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多元化宽带接入 突破“最后一公里”瓶颈
[ 通信界 / 中国网通集团研究院 唐雄燕 / www.cntxj.net / 2004/12/2 ]
 

  随着电信竞争的加剧、用户规模的扩大、业务量的增长以及业务种类的增多,尤其是用户对各种新业务、宽带业务的需求越来越高,传统的接入网已越来越不适应新形势,已成为整个电信网的瓶颈。宽带化、综合化、IP化、智能化已成为接入网的发展方向。(彻底调查)

  ADSL:传统运营商的首选

  ADSL是目前DSL技术系列中最适合宽带上网的技术,理论上ADSL可在5公里的范围内、在一对铜缆双绞线上实现下行速度达8Mbps、上行速率达1Mbps的数据传输。但由于受骨干网带宽、网站服务器速度以及线路状况的限制并基于经济性等方面的考虑,现阶段运营商在开放ADSL接入业务时提供的下行带宽一般限制在512kMbps~2Mbps范围内。ADSL的标准化很完善,产品的互通性很好,随着使用量的增大价格也在大幅下降,而且ADSL接入能提供QoS,确保用户能独享一定的带宽。ADSL作为最经济便捷的宽带接入途径,是目前中国两大固网运营商重点发展的宽带技术。

  困扰ADSL发展的一大问题是线缆质量和串扰会严重影响ADSL的开通率,制约ADSL的业务拓展。但随着DSLAM不断向用户端推进,接入距离的缩短会在很大程度上解决ADSL的串扰问题。不过ADSL的传输速率终究有限,无法与光接入以及FTTx+LAN接入等高速接入技术匹敌,ADSL的非对称性也会严重制约交互式多媒体业务的开展。

  为解决目前ADSL的部分问题,ADSL技术本身也在不断改进。2002年7月,ITU发布了ADSL的两个新标准G.992.3和G.992.4,也被称为ADSL2。2003年3月,ITU又制订了G.992.5,也就是ADSL2+。ADSL2/ADSL2+在性能和功能上优于ADSL,必然会成为今后铜线宽带接入的重要发展方向,其产品已开始步入市场

  VDSL是速率最高的DSL技术,能提供对称与非对称两种模式,目前在1km范围内能达到双向对称11M速率的VDSL设备已广泛商用。VDSL可以在一定范围取代FTTx+LAN接入技术,避免在综合布线上的大量投资,可以成为传统运营商对抗新兴运营商以太网接入的重要手段。

  此外,SHDSL是长距离2M对称传输技术,能很好地解决E1的接入,满足中小企业组网的需求,也有着良好的市场应用。

  在采用ADSL接入时,过去使用得比较普遍的是基于ATM的DSLAM,便于业务管理和服务质量的保障,但需要依赖ATM传送网。而新的发展趋势是使用IPDSLAM,直接采用以太网上联,从而摆脱对ATM网的依赖,更好地适应电信网络IP化的大趋势。对于ADSL接入,目前最广泛采用的用户认证方式还是传统的PPPoE,该方式可以很好地支撑宽带网的计费、安全和管理等要求。随着ADSL的快速增长,如何实现便捷的运维管理已成为越来越突出的问题,ADSL测试和维护管理系统也开始受到运营商越来越广泛的重视。

  FTTx+LAN:新兴运营商的有力武器

  在光纤到大楼或小区后采用以太网接入(即FTTx+LAN)是被广泛看好而又争议不断的宽带接入手段。以太网接入采用5类非屏蔽双绞线(UTP)作为接入线路,因此需要在楼内进行综合布线。以太网在局域网中几乎一统天下,将以太网引入到接入网甚至城域网后,从用户桌面、接入网到核心网就可以完全采用同一技术,避免了协议转换带来的问题。以太网接入有扩展性好、价格便宜、接入速率高、技术成熟简单等优势,能向用户提供10/100M的终端接入速率。尤其是对于高密度用户群,以太网接入的经济性也非常好,而我国由于城市居民的居住密度大,正好适合以太网接入的这一特性。

