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接入網論文:試論鐵路通信工程接入網技術和應用
前言:結合以往實踐經驗整理論證,鐵路通信長期以來承接著生產運輸項目組織、鐵路沿線不同站點調度指揮、行車信號計算機網絡連鎖監測、貨運電子制票、生產維修、信息高速傳輸等職務,如若此類工程接入網技術控制期間,衍生任何不良沖突狀況,都會對我國鐵路運輸事業長期可持續發展前景,產生深度限制危機。事實上,經過鐵路列車高速化改革影響,技術人員為了充分協調鐵路運輸指揮和維修管制等需求,貫徹人機控制和提升運輸效率等指標,便不得不開發應用全新樣式的通信傳輸和接入模式,從此落實鐵路通信網的升級改造任務。
一、接入網通信技術內涵機理論述
依照國際電信聯盟標準部提供的ITU-TG、963指導建議,涉及接入網(Access Network),可以被視為業務節點和用戶網絡接口之間保留的各類傳送實體媒介,其在OSI/RM中繼、中間系統中扮演通信子網支撐要素角色,借此全部或是部分取代傳統用戶本地線路網結構,當中包含重復應用、交互式銜接和系統化傳輸等功能。其間提供特殊形態的傳輸媒質,多樣、靈活性顯著,能夠順利支持不同類型和業務的布置拓展訴求。截至至今,我國鐵路通信工程接入網技術在接入模式上,已經順勢劃分出有線和無線接入兩類。有關其在我國布置拓展的現實狀況主要表現為:
1、有線接入技術方面
亦可稱作是高速率數字用戶環路控制技術,主張透過3對左右的雙向雙絞線,進行基群數字速率信號對稱傳送,傳輸距離穩定在3~5km之間,此時上下和下行速率基本上一致。整個工序流程中,技術人員利用回波抵消貫徹一對雙絞線全雙工傳輸,特定編碼和調制渠道大幅度提升信號傳輸質量,多線對并行傳輸途徑降低每對雙絞線以上的傳輸實效等指標,借此增加無中繼傳輸空間距離。而非對稱數字用戶環路技術,整體上迎合視頻點播VOD系統規范訴求。其整體優勢在于不需要額外針對雙絞線作出任何調整,即可獲取較為可觀的信息傳輸速率。在有線電視、不同區域中心和光節點之間,主要發揮光纖連接,光節點和不同設備之間的同軸電纜連接功效,需要借助副載波調制,使得原有的CATV單向傳輸系統順勢過渡成為雙向傳輸系統。透過光纖向用戶延伸的距離觀察鑒定,則細化出光纖-路邊、光纖-大樓、光纖-家等架構,當中價格相對經濟合理,能夠在時間成熟基礎上及時擴單到FTTH,是切實可行的。
2、無線接入技術方面
此類接入網絡,主張部分或是全部引入無線傳輸媒介,借此為不同用戶開放供應固定和移動終端業務類型,即固定和移動接入。其大體結構,是利用控制器具、基站、用戶終端設備等,配合微波一點多址、蜂窩和微蜂窩技術銜接疏通,整個工序流程銜接便利且建設簡易,如今已經得到大力推廣覆蓋。
二、我國鐵路通信系統內部開發沿用接入網技術的必要支持性因素研究
首先,OAN技術。實質上就是在本地或是遠程交換模塊-用戶之間,開發推展光纖通信傳輸系統,全程配合光纖進行以往銅質雙絞線替代。
其次,XDSL技術。此類技術主張沿用既有雙絞銅線傳輸方式,不單單能夠節約一定的路費,同時對于鐵路通信網系統來講,適用性較強。
再次,DPG技術,其希望配合普通樣式的電話線,在交換機和用戶終端內部,進行多路電話復用傳輸技術穿插,確保多路電話信號得以流暢性傳輸轉接。不過此類技術,始終是短期克制用戶線不足的手段,無法系統化迎合端口之間信號透明化傳輸訴求。所以,如若鐵路通信系統中長期沿用該類技術,而不做出適當的改革調試,最終必然會嚴重限制鐵路接入網發展規劃前景。
,以太網技術。具體就是配合以太網交換機,進行不同局域網網段自由銜接,至此衍生出規模更大的局域網。此時,以太網交換機能夠在不同端口之間設置多個對點專用通道,其間順勢綻放寬帶獨占掌控功效,從此大幅度降低網絡擁塞危機滋生幾率,真正提升該類網絡傳輸效率。
三、日后接入網技術在我國鐵路通信領域內部靈活應用拓>!
現如今我國社會信息化改革步伐日漸加快,對于鐵路通信網安全運營功能提出更加嚴格的規范要求,希望借此發揮鐵路機構全網運營優勢地位,拓展并完善鐵路電信全新增值服務項目,為旅客和網絡覆蓋區域的用戶,廣開方便之門。如在多方位鐵路運輸咨詢信息和火車票推定查詢等業務支持下,旅客隨時可以透過手機進行相關郵件收取發送。但現實中,我國不同區域鐵路通信系統設施還是不夠先進,如若短時間無法予以克制,必將會對鐵路運輸網絡發展產生致命性打擊。透過現下我國鐵路通信系統發展實況觀察驗證,其時刻表現出道具應用效率高、組網方式靈活等特征,尤其是在旅客通話質量和等級優化需求滿足基礎上,列車工作人員隨時可以借助已有的業務通信調度功能,進行應急通信和收容沿線作業布置。以上行為模式基本上都和我國鐵路通信事業可持續發展訴求不謀而合,因此大多數鐵路客運專線,如今已經推廣落實該類系統,借此彰顯鐵路移動通信一切創新式服務功能,如列車地理位置實時定位追蹤,令列車之上工作人員可以隨時隨地進行車輛自動調度。
四、結語
綜上所述,我國鐵路積極引進現代接入網技術,其核心動機在于通過強化接入網施工技術和組網模式的研究實效,進行我國鐵路通信現代化事業可持續發展支持性策略探索論證。作為內部專業化工作人員,必須積極采用數字式調度交換機,進行接入網調度主用系統流暢性接入控制,全程依靠接入網供應的音頻專線加干纜中的實回線,以及傳統樣式的DC27調度機總機,提供充分詳盡的調度備用數據,進一步提升該類調度系統的性,維護行車人員的生命財產安全。
接入網論文:接入網技術在鐵路通信中的應用
世紀之交的通信技術是先進的數字技術、計算機技術、微電子技術與光電子技術的有機結合體,它將向著數字化、寬帶化、智能化、高速化及個人化的方向發展。未來的通信要徹底克服時間與空間的限制,能夠使用戶在任何時間、任何地點與任何人進行包括語音、數據和視頻等信息的交流。在這種情況下,出行的旅客也需要在列車上享受如同在辦公室環境下的信息交流,比如同其它人進行語音、數據、傳真、圖像等信息交流,還要接入國際互聯網。另外,隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸,為保障行車安全,實現有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能更加完善的,技術構成更加先進的鐵路通信網。隨著我國電信業壟斷格局的打破,擁有僅次于中國電信的龐大鐵路通信網絡的鐵道部,可以利用現有的專用網絡設施積極參與競爭,向全社會提供高質量的電信業務。
要想使上述構想成為現實,就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式,采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,適應信息社會的發展,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(移動通信)接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通信方式,方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點,而且還具有路由迂回、設備備用等特點,從而具備自愈合功能,并使系統的性大大提高。另外,采用遠端用戶單元(RSU)和數字環路載波(DLC)設備,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務,并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網,局域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看,接入網占有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似,鐵道部將在未來的1~2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網,它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網,組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡,鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位,為鐵路通信走向市場做準備。關于有線接入這里不再敘述,下面主要討論鐵路的無線接入網,為此首先回顧一下移動通信的發展過程。
1.移動通信的發展過程
移動通信技術經歷了由模擬到數字,由頻分多址到頻分+時分多址,再到碼分多址(CDMA)的發展過程,并即將向寬帶化、智能化和個人化的方向發展。移動通信系統大體可分為二代,及時代是以模擬技術為主,頻分多址,工作在400~800MHz頻段。由于模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、設備復雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業務面窄等固有缺點,不能滿足通信市場急速發展的需要,因此誕生了第二代移動通信系統。第二代移動通信系統采用數字化、時分多址方式等全數字化技術,克服了及時代移動通信的缺點,得到了迅速發展,目前的移動通信數模兼容,以數字系統為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數的增長,電信工作者們著手建立近期一代的移動通信 第三代移動通信系統。
第三代移動通信系統具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點,工作在2000MHz波段,采用寬帶的CDMA技術,涵蓋地面系統和衛星系統,包括海陸空三維服務面,集成話音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業務。這一系統以多種空中接口和接入方式,可向高速和慢速移動用戶提供服務。
2.鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時的通信,以提高服務等級和運輸效率。保障列車的安全,達到高效運營而建立的,它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別,它是一種屬于線面結合、以線為主的鏈狀網。
鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時,這些通話才進行,否則如果沒有特殊的情況,則在列車運行于區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要,這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制,并完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能,必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能,同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。基于這一想法,構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM(全球移動通信系統)移動通信方式、CDMA移動通信方式。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動地動態分配給系統內部用戶,較大限度地利用系統資源 和頻率資源,降低系統內呼損,提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的類型。但是這一系統還具有一定的缺點,主要包括采用動態的頻率分配,沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題,沒有先進的路由合理選擇功能,并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象,保密性不強,容易受干擾等,這些缺點對于話音通信的影響不大,但是會對列車與調度指揮中心之間的實時雙向數據通信造成較大的誤碼,因而對于要求較高數據通信誤碼率的場合并不適合。
即將動工的秦沈客運專線的移動通信系統主要包括400MHz的無線列調系統和800MHz的集群移動通信系統,考慮到集群移動通信系統在越區切換過程中會存在信息的損傷,因此將數據通信部分交由無線列調系統來完成,集群移動通信系統僅進行區間通信(如大三角功能的話音通信,公務通信以及應急搶險通信等),并留有調度電話進入的余地和接入公用通信網的功能。這一系統也是我國鐵路以集群通信的方式為無線接入系統的及時例,是我國鐵路通信史上的一個重大變革。
二、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,參與同中國電信的競爭,使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務,在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務。不過,鐵路現有的通信網絡設施龐大而落后,這是目前該網絡發展的較大障礙。
80年代開發應用的集群移動通信系統具有信道利用率高、組網靈活等優點,能夠確保旅客通話的高質量和優先等級,可供列車公務人員進行業務通信,也可利用調度功能組成臨時的應急通信和收容沿線的移動作業通信,基本上能夠滿足目前的鐵路通信的需要,秦沈客運專線就是采用這一系統來實現鐵路移動通信的功能。但從更高的通信目標來說,比如為了實現列車的實時定位、追蹤,讓列車上和列車下的公務人員都能夠隨時隨地獲得整個路況信息,實現列車運行、調度等自動控制,能夠為廣大旅客提供除語音服務外,還能提供傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務,還有向鐵路沿線的居民提供電信業務,隨著這些業務的出現,原有的通信系統就不能滿足要求,應該應用先進的移動通信技術,對鐵路通信網進行改造,建立新的、必要的移動通信系統,比如微蜂窩移動通信系統,或者是第三代的移動通信系統。當然,建造鐵路通信網,應根據鐵路的實際情況,在不同的地區要因地制宜地發展有線和無線接入系統。
考慮到未來鐵路發展對通信的需求,認為在通信系統壽命期內,運輸會出現明顯的增加,作為用戶聯絡手段的通信系統,在規劃其指標構成時,必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統的容量擴充性問題,選擇便于擴容的通信方式。從系統高性的要求出發,還必須與別的系統(如微波/租用線路等)結合起來構成一個統一的整體,以此提供必要的備份。
在歐洲,經過長期的研究和決策,最初確定的是兩種系統,一個是GSM,另一個是TETRA(泛歐集群無線通信)。后來由于GSM的技術日趨成熟,使用范圍迅速擴大,造價逐漸下降,并且又由于在用戶迅速擴展的情況下,集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出。鑒于此,歐洲的鐵路移動通信系統定位于GSM的方式,并將鐵路移動通信所具有的特色(群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)加進去,構成GSMR(用于鐵路的全球移動通信系統)的解決方案。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向,并達到與公用網的統一。從而使得用戶無比是在運行中的列車上,還是在鐵路網的覆蓋區域均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流,如進行電話聯絡,寬帶的數據通信和圖像傳輸,接入Internet等。而要滿足這一要求,集群移動通信系統已經遠遠不夠,GSM(R)和現行的CDMA技術也不能達到這一要求。從現在的發展情況看,惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任。因此,鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當然,并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能,如同GSMR一樣,必須將鐵路通信所必備的功能(如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)融入這一技術之中,形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
另外,考慮到鐵路已經延伸到很多較為偏僻的地區,這些地區的公用通信網尚未建立起來。利用已經建立好的鐵路通信網,并將其經過適當的擴容改造,比如建立單基站無線接入系統,增加移動交換功能,廣泛發展固定用戶和移動用戶,從而取得應有的社會和經濟效益。
鐵路通信網是保障行車安全、提高運輸效率的有力工具。本文討論了無線接入技術在鐵路通信網中的應用現狀及其未來的發展趨勢,認為鐵路通信網應該順應當今通信技術的發展潮流和市場的需要,在保障鐵路通信要求的前提下,發展多種接入方式,特別是無線接入方式,逐步達到同公用網的統一,從而參與同其它電信部門的競爭,為出行的旅客以及網絡覆蓋區域的用戶提供高質量、方便、快捷的電信服務。
接入網論文:光纖接入網設備在河源局的應用探討
光纖接入網設備在河源局的應用探討
(廣東省河源市電信局設備維護局)周鎮威
隨著社會經濟的不斷發展,人們對新業務,特別是ISDN業務需求的日益增加,這就要求電信業務向綜合化、數字化、寬帶化、智能化和個人化發展。而接入網技術是目前通信建設的“熱點”問題。如何合理地改造農村現有的農話交換機,優化網絡,是當前農村通信建設所面臨的迫切問題。河源局的光纖接入網正在處于建設當中,對目前基于V5接入網提出需要進一步解決的問題和應當考慮的其它因素,本文就此作些淺析。
一、光纖接入網的引入
光纖接入網是指在接入網中用光纖作為主要傳輸媒介來實現信息傳送的網絡形式。光纖接入網的組網方式可以有總線結構、環形結構、星形結構。它的主要特點是:
1.可以傳輸寬帶交換型業務和多種業務,且傳輸質量好,性高。
2.網徑一般較小,可不需要中繼器。
3.具有V5接口功能,不同設備之間完成H-ISDN業務基本解決。
4.能夠提供無人值守條件,具有各種監控功能。
二、現在采用的光纖接入網在維護管理存在的問題
1.首先是網管功能較為單一,它與現行交換機的網管系統不兼容,只能建立單獨的接入網網管系統,不同廠家的接入網管系統也不能相聯,給電信維護管理帶來很大的困難。
2.其次是112集中測試功能。目前,我局所有S1240用戶能自動處理用戶的申告并自動測試用戶線路和設備。采用接入網設備以后,只能在ONU(光網絡單元)增加測試板,測試結果也不太。
3.農村用戶需求主要還停留在傳統的語音業務上,接入網可以提供多種業務的接入,但也是綜合業務發展的過渡階段,交換的發展方面是ATM交換機。
4.缺乏互連互通的標準。接入網建成后,其網管要與“九七工程”中相關子系統、本地網交換、傳輸、動力網管相連,以利于運行維護的正常運行,然而現成接入網沒有互連,其原因是缺乏規范。
三、目前河源本地網接入網試用情況
