韋樂平
隨著技術成本持續(xù)下降，電信市場日益開放以及以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務的爆炸式增長，網(wǎng)絡的帶寬與容量再次成為熱門話題和緊缺商品。以美國為代表的發(fā)達國家的骨干網(wǎng)正向超高速和超大容量的方向發(fā)展，高達160Gb/s（16×10Gb/s）的波分復用系統(tǒng)已投入應用。用戶側(cè)的PC機的速率也在突飛猛進，惟獨中間的接入網(wǎng)仍停留在窄帶水平。為了適應這一新的形勢，接入網(wǎng)的寬帶接入技術也呈現(xiàn)了新的發(fā)展態(tài)勢。
一、非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）系統(tǒng)與簡化的ADSL系統(tǒng)
充分利用現(xiàn)有的巨大雙絞線銅纜網(wǎng)開放寬帶業(yè)務是多數(shù)電話公司的策略，非對稱數(shù)字用戶線系統(tǒng)就是較理想的雙絞線銅纜寬帶接入技術，是一種采用離散多頻音（DMT）線路碼的數(shù)字用戶線（DSL）系統(tǒng)。關鍵是上下路速率的“非對稱”，避免常規(guī)對稱傳輸系統(tǒng)的用戶側(cè)干擾問題，提高傳輸速率，延長傳輸距離。下行單工信道速率可為2.048、4.096、6.144、8.192Mb/s，可選雙工信道速率為0、160、384、544、576kb/s，目前已能在0.5芯徑雙絞線上將6Mb/s信號傳送3.6km之遠。ADSL支持的主要業(yè)務是因特網(wǎng)和電話，其次是點播電視業(yè)務。最大特點是無須改動現(xiàn)有銅纜網(wǎng)絡設施就能提供寬帶業(yè)務，在北美發(fā)展勢頭不錯，實際用戶已超過30萬，幾個本地電話公司計劃在未來幾年內(nèi)敷設數(shù)百萬線的系統(tǒng)，我國也開始進行現(xiàn)場試驗和商用。預計在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)會有一定的市場。
在ADSL尚在起飛階段時，因特網(wǎng)業(yè)務呈現(xiàn)了爆炸式增長，能否經(jīng)濟有效支持因特網(wǎng)業(yè)務已成為接入網(wǎng)技術的重要考慮。盡管ADSL技術能支持因特網(wǎng)業(yè)務，成本仍嫌偏高，用戶側(cè)設備的安裝仍嫌麻煩。能否在ADSL技術的基礎上進一步簡化？ITU-T專家們充分意識到這一工作的重要與市場前景，成立了課題組開發(fā)簡化的無電話分離器的ADSL標準，已在1998年10月通過建議G.922.2。基本思路有兩點，第一是速率降低到1.5Mb/s左右，第二在用戶處不用電話分離器，價格可能大大下降，其應用前景十分可觀。G.992.2規(guī)定下行速率降到64kb/s至1.5Mb/s，上行速率為32kb/s至512kb/s，線路碼仍為DMT，主要業(yè)務則為因特網(wǎng)接入、Web流覽、IP電話、遠程教育、在家工作、可視電話和電話等。當然還有不少地方須改進，如組幀效率的改進、比特交換與速率適配等。目前有關簡化ADSL的開發(fā)工作已獲得微軟、英特爾、康柏、朗訊、思科、英國電訊、德國電訊、南方貝爾等一致支持，應用前景十分可觀。這種低成本易安裝的系統(tǒng)對我國電信網(wǎng)提供寬帶接入是一值得認真思考的現(xiàn)實有效的競爭策略。
二、混合光纖同軸網(wǎng)技術
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，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。一旦管制放松，對電話公司也具吸引力，允許迅速提供寬帶業(yè)務。HFC在一個500戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可提供60路模擬廣播電視，每戶至少兩路電話，數(shù)據(jù)接入速率可高達10Mb/s。將來利用其550至750MHz頻譜還可提供至少200路MPEG-2的點播電視業(yè)務以及其他雙向電信業(yè)務。
從長遠看，HFC網(wǎng)計劃提供的是全業(yè)務網(wǎng)（FSN），將來用戶數(shù)從500戶降到25戶，實現(xiàn)光纖到路邊。最終用戶數(shù)可望降到一戶，實現(xiàn)光纖到家，提供一條通向?qū)拵ㄐ诺男峦緩健５貍餍诺赖母蓴_仍需解決。目前有多種解決方案，其中較徹底的是小型光節(jié)點方案，用獨立的光纖來傳雙向業(yè)務。小型光節(jié)點采用低成本激光器（約100元），很靠近用戶，同軸網(wǎng)部分為無源網(wǎng)。回傳信道則安排在高頻端，徹底避免回傳信道的干擾問題。第二種比較好的是采用同步碼分多址（S-CDMA）技術。此時信號處理增益可達21.5dB，干擾大大減少，系統(tǒng)可工作在負信噪比條件，較好解決回傳信道的噪聲和干擾問題。HFC的最新發(fā)展趨勢是與DWDM相結(jié)合，充分利用DWDM的降價趨勢簡化第二樞紐站，將路由器和服務器等移到前端，消除光-射頻-光變換過程，簡化了系統(tǒng)，進一步降低成本。
