用戶接入網(wǎng)(AN,簡(jiǎn)稱接入網(wǎng))泛指用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)間實(shí)現(xiàn)傳送承載功能的實(shí)體網(wǎng)絡(luò),是從本地交換機(jī)到用戶終端之間的實(shí)施系統(tǒng),主要連接的相關(guān)設(shè)備包括交換機(jī)和用戶終端設(shè)備。根據(jù)接入業(yè)務(wù)的特點(diǎn),接入網(wǎng)提供多種標(biāo)準(zhǔn)接口。
接入網(wǎng)是電信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,其目標(biāo)是建立一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口方式,以一個(gè)可監(jiān)控的接入網(wǎng)絡(luò),使用戶獲得話音、數(shù)據(jù)多媒體、有線電視等綜合業(yè)務(wù)。
一、銅線接入技術(shù)
到目前為止,銅線技術(shù)仍然是網(wǎng)絡(luò)接入的主要手段,在通信網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)了重要地位。傳統(tǒng)的銅線接入方式適用于話音及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),已經(jīng)成為高速寬帶業(yè)務(wù)通達(dá)用戶的瓶頸。為解決銅線的寬帶傳速問(wèn)題,人們提出了很多解決方案。
利用電話網(wǎng)銅線的DSL(數(shù)字用戶線)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景。與其他接入方式相比,DSL技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn):一是電話網(wǎng)的改造升級(jí)通常比有線電視網(wǎng)容易,投資也相對(duì)較低;二是DSL已經(jīng)存在一些標(biāo)準(zhǔn),并被眾多廠商支持和使用;三是新的衍生技術(shù)有望大大降低DSL的推廣成本。
DSL技術(shù)主要有以下幾種:
1、不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)
ADSL是在無(wú)中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上,使用有負(fù)載電話線提供高速數(shù)字接入的傳輸技術(shù)。其特點(diǎn)是可在現(xiàn)有的任意雙絞線上傳輸,誤碼率低,下行數(shù)字信道速率為6Mbit/s,上行數(shù)字信道可傳送144kbit/s或384kbit/s中速數(shù)據(jù)。
2、高比特率數(shù)字用戶線(HDSL)
HDSL是在無(wú)中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上使用無(wú)負(fù)載電話線提供高速數(shù)字接入的傳輸技術(shù),最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末,是DSL技術(shù)中比較成熟的一種,由于其價(jià)格比使用T1線路要低,所以電信公司通常用它通過(guò)無(wú)中繼的非屏蔽雙絞線來(lái)連接企業(yè)用戶。
HDSL能夠在現(xiàn)有的普通電話雙絞銅線(兩對(duì)或三對(duì)於上全雙工傳輸2Mbit/s速率的數(shù)字信號(hào),無(wú)中繼傳輸距離達(dá)3-5km,F(xiàn)在公利用一對(duì)雙絞線的HDSL技術(shù)也已出現(xiàn)(如以色列Orckit和Metalink公司的產(chǎn)品)。
HSDL技術(shù)最近又有了升級(jí)型號(hào)-HDSL2,它可單線提供速率為160kbit/s-2.3Mbit/s距離達(dá)4km對(duì)稱傳輸,若用2對(duì)雙絞線,傳輸速率可翻一番,距離也可提高30%。
3、甚高速數(shù)字用戶線(VDSL)
在ADSL基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的VDSL,可在很短距離的雙絞銅線上傳送比ADSL更高速的數(shù)據(jù),其最大的下行速率為51-55Mbit/s,傳輸線長(zhǎng)度不超過(guò)300m;當(dāng)下行速率在13Mbit/s以下時(shí),傳輸距離可達(dá)1.5km,上行速率則為1.6Mbit/s以上。
