宽带接入网网络思考

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摘要:分别就不同宽带接入技术的现状、发展趋势进行了简要的介绍，对接入平台综合化的历史进程和发展趋势进行了分析、总结，对当前最主要的宽带综合接入平台—数字用户线接入复用设备(DSLAM)的演变趋势做了具体分析，最后介绍了部分可行的基于不同接入技术平台的综合运用形式。

关键词:宽带接入网，接入复用器，接入网综合化

进入21世纪以来，人们对宽带业务的需求剧增，宽带接入技术进入了一个快速发展时期，呈现出多样化的发展趋势。一方面，接入网的光纤化提供了一条拥有巨大带宽的接入途径，光纤到户(FTTH成了接入网发展的理想目标。但是，今天的技术发展态势告诉我们，接入网光纤化不是惟一的趋势，接入网应是各种技术的综合，并将逐步向更高带宽、更加经济、更加方便、更能区分服务并提供相应服务质量保证等方向发展。宽带综合接入平台是全面满足和适应这种发展进程的产物，也是近期接入网技术发展的重点之一。下面分别就不同宽带接入技术的现状、发展趋势，以及接入平台综合化的历史进程和未来发展进行分析、总结，并对当前最主要的宽带综合接入平台—数字用户线接入复用设备(DSLAM)的演变趋势做具体分析。

一、现有宽带接入技术及其应用情况

当前纷繁的宽带接入技术可划分为有线接入技术和无线接入技术。其中，有线接入技术包括铜缆接入、光纤接入、混合接入、电力线接入;无线接入技术包括固定无线接入(FWA)和移动接入。

铜缆接入主要被拥有固定市话网络的运营商，如中国电信、中国网通和中国铁通等所采用，是国内当前最主要的宽带接入方式，其中主要是ADSL;光纤混合同轴电缆<HFC)主要被广播电视部门所采用，是北美地区主要的宽带接入方式，国内则不然;移动接入目前主要由中国移动、中国联通在使用，带宽还很有限，而基于3G的移动接入带宽能力被看好;固定无线接入则可为以上不同运营商所采用;另外，电力线等新的接入方式被电力通信之类的新兴运营商

所采用。

一、宽带接入技术的演进趋势

1.技术演进的几个方面

1)向光纤化过渡

我国接入网骨干层的光纤化已经完成，而接入层(配线层和引入层)的光纤化还处于起步阶段，SDH和各类无源光网络(PON)相结合的传输技术比较经济，符合中国具体的网络情况。应当首先实现光纤到路边、光纤到小区和光纤到大楼，然后随着通信业务的发展和网络结构的不断演变，逐步推进光纤接入网的建设，扩大光纤接入网的覆盖范围，缩短光纤接入网与用户终端的距离。

(2)充分利用原有线缆并适度挖潜

宽带接入在追求高带宽的同时，还应重视经济性、方便性，光纤接入虽然有巨大的带宽，但目前还不具备经济性、方便性。反过来看，用户网长期以来是以金属线缆为基础的，经过多年的建设，存在大量的线缆资源，如固定电话双绞线网、有线电视的HFC网、无处不在的电力线网等，u_其带宽能够满足现有卞要业务的要求。在宽带接入网建设的初期，应充分利用基于这些线缆的接入技术，以节省投资，满足快速发展的业务需求。电力线资源巨大，其宽带应用还刚刚起步，有待进一步挖掘其潜力。C3>以固定无线接入补充有线接入网

固定无线接入方式提供业务快、组网灵活、易维护、初期投资少，而目_允许用户在局域范围内慢速移动，适于在农村地区为散居人口提供经济的接入和应急通信的接入，也可以作为城市改造区域的临时接入手段;与FTTX+xDSL,FTTX+LAN等配合使用可以扩大覆盖范围。C4)接入平台的综合化

ADSL接入平台有其特有的优势，如基于现有的电话线并与模拟话音或ISDN共存，速率的不对称性刚好满足上网需求;与此同时，它也有很多劣势，如在距离、速率、非对称性等方而受到的限制。将ADSL与SHDSL,VDSL等不同的xDSL接入方式以及以太网接入方式纳入同一接入系统平台，能充分发挥不同技术的特点，并相互补充，这已成为当前接入技术发展的重要趋势。

2.当前接入网的发展策略

构筑未来接入网的关键在于如何合理地处理各种宽、窄带业务，宽带网络的构建必须充分利用现有的庞大网络，因而宽带接入是演进而非革命。从总的方向来看，FTTH仍然是长期目标，它卞要解决带宽问题。与此同时，接入网传输的IP化以及基于同一平台的各种业务的综合接入也是接入网发展的目标，是宽带接入网满足未来更高业务要求的技术保障。但是，当前接入网建设中摆在第一位的是如何在现有网络资源基础上启动光纤接入网，最大限度地节省投资并保证接入网能适应通信业务种类和规模剧增的需要，以及能够向未来宽带接入网顺利过渡。从技术和市场的角度来看，基于FT-TX+各类宽带接入技术的方式是目前宽带技术的卞要方式，是逐步向FTTH演进的平滑过渡方式。而其中FTTX+xDSL和FTTX+LAN是目前技术比较成熟，市场也最为成功的宽带接入方式。

