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1 接入网实用及宽带化进程中存在的问题分析 1.1有源光接入设备的使用情况分析目前应用的有源光纤接入设备,实现了光纤到路边或到单位,用光纤替代了部分电缆,开通了大量的窄带数据业务,满足了社会各界对综合业务的需求,为接入网宽带化打下基础,但应用中存在如下问题: (1)有源光节点收容500-1000户的普通电话用户,将光节点建成了变相的交换机模块局,光节点以下普遍应用了较长的音频电缆,这些电缆难以适应定带业务。 (2)由于广电和电信两部门利益关系,有线电视及视频业务无法传送。 (3)大部分光节点采用小机房,配备了齐全的空调、机架、电源等辅助设备,增加了工程投资,使每线造价大大提高(高达2000元以上),在网络宽带化进程中,前期投入相当部分较难发挥作用。 1.2采用计算机局域网技术开展多媒体业务的分析 为适应住宅小区宽带信息化小区建设,在光纤到楼的基础上采用计算机局域网接人用户的方式(FTTB+LAN),利用光纤+5类线以太网交换技术,实现“千兆到小区、百兆到大楼、十兆到家庭”,该宽带建设方案主要解决用户拔号上网速度太低的问题,可提供IP技术形成的多媒体业务,这种方案主要特征: 在住宅小区建立千兆以太网交换机(ZAN设备),覆盖范围为以50cm为半径的小区,5一15幢多层住宅楼,200-500户。 在楼内设立二层以太网100Mbit/s交换机(BAN设备),BAN的覆盖范围为100m,12-24户。 用5类线连接楼内局域网交换机和用户。 FTTN+LAN方式存在的问题: (1)现有小区和楼道内重新增设安装一套线路,两套电信线路并存,并要同时维护,以至一个楼道内形成四套线络(电源、电视、电话双绞线、5类线)。 (2)500户小区需设小型机房,并应能适应尤人值守,环境要求高,一个城市若设置数百个这样的机房和设备,其综合造价较大,运行维护复杂,且成本高,需要保证安全性、可靠性,不符合目前"大容量、少局所”的原则。 (3)FTTN+LAN适应了IP高速投入,却不适应全业务信息网络,不兼容现有传统电信业务,全业务网络需要解决:电信语音业务,机关、企业等小总机专线,虚拟网,数据业务(ISDN、DDN、IP、电子商务、无线寻呼等),实时交互式视频图像业务,模拟、数字广播电视业务。 (4)目前我国的电信业务仍是以电话业务为主,互联网业务尚在发展中。由于我国人民的教育普及程度和文化素质在一段比较长的时间内(10-20年)有待提高,电脑本身操作的复杂性已将大多数用户挡在了门外,IP的应用局限在一定人群范围。在未来的信息时代中,大多数人们将通过非PC设备进入各种业务信息源。用IP技术综合替代现有电信传输手段,在一段时间内(至少在5-10年内)尚不可能,在我国经济落后的地区这段替代过程可能更长,若推向市场的设备不能适应操作者、使用者,将有可能“曲高和寡”,如“铱星”陨落,不能赢得市场。 (5)局域网设置在机关、企业、办公楼,可以利用这些部门的综合布线,除了对外交互数据外,大量的数据为本单位内部交换。而局域网设在住宅小区内,除了小区内的安保监控业务外,大量的交换业务需要在城域范围内交换,若将以太网交换机设置在局外,资源共享利用度不高。 (6)IP网同样面临不断升级、改造的问题,现在的IP技术已经不是传统的IP技术。当前网络的时延、IP电话语音质量的不稳定。不同厂商之间的IP电话网关之间的互连、IP网络的服务质量等因素影响业务发展。 (7)以太网交换机,100 Mbit/s到小区、100Mbit/s到楼、10Mbit/s到户,长期看其带宽仍不足,若国内外电信市场放开,国家允许竞争单位互相进入对方业务,10 Mit/s的带宽并不能解决多频道数字电视的传递,传输和交换设备均要改建。 1.3利用现有钢缆开通ADSL设备的分析 近两年,为了适应互联网的发展,用ADSL替代普通电话Modem呼声渐高。用ADSL可以在局端将音频电话分离传递给交换机,而将上网数据联通至多媒体中心,可以享受1.5-8Mbit/s下载速度,是~种挖掘铜缆解决交换机话务量过大的宽带应用过渡手段,但是推广应用面临如下问题: (1)经济性不好。目前 ADSL每线造价大于6000元,此造价与新建无源光纤点对多点复用相比已无优势可言。 (2)实用线路质量难以适应ADSL的高技术标准。据介绍,在北京2.5 km传输距离里实际线路噪音净超过 ADSL所能承受的一倍以上。我国在前几年发展高峰中建设的铜缆线路,相当多的线路工程是在时间仓促的情况下建成的,全塑电缆未进行气闭验收、没有实行充气维护、电缆接头进潮的情况较为严重,交直流性能指标较低。这种情况在中小城市及以下地区更为突出,每年为此修理更换的电缆数目可观,扬州巾安装的HDSL、ISDN均有因故障而停用。这些情况根本无法保证ADSL所谓8 Mbit/s的速率,若采用 ITUT标准的 G.lite经济性ADSL,最高速率1.5 Mbit/s,这种速率对上网来说绰绰有余,而对传递MPEG-Ⅱ标准的视频点播图像,带宽又显不足,更不能传送多频道有线电视。上海某地用ADSL传递的VOD图像,其画面如向油画,其质量不及VCD,在今天DVD和高清晰度电视开始应用的时代,此传输质量毫无竞争能力。 (3) ADSL的驱动功率较大(DMT技术高达1w),大驱动功率射频数据流使电缆线对间的申扰加大,这可能对其它低频通信设备造成干扰(据称仅有10%的线路可用)。普通电话的48V馈电,高达近 90 V的铃流信号,用户摘机、挂机的脉冲,这些信号的谐波等噪音,普通市话线路存在的不平衡。反射。串育等(这不同于没有经过接续的出厂电缆),这一系列技术问题都将给 ADSL推广造成困难。ADSL宣称的8Mbit/s传输速率在恶劣的噪声干扰下只有“自适应”降低速率和距离,希望ADSL供应商能提供这种“自适应”的环境和结果,以免误导运营商。 1.4采用无源光网,实行光纤到大楼面临的问题 接入网发展最有前途的方案是采用无源光网络(PON),目前应用的传统无源光网络主要支持2Mbit/s( E1)以下速率的业务,适应于电话和窄带ISDN,当采用2波长波分复用单纤传送,也可以传送有线电视和视频点播,目前窄带的PON尚存以下缺点: (1)每个用户的带宽受到限制。 (2)广播式信号多路复用测量要求较高。 (3)造价还略高。 (4)PON技术尚在发展之中,相关技术标准不断颁布(1996年ITU-T颁布了有关采用时分复用多址接入G.982协议,我国原邮电部1997年颁布了“基于无源光网络技术的光接入网”内部技术标准,1998年ITU-T颁布了有关ATM-PON的G.983协议人)。ATM与IP之间相融合技术尚在发展中,全面采用ATM-PON尚得不到一致意见。 2 接入网宽带化适用技术方案选择思考 2.1适时顺外无源光网络技术 (1)无源光网络可以充分利用光纤的极高带宽(目前可为用户提供155 Mbit/s下载数据流),最大限度地降低光纤环路费用,这是当前任何传输线路均不可比的优势。目前,光纤、光缆行业发展迅速,光纤的造价越来越低。