有线接入技术应用分析（汪永明、彭琳明）<1>

发布: 2010-10-20 14:25 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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有线接入技术应用分析（汪永明、彭琳明）<1>
    摘要：根据ITU－T G.902标准的定义，所谓接入网是指连接用户和业务节点的一部分电信
网络，用户通过用户一网络接口（UNI）与它相连，它通过业务节点接口（SNI）与业务节点
（SN）相连，并通过 Q3接口与电信管理网络（TMN）相连。文章结合业务与市场需求，分析了
目前各种有线接入技术的技术特点，根据FTTB，FTTC，FTTCab和FTTZ的不同方式，分别讨论了
各种有线接入技术在接入网中的应用和市场情况，认为ADSL（包括G.lite）、VDSL和APON分别
是目前、中期和长期接入网发展的重点技术。
    关键词：FTTB FTTC xDSL以太网 SDH PON
    一、背景
    随着多媒体业务的发展和信息化的推广，用户、新业务与通信基础设施之间的互动和依赖
越来越紧密，而通信基础设施适度超前建设又是带动整个多媒体和信息市场大发展的前提，这
是业界的普遍共识。在此共识下，电信及相关的部门正在实施或制定宽带网络的计划，而如何
解决接入网——目前数据及多媒体通信的“瓶颈”问题自然是这一计划的重要环节。
    对于有线接入网络来说，在解决宽带接入这一问题时，光纤进一步向用户延伸是不可避免
的，而就目前的经济、技术和市场来看，光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到
楼阁（FTTCab）和光纤到小区（FTTZ）应该是目前和近几年光接入网络的重点。
    目前和近期实现F7TH比较困难，而实现F7TB，FTTC，FTTCab和FTTZ要相对容易一些。对于
FTTB，FTTC，FTTCab和FTTZ方式，在技术上有两个需要解决的问题：一是光网络单元（ONU）
与光纤线路终端（OLT）之间应采用何种技术来进行信息的传输；二是用户终端或局域网以何
种方式接入ONU。解决这两方面问题（特别是后者）的技术都比较多，在今后的实际接入网中
很可能是多种技术并存。对于大多数电信设备生产厂商来说，开发用于宽带接入的NT，ONU和
OLT可能是进入宽带通信市场的一个比较现实的切入点。
    二、业务需求分析
    FTTB，FTTC，FTTCab和FTTZ在业务需求上是有所不同的。其中，FTTB主要针对高级商用办
公大楼的中小企业（包括大企业的分支机构），有独立办公大楼的大企业、学校、医院、政府
部门及高级宾馆等；FTTZ则主要是针对住宅小区；FTTC和FTTCCab主要是针对较为分散的企业、
学校、医院、政府部门、高级宾馆及办公楼区和小居民区。从目前来看，它们近期所需要的主
要业务包括：
    ·传统电话／传真：包括模拟电话、数字电话、各种传真业务；
    ·普通Internet／IP窄带业务：利用普通调制解调器、ISDN上网及实现窄带IP业务；
    ·ICP与信息发布：ICP和单位发布信息；
    ·宽带数字音／视频业务：包括高质量的视频会议、远程教育、远程医疗、数字电视、
AOD／VOD等；
    ·高速数据／文件传输：主要指海量数据库和大批量大型数据、静止图片与文件的传输；
    ·局域网／企业网接入；
    ·专线：提供电路仿真业务。
    对于广大的普通用户来说，Internet接入、Web浏览、IP电话、中等图像质量的远程教育、
在家办公、可视电话和电话等是目前及近期最主要的需要，其速率在1.5Mbit／s以内；而提
供宽带数字视频业务是全业务（接入）网所要达到的目标。
    三、市场需求分析
    目前，宽带业务的市场还在培育期，对于电信服务提供商和内容服务商来说还是一个开
始进行实验性投资的时期；而对于电信设备生产商来说，其市场已开始或即将启动。特别是
中国电信、有线电视等几家运营者在多媒体通信领域的竞争，促进了宽带通信设备市场的初
步形成（这一点可从近年来各大城市和经济发达地区不断推出的宽带小区和智能小区上可以
清楚地看出），因此在某种意义上来说，目前及近期国内宽带通信设备，特别是宽带接入设
备的市场更主要是源于电信服务提供商之间的竞争和抢占市场的需要，而非普通电信服务消
费者的需要，这也同时决定了目前宽带通信设备市场暂时有限，其发展速度还不是太快（但
加速度比较大）。然而，一旦一些大楼和小区实现宽带化后，宽带业务的内容提供商会随之
出现并得到发展，于是更大规模的宽带化工程也会随后实施。
    尽管目前宽带设备市场还比较小，但就目前可以看到的用户或潜在用户来看，其绝对量
并不算小。以下是部分地区用户的情况：