1.接入設備
(1)貝爾公司的JRSU接入設備;
(2)UT斯達康公司的AN-2000接入設備一千門;
(3)深圳華為的商業網、接入網設備;
2.各自的特點
(1)上海貝爾的JRSU:
JRSU的使用可以解決以下幾個問題:
1)因它和母局S-1240為同一制式,可以納入現有網管系統中,而不需建立新的網管系統。
2)原有的112可以為新的用戶提供使用。
3)技術與母局S-1240相似,不需對技術人員進行太多的培訓,用戶板與母局用戶板通用,大大減少備板及維護設備的數量。
4)模塊用戶在與母局中斷的情況下,仍能保持局內通信。
缺點:
1)每次擴容需修改軟件(上期工程中已安排除外)。
2)傳輸為國標(98M)。
(2)UT斯達康:
它實際是一種類似SLC的復用設備,需要V5接口。它有以下特點:
1)能提供ISDN業務,能夠組成自愈環。
2)組網比較靈活。
缺點:
1)必須用V5接口,否則需用背靠背的方法,使設備增加一倍,使用信令轉換架,受制于提供信令轉換架的交換機廠家。
2)UT斯達康內部沒有交換功能。
(3)深圳華為C&C08:
特點:
1)是一種比較標準的接入設備,能提供ISDN等業務。
2)能通過信令轉換架與母局交換機相聯,開通N0.7信令,能提供V5接口。
3)組網方式靈活,在組成環形網時有自愈環功能。
缺點:
1)商業網的軟件升版時,不能打補丁而是換芯片解決,比較困難。
四、在建設接入口過程的幾點建議
1.必須要制定規范,保障通信網絡的“三性”,接入網集中監控維護管理系統是保障用戶接入網高效、地運行的關鍵,是維護體制改革以后,維護部門對接入網設備進行“三個集中”管理的必要手段,因此在進行接入網建設的同時就必須統一建立接入網網管,要求接入網設備廠商提供的接入網網管必須符合規范與預留Q3協議接口,最終實現接入網管與本地網網管的互連互通。接入網建設與網管建設要同步進行。
2.接入網網管不僅能監控接入網本身設備,還應對接入網的線路設備和光纜、電纜、用戶線進行自動監測,能完成現在112系統的功能,而且還能將遠端節點設備、機房的溫度、濕度、安全等環境信息收集處理,送至相應的環境監控系統。
3.要求接入網設備能夠平滑地升級。在組網過程中,好能形成環形結構,因為原來縣局很多C5局,C5局中接C5局,一個C5局中斷,會影響到所連接的C5局的通信。
4.對普通用戶線的112測試系統含集中管理。自動測試兩部份,整個112系統已納入“九七工程”,而“九七工程”并未考慮到接入網的發展,而且,“九七工程”已投入使用,因接入網與112集中系統的互連原則是接入網要適配原有的112集中受理系統,提供規范的Q接口。
五、接入網技術的發展方向
1.有線、無線綜合接入網技術迅速發展,總的方向是綜合、全業務的接入網。
2.光纖接入網的優勢日益明顯,“光纖盡可能接近用戶”的戰略已是公認的發展方向。光纖到路邊(FTTC),光纖到大樓(TFFB),光纖到小區(FTTZ),光纖到戶(TFFH)已成為接入網發展的大趨向。
3.新的V5接入網標準接口的出現,促進了光纖接入網的迅速發展,V5接口統一了標準,便于建設管理、維護、運行。
4.與多種業務平臺相融洽的接入網網管系統體系是今后的發展方向。
接入網論文:對我國農村接入網發展途徑的研究
對我國農村接入網發展途徑的研究
(郵電部電信傳輸研究所)李少英
一、國外接入網狀況
目前,世界各國電信公司普遍把發展接入網作為主要的經營策略之一,傾注了很大的力量。設備制造商也積極適應這方面的需要,開發了各種各樣的接入網設備產品。
接入網概念的出現,使電信運營者能夠綜合考慮用戶環路的設備配置問題,既著眼于現在的需求又放眼于網絡未來的發展。但由于發展的不平衡,服務水平都存在巨大差異。在現階段接入網發展建設過程中,普遍面臨著兩個方面的主要問題:一個是在電信欠發達地區缺乏配套的用戶線問題,另一個是電信發達地區用戶環路的數字化與寬帶化問題。在發展中國家,城市和鄉村普遍存在著因沒有用戶線而造成的大量待裝用戶無法及時裝機。
許多國家的電信運營公司認為,采用無線用戶環路解決電話網的機線矛盾是見效最快的方法,尤其在偏遠的農村和山區,效果更明顯。因為目前的農村電話用戶基本是固定用戶,不存在不同無線技術之間的互通問題,也基本不考慮漫游問題,所以原則上可以不對采用的技術加以限制。
另外,SDH/SONET已大規模推廣,ATM也已經從實驗室走向公用網,開始商用。因此用戶環路也需要相應寬帶化以支持各種寬帶業務。現在,電信運營公司已經認識到用戶環路寬帶化刻不容緩,紛紛提出改造或重建用戶網絡的計劃。
用戶環路寬帶化的方案有很多,如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等,并且有可能不斷推出更新的接入技術。
對于新的各種接入技術,FTTB、FTTC、FTTZ將在近期內占有較大市場;國外電信界普遍認為FTTH是未來的發展方向;HFC是目前較看好的提供CATV等寬帶業務的方法;HDSL在利用現有用戶線對提供基群速率業務方面技術相對比較成熟;WLL還限于提供基本電話業務,與有線技術相比很具競爭力。但無論采用什么技術,運營公司最關心的是每線成本及商用的時間。
無線用戶環路(WLL)目前主要用于提供基本電信業務,所采用的主要技術是以數字/模擬蜂窩為基礎的技術、數字微波技術和毫米波(28GHz)技術、一點多址技術。
目前,無線用戶環路在發展中國家應用較多,想以此加快提高和發展電信業務。一些發達國家新的運營公司也用WLL作為競爭手段,在日本,已把發展無線接入技術作為今后通信發展的主要技術政策之一。日本NTT公司將從1998年開始在人口密度低的農村地區,采用光纖接入和固定無線接入方式或有線無線混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無線接入技術,并把這種技術推向國外。一些國家在局部高密度用戶區域也開始應用無線接入技術(PHS等)以擴大業務。
二、我國接入發展狀況
自“八五”、“九五”規劃期以來,我國電信網建設獲得了巨大成績,綜合通信能力明顯增強,通信網正向全數字化、綜合化方向發展。電話網網絡規模已躍居世界第二位(交換機總容量達1.1億門)。全國縣城以上城市全部開通了程控電話交換機,程控化比重達到99.7%,長途話路中數字電路占99.2%以上,據ITU統計,1995年美國電信網數字化率達73%。應當說我國通信網路裝備水平實現了歷史性跨越。但從網絡整體看,我國處于網絡末端的用戶線路短缺問題在一些地區和農村地區十分突出,傳統的模擬銅纜為主要的用戶線傳輸手段,在一定程度上限制和制約著通信新業務的發展,成為建設現代化電信網的瓶頸。隨著經濟發展,高速數據、高質量視頻業務等寬帶業務的需求日趨迫切,作為交換局與用戶終端間的連接紐帶,用戶接入網的數字化寬帶化也被提到重要日程。我國農村通信市場迅速啟動,將成為電信業務發展新的增長點。因此,農村用戶接入網的建設也十分迫切。農村用戶接入網建設受農村用戶分散、地形條件復雜,山區、水網、用戶線路超長,再加上農村經濟條件差,這些特點,使得農村地區的用戶接入網建設難度比城市用戶接入網建設的難度更大。
目前,接入網的許多技術仍不夠成熟,或成本太高,離大規模商用化還有一定距離。我國有關接入網的體制、標準正在抓緊制定中,相關的接入網試驗也在幾種交接上進行實用化試驗工作。因此,在確定各地區接入網發展途徑和建設中,一定要根據城市和農村地區具體情況,根據不同特點和條件,堅持實事求是,因地制宜地發展接入網。
三、接入網的定義和定界
國際電信聯盟ITU-T已通過關于用戶接入網定義、定界和功能的G·902建議,以及接入網的接口建議G·904、G965,我國已制訂了接入網的相關標準。
接入網(AN)是由業務節點接口(SNI)和相關用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成的,為傳送電信業務提供所需傳送承載能力的實施系統,可經由Q3接口進行配置和管理,傳送實體提供必要的傳送承載能力,對用戶信令是透明的,不作處理。換言之,接入網是由網絡側V或Z參考點與用戶測T或Z參考點之間的所有機線設備所構成。
接入網所覆蓋的范圍由三個接口定界,即網絡側經由SNI與業務節點(SN)相連,用戶側經由UNI與用戶相連,管理方面則經Q3接口與電信管理網(TMN)相連。其中SN是提供業務的實體,是一種可以接入各種交換型和/或長期連接型電信業務的網元,而SNI即是AN與SN之間的接口。可提供規定業務的SN有本地交換機、租用線業務節點或特定配置情況下的點播電視和廣播電視業務節點等。
四、接入網的功能、位置及標準化接口
根據接入網的定義,接入網為本地交換機與用戶端設備之間的實施系統,它可以部分或全部代替傳統的用戶本地線路網,可含復用、交叉連接和傳輸功能。接入網可支持包括窄帶和寬帶多種業務的綜合接入。
為了支持不同的業務,接入網需要有不同的接口。交換側和用戶側的接口根據具體的應用情況配置,兩側的接口可以是不對稱的。目前ITU-T規范接口版本交換側采用的為V5.1和V5.2接口,將來接口類型還要向前發展,例如寬帶V接口,如VB5.1,VB5.2,SDH接口和租用線接口等。
V5接口的誕生對接入網的發展起到了極大推動作用。
直到不久前,音頻(VF)接口仍是電話用戶與本地交換機之間的接口。超過銅線用戶電纜的覆蓋范圍時,只有采用遠端模塊或音頻轉接的用戶環路載波設備(SLC)來實現接入。這兩種技術目前都存在嚴重的缺陷。SLC設備在交換機側需要進行一次A/D和D/A轉換,無論在經濟上還是技術上都極不合理,而且無法解決數據業務的接入問題,因為數據要求透明傳輸,不能轉換。遠端模塊在技術上和經濟上都比較合理,然而,交換機與遠端模塊之間的數字接口沒有統一規范,不同廠家的設備不能互通,給網絡的規劃和建設造成一定困難。交換機局間中繼的數字接口則由于不能支持用戶線信令而不能用于接入網。
V5.1
和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基礎上,除了幀同步時隙外,使用一個或多個時隙作為通信控制信道來傳送信令,其它時隙作為承載信道,可以傳送64Kbit/s數字話音信號或ISDN的B通道信號。V5·1支持1個2Mbit/s鏈路,1個位于TS16時隙的通信控制信道,其余各時隙固定分配給各承載信道。V5·2支持1~16個2Mbit/s鏈路,1個或多個通信控制信道,承載信道時隙動態分配,且具有集線功能。V5鏈路接入協議定義了V5的所有功能,內容包括:電話網用戶信令信號的雙向傳遞、用戶端口的狀態和控制信息的雙向傳遞、ISDN的D通道信息的雙向傳遞、V5.2承載信道的動態分配和集線控制、V5.2的多個控制信道的倒換功能和承載信道連接功能、V5.2的多個2Mbit/s鏈路的管理功能等。
V5接口支持的接入類型包括:模擬電話、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口(僅V5·2)及半長期連接租用線路。
V5接口的問世推動了接入網的技術和產業的發展。
(1)由于V5規范了數字化的用戶接口,從而使接入網的引入變得既經濟又有效,使得用戶環路中音頻轉換接技術SLC作為一種應用技術將被取代。
(2)由于V5支持多種業務以及它們的綜合接入,使得從此在接入網上能夠實現模擬和數字多種業務的綜合接入。
(3)由于V5接口將交換機的數字接口標準化,故為開放式接口,打破了交換機遠端模塊的專有性,交換機與接入網設備可由不同廠家提供。大批的廠家加入到接入網行業中競爭,大量的生產降低了設備的成本。各本地網所處地理位置不同,經濟發展水平不齊,對接入網的業務需求差異較大,廣大農村地區拉入網的發展相對滯后,但隨著交換機數字化,ISDN的引入,多種接入網組網方式的應用,遲早要在農村地區實現。
五、接入網的組網技術選用
1、有線接入技術
當前比較實用的有線接入方案中,除了傳統的銅線接入方式外,有以下四種接入技術:
(1)光纖接入(FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等)。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纖敷設到那里來區分的,即以接入網主干系統與配線系統的交界點—光網絡單元(ONU)的位置進行劃分的。FTTB是指光纖敷設到辦公大樓,FTTC是指光纖敷設到路邊,FTTZ是指光纖敷設到用戶小區,FTTH是光纖直接到每個家庭。從技術的角度看,FTTB、FTTC、TFFZ基本相近,沒有實質性區別。
從運營角度看,當前業務量較大,用戶需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點是全數字化接入與傳輸,主干系統的傳輸媒介是光纖,各種業務以時分復用方式接入,傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s;配線系統使用星型結構的銅絞線作為傳輸媒介,根據終端設備的種類,配線系統可以使用二線連接或四線連接結構;FTTB與交換局之間應使用V5接口。可實現多種業務的綜合服務(包括寬帶業務),容易向環型光纖網過渡。
目前發達地區農村接入網已廣泛采用了架空光纜,今后在地形條件適宜的農村地區,光纜到鄉、鎮、村是發展的方向,地、縣到鄉鎮之間地理環境允許的情況下應敷設光纜,接入技術仍可挑選遠端模塊。模塊服務半徑7~10公里。光纜應備有傳送CATV信號的單獨光纖為實現共纜分纖綜合傳輸電話和CATV提供基礎裝備。雖然目前農村普及率水平很低,但近幾年農村電話發展速度持續高漲,農村通信水平將有大幅度增長,因此建設農村的光纜接入網應有長遠規劃來指導建設。
(2)光纖同軸混合接入(HFC)。它的基本特征是以模擬傳輸方式,綜合接入多種業務信息。HFC的主干系統使用光纖,采取頻分復用方式傳輸多種信息;配線部分使用樹狀拓撲結構的同軸電纜系統,傳輸和分配用戶信息。在HFC網上傳輸數字語音和數字圖像信息時,必須經過寬帶調制器(64QAM)將數字信號調制到模擬信道中傳輸。
HFC可用于解決CATV、電話、數據等業務的綜合接入問題。
(3)高速數字用戶環路(HDSL)。為了充分發揮現有市話電纜的作用,解決用戶線不足和高速業務的需求的矛盾,國外研制開發了高速數字用戶環路HDSL技術。使用兩對用戶線傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當用戶接入網的主干傳輸系統。
HDSL的優點是充分利用現有銅纜實現擴容,也可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號的需求;安裝HDSL設備時基本不改變原有設備,施工方便迅速;當更大容量用戶環路建成后,HDSL設備可以轉到異地使用。對于原來已鋪設有銅纜到鄉、鎮及村的農村地區,HDSL方式對迅速擴容和開放數據業務也是一種可行的方案。
2、多種固定無線接入技術
在有線通信不斷發展的同時,無線通信技術以其靈活方便、建設速度快、維護費用低、受環境限制少、適合于遠距離分散用戶等功能特點,成為接入網建設中必不可少的手段之一。其中,固定無線接入是解決我國目前機線矛盾等問題的主要方式。地、縣到鄉鎮之間地理環境不允許敷設光纜,接入技術應挑選多終端固定無線接入。服務半徑10~30公里。
在城、鄉用戶線緊張的地區,用戶的擴容也可采用無線技術接入手段,日本已大量采用無線接入手段、PHS-WLL。
無線接入大體上可分為:
(1)現有移動技術的固定應用,如蜂窩技術和無繩技術;
(2)專為固定無線接入設計的技術;
(3)微波技術(一點多址技術)。
從技術的角度上講,在城市和農村地區均適用。上海市區已應用一點多址無線接入系統開通電話、傳真、數據等業務,農村地區也有較多應用。
采用移動技術或專用固定無線接入技術的系統從應用的角度來說有兩種系統結構:與移動混合組網;單獨組網。
(1)基于蜂窩移動通信網的網絡結構,即固定無線終端接入到移動交換機MSC。此方式可使運營者以同一系統結構服務于移動和固定的不同用戶群;
(2)典型的固定無線接入系統結構,即直接接入到PSTN/ISDN,而不接入到移動交換機。
這種結構是由PSTN/ISDN本地交換機來進行呼叫處理、計費和編號識別等。
當固定無線接入系統與PSTN或ISDN連接時,固定無線接入系統應能透明地支持;
(1)PSTN的電話業務、電話新服務項目及非話業務。
(2)ISDN的用戶綜合(電信)業務、承載業務以及補充業務。
(3)微波一點多址技術是提供中低容量大范圍覆蓋(幾十公里到幾百公里)的用戶環路技術。它的技術特點決定了它適合在水網地區和山區,每到夏季汛期,通信緊張的矛盾極為突出,但受地理條件限制無法采用有線技術的農村使用,從目前的商用情況看,它的確是解決農村通信的一種主要手段。
農村的接入網在具體建設中應根據各地的經濟條件、業務需求、地形條件、用戶密度等因素統籌考慮、合理規劃,以建設經濟實用,可滿足目前電話和低速數據業務,同時又要兼顧到今后更多業務種類的需求。應防止出現農村通信建設中的短視行為。
(4)采用定點衛星通信接入手段,將全國各地區分布的邊遠分散用戶,采用有線方式和地面無線接入方式 ,均不能比較經濟、方便地接入各本地網內的農村用戶,集中統一組織衛星通信網。長遠地解決各本地網中部分裝機難的用戶。由國家統一組織衛星通信網,解決分散在全國的山區、沙漠、森林、海島等地區電話用戶的入網問題要比各個省、各自為政分別用衛星手段來解決這些地區通信問題要來的更經濟、組網更合理。建議有關部門盡快研究衛星解決邊、遠、難用戶入網通信的切實可行的技術方案來,以適應農村通信發展的需要。實現郵電發展2000年村村通電話的發展目標。
接入網論文:論光通信技術在用戶接入網中的應用
接入網是指用戶網絡接口與業務節點之間實現傳送承載功能的網絡實體。隨著接入網傳送全業務的需要和光纖通信技術的日趨完善和發展,用光纖構成接入網來實現傳送承載功能已成為接入網的發展方向,光纖寬帶接入網將以其獨特的優點,在全業務寬帶通信接入網中發揮主要作用。
1. 光纖接入網的拓樸結構
電信網絡最基本的拓樸結構有線形、星形和環形,由這3種基本結構組合而成的有雙星形。環形/星形、雙環形、樹形、網狀網等等。其中線形、星形(包括多星形)、樹形、網狀網結構是適用于光纖接入網的拓樸結構。
1.1線形網絡結構上、下業務靈活,可以節省光纖,簡化設備,因此有廣泛的應用前景。
1.2星形網絡結構無論是其容量還是其業務服務內容都可以根據需要進行擴容、升級;并且,多星形結構饋線部分的復用系數很大,所以,采用星形類結構,可以大大節省光纖數量和建設成本,是光纖投入網發展中最主要的網絡拓樸結構。
1.3樹形網絡結構適用于廣播式信息傳遞,其應用有一定的局限性。但是在有線電視或采用TDMA或CDMA技術的電信光源光網絡(PON)中有很大的應用前景。
1.4網狀網結構經濟、靈活、維護運行費用低,網絡升級方便,在接入網中具有很大的優越性。
2. 光纖用戶接入系統的組成
目前,接入網的用戶終端設備都屬于電氣設備(如計算機。電話機、傳真機、電話機等),所以在局端和用戶端之間,以光波作為載波,光纖作為傳輸媒介時,在兩端都要進行光信號與電信號之間的轉換。光通信系統的組成主要有光源、光纖、光檢測器。 發端的光源在電信號的作用下,發出與之時應的光信號,完成電/光轉換的任務。
常用的光源有半導體激光二極管和半導體發光二極管。 接收端收到從發端經過光纖送來的光載波時,首先由光檢測器把收到的光信號轉換成對應的電信號,再經過放大均衡,還原成所需要的電信號。可見,光檢測器是光信號接收的關鍵器件。在光纖通信中,常用的光檢測器有PIN光電二極管和雪崩光電二極管。 光纖在信號的傳輸過程中起著媒介的作用。光纖按其傳輸模式可分為單模光纖和多模光纖。在光纖中只能傳送一個模式時稱為單模光纖,同時傳送多個模式時稱為多模光纖。
