韋樂(lè)平
隨著技術(shù)成本持續(xù)下降，電信市場(chǎng)日益開(kāi)放以及以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)的帶寬與容量再次成為熱門話題和緊缺商品。以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家的骨干網(wǎng)正向超高速和超大容量的方向發(fā)展，高達(dá)160Gb/s（16×10Gb/s）的波分復(fù)用系統(tǒng)已投入應(yīng)用。用戶側(cè)的PC機(jī)的速率也在突飛猛進(jìn)，惟獨(dú)中間的接入網(wǎng)仍停留在窄帶水平。為了適應(yīng)這一新的形勢(shì)，接入網(wǎng)的寬帶接入技術(shù)也呈現(xiàn)了新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
一、非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）系統(tǒng)與簡(jiǎn)化的ADSL系統(tǒng)
充分利用現(xiàn)有的巨大雙絞線銅纜網(wǎng)開(kāi)放寬帶業(yè)務(wù)是多數(shù)電話公司的策略，非對(duì)稱數(shù)字用戶線系統(tǒng)就是較理想的雙絞線銅纜寬帶接入技術(shù)，是一種采用離散多頻音（DMT）線路碼的數(shù)字用戶線（DSL）系統(tǒng)。關(guān)鍵是上下路速率的“非對(duì)稱”，避免常規(guī)對(duì)稱傳輸系統(tǒng)的用戶側(cè)干擾問(wèn)題，提高傳輸速率，延長(zhǎng)傳輸距離。下行單工信道速率可為2.048、4.096、6.144、8.192Mb/s，可選雙工信道速率為0、160、384、544、576kb/s，目前已能在0.5芯徑雙絞線上將6Mb/s信號(hào)傳送3.6km之遠(yuǎn)。ADSL支持的主要業(yè)務(wù)是因特網(wǎng)和電話，其次是點(diǎn)播電視業(yè)務(wù)。最大特點(diǎn)是無(wú)須改動(dòng)現(xiàn)有銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)施就能提供寬帶業(yè)務(wù)，在北美發(fā)展勢(shì)頭不錯(cuò)，實(shí)際用戶已超過(guò)30萬(wàn)，幾個(gè)本地電話公司計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)敷設(shè)數(shù)百萬(wàn)線的系統(tǒng)，我國(guó)也開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和商用。預(yù)計(jì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)會(huì)有一定的市場(chǎng)。
在ADSL尚在起飛階段時(shí)，因特網(wǎng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)了爆炸式增長(zhǎng)，能否經(jīng)濟(jì)有效支持因特網(wǎng)業(yè)務(wù)已成為接入網(wǎng)技術(shù)的重要考慮。盡管ADSL技術(shù)能支持因特網(wǎng)業(yè)務(wù)，成本仍嫌偏高，用戶側(cè)設(shè)備的安裝仍嫌麻煩。能否在ADSL技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步簡(jiǎn)化？ITU-T專家們充分意識(shí)到這一工作的重要與市場(chǎng)前景，成立了課題組開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化的無(wú)電話分離器的ADSL標(biāo)準(zhǔn)，已在1998年10月通過(guò)建議G.922.2。基本思路有兩點(diǎn)，第一是速率降低到1.5Mb/s左右，第二在用戶處不用電話分離器，價(jià)格可能大大下降，其應(yīng)用前景十分可觀。G.992.2規(guī)定下行速率降到64kb/s至1.5Mb/s，上行速率為32kb/s至512kb/s，線路碼仍為DMT，主要業(yè)務(wù)則為因特網(wǎng)接入、Web流覽、IP電話、遠(yuǎn)程教育、在家工作、可視電話和電話等。當(dāng)然還有不少地方須改進(jìn)，如組幀效率的改進(jìn)、比特交換與速率適配等。目前有關(guān)簡(jiǎn)化ADSL的開(kāi)發(fā)工作已獲得微軟、英特爾、康柏、朗訊、思科、英國(guó)電訊、德國(guó)電訊、南方貝爾等一致支持，應(yīng)用前景十分可觀。這種低成本易安裝的系統(tǒng)對(duì)我國(guó)電信網(wǎng)提供寬帶接入是一值得認(rèn)真思考的現(xiàn)實(shí)有效的競(jìng)爭(zhēng)策略。
二、混合光纖同軸網(wǎng)技術(shù)