  但是,由于以太网技术终究是为局域网应用所开发的,应用到服务商的接入网环境中后会出现许多问题,如需要解决用户控制与管理、用户认证和计费、用户隔离和安全保证、业务管理、服务等级区分、设备和网络管理、设备供电等诸多问题,为此许多设备商推出了各类专有的解决方案,适应运营商接入网应用的以太网规范也在逐步制订,但总的来说,目前非常理想的、能达到电信级运营要求的以太网接入产品和解决方案还比较欠缺,相关标准也有待完善。另外在实际环境中由于实装率低,往往导致投资回报差。而且大量的以太网交换机安装在用户楼内,也给维护管理带来了许多问题。虽然以太网接入能给每个用户提供10Mbps的接口速率,但实际上普通用户现阶段是难以真正独享10Mbps上网速率的,因为瓶颈还会发生在骨干网或ISP的出口上,例如目前从小区进入因特网骨干的带宽往往是很有限的。

  尽管以太网接入在实际运营中遇到了某些困难,但从长远来看,由于以太网接入手段的高带宽、低成本以及以太网技术本身的不断改进与发展,在商业大楼和新建住宅楼,以太网接入依然是前景良好的宽带接入手段,端到端的以太网服务也代表着通信技术的重要发展方向。而如何确保实装率,实现规模效益,将是以太网接入成功的关键。区别于一般的小区宽带服务商,电信运营商的以太网接入更注重网络的安全和对用户的有效管理,通常是采用PPPoE或Web认证来达到这一目的。

  光纤接入:瞄准“大容量、长距离”

  光纤接入能提供的带宽潜力是其它接入方式无法比拟的,而光纤到户(FTTH)是宽带接入的根本解决手段,不过现阶段FTTH还不经济可行,现阶段主要是实现光纤到大楼/小区。在光纤到大楼/小区后,实现光纤接入的主要技术手段有ATM多业务接入、SDH接入、千兆以太网接入等有源光纤接入技术和无源光纤接入技术PON。

  与有源光接入技术相比,PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备,从而使得维护简单、可靠性高、成本低,而且能节约光纤资源,将是未来FTTH的主要解决方案,随着PON成本的逐步降低,现阶段在某些适合树形光缆结构的FTTB/FTTC场合PON也有了一定的应用市场。目前PON技术主要有APON、EPON和GPON等几种,其主要差异在于采用了不同的二层技术。APON的最高速率为622Mbps,二层采用的是ATM封装和传送技术,因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题,未能取得市场上的成功。为更好地适应IP业务,EFMA在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术,IEEE802.3ah工作小组正在对其进行标准化,EPON可以支持1.25Gbps对称速率,将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品已得到一定程度的商用,由于其将以太网技术与PON技术完美结合,成了非常适合IP业务的宽带接入技术。在EFMA提出EPON概念的同时,FSAN又提出了GPON,FSAN与ITU已对其进行标准化,其技术特色是在二层采用ITU-TG.7041定义的GFP(通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射,能提供1.25Gb/s和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率,并具有强大OAM功能。在高速率和支持多业务方面,GPON有明显优势,将是PON的重要发展方向,但GPON的成本要高于EPON,目前产品的成熟性也逊于EPON。

  由于PON尚处在市场启动和推广阶段,现阶段有源接入依然是光纤接入的主要手段。对于商务大楼,由于业务类型繁多,宜采用能提供多种业务接口的综合光纤接入设备,典型的设备主要是基于ATM的多业务接入平台或基于SDH的多业务传送平台MSTP。MSTP由于与传统运营商的SDH网有很好的兼容性而在近年受到青睐,得到了较广泛的应用。由于MSTP的优势在于将传输设备与二层交换设备良好地结合在一起,非常适合多业务汇聚和综合接入,因此该技术主要定位在城域传送网的汇聚层和接入层,实现各类业务网在汇聚层和接入层的“合网建设”。

  宽带无线接入:突破资源制约、快速抢占市场

  无线接入由于摆脱了线缆的束缚而有着巨大的吸引力。根据终端的可移动特性,宽带无线接入可分为固定无线接入、可小范围低速移动的无线接入(如WLAN)和可大范围高速移动的无线接入(如3G)等。

