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接入网技术及其应用

目录

一、我国的高速接入技术 (6)

1 接入网概念 (6)

2 “数字用户线”(DSL)技术 (8)

3 光纤接入的技术 (8)

4 光纤和同轴电缆混合方式 (8)

5 无线接入技术 (8)

二、高速铜线接入技术 (8)

1 56KM ODEM (8)

2 ISDN (9)

3 X DSL (9)

3.1 ADSL (10)

3.1.1 ADSL的不足和简化的ADSL (10)

3.1.2 ADSL的发展趋势 (10)

3.2 VDSL (11)

3.2.1 AMATI的时分“乒乓DMT”方案 (12)

3.2.2 频分复用CAP方案 (12)

3.2.3 DAVIC1.0'sFTTC标准方案 (12)

3.2.4 CAP-DWMT混合解决方案 (12)

3.3 HDSL (13)

3.3.1 HDSL标准 (13)

3.3.2 HDSL的技术特点及其编码技术 (13)

3.3.3 CAP与2B1Q两种编码方式的比较 (14)

3.3.4 新的HDSL传输系统 (14)

3.4 小结 (14)

三、GABLE MODEM(线缆调制解调器) (15)

四、混合光纤同轴网(HFC)技术 (15)

五、光纤接入技术 (16)

1.1 SDH结构 (16)

1.1.1 窄带光纤用户环路设备:DLC (17)

1.1.2 窄带无源光网络系统:STM-PON (17)

1.1.3 宽带分插复用设备:ATM-ADM (17)

1.1.4 宽带无源光网络系统:ATM-PON (18)

1.2 SDH在接入网应用中的主要问题 (18)

1.2.1 映射和复用 (18)

1.2.2 设备 (18)

1.2.3 速率 (18)

1.2.4 开销 (18)

1.2.5 网管 (18)

1.2.6 保护 (18)

1.3 SDH在接入网应用中的解决方案 (19)

1.3.1 新的映射复用结构 (19)

1.3.2 设立子速率 (19)

1.4 简化系统 (19)

1.4.1 简化开销 (19)

1.4.2 简化网管 (20)

1.4.3 保护简单 (20)

1.4.4 组网方式 (20)

1.4.5 山东省德州市SDH l55Mbit/s本地传输环形网的组网方案实例 (20)

1.5 SDH的发展趋势 (21)

2 固定无线接入技术 (21)

2.1 卫星联网 (22)

2.2 微波多路多点分配业务MMDS (22)

2.3 本地多点分配业务(LMDS) (22)

2.4 无线接入技术类型 (23)

2.4.1 模拟蜂窝 (23)

2.4.2 数字蜂窝 (23)

2.4.3 微蜂窝(又称数字无绳) (23)

2.4.4 CDMA (23)

2.4.5 一点多址微波技术 (23)

2.4.6 卫星技术 (23)

2.4.7 集群技术 (23)

2.4.8 无线本地用户环路(WLL)技术 (24)

2.5 上海已试验的几种无线系统 (24)

2.5.1 CT2个人无绳电话系统 (24)

2.5.2 Proximity L无线接入系统 (24)

2.5.3 PHS个人便携电话系统 (24)

2.5.4 DECT欧洲数字式无绳电话系统 (24)

2.5.5 CDMA无线接入系统 (24)

2.5.6 “容易通”无线接入系统 (25)

2.5.7 PHS无线接入系统 (25)

2.6 关于无线接入技术的应用和使用频率问题 (25)

六、全业务接入网 (26)

1 全业务接入网的特点与结构 (26)

2 FSAN组网的关键技术 (26)

2.1 APON系统 (26)

2.2 上行通信中采用的技术 (27)

2.2.1 测距技术 (27)

2.2.2 突发信元的高速同步 (27)

2.3 APON信元的帧结构 (27)

2.4 各类接口技术 (28)

2.5 WDM和EDFA的应用 (28)

3 FSAN的发展与问题 (28)

1 我国接入网发展建设的战略目标 (32)

2 我国接入网建设存在的问题 (33)

3 接入网建设的建议 (33)

4 光纤接入网的建设 (34)

4.1 光缆物理网 (34)