混合光纖同軸（HFC）網(wǎng)是寬帶接入技術(shù)中最先成熟和進(jìn)入市場(chǎng)的，巨大的帶寬和相對(duì)經(jīng)濟(jì)性使其對(duì)有線電視公司和新成立電信公司很具吸引力。一旦管制放松，對(duì)電話公司也具吸引力，允許迅速提供寬帶業(yè)務(wù)。HFC在一個(gè)500戶左右的光節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)可提供60路模擬廣播電視，每戶至少兩路電話，數(shù)據(jù)接入速率可高達(dá)10Mb/s。將來(lái)利用其550至750MHz頻譜還可提供至少200路MPEG-2的點(diǎn)播電視業(yè)務(wù)以及其他雙向電信業(yè)務(wù)。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，HFC網(wǎng)計(jì)劃提供的是全業(yè)務(wù)網(wǎng)（FSN），將來(lái)用戶數(shù)從500戶降到25戶，實(shí)現(xiàn)光纖到路邊。最終用戶數(shù)可望降到一戶，實(shí)現(xiàn)光纖到家，提供一條通向?qū)拵ㄐ诺男峦緩健５貍餍诺赖母蓴_仍需解決。目前有多種解決方案，其中較徹底的是小型光節(jié)點(diǎn)方案，用獨(dú)立的光纖來(lái)傳雙向業(yè)務(wù)。小型光節(jié)點(diǎn)采用低成本激光器（約100元），很靠近用戶，同軸網(wǎng)部分為無(wú)源網(wǎng)�；貍餍诺绖t安排在高頻端，徹底避免回傳信道的干擾問(wèn)題。第二種比較好的是采用同步碼分多址（S-CDMA）技術(shù)。此時(shí)信號(hào)處理增益可達(dá)21.5dB，干擾大大減少，系統(tǒng)可工作在負(fù)信噪比條件，較好解決回傳信道的噪聲和干擾問(wèn)題。HFC的最新發(fā)展趨勢(shì)是與DWDM相結(jié)合，充分利用DWDM的降價(jià)趨勢(shì)簡(jiǎn)化第二樞紐站，將路由器和服務(wù)器等移到前端，消除光-射頻-光變換過(guò)程，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，進(jìn)一步降低成本。
據(jù)報(bào)道，美國(guó)有線電視網(wǎng)1997年已將大約20%的網(wǎng)絡(luò)改造為雙向網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃1999年末達(dá)60至75%（4，000至5，000萬(wàn)家庭）。目前HFC主要業(yè)務(wù)為電視+數(shù)據(jù)，特別是IP業(yè)務(wù)勢(shì)在必爭(zhēng)，少數(shù)為電視+電話。我國(guó)有線電視部門自然地選擇了這一寬帶接入技術(shù)，某些地區(qū)的電信部門也開(kāi)始了較大規(guī)模的商用試驗(yàn)。
三、SDH應(yīng)用于接入網(wǎng)
SDH已經(jīng)在核心網(wǎng)牢牢地站住了腳，目前的市場(chǎng)，帶寬需求和技術(shù)都已顯示有必要把SDH技術(shù)上的巨大優(yōu)勢(shì)帶進(jìn)接入網(wǎng)領(lǐng)域，使SDH的功能和接口盡可能靠近用戶。在接入網(wǎng)中應(yīng)用SDH的主要優(yōu)勢(shì)在于：
.對(duì)于要求高可靠高質(zhì)量業(yè)務(wù)的大企事業(yè)用戶，SDH可以提供理想的網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性。此時(shí)可以直接用SDH系統(tǒng)以點(diǎn)到點(diǎn)或環(huán)形拓?fù)湫问脚c用戶相連。
.可以增加傳輸帶寬，改進(jìn)網(wǎng)管能力，簡(jiǎn)化維護(hù)工作，降低運(yùn)行維護(hù)成本。
.SDH的固有靈活性，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者可以更快更有效地提供用戶所需的長(zhǎng)期和短期業(yè)務(wù)需求以及組網(wǎng)需要。對(duì)于發(fā)展極其迅速的蜂窩通信系統(tǒng)采用SDH系統(tǒng)尤其適合，它可以迅速靈活地提供所需的2Mb/s透明通道。
當(dāng)然，考慮到接入網(wǎng)對(duì)成本的高度敏感性和運(yùn)行環(huán)境的惡劣性，適用于接入網(wǎng)的SDH設(shè)備必須是高度緊湊、低功耗和低成本的新型系統(tǒng)。目前已有若干廠家研制出專用于接入網(wǎng)的SDH設(shè)備，其應(yīng)用市場(chǎng)前景看好。
為了更充分利用SDH的優(yōu)勢(shì)，需要將SDH進(jìn)一步擴(kuò)展至低帶寬用戶，特別是無(wú)線用戶，提供64kb/s等級(jí)的靈活性并能綜合現(xiàn)有和新的業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。具體實(shí)施方法有多種，使用STM-0子速率連接（sub STM-0）對(duì)于小帶寬用戶是經(jīng)濟(jì)有效的方案，同時(shí)又能保持全部SDH管理能力和功能。目前ITU-T第15研究組已開(kāi)發(fā)了新的建議G.708，規(guī)定了兩種接口，即傳送TUG-2的接口sSTM-2n和傳送TU-12的接口sSTM-1k。采用sSTM-2n接口時(shí)，信號(hào)速率為7.488Mb/s、14.4Mb/s和28.224Mb/s。采用sSTM-1k接口時(shí)，k值限于1、2、4、8和16，主要適用于無(wú)線傳送技術(shù)。其速率分別為2.88Mb/s、5.18Mb/s、9.792Mb/s、19.008Mb/s和37.4Mb/s。屆時(shí)SDH將進(jìn)一步向用戶推進(jìn)，在接入網(wǎng)領(lǐng)域占據(jù)更大的份額。
