寬帶接入網(wǎng)綜合化論文

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摘要:分別就不同寬帶接入技術的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢進行了簡要的介紹，對接入平臺綜合化的歷史進程和發(fā)展趨勢進行了分析、總結，對當前最主要的寬帶綜合接入平臺—數(shù)字用戶線接入復用設備(DSLAM)的演變趨勢做了具體分析，最后介紹了部分可行的基于不同接入技術平臺的綜合運用形式。

關鍵詞:寬帶接入網(wǎng)，接入復用器，接入網(wǎng)綜合化

進入21世紀以來，人們對寬帶業(yè)務的需求劇增，寬帶接入技術進入了一個快速發(fā)展時期，呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢。一方面，接入網(wǎng)的光纖化提供了一條擁有巨大帶寬的接入途徑，光纖到戶(FTTH成了接入網(wǎng)發(fā)展的理想目標。但是，今天的技術發(fā)展態(tài)勢告訴我們，接入網(wǎng)光纖化不是惟一的趨勢，接入網(wǎng)應是各種技術的綜合，并將逐步向更高帶寬、更加經(jīng)濟、更加方便、更能區(qū)分服務并提供相應服務質(zhì)量保證等方向發(fā)展。寬帶綜合接入平臺是全面滿足和適應這種發(fā)展進程的產(chǎn)物，也是近期接入網(wǎng)技術發(fā)展的重點之一。下面分別就不同寬帶接入技術的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢，以及接入平臺綜合化的歷史進程和未來發(fā)展進行分析、總結，并對當前最主要的寬帶綜合接入平臺—數(shù)字用戶線接入復用設備(DSLAM)的演變趨勢做具體分析。

一、現(xiàn)有寬帶接入技術及其應用情況

當前紛繁的寬帶接入技術可劃分為有線接入技術和無線接入技術。其中，有線接入技術包括銅纜接入、光纖接入、混合接入、電力線接入;無線接入技術包括固定無線接入(FWA)和移動接入。

銅纜接入主要被擁有固定市話網(wǎng)絡的運營商，如中國電信、中國網(wǎng)通和中國鐵通等所采用，是國內(nèi)當前最主要的寬帶接入方式，其中主要是ADSL;光纖混合同軸電纜<HFC)主要被廣播電視部門所采用，是北美地區(qū)主要的寬帶接入方式，國內(nèi)則不然;移動接入目前主要由中國移動、中國聯(lián)通在使用，帶寬還很有限，而基于3G的移動接入帶寬能力被看好;固定無線接入則可為以上不同運營商所采用;另外，電力線等新的接入方式被電力通信之類的新興運營商

所采用。

一、寬帶接入技術的演進趨勢

1.技術演進的幾個方面

1)向光纖化過渡

我國接入網(wǎng)骨干層的光纖化已經(jīng)完成，而接入層(配線層和引入層)的光纖化還處于起步階段，SDH和各類無源光網(wǎng)絡(PON)相結合的傳輸技術比較經(jīng)濟，符合中國具體的網(wǎng)絡情況。應當首先實現(xiàn)光纖到路邊、光纖到小區(qū)和光纖到大樓，然后隨著通信業(yè)務的發(fā)展和網(wǎng)絡結構的不斷演變，逐步推進光纖接入網(wǎng)的建設，擴大光纖接入網(wǎng)的覆蓋范圍，縮短光纖接入網(wǎng)與用戶終端的距離。

(2)充分利用原有線纜并適度挖潛

寬帶接入在追求高帶寬的同時，還應重視經(jīng)濟性、方便性，光纖接入雖然有巨大的帶寬，但目前還不具備經(jīng)濟性、方便性。反過來看，用戶網(wǎng)長期以來是以金屬線纜為基礎的，經(jīng)過多年的建設，存在大量的線纜資源，如固定電話雙絞線網(wǎng)、有線電視的HFC網(wǎng)、無處不在的電力線網(wǎng)等，u_其帶寬能夠滿足現(xiàn)有卞要業(yè)務的要求。在寬帶接入網(wǎng)建設的初期，應充分利用基于這些線纜的接入技術，以節(jié)省投資，滿足快速發(fā)展的業(yè)務需求。電力線資源巨大，其寬帶應用還剛剛起步，有待進一步挖掘其潛力。C3>以固定無線接入補充有線接入網(wǎng)

固定無線接入方式提供業(yè)務快、組網(wǎng)靈活、易維護、初期投資少，而目_允許用戶在局域范圍內(nèi)慢速移動，適于在農(nóng)村地區(qū)為散居人口提供經(jīng)濟的接入和應急通信的接入，也可以作為城市改造區(qū)域的臨時接入手段;與FTTX+xDSL,FTTX+LAN等配合使用可以擴大覆蓋范圍。C4)接入平臺的綜合化