目前,在光纖通信系統中使用的載波波長有3個:0.85pm、1.31pm、1.55pm。第1代光纖通信系統使用的是0.85pm波長,多模光纖;第2、3代光纖通信系統使用的是1.31pm 波長,多模光纖和單模光纖;近期的第4代光纖通信系統是用1.55pm波長,單模光纖。光纖的工作頻帶寬,傳送的信號頻率高,能滿足全業務傳輸的需要。
3.光信號的復用技術
利用光纖作為傳輸媒介,其最重要的特點是光纖可以傳輸很高速率的數字信號,并且容量大。光纖的傳輸容量取決于光信號的復用技術。
3.1波分復用(WDM)和密集波分復用(DWDM)技術 利用波分復用器件,將多個波長不同的光載波合路后在一根光纖卜傳送的方法,稱為波分復用。利用不同波長的光載波沒不同方向傳輸,還可以實現單根光纖的雙向傳輸。波分復用的容量與相鄰兩個光載波波長之間的間隔有關。通常將波長間隔比較大(50-100nm)的系統,稱為WDM系統;波長間隔比較小(1-10nm)的系統,稱為密集的波分復用(DWDM)系統;波長間隔小于是1nm時,稱為光頻分復用(FDM)系統。 實現波分復用技術的關鍵在于波分復用器件,即分波和合波器。它們的作用是在發端將同一系統中各光源產生的不同波長的光合路到一根光纖上傳輸,在接收端將接收到的光信號分成不同波長的光信號送到光檢測器進行光/電轉換。 光波分復用技術具有很多優點,利用光波分復用技術可以根據業務發展的需要,在原有光纜容量的基礎上進行擴容;波分復用器件具有方向可逆性,即同一個器件可用作合波和分波,所以在同一根光纖上可以實現雙向傳輸;在光波分復用技術中,各個波長工作系統所用的調制方式、傳輸速率、傳送的信號類型彼此沒有關系,但相互兼容。采用WDM技術可以增加用戶接入網組網的靈活性。WDM技術在高速寬帶通信網發展中將占有重要地位,它將促使全光通信網成為現實。
3.2頻分復用(FDM)技術 頻分復用與波分復用本質上沒有什么區別,因為信號的頻率與波長互為倒數關系。通常把光載波波長間隔小于1nm的系統稱為光頻分復用系統。 與光波分復用系統類似,光頻分本文由論文聯盟//收集整理復用的關鍵在于頻分復用器件。由于FDM的波長間隔很密,必須用分辨率很高的技術來選取不同波長的光信號。目前主要采用兩種方法:可調諧的光濾波器和相干光通信技術。 FDM技術成熟,復用系數高,在混合光纖/同軸接入網(HFC)中得到廣泛應用。
3.3空分復用(SDM)技術 空分復用就是利用不同的空間(不同的線路)構成不同的信道傳送各路光信號的方式。例如在多芯光纜中利用不同的芯纖傳送不同的信號或者傳送不同方向的信號。可見, SDM系統的容量與光纜的芯數成正比,因此,在光接入網建設初期,業務容量小時采用 SDM技術是即簡單又方便的方式。當業務容量增大,需要擴容時,只要在原有的光纜線路上采用適當的光復用方式,就可以達到目的。
3.4光時分復用(OTDM)技術 光時分復用就是讓經電/光轉換后的各路光信號在不同的時間占用同一根光纖傳輸。實現OTDM技術的關鍵在于超短脈沖光源、光調制器、光時分復用器、全光解復用器。 采用OTDM技術可以實現超大容量的傳輸,傳輸速率可達幾百Gbit/S,如日本NTT的 160Gbit/s,200kmOTDM光孤子通信系統。OTDM技術與WDM技木相結合,還可以達到更高的容量。但是目前,當光傳輸速率較高時,很難實現發送端與接收端的時鐘頻率和相位的向步,所以在光接入網上OTDM通信系統還未進入實用化階段。由于OTDM采用高速光信號處理技術,易于與未來全光網兼容,所以在未來的高速通信網發展中,也將占有很重要的地位。
3.5副載波復用(SCM)技術 副載波復用技術是讓各路基帶電信號光經過一次電載波(射頻波)的調制,既電的頻分復用,再將已頻分復用的電信號對光載波即光源進行調制,然后經光纖進行傳輸。在接收端,憑經過光/電轉換,恢復出電頻分復用信號群,再經過電解調,恢復原來的各路基帶電信號。及時次調制用的電載波被稱為副載波。 利用副載波復用技術,所傳送的信號可以相互獨立,互不相干,因而可以實現模擬電話、數字電話、圖像信號以及各種數據業務的兼容。目前,SCM技術多用于CATV多頻道傳輸系統的用戶接入網方案。 光纖通信技術以其大容量、高速率的特點在信息傳輸中已獲得廣泛應用。但是,在信號的整個傳輸過程中,要經過多次光信號與電信號的轉換。由于電子器件存在帶寬限制、功率損耗大、易受電磁波干擾等缺點,使信號在傳輸過程中產生“電子瓶頸”現象,限制了系統的容量和速率的進一步提高。為此人們正在研究開發用于代替現有電器件的光器件,如光開關、光放大器、光濾波器、波長路由器、波長轉換器、光交叉連接設備、光ATM設備等,全光通信網的實現已指日可待。
接入網論文:當代EPON技術在小區接入網的應用技術探究
1 小區寬帶接入方式現狀分析
以前的小區接入網技術大都是ADSL技術,這種技術是基于銅質雙絞線,這種纜線質量欠佳,經常由于其質量問題和串擾問題大大降低ADSL的開通率。撇開材料質量問題,這個技術本身也存在著許多缺陷,如ADSL技術處理下的下行速度較大也只能達到8Mbits/s,并且住宅小區用戶距離數據端設備必須在3Km以內等,這些都嚴重的限制著用戶的使用,給用戶帶來了極大的不便,因此,ADSL技術注定被更先進的技術所取代——FTIB+LAN。它的改進之處在于使用光纖加雙絞線的雙結合的寬帶接入方式,完成了高達千兆光纖到住宅小區主機交換的目的,它們能夠以一百兆的光纖連接,方便了住宅小區居民的上網共享寬帶。然而,它也有著許多不足,如FTIB+LAN技術需要在樓道等公共地方放置大量的交換機,給居民生活照成困擾,并且它的敷設距離不能超過100M,這些都嚴重制約著FTIB+LAN技術的發展。隨著用戶的需求日益提高,經營商們必須制造出更有競爭力的寬帶接入方式,才有可能適應市場的需求。EPON這種新型的寬帶接入應運而生,為小區居民提供高質量的網絡接入服務。
2 EPON簡介及優勢分析
EPON,即以太無源光網絡,將以太網和PON技術相結合,在無源光網絡體系架構的基礎上,定義了一種新的、應用于EPON系統的物理層(主要是光接口)規范和擴展的以太網數據鏈路層協議,以實現在點到多點的PON中以太網源的TDM接入。它采用點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務。它在物理層采用了PON技術,在鏈路層使用以太網協議,利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。EPON的媒體的性質是共享和點到點的網絡結合,在下行方向方面,實現共享媒介的連接線;在上行方向方面,實現點到點的網絡。而且EPON技術還自定義了一種運行、維護和管理機制,以完善運行管理和實現維護功能。
EPON技術它的關鍵技術體現在這幾方面:1) 測距。為實現不同的信號能夠在OLT上被無誤的用在一起,它的測距由OLT通過時間標記在監測ONU插與用的同時性來實現。2) 時鐘與系統同步。這是核心問題,任何一種網絡接入技術,都必須保障遠端發出信號后,經OLT處理后,必須在短時間內實現同步,否則將會給系統的服務質量和傳輸效率帶來障礙,影響信息的處理。3) 動態寬帶分配。解決傳統寬帶接入技術帶來的寬帶利用率較低的問題,以此來保障上行寬帶的利用率。
作為一種新型的光纖接入技術,EPON技術完成了以太網和PON的強強結合,因此它也融合了和兩者的優點。使用成本較低,具體表現再兩個方面,一是光纖的使用量少,且自身帶有維修系統,減少了維修成本,二是以太網本身比較具有價格優勢;帶寬運行的速率高:EPON技術的下行信道可以達到100M/1000M,上行信道可達到100M/1000M信道;擁有以太網的兼容性,首先要肯定的是,以太網技術在當今局域網應用的成熟性,而EPON技術只是對IEEW802.3協議做出了一定的擴展補充,是可以實現以太網的優勢。此外,EPON技術還具有擴展性較強,靈活快速的服務重組等其他網絡接入方式所無法企及的優勢。憑其優越的性能,成為接入網領域中的后起之秀,成為一種主流網絡寬帶接入技術,深受歡迎。
3 EPON技術在小區的應用分析
首先對小區網絡業務的需求進行分析。隨著時代的發展經濟的繁榮,網絡不僅僅是居民休閑娛樂的工具,遠程教育、視頻會議、會計電算化等軟件的使用使在家辦公成為一種趨勢,這就為網絡開發商提供了新的契機,人們對于寬帶的需求可能有原來的幾兆翻倍整長,需要幾十兆甚至幾百兆以滿足住宅小區居民的需求。而EPON技術在小區接入網的應用,已經獲得國家的批準,在小區的應用也較為穩定,各項技術設備也較為完善,更有良好可行的售后服務維修體系,為網絡正常高速運行提供了保障。由此可見,為用戶提供了多元化的數據信息、辦公自動化、多媒體等網絡服務業務,滿足其需求,所以EPON技術在小區的發展前景還是比較光明的,可行性較高。
其次對EPON技術在住宅小區應用的優勢。它首先能夠保障用戶以穩定高效的網速實現對網絡的需求,再有就是安全,上行是會針對不同用戶加密廣播傳輸方式實現寬帶共享,以此保障用戶使用過程中的安全保密需求。再有就是EPON技術在運營過程中的低成本。它采用的是點到點的技術結構,用一根光纖實現了雙向傳輸的目的,這就節約了一半材料,相較于普通的接入網,既環保有降低成本,適應社會發展的趨勢。在應用中,只需要增加ONU數量和光纖就可以增加用戶的使用,大大節約了經濟成本,促進經濟的可持續發展。還有就是可以支持多種業務的進行,如遠程教育、視頻會議、無線電視、NGN等,EPON技術系統對每個小區用戶都進行了固定的寬帶靜態和動態分配,使寬帶的使用更加靈活多變,保障用戶業務的順利進行和開展。
就是多網的融合使用,EPON技術寬帶接入網的使用,實現了寬帶上網、電信網、廣播電視網的融合,迎合了國家的政策要求,此外還利用了太陽能系統采用地板輻射散熱系統作為EPON技術的末端,節約了資源。這些都為提供更加品質的網絡服務奠定了堅實的基礎,并且吸引了大批住宅居民的眼球,相信一定會獲得越來越多的客戶的青睞和支持。
以大慶油田某小區住宅使用情況為例,該小區已全部采用EPON技術,為小區智能化管理體系創造了可行的基礎條件,該小區的EPON技術接入網為停車場、派出所服務樓等區域。能夠高效的滿足小區用戶的需求。該小區有7000多余戶的住戶,經經營商的綜合考慮后,為實現小區智能化的管理系統,為該小區安裝了7臺OLT(EPON技術的核心設備),每臺OLT有14個業務插槽,其中10個用于與用戶板即PON口板,每個用戶板有4個PON口,每個口板可接入32個用戶即ONU.。這樣算下來,每個OLT就可供1280個住宅小區用戶使用,在該小區設置的OLT可以滿足小區用戶的需求,并且還保持有多余的量以備用。
4 結束語
隨著信息化和智能化時代的即將到來,EPON技術在小區接入網的應用已經成為一種必然的趨勢,居民首先要做好迎接一個新時代到來的準備,而經營開發商也要在符合國家基本方針和策略的條件下,不斷的完善自[專業提供教育
論文的服務,身可能存在或者預期會產生的不足,積極為EPON技術在小區接入網的應用創造更加有利的條件,以期實現廣播電視網、電信網與互聯網的融合。EPONA技術節約了光纖降低了經濟成本,以一種高速、穩定的網絡運行狀態為小區用戶創造了安全的接入網,能夠高效滿足人們日益增長的寬帶需,一定會受到廣大用戶的的喜愛和支持。
接入網論文:接入網技術在鐵路通信中的應用
世紀之交的通信技術是先進的數字技術、計算機技術、微電子技術與光電子技術的有機結合體,它將向著數字化、寬帶化、智能化、高速化及個人化的方向發展。未來的通信要徹底克服時間與空間的限制,能夠使用戶在任何時間、任何地點與任何人進行包括語音、數據和視頻等信息的交流。在這種情況下,出行的旅客也需要在列車上享受如同在辦公室環境下的信息交流,比如同其它人進行語音、數據、傳真、圖像等信息交流,還要接入國際互聯網。另外,隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸,為保障行車安全,實現有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能更加完善的,技術構成更加先進的鐵路通信網。隨著我國電信業壟斷格局的打破,擁有僅次于中國電信的龐大鐵路通信網絡的鐵道部,可以利用現有的專用網絡設施積極參與競爭,向全社會提供高質量的電信業務。
要想使上述構想成為現實,就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式,采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,適應信息社會的發展,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(移動通信)接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通信方式,方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點,而且還具有路由迂回、設備備用等特點,從而具備自愈合功能,并使系統的性大大提高。另外,采用遠端用戶單元(RSU)和數字環路載波(DLC)設備,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務,并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網,局域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看,接入網占有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似,鐵道部將在未來的1~2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網,它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網,組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡,鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位,為鐵路通信走向市場做準備。關于有線接入這里不再敘述,下面主要討論鐵路的無線接入網,為此首先回顧一下移動通信的發展過程。
1.移動通信的發展過程
移動通信技術經歷了由模擬到數字,由頻分多址到頻分+時分多址,再到碼分多址(CDMA)的發展過程,并即將向寬帶化、智能化和個人化的方向發展。移動通信系統大體可分為二代,及時代是以模擬技術為主,頻分多址,工作在400~800MHz頻段。由于模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、設備復雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業務面窄等固有缺點,不能滿足通信市場急速發展的需要,因此誕生了第二代移動通信系統。第二代移動通信系統采用數字化、時分多址方式等全數字化技術,克服了及時代移動通信的缺點,得到了迅速發展,目前的移動通信數模兼容,以數字系統為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數的增長,電信工作者們著手建立近期一代的移動通信 第三代移動通信系統。
第三代移動通信系統具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點,工作在2000MHz波段,采用寬帶的CDMA技術,涵蓋地面系統和衛星系統,包括海陸空三維服務面,集成話音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業務。這一系統以多種空中接口和接入方式,可向高速和慢速移動用戶提供服務。
2.鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時的通信,以提高服務等級和運輸效率。保障列車的安全,達到高效運營而建立的,它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別,它是一種屬于線面結合、以線為主的鏈狀網。
鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時,這些通話才進行,否則如果沒有特殊的情況,則在列車運行于區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要,這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制,并完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能,必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能,同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。基于這一想法,構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM(全球移動通信系統)移動通信方式、CDMA移動通信方式。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動地動態分配給系統內部用戶,較大限度地利用系統資源和頻率資源,降低系統內呼損,提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的類型。但是這一系統還具有一定的缺點,主要包括采用動態的頻率分配,沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題,沒有先進的路由合理選擇功能,并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象,保密性不強,容易受干擾等,這些缺點對于話音通信的影響不大,但是會對列車與調度指揮中心之間的實時雙向數據通信造成較大的誤碼,因而對于要求較高數據通信誤碼率的場合并不適合。
即將動工的秦沈客運專線的移動通信系統主要包括400MHz的無線列調系統和800MHz的集群移動通信系統,考慮到集群移動通信系統在越區切換過程中會存在信息的損傷,因此將數據通信部分交由無線列調系統來完成,集群移動通信系統僅進行區間通信(如大三角功能的話音通信,公務通信以及應急搶險通信等),并留有調度電話進入的余地和接入公用通信網的功能。這一系統也是我國鐵路以集群通信的方式為無線接入系統的及時例,是我國鐵路通信史上的一個重大變革。
二、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,參與同中國電信的競爭,使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務,在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務。不過,鐵路現有的通信網絡設施龐大而落后,這是目前該網絡發展的較大障礙。