據(jù)報道，美國有線電視網(wǎng)1997年已將大約20%的網(wǎng)絡改造為雙向網(wǎng)絡，計劃1999年末達60至75%（4，000至5，000萬家庭）。目前HFC主要業(yè)務為電視+數(shù)據(jù)，特別是IP業(yè)務勢在必爭，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，某些地區(qū)的電信部門也開始了較大規(guī)模的商用試驗。
三、SDH應用于接入網(wǎng)
SDH已經(jīng)在核心網(wǎng)牢牢地站住了腳，目前的市場，帶寬需求和技術都已顯示有必要把SDH技術上的巨大優(yōu)勢帶進接入網(wǎng)領域，使SDH的功能和接口盡可能靠近用戶。在接入網(wǎng)中應用SDH的主要優(yōu)勢在于：
.對于要求高可靠高質(zhì)量業(yè)務的大企事業(yè)用戶，SDH可以提供理想的網(wǎng)絡性能和業(yè)務可靠性。此時可以直接用SDH系統(tǒng)以點到點或環(huán)形拓撲形式與用戶相連。
.可以增加傳輸帶寬，改進網(wǎng)管能力，簡化維護工作，降低運行維護成本。
.SDH的固有靈活性，使網(wǎng)絡運營者可以更快更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務需求以及組網(wǎng)需要。對于發(fā)展極其迅速的蜂窩通信系統(tǒng)采用SDH系統(tǒng)尤其適合，它可以迅速靈活地提供所需的2Mb/s透明通道。
當然，考慮到接入網(wǎng)對成本的高度敏感性和運行環(huán)境的惡劣性，適用于接入網(wǎng)的SDH設備必須是高度緊湊、低功耗和低成本的新型系統(tǒng)。目前已有若干廠家研制出專用于接入網(wǎng)的SDH設備，其應用市場前景看好。
為了更充分利用SDH的優(yōu)勢，需要將SDH進一步擴展至低帶寬用戶，特別是無線用戶，提供64kb/s等級的靈活性并能綜合現(xiàn)有和新的業(yè)務傳送平臺。具體實施方法有多種，使用STM-0子速率連接（sub STM-0）對于小帶寬用戶是經(jīng)濟有效的方案，同時又能保持全部SDH管理能力和功能。目前ITU-T第15研究組已開發(fā)了新的建議G.708，規(guī)定了兩種接口，即傳送TUG-2的接口sSTM-2n和傳送TU-12的接口sSTM-1k。采用sSTM-2n接口時，信號速率為7.488Mb/s、14.4Mb/s和28.224Mb/s。采用sSTM-1k接口時，k值限于1、2、4、8和16，主要適用于無線傳送技術。其速率分別為2.88Mb/s、5.18Mb/s、9.792Mb/s、19.008Mb/s和37.4Mb/s。屆時SDH將進一步向用戶推進，在接入網(wǎng)領域占據(jù)更大的份額。
四、以ATM為基礎的無源光網(wǎng)絡（APON）
一個ATM化的接入網(wǎng)可以為用戶提供一個經(jīng)濟高效的多媒體業(yè)務傳送平臺并有效地利用網(wǎng)絡資源。通過利用ATM的集中和統(tǒng)計復用，再結(jié)合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用，APON成本可望化傳統(tǒng)的以電路交換為基礎的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20%至40%。因此，從長遠的觀點看，面對日益豐富多彩的多媒體業(yè)務和呈爆炸式增長的IP業(yè)務的壓力，APON可能是一種結(jié)合ATM多業(yè)務多比特率支持能力和無源光網(wǎng)絡透明寬帶傳送能力，比較理想的長遠解決方案，代表了面向21世紀的寬帶接入技術的最新發(fā)展方向。正因為如此，ITU-T對其顯示了很大的興趣，以很短的時間完成了G.983草案建議，并于1998年10月通過。設備廠家則計劃在1999年開發(fā)出符合標準的APON系統(tǒng)。
