三網融合的業務接入技術:1．技術概述,1.1 ADSL方式接入,1.3 LAN接入

為了將三種業務：話音、數據和圖像通過統一的連線埠接入，必須採用寬頻接入技術，它是實現三網融合的基礎技術。

基本介紹

中文名：三網融合的業務接入技術

1．技術概述,1.1 ADSL方式接入,1.3 LAN接入方式,1.4 LMDS,1.5 光纖接入,2．相關設備,2.2 乙太網接入,

1．技術概述

為了將三種業務：話音、數據和圖像通過統一的連線埠接入，必須採用寬頻接入技術，它是實現三網融合的基礎技術。20世紀90年代以來，寬頻接入技術發展很快，根據用戶駐地網的傳輸媒介、頻寬流量、服務質量需求的不同，可以有多種接入技術解決用戶需求。當前可採用的主要技術有：基於五類線的高速乙太網LAN接入技術、基於電話雙絞線的以ADSL為代表的xDSL技術、基於有線電視網路的HFC接入技術。用戶需求的多樣化，決定了多種接入技術並存的局面將長期存在，並可能產生新的、更好的接入技術。

1.1 ADSL方式接入

數字用戶線系統是以電話雙絞線為傳輸介質的傳輸技術組合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL等。目前比較成熟並逐步廣泛套用的是ADSL。該系統在用戶端採用ADSL數據機，通過電話線連線到電話交換局調製解調頭端設備後送入ATM網，可以提供基於ATM的各種套用業務。由於寬頻IP接入的需求迅速增加，ADSL接入轉而成為寬頻網際網路接入的一種方法。因為ADSL仍然保持原來的體制和結構，ADSL頭端設備DSLAM提供的是ATM接口，故最終它還需要通過路由器連線網際網路實現網際網路接入。ADSL在一對銅線上支持的上行速率為640kbit/s，下行速率可達6～8Mbit/s，用戶獨享頻寬，有效傳輸距離為3～5km。由於ADSL使用40kHz以上頻率傳輸數據，40kHz以下仍然用來傳輸話音，因此使用ADSL時可以一直將計算機連在網上，而同時也不影響電話的使用。ADSL對線路質量要求較高(一般要求是0.5mm新銅線，接入段長度也不宜超過1～3km)，當線路質量不高時，推廣使用有困難。ADSL的實際速率還要受到用戶和電話分局的電話線長度和電話線路的質量的影響，而且ADSL系統樓內樓外使用的都是非禁止雙絞線，所以抵抗天氣干擾(打雷/下雨)的能力較差。由於ADSL的頻寬可擴展的潛力不大，不能滿足今後日益增長的接入速率需求，因而只能成為過渡性產品，或者用於要求不高的舊社區單用戶的寬頻接入改造上。但是由於電信企業經過了近百年的積累，具備了龐大的雙絞線網路資源，從技術和經濟角度上分析，採用ADSL技術仍是寬頻接入的比較好的選擇。考慮到電信企業對接入網市場的影響力，ADSL在未來10年內將可能占據寬頻接入市場的主導地位。

目前ADSL熱潮已經席捲全球。PC業界的領袖微軟、英特爾、康柏等，以及世界上的各大網路公司3Com、Cisco、阿爾卡特等都相繼推出了各自的ADSL產品，全球的許多電信公司和ISP也紛紛推出了自己的ADSL業務，北美、新加坡已經進入大規模商業推廣套用階段，在美國，目前已經有8000萬戶電話網地區有ADSL接入業務，其中6000萬戶可以申請ADSL接入，日本、韓國等國家也已經進入試驗階段。

在我國，由於ADSL接入是基於電話雙絞線的技術改造，因此目前只有中國電信/中國網通在積極推廣。發展ADSL接入不但能夠保護電信目前的投資，充分利用目前的電信接入網資源。同時ADSL技術和產品正在逐步走向成熟，價格正在不斷下降，這對於已經擁有超過1.35億用戶的中國電信/中國網通來講面臨了一個極大的機會。從1999年開始我國一些城市進行少量ADSL接入業務試運營，到2000年8月北京、上海、深圳、廣州、杭州、寧波的電信部門分別推出了寬頻接入業務。以上海為例，上海電信1999年10月寬頻接入一期工程完工，2000年又完成了二期擴容工程，到目前為止，市區的120個端局和郊縣的6個端局已具備ADSL寬頻接入業務能力，覆蓋了全市80%以上的電話用戶。

1.2 HFC接入方式

HFC寬頻接入是以現有的有線電視網為基礎的。我國的有線電視經歷了30年的發展，已經成為世界第一大有線電視用戶國。目前，我國有線電視用戶達到9000多萬，並以每年600萬戶以上的速度增長，有線電視網路的里程超過了2 400 000km，已經形成了國家幹線網與省級幹線網和地縣級本地網相連線的全國網路傳輸體系，形成了大約2 000多億的存量資產。由於我國有線電視普及率大於電話普及率，且還有較強勁的發展勢頭，因此利用現有CATV網發展用戶的寬頻綜合業務潛力極大。