和ADSL相比,VDSL傳輸帶寬更高,而且由于傳輸距離縮短,所以碼間干擾小,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)簡(jiǎn)化,成本顯著降低。它和光纖到路邊(FTTC)相結(jié)合,可作為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)寬帶綜合接入。
4、單線路數(shù)字用戶線(SDSL)
SDSL是對(duì)稱的DSL技術(shù),與HDSL的區(qū)別在于只使用一對(duì)銅線。SDSL可以支持各種上/下行通信速率相同的應(yīng)用。該技術(shù)現(xiàn)在已實(shí)際使用,運(yùn)行良好。不過(guò)標(biāo)準(zhǔn)尚未最終確立。
5、速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線(RADSL)
RADSL提供的速率范圍與ADSL基本相同,也是一種提供高速下行/低速上行并保留原語(yǔ)音服務(wù)的數(shù)字用戶線技術(shù),與ADSL區(qū)別在于:RADSL的速率可以根據(jù)傳輸距離動(dòng)態(tài)自適應(yīng),當(dāng)距離增大時(shí),速率降低。
二、光纖接入技術(shù)
銅線技術(shù)所能解決的問(wèn)題是有限的,而且需要大量資金的投入。隨著光纖成本的降低,光纜在價(jià)格上可與銅纜媲美,加上其固的的寬帶優(yōu)勢(shì),可以預(yù)言,接入網(wǎng)的光纖化將是解決用戶端瓶頸問(wèn)題的最終方案。
光纖接入網(wǎng)可分為光纖到戶(FTTH)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到居民區(qū)(FTTZ)、光纖到遠(yuǎn)端模塊局(FTTR)、光纖到辦公室(FTTO)。其中光纖到戶和光纖到辦公室為一種全光纖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)設(shè)置在用戶家里,用戶與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間以全光纜作為傳輸線,因此無(wú)論在帶寬方面還是在傳輸質(zhì)量和維護(hù)方面都十分理想,適合各種交互式寬帶業(yè)務(wù)。不過(guò)目前這種全光纖網(wǎng)絡(luò)短期內(nèi)由于經(jīng)濟(jì)原因還難以普及。
光纖到路邊是用光纖代替主干銅線電纜(包括部分配線電纜),將ONU放置在靠近用戶的路旁,用戶用雙絞線或同軸電纜與之連接。這種光纖和銅纜的混合結(jié)構(gòu)成本較低,適合于居住密度較高的地區(qū)。
光纖到大樓的原理與光纖到路邊相同,只是ONU放置在大樓內(nèi),用銅線或同軸電纜延伸到用戶,非常適用于現(xiàn)代化智能大樓。
光纖到居民區(qū)是將路邊光纖接到靠近交接箱的ONU,再用銅線或雙絞線向用戶延伸,適用于比較分散的居民區(qū)。
光纖到遠(yuǎn)端模塊局是將用戶模塊設(shè)置在用戶密集區(qū),利用光纖與交換機(jī)端局相連,使光纖更靠近用戶,形成新的組網(wǎng)方式。
1、光纖/同軸線混合網(wǎng)(HFC)
HFC是寬帶接入技術(shù)中最早成熟和進(jìn)入市場(chǎng)的,它建立在有線電視網(wǎng)(CATV)的基礎(chǔ)上,帶寬和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)使它對(duì)用戶有很大的吸引力。
HFC在連接上采用Cable Modem技術(shù),它從技術(shù)上分為動(dòng)態(tài)分配帶寬速率(適用于Internet接入,公共信息查詢等)和固定帶寬速率(適用于普通電話/可視電話/數(shù)據(jù)專線等)兩類,從傳輸方式又可分為對(duì)稱型與非對(duì)稱型業(yè)務(wù)。
與其他有線介質(zhì)相比,HFC容量大,靈活性強(qiáng),擴(kuò)展性也好,性價(jià)比優(yōu)于DSL。當(dāng)然,Cable Modem技術(shù)也有著自己的弱點(diǎn),首先,以往的有線電視網(wǎng)都是單向廣播式地向用戶傳送電視,不符合網(wǎng)絡(luò)信息雙向傳輸?shù)囊,因此需要一個(gè)改造的過(guò)程。其次,由于HFC是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬方式傳輸?shù),所以傳輸質(zhì)量受到影響,而且在模擬方式下,過(guò)高的頻率會(huì)產(chǎn)生大量噪音,因此具頻帶利用率較低。最后,HFC接入方式是以模擬頻分多路復(fù)用方式傳輸信息的,一個(gè)ONU可以為500-2000個(gè)用戶服務(wù),一旦出了問(wèn)題,影響面很大。