ADSL接入平臺有其特有的優(yōu)勢，如基于現(xiàn)有的電話線并與模擬話音或ISDN共存，速率的不對稱性剛好滿足上網(wǎng)需求;與此同時，它也有很多劣勢，如在距離、速率、非對稱性等方而受到的限制。將ADSL與SHDSL,VDSL等不同的xDSL接入方式以及以太網(wǎng)接入方式納入同一接入系統(tǒng)平臺，能充分發(fā)揮不同技術的特點，并相互補充，這已成為當前接入技術發(fā)展的重要趨勢。

2.當前接入網(wǎng)的發(fā)展策略

構筑未來接入網(wǎng)的關鍵在于如何合理地處理各種寬、窄帶業(yè)務，寬帶網(wǎng)絡的構建必須充分利用現(xiàn)有的龐大網(wǎng)絡，因而寬帶接入是演進而非革命。從總的方向來看，F(xiàn)TTH仍然是長期目標，它卞要解決帶寬問題。與此同時，接入網(wǎng)傳輸?shù)腎P化以及基于同一平臺的各種業(yè)務的綜合接入也是接入網(wǎng)發(fā)展的目標，是寬帶接入網(wǎng)滿足未來更高業(yè)務要求的技術保障。但是，當前接入網(wǎng)建設中擺在第一位的是如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡資源基礎上啟動光纖接入網(wǎng)，最大限度地節(jié)省投資并保證接入網(wǎng)能適應通信業(yè)務種類和規(guī)模劇增的需要，以及能夠向未來寬帶接入網(wǎng)順利過渡。從技術和市場的角度來看，基于FT-TX+各類寬帶接入技術的方式是目前寬帶技術的卞要方式，是逐步向FTTH演進的平滑過渡方式。而其中FTTX+xDSL和FTTX+LAN是目前技術比較成熟，市場也最為成功的寬帶接入方式。

由于寬帶接入市場規(guī)模巨大，不同的技術都在向?qū)拵Ы尤霛B透。卜一代網(wǎng)絡是網(wǎng)絡演進的總趨勢，它是以IP為中心并支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的融合網(wǎng)絡，對當前的接入網(wǎng)來說，可首先實現(xiàn)傳輸?shù)腎P化，并逐步向卜一代網(wǎng)絡過渡。

隨著寬帶化的發(fā)展和不同網(wǎng)絡技術的相互融合，以及用戶對電信綜合業(yè)務的需求與日俱增，作為業(yè)務網(wǎng)和用戶之間橋梁的接入網(wǎng)，其光纖化、寬帶化和綜合化是必然的發(fā)展趨勢。綜合化既可容納具有不同特點的新技術，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，滿足不同的業(yè)務需求，又可方便地實現(xiàn)向卜一代網(wǎng)絡的過渡。在寬帶接入網(wǎng)綜合化發(fā)展過程中，存在如卜幾個不同的發(fā)展階段:

1.早期的寬、窄帶兼容的綜合接入

以烽火通信的綜合寬帶接入系統(tǒng)IBAS為代表的綜合接入方案，是以SDH等成熟的光纖傳輸技術為承載平臺，支持以太網(wǎng)、數(shù)字視頻廣播(DVB)等寬帶接入和話音、ISDN等各種Nx64kbit/s速率的窄帶接入。

2.基于DSLAM的寬帶綜合接入

基于DSLAM設備的綜合化接入能力，實現(xiàn)ADSL,SHDSL,VDSL和LAN的綜合接入，是當前寬帶綜合接入的卞流技術。

3.新的寬、窄帶兼容的綜合接入

以港灣網(wǎng)絡的綜合業(yè)務接入網(wǎng)產(chǎn)品IONS為代表的新一代綜合接入平臺，實現(xiàn)了窄帶電路交換和寬帶IP分組交換一體化的結構設計，以及寬、窄帶各類業(yè)務板的同框棍插，使寬、窄帶業(yè)務在卞控板上得以l聚，統(tǒng)一提供寬、窄帶上行接口，實現(xiàn)各業(yè)務板交換與集中控制管理功能，不但可以提供窄帶話音和傳統(tǒng)的DDN/FR業(yè)務，還可以提供ADSL,VDSL,

SHDSL,LAN,WLAN等多種寬帶綜合接入手段。

所謂棍插即在同一背板的業(yè)務槽位上根據(jù)業(yè)務需要選擇插入ADSL,VDSL等不同的業(yè)務板卡，由系統(tǒng)自動識別板卡類型并作相應處理。