    有（潜在）需求的高级商用办公大楼目前主要分布在较发达的城市，如北京、上海、广
州、深圳等。北京和上海的高级大型商用大楼数目都在150以上，广州在100以上，深圳和武
汉都在80以上。其它城市暂时没有统计数据，但随着经济的发展，有需求的高级商用大楼的
数目将会增加。
    有（潜在）需求的大企业主要是指从事信息业、电力、银行、金融等有大量信息技术人
员并具有经济能力的企业。尽管这些企业的数目目前不算多，但在各地都有，并且它们在信
息化浪潮中表现得较为活跃。
    学校对宽带接入的需求源于电子化教学和远程教育；医院对宽带接入的需求源于远程医
疗和信息化社区；政府部门对宽带接人的需求源于“政府上网工程”和办公的信息化、公开
化。这三个方面的市场有一个共同特点，即其市场的动力主要来自于政府行为。
    中国电信正在进行新型小区宽带接入网络的建设，并向有线电视业务渗透；有线电视方
面也在规划宽带接入网络的建设，以提供宽带接人服务。中国电信在北京、上海、武汉、广
州、深圳等许多城市和沿海开放城市建成了不少具有相当规模的宽带小区，随着电信和有线
电视之间的竞争，这种小区的数目会快速增加。
    最后值得一提的是，目前宽带网络建设中的大楼用户、单位用户和小区里的用户在地域
分布上都很集中，这无疑为宽带网络的实验性建设或初期建设提供了条件。
    四、各类有线接入技术分析
    目前接入网技术很多，它们在数据传输特性、市场定位、在接入网中的位置及解决的问
题都有所不同。这些技术主要包括普通调制解调器，N－ISDN，电缆调制解调器，HFC，HDSL，
ADSL，无分路器ADSL（G.lite），VDSL，SDH，PON与APON以及IM－DSL等，以下分别对其进行
分析。
    1．普遍调制解调器
    普通调制解调器是目前实现窄带Internet接入的主要方式，其技术成熟，最高可提供
33.6kbit/s或56kbit/s的数据传输速率，由于我国网络线路质量等方面的原因，大多数情况
下典型的下载速度在每秒1200 Byte左右。由于其速率有低，正在逐步被N－ISDN所替代。
    2．N-ISDN
    N－ISDN也是一种典型的窄带接入的铜线技术，比较成熟，提供64，128，384，1536，
1920kbit／s等速率的用户网络接口。N－ISDN近年的发展与Internet的发展有很大的关系，
目前主要是利用2B＋D来实现电话和Internet接人。利用N－ISDN上网时的典型下载速率在每
秒8000 Byte以上，基本上能够满足目前Internet划览的需要，使其成为广大Internet用户
提高上网速度的一种经济有效的选择。目前N－ISDN的主要优点是其易用性和经济性，既可
满足上网的同时打电话，又可满足一户二线，同时还具有永远在线动态ISDN（AODI）的技术
特点。从目前的经济性与ICP/ISP所提供的服务等情况来看，使用N－ISDN来实现Internet接
入的市场还是相当大的，是近期需大力推广的技术，也是近期内能够解决普遍用户接入的最
主要的方式。
    在应用和业务上，目前N－ISDN还有很大的潜力可以挖掘，特别是利用D信道永远在线和
免费的特点来提供窄带的增值业务具有广阔的市场前景。利用D信道可以进行小额电子支付结
算，可用于彩票系统。交通及事业性收费、日常生活费用支付、电子商务小额支付等。此外，
还可以大力开展Message on Demand（MOD）和News On Demand（NOD）等新业务。
    3．电缆调制解调器与HFC
    电缆调制解调器是利用有线电视网实现用户宽带数据接入的一种方法，也是混合光纤同
轴（HFC）网中的关键技术之一。HFC是宽带接入技术中最早成熟和进入市场的一种，具有宽
带和相对经济的优点。HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播电视，每
户至少2路电话和速率至少高达10Mbit／s的数据业务（目前已有成熟的40Mbit／s的电缆调制
解调器）。将来利用其550－750 MHz频谱还可以提供至少200路MPEG－2的电视点播业务以及
其它双向电信业务。从长远看，HFC网计划提供的是所谓全业务网（FSN），即以单个网络提
供各种类型的模拟和数字业务。将来用户数可以从500户降到25户，也就是实现光纤到路边；
最终用户数可望降到1户，也就是实现光纤到家，提供一条通向宽带通信的新途径。
    HFC目前的主要问题是回传信道的干扰问题。对此比较彻底的解决方案是所谓的小型光节
点方案，用独立的光纤来传双向业务，小型光节点采用低成本激光器（约100美元）。由于小
型光节点很接近用户，因而同轴网部分采用无源网，回传信道则安排在高频端，从而彻底避
免了回传信道的干扰问题。第二种比较好的解决方案是采用同步码分多址（S－CDMA）技术，