4.1.1 网络结构 (34)

4.1.2 光纤的选择 (35)

4.1.3 光缆交接箱 (35)

4.1.4 接入方式的选择 (36)

4.2 接入网网管系统建设 (36)

4.2.1 网管系统的基本管理功能应包括如下内容: (36)

4.2.2 网管系统的管理信息组织方式如下: (36)

4.3 光缆网的维护管理 (37)

4.3.1 AURORA接入网光缆监测维护系统 (37)

4.4 接入网的引入对网络结构演变的影响 (38)

5 中国接入网发展建设技术政策 (38)

5.1 优化电信网的结构,增加交换机的系统容量,减少交换局所 (38)

5.2 积极发展建设光纤接入网 (39)

5.3 积极推广应用V5接口技术 (39)

5.4 统一建设用户接入网集中操作维护管理系统 (39)

5.5 远近结合,适度超前地建设接入网 (40)

6 在接入网发展建设中正确处理几个问题 (40)

6.1 充分认识做好接入网发展建设工作的重要性和紧迫性 (40)

6.2 切实加强接入网的宏观调控 (40)

6.3 接入网建设要满足市场需要 (41)

6.4 接入网的发展建设要从实际出发,注重实践 (41)

6.5 充分利用铜线资源 (41)

6.6 远端模块与接入网的关系 (41)

6.7 综合布线建设的问题 (42)

6.8 电源问题 (42)

八、接入网技术的发展趋势 (29)

1 我国接入网的试验和应用现状 (29)

2 网络发展趋势 (29)

2.1 接入方式 (30)

2.2 系统方面 (30)

2.3 网络和设备的定时要求 (30)

2.4 组网方式 (30)

2.5 网络接口及其指标 (30)

3 接入网发展趋势 (30)

3.1 内置SDH接入网 (31)

3.2 以ATM技术为基础的无源光网络(APON) (31)

3.3 利用ATM技术传送MPEG-2信号 (31)

1 接入网的标准化进展 (42)

1 接入网网络管理有关标准的问题 (43)

1.1 如何综合管理接入网中的各种技术 (43)

1.2 如何处理接入网中用户的敏感性 (43)

1.3 如何处理和其他网管的关系 (43)

1.4 如何适应接入风的快速发展 (43)

1.5 如何体现接入网网管的高适应性 (43)

2 我国接入网网络管理标准的现状 (43)

2.1 接入网网络管理标准相关的基础研究 (44)

2.1.1 接入网网管的主要范围 (44)

2.1.2 接入网网管涉及的关键技术 (44)

2.2 接入网网络管理标准相关的实验工作 (44)

2.3 接入网网络管理标准的制定工作 (45)

2.3.1 网管规范的制定情况 (45)

2.3.2 网管测试规范的制定情况 (45)

3 我国接入网网络管理标准的使用情况 (46)

4 接入网网络管理标准的发展方向 (46)

4.1 宽带接入网的网管 (46)

4.2 网管系统的综合 (46)

十、接入网设备供电技术及其发展 (47)

1 接入网设备供电面临的问题 (47)

2 目前的供电解决方案 (47)

3 备用电池技术的新进展 (48)

4 降低设备耗电 (48)

5 接入网设备的馈电接口 (49)

6 建议 (49)

一、我国的高速接入技术

1接入网概述

接入网(AN)是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设备)所组成的为传送电信业务提供所需承载能力的实施系统。是电信网的重要组成部分,是本地交换机与用户的连接部分,在整个电信网路的建设投资中占有较大的比重。其目标是建立一种标准化的接口方式,以一个可监控的接入网络,使用户能够获得话音、租用线业务、数据多媒体、有线电视等综合业务。

接入网可经由Q3接口进行配置和管理。传送实体提供必要的传送承载能力,对用户信令是透明的,不作处理。即接入网是由网络侧V或Z参考点与用户侧T或Z参考点之间的所有机线设备所构成。