2、以ATM為基礎(chǔ)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(APON)
采用光纖到戶和光纖到辦公室這種全光纖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造價(jià)較高,而PON通過(guò)使用特殊的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多址協(xié)議,使得眾多的ONU共享光線路終端(OLT),降低了初建成本。PON采用波分復(fù)用和無(wú)源光功率分離技術(shù),網(wǎng)上的設(shè)備共享,業(yè)務(wù)透明,從而可以較好地支持網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低,能實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)綜合。
基于ATM的PON稱為APON,它進(jìn)一步改進(jìn)了傳統(tǒng)PON的性能,并具有更好的性價(jià)比,是PON的發(fā)展趨勢(shì)。APON的價(jià)格是窄帶PON的1.5倍,但提供的業(yè)務(wù)范圍和業(yè)務(wù)質(zhì)量將遠(yuǎn)偉于窄帶PON。
目前,試驗(yàn)的APON分路系數(shù)在32個(gè)以下,最長(zhǎng)距離達(dá)20km。歐洲正開(kāi)發(fā)一種SuperPON接入,它將達(dá)到2000的分路系數(shù)和1000km的距離。同時(shí),較為昂貴的投資也是一個(gè)問(wèn)題。
3、SDH應(yīng)用于接入網(wǎng)
基于SDH體制實(shí)現(xiàn)的接入網(wǎng),在技術(shù)上有更大的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾方面:
兼容性強(qiáng)。SDH的各種速率接口都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在硬件上保證了各供應(yīng)商設(shè)備互聯(lián)互通,為統(tǒng)一管理打下基礎(chǔ)。
完善的自愈保護(hù)能力,增加了網(wǎng)絡(luò)可靠性。SDH因其特有的指針調(diào)整機(jī)制和環(huán)路管理功能,所以可以組成多種完備的自愈環(huán),用戶可根據(jù)需要選擇最佳保護(hù)方案。
借助SDH的大容量、高可靠性,可組成中繼傳輸與接入混合網(wǎng)。SDH的固有靈活性使其除承載接入業(yè)務(wù)外,還可承載GSM基站、交換機(jī)中繼等其他業(yè)務(wù)。
目前的接入網(wǎng)建設(shè),一般155Mbit/s速率就能滿足需要,隨著電話普及率的提高及寬帶化需求,內(nèi)置SDH標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)可靈活擴(kuò)展升級(jí)。
SDH幀結(jié)構(gòu)中定義了豐富的管理維護(hù)開(kāi)銷字節(jié),大大方便了維護(hù)、管理,由此建立的管理維護(hù)系統(tǒng)很容易自動(dòng)故障定位,可以提前發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題,降低維護(hù)成本。SDH利用虛容器(VC)的特點(diǎn)可映射各級(jí)速率的PDH,而且能直接接入ATM信號(hào),因此為向?qū)拵Ы尤氚l(fā)展提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。
三、無(wú)線接入技術(shù)
無(wú)線接入技術(shù)是指接入網(wǎng)的某一部分或全部使用無(wú)線傳輸媒質(zhì),向用戶提供固定和移動(dòng)接入服務(wù)的技術(shù)。作為有線接入網(wǎng)的有效補(bǔ)充,它有系統(tǒng)容量大,話音質(zhì)量與有線一樣,覆蓋范圍廣,系統(tǒng)規(guī)劃簡(jiǎn)單,擴(kuò)容方便,可加密碼或用CDMA增強(qiáng)保密性等技術(shù)特點(diǎn),可解決邊遠(yuǎn)地區(qū)、難于架線地區(qū)的通信問(wèn)題,是當(dāng)前發(fā)展最快的接入網(wǎng)之一。目前,無(wú)線接入技術(shù)已較為廣泛地應(yīng)用于農(nóng)村、城鎮(zhèn),在水利電力、工礦等專網(wǎng)中也得到一定程度上的應(yīng)用。
1、無(wú)線本地環(huán)路(WLL)