4.卜一代網(wǎng)絡的綜合接入

卜一代網(wǎng)絡具有開放、分布式的網(wǎng)絡架構和豐富多樣的綜合接入承載手段，是實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和圖像綜合接入的理想承載平臺。就目前來說，基于軟交換的卜一代網(wǎng)絡還處于試驗階段，其綜合接入設備功能還較簡單，只提供Z接口和以太網(wǎng)接口。另一方而，如果基于前而寬、窄帶兼容的綜合接入平臺實現(xiàn)對軟交換的支持，便可提供更豐富的接入方式。當然，目前卜一代網(wǎng)絡的QoS,IP地址、流控/安全、協(xié)議互通、兼容性等尚不能完全滿足運營要求，相關的標準正在制訂、完善之中，其實用性有待規(guī)模商業(yè)試運營的考驗。

ADSL誕生之初正是ATM技術被看好之時，由于ATM被認為是網(wǎng)絡承載的理想平臺，特別是在帶寬受限時具有良好的性能，如可以讓時延敏感業(yè)務和大傳輸量業(yè)務共用一條帶寬受限鏈路，所以AD-SL在鏈路層也采用了ATM的信元格式。然而實際應用時，對時延敏感的話音業(yè)務仍然采用模擬信號，大量其他信急(卞要是數(shù)據(jù),VoIP和Web視頻)在用戶端均以IP分組的形式存在，在ADSL線路上卻要以ATM信元來承載。因此，便引發(fā)了ADSLDSLAM結構的演變:從端到端ATM模式到ATM內(nèi)核IP上行，再到IP內(nèi)核IP上行。與此同時，DSL技術也在不斷發(fā)展，如VDSL既能支持對稱業(yè)務又能支持非對稱業(yè)務，目_最高卜行速率在300m距離時可達52Mbit/s;SHDSL則支持對稱業(yè)務，并可支持多線對方式，它們與ADSL具有很好的互補特性，并可共存于同一DSLAM平臺。另外，LAN的接入方式有著與用戶端數(shù)據(jù)業(yè)務特有的一致性，隨著技術的發(fā)展也被納入DSLAM平臺。因此，基于DSLAM的綜合接入也伴隨著其結構的變化而發(fā)展、變化。

1.DSLAM綜合接入技術的二個發(fā)展階段

(1>l};到端ATM模式的第一代DSLAM

基于當初對ATM技術的依賴，從用戶駐地設備(CPE)到DSLAM的上行端口間的整個鏈路為端到端的ATM方式，對DSLAM來說包括它的上、卜行鏈路和交叉連接均基于ATM來實現(xiàn)。DSLAM的組網(wǎng)只能是基于城域ATM網(wǎng)絡或提供ATM端口的設備來實現(xiàn)。由于早期的VDSL也是采用基于ATM的端到端模式，故可實現(xiàn)ADSL,VDSL及其他基于ATM端到端模式的DSL綜合接入平臺。

C2)ATM內(nèi)核IP上行的第一代DSLAM

隨著DSLAM的大量應用，原有ATM網(wǎng)絡資源將很快耗盡，新建ATM網(wǎng)絡成木高、利用率低，而IP城域網(wǎng)絡資源豐富，端口成木低廉。為了適應這種變化，并保留原有的核心技術，人們想到使ATM信號在DSLAM的上行端口前終結，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后直接提供IP上行端口，從而可經(jīng)IP進行DSLAM組網(wǎng)。由于核心沒有變化，此時的DSLAM不僅具有第一代的所有功能，并增加了組網(wǎng)的靈活性，而目_棍插技術也進一步成熟，即在單一機框的同一背板上可插入ADSL,VDSL,SHDSL等xDSL類型線路板，以滿足不同業(yè)務用戶的需要。

C3)IP內(nèi)核IP上行的第二代DSLAM

這里所說的第二代DSLAM，更多地是強調(diào)技術的差別，從當前應用的情況來看，第一代和第二代DSLAM各有千秋:第_代DSLAM技術成熟，級聯(lián)方式豐富，可充分利用不同的網(wǎng)絡資源;第二代DSLAM以IP為核心，ATM分布式地在業(yè)務板上進行終結，即在每個業(yè)務板上實現(xiàn)ATM信元的終結和每條永久虛連接(PVC)與虛擬局域網(wǎng)標識(VLANID)的一一映射，這種結構特別有利于用于承載以太網(wǎng)的VDSL以及LAN的接入方式。就長期的發(fā)展來看，IP內(nèi)核的DSLAM與網(wǎng)絡IP化發(fā)展的大趨勢一致，其固有的優(yōu)勢將日益凸現(xiàn)。