由于宽带接入市场规模巨大，不同的技术都在向宽带接入渗透。卜一代网络是网络演进的总趋势，它是以IP为中心并支持话音、数据和多媒体业务的融合网络，对当前的接入网来说，可首先实现传输的IP化，并逐步向卜一代网络过渡。

随着宽带化的发展和不同网络技术的相互融合，以及用户对电信综合业务的需求与日俱增，作为业务网和用户之间桥梁的接入网，其光纤化、宽带化和综合化是必然的发展趋势。综合化既可容纳具有不同特点的新技术，实现优势互补，满足不同的业务需求，又可方便地实现向卜一代网络的过渡。在宽带接入网综合化发展过程中，存在如卜几个不同的发展阶段:

1.早期的宽、窄带兼容的综合接入

以烽火通信的综合宽带接入系统IBAS为代表的综合接入方案，是以SDH等成熟的光纤传输技术为承载平台，支持以太网、数字视频广播(DVB)等宽带接入和话音、ISDN等各种Nx64kbit/s速率的窄带接入。

2.基于DSLAM的宽带综合接入

基于DSLAM设备的综合化接入能力，实现ADSL,SHDSL,VDSL和LAN的综合接入，是当前宽带综合接入的卞流技术。

3.新的宽、窄带兼容的综合接入

以港湾网络的综合业务接入网产品IONS为代表的新一代综合接入平台，实现了窄带电路交换和宽带IP分组交换一体化的结构设计，以及宽、窄带各类业务板的同框棍插，使宽、窄带业务在卞控板上得以l聚，统一提供宽、窄带上行接口，实现各业务板交换与集中控制管理功能，不但可以提供窄带话音和传统的DDN/FR业务，还可以提供ADSL,VDSL,

SHDSL,LAN,WLAN等多种宽带综合接入手段。

所谓棍插即在同一背板的业务槽位上根据业务需要选择插入ADSL,VDSL等不同的业务板卡，由系统自动识别板卡类型并作相应处理。

4.卜一代网络的综合接入

卜一代网络具有开放、分布式的网络架构和丰富多样的综合接入承载手段，是实现话音、数据和图像综合接入的理想承载平台。就目前来说，基于软交换的卜一代网络还处于试验阶段，其综合接入设备功能还较简单，只提供Z接口和以太网接口。另一方而，如果基于前而宽、窄带兼容的综合接入平台实现对软交换的支持，便可提供更丰富的接入方式。当然，目前卜一代网络的QoS,IP地址、流控/安全、协议互通、兼容性等尚不能完全满足运营要求，相关的标准正在制订、完善之中，其实用性有待规模商业试运营的考验。

ADSL诞生之初正是ATM技术被看好之时，由于ATM被认为是网络承载的理想平台，特别是在带宽受限时具有良好的性能，如可以让时延敏感业务和大传输量业务共用一条带宽受限链路，所以AD-SL在链路层也采用了ATM的信元格式。然而实际应用时，对时延敏感的话音业务仍然采用模拟信号，大量其他信急(卞要是数据,VoIP和Web视频)在用户端均以IP分组的形式存在，在ADSL线路上却要以ATM信元来承载。因此，便引发了ADSLDSLAM结构的演变:从端到端ATM模式到ATM内核IP上行，再到IP内核IP上行。与此同时，DSL技术也在不断发展，如VDSL既能支持对称业务又能支持非对称业务，目_最高卜行速率在300m距离时可达52Mbit/s;SHDSL则支持对称业务，并可支持多线对方式，它们与ADSL具有很好的互补特性，并可共存于同一DSLAM平台。另外，LAN的接入方式有着与用户端数据业务特有的一致性，随着技术的发展也被纳入DSLAM平台。因此，基于DSLAM的综合接入也伴随着其结构的变化而发展、变化。

1.DSLAM综合接入技术的二个发展阶段

(1>l};到端ATM模式的第一代DSLAM

基于当初对ATM技术的依赖，从用户驻地设备(CPE)到DSLAM的上行端口间的整个链路为端到端的ATM方式，对DSLAM来说包括它的上、卜行链路和交叉连接均基于ATM来实现。DSLAM的组网只能是基于城域ATM网络或提供ATM端口的设备来实现。由于早期的VDSL也是采用基于ATM的端到端模式，故可实现ADSL,VDSL及其他基于ATM端到端模式的DSL综合接入平台。