四、以ATM為基礎(chǔ)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（APON）
一個(gè)ATM化的接入網(wǎng)可以為用戶提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的多媒體業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)并有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。通過(guò)利用ATM的集中和統(tǒng)計(jì)復(fù)用，再結(jié)合無(wú)源分路器對(duì)光纖和光線路終端的共享作用，APON成本可望化傳統(tǒng)的以電路交換為基礎(chǔ)的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20%至40%。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，面對(duì)日益豐富多彩的多媒體業(yè)務(wù)和呈爆炸式增長(zhǎng)的IP業(yè)務(wù)的壓力，APON可能是一種結(jié)合ATM多業(yè)務(wù)多比特率支持能力和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)透明寬帶傳送能力，比較理想的長(zhǎng)遠(yuǎn)解決方案，代表了面向21世紀(jì)的寬帶接入技術(shù)的最新發(fā)展方向。正因?yàn)槿绱�，ITU-T對(duì)其顯示了很大的興趣，以很短的時(shí)間完成了G.983草案建議，并于1998年10月通過(guò)。設(shè)備廠家則計(jì)劃在1999年開(kāi)發(fā)出符合標(biāo)準(zhǔn)的APON系統(tǒng)。
目前的G.983建議草案規(guī)定ATM-PON中數(shù)字信號(hào)的標(biāo)稱比特率應(yīng)該是8kHz的整倍數(shù)，標(biāo)稱線路速率有兩種：可適用于FTTCab/C/B/H的對(duì)稱155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對(duì)稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s與適用于FTTCab/C/B的非對(duì)稱速率（下行622.08Mb/s，上行155.52Mb/s）。雙向傳輸方法主要有兩種，第一種采用單纖波分復(fù)用方式，采用粗波分復(fù)用方式降低成本，即兩個(gè)波長(zhǎng)分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)；第二種方法采用單向雙纖空分復(fù)用，工作在1310nm區(qū)以便充分利用低成本的光源。與窄帶PON不同之處在于不采用單纖雙向時(shí)分壓縮復(fù)用（TCM）方式，主要是考慮集成電路的速率和成本的限制因素所致。
APON能否大量應(yīng)用的重要因素是價(jià)格。首先，由于APON的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間較適宜，尚無(wú)正式產(chǎn)品問(wèn)世，有可能對(duì)很多參數(shù)達(dá)成一致，提供比窄帶PON標(biāo)準(zhǔn)化程度高得多的系統(tǒng)系數(shù)要求，可能達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)和較低成本的要求。其次，若能將分離的光元件實(shí)現(xiàn)集成有可能最終將成本減少95%。若能將年生產(chǎn)量提高到百萬(wàn)單元，則某些芯片制造成本可望降低到十分之一。根據(jù)目前大力推動(dòng)APON的由世界14個(gè)主要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者（諸如NTT、南方貝爾等）組成的FSAN集團(tuán)的市場(chǎng)來(lái)估計(jì)，要達(dá)到年產(chǎn)百萬(wàn)單元的目標(biāo)是有可能的。最后，由于APON是無(wú)源系統(tǒng)，使安裝、開(kāi)通和維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本大為降低。APON的目標(biāo)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)優(yōu)于窄帶PON。預(yù)計(jì)1999年上半年將有產(chǎn)品問(wèn)世，初期主要是專線業(yè)務(wù)，以后逐步擴(kuò)展。我國(guó)863通信高科技已列項(xiàng)攻關(guān)，但其近期市場(chǎng)估計(jì)不會(huì)很大，其中長(zhǎng)期市場(chǎng)有待技術(shù)和成本的進(jìn)展。