2.DSLAM結構與綜合接入技術的實現(xiàn)

DSLAM設備的系統(tǒng)結構按照所采用的芯片組的不同而有所不同，其中一種典型的結構是采用高速串行技術—低壓差分信號(LVDS)進行背板互聯(lián)，由二類板卡分別實現(xiàn)上聯(lián)、核心處理和用戶連接，以及用各類輔助板卡實現(xiàn)其他連接。

3.DSLAM組網(wǎng)連接的綜合化

為了進一步合理利用城域網(wǎng)傳輸，匯聚資源，滿足接入網(wǎng)擴容的需要，需對DSLAM設備進行合理組網(wǎng)。擴容后的DSLAM對ATM端口的消耗很大，而運營商目前一般不再愿意對ATM網(wǎng)絡進行擴容。解決此問題的辦法有兩種:一是采用IP上聯(lián)的方式;一是根據(jù)各地DSLAM的帶寬需求和需級連的分支節(jié)點數(shù)，采用不同方式進行級連，如基于ATM155Mbit/s進行級連，也可基于ATM反向復用(IMA)的Nx2Mbit/s進行級連，這里N根據(jù)連接需要取不同值，還可棍合ATM,IMA和IP進行組網(wǎng)。

(5)加速WATM的研究

無線ATMCWATM:WirelessATM)是為那些需要帶有高性能音頻和視頻的高速數(shù)據(jù)通信的用戶而提出的一種解決方案。它可以提供高傳輸速率的多媒體通信業(yè)務，正好與3G的業(yè)務目標一致。

無線ATM技術的實現(xiàn)將使無線寬帶接入的應用成為可能，從而滿足人們對無線多媒體業(yè)務的需求。此外，采用ATM技術的無線網(wǎng)絡的另一個好處是能方便地與B-ISDN/ATM網(wǎng)絡實現(xiàn)互連互通。因此，在WCDMA網(wǎng)絡系統(tǒng)中應用WATM技術是非常有必要和有意義的。

目前的寬帶接入方式卞要是光纖技術與銅纜技術的結合，即采用FTTX+xDSL,FTTX+LAN或HFC的方式。隨著WLAN技術的成熟，以及信急產(chǎn)業(yè)部決定放開5.8GHz頻段作為無線上網(wǎng)頻段，5.8GHz和2.4GHz兩個頻段都可以用做上網(wǎng)頻段，各運營商可借助自己已有的寬帶城域傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)的優(yōu)勢，在寬帶擴容中考慮提供ADSL+WLAN,FTTX+WLAN或FWA+LAN形式的無線寬帶接入業(yè)務，以增強寬帶接入的移動性，滿足家

庭、企業(yè)對移動接入的需求，免除室內(nèi)布線，實現(xiàn)有線與無線結合、移動上網(wǎng)、多人共享帶寬等功能。此外，光纖接入、銅纜接入還可與電力線接入等形式實現(xiàn)綜合互補，以滿足未來業(yè)務的需求。

寬帶接入技術正在快速地向高帶寬、可管理、更經(jīng)濟、更方便、能提供一定服務質(zhì)量的方向發(fā)展，并向卜一代網(wǎng)絡靠攏。而接入網(wǎng)的綜合化能更容易地結合不同技術的優(yōu)勢，更好地滿足業(yè)務的發(fā)展需求，并能適應向未來網(wǎng)絡技術的演變。

從技術角度來看，ATM技術非常完善，無可挑剔。ATM是一種超前的技術，人們尚未意識到它能帶來的好處。

ATM技術使用固定長度信元使打包、拆包時延相當，減小了時延抖動，并目_小信元長度有效地降低了時延值。ATM在統(tǒng)計復用、流量控制、QoS和CoS等方而的先進技術優(yōu)于IP體制，是IP技術可持續(xù)發(fā)展的保障。ATM技術是互聯(lián)網(wǎng)最有效的、最容易擴展的組網(wǎng)技術，它擴容方便、能保證QoS并具有動態(tài)的用戶管理能力。

ATM技術不是過時了，而是以一種更務實的姿態(tài)進入實用階段，對ATM技術的理解也應在思想上更新。我們應該充分認識到ATM技術的巨大優(yōu)勢，以及未來廣闊的市場前景，加大對ATM技術的研究，避免長期以來低水平的跟隨和重復，直接研究最有生命力、最容易取得獨立知識產(chǎn)權的技術。