用户终端或用户所在地的网络(CPN,例如LAN)经接入线路连至交换机或业务节点(SN)。最简单的接入线路是金属对绞线,通常称为电话用户线或市话电缆,它主要是设计来传送音频话音信号的,传真、计算机数据等非话信号可以经过调制解调器(Modern)以话音信号方式入网,Modem可以支持的数据速率为9.6、14.4、28.8、33.6kb/s,近来又发展到56kb/s。在通常的用户接入半径(95%概率在4km以内)范围内金属对绞线还可以支持更高的数据率,但交换机的模拟用户线接口(Z接口)限制了这一速率的提高。数字程控交换机本身就具有处理每路64kb/s速率的数字信号能力,只要将交换机的模拟用户接口改为数字用户接口(V接口),网络的数字化就可以延伸到用户终端。在交换机的用户线侧装上线路终端模块(LT),在用户终端的网络侧装上网络终端模块(NT),金属用户线的传输能力就可以进一步提高,LT和NT起到对数字信号线路编码及支持二线双工数字传输的功能。综合业务数字网(ISDN)基本接入(2B+D)是其中典型的例子,此时金属用户线用于传送144kb/s的数字信号。还有多种基于金属线的数字用户线技术(XDSL),利用两对线可在4km 内无中继传输2Mb/s信号,对于检索型业务,上行信号可以比下行信号速率低得多,利用这一特点所开发的不对称数字用户线(ADSL)系统在两对线上可支持下行高达6~8Mb/s 信号,它可用于传送质量优于VCD的电视图象节目。当用光纤代替金属线作用户线时,传输能力大大增强,它可为多个用户终端所共享,光纤及其两侧的OLT与ONT(或光网络单元ONU)一起可以组成多种拓扑结构(链型、环型、星型等),使接入线路演变成一个网络,接入网(AN)的概念应运而生。

接入网(AN)是业务节点接口(SNI)与相应的用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体,它提供诸如传输、复用、交叉连接等承载电信业务的功能,可以通过网管系统经由Q3接口来配置、管理。

为了使得交换机和接入网设备可以分别开发而又能兼容互通,国际电信联盟(ITU)规范了SNI和UNI接口,目前已标准化的SNI接口窄带有V5.1与V5.2,宽带有VB5.1与VB5.2。其中V5.1物理接口为2Mb/s,它每帧分为32个时隙,第0时隙(TSo)用于传送帧定位信号,第16时隙(TS16)用于传送控制信道(C通路),其余时隙可传送30个话路(每路64kb/s),如有需要,还可以减少一个话路而增加一个C通路。C通路为各话路共享,可传送信令和接入网连接指配、建立及资源管理信息。V5.2接口由2~16个2Mb/s组成,理论上最多有16个C通路可用,实际上只需要一主一备两个C通路,其余的TS16时隙可用于传送话路信息。与V5.1接口相比,V5.2接口具有集线功能。VB5为ATM接口,ATM称为异步转移模式,其物理层速率是与网络同步的且为定值,可取34Mb/s、155Mb/s或622Mb/s,但其用户信息速率可与网络不同源甚至在通信过程中是可变的,因而A TM显得更灵活和资源利用

更为合理。VB5.1是VB5.2的子集,但不具有VB5.2的按需建立连接功能。

ITU标准化的UNI接口有音频Z接口、ISDN基本接入2B+D接口、基群率接入30B+D 接口、n×64Kb/s租用线接口、ATM的用户网络接口(2Mb/s、25.6Mb/s、155Mb/s或622Mb/s)等。从UNI到SNI,用户信息被透明传送,信令信息被装载到C通路中转送。

从UNI到SNI间的传输手段多种多样,可以因地制宜采用,无线接入在城郊和农村有旺盛生命力,铜线接入因其低成本在市区对普通电话业务而言仍有较大市场,光纤接入因其具有对未来宽带业务的适应性而被公认为主流接入技术,以下着重说明光纤接入方式。