目前每芯公里造价已不足1000元(六芯数光缆),若光纤到大楼每对纤平均长度2km,再经16路无源分路,则每幢楼用户光纤造价仅为800元(4000+8800÷16]左右,每对公里造价约为400元,此造价已经接近普通铜缆的造价,平均到一幢楼内的每个用户,局端至大楼的每线仅数十元,每个用户的综合造价则主要由局端和远端ONU设备及引入线的造价来决定(窄带PON每线目前约 500左右),而且,无源光网络传送带宽远远大于目前的需求,可适应密集波分复用。全光网络等新技术,前景无量。将光纤敷设到大楼,线路中途没有复杂的传输设备,技术上简单,维护方便,这种方式比在各小区设置有源光端机或局域网计算机,也有不可比拟的优势。 (2)ATM与IP的争论目前已趋于融合,多协议标签交换(MPLS)技术作为下一代网络技术已成为业界的共识。MPLS不但支持多种网络层技术,而且是一种与链路层无关的技术,它可支持X.25、帧中继、ATM、SDH、DWDM等传输方式。可使各种不同的网络传输技术统一在同一个MPLS平台上,MPLS能够以无连接方式或显式路由的方式提供面向连接的业务,能够提供有效的服务质量保证(QoS)。MPLS最大优势在于:以软件为主,可运行在各种不同的网络上。目前,江苏省已建设了相当规模的ATM交换节点。在此基础上,利用软件升级来提供MPLS功能,在接人网建设中采用ATM-poN进而将MPLS技术延伸至接入网以至用户终端,以便更好地传递综合信息,这是一种顺理成章的演变。 2.2楼内进户线采用宽带传输线,但用各种调制解调器 光纤到大楼后光网络单元(ONU)设置在楼道内,至用户住宅内的引入线距离一般不超过100m,这段引入线可根据用户业务需求(电话、IP、VOD、有线电视)直接布放五类线和同轴电缆或两类线缆合并的多媒体线。其造价小于500元/户(2-5元/米),布放的难度也不大。这种星型状态下的同轴电缆已不同于HFC网络传输模式的树状结构,已没有所谓的噪声积累,其造价远远低于单端 ADSL大于2000元)和 HFC网络中电缆调制解调器的造价,传送带宽远远大于这些调制解调器。采用五类线+同轴线从ONU引人住户内,省略了用户端的调制解调终端,有利降低用户操作的难度,减少障碍、便于维护,适应信息家电时代的到来。技术更新时,可重点改换ONU的电路板,不必再去更新用户端的终端,随着技术的进步,普通光纤和塑料光纤的引人,此段线将逐步更新。现阶段的过多投入是徒劳的。因此,在现有市话电缆上利用ADSL数字传输技术传送宽带业务应慎重。ADSL仅能应用在那些光纤接入网尚未形成,电缆传输质量较好,宽带业务需求不大的少量分散和急需的用户,若大量推广应用昂贵的过渡措施,将失掉建设带宽极大的光纤网路的机遇,形成新的包袱,造成投资浪费。 2.3立足国内各企业的实情,以不同策略实现接入网的宽带化 信息化时代,用什么策略和技术方法实现电视、电话、计算机的融合,各类企业有不同的表述。中国电信数十年来建成了一个庞大的电话网,具有数千亿元的固定资产,一亿多部电话,但是我国的通信网络从全国来看尚处于大发展时期,电话普及率2000年全国可望达13%,与发达国家80%-90%甚至更高的普及率相比,现有网络仍是“初级阶段”,需要发展数亿部电话和交换机,今后传输线路建设有条件跨过钢缆发展阶段,不必照搬外国运营商的模式,采用设备厂商极力推荐的过渡产品。目前在以电话业务为主的时代采用能够叠加和分流IP业务的传输手段,使电话网逐步演变为同时具有面向连接和无连接的分组交换网,这应该是一个结合本企业实情的优选方案。对于其它新兴的网络运营商,采用计算机界倡导的IP网络技术,这也是一种明智之举。电信界推崇的ATM技术适合于广域网,而IP技术更多地是针对局域网。ATM和IP各有优缺点,因此出现了将IP与ATM的优点结合的MPLS技术,在满足新的业务需求的同时,维护了现有的投资。