2000年國家級基礎骨幹網一期工程提前完成，共建設國家級基礎幹線網22 950km，連線了24個省(市、自治區)，從而將全國70%左右的用戶連線入了一個大網，為多種增值業務的開展奠定了基礎。國家有線電視基礎幹線網二期工程也已於2000年內啟動(主要聯結海南、內蒙、寧夏、甘肅、青海、新疆等省、市、自治區)。

HFC網是一種以模擬頻分復用技術為基礎，綜合套用模擬和數字傳輸技術、光纖和同軸電纜技術、射頻技術的高度分散式智慧型寬頻用戶接入網路，是CATV和電話網結合的產物。HFC網路的覆蓋範圍可達100km，而且傳輸信號的衰減小、噪聲低，是理想的CATV網路傳輸技術。典型的HFC結構是採用光纜作為CATV的幹線傳輸網路，以有線電視台前端為中心星形或環形分布，一直延伸到城市的市內居民和辦公小區以及郊區的縣鄉村，形成許多的光節點。從光節點開始，通過傳統的同軸電纜將有線電視信號送到最終用戶。由於我國大部分城市的有線電視分配網都是採用HFC結構，因此只需要對現有的網路進行雙向改造，增加必要的交換路由設備，即可擴展為雙向寬頻網路。

但是由於雙向HFC網的上行通道工作在50MHz以下頻段，在此頻段有較大的工業和民用噪聲干擾，每個用戶終端像小天線一樣接收干擾送入上行通道傳向前端相互疊加，嚴重影響上行信息傳輸質量，出現所謂漏斗效應。對此，近年來進行了大量的研究工作，取得不少進展，但是目前還沒有公認的最有效解決辦法。

與ADSL每戶獨占一條接入線不同，在一個光節點覆蓋區域(居民小區)內的HFC電纜數據機用戶可以共享27Mbit/s或40Mbit/s的下行通道。為了保證接入速度，一個光節點小區內覆蓋用戶數目不能太多，在200~500戶左右效果較好。經過多年的努力，目前電纜數據機技術已經成熟，工業標準也已經完善，開始進入大規模商業推廣套用階段。但是從發展前景來看，HFC接入的頻寬進一步提高的潛力是有限的，不可能滿足每一戶接入速度達到100Mbit/s或今後1Gbit/s的需求，因此HFC也僅僅是一個過渡性寬頻接入方案。

1.3 LAN接入方式

乙太網接入是採用吉/百兆乙太網交換技術、利用“路由器+交換機+5類線(UTP-5)”方式將同一幢樓內的用戶連成一個區域網路，再與外界光纖主幹網相連。

乙太網技術是目前套用最為廣泛的區域網路傳輸方式，它採用基帶傳輸，通過雙絞線和傳輸設備，實現10M/100M/1Gbit/s的網路傳輸，套用非常廣泛，技術成熟。從最初的同軸電纜上的共享10Mbit/s傳輸技術，發展到現在的雙絞線和光纖上的100Mbit/s甚至1Gbit/s的傳輸技術、交換技術等，可以肯定，乙太網技術還將以更高的速度不斷發展和提高。

高速乙太網接入由於與IP網的無縫連線和優良的可擴展性而具備了很多的天然優勢。該技術提供極高的傳輸速率(數十Gbit/s至數千Gbit/s)，可以滿足高速網際網路業務、分組話音和視頻業務的要求，而費用遠遠低於HFC、xDSL等接入，是目前最具潛力的新一代網路技術。

在北美，家庭的寬頻接入一般很少採用構建乙太網的方式，這是因為住宅一般較分散，乙太網方式成本較高。但在中國，城市人口居住相當密集，90%以上是多層、高層住宅群，乙太網方式就有了相對低成本的優勢。尤其對於新建小區和智慧型辦公大樓，採用光纖到小區、到樓，再以快速乙太網入戶優勢更加明顯。

除了以上三種主流的接入技術外，還有LMDS和光纖接入技術也是當前寬頻接入技術的熱點。

1.4 LMDS

LMDS是一種微波寬頻系統，它工作在微波頻率的高端20GHz～40GHz，可提供最高速率達155Mbit/s的寬頻接入，其組網靈活方便，使用成本低，通信頻寬高，提供業務多，有完善的網管系統，方便用戶對網路的監控。這種接入方式主要針對的是辦公場所。雖然相對於其他的接入方式並不具備成本優勢，但是它建網快，因此成為了新運營商們躋身於寬頻接入市場的最佳選擇。

1.5 光纖接入

光纖接入網是用光纖作為主要的傳輸媒體取代傳統的雙絞銅線，通過光網路終端連線到各光網路單元，提供用戶側接口。光纖入戶是寬頻接入的一種最終解決方案，是眾多的接入方式的未來發展趨勢。由於光纖通信具有通信容量大(可達到GHz級)、質量高、性能穩定、防電磁干擾、保密性強等優點，它在幹線通信方面已有廣泛套用。但是由於其成本高，目前僅僅用於需要特別高的連線速度的場合，諸如網際網路網站等。一般家庭和辦公用戶使用光纖接入尚需時日。