  3.5GHz固定无线接入与LMDS都是点对多点的固定无线接入技术,两者的本质区别在于工作频段不同,前者工作于3~5GHz,后者工作在20~40GHz。由于工作频段的差异,决定了它们在覆盖范围、系统容量、业务能力和适用范围方面的不同。LMDS工作频率高、可用带宽宽,因此系统容量、业务能力也高,对单用户可提供几十Mbps以上的接入能力;但由于要求视距传输,且易受雨衰等环境因素影响,这样就限制了覆盖范围和适用地区,典型覆盖范围为3~5km,一般适用于相对平坦、降雨少、无障碍物阻挡、用户密集、业务需求高的热点地区。3.5GHz固定无线接入的系统容量因可用带宽少而受到限制,多数系统的单用户最大接入速率仅为1~2个2Mbps;但由于工作频率低,对环境的适应性优于LMDS,为准视距传输,覆盖范围可达10~15km,适用于覆盖范围大、业务量不太高的地区。从系统成本上来看,LMDS工作频率高,对器件的要求高,且系统能覆盖的用户数少,所以成本较高;而3.5GHz固定无线接入技术的成熟度高、技术难度小,同时覆盖用户数大,这样成本就较低。3.5GHz固定无线接入和LMDS都可支持数据、语音等多种业务,3.5GHz无线接入系统主要用于向中小企业用户提供业务,侧重于中低速的数据服务;而LMDS由于系统容量大,可支持的业务主要面向商业用户和集团用户,适合于业务量和用户群集中的地区。采用固定无线接入具有建设周期短、网络部署快、组网灵活等优点。在接入线缆资源匮乏的地区以及布线成本高或来不及布线的地区,可以利用无线接入快速抢占市场。我国对宽带固定无线接入的频谱资源采用招标的方式进行分配,目前已进行了3.5GHz无线接入使用频率的三次招标。26GHz频段的LMDS已由几大基础运营商进行了商用试验。

  无线局域网(WLAN)是利用无线接入手段的新型局域网解决方案,具有良好发展前景。WLAN可使用2.4GHz和5GHz两个频段。IEEE802.11工作组致力于WLAN标准的制订,已推出了802.11b、802.11a和802.11g等多个标准。802.11b工作于2.4GHz,最高速率可达11Mbps,传输距离可达100m,是目前的主流WLAN技术。为推广802.11b,国际上成立了Wi-Fi联盟,该联盟旨在保证不同设备商的802.11b产品的兼容性和互操作性。802.11a工作在5GHz频段,最高速率可达54Mbps;802.11g工作在2.4GHz,后向兼容802.11b,但最高速率可达54Mbps。

  基于WLAN的各类新应用如提供话音业务的Wi-Fi电话已走向市场。但目前WLAN产品的价格还偏高,现阶段只是作为有线接入的补充手段,固网运营商主要利用WLAN补充固网宽带接入的覆盖,移动运营商可将WLAN作为2.5G或3G的补充。总体来看,运营商提供的公众WLAN业务尚处在起步阶段,规模还非常有限,商业模式还有待完善,市场需求也需要进一步培育,投资效益还亟待提升。公众WLAN面临的问题远比企业级和个人用户复杂得多,如安全问题、运营维护、可管理性、漫游等。而安全问题在很大程度上会制约WLAN的应用和发展,802.11b采用的安全协议WEP存在安全漏洞。

  WLAN的覆盖范围非常有限,为此IEEE提出了无线城域网(WMAN)的概念,并制订了802.16a,该标准是固定宽带无线接入的空中接口规范,工作在2~11GHz频段,覆盖范围可达31英里,峰值速率可达70Mbps。具备移动性的WMAN标准802.16e也在制订中,下一步还会推出无线广域网802.20技术。这一系列技术是完全根据IP业务要求和适应网络分组化而发展起来的,将来有可能与3G形成一定的竞争。802.16a的商用产品预计明年就能推出,国际上已成立WiMAX组织来推动802.16的发展。

  除了前面介绍的宽带接入技术外,还必须提到另外两类重要技术,一是利用有线电视同轴电缆的CableModem接入,二是利用电力线实现宽带接入的PLC技术,这两种技术都有着特殊的市场

  我国宽带接入的发展紧随世界潮流,已经从几年前的“炒作”时期步入了务实、稳健的快速发展阶段。然而我国宽带产业的进一步壮大,还有赖于更多有吸引力的宽带应用的开发,有赖于运营商、ISP、ICP和应用提供商等方面更广泛的合作,有赖于运营模式的创新,有赖于良性宽带产业链的建立。多业务汇聚和综合接入,因此该技术主要定位在城域传送网的汇聚层和接入层,实现各类业务网在汇聚层和接入层的“合网建设”。

 

作者:中国网通集团研究院 唐雄燕 合作媒体:人民邮电报 编辑:顾北

 

 

 
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