80年代開發應用的集群移動通信系統具有信道利用率高、組網靈活等優點,能夠確保旅客通話的高質量和優先等級,可供列車公務人員進行業務通信,也可利用調度功能組成臨時的應急通信和收容沿線的移動作業通信,基本上能夠滿足目前的鐵路通信的需要,秦沈客運專線就是采用這一系統來實現鐵路移動通信的功能。但從更高的通信目標來說,比如為了實現列車的實時定位、追蹤,讓列車上和列車下的公務人員都能夠隨時隨地獲得整個路況信息,實現列車運行、調度等自動控制,能夠為廣大旅客提供除語音服務外,還能提供傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務,還有向鐵路沿線的居民提供電信業務,隨著這些業務的出現,原有的通信系統就不能滿足要求,應該應用先進的移動通信技術,對鐵路通信網進行改造,建立新的、必要的移動通信系統,比如微蜂窩移動通信系統,或者是第三代的移動通信系統。當然,建造鐵路通信網,應根據鐵路的實際情況,在不同的地區要因地制宜地發展有線和無線接入系統。
考慮到未來鐵路發展對通信的需求,認為在通信系統壽命期內,運輸會出現明顯的增加,作為用戶聯絡手段的通信系統,在規劃其指標構成時,必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統的容量擴充性問題,選擇便于擴容的通信方式。從系統高性的要求出發,還必須與別的系統(如微波/租用線路等)結合起來構成一個統一的整體,以此提供必要的備份。
在歐洲,經過長期的研究和決策,最初確定的是兩種系統,一個是GSM,另一個是TETRA(泛歐集群無線通信)。后來由于GSM的技術日趨成熟,使用范圍迅速擴大,造價逐漸下降,并且又由于在用戶迅速擴展的情況下,集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出。鑒于此,歐洲的鐵路移動通信系統定位于GSM的方式,并將鐵路移動通信所具有的特色(群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)加進去,構成GSMR(用于鐵路的全球移動通信系統)的解決方案。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向,并達到與公用網的統一。從而使得用戶無比是在運行中的列車上,還是在鐵路網的覆蓋區域均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流,如進行電話聯絡,寬帶的數據通信和圖像傳輸,接入Internet等。而要滿足這一要求,集群移動通信系統已經遠遠不夠,GSM(R)和現行的CDMA技術也不能達到這一要求。從現在的發展情況看,惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任。因此,鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當然,并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能,如同GSMR一樣,必須將鐵路通信所必備的功能(如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)融入這一技術之中,形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
另外,考慮到鐵路已經延伸到很多較為偏僻的地區,這些地區的公用通信網尚未建立起來。利用已經建立好的鐵路通信網,并將其經過適當的擴容改造,比如建立單基站無線接入系統,增加移動交換功能,廣泛發展固定用戶和移動用戶,從而取得應有的社會和經濟效益。
鐵路通信網是保障行車安全、提高運輸效率的有力工具。本文討論了無線接入技術在鐵路通信網中的應用現狀及其未來的發展趨勢,認為鐵路通信網應該順應當今通信技術的發展潮流和市場的需要,在保障鐵路通信要求的前提下,發展多種接入方式,特別是無線接入方式,逐步達到同公用網的統一,從而參與同其它電信部門的競爭,為出行的旅客以及網絡覆蓋區域的用戶提供高質量、方便、快捷的電信服務。
接入網論文:光纖接入網設備在河源局的應用探討
隨著社會經濟的不斷發展,人們對新業務,特別是ISDN業務需求的日益增加,這就要求電信業務向綜合化、數字化、寬帶化、智能化和個人化發展。而接入網技術是目前通信建設的“熱點”問題。如何合理地改造農村現有的農話交換機,優化網絡,是當前農村通信建設所面臨的迫切問題。河源局的光纖接入網正在處于建設當中,對目前基于V5接入網提出需要進一步解決的問題和應當考慮的其它因素,本文就此作些淺析。
一、光纖接入網的引入
光纖接入網是指在接入網中用光纖作為主要傳輸媒介來實現信息傳送的網絡形式。光纖接入網的組網方式可以有總線結構、環形結構、星形結構。它的主要特點是:
1.可以傳輸寬帶交換型業務和多種業務,且傳輸質量好,性高。
2.網徑一般較小,可不需要中繼器。
3.具有V5接口功能,不同設備之間完成H-ISDN業務基本解決。
4.能夠提供無人值守條件,具有各種監控功能。
二、現在采用的光纖接入網在維護管理存在的問題
1.首先是網管功能較為單一,它與現行交換機的網管系統不兼容,只能建立單獨的接入網網管系統,不同廠家的接入網管系統也不能相聯,給電信維護管理帶來很大的困難。
2.其次是112集中測試功能。目前,我局所有S1240用戶能自動處理用戶的申告并自動測試用戶線路和設備。采用接入網設備以后,只能在ONU(光網絡單元)增加測試板,測試結果也不太。
3.農村用戶需求主要還停留在傳統的語音業務上,接入網可以提供多種業務的接入,但也是綜合業務發展的過渡階段,交換的發展方面是ATM交換機。
4.缺乏互連互通的標準。接入網建成后,其網管要與“九七工程”中相關子系統、本地網交換、傳輸、動力網管相連,以利于運行維護的正常運行,然而現成接入網沒有互連,其原因是缺乏規范。
三、目前河源本地網接入網試用情況
1.接入設備
(1)貝爾公司的JRSU接入設備;
(2)UT斯達康公司的AN-2000接入設備一千門;
(3)深圳華為的商業網、接入網設備;
2.各自的特點
(1)上海貝爾的JRSU:
JRSU的使用可以解決以下幾個問題:
1)因它和母局S-1240為同一制式,可以納入現有網管系統中,而不需建立新的網管系統。
2)原有的112可以為新的用戶提供使用。
3)技術與母局S-1240相似,不需對技術人員進行太多的培訓,用戶板與母局用戶板通用,大大減少備板及維護設備的數量。
4)模塊用戶在與母局中斷的情況下,仍能保持局內通信。
缺點:
1)每次擴容需修改軟件(上期工程中已安排除外)。
2)傳輸為國標(98M)。
(2)UT斯達康:
它實際是一種類似SLC的復用設備,需要V5接口。它有以下特點:
1)能提供ISDN業務,能夠組成自愈環。
2)組網比較靈活。
缺點:
1)必須用V5接口,否則需用背靠背的方法,使設備增加一倍,使用信令轉換架,受制于提供信令轉換架的交換機廠家。
2)UT斯達康內部沒有交換功能。
(3)深圳華為C&C08:
特點:
1)是一種比較標準的接入設備,能提供ISDN等業務。
2)能通過信令轉換架與母局交換機相聯,開通N0.7信令,能提供V5接口。
3)組網方式靈活,在組成環形網時有自愈環功能。
缺點:
1)商業網的軟件升版時,不能打補丁而是換芯片解決,比較困難。
四、在建設接入口過程的幾點建議
1.必須要制定規范,保障通信網絡的“三性”,接入網集中監控維護管理系統是保障用戶接入網高效、地運行的關鍵,是維護體制改革以后,維護部門對接入網設備進行“三個集中”管理的必要手段,因此在進行接入網建設的同時就必須統一建立接入網網管,要求接入網設備廠商提供的接入網網管必須符合規范與預留Q3協議接口,最終實現接入網管與本地網網管的互連互通。接入網建設與網管建設要同步進行。
2.接入網網管不僅能監控接入網本身設備,還應對接入網的線路設備和光纜、電纜、用戶線進行自動監測,能完成現在112系統的功能,而且還能將遠端節點設備、機房的溫度、濕度、安全等環境信息收集處理,送至相應的環境監控系統。
3.要求接入網設備能夠平滑地升級。在組網過程中,好能形成環形結構,因為原來縣局很多C5局,C5局中接C5局,一個C5局中斷,會影響到所連接的C5局的通信。
4.對普通用戶線的112測試系統含集中管理。自動測試兩部份,整個112系統已納入“九七工程”,而“九七工程”并未考慮到接入網的發展,而且,“九七工程”已投入使用,因接入網與112集中系統的互連原則是接入網要適配原有的112集中受理系統,提供規范的Q接口。
五、接入網技術的發展方向
1.有線、無線綜合接入網技術迅速發展,總的方向是綜合、全業務的接入網。
2.光纖接入網的優勢日益明顯,“光纖盡可能接近用戶”的戰略已是公認的發展方向。光纖到路邊(FTTC),光纖到大樓(TFFB),光纖到小區(FTTZ),光纖到戶(TFFH)已成為接入網發展的大趨向。
3.新的V5接入網標準接口的出現,促進了光纖接入網的迅速發展,V5接口統一了標準,便于建設管理、維護、運行。
4.與多種業務平臺相融洽的接入網網管系統體系是今后的發展方向。
接入網論文:寬帶光纖接入網的發展趨勢
摘要本文首先簡要介紹世界寬帶接入網發展的狀況和主要應用,然后講述了寬帶光纖接入網的優點。接下來,重點分析了寬帶點到點有源以太網光纖系統和寬帶點到多無源光纖系統的特點和應用。提出我國光纖接入網的發辰可能跨越APON、]]PON和EPON階段,從寬帶點到點以太網光纖系統和GEPON開始,乃至最終過渡到GPON階段的初步設想。
寬帶接入網發展的狀況和主要應用
『事實上,從電信發展歷史看,當網絡用戶數達到一定規模。各種應用會自然產生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒有一種技術生來就帶著一大堆應用的,無論是移動通信還是互聯網,其短信、瀏覽、網上聊天等關鍵應用都是在用戶規模發展到一定程度后自然產生的,而不是事先刻意設計策劃出來的。
進入21世紀以來,全球寬帶接入網進入了大發展階段。到2004年底,總用戶數已經達到1.5億,成為電信史上發展最快的電信業務之一,甚至比移動業務還快。例如全球移動業務從1000萬發展到1億花了5.5年,而寬帶接入業務僅用了3.5年。按照IDC的預測,2007年全球寬帶總用戶可以達到2.09億,其中9.9,即大約2000萬用戶為光纖接入網。
亞太地區,特別是韓國和日本是寬帶接入發展最迅猛的國家,韓國寬帶用戶總數已經突破1000萬,寬帶普及率居世界及時,占據家庭的7互聯網的90%。日本政府也通過各種措施大力推進寬帶發展,計劃2005年將寬帶用戶總數提高到3000萬,其中FTTH達到1 000萬。美國依然是世界較大的寬帶接入市場,總用戶數超過3000萬。美國FOC將寬帶業務定位為2003—2008年的六大目標之一,事實上寬帶接入正成為美國普遍服務的下一個目標。美國寬帶接入是以電纜電視和ADSL為主發展的,由于電信管制政策鼓勵采用新技術建設網絡(例如FCC規定運營商建設光纖接入網可以不受限于本地環路的非捆綁政策)以及競爭和業務增長的壓力,近來主導運營商對光纖到駐地(FTTP)的發展十分積極。
就光纖接入網,特別是光纖到駐地(FTTP)或光纖到家(FTTH)而言,全球已經開始進入啟動階段,僅美國就有270個FTTP項目,多半是地方政府、公共公司、房地產開發商和非主導電信運營商的項目。主導運營商也開始進入該領域,其中Verizon計劃2005年完成300萬FTTP;SBC在其龐大的“光速”計劃中計劃2007年達1800萬FTTN,每戶具備速率20-39Mb/s,提供端到端的三重業務捆綁(tripte play)業務。日本是世界上推進FTTH最激進的國家,2.004年其光纖就已經通達1800萬多戶家庭,但是用戶發展滯后,大約為200萬,2005年計劃發展1000萬。歐洲比較穩健保守,到2004年FTTH總共敷設了50萬,有167個小項目或試驗項目在進行。
我國寬帶接入網在近兩年發展也十分迅速,據初步統計,到2004年底我國寬帶用戶為2500萬,成為僅次于美國的第二大寬帶接入市場,其中主導技術是ADSL,大約占70%左右,其次是以太網技術,還有少量寬帶無線接入和電纜調制解調器接入,對于FTTH技術還處在跟蹤階段,少數發達城市也已經在開始考慮和試驗各種FTTHI技術。
從寬帶應用看,按照美國麥肯錫公司的近期分析,初期的寬帶應用主要是高速上網,可以使上網的時間增加約30%。此后,隨著業務的大規模拓展,開發新的業務成為繼續發展的動力。據美國BHK公司在2004年的調查結果顯示,2003年美國前五名的寬帶消費是網上賭博、成人節目、游戲、音樂下載和點播電視,具有明顯的向消費類傾斜的趨勢。
需要指出,討論應用驅動需要注意一個基本認識上的誤區,即不能寄希望于人為事先研究開發出一二項所謂“殺手锏應用”,推廣應用。事實上,從電信發展歷史看,當網絡用戶數達到一定規模,各種應用會自然產生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒有一種技術生來就帶著一大堆應用的,無論是移動通信還是互聯網,其短信、瀏覽、網上聊天等關鍵應用都是在用戶規模發展到一定程度后自然產生的,而不是事先刻意設計策劃出來的。
寬帶光纖接入網的優勢
隨著光纖在長途網、城域網乃至接入網主干段的大量應用,邏輯的發展趨勢將是繼續向接入網的配線段和引入線部分延伸,關鍵是推進速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應用的刺激、技術的進步,成本的下降和配套運維系統的開發等等。我國2008年舉辦奧運會和2010年舉辦世界博覽會這兩大事件將在一定程度上會推進寬帶光纖接入網的發展。
下面將主要從系統技術的角度來分析幾種主要的寬帶光纖接入技術的特征、問題和發展趨勢。當然,除了系統技術外,影響其應用的因素很多,主要是業務和應用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術和敷設安裝測試技術也十分關鍵。目前低成本光源已有望實現,850nm的VCSEL僅數美元,1310nm的VOSEL已有突破,速率達10Gb/s。PLC混合集成技術,高密度低成本光纜及相關技術,對彎曲不敏感的室內用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術,自動光操作測試系統等也都是影響光接入網推廣應用的關鍵因素,需要有妥善的解決方案。
點到點有源以太網系統
『由于計費、質量、管理、安全等多種因素,以太網作為公用網接入方式尚需進一步改進。
傳統以太網屬于用戶駐地網(cPN)。然而其應用卻在向包括接入網在內的其他公用網領域擴展。歷史上,對于企事業用戶應用環境,以太網技術一直是流行的方法,目前已成為僅決于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設施接口。采用以太網作為企事業用戶接入手段的主要原因是已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識、目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的、性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高性等。
對于公用網住宅用戶應用環境,點到點有源以太網系統采用有源業務集中點來替代無源點到多點系統的無源器件,使傳輸距離可以擴展到1 20公里之遠。主要優點是專用接入,帶寬有保障,每用戶可以獨享100Mb/s乃至1dbs;局端設備簡單便宜;傳輸距離長,服務區域大;成本隨用戶數的實際增長而線性增加,無需規劃,投資風險低,因而在低密度用戶分散地區成本較低。缺點是兩端設備和光纖設
施專用,用戶不能共享局端設備和光纖,當需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設備數量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加,因而不太適合高密集用戶區域。影響選擇以太網技術的另一個因素是傳統視頻業務的提供方式,例如美國地方貝爾公司都保障提供傳統模擬RF視頻節目,而以太網和模擬視頻節目的混合是很困難的。這方面PON技術就比較容易。
由于計費、質量、管理、安全等多種因素,以太網作為公用網接入方式尚需進一步改進。主要是以太網技術的固有機制不提供端到端的包延時、包丟失率、帶寬控制,難以支持實時業務的服務質量,缺乏安全機制保障等。
點到多點無源,光網絡系統
『隨著IP的崛起和發展,有人提出了EPON的概念,這一思想在以太網界獲得到了積極響應,在IEEE 802.3ah的旗幟下已經形成了GEPON標準。
1.無源光網絡技術
無源光網絡(PoN)是一種純介質網絡,其主要特點是在接入網中去掉了有源設備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設備的故障率,降低了相應的運維成本。其次,PON的業務透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經濟地支持模擬廣播電視業務,具備三重業務功能(triple—play)。,由于其局端設備和光纖由用戶共享,因而線路成本較其他點到點通信方式要低,土建成本也可以明顯降低。特別是隨著光纖向用戶日益推進,其綜合優勢越來越明顯。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數量的增加而迅速下降,因而最適合于分散的小企業和居民用戶,特別是那些用戶區域較分散,而每一區域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區,尤其是新建區域。,考慮采用PON技術后比較容易繼續提供傳統的模擬視頻節目,因而,多數美國地方貝爾公司傾向于PON技術,而不是光以太網技術。
PON的主要缺點是一次性投入成本較高,因為局端光線路終端OLT很貴,光纖和分路器等無源基礎設施又必須一次到位,這樣當用戶數較少或用戶分布超過某一限定距離時,每用戶的成本很高。另外,其樹型分支拓撲結構使用戶不具備保護功能或保護功能成本較高,影響了大規模發展。
2.APON和BPON
早期的窄帶無源光網絡是基于TDM的,性能價格比不好,已經自然消亡。一個ATM化的無源光網絡(APON/BPON)可以利用ATM的集中和統計復用,再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用,使性能價格比有重要改進,目前在美國和日本等國已經開始商用。
然而,目前實際APON/BPON的業務適配提供很復雜,業務提供能力有限,數據傳送速率和效率不高,成本較高,其市場前景由于ATM的衰落而黯淡。,從長遠的業務發展趨勢看,APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例,盡管典型主干下行速率可達622Mb/s,但由于分路后,實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算,每一個分支的可用帶寬僅剩19.SMb/s,再按10個用戶共享,則每個用戶僅能分得約2Mb/s的帶寬而已。顯然,這樣的性能價格比是無法滿足網絡和業務的長遠發展需要的。
3.EPON/GEPON