根据光纤(准确地说是光网络单元ONU)离用户终端的远近可将光纤接入分为FTTCab (光纤到交接箱)、FTTB/FTTC(光纤到大楼/光纤到路边)、FTTH(光纤到户),一般地说光纤离用户越近,共享该光纤的用户数越少,但每一用户可获得较大的带宽,光纤离用户越远,则可为多用户共享,但要考虑从ONU至用户终端间其它传输媒介的接力。除此之外,FTTCab、FTTB/FTTC、FTTH所用的传输技术并无多大区别。通常为了降低成本,一个光线路单元OLT往往带多个ONU,拓扑结构可以是链型的,即多个ONU串在一根总线上,也可以是环形的,多个ONU构成一自愈环,然后与OLT相连,或OLT本身也作为环中的一节点,具有SDH(同步数字系列)分插复用器(ADM)功能的ONU具有支持链形和环形拓扑的能力。在环形方式中,每个ONU都有两条路由连到OLT而增加了安全性。还有一种拓扑结构为星形,根据分支点是有源设备(如分接器)或光纤分路器而分为有源光网络和无源光网络,后者称为PON,因分支点无源使网络对传送信号速率、格式均透明且便于维护而更有吸引力。在PON中,从OLT发到各ONU的信号时分复用(TDM)在一起广播式发到每一个ONU,每个ONU选取自身所需的信号。反方向为了使ONU回送到OLT的信号时间上能依次错开不致碰撞,需要有测距技术调节时延以便适应ONU的远近,这称为时分多址(TDMA)方式,也可以采用如副载波复用多址(SCMA)、码分多址(CDMA)方式,但它们不如TDMA那样被广泛采用。下行从OLT到ONU和上行从ONU到OLT采用不同的光纤是比较简单的方案,采用波分复用WDM(即来去方向分别使用不同波长)或时间压缩复用TCM(就象打乒乓球那样来去两方向信号时间上交替传送)技术可以在一根光纤上实现双向传输,这称为单纤双工传送。类似地,WDM技术还可用于在同一光纤上同时支持数字信号和模拟CATV信号的传送。

光纤接入网的光缆和干线光缆是不同的,接入网用光缆通常容量很大,可多达1000芯甚至更多,基于带状光纤的高密度大容量光缆不仅能降低每一纤的平均造价而且能更有效利用光缆管道。如何迅速完成多根光纤的接续对接入网有重要意义,新型的大容量光缆接头盒、多纤活动连接器、非熔接式光接头等对降低施工成本有不可忽视的影响。与大容量光缆配套的高密度且便于操作的光纤终端架和实现光纤配线资源管理与接入网传输性能监视、光纤自动保护例换控制的接入网光纤操作系统是大容量接入网不可少的装置,它们与V5及传输系统的网管一起,对降低维护成本改进服务质量起着至关重要的作用。

无线接入与PON类似,交换机通过基站控制器经有线链路连到多个基站,每个基站通过空中接口连到多个用户单元(每一用户单元可以是单用户终端或多用户终端),从而形成星型结构。无线双工方式有频分(FDD)和时分(TDD)两种,多址方式有如下几种:频分多址(FDMA)适于农村地区,时分多址(TDMA)容量大且可以接力适于更大范围应用,码分多址(CDMA)特别是同步码分多址(S—CDMA)因频谱利用率高,在同等发送功率下容量较大或传输距离较远,在市内和郊区尤有竞争力。无线接入同样可以提供V5 接口和网管配置功能。

从交换局或业务节点到用户终端在绝大多数情况下距离不超过4km,在城市多数情况可能只有1km,鉴于接入网是业务接入的瓶颈,是网络数字化的最后一段,“最后的一公里”的称谓由此而来。由于接入网量大面广,成为影响网络建设与运行成本的最重要的部分,对

接入网技术的性能价格比要求很高,接入网技术的开发任务还很重,接入网数字化仍然是任重道远,因此有人称接入网是“艰难的最后一公里”或“漫长的最后一公里”。

各种接入网技术发展很快,现在已经有多种技术可供选用,主要有:

2接入网的技术

2.1“数字用户线”(DSL)技术

所谓“数字用户线”(DSL)技术也就是利用原有电话的铜线用户线作为接入网。它又有多种技术,例如:

●高比特数字用户线(HDSL)技术,可以在一对或两对铜线上传送速率为2Mb/s的

信息;

●非对称数字用户线(ADSL)技术,可以在一对铜线上传送下行(由电信局至用户)

1.5—8Mb/s的信息,上行(由用户至电信局)16—640kb/s的信息;