五、寬帶固定無(wú)線接入
主要的寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)有三類，即已經(jīng)投入使用的多路多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（MMDS）和直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）以及正在做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）。前兩者已為熟知，而LMDS則是剛剛興起，近來(lái)才成為新興寬帶無(wú)線接入技術(shù)。
LMDS工作在毫米波波段，在28GHz附近。這一頻段的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度很大，過(guò)去很少應(yīng)用，但頻譜較為寬松，可用頻帶至少為1GHz，比MMDS（200MHz）和DBS（500MHz）寬很多，美國(guó)和加拿大已將1.3GHz頻譜分配給LMDS使用。
典型LMDS由類似蜂窩配置的多個(gè)樞紐發(fā)送機(jī)組成，每個(gè)發(fā)送機(jī)經(jīng)點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)線鏈路與服務(wù)區(qū)的固定用戶通信。單個(gè)蜂窩的覆蓋區(qū)為二至五公里，覆蓋區(qū)相互重疊。每一蜂窩的覆蓋區(qū)又可劃分為多個(gè)扇區(qū)，根據(jù)用戶需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務(wù)。這種模塊式結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容靈活方便。原理上，LMDS可以提供所有業(yè)務(wù)。但最有利的是提供交互式電視和高速數(shù)據(jù)，LMDS不僅可以提供因特網(wǎng)接入，且可用來(lái)互連局域網(wǎng)，從而可望在企事業(yè)用戶市場(chǎng)上分流部分利潤(rùn)。只用于單向模擬分配電視業(yè)務(wù)時(shí)，其成本可望小于MMDS的一半。如果僅用于話音則可以支持6萬(wàn)個(gè)電話用戶。
LMDS系統(tǒng)尚處于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段，能否發(fā)展在很大程度上取決于能否開(kāi)發(fā)出低成本的28GHz收發(fā)機(jī)來(lái)。另外，LMDS只能視距傳輸，為了避免阻擋，樞紐站可能不得不設(shè)置在高于地面15至20米處，這在有些環(huán)境下應(yīng)用不利。
寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)代表了寬帶接入技術(shù)一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢(shì)，它不僅敷設(shè)開(kāi)通快，維護(hù)簡(jiǎn)單，用戶較密時(shí)成本低，而且改變了本地電信業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)觀念，最適于新的本地網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)者跟傳統(tǒng)電信公司與有線電視公司展開(kāi)有效競(jìng)爭(zhēng)，也可以作為電信公司有線接入的重要補(bǔ)充而得到應(yīng)有的發(fā)展。
六、結(jié)束語(yǔ)
接入網(wǎng)特別是寬帶接入網(wǎng)不僅成為電信網(wǎng)必須盡快妥善解決的“瓶頸”，也成未來(lái)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）的發(fā)展重點(diǎn)和關(guān)鍵。市場(chǎng)之大前所未有，吸引所有制造商、運(yùn)營(yíng)公司和業(yè)務(wù)提供者。但其對(duì)管制、技術(shù)、業(yè)務(wù)和成本的高度敏感也使人困惑和卻步。簡(jiǎn)言之，誰(shuí)能妥善地解決好接入網(wǎng)問(wèn)題，誰(shuí)就能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)，并能在下一世紀(jì)的信息高速公路的競(jìng)賽中處于優(yōu)勝者地位，這就是接入網(wǎng)時(shí)代的基本含義。
作者簡(jiǎn)介：韋樂(lè)平 現(xiàn)任國(guó)家863通信高技術(shù)主題專家組副組長(zhǎng)兼光通信專業(yè)專家組組長(zhǎng)和電信科學(xué)研究規(guī)劃院副院長(zhǎng)。