目前的G.983建議草案規(guī)定ATM-PON中數(shù)字信號的標稱比特率應該是8kHz的整倍數(shù)，標稱線路速率有兩種：可適用于FTTCab/C/B/H的對稱155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s）。雙向傳輸方法主要有兩種，第一種采用單纖波分復用方式，采用粗波分復用方式降低成本，即兩個波長分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)；第二種方法采用單向雙纖空分復用，工作在1310nm區(qū)以便充分利用低成本的光源。與窄帶PON不同之處在于不采用單纖雙向時分壓縮復用（TCM）方式，主要是考慮集成電路的速率和成本的限制因素所致。
APON能否大量應用的重要因素是價格。首先，由于APON的標準化時間較適宜，尚無正式產(chǎn)品問世，有可能對很多參數(shù)達成一致，提供比窄帶PON標準化程度高得多的系統(tǒng)系數(shù)要求，可能達到大規(guī)模生產(chǎn)和較低成本的要求。其次，若能將分離的光元件實現(xiàn)集成有可能最終將成本減少95%。若能將年生產(chǎn)量提高到百萬單元，則某些芯片制造成本可望降低到十分之一。根據(jù)目前大力推動APON的由世界14個主要網(wǎng)絡運營者（諸如NTT、南方貝爾等）組成的FSAN集團的市場來估計，要達到年產(chǎn)百萬單元的目標是有可能的。最后，由于APON是無源系統(tǒng)，使安裝、開通和維護運營成本大為降低。APON的目標價格是窄帶PON的1.5倍，但提供的業(yè)務范圍和業(yè)務質(zhì)量將遠優(yōu)于窄帶PON。預計1999年上半年將有產(chǎn)品問世，初期主要是專線業(yè)務，以后逐步擴展。我國863通信高科技已列項攻關，但其近期市場估計不會很大，其中長期市場有待技術和成本的進展。
五、寬帶固定無線接入
主要的寬帶固定無線接入技術有三類，即已經(jīng)投入使用的多路多點分配業(yè)務（MMDS）和直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）以及正在做現(xiàn)場試驗的本地多點分配業(yè)務（LMDS）。前兩者已為熟知，而LMDS則是剛剛興起，近來才成為新興寬帶無線接入技術。
LMDS工作在毫米波波段，在28GHz附近。這一頻段的技術實現(xiàn)難度很大，過去很少應用，但頻譜較為寬松，可用頻帶至少為1GHz，比MMDS（200MHz）和DBS（500MHz）寬很多，美國和加拿大已將1.3GHz頻譜分配給LMDS使用。
典型LMDS由類似蜂窩配置的多個樞紐發(fā)送機組成，每個發(fā)送機經(jīng)點到多點無線鏈路與服務區(qū)的固定用戶通信。單個蜂窩的覆蓋區(qū)為二至五公里，覆蓋區(qū)相互重疊。每一蜂窩的覆蓋區(qū)又可劃分為多個扇區(qū)，根據(jù)用戶需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務。這種模塊式結(jié)構使網(wǎng)絡擴容靈活方便。原理上，LMDS可以提供所有業(yè)務。但最有利的是提供交互式電視和高速數(shù)據(jù)，LMDS不僅可以提供因特網(wǎng)接入，且可用來互連局域網(wǎng)，從而可望在企事業(yè)用戶市場上分流部分利潤。只用于單向模擬分配電視業(yè)務時，其成本可望小于MMDS的一半。如果僅用于話音則可以支持6萬個電話用戶。
LMDS系統(tǒng)尚處于現(xiàn)場試驗階段，能否發(fā)展在很大程度上取決于能否開發(fā)出低成本的28GHz收發(fā)機來。另外，LMDS只能視距傳輸，為了避免阻擋，樞紐站可能不得不設置在高于地面15至20米處，這在有些環(huán)境下應用不利。
寬帶固定無線接入技術代表了寬帶接入技術一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢，它不僅敷設開通快，維護簡單，用戶較密時成本低，而且改變了本地電信業(yè)務的傳統(tǒng)觀念，最適于新的本地網(wǎng)競爭者跟傳統(tǒng)電信公司與有線電視公司展開有效競爭，也可以作為電信公司有線接入的重要補充而得到應有的發(fā)展。
六、結(jié)束語
接入網(wǎng)特別是寬帶接入網(wǎng)不僅成為電信網(wǎng)必須盡快妥善解決的“瓶頸”，也成未來國家信息基礎設施（NII）的發(fā)展重點和關鍵。市場之大前所未有，吸引所有制造商、運營公司和業(yè)務提供者。但其對管制、技術、業(yè)務和成本的高度敏感也使人困惑和卻步。簡言之，誰能妥善地解決好接入網(wǎng)問題，誰就能在未來的市場競爭中贏得主動，并能在下一世紀的信息高速公路的競賽中處于優(yōu)勝者地位，這就是接入網(wǎng)時代的基本含義。
作者簡介：韋樂平 現(xiàn)任國家863通信高技術主題專家組副組長兼光通信專業(yè)專家組組長和電信科學研究規(guī)劃院副院長。