2．相關設備

三網融合是當代信息網路技術的發展趨勢，三種業務(話音、數據和圖像)通過統一的接口接入最終用戶具有巨大的市場需求，全球主要電信設備開發商都在大力開發各種性能/功能的綜合業務接入平台，中國華為的HONET和中興通訊ZXB10-M1000 多業務復用器是具有全部智慧財產權的國產的典型產品，已經在國內外贏得大量用戶。

2.1 綜合業務接入網

綜合業務接入網提供全業務的解決方案，光纖鏈路終端(OLT)具有與業務提供層設備的不同接口，從而實現綜合業務的接入；光纖網路終端ONU作為面向用戶側的設備，通過不同的業務接口支持多種不同類型的用戶，可以連線普通電話、數據終端、CATV終端等多種用戶設備，集話音、數據和圖像等業務接入於一體，實現了電信網，計算機網，有線電視網三網融合的接入。圖1是綜合業務示意圖。

圖1遠端(即iONU)通過APON、VP-RING、155/622 ATM、FE、ATM E1以及IMA-E1等多種上行接口，支持樹型、環型以及星型等多種拓撲結構。iONU支持xDSL、POTS 、LAN、CES、FR等多業務的接入，各種寬窄帶業務單板可以混插，並支持業務板間的內部交叉功能。局端(即iOLT)既可以通過SDH/Metro傳輸設備進行組網，也可以直接通過內嵌的傳輸系統進行自組網；可以通過ATM光口與接入層節點進行星型連線或組成VP-RING環網，還可以採用APON組成樹型網路；基於統一平台與ATM/IP、PSTN/ISDN和DDN/FR等網路互通，作為V5接入網關，支持VoDSL功能，實現傳統語音和分組語音接入PSTN網路。內置BAS(寬頻接入伺服器)，具備QoS業務保證，提供豐富的寬頻用戶管理策略。

2.2 乙太網接入

如圖2所示，一個乙太網接入方案由乙太網交換機、網路訪問伺服器和路由器構成，乙太網交換機工作於數據鏈路層，提供數據流量控制、傳輸差錯處理、傳輸介質訪問控制等功能。它可以將多個區域網路網段連線起來形成更大的區域網路。乙太網交換機能在連線埠之間建立多個不同的點對點專用通道，它採用頻寬獨占模式，大大降低了網路發生擁塞的可能性，顯著提高網路的傳輸效率。使用虛擬區域網路(VLAN)技術，可根據用戶的要求將網路劃分成若干較小的獨立子網，隔離廣播風暴，提高網路的效率和安全性。網路訪問伺服器主要提供用戶識別認證(用戶必須進行開戶登記，通過運營商對用戶進行的認證、授權後才能使用網路資源)、計費和IP位址分配(特別是當IP位址缺乏時，提供動態地址分配或網路地址翻譯功能)。路由器提供路由功能，通過路由器，區域網路內用戶可以訪問外部網路資源。在此網路平台上，可以開展諸如IP電話、安全管理、物業管理、用戶互聯、網上購物、視頻點播等多種服務。

2.3 HFC接入

HFC接入一般基於多媒體電纜網路系統(MCNS，Multimedia Cable Network System)，採用電纜數據業務接口標準(DOCSIS，(Data Over Cable Service Interface Specification)，圖3是DOCSIS 1.0/1.1標準的原理圖。經下行數據通道，網路數據到達電纜數據機頭端設備(CMTS)後被調製成模擬信號，經過混合器和有線電視信號一起經光纖送到光電節點，再通過同軸電纜送到用戶端，經過信號分離後，調製的數據信號經過電纜數據機(CM)解調成數位訊號到達終端設備；在上行通道上，終端設備發出的數據經過CM調製成模擬信號經光電節點轉換成光信號，經光纖送到分支濾波器，再經CMTS解調後變成數據信號發到網路上。

一個典型的HFC系統簡化方框如圖4所示。HFC網路的前端是CMTS和管理工作站(圖中沒有畫出)，CMTS通過10Base-T、100Base-T或ATM、OC-3等接口與前端交換網路相連，作為C M系統與外界網路連線的橋樑。CMTS負責對各個用戶端的CM分配頻寬，解決信道競爭問題。管理工作站作為集中管理工具，完成對CM系統的管理、計費、監測和錯誤診斷。管理工作站可以管理幾十個CMTS，它與CMTS可以通過區域網路相連，也可以通過WAN進行遠程控制。從某種意義上講，CM是一種計算機網路設備，物理層(PHY)和數據鏈路層的媒質訪問控制子層(MAC)協定是它的關鍵部分。物理層的功能主要是數位訊號的調製解調、FEC編解碼等。調製方式主要有QPSK、16/64/256QAM等。通過對數據流進行FEC編解碼，實現錯誤校驗。最常用的FEC碼是Reed Solomon碼。MAC層主要功能是在共享的單一信道中向多個競爭站點分配頻寬。由於同一個信道有數以百計的用戶競爭，為了保證效率，大多數廠家的產品都採用了劃分時隙(Time Slot)的方式。每個時隙作為基本的頻寬單位，由CMTS負責分配給用戶。

三網融合的業務接入技術