611o.com / 2004/5/29 ]
 

  用戶接入網(AN,簡稱接入網)泛指用戶網絡接口(UNI)與業務節點接口(SNI)間實現傳送承載功能的實體網絡,是從本地交換機到用戶終端之間的實施系統,主要連接的相關設備包括交換機和用戶終端設備。根據接入業務的特點,接入網提供多種標準接口。
  接入網是電信網絡的重要組成部分,其目標是建立一種標準化的接口方式,以一個可監控的接入網絡,使用戶獲得話音、數據多媒體、有線電視等綜合業務。


  一、銅線接入技術
  到目前為止,銅線技術仍然是網絡接入的主要手段,在通信網絡中占據了重要地位。傳統的銅線接入方式適用于話音及低速數據業務,已經成為高速寬帶業務通達用戶的瓶頸。為解決銅線的寬帶傳速問題,人們提出了很多解決方案。
  利用電話網銅線的DSL(數字用戶線)技術具有良好的應用前景。與其他接入方式相比,DSL技術的優勢主要體現在以下3點:一是電話網的改造升級通常比有線電視網容易,投資也相對較低;二是DSL已經存在一些標準,并被眾多廠商支持和使用;三是新的衍生技術有望大大降低DSL的推廣成本。


  DSL技術主要有以下幾種:
  1、不對稱數字用戶線(ADSL)
  ADSL是在無中繼的用戶環路網上,使用有負載電話線提供高速數字接入的傳輸技術。其特點是可在現有的任意雙絞線上傳輸,誤碼率低,下行數字信道速率為6Mbit/s,上行數字信道可傳送144kbit/s或384kbit/s中速數據。
  2、高比特率數字用戶線(HDSL)
  HDSL是在無中繼的用戶環路網上使用無負載電話線提供高速數字接入的傳輸技術,最早出現于20世紀80年代末,是DSL技術中比較成熟的一種,由于其價格比使用T1線路要低,所以電信公司通常用它通過無中繼的非屏蔽雙絞線來連接企業用戶。
  HDSL能夠在現有的普通電話雙絞銅線(兩對或三對於上全雙工傳輸2Mbit/s速率的數字信號,無中繼傳輸距離達3-5km。現在公利用一對雙絞線的HDSL技術也已出現(如以色列Orckit和Metalink公司的產品)。
  HSDL技術最近又有了升級型號-HDSL2,它可單線提供速率為160kbit/s-2.3Mbit/s距離達4km對稱傳輸,若用2對雙絞線,傳輸速率可翻一番,距離也可提高30%。
  3、甚高速數字用戶線(VDSL)
  在ADSL基礎上發展起來的VDSL,可在很短距離的雙絞銅線上傳送比ADSL更高速的數據,其最大的下行速率為51-55Mbit/s,傳輸線長度不超過300m;當下行速率在13Mbit/s以下時,傳輸距離可達1.5km,上行速率則為1.6Mbit/s以上。
  和ADSL相比,VDSL傳輸帶寬更高,而且由于傳輸距離縮短,所以碼間干擾小,數字信號處理技術簡化,成本顯著降低。它和光纖到路邊(FTTC)相結合,可作為無源光網絡(PON)的補充,實現寬帶綜合接入。
  4、單線路數字用戶線(SDSL)
  SDSL是對稱的DSL技術,與HDSL的區別在于只使用一對銅線。SDSL可以支持各種上/下行通信速率相同的應用。該技術現在已實際使用,運行良好。不過標準尚未最終確立。
  5、速率自適應數字用戶線(RADSL)
  RADSL提供的速率范圍與ADSL基本相同,也是一種提供高速下行/低速上行并保留原語音服務的數字用戶線技術,與ADSL區別在于:RADSL的速率可以根據傳輸距離動態自適應,當距離增大時,速率降低。