●适应性速率数字用户线(RADSL)技术,在下行低于8Mb/s、上行低于1Mb/s的

范围内,传递可以变的传送速率;

●超高比特率数字用户线(VDSL)技术,下行传送速率可高达52Mb/s、上行速率可

达2Mb/s。

2.2光纤接入的技术

光纤能传送极宽的频带,早就被认定是接入网的发展方向,但是费用较高,现在多数是用“光纤到大楼”(FTTB)、“光纤到路边”(FTTC)等方式,即多个用户共用的方式,将来逐步发展到“光纤至家”(FTTH);

2.3光纤和同轴电缆混合方式

即所谓HFC方式,其费用比单用光纤低,是目前采用较多的方式。

2.4无线接入技术

无线接入技术具有灵活方便、建设速度快、建设造价低廉等突出的优点,在各种接入技术中具有一些有线接入技术难相比的优势。例如在人口密度比较稀少的地区和缺少电信服务的边远地区等,无线接入技术有明显的优势。

二、高速铜线接入技术

高速铜线/缆接入将是未来研究的一个热点。它以其优良的性能/价格比必将获得广泛的应用。决定它在以后发展的主要因素有三个:标准的制定、高速的DSP、各种高速接入方式的市场需求。这三个因素将直接影响它的价格。

尤其是基于VDSL的SDV系统以其卓越的容量、性能、支持多种业务的能力和易于升级成全光网的特性成为今后宽带接入网发展的一大方向。分析家认为SDV具有比HFC更多的优点,将成为传输交互式多媒体业务的最佳选择。尽管现有业务不多,但由于SDV能将视像节目、高速Internet接入及语音集成在一起,其增长潜力非常强。

156KModem

在普通电话(双绞铜线)上传输越来越高速的数字信息成为现有电信接入网升级的一种重要手段。话带Modem经过了14.4kbit/s、19.2kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s等几个分阶段,

目前V.90标准的PCM Modem,它上行速率是33.6kbit/s,下行速率是56kbit/s,这几乎接近了香农定律所规定的电话线信道(话带)的理论容量。

56K Modem在开始时有两种标准,一是U.S. Robotics(USR)宣布的56K调制解调器技术X2。二是SemiConductor和Lucetn Technologies公司联合推出的他们的K56 Modem技术,K56Flex。从而形成了两大阵营:以Rock well和tucont为代表的K56Flex,其支持者包括Hayes、Ascend、Hcrocm和Motorla等:另一方是以USR为代表的X2技术,得到了包括Amcrican Online、ComprServe、Prodigy和MCI等主流的ISP的支持。

虽然,K56flex技术和X2技术殊途同归,都采用通过公众电话交换网PSTN(prblic switched telephone network)实现,最高56kb/s的数据下行速率和最高30kb/s,及33.6kb/s的数据上行速率,均采用非对称结构,但由于调制方法不同,二者互不兼容。

直到1998年国际电信联盟(ITU)在日内瓦会议上确定了56kb/s的标准,新标准名为X.90。至此业界有关56K标准的纷争、用户的尴尬等待终于结束。

56K Modem技术的出现,使得使用双绞线的PSTN用户的Internet接入技术的速度与ISDX的基本接入速率64kb/s进一步接近,缓解了众多网上用户对速率的要求,面对Internet 的飞速发展,市场的逐步扩大,56kb/s技术也会进一步普及。

但是,56kb/s技术并不能完全解决Internet的家庭用户接入问题。首先,它的速度并不那么透人,56kb/s的速率对于网上多媒体应用来说,还是太低了。其次,即便是56kb/s,速率还是受线路质量的很大影响,实际上的速率很难达到(一般在30kb/s至56kb/s之间)。这是因为:(1)这种技术要求线路质量很高。(2)56kb/s技术要求ISP与电信局的连接线路为T1、E1等,而在我国,大部分ISP都在使用中继线,这使得56kb/s根本无法实现。(3)还与PC的UART(Univcrsal Asvnchronous Receiver/ransmitter)控制芯片有关。总体来说,56kb/s 技术并不能改变接入Internet的现状,它只能说是接入速率的一次量变,还不能给用户带来质的飞跃。