隨著IP的崛起和發展,有人提出了EPON的概念,即在與APON和BPON類似的結構和O.983的基礎上,設法保留其精華部分—物理層PON;而以以太網代替ATM作為鏈路層協議,構成一個可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業務能力的新的結合體-EPON。這一思想在以太網界獲得到了積極響應,在IEEE802。3ah的旗幟下已經形成了GEPON標準。在實際中,EPON和GEPON的基本差別就是標準化,前者往往指非標設備,后者指符合IEEE 802.3ah,規范的設備。另外,GEPON的傳輸距離和分路比均比EPON有所減小。
EPON/GEPON與傳統點到點以太網主要不同處在于工作于點到多點通信方式。其下行方向工作于TDM方式,數據流以變長以太幀方式廣播到ONU,每個ONU根據以太幀的MAC地址,決定取舍。上行方向工作于TDMA方式,來自不同時隙的ONU數據流匯聚到公共光纖設施和OLT。此外,傳統以太網工作于連續光傳輸模式,在收發兩個方向都是連續的比特流,因此收端的定時和判決容易實現。而EPON/GEPOkI的ONU上行比特流是輪流發送的突發數據包,OLT的接收定時恢復、判決門限設置、測距和延時補償比較復雜。
從EPON/GEPON的結構上看,其關鍵優點是極大地簡化了傳統的多層重迭網結構,主要特點有:
——消除了ATM和SDH層,從而降低了初始成本和運行成本; ——下行業務速率高達1Gb/s,允許支持更多用戶,每一用戶的帶寬可以更高,并能提供視頻業務能力和較好的QOS
——硬件簡單,無須室外電子設備,使安裝部署工作得以簡化;
——可以大量采用以太網技術成熟的芯片,實現較簡單,成本低
——改進了電路的靈活指配和業務的提供和重配置能力。
IEEE 802.3ah規范的GEPON技術的規范性好,上下行波長是1310和1490nm,上下行速率為1.25Gb/s,傳輸距離是10/20km,分路比是16,主要業務是數據和語聲,增加一個1550nm電視廣播波長后,成為語聲、數據和電視三合一的“triple—play”寬帶業務捆綁服務,而這將是未來家庭業務的“殺手锏應用”。
EPON/GEPON的主要缺點是效率低和難以支持以太網以外的業務。前者是由于采用8B/10B的線路編碼,引入20%的帶寬損失,再加上其他開銷,可用負荷僅50%左右,而APON和GPON都采用NRZ擾碼為線路碼,沒有帶寬損失。再加上承載層效率、傳輸匯聚層效率、業務適配效率等原因,使EPON/GEPON總的傳輸效率很低,大約僅為GPON的半。
4.GPON
2001年,在IEEE積極制定EPON標準的同時,FSAN組織開始發起制定速率超過1Gb/s的PON網絡標準一千兆以太網無源光網絡(GPON),隨后,ITU-T也介入了這一新標準的制定工作并于2003年1丹通過兩個有關GPON的新的標準G.984.1和G.984.2(速率提高到2.5Gb/s)。按照這一近期標準的規定,GPON可以提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和所有標準的上行速率;傳輸距離至少達20公里,具有高速高效傳輸的特點。而且,GPON采用了兩種封裝方式,除了傳統的ATM外,還在傳輸匯聚層采用了一個全新的基于sDH的標準通用組幀程序GFP,這是一種可以透明地高效地
將各種數據信號封裝進現有SDH網絡的通用標準信號適配映射技術,可以適應任何用戶信號格式和任何傳輸網絡制式,即可以按固有格式傳送語音、數據和視頻信號,無需附加ATM或P封裝層,體現了業務提供商對業務提供的靈活要求,而APON/BPON和EPON/GEPON對每種特定業務都需要提供特定的適配方法。由于采用GFP映射,GPON的傳輸匯聚層本質上是同步的,使GPON可以支持端到端的定時和其他準同步業務,特別是可以直接高質量地靈活地支持TDM業務。
從技術角度,GPON是BPON的繼承和發展。GPON繼承了BPON的很多基本特點,例如兩者都使用同樣的OLT核,心技術,使用同樣的物理光纖設施和光功率預算等。另一方面,GPON采用了一些近期的技術成果,除了最重要的GFP封裝外,還包括前向糾錯等新技術。
從提供的業務看,GPON不僅可以提供10/100Mb/s,1Gb/s的業務,而且可以提供VLAN業務和語音業務,事實上可以適應任何觀有業務和未來新業務的適配要求。總的看,GPON不是制造商驅動的技術標準,而是一種運營商驅動的標準,因此具有更周到的運營利益考慮,速率更高,可達2.4Gb/s;具有通用的映射格式,可適應任何新老業務;具有豐富的OAM&P功能;對各種業務均有很高的傳輸效率,即便對于TDM業務也能靈活高效低開銷傳送。可以幫助運營商完成從傳統TDM語音電路向全IP網絡的平滑過渡,其缺點是依然保留有復雜的ATM層功能,成本偏高。
由于三種PON的主要成本(約70%)都是光接口,因而其硬件成本理應相差不多,但是由于實現技術上的差別,目前GEPON的難度最小,成本低。但就傳輸效率而言,則GPON無論在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協議效率和業務適配效率方面都是較高的,因此其總效率較高。例如假設TDM業務占10%,而數據業務占90%,則GPON的總效率為94%,而APON和GEPON分別為72%和49%。
GPON和EPON/GEPON面臨的共同挑戰有:怎樣才能在Ethemet,/GFP上有玖承載TDM業務并能提供電信級的服務質量;其次,由于GPON和EPON/GEPON是點對多點的星形或樹形網絡,需要通過一個1+1并經過不同路由的光網絡來實現電信級的保護恢復要求,網絡成本將非常高;第三,目前GPON和EPON/GEPON設備成本主要受限于突發光發送/接收模塊以及核,心的控制模塊/芯片。這些模塊要么是技術不成熟無法商用,要么是價格昂貴還難以適應市場需要;第四,GPON和EPON/GEPON的一次性投入成本較高,不太適合逐步投資擴容的傳統電信建設模式,最適合新建或改建的密集用戶區域。
結束語
總的來看,光纖接入網代表了寬帶接入網的長遠發展方向,各種寬帶光纖接入網都有其使用場合和時機,寬帶點到點有源以太網光纖系統適合在低密度用戶分散地區應用,寬帶點到多點無源光纖系統最適合新建或改建的密集用戶區應用。我國的發展趨勢將可能跨越APON、BPON和EPON階段,從寬帶點到點以太網光纖系統和GEPON開始,乃至較快地過渡到GPON階段。
接入網論文:對我國農村接入網發展途徑的研究
一、國外接入網狀況
目前,世界各國電信公司普遍把發展接入網作為主要的經營策略之一,傾注了很大的力量。設備制造商也積極適應這方面的需要,開發了各種各樣的接入網設備產品。
接入網概念的出現,使電信運營者能夠綜合考慮用戶環路的設備配置問題,既著眼于現在的需求又放眼于網絡未來的發展。但由于發展的不平衡,服務水平都存在巨大差異。在現階段接入網發展建設過程中,普遍面臨著兩個方面的主要問題:一個是在電信欠發達地區缺乏配套的用戶線問題,另一個是電信發達地區用戶環路的數字化與寬帶化問題。在發展中國家,城市和鄉村普遍存在著因沒有用戶線而造成的大量待裝用戶無法及時裝機。
許多國家的電信運營公司認為,采用無線用戶環路解決電話網的機線矛盾是見效最快的方法,尤其在偏遠的農村和山區,效果更明顯。因為目前的農村電話用戶基本是固定用戶,不存在不同無線技術之間的互通問題,也基本不考慮漫游問題,所以原則上可以不對采用的技術加以限制。
另外,SDH/SONET已大規模推廣,ATM也已經從實驗室走向公用網,開始商用。因此用戶環路也需要相應寬帶化以支持各種寬帶業務。現在,電信運營公司已經認識到用戶環路寬帶化刻不容緩,紛紛提出改造或重建用戶網絡的計劃。
用戶環路寬帶化的方案有很多,如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等,并且有可能不斷推出更新的接入技術。
對于新的各種接入技術,FTTB、FTTC、FTTZ將在近期內占有較大市場;國外電信界普遍認為FTTH是未來的發展方向;HFC是目前較看好的提供CATV等寬帶業務的方法;HDSL在利用現有用戶線對提供基群速率業務方面技術相對比較成熟;WLL還限于提供基本電話業務,與有線技術相比很具競爭力。但無論采用什么技術,運營公司最關心的是每線成本及商用的時間。
無線用戶環路(WLL)目前主要用于提供基本電信業務,所采用的主要技術是以數字/模擬蜂窩為基礎的技術、數字微波技術和毫米波(28GHz)技術、一點多址技術。
目前,無線用戶環路在發展中國家應用較多,想以此加快提高和發展電信業務。一些發達國家新的運營公司也用WLL作為競爭手段,在日本,已把發展無線接入技術作為今后通信發展的主要技術政策之一。日本NTT公司將從1998年開始在人口密度低的農村地區,采用光纖接入和固定無線接入方式或有線無線混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無線接入技術,并把這種技術推向國外。一些國家在局部高密度用戶區域也開始應用無線接入技術(PHS等)以擴大業務。
二、我國接入發展狀況
自“八五”、“九五”規劃期以來,我國電信網建設獲得了巨大成績,綜合通信能力明顯增強,通信網正向全數字化、綜合化方向發展。電話網網絡規模已躍居世界第二位(交換機總容量達1.1億門)。全國縣城以上城市全部開通了程控電話交換機,程控化比重達到99.7%,長途話路中數字電路占99.2%以上,據ITU統計,1995年美國電信網數字化率達73%。應當說我國通信網路裝備水平實現了歷史性跨越。但從網絡整體看,我國處于網絡末端的用戶線路短缺問題在一些地區和農村地區十分突出,傳統的模擬銅纜為主要的用戶線傳輸手段,在一定程度上限制和制約著通信新業務的發展,成為建設現代化電信網的瓶頸。隨著經濟發展,高速數據、高質量視頻業務等寬帶業務的需求日趨迫切,作為交換局與用戶終端間的連接紐帶,用戶接入網的數字化寬帶化也被提到重要日程。我國農村通信市場迅速啟動,將成為電信業務發展新的增長點。因此,農村用戶接入網的建設也十分迫切。農村用戶接入網建設受農村用戶分散、地形條件復雜,山區、水網、用戶線路超長,再加上農村經濟條件差,這些特點,使得農村地區的用戶接入網建設難度比城市用戶接入網建設的難度更大。
目前,接入網的許多技術仍不夠成熟,或成本太高,離大規模商用化還有一定距離。我國有關接入網的體制、標準正在抓緊制定中,相關的接入網試驗也在幾種交接上進行實用化試驗工作。因此,在確定各地區接入網發展途徑和建設中,一定要根據城市和農村地區具體情況,根據不同特點和條件,堅持實事求是,因地制宜地發展接入網。
三、接入網的定義和定界
國際電信聯盟ITU-T已通過關于用戶接入網定義、定界和功能的G·902建議,以及接入網的接口建議G·904、G965,我國已制訂了接入網的相關標準。
接入網(AN)是由業務節點接口(SNI)和相關用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成的,為傳送電信業務提供所需傳送承載能力的實施系統,可經由Q3接口進行配置和管理,傳送實體提供必要的傳送承載能力,對用戶信令是透明的,不作處理。換言之,接入網是由網絡側V或Z參考點與用戶測T或Z參考點之間的所有機線設備所構成。
接入網所覆蓋的范圍由三個接口定界,即網絡側經由SNI與業務節點(SN)相連,用戶側經由UNI與用戶相連,管理方面則經Q3接口與電信管理網(TMN)相連。其中SN是提供業務的實體,是一種可以接入各種交換型和/或長期連接型電信業務的網元,而SNI即是AN與SN之間的接口。可提供規定業務的SN有本地交換機、租用線業務節點或特定配置情況下的點播電視和廣播電視業務節點等。
四、接入網的功能、位置及標準化接口
根據接入網的定義,接入網為本地交換機與用戶端設備之間的實施系統,它可以部分或全部代替傳統的用戶本地線路網,可含復用、交叉連接和傳輸功能。接入網可支持包括窄帶和寬帶多種業務的綜合接入。
為了支持不同的業務,接入網需要有不同的接口。交換側和用戶側的接口根據具體的應用情況配置,兩側的接口可以是不對稱的。目前ITU-T規范接口版本交換側采用的為V5.1和V5.2接口,將來接口類型還要向前發展,例如寬帶V接口,如VB5.1,VB5.2,SDH接口和租用線接口等。
V5接口的誕生對接入網的發展起到了極大推動作用。
直到不久前,音頻(VF)接口仍是電話用戶與本地交換機之間的接口。超過銅線用戶電纜的覆蓋范圍時,只有采用遠端模塊或音頻轉接的用戶環路載波設備(SLC)來實現接入。這兩種技術目前都存在嚴重的缺陷。SLC設備在交換機側需要進行一次A/D和D/A轉換,無論在經濟上還是技術上都極不合理,而且無法解決數據業務的接入問題,因為數據要求透明傳輸,不能轉換。遠端模塊在技術上和經濟上都比較合理,然而,交換機與遠端模塊之間的數字接口沒有統一規范,不同廠家的設備不能互通,給網絡的規劃和建設造成一定困難。交換機局間中繼的數字接口則由于不能支持用戶線信令而不能用于接入網。
V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基礎上,除了幀同步時隙外,使用一個或多個時隙作為通信控制信道來傳送信令,其它時隙作為承載信道,可以傳送64Kbit/s數字話音信號或ISDN的B通道信號。V5·1支持1個2Mbit/s鏈路,1個位于TS16時隙的通信控制信道,其余各時隙固定分配給各承載信道。V5·2支持1~16個2Mbit/s鏈路,1個或多個通信控制信道,承載信道時隙動態分配,且具有集線功能。
V5鏈路接入協議定義了V5的所有功能,內容包括:電話網用戶信令信號的雙向傳遞、用戶端口的狀態和控制信息的雙向傳遞、ISDN的D通道信息的雙向傳遞、V5.2承載信道的動態分配和集線控制、V5.2的多個控制信道的倒換功能和承載信道連接功能、V5.2的多個2Mbit/s鏈路的管理功能等。
V5接口支持的接入類型包括:模擬電話、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口(僅V5·2)及半長期連接租用線路。
V5接口的問世推動了接入網的技術和產業的發展。
(1)由于V5規范了數字化的用戶接口,從而使接入網的引入變得既經濟又有效,使得用戶環路中音頻轉換接技術SLC作為一種應用技術將被取代。
(2)由于V5支持多種業務以及它們的綜合接入,使得從此在接入網上能夠實現模擬和數字多種業務的綜合接入。
(3)由于V5接口將交換機的數字接口標準化,故為開放式接口,打破了交換機遠端模塊的專有性,交換機與接入網設備可由不同廠家提供。大批的廠家加入到接入網行業中競爭,大量的生產降低了設備的成本。各本地網所處地理位置不同,經濟發展水平不齊,對接入網的業務需求差異較大,廣大農村地區拉入網的發展相對滯后,但隨著交換機數字化,ISDN的引入,多種接入網組網方式的應用,遲早要在農村地區實現。
五、接入網的組網技術選用
1、有線接入技術
當前比較實用的有線接入方案中,除了傳統的銅線接入方式外,有以下四種接入技術:
(1)光纖接入(FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等)。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纖敷設到那里來區分的,即以接入網主干系統與配線系統的交界點—光網絡單元(ONU)的位置進行劃分的。FTTB是指光纖敷設到辦公大樓,FTTC是指光纖敷設到路邊,FTTZ是指光纖敷設到用戶小區,FTTH是光纖直接到每個家庭。從技術的角度看,FTTB、FTTC、TFFZ基本相近,沒有實質性區別。
從運營角度看,當前業務量較大,用戶需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點是全數字化接入與傳輸,主干系統的傳輸媒介是光纖,各種業務以時分復用方式接入,傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s;配線系統使用星型結構的銅絞線作為傳輸媒介,根據終端設備的種類,配線系統可以使用二線連接或四線連接結構;FTTB與交換局之間應使用V5接口。可實現多種業務的綜合服務(包括寬帶業務),容易向環型光纖網過渡。
目前發達地區農村接入網已廣泛采用了架空光纜,今后在地形條件適宜的農村地區,光纜到鄉、鎮、村是發展的方向,地、縣到鄉鎮之間地理環境允許的情況下應敷設光纜,接入技術仍可挑選遠端模塊。模塊服務半徑7~10公里。光纜應備有傳送CATV信號的單獨光纖為實現共纜分纖綜合傳輸電話和CATV提供基礎裝備。雖然目前農村普及率水平很低,但近幾年農村電話發展速度持續高漲,農村通信水平將有大幅度增長,因此建設農村的光纜接入網應有長遠規劃來指導建設。
(2)光纖同軸混合接入(HFC)。它的基本特征是以模擬傳輸方式,綜合接入多種業務信息。HFC的主干系統使用光纖,采取頻分復用方式傳輸多種信息;配線部分使用樹狀拓撲結構的同軸電纜系統,傳輸和分配用戶信息。在HFC網上傳輸數字語音和數字圖像信息時,必須經過寬帶調制器(64QAM)將數字信號調制到模擬信道中傳輸。
HFC可用于解決CATV、電話、數據等業務的綜合接入問題。
(3)高速數字用戶環路(HDSL)。為了充分發揮現有市話電纜的作用,解決用戶線不足和高速業務的需求的矛盾,國外研制開發了高速數字用戶環路HDSL技術。使用兩對用戶線傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當用戶接入網的主干傳輸系統。
HDSL的優點是充分利用現有銅纜實現擴容,也可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號的需求;安裝HDSL設備時基本不改變原有設備,施工方便迅速;當更大容量用戶環路建成后,HDSL設備可以轉到異地使用。對于原來已鋪設有銅纜到鄉、鎮及村的農村地區,HDSL方式對迅速擴容和開放數據業務也是一種可行的方案。
2、多種固定無線接入技術
在有線通信不斷發展的同時,無線通信技術以其靈活方便、建設速度快、維護費用低、受環境限制少、適合于遠距離分散用戶等功能特點,成為接入網建設中必不可少的手段之一。其中,固定無線接入是解決我國目前機線矛盾等問題的主要方式。地、縣到鄉鎮之間地理環境不允許敷設光纜,接入技術應挑選多終端固定無線接入。服務半徑10~30公里。
在城、鄉用戶線緊張的地區,用戶的擴容也可采用無線技術接入手段,日本已大量采用無線接入手段、PHS-WLL。
無線接入大體上可分為:
(1)現有移動技術的固定應用,如蜂窩技術和無繩技術;
(2)專為固定無線接入設計的技術;
(3)微波技術(一點多址技術)。
從技術的角度上講,在城市和農村地區均適用。上海市區已應用一點多址無線接入系統開通電話、傳真、數據等業務,農村地區也有較多應用。
采用移動技術或專用固定無線接入技術的系統從應用的角度來說有兩種系統結構:與移動混合組網;單獨組網。
(1)基于蜂窩移動通信網的網絡結構,即固定無線終端接入到移動交換機MSC。此方式可使運營者以同一系統結構服務于移動和固定的不同用戶群;
(2)典型的固定無線接入系統結構,即直接接入到PSTN/ISDN,而不接入到移動交換機。
這種結構是由PSTN/ISDN本地交換機來進行呼叫處理、計費和編號識別等。
當固定無線接入系統與PSTN或ISDN連接時,固定無線接入系統應能透明地支持;
(1)PSTN的電話業務、電話新服務項目及非話業務。
(2)ISDN的用戶綜合(電信)業務、承載業務以及補充業務。