WLL利用無(wú)線方式把固定用戶接入到固定電話網(wǎng),即利用無(wú)線方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線用戶接入,為用戶提供終端業(yè)務(wù)服務(wù)。WLL包括DECT、PHS、CDMA、FDMA、SCDMA等,它具有部署靈活,建網(wǎng)速度快,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)配置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)頗受青睞。
2。本地多咱分配業(yè)務(wù)接入(LMDS)
LMDS利用地面轉(zhuǎn)接站而不是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),通過(guò)射頻(RF)頻帶LMDS最多可提供10Mbit/s的數(shù)據(jù)流量,它采用蜂窩單元,以毫米波28GHz的帶寬向用戶提供ROD、廣播和會(huì)議電視、視頻家庭購(gòu)物等寬帶業(yè)務(wù)。LMDS接入系統(tǒng)主要由帶扇形天線的收發(fā)信機(jī)組成,其典型蜂窩半徑為4-10km,在每個(gè)扇區(qū)傳輸交互式的數(shù)字信號(hào),信號(hào)到達(dá)用戶室外單元后,28GHz的信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻595MHz,在室內(nèi)用同軸電纜將數(shù)字信號(hào)送至機(jī)頂盒(STB)。LMDS為某些布線施工困難的地區(qū)提供類似的帶寬接入和雙路能力。
LMDS的主要缺點(diǎn)是,存在來(lái)自其他小區(qū)的同信道干擾和覆蓋區(qū)范圍有限。因?yàn)橄到y(tǒng)要求工作在高頻段,所以即使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)位置固定,交通工具和樹葉也會(huì)造成信號(hào)衰落。
3、數(shù)字直播衛(wèi)星接入(DBS)
DBS利用位于地球同步軌道的通信衛(wèi)星將高速?gòu)V播數(shù)據(jù)送到用戶的接收天線,所以它一般也稱為高軌衛(wèi)星通信。其特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn),費(fèi)用與距離無(wú)關(guān),適用于多業(yè)務(wù)傳輸,可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠(yuǎn)距離的漫游和機(jī)動(dòng)靈活的移動(dòng)通信服務(wù)等。
在DBS系統(tǒng)中,大量的數(shù)據(jù)通過(guò)頻分或時(shí)分等調(diào)制后利用衛(wèi)星主站的高速上行通道和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行廣播,用戶通過(guò)衛(wèi)星天線和衛(wèi)星接收Modem接收數(shù)據(jù),接收天線直徑一般為18英寸(0.45m)或21英寸(0.53m)。DBS主要是廣播系統(tǒng),用戶的回傳數(shù)據(jù)則要通過(guò)電話Modem送到主站的服務(wù)器。由于數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)具有高可靠性,不像PSTN網(wǎng)絡(luò)中采用雙絞線的模擬電話需要較多的信號(hào)糾錯(cuò),因此可使下載速率達(dá)到400kbit/s,而實(shí)際DBS廣播速率最高為12Mbit/s。
目前,在美國(guó)已經(jīng)可以提供DBS服務(wù),主要用于因特網(wǎng)接入,其中最大的DBS網(wǎng)絡(luò)就是休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的DirectPC。該產(chǎn)品實(shí)際就是小口徑衛(wèi)星終端(VSAT)產(chǎn)品,其用戶通過(guò)一個(gè)碟形天線、一塊衛(wèi)星接入卡及相應(yīng)的軟件接收從通信衛(wèi)星傳來(lái)的信號(hào)。DirectPC的數(shù)據(jù)傳輸也是不對(duì)稱的,在接入因特網(wǎng)時(shí),下載速率為400kbit/s,上行速率為33.6kbit/s,這一速率雖然比普通撥號(hào)Modem提高不少,但與DSL及Cable Modem技術(shù)仍無(wú)法相比。
4、其他寬帶接入技術(shù)
寬帶無(wú)線技術(shù)還有以下幾類:
多點(diǎn)多路分配業(yè)務(wù)系統(tǒng)(MMDS);甚小孔徑衛(wèi)星終端(VSAT);綜合光纖無(wú)線混合系統(tǒng)(HFW),以及實(shí)現(xiàn)無(wú)縫全球通信的PCS個(gè)人通信系統(tǒng)等等。