  二、光纖接入技術
  銅線技術所能解決的問題是有限的,而且需要大量資金的投入。隨著光纖成本的降低,光纜在價格上可與銅纜媲美,加上其固的的寬帶優勢,可以預言,接入網的光纖化將是解決用戶端瓶頸問題的最終方案。
  光纖接入網可分為光纖到戶(FTTH)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到居民區(FTTZ)、光纖到遠端模塊局(FTTR)、光纖到辦公室(FTTO)。其中光纖到戶和光纖到辦公室為一種全光纖的網絡結構,光網絡單元(ONU)設置在用戶家里,用戶與業務節點之間以全光纜作為傳輸線,因此無論在帶寬方面還是在傳輸質量和維護方面都十分理想,適合各種交互式寬帶業務。不過目前這種全光纖網絡短期內由于經濟原因還難以普及。
  光纖到路邊是用光纖代替主干銅線電纜(包括部分配線電纜),將ONU放置在靠近用戶的路旁,用戶用雙絞線或同軸電纜與之連接。這種光纖和銅纜的混合結構成本較低,適合于居住密度較高的地區。
  光纖到大樓的原理與光纖到路邊相同,只是ONU放置在大樓內,用銅線或同軸電纜延伸到用戶,非常適用于現代化智能大樓。
  光纖到居民區是將路邊光纖接到靠近交接箱的ONU,再用銅線或雙絞線向用戶延伸,適用于比較分散的居民區。
  光纖到遠端模塊局是將用戶模塊設置在用戶密集區,利用光纖與交換機端局相連,使光纖更靠近用戶,形成新的組網方式。


  1、光纖/同軸線混合網(HFC)
  HFC是寬帶接入技術中最早成熟和進入市場的,它建立在有線電視網(CATV)的基礎上,帶寬和經濟上的優勢使它對用戶有很大的吸引力。
  HFC在連接上采用Cable Modem技術,它從技術上分為動態分配帶寬速率(適用于Internet接入,公共信息查詢等)和固定帶寬速率(適用于普通電話/可視電話/數據專線等)兩類,從傳輸方式又可分為對稱型與非對稱型業務。
  與其他有線介質相比,HFC容量大,靈活性強,擴展性也好,性價比優于DSL。當然,Cable Modem技術也有著自己的弱點,首先,以往的有線電視網都是單向廣播式地向用戶傳送電視,不符合網絡信息雙向傳輸的要求,因此需要一個改造的過程。其次,由于HFC是將數字信號轉換為模擬方式傳輸的,所以傳輸質量受到影響,而且在模擬方式下,過高的頻率會產生大量噪音,因此具頻帶利用率較低。最后,HFC接入方式是以模擬頻分多路復用方式傳輸信息的,一個ONU可以為500-2000個用戶服務,一旦出了問題,影響面很大。


  2、以ATM為基礎的無源光網絡(APON)
  采用光纖到戶和光纖到辦公室這種全光纖的網絡結構造價較高,而PON通過使用特殊的點對多點的多址協議,使得眾多的ONU共享光線路終端(OLT),降低了初建成本。PON采用波分復用和無源光功率分離技術,網上的設備共享,業務透明,從而可以較好地支持網絡管理系統,運營費用較低,能實現多種業務綜合。
  基于ATM的PON稱為APON,它進一步改進了傳統PON的性能,并具有更好的性價比,是PON的發展趨勢。APON的價格是窄帶PON的1.5倍,但提供的業務范圍和業務質量將遠偉于窄帶PON。
  目前,試驗的APON分路系數在32個以下,最長距離達20km。歐洲正開發一種SuperPON接入,它將達到2000的分路系數和1000km的距離。同時,較為昂貴的投資也是一個問題。


  3、SDH應用于接入網
  基于SDH體制實現的接入網,在技術上有更大的優勢。其優勢體現在以下幾方面:
  兼容性強。SDH的各種速率接口都有標準規范,在硬件上保證了各供應商設備互聯互通,為統一管理打下基礎。
  完善的自愈保護能力,增加了網絡可靠性。SDH因其特有的指針調整機制和環路管理功能,所以可以組成多種完備的自愈環,用戶可根據需要選擇最佳保護方案。
  借助SDH的大容量、高可靠性,可組成中繼傳輸與接入混合網。SDH的固有靈活性使其除承載接入業務外,還可承載GSM基站、交換機中繼等其他業務。
  目前的接入網建設,一般155Mbit/s速率就能滿足需要,隨著電話普及率的提高及寬帶化需求,內置SDH標準化結構可靈活擴展升級。
  SDH幀結構中定義了豐富的管理維護開銷字節,大大方便了維護、管理,由此建立的管理維護系統很容易自動故障定位,可以提前發現和解決問題,降低維護成本。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展提供了一個理想的平臺。