用计算机界的技术或电信界的技术包打天下都是不切实际的做法,即使MPLS技术是目前最佳的融合技术,但在新技术层出不穷、日新月异的时代,我们还要看到将来,如全光网络及其光交换技术。 2.4接入网建设中几种设计方案反思 (1)接入网建设要综合考虑可靠性、实用性、经济性 前几年,我国相当部分的城市接入网建设中,设置了大量的光缆环型网,建设思路和目的是建立高可靠性的有自愈性能的环网(或者是网格型),方法是有的大环网套小环网,但经几年的使用,暴露了此种方式存在的缺点,主要是: 接入成本较大,强调了高可靠性,忽视了为普通百姓服务的大众性。经济性,使每纤芯公里高达2000-3000元,相当部分的纤芯未能利用,浪费严重,高成本不利于参与市场竞争。结构复杂,维护困难,“牵一发动全身”,一处节点调纤或修理,影响一个环网上的多处节点用户,反而影响了传输的可靠性。 多个环网的交叉需设立光交接箱,这些交接点的光接头受潮氧化,造成衰减增大,障碍增多。在接入网宽带化建设中要清除这些弊端,要综合考虑可靠、普及、经济、易维护等因素。对重要用户(如政府、金融系统、大企业、大学校、密集用户)、长距离大范围主干线路可考虑采用环网或双回路,而对大部分住宅用户则采用易型网来覆盖,星型网的安全性比起HFC网络型式已有较大改进。同时,对光纤的复用路数不要过高(每对纤有源复用不要超过300户,无源复用不要超过32路)以防止光纤通路发生障碍时影响范围过大。 (2)要区别对待城市接人网与长途传输光纤的复用率 当今,长途光缆传输已经步入了密集波分复用时代,一对光纤可传送数10 Gbit/s甚至更高的速率,这种技术是针对海缆和地下光缆敷设造价昂贵而开发的,高带宽的复用设备相对光缆其造价和建设要经济和方便(一个城市也就几个端局设备人相反,对接入网来说,城市用户密集,光缆敷设长度短(一般小于5km),有地下管道,在光纤造价越来越低的时代,经无源少量复用后的每对公里光纤造价仅数百元,分摊到户仅数十元,已没有必要用数十至数百个有源光接点和目前昂贵的密集波分复用设备来提高光纤的复用率。光纤到楼,ONU收容范围小于数十户,设备的环境适应能力和安全性、经济性都可以得到提高,到户设备仅为一个PC机或机顶盒以及非PC终端,用廉价的光纤代替传输路途中造价不菲的光有源设备或局域网计算机及其附属设备,其优点不言而喻。因此,城市接入网应该采用与长途线路截然相反的模式,以大芯数光缆构筑线路来实现接入网的宽带化,尽量简化远端设备,并使之适应各种自然环境。如此可实现“大容量,少局所" 的格局,使网路的运营效益大大提高。 3 结束语 以上根据接入网建设及其宽带化进程中存在的问题,针对目前接入网技术发展的各种流派和优缺点,从传统电信运营商的角度,提出了当前阶段相应的解决办法和对策思考。接入网建设再也不能徘徊不前,必须明确发展方向,国内运营商、设备制造商应共同努力抓住机遇,两步并作一步,适当超前地采用新技术,实行跨越式发展,在接人网宽带化进程中,少用过渡性措施,以采用主干SDH环网和无源光网络相结合的线路技术手段,实现光纤到楼,建好高速路,适应各种低、中、高速“车”。在传输方式上,宽带、窄带叠加,数字、模拟并举,以AW和IP相融合的MPLS技术为综合平台,承载多媒体业务,将电话网逐渐演进形成语言数据混合网。我们要瞄准2010年部分实现光纤到户这个目标,“统一规划,分步实施”,做好光纤接入网分步发展规划,避免重复拆建和浪费,保证网络升级和发展的持续性。
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