在各种高速接入方式中,国内目前势头正火的除了56k Modem。就要算ISDN。

2ISDN

ISDN(Integrated Service Digital Network)意为综合服务数字网,就是将电话、传真、电脑等各种现代化信息设备的信号都统一由一个网络来传输。它是在综合数字电话网的基础上,将从一个用户终端到另一个用户终端之间的传输全部数字化,包括了用户到电话局之间,以数字形式处理各种业务。这样,电话、传真、电脑等设备的信号就都能通过电话风络来传输。

ISDN需要一个取代Modem被称为ISDN适配器和一根能特殊连接的能发送接收数字信号的电话线。一条ISDN线路,分成3个逻辑通道,分别是两个B通道和一个D通道,简称2B+D。B通道是传送数据用的,每个B通道传输速率是64kb/s,也可同时使用两个B 通道,达到128kb/s的速度。D通道是传送控制信号用的,所有非通信用的信息,如振玲、拔号、挂线……等,都是通过D通道传送的,因此也确保B通道的速度是实实在在的64kb/s,不会被控制信号占用。

如果下载一个10MB大的文件,用33.6kb/s Modem,得50分钟,而用ISDN只要用10分钟。但由于ISDN需要使用专门的用户终端,而且现有的数字程控交换机也要升级改造成ISDN交换机,因此虽然IDSN很多年前就已在国外问世,但一直还没普及。

3xDSL

xDSL是各种类型的DSL(Digital Srb-scriber Line,数字用户专线)的总称。比如,

ADSL就是xDSL的一种。xDSL可分为ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL 等。

和现有的接入方式相比,xDSL的优势在于:能以较低的费和获得较高的通信带宽。但和具有多年历史的ISDN技术相比,xDSL技术还很年轻(1987年提出)。因此,国际电信联盟至今仍未出台关于该技术的统一标准,这影响了xDSL技术的推广、普及。影响xDSL 的应用的另一个问题,它在电话线质量及用户与电话机房的距离方面还有限制。

3.1ADSL

在各种xDSL技术中,大家较熟悉的是ADSL,ADSL就是不对称数字用户线。据说,我国广州视聆通已开通了ADSL的接入业务。ADSL的安装和使用并不复杂,在电话局的交换中心安装一个ADSL收发器,用户安装一个ADSL Modem。ADSL就可以奇妙地提升我们电话线的带宽,例如在用户端方面,ADSL提供的下载数据速度可达9Mb/s,即56kb/s的160倍;而其上行数据的速度为1.5Mb/s,也是56kb/s的26倍。

ADSL传送数据的技术和56Kmodem、ISDN的技术实现不同。ADSL使用了电话线中一向没有被使用的频率,并采用相应调制技术,这样在模拟线路中就能加入或获取更多的数字数据,从而实现在电话线上获得高传输速率。理论上它能够在普通的电话线(一对双绞铜线)上实现高达60Mb/s的通信速率。

ADSL是一种采用离散多频音(DMT)线路码的数字用户线(DSL)系统。关键是上下路速率的“非对称”,避免常规对称传输系统的用户侧干扰问题,提高传输速率,延长传输距离。下行单工信道速率可为2.048、4.096、6.144、8.192Mb/s,可选双工信道速率为0、160、384、544、576kb/s,目前已能在0.5芯径双绞线上将6Mb/s信号传送3.6km之远。ADSL 支持的主要业务是因特网和电话,其次是点播电视业务。最大特点是无须改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务,在北美发展势头不错,实际用户已超过30万,几个本地电话公司计划在未来几年内敷设数百万线的系统,我国也开始进行现场试验和商用。预计在经济发达地区会有一定的市场。

3.1.1ADSL的不足和简化的ADSL

尽管ADSL技术能支持因特网业务,成本仍嫌偏高,用户侧设备的安装仍嫌麻烦。能否在ADSL技术的基础上进一步简化?另外它是对线路要求苛刻,目前国内双绞线只有不到10%的线对可以开ADSL,另外,价格仍偏高。当然还有组帧效率的改进、比特交换与速率适配等须改进。