(3)微波一點多址技術是提供中低容量大范圍覆蓋(幾十公里到幾百公里)的用戶環路技術。它的技術特點決定了它適合在水網地區和山區,每到夏季汛期,通信緊張的矛盾極為突出,但受地理條件限制無法采用有線技術的農村使用,從目前的商用情況看,它的確是解決農村通信的一種主要手段。
農村的接入網在具體建設中應根據各地的經濟條件、業務需求、地形條件、用戶密度等因素統籌考慮、合理規劃,以建設經濟實用,可滿足目前電話和低速數據業務,同時又要兼顧到今后更多業務種類的需求。應防止出現農村通信建設中的短視行為。
(4)采用定點衛星通信接入手段,將全國各地區分布的邊遠分散用戶,采用有線方式和地面無線接入方式 ,均不能比較經濟、方便地接入各本地網內的農村用戶,集中統一組織衛星通信網。長遠地解決各本地網中部分裝機難的用戶。由國家統一組織衛星通信網,解決分散在全國的山區、沙漠、森林、海島等地區電話用戶的入網問題要比各個省、各自為政分別用衛星手段來解決這些地區通信問題要來的更經濟、組網更合理。建議有關部門盡快研究衛星解決邊、遠、難用戶入網通信的切實可行的技術方案來,以適應農村通信發展的需要。實現郵電發展2000年村村通電話的發展目標。
接入網論文:光纖接入網設備在河源局的應用探討
隨著社會經濟的不斷發展,人們對新業務,特別是ISDN業務需求的日益增加,這就要求電信業務向綜合化、數字化、寬帶化、智能化和個人化發展。而接入網技術是目前通信建設的“熱點”問題。如何合理地改造農村現有的農話交換機,優化網絡,是當前農村通信建設所面臨的迫切問題。河源局的光纖接入網正在處于建設當中,對目前基于V5接入網提出需要進一步解決的問題和應當考慮的其它因素,本文就此作些淺析。
一、光纖接入網的引入
光纖接入網是指在接入網中用光纖作為主要傳輸媒介來實現信息傳送的網絡形式。光纖接入網的組網方式可以有總線結構、環形結構、星形結構。它的主要特點是:
1.可以傳輸寬帶交換型業務和多種業務,且傳輸質量好,性高。
2.網徑一般較小,可不需要中繼器。
3.具有V5接口功能,不同設備之間完成H-ISDN業務基本解決。
4.能夠提供無人值守條件,具有各種監控功能。
二、現在采用的光纖接入網在維護管理存在的問題
1.首先是網管功能較為單一,它與現行交換機的網管系統不兼容,只能建立單獨的接入網網管系統,不同廠家的接入網管系統也不能相聯,給電信維護管理帶來很大的困難。
2.其次是112集中測試功能。目前,我局所有S1240用戶能自動處理用戶的申告并自動測試用戶線路和設備。采用接入網設備以后,只能在ONU(光網絡單元)增加測試板,測試結果也不太。
3.農村用戶需求主要還停留在傳統的語音業務上,接入網可以提供多種業務的接入,但也是綜合業務發展的過渡階段,交換的發展方面是ATM交換機。
4.缺乏互連互通的標準。接入網建成后,其網管要與“九七工程”中相關子系統、本地網交換、傳輸、動力網管相連,以利于運行維護的正常運行,然而現成接入網沒有互連,其原因是缺乏規范。
三、目前河源本地網接入網試用情況
1.接入設備
(1)貝爾公司的JRSU接入設備;
(2)UT斯達康公司的AN-2000接入設備一千門;
(3)深圳華為的商業網、接入網設備;
2.各自的特點
(1)上海貝爾的JRSU:
JRSU的使用可以解決以下幾個問題:
1)因它和母局S-1240為同一制式,可以納入現有網管系統中,而不需建立新的網管系統。
2)原有的112可以為新的用戶提供使用。
3)技術與母局S-1240相似,不需對技術人員進行太多的培訓,用戶板與母局用戶板通用,大大減少備板及維護設備的數量。
4)模塊用戶在與母局中斷的情況下,仍能保持局內通信。
缺點:
1)每次擴容需修改軟件(上期工程中已安排除外)。
2)傳輸為國標(98M)。
(2)UT斯達康:
它實際是一種類似SLC的復用設備,需要V5接口。它有以下特點:
1)能提供ISDN業務,能夠組成自愈環。
2)組網比較靈活。
缺點:
1)必須用V5接口,否則需用背靠背的方法,使設備增加一倍,使用信令轉換架,受制于提供信令轉換架的交換機廠家。
2)UT斯達康內部沒有交換功能。
(3)深圳華為C&C08:
特點:
1)是一種比較標準的接入設備,能提供ISDN等業務。
2)能通過信令轉換架與母局交換機相聯,開通N0.7信令,能提供V5接口。
3)組網方式靈活,在組成環形網時有自愈環功能。
缺點:
1)商業網的軟件升版時,不能打補丁而是換芯片解決,比較困難。
四、在建設接入口過程的幾點建議
1.必須要制定規范,保障通信網絡的“三性”,接入網集中監控維護管理系統是保障用戶接入網高效、地運行的關鍵,是維護體制改革以后,維護部門對接入網設備進行“三個集中”管理的必要手段,因此在進行接入網建設的同時就必須統一建立接入網網管,要求接入網設備廠商提供的接入網網管必須符合規范與預留Q3協議接口,最終實現接入網管與本地網網管的互連互通。接入網建設與網管建設要同步進行。
2.接入網網管不僅能監控接入網本身設備,還應對接入網的線路設備和光纜、電纜、用戶線進行自動監測,能完成現在112系統的功能,而且還能將遠端節點設備、機房的溫度、濕度、安全等環境信息收集處理,送至相應的環境監控系統。
3.要求接入網設備能夠平滑地升級。在組網過程中,好能形成環形結構,因為原來縣局很多C5局,C5局中接C5局,一個C5局中斷,會影響到所連接的C5局的通信。
4.對普通用戶線的112測試系統含集中管理。自動測試兩部份,整個112系統已納入“九七工程”,而“九七工程”并未考慮到接入網的發展,而且,“九七工程”已投入使用,因接入網與112集中系統的互連原則是接入網要適配原有的112集中受理系統,提供規范的Q接口。
五、接入網技術的發展方向
1.有線、無線綜合接入網技術迅速發展,總的方向是綜合、全業務的接入網。
2.光纖接入網的優勢日益明顯,“光纖盡可能接近用戶”的戰略已是公認的發展方向。光纖到路邊(FTTC),光纖到大樓(TFFB),光纖到小區(FTTZ),光纖到戶(TFFH)已成為接入網發展的大趨向。
3.新的V5接入網標準接口的出現,促進了光纖接入網的迅速發展,V5接口統一了標準,便于建設管理、維護、運行。
4.與多種業務平臺相融洽的接入網網管系統體系是今后的發展方向。
接入網論文:接入網技術在鐵路通信中的應用
世紀之交的通信技術是先進的數字技術、計算機技術、微電子技術與光電子技術的有機結合體,它將向著數字化、寬帶化、智能化、高速化及個人化的方向發展。未來的通信要徹底克服時間與空間的限制,能夠使用戶在任何時間、任何地點與任何人進行包括語音、數據和視頻等信息的交流。在這種情況下,出行的旅客也需要在列車上享受如同在辦公室環境下的信息交流,比如同其它人進行語音、數據、傳真、圖像等信息交流,還要接入國際互聯網。另外,隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸,為保障行車安全,實現有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能更加完善的,技術構成更加先進的鐵路通信網。隨著我國電信業壟斷格局的打破,擁有僅次于中國電信的龐大鐵路通信網絡的鐵道部,可以利用現有的專用網絡設施積極參與競爭,向全社會提供高質量的電信業務。
要想使上述構想成為現實,就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式,采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,適應信息社會的發展,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(移動通信)接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通信方式,方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點,而且還具有路由迂回、設備備用等特點,從而具備自愈合功能,并使系統的性大大提高。另外,采用遠端用戶單元(RSU)和數字環路載波(DLC)設備,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務,并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網,局域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看,接入網占有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似,鐵道部將在未來的1~2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網,它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網,組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡,鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位,為鐵路通信走向市場做準備。關于有線接入這里不再敘述,下面主要討論鐵路的無線接入網,為此首先回顧一下移動通信的發展過程。
1.移動通信的發展過程
移動通信技術經歷了由模擬到數字,由頻分多址到頻分+時分多址,再到碼分多址(CDMA)的發展過程,并即將向寬帶化、智能化和個人化的方向發展。移動通信系統大體可分為二代,及時代是以模擬技術為主,頻分多址,工作在400~800MHz頻段。由于模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、設備復雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業務面窄等固有缺點,不能滿足通信市場急速發展的需要,因此誕生了第二代移動通信系統。第二代移動通信系統采用數字化、時分多址方式等全數字化技術,克服了及時代移動通信的缺點,得到了迅速發展,目前的移動通信數模兼容,以數字系統為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數的增長,電信工作者們著手建立近期一代的移動通信 第三代移動通信系統。
第三代移動通信系統具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點,工作在2000MHz波段,采用寬帶的CDMA技術,涵蓋地面系統和衛星系統,包括海陸空三維服務面,集成話音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業務。這一系統以多種空中接口和接入方式,可向高速和慢速移動用戶提供服務。
2.鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時的通信,以提高服務等級和運輸效率。保障列車的安全,達到高效運營而建立的,它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別,它是一種屬于線面結合、以線為主的鏈狀網。
鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時,這些通話才進行,否則如果沒有特殊的情況,則在列車運行于區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要,這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制,并完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能,必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能,同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。基于這一想法,構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM(全球移動通信系統)移動通信方式、CDMA移動通信方式。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動地動態分配給系統內部用戶,較大限度地利用系統資源和頻率資源,降低系統內呼損,提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的類型。但是這一系統還具有一定的缺點,主要包括采用動態的頻率分配,沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題,沒有先進的路由合理選擇功能,并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象,保密性不強,容易受干擾等,這些缺點對于話音通信的影響不大,但是會對列車與調度指揮中心之間的實時雙向數據通信造成較大的誤碼,因而對于要求較高數據通信誤碼率的場合并不適合。
即將動工的秦沈客運專線的移動通信系統主要包括400MHz的無線列調系統和800MHz的集群移動通信系統,考慮到集群移動通信系統在越區切換過程中會存在信息的損傷,因此將數據通信部分交由無線列調系統來完成,集群移動通信系統僅進行區間通信(如大三角功能的話音通信,公務通信以及應急搶險通信等),并留有調度電話進入的余地和接入公用通信網的功能。這一系統也是我國鐵路以集群通信的方式為無線接入系統的及時例,是我國鐵路通信史上的一個重大變革。
二、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展,不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能,以適應高速列車通信的需求,而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務,參與同中國電信的競爭,使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務,在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務。不過,鐵路現有的通信網絡設施龐大而落后,這是目前該網絡發展的較大障礙。
80年代開發應用的集群移動通信系統具有信道利用率高、組網靈活等優點,能夠確保旅客通話的高質量和優先等級,可供列車公務人員進行業務通信,也可利用調度功能組成臨時的應急通信和收容沿線的移動作業通信,基本上能夠滿足目前的鐵路通信的需要,秦沈客運專線就是采用這一系統來實現鐵路移動通信的功能。但從更高的通信目標來說,比如為了實現列車的實時定位、追蹤,讓列車上和列車下的公務人員都能夠隨時隨地獲得整個路況信息,實現列車運行、調度等自動控制,能夠為廣大旅客提供除語音服務外,還能提供傳真、數據、視頻、移動通信及Internet等服務,還有向鐵路沿線的居民提供電信業務,隨著這些業務的出現,原有的通信系統就不能滿足要求,應該應用先進的移動通信技術,對鐵路通信網進行改造,建立新的、必要的移動通信系統,比如微蜂窩移動通信系統,或者是第三代的移動通信系統。當然,建造鐵路通信網,應根據鐵路的實際情況,在不同的地區要因地制宜地發展有線和無線接入系統。
考慮到未來鐵路發展對通信的需求,認為在通信系統壽命期內,運輸會出現明顯的增加,作為用戶聯絡手段的通信系統,在規劃其指標構成時,必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統的容量擴充性問題,選擇便于擴容的通信方式。從系統高性的要求出發,還必須與別的系統(如微波/租用線路等)結合起來構成一個統一的整體,以此提供必要的備份。
在歐洲,經過長期的研究和決策,最初確定的是兩種系統,一個是GSM,另一個是TETRA(泛歐集群無線通信)。后來由于GSM的技術日趨成熟,使用范圍迅速擴大,造價逐漸下降,并且又由于在用戶迅速擴展的情況下,集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出。鑒于此,歐洲的鐵路移動通信系統定位于GSM的方式,并將鐵路移動通信所具有的特色(群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)加進去,構成GSMR(用于鐵路的全球移動通信系統)的解決方案。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向,并達到與公用網的統一。從而使得用戶無比是在運行中的列車上,還是在鐵路網的覆蓋區域均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流,如進行電話聯絡,寬帶的數據通信和圖像傳輸,接入Internet等。而要滿足這一要求,集群移動通信系統已經遠遠不夠,GSM(R)和現行的CDMA技術也不能達到這一要求。從現在的發展情況看,惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任。因此,鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當然,并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能,如同GSMR一樣,必須將鐵路通信所必備的功能(如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能)融入這一技術之中,形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
另外,考慮到鐵路已經延伸到很多較為偏僻的地區,這些地區的公用通信網尚未建立起來。利用已經建立好的鐵路通信網,并將其經過適當的擴容改造,比如建立單基站無線接入系統,增加移動交換功能,廣泛發展固定用戶和移動用戶,從而取得應有的社會和經濟效益。
鐵路通信網是保障行車安全、提高運輸效率的有力工具。本文討論了無線接入技術在鐵路通信網中的應用現狀及其未來的發展趨勢,認為鐵路通信網應該順應當今通信技術的發展潮流和市場的需要,在保障鐵路通信要求的前提下,發展多種接入方式,特別是無線接入方式,逐步達到同公用網的統一,從而參與同其它電信部門的競爭,為出行的旅客以及網絡覆蓋區域的用戶提供高質量、方便、快捷的電信服務。
接入網論文:寬帶光纖接入網的發展趨勢
摘要本文首先簡要介紹世界寬帶接入網發展的狀況和主要應用,然后講述了寬帶光纖接入網的優點。接下來,重點分析了寬帶點到點有源以太網光纖系統和寬帶點到多無源光纖系統的特點和應用。提出我國光纖接入網的發辰可能跨越APON、]]PON和EPON階段,從寬帶點到點以太網光纖系統和GEPON開始,乃至最終過渡到GPON階段的初步設想。
寬帶接入網發展的狀況和主要應用
『事實上,從電信發展歷史看,當網絡用戶數達到一定規模。各種應用會自然產生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒有一種技術生來就帶著一大堆應用的,無論是移動通信還是互聯網,其短信、瀏覽、網上聊天等關鍵應用都是在用戶規模發展到一定程度后自然產生的,而不是事先刻意設計策劃出來的。