其信号处理增益可达21.5dB，使干扰大大减小，系统可以工作在负信噪比条件下，从而较好
地解决回传信道的噪声和干扰问题。HFC的最新发展趋势是与DWDM相结合，充分利用DWDM的降
价趋势来简化第二枢纽站；将路由器和服务器等移到前端，消除光一射频一光的变换过程，
从而简化了系统，进一步降低了成本。HFC目前在国内发展还面临一个问题，就是有线电视公
司在经济实力、网络管理与运营上还不足以与电信公司抗衡。
    4．HDSL
    HDSL是在无中继的用户环路网上使用无负载电话线提供高速数字接入的传输技术，其典
型速率为2Mbit／s，可以实现高带宽双向传输。HDSL使用两对或三对双绞铜线，可在现有任
意双绞线上传输，并可无中继运行，距离可达3－5km。HDSL的优点是不需选择线对，误码率
（BER）低，采用线路码，具有良好的频谱兼容性。目前HDSL技术已经发展得比较成熟，主要
用于替代传统的T1／E1接入技术。HDSL系统可以为用户提供30B＋D或2 Mbit／s租用线，也可
以用来传送30路话音；它适用于连接PBX系统、数字局域环路、Internet服务提供商和大学校
园网等；通过复用技术，可以同时传送多路语音、视频和数据。
    HDSL是一种典型的铜线技术，主要用于解决对传输速率要求在2 Mbit／s以内的分散用户
的接入。目前，还没有标准形式的HDSL设备，因此不同厂家的设备不能互相兼容。
    HDSL可以与FTTB／FTTC相结合，用于解决ONU周围较远用户的对称且2Mbit／s以内带宽的
可靠接入，特别是专线用户的接入。
    5．SDSL
    与HDSL一样，SDSL也是一种对称铜线传输技术。SDSL使用单根双绞线，可以提供双向高
速可变比特率连接，速率范围从160kbit／s到2.084Mbit／s ；在0.4mm双绞线上届大传输距
离是3km。SDSL也可以与FTTB／FTTC相结合，用于解决ONU周围较远用户对称的2Mbit/s以内带
宽的可靠接入，特别是专线用户的接入。
    6．ADSL
    ADSL是在无中继的用户环路网上使用有负载电话线提供高速数字接入的传输技术，对很
少使用宽带业务的用户是一种经济快速的接入方法。ADSL通过采用“非对称”传输，避免了
常规对称传输系统所难以避免的用户侧干扰问题，提高了传输速率，延长了传输距离。ADSL
采用离散多频音（DMT）线路码，下行通信可以支持的速率为1.5－8Mbit／s，上行通信速率
为16－640kbit／s，模拟用户请路独立，目前已能在0.5mm芯径双绞线上将 6 Mbit／s的信号
传送3.6km之远。    ADSL所支持的主要业务是Internet宽带接入、远程LAN访问等。其最大
特点是无需改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务。ADSL业务能力可提供的传输通道有：
①高速单工通道：该通道提供DS逢速率（6-14Mbit／s）的下行数据流，它可以分成4个1536
kbit/s的A信道，每条A信道都能传送MPEG－1质量的图像；②64 kbit／s双工数据传输通道：
可配合高速通道使用，在用户和业务提供者之间进行交互式控制和必要的信息传输；③全双
工通道：根据业务需要，ADSL系统可提供160kbit／s和576kbit／s的速率；④宽带业务传输
通道：可以通过现有双续铜线接入实现高速宽带业务，为用户提供宽带信息服务。
    ADSL是目前最令人关注的宽带接入技术。ADSL技术于20世纪90年代在美国兴起，当时由
于拔号用户长时间占用电话线路，改变了电话网的话务特性，使电话网不堪重负，因此急需
能够实现数据旁路的新的接入方式；与此同时，有线电视公司正在推广使用电缆调制解调器，
抢占宽带接入市场。为了与有线电视公司竞争并解决数据旁路问题，ADSL技术应运而生，并
得到了各电信公司的大力支持。ADSL技术目前已很成熟，在北美和亚洲经济发达的一些国家
发展势头强劲。目前虽然有数十家ADSL芯片生产厂家，但ADSL芯片仍然供货紧张。我国的ADSL
实验性建设最早在广州和深圳进行，后来上海、北京也开始了ADSL实验性建设。
    虽然ADSL技术的提出在很大程度上是为了解决VOD业务的传输问题，但随着ADSL的推广使
用发现，在目前的模式下利用ADSL来实现VOD还存在一些技术和经济上的困难，因此，支持
ADSL技术的人目前已不太注重VOD这一业务了。
    我国由于用户线路质量比较差以及其它各方面的原因，把DSLAM放在市话端局的ADSL接入
方式可能难以为普遍用户提供真正意义上的宽带接入（这也是N－ISDN还有发展空间的重要原
因之一），加之我国宽带用户分布比较集中，在宽带接入网络建设中，采用ADSL加FTTC，
FTTCab，FTTZ的方式来实现用户的宽带接入不失为一种较好的办法。