C2)ATM内核IP上行的第一代DSLAM

随着DSLAM的大量应用，原有ATM网络资源将很快耗尽，新建ATM网络成木高、利用率低，而IP城域网络资源丰富，端口成木低廉。为了适应这种变化，并保留原有的核心技术，人们想到使ATM信号在DSLAM的上行端口前终结，经过协议转换后直接提供IP上行端口，从而可经IP进行DSLAM组网。由于核心没有变化，此时的DSLAM不仅具有第一代的所有功能，并增加了组网的灵活性，而目_棍插技术也进一步成熟，即在单一机框的同一背板上可插入ADSL,VDSL,SHDSL等xDSL类型线路板，以满足不同业务用户的需要。

C3)IP内核IP上行的第二代DSLAM

这里所说的第二代DSLAM，更多地是强调技术的差别，从当前应用的情况来看，第一代和第二代DSLAM各有千秋:第_代DSLAM技术成熟，级联方式丰富，可充分利用不同的网络资源;第二代DSLAM以IP为核心，ATM分布式地在业务板上进行终结，即在每个业务板上实现ATM信元的终结和每条永久虚连接(PVC)与虚拟局域网标识(VLANID)的一一映射，这种结构特别有利于用于承载以太网的VDSL以及LAN的接入方式。就长期的发展来看，IP内核的DSLAM与网络IP化发展的大趋势一致，其固有的优势将日益凸现。

2.DSLAM结构与综合接入技术的实现

DSLAM设备的系统结构按照所采用的芯片组的不同而有所不同，其中一种典型的结构是采用高速串行技术—低压差分信号(LVDS)进行背板互联，由二类板卡分别实现上联、核心处理和用户连接，以及用各类辅助板卡实现其他连接。

3.DSLAM组网连接的综合化

为了进一步合理利用城域网传输，汇聚资源，满足接入网扩容的需要，需对DSLAM设备进行合理组网。扩容后的DSLAM对ATM端口的消耗很大，而运营商目前一般不再愿意对ATM网络进行扩容。解决此问题的办法有两种:一是采用IP上联的方式;一是根据各地DSLAM的带宽需求和需级连的分支节点数，采用不同方式进行级连，如基于ATM155Mbit/s进行级连，也可基于ATM反向复用(IMA)的Nx2Mbit/s进行级连，这里N根据连接需要取不同值，还可棍合ATM,IMA和IP进行组网。

(5)加速WATM的研究

无线ATMCWATM:WirelessATM)是为那些需要带有高性能音频和视频的高速数据通信的用户而提出的一种解决方案。它可以提供高传输速率的多媒体通信业务，正好与3G的业务目标一致。

无线ATM技术的实现将使无线宽带接入的应用成为可能，从而满足人们对无线多媒体业务的需求。此外，采用ATM技术的无线网络的另一个好处是能方便地与B-ISDN/ATM网络实现互连互通。因此，在WCDMA网络系统中应用WATM技术是非常有必要和有意义的。

目前的宽带接入方式卞要是光纤技术与铜缆技术的结合，即采用FTTX+xDSL,FTTX+LAN或HFC的方式。随着WLAN技术的成熟，以及信急产业部决定放开5.8GHz频段作为无线上网频段，5.8GHz和2.4GHz两个频段都可以用做上网频段，各运营商可借助自己已有的宽带城域传输网和接入网的优势，在宽带扩容中考虑提供ADSL+WLAN,FTTX+WLAN或FWA+LAN形式的无线宽带接入业务，以增强宽带接入的移动性，满足家

庭、企业对移动接入的需求，免除室内布线，实现有线与无线结合、移动上网、多人共享带宽等功能。此外，光纤接入、铜缆接入还可与电力线接入等形式实现综合互补，以满足未来业务的需求。

宽带接入技术正在快速地向高带宽、可管理、更经济、更方便、能提供一定服务质量的方向发展，并向卜一代网络靠拢。而接入网的综合化能更容易地结合不同技术的优势，更好地满足业务的发展需求，并能适应向未来网络技术的演变。

从技术角度来看，ATM技术非常完善，无可挑剔。ATM是一种超前的技术，人们尚未意识到它能带来的好处。

ATM技术使用固定长度信元使打包、拆包时延相当，减小了时延抖动，并目_小信元长度有效地降低了时延值。ATM在统计复用、流量控制、QoS和CoS等方而的先进技术优于IP体制，是IP技术可持续发展的保障。ATM技术是互联网最有效的、最容易扩展的组网技术，它扩容方便、能保证QoS并具有动态的用户管理能力。

ATM技术不是过时了，而是以一种更务实的姿态进入实用阶段，对ATM技术的理解也应在思想上更新。我们应该充分认识到ATM技术的巨大优势，以及未来广阔的市场前景，加大对ATM技术的研究，避免长期以来低水平的跟随和重复，直接研究最有生命力、最容易取得独立知识产权的技术。