進入21世紀以來,全球寬帶接入網進入了大發展階段。到2004年底,總用戶數已經達到1.5億,成為電信史上發展最快的電信業務之一,甚至比移動業務還快。例如全球移動業務從1000萬發展到1億花了5.5年,而寬帶接入業務僅用了3.5年。按照IDC的預測,2007年全球寬帶總用戶可以達到2.09億,其中9.9,即大約2000萬用戶為光纖接入網。
亞太地區,特別是韓國和日本是寬帶接入發展最迅猛的國家,韓國寬帶用戶總數已經突破1000萬,寬帶普及率居世界及時,占據家庭的7互聯網的90%。日本政府也通過各種措施大力推進寬帶發展,計劃2005年將寬帶用戶總數提高到3000萬,其中FTTH達到1 000萬。美國依然是世界較大的寬帶接入市場,總用戶數超過3000萬。美國FOC將寬帶業務定位為2003—2008年的六大目標之一,事實上寬帶接入正成為美國普遍服務的下一個目標。美國寬帶接入是以電纜電視和ADSL為主發展的,由于電信管制政策鼓勵采用新技術建設網絡(例如FCC規定運營商建設光纖接入網可以不受限于本地環路的非捆綁政策)以及競爭和業務增長的壓力,近來主導運營商對光纖到駐地(FTTP)的發展十分積極。
就光纖接入網,特別是光纖到駐地(FTTP)或光纖到家(FTTH)而言,全球已經開始進入啟動階段,僅美國就有270個FTTP項目,多半是地方政府、公共公司、房地產開發商和非主導電信運營商的項目。主導運營商也開始進入該領域,其中Verizon計劃2005年完成300萬FTTP;SBC在其龐大的“光速”計劃中計劃2007年達1800萬FTTN,每戶具備速率20-39Mb/s,提供端到端的三重業務捆綁(tripte play)業務。日本是世界上推進FTTH最激進的國家,2.004年其光纖就已經通達1800萬多戶家庭,但是用戶發展滯后,大約為200萬,2005年計劃發展1000萬。歐洲比較穩健保守,到2004年FTTH總共敷設了50萬,有167個小項目或試驗項目在進行。
我國寬帶接入網在近兩年發展也十分迅速,據初步統計,到2004年底我國寬帶用戶為2500萬,成為僅次于美國的第二大寬帶接入市場,其中主導技術是ADSL,大約占70%左右,其次是以太網技術,還有少量寬帶無線接入和電纜調制解調器接入,對于FTTH技術還處在跟蹤階段,少數發達城市也已經在開始考慮和試驗各種FTTHI技術。
從寬帶應用看,按照美國麥肯錫公司的近期分析,初期的寬帶應用主要是高速上網,可以使上網的時間增加約30%。此后,隨著業務的大規模拓展,開發新的業務成為繼續發展的動力。據美國BHK公司在2004年的調查結果顯示,2003年美國前五名的寬帶消費是網上賭博、成人節目、游戲、音樂下載和點播電視,具有明顯的向消費類傾斜的趨勢。
需要指出,討論應用驅動需要注意一個基本認識上的誤區,即不能寄希望于人為事先研究開發出一二項所謂“殺手锏應用”,推廣應用。事實上,從電信發展歷史看,當網絡用戶數達到一定規模,各種應用會自然產生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒有一種技術生來就帶著一大堆應用的,無論是移動通信還是互聯網,其短信、瀏覽、網上聊天等關鍵應用都是在用戶規模發展到一定程度后自然產生的,而不是事先刻意設計策劃出來的。
寬帶光纖接入網的優勢
隨著光纖在長途網、城域網乃至接入網主干段的大量應用,邏輯的發展趨勢將是繼續向接入網的配線段和引入線部分延伸,關鍵是推進速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應用的刺激、技術的進步,成本的下降和配套運維系統的開發等等。我國2008年舉辦奧運會和2010年舉辦世界博覽會這兩大事件將在一定程度上會推進寬帶光纖接入網的發展。
下面將主要從系統技術的角度來分析幾種主要的寬帶光纖接入技術的特征、問題和發展趨勢。當然,除了系統技術外,影響其應用的因素很多,主要是業務和應用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術和敷設安裝測試技術也十分關鍵。目前低成本光源已有望實現,850nm的VCSEL僅數美元,1310nm的VOSEL已有突破,速率達10Gb/s。PLC混合集成技術,高密度低成本光纜及相關技術,對彎曲不敏感的室內用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術,自動光操作測試系統等也都是影響光接入網推廣應用的關鍵因素,需要有妥善的解決方案。
點到點有源以太網系統
『由于計費、質量、管理、安全等多種因素,以太網作為公用網接入方式尚需進一步改進。
傳統以太網屬于用戶駐地網(cPN)。然而其應用卻在向包括接入網在內的其他公用網領域擴展。歷史上,對于企事業用戶應用環境,以太網技術一直是流行的方法,目前已成為僅決于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設施接口。采用以太網作為企事業用戶接入手段的主要原因是已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識、目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的、性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高性等。
對于公用網住宅用戶應用環境,點到點有源以太網系統采用有源業務集中點來替代無源點到多點系統的無源器件,使傳輸距離可以擴展到1 20公里之遠。主要優點是專用接入,帶寬有保障,每用戶可以獨享100Mb/s乃至1dbs;局端設備簡單便宜;傳輸距離長,服務區域大;成本隨用戶數的實際增長而線性增加,無需規劃,投資風險低,因而在低密度用戶分散地區成本較低。缺點是兩端設備和光纖設
施專用,用戶不能共享局端設備和光纖,當需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設備數量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加,因而不太適合高密集用戶區域。影響選擇以太網技術的另一個因素是傳統視頻業務的提供方式,例如美國地方貝爾公司都保障提供傳統模擬RF視頻節目,而以太網和模擬視頻節目的混合是很困難的。這方面PON技術就比較容易。
由于計費、質量、管理、安全等多種因素,以太網作為公用網接入方式尚需進一步改進。主要是以太網技術的固有機制不提供端到端的包延時、包丟失率、帶寬控制,難以支持實時業務的服務質量,缺乏安全機制保障等。
點到多點無源,光網絡系統
『隨著IP的崛起和發展,有人提出了EPON的概念,這一思想在以太網界獲得到了積極響應,在IEEE 802.3ah的旗幟下已經形成了GEPON標準。
1.無源光網絡技術
無源光網絡(PoN)是一種純介質網絡,其主要特點是在接入網中去掉了有源設備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設備的故障率,降低了相應的運維成本。其次,PON的業務透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經濟地支持模擬廣播電視業務,具備三重業務功能(triple—play)。,由于其局端設備和光纖由用戶共享,因而線路成本較其他點到點通信方式要低,土建成本也可以明顯降低。特別是隨著光纖向用戶日益推進,其綜合優勢越來越明顯。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數量的增加而迅速下降,因而最適合于分散的小企業和居民用戶,特別是那些用戶區域較分散,而每一區域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區,尤其是新建區域。,考慮采用PON技術后比較容易繼續提供傳統的模擬視頻節目,因而,多數美國地方貝爾公司傾向于PON技術,而不是光以太網技術。
PON的主要缺點是一次性投入成本較高,因為局端光線路終端OLT很貴,光纖和分路器等無源基礎設施又必須一次到位,這樣當用戶數較少或用戶分布超過某一限定距離時,每用戶的成本很高。另外,其樹型分支拓撲結構使用戶不具備保護功能或保護功能成本較高,影響了大規模發展。
2.APON和BPON
早期的窄帶無源光網絡是基于TDM的,性能價格比不好,已經自然消亡。一個ATM化的無源光網絡(APON/BPON)可以利用ATM的集中和統計復用,再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用,使性能價格比有重要改進,目前在美國和日本等國已經開始商用。
然而,目前實際APON/BPON的業務適配提供很復雜,業務提供能力有限,數據傳送速率和效率不高,成本較高,其市場前景由于ATM的衰落而黯淡。,從長遠的業務發展趨勢看,APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例,盡管典型主干下行速率可達622Mb/s,但由于分路后,實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算,每一個分支的可用帶寬僅剩19.SMb/s,再按10個用戶共享,則每個用戶僅能分得約2Mb/s的帶寬而已。顯然,這樣的性能價格比是無法滿足網絡和業務的長遠發展需要的。
3.EPON/GEPON
隨著IP的崛起和發展,有人提出了EPON的概念,即在與APON和BPON類似的結構和O.983的基礎上,設法保留其精華部分—物理層PON;而以以太網代替ATM作為鏈路層協議,構成一個可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業務能力的新的結合體-EPON。這一思想在以太網界獲得到了積極響應,在IEEE802。3ah的旗幟下已經形成了GEPON標準。在實際中,EPON和GEPON的基本差別就是標準化,前者往往指非標設備,后者指符合IEEE 802.3ah,規范的設備。另外,GEPON的傳輸距離和分路比均比EPON有所減小。
EPON/GEPON與傳統點到點以太網主要不同處在于工作于點到多點通信方式。其下行方向工作于TDM方式,數據流以變長以太幀方式廣播到ONU,每個ONU根據以太幀的MAC地址,決定取舍。上行方向工作于TDMA方式,來自不同時隙的ONU數據流匯聚到公共光纖設施和OLT。此外,傳統以太網工作于連續光傳輸模式,在收發兩個方向都是連續的比特流,因此收端的定時和判決容易實現。而EPON/GEPOkI的ONU上行比特流是輪流發送的突發數據包,OLT的接收定時恢復、判決門限設置、測距和延時補償比較復雜。
從EPON/GEPON的結構上看,其關鍵優點是極大地簡化了傳統的多層重迭網結構,主要特點有:
——消除了ATM和SDH層,從而降低了初始成本和運行成本; ——下行業務速率高達1Gb/s,允許支持更多用戶,每一用戶的帶寬可以更高,并能提供視頻業務能力和較好的QOS
——硬件簡單,無須室外電子設備,使安裝部署工作得以簡化;
——可以大量采用以太網技術成熟的芯片,實現較簡單,成本低
——改進了電路的靈活指配和業務的提供和重配置能力。
IEEE 802.3ah規范的GEPON技術的規范性好,上下行波長是1310和1490nm,上下行速率為1.25Gb/s,傳輸距離是10/20km,分路比是16,主要業務是數據和語聲,增加一個1550nm電視廣播波長后,成為語聲、數據和電視三合一的“triple—play”寬帶業務捆綁服務,而這將是未來家庭業務的“殺手锏應用”。
EPON/GEPON的主要缺點是效率低和難以支持以太網以外的業務。前者是由于采用8B/10B的線路編碼,引入20%的帶寬損失,再加上其他開銷,可用負荷僅50%左右,而APON和GPON都采用NRZ擾碼為線路碼,沒有帶寬損失。再加上承載層效率、傳輸匯聚層效率、業務適配效率等原因,使EPON/GEPON總的傳輸效率很低,大約僅為GPON的半。
4.GPON
2001年,在IEEE積極制定EPON標準的同時,FSAN組織開始發起制定速率超過1Gb/s的PON網絡標準一千兆以太網無源光網絡(GPON),隨后,ITU-T也介入了這一新標準的制定工作并于2003年1丹通過兩個有關GPON的新的標準G.984.1和G.984.2(速率提高到2.5Gb/s)。按照這一近期標準的規定,GPON可以提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和所有標準的上行速率;傳輸距離至少達20公里,具有高速高效傳輸的特點。而且,GPON采用了兩種封裝方式,除了傳統的ATM外,還在傳輸匯聚層采用了一個全新的基于sDH的標準通用組幀程序GFP,這是一種可以透明地高效地
將各種數據信號封裝進現有SDH網絡的通用標準信號適配映射技術,可以適應任何用戶信號格式和任何傳輸網絡制式,即可以按固有格式傳送語音、數據和視頻信號,無需附加ATM或P封裝層,體現了業務提供商對業務提供的靈活要求,而APON/BPON和EPON/GEPON對每種特定業務都需要提供特定的適配方法。由于采用GFP映射,GPON的傳輸匯聚層本質上是同步的,使GPON可以支持端到端的定時和其他準同步業務,特別是可以直接高質量地靈活地支持TDM業務。
從技術角度,GPON是BPON的繼承和發展。GPON繼承了BPON的很多基本特點,例如兩者都使用同樣的OLT核,心技術,使用同樣的物理光纖設施和光功率預算等。另一方面,GPON采用了一些近期的技術成果,除了最重要的GFP封裝外,還包括前向糾錯等新技術。
從提供的業務看,GPON不僅可以提供10/100Mb/s,1Gb/s的業務,而且可以提供VLAN業務和語音業務,事實上可以適應任何觀有業務和未來新業務的適配要求。總的看,GPON不是制造商驅動的技術標準,而是一種運營商驅動的標準,因此具有更周到的運營利益考慮,速率更高,可達2.4Gb/s;具有通用的映射格式,可適應任何新老業務;具有豐富的OAM&P功能;對各種業務均有很高的傳輸效率,即便對于TDM業務也能靈活高效低開銷傳送。可以幫助運營商完成從傳統TDM語音電路向全IP網絡的平滑過渡,其缺點是依然保留有復雜的ATM層功能,成本偏高。
由于三種PON的主要成本(約70%)都是光接口,因而其硬件成本理應相差不多,但是由于實現技術上的差別,目前GEPON的難度最小,成本低。但就傳輸效率而言,則GPON無論在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協議效率和業務適配效率方面都是較高的,因此其總效率較高。例如假設TDM業務占10%,而數據業務占90%,則GPON的總效率為94%,而APON和GEPON分別為72%和49%。
GPON和EPON/GEPON面臨的共同挑戰有:怎樣才能在Ethemet,/GFP上有玖承載TDM業務并能提供電信級的服務質量;其次,由于GPON和EPON/GEPON是點對多點的星形或樹形網絡,需要通過一個1+1并經過不同路由的光網絡來實現電信級的保護恢復要求,網絡成本將非常高;第三,目前GPON和EPON/GEPON設備成本主要受限于突發光發送/接收模塊以及核,心的控制模塊/芯片。這些模塊要么是技術不成熟無法商用,要么是價格昂貴還難以適應市場需要;第四,GPON和EPON/GEPON的一次性投入成本較高,不太適合逐步投資擴容的傳統電信建設模式,最適合新建或改建的密集用戶區域。
結束語
總的來看,光纖接入網代表了寬帶接入網的長遠發展方向,各種寬帶光纖接入網都有其使用場合和時機,寬帶點到點有源以太網光纖系統適合在低密度用戶分散地區應用,寬帶點到多點無源光纖系統最適合新建或改建的密集用戶區應用。我國的發展趨勢將可能跨越APON、BPON和EPON階段,從寬帶點到點以太網光纖系統和GEPON開始,乃至較快地過渡到GPON階段。
接入網論文:對我國農村接入網發展途徑的研究
一、國外接入網狀況
目前,世界各國電信公司普遍把發展接入網作為主要的經營策略之一,傾注了很大的力量。設備制造商也積極適應這方面的需要,開發了各種各樣的接入網設備產品。
接入網概念的出現,使電信運營者能夠綜合考慮用戶環路的設備配置問題,既著眼于現在的需求又放眼于網絡未來的發展。但由于發展的不平衡,服務水平都存在巨大差異。在現階段接入網發展建設過程中,普遍面臨著兩個方面的主要問題:一個是在電信欠發達地區缺乏配套的用戶線問題,另一個是電信發達地區用戶環路的數字化與寬帶化問題。在發展中國家,城市和鄉村普遍存在著因沒有用戶線而造成的大量待裝用戶無法及時裝機。
許多國家的電信運營公司認為,采用無線用戶環路解決電話網的機線矛盾是見效最快的方法,尤其在偏遠的農村和山區,效果更明顯。因為目前的農村電話用戶基本是固定用戶,不存在不同無線技術之間的互通問題,也基本不考慮漫游問題,所以原則上可以不對采用的技術加以限制。
另外,SDH/SONET已大規模推廣,ATM也已經從實驗室走向公用網,開始商用。因此用戶環路也需要相應寬帶化以支持各種寬帶業務。現在,電信運營公司已經認識到用戶環路寬帶化刻不容緩,紛紛提出改造或重建用戶網絡的計劃。
用戶環路寬帶化的方案有很多,如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等,并且有可能不斷推出更新的接入技術。
對于新的各種接入技術,FTTB、FTTC、FTTZ將在近期內占有較大市場;國外電信界普遍認為FTTH是未來的發展方向;HFC是目前較看好的提供CATV等寬帶業務的方法;HDSL在利用現有用戶線對提供基群速率業務方面技術相對比較成熟;WLL還限于提供基本電話業務,與有線技術相比很具競爭力。但無論采用什么技術,運營公司最關心的是每線成本及商用的時間。
無線用戶環路(WLL)目前主要用于提供基本電信業務,所采用的主要技術是以數字/模擬蜂窩為基礎的技術、數字微波技術和毫米波(28GHz)技術、一點多址技術。
目前,無線用戶環路在發展中國家應用較多,想以此加快提高和發展電信業務。一些發達國家新的運營公司也用WLL作為競爭手段,在日本,已把發展無線接入技術作為今后通信發展的主要技術政策之一。日本NTT公司將從1998年開始在人口密度低的農村地區,采用光纖接入和固定無線接入方式或有線無線混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無線接入技術,并把這種技術推向國外。一些國家在局部高密度用戶區域也開始應用無線接入技術(PHS等)以擴大業務。
二、我國接入發展狀況
自“八五”、“九五”規劃期以來,我國電信網建設獲得了巨大成績,綜合通信能力明顯增強,通信網正向全數字化、綜合化方向發展。電話網網絡規模已躍居世界第二位(交換機總容量達1.1億門)。全國縣城以上城市全部開通了程控電話交換機,程控化比重達到99.7%,長途話路中數字電路占99.2%以上,據ITU統計,1995年美國電信網數字化率達73%。應當說我國通信網路裝備水平實現了歷史性跨越。但從網絡整體看,我國處于網絡末端的用戶線路短缺問題在一些地區和農村地區十分突出,傳統的模擬銅纜為主要的用戶線傳輸手段,在一定程度上限制和制約著通信新業務的發展,成為建設現代化電信網的瓶頸。隨著經濟發展,高速數據、高質量視頻業務等寬帶業務的需求日趨迫切,作為交換局與用戶終端間的連接紐帶,用戶接入網的數字化寬帶化也被提到重要日程。我國農村通信市場迅速啟動,將成為電信業務發展新的增長點。因此,農村用戶接入網的建設也十分迫切。農村用戶接入網建設受農村用戶分散、地形條件復雜,山區、水網、用戶線路超長,再加上農村經濟條件差,這些特點,使得農村地區的用戶接入網建設難度比城市用戶接入網建設的難度更大。