  三、無線接入技術
  無線接入技術是指接入網的某一部分或全部使用無線傳輸媒質,向用戶提供固定和移動接入服務的技術。作為有線接入網的有效補充,它有系統容量大,話音質量與有線一樣,覆蓋范圍廣,系統規劃簡單,擴容方便,可加密碼或用CDMA增強保密性等技術特點,可解決邊遠地區、難于架線地區的通信問題,是當前發展最快的接入網之一。目前,無線接入技術已較為廣泛地應用于農村、城鎮,在水利電力、工礦等專網中也得到一定程度上的應用。


  1、無線本地環路(WLL)
  WLL利用無線方式把固定用戶接入到固定電話網,即利用無線方式代替傳統的有線用戶接入,為用戶提供終端業務服務。WLL包括DECT、PHS、CDMA、FDMA、SCDMA等,它具有部署靈活,建網速度快,適應環境能力強,網絡配置簡單等優點,近年來頗受青睞。


  2。本地多咱分配業務接入(LMDS)
  LMDS利用地面轉接站而不是衛星轉發數據,通過射頻(RF)頻帶LMDS最多可提供10Mbit/s的數據流量,它采用蜂窩單元,以毫米波28GHz的帶寬向用戶提供ROD、廣播和會議電視、視頻家庭購物等寬帶業務。LMDS接入系統主要由帶扇形天線的收發信機組成,其典型蜂窩半徑為4-10km,在每個扇區傳輸交互式的數字信號,信號到達用戶室外單元后,28GHz的信號轉換成中頻595MHz,在室內用同軸電纜將數字信號送至機頂盒(STB)。LMDS為某些布線施工困難的地區提供類似的帶寬接入和雙路能力。
  LMDS的主要缺點是,存在來自其他小區的同信道干擾和覆蓋區范圍有限。因為系統要求工作在高頻段,所以即使發射機和接收機位置固定,交通工具和樹葉也會造成信號衰落。


  3、數字直播衛星接入(DBS)
  DBS利用位于地球同步軌道的通信衛星將高速廣播數據送到用戶的接收天線,所以它一般也稱為高軌衛星通信。其特點是通信距離遠,費用與距離無關,適用于多業務傳輸,可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動靈活的移動通信服務等。
  在DBS系統中,大量的數據通過頻分或時分等調制后利用衛星主站的高速上行通道和衛星轉發器進行廣播,用戶通過衛星天線和衛星接收Modem接收數據,接收天線直徑一般為18英寸(0.45m)或21英寸(0.53m)。DBS主要是廣播系統,用戶的回傳數據則要通過電話Modem送到主站的服務器。由于數字衛星系統具有高可靠性,不像PSTN網絡中采用雙絞線的模擬電話需要較多的信號糾錯,因此可使下載速率達到400kbit/s,而實際DBS廣播速率最高為12Mbit/s。
  目前,在美國已經可以提供DBS服務,主要用于因特網接入,其中最大的DBS網絡就是休斯網絡系統公司的DirectPC。該產品實際就是小口徑衛星終端(VSAT)產品,其用戶通過一個碟形天線、一塊衛星接入卡及相應的軟件接收從通信衛星傳來的信號。DirectPC的數據傳輸也是不對稱的,在接入因特網時,下載速率為400kbit/s,上行速率為33.6kbit/s,這一速率雖然比普通撥號Modem提高不少,但與DSL及Cable Modem技術仍無法相比。


  4、其他寬帶接入技術
  寬帶無線技術還有以下幾類:
  多點多路分配業務系統(MMDS);甚小孔徑衛星終端(VSAT);綜合光纖無線混合系統(HFW),以及實現無縫全球通信的PCS個人通信系統等等。

 

作者:中國電力通信網 合作媒體:中國電力通信網 編輯:顧北

 

 

 
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