目前,接入網的許多技術仍不夠成熟,或成本太高,離大規模商用化還有一定距離。我國有關接入網的體制、標準正在抓緊制定中,相關的接入網試驗也在幾種交接上進行實用化試驗工作。因此,在確定各地區接入網發展途徑和建設中,一定要根據城市和農村地區具體情況,根據不同特點和條件,堅持實事求是,因地制宜地發展接入網。
三、接入網的定義和定界
國際電信聯盟ITU-T已通過關于用戶接入網定義、定界和功能的G·902建議,以及接入網的接口建議G·904、G965,我國已制訂了接入網的相關標準。
接入網(AN)是由業務節點接口(SNI)和相關用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成的,為傳送電信業務提供所需傳送承載能力的實施系統,可經由Q3接口進行配置和管理,傳送實體提供必要的傳送承載能力,對用戶信令是透明的,不作處理。換言之,接入網是由網絡側V或Z參考點與用戶測T或Z參考點之間的所有機線設備所構成。
接入網所覆蓋的范圍由三個接口定界,即網絡側經由SNI與業務節點(SN)相連,用戶側經由UNI與用戶相連,管理方面則經Q3接口與電信管理網(TMN)相連。其中SN是提供業務的實體,是一種可以接入各種交換型和/或長期連接型電信業務的網元,而SNI即是AN與SN之間的接口。可提供規定業務的SN有本地交換機、租用線業務節點或特定配置情況下的點播電視和廣播電視業務節點等。
四、接入網的功能、位置及標準化接口
根據接入網的定義,接入網為本地交換機與用戶端設備之間的實施系統,它可以部分或全部代替傳統的用戶本地線路網,可含復用、交叉連接和傳輸功能。接入網可支持包括窄帶和寬帶多種業務的綜合接入。
為了支持不同的業務,接入網需要有不同的接口。交換側和用戶側的接口根據具體的應用情況配置,兩側的接口可以是不對稱的。目前ITU-T規范接口版本交換側采用的為V5.1和V5.2接口,將來接口類型還要向前發展,例如寬帶V接口,如VB5.1,VB5.2,SDH接口和租用線接口等。
V5接口的誕生對接入網的發展起到了極大推動作用。
直到不久前,音頻(VF)接口仍是電話用戶與本地交換機之間的接口。超過銅線用戶電纜的覆蓋范圍時,只有采用遠端模塊或音頻轉接的用戶環路載波設備(SLC)來實現接入。這兩種技術目前都存在嚴重的缺陷。SLC設備在交換機側需要進行一次A/D和D/A轉換,無論在經濟上還是技術上都極不合理,而且無法解決數據業務的接入問題,因為數據要求透明傳輸,不能轉換。遠端模塊在技術上和經濟上都比較合理,然而,交換機與遠端模塊之間的數字接口沒有統一規范,不同廠家的設備不能互通,給網絡的規劃和建設造成一定困難。交換機局間中繼的數字接口則由于不能支持用戶線信令而不能用于接入網。
V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基礎上,除了幀同步時隙外,使用一個或多個時隙作為通信控制信道來傳送信令,其它時隙作為承載信道,可以傳送64Kbit/s數字話音信號或ISDN的B通道信號。V5·1支持1個2Mbit/s鏈路,1個位于TS16時隙的通信控制信道,其余各時隙固定分配給各承載信道。V5·2支持1~16個2Mbit/s鏈路,1個或多個通信控制信道,承載信道時隙動態分配,且具有集線功能。
V5鏈路接入協議定義了V5的所有功能,內容包括:電話網用戶信令信號的雙向傳遞、用戶端口的狀態和控制信息的雙向傳遞、ISDN的D通道信息的雙向傳遞、V5.2承載信道的動態分配和集線控制、V5.2的多個控制信道的倒換功能和承載信道連接功能、V5.2的多個2Mbit/s鏈路的管理功能等。
V5接口支持的接入類型包括:模擬電話、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口(僅V5·2)及半長期連接租用線路。
V5接口的問世推動了接入網的技術和產業的發展。
(1)由于V5規范了數字化的用戶接口,從而使接入網的引入變得既經濟又有效,使得用戶環路中音頻轉換接技術SLC作為一種應用技術將被取代。
(2)由于V5支持多種業務以及它們的綜合接入,使得從此在接入網上能夠實現模擬和數字多種業務的綜合接入。
(3)由于V5接口將交換機的數字接口標準化,故為開放式接口,打破了交換機遠端模塊的專有性,交換機與接入網設備可由不同廠家提供。大批的廠家加入到接入網行業中競爭,大量的生產降低了設備的成本。各本地網所處地理位置不同,經濟發展水平不齊,對接入網的業務需求差異較大,廣大農村地區拉入網的發展相對滯后,但隨著交換機數字化,ISDN的引入,多種接入網組網方式的應用,遲早要在農村地區實現。
五、接入網的組網技術選用
1、有線接入技術
當前比較實用的有線接入方案中,除了傳統的銅線接入方式外,有以下四種接入技術:
(1)光纖接入(FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等)。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纖敷設到那里來區分的,即以接入網主干系統與配線系統的交界點—光網絡單元(ONU)的位置進行劃分的。FTTB是指光纖敷設到辦公大樓,FTTC是指光纖敷設到路邊,FTTZ是指光纖敷設到用戶小區,FTTH是光纖直接到每個家庭。從技術的角度看,FTTB、FTTC、TFFZ基本相近,沒有實質性區別。
從運營角度看,當前業務量較大,用戶需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點是全數字化接入與傳輸,主干系統的傳輸媒介是光纖,各種業務以時分復用方式接入,傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s;配線系統使用星型結構的銅絞線作為傳輸媒介,根據終端設備的種類,配線系統可以使用二線連接或四線連接結構;FTTB與交換局之間應使用V5接口。可實現多種業務的綜合服務(包括寬帶業務),容易向環型光纖網過渡。
目前發達地區農村接入網已廣泛采用了架空光纜,今后在地形條件適宜的農村地區,光纜到鄉、鎮、村是發展的方向,地、縣到鄉鎮之間地理環境允許的情況下應敷設光纜,接入技術仍可挑選遠端模塊。模塊服務半徑7~10公里。光纜應備有傳送CATV信號的單獨光纖為實現共纜分纖綜合傳輸電話和CATV提供基礎裝備。雖然目前農村普及率水平很低,但近幾年農村電話發展速度持續高漲,農村通信水平將有大幅度增長,因此建設農村的光纜接入網應有長遠規劃來指導建設。
(2)光纖同軸混合接入(HFC)。它的基本特征是以模擬傳輸方式,綜合接入多種業務信息。HFC的主干系統使用光纖,采取頻分復用方式傳輸多種信息;配線部分使用樹狀拓撲結構的同軸電纜系統,傳輸和分配用戶信息。在HFC網上傳輸數字語音和數字圖像信息時,必須經過寬帶調制器(64QAM)將數字信號調制到模擬信道中傳輸。
HFC可用于解決CATV、電話、數據等業務的綜合接入問題。
(3)高速數字用戶環路(HDSL)。為了充分發揮現有市話電纜的作用,解決用戶線不足和高速業務的需求的矛盾,國外研制開發了高速數字用戶環路HDSL技術。使用兩對用戶線傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當用戶接入網的主干傳輸系統。
HDSL的優點是充分利用現有銅纜實現擴容,也可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號的需求;安裝HDSL設備時基本不改變原有設備,施工方便迅速;當更大容量用戶環路建成后,HDSL設備可以轉到異地使用。對于原來已鋪設有銅纜到鄉、鎮及村的農村地區,HDSL方式對迅速擴容和開放數據業務也是一種可行的方案。
2、多種固定無線接入技術
在有線通信不斷發展的同時,無線通信技術以其靈活方便、建設速度快、維護費用低、受環境限制少、適合于遠距離分散用戶等功能特點,成為接入網建設中必不可少的手段之一。其中,固定無線接入是解決我國目前機線矛盾等問題的主要方式。地、縣到鄉鎮之間地理環境不允許敷設光纜,接入技術應挑選多終端固定無線接入。服務半徑10~30公里。
在城、鄉用戶線緊張的地區,用戶的擴容也可采用無線技術接入手段,日本已大量采用無線接入手段、PHS-WLL。
無線接入大體上可分為:
(1)現有移動技術的固定應用,如蜂窩技術和無繩技術;
(2)專為固定無線接入設計的技術;
(3)微波技術(一點多址技術)。
從技術的角度上講,在城市和農村地區均適用。上海市區已應用一點多址無線接入系統開通電話、傳真、數據等業務,農村地區也有較多應用。
采用移動技術或專用固定無線接入技術的系統從應用的角度來說有兩種系統結構:與移動混合組網;單獨組網。
(1)基于蜂窩移動通信網的網絡結構,即固定無線終端接入到移動交換機MSC。此方式可使運營者以同一系統結構服務于移動和固定的不同用戶群;
(2)典型的固定無線接入系統結構,即直接接入到PSTN/ISDN,而不接入到移動交換機。
這種結構是由PSTN/ISDN本地交換機來進行呼叫處理、計費和編號識別等。
當固定無線接入系統與PSTN或ISDN連接時,固定無線接入系統應能透明地支持;
(1)PSTN的電話業務、電話新服務項目及非話業務。
(2)ISDN的用戶綜合(電信)業務、承載業務以及補充業務。
(3)微波一點多址技術是提供中低容量大范圍覆蓋(幾十公里到幾百公里)的用戶環路技術。它的技術特點決定了它適合在水網地區和山區,每到夏季汛期,通信緊張的矛盾極為突出,但受地理條件限制無法采用有線技術的農村使用,從目前的商用情況看,它的確是解決農村通信的一種主要手段。
農村的接入網在具體建設中應根據各地的經濟條件、業務需求、地形條件、用戶密度等因素統籌考慮、合理規劃,以建設經濟實用,可滿足目前電話和低速數據業務,同時又要兼顧到今后更多業務種類的需求。應防止出現農村通信建設中的短視行為。
(4)采用定點衛星通信接入手段,將全國各地區分布的邊遠分散用戶,采用有線方式和地面無線接入方式 ,均不能比較經濟、方便地接入各本地網內的農村用戶,集中統一組織衛星通信網。長遠地解決各本地網中部分裝機難的用戶。由國家統一組織衛星通信網,解決分散在全國的山區、沙漠、森林、海島等地區電話用戶的入網問題要比各個省、各自為政分別用衛星手段來解決這些地區通信問題要來的更經濟、組網更合理。建議有關部門盡快研究衛星解決邊、遠、難用戶入網通信的切實可行的技術方案來,以適應農村通信發展的需要。實現郵電發展2000年村村通電話的發展目標。
接入網論文:論客專鐵路接入網的技術發展
一、客專鐵路接入網的技術發展
(1)有線接入網:光纖接入網技術有豐富的業務接口,符合市場業務綜合化和寬帶化的發展趨勢,也與當前鐵路通信改革走向相適。其豐富的功能,的數據接口,都為客運鐵路的現代化運營所必須的MIS系統聯網創造了條件。通過與無線集群、無線本地環路技術相結合,光纖接入網能夠實現將列調、區間通話等功能進行系統整合,既能提高通信質量,又節約成本,方便維護。
(2)無線接入網:客專鐵路運行速度高,因而無線(移動通信)接入網在通信系統中占有相當大的比重。隨著鐵路現代化進程的加速,以前無線列調系統因其單一性已經難以滿足客專鐵路無線通信的需要。目前先進的無線通信接入網能夠采用的方式包括集群通信方式、GSM移動通信方式和CDMA移動通信方式。集群通信系統功能強大,能夠較大限度利用資源,提高服務質量,但其也存在易受干擾、保密性不強、信息容易丟失等缺點。該技術在秦沈客運專線中用來進行區間通信的應用。因為我國GSM通信系統更為完善,因此更適用于我國當前實際情況的是GSM-R系統,在我國多條客運專線中也得以應用。
二、客專鐵路通信系統接入網的施工方案
1有線接入網的施工
鐵路有線接入網的施工技術包括金屬線接入、光纖接入和混合接入等幾種方式。金屬線接入網的施工技術,主要是采用數字信號處理技術,來增加金屬線的傳輸容量,主要用來應用在銅線用戶電纜和在非加感的用戶電纜線上。其具體技術包括非對稱數字用戶環路技術(VDSL)、高速數字用戶環路技術(HDSL)、用戶線增容技術(Pairgain)等。光纖接入網,是從業務節點(SN)到用戶(UN)節點間全部或部分采用光纖通信的系統,在具體的施工上可采用光纖環路技術(FITL)、光接入復用技術、SHD技術等。而根據光分路采用的方式,則可分為無源光網絡(PON)和有源光網絡(AON)。光纖接入網的引入,能夠實現鐵路通信網絡的結構優化,滿足“大容量”的發展要求,其較大的作用是能夠同時實現寬帶和窄帶業務的綜合接入,使得業務接入能力大大提高,技能有效降低網絡建設成本和運維成本,更成實現網絡的可持續發展。混合接入是將上述兩種施工方案進行有機整合的施工方式,主要包括兩種施工方式:混合光纖同軸網(HFC)、非對稱性數字用戶環路(ADSL)。HFC的基本特點是主干系統采用光纖,主要采用副載波調制的方式,傳輸方式是頻分復用方式,系統帶寬750MHz,在施工時綜合接入多種模擬和數字信息。配線部分采用樹狀拓撲結構的同軸電纜系統,傳輸和分配用戶信息;混合光纖ADSL方式采用的技術主要是DMT離散多音頻線路編碼技術和CAP無載波調幅調相技術。
2無線接入網的施工
無線接入是在接入網的某一部分或全部引入無線傳輸媒介,向用戶提供固定終端業務服務和移動終端業務。常用的無線接入施工技術包括點對點、點對多點的微波,蜂窩,衛星通信及無繩電話等。無線接入中常用的施工技術主要有:(1)無線本地環路接入(WLL)技術,又稱為固定無線接入(FRA)技術,包括點到點的無線鏈路,用戶一點多址接入無線系統(MARS,即點到點用戶傳輸系統);視距地面微波鏈路,多路多點分配業務系統和本地多點分配業務系統;衛星系統以及新興的固定無線接入系統,均是利用已有的微波、衛星、蜂窩通信。無線本地環路接入技術主要提供基本的電話業務。NMS可實時監視網絡運行情況,分析處理來自網絡單元的信息和告警,BSC具有管理功能,BS的多址接入方式可以為FDMA、TDMA和CDMA;SU和MSU可提供話音、數據和傳真等業務。(2)微波傳輸技術,采用時分復用(TDM)和時分多址(TDMA)技術,運用點對點、點對多點方式,由網管中心、中繼站、微波中心站和端站幾個主要部分組成。中心站需設在交換機所在地,端站設在用戶端。(3)衛星接入技術,連接方式為點到點連接或星形連接,接入方式可以采用CDMA、TDM和FDMA等。
三、結語
目前,鐵路通信系統正經歷著巨大變革,光纖接入網技術的引入為我國客專鐵路的高速發展提供了技術基礎。但我國鐵路引入接入網技術時間并不長,風險與機遇同在。在接入網施工中,我們必須要借鑒國內外成功的經驗,進行充分的分析和試驗,緊密結合我國客專鐵路發展的具體實際,做好規劃,高質量施工,為我國鐵路建設和長遠發展保駕護航。(本文作者:姜成師 單位:中國鐵建電氣化局集團有限公司)
接入網論文:有線電視寬帶接入網技術研究
【摘要】隨著互聯網技術的不斷發展和推廣,結合網絡傳送的多樣化信息,其中多媒體數據成為信息帶寬的重要組成部分。因此,有線電視在接入網技術成為現階段電視技術發展的重要方向。在不斷發展的市場環境中,有限電視面臨著一定的競爭,因此需要有效的推廣有線電視寬帶接入網技術得到有效的推廣,以此促使有線電視得到不斷的發展。本文主要是對有限電視寬帶接入網技術和實踐應用案例進行研究與分析。
【關鍵詞】有線電視;寬帶;接入網技術;應用案例
隨著社會經濟和社會環境的不斷發展,促使人們對電視功能的要求也在不斷地提升,有線電視在不斷發展的過程中受到網絡平臺和技術的影響,以此促使有線電視的發展空間受到阻礙。同時,在實際發展的過程中,互聯網技術也在不斷發展,促使有線電視和互聯網技術被有效的結合到一起。為了促使有線電視得到有效的發展,將其與互聯網有效的結合到一起是發展的重要方向。因此,有線電視寬帶接入網技術在實際應用中得到有效的推廣,其依據傳統意義上的電視特點,促使有線電視和互聯網都獲取了更多的利益。
一、有線電視寬帶接入網技術的優勢
依據對實際應用案例的研究與分析,可以發現其具備以下幾點優勢:及時,不需要重新安裝就可以實現上網看電視雙同步。在應用有線寬帶上網的過程中不用重新布線這是最顯著的特點,不但是依據家中現有的電視雙向網端就可以接入網絡用戶的要求,不但可以進行電視節目的觀看,還可以對網絡的信息進行篩選觀看。第二,速度快。依據有線電視進行上網,可以獲取較快的網絡速度,較高可以達到36Mbps,而較高的上行速度在10Mbps之間,與其它形式的寬帶相比,這種速度是非常快的,可以有效的滿足客戶需求。同時,其打開計算機就可以進行上網,與其他形式相比,做到了真正意義上開機就上網的目標。第三,價格便宜。依據有線電視可以不占用電話線,因此可以排除一項消費,之后有線電視在進行上網過程中的收費也非常便宜,以此促使應用者可以有效的進行上網。同時與寬帶兩者之間的競爭也會有效的降低價格。第四,服務工作較多。其可以為應用者提供多樣化的服務,其中包括網上購物、會議電視、視頻點播、下載、辦公、在線游戲以及教育等。第五,靈活拓展。其拓展性主要表現為兩個方面:一方面是可以依據先進的技術和設計提升應用者的數量;另一方面是在網絡中心交換設備不夠的過程中,為了滿足消費者需求,只要疊加網絡交換設備就可以了[1]。
二、有線電視網絡寬帶接入網技術的應用
1、對舊系統的改善。其主要分為以下幾點:及時,應用光纜干擾同軸電聯。第二,依據雙向樓以及其高性能的雙向延長放大器來進行替換。第三,依據高屏蔽的分支器或是高隔離度的定向耦合器進行轉換。第四,將以往的應用者終端盒轉化成高屏蔽的帶數據輸出口的終端盒。除此之外,對以往有線電視的網絡實施改善,相應的成本支出就會提升,因此需要依據業務減少成本支出。同時,也要對業務規劃進行的觀察,在建網的過程中注重網絡數字化改革的重要認為,更多的關注應用者的利益,在進行入網技術的過程中,不斷要注重利益的發展,還要結合簡單的技術,以此提升參與的人群,從而推廣技術的應用[2]。2、有線電視接入網技術的挑戰。在實際安裝的過程中,回傳信號可以在分配的過程中獲取有效的頻率和頻譜,但并不是很高,之后結合外界電磁輻射與設備內部以此對有線電視網絡內部具備設備造成干擾,以此形成較大的噪音。由此而見,在噪聲的影響下,信號在傳播過程中出現的誤碼率就會導致噪聲逐漸增加,嚴重的還會影響現有的信號。要想解決問題,需要從以下幾點研究:及時,在不是CableModem用戶中,實施上行頻帶阻斷零件。第二,一般情況下,可以在器件、設備等應用的過程中融入高性能屏蔽零件進行。第三,提升光節點,同時管理器評價應用者的數量,將其約束在五百之間,若是降到了一百二十五或是二十五之間,那其可應用的上行帶寬就有很大的范圍。第四,較為靈活的協議。3、有線電視接入網的過程。其在實施的過程中主要分為以下兩個步驟:一是,明確其開通的條件。在開通有線電視上網條件的過程中,需要具備網絡用戶證,以及要求應用者所在小區的有線電視需要開通雙向回傳的能力。二是,填寫申請表。先是需要應用者去辦理有線電視網絡寬帶接入網的業務過程中,都進行業務申請登記。通常情況下,可以依據不同形式進行網絡收費,一種是家庭應用者,另一種是商業應用者。應用者在申請中,可以結合自身需求選擇不同的收費形式,簽訂協議,之后進行安裝[3]。
結束語:
我國有線電視寬帶在接入網絡技術的發展較為緩慢,其中受到了所在區域和人口的影響,以此在短時間內得不到有效的推廣。現階段的有限電視寬帶接入網技術在我國得到了有效的應用,其中有多重接入的形式存在。