ITU-T专家们充分意识到这一工作的重要与市场前景,成立了课题组开发简化的无电话分离器的ADSL标准,已在1998年10月通过建议G.922.2。

基本思路有两点,第一是速率降低到1.5Mb/s左右;第二在用户处不用电话分离器,价格可能大大下降,其应用前景十分可观。G.992.2规定下行速率降到64kb/s至1.5Mb/s,上行速率为32kb/s至512kb/s,线路码仍为DMT,主要业务则为因特网接入、Web流览、IP 电话、远程教育、在家工作、可视电话和电话等。

当然,简化的ADSL仍需妥善解决干扰问题,特别是对话带的干扰问题。此外,还有一比特星座和组帧效率的改进,比特交换与速率适配等需要进一步改进

目前有关简化ADSL的开发工作已获得微软、英特尔、康柏、朗讯、思科、英国电讯、德国电讯、南方贝尔等一致支持。这种低成本易安装的系统对我国电信网提供宽带接入是一值得认真思考的现实有效的竞争策略。

3.1.2ADSL的发展趋势

ANSI和ETSI均采用DMT作为ADSL(不对称数字用户线)的线路码。ANSI于1995

年底颁布了它的ADSL标准T1,413。该标准详尽规定了ADSL系统采用的线路码、编码方式、帧格式和各种维护、管理操作。它在保留POTS(普通电话服务)的前提下,同时提供640kbit/s的上行速度和6kbit/s的下行速率。

ANSI仍在致力于完善和修订这一标准,新版本标准将于1999年颁布。新标准参照了最近两年ADSL的实际使用经验和市场需求的变化,主要改动了三方面的内容。

(1)针对第一版过于强调VOD的应用,新标准加入了有关数据和Internet接入服务的内容。(2)增加了有关传输速率自适应(Rate adaptive-ADSL)的内容,提供了标准的训练和管理协议,便于不同的ADSL系统之间实现速率自适应协调。

(3)为了适应未来的A TM应用,新标准分为两部分,分别处理有关PM(物理媒体)子层和TC(传输汇聚)子层的问题。这将为在ADSL传输平台上传送ATM信元(A TMoverADSL)提供了保证。

在ANSI内部,争论最大的问题是:是否采用第二个线路码——CAP(无载波调幅调相),ANSI的态度是暂维持现状,而一些公司和团体已经开始制定基于CAP线路码的ADSL标准,如朗讯科技等。

一些公司和团体提出了“逆ADSL(R-ADSL)”的概念,即将ADSL的上下行速率颠倒过来,从用户到局端采用高速率,从局端到用户采用低速率。但实际上适合这种应用的场合很少。而且,在ADSL与R-ADSL混合使用的场合,给频谱兼容性带来了破坏,增加了近端串扰。

还有一些人提出“对称ADSL(S-ADSL)”的概念,即通过重新给ADSL系统收发信机分配信道,来实现对称速率的传输。目前还没有任何标准化组织来制定关于这应用的标准,但已有这样的产品面世。

现在比较被接受的是将ADSL演变成所谓甚高速数字用户线(VDSL)系统。这种技术在双绞线上下行传输速率可以扩展至25~52Mb/s,从而可容纳6~12个4Mb/sMPEG-2信号,同时允许1.5Mb/s的上行速率,其传输距离会分别缩短至1000m或300m左右。

有趣的是由于传输距离的缩短,码间干扰大大减小,对数字信号处理要求大为简化,收发机成本可望比ADSL降低一半。因而如果配线或引入线的质量尚可,此时将FTTC,特别是AP0N与VDSL技术相结合可以提供光纤敷设成本、电子设备成本和提供的带宽能力方面的最佳平衡,是一种比较现实理想的宽带混合接入方案。当然,VDSL仍处于现场试验阶段,其标准工作尚在进行,以FDD为基础的单载波与以TDD为基础的多载波之争还无结论,其性能和成本是否有竞争力也还有待实践检验。

3.2VDSL

VDSL即ONU(光纤网络单元)到用户端的接入方案,ONU是FTTC(光纤到路边)或FTTB(光纤到大楼)的最后一段。在国外,尤其在美国,它的实现方案有许多。这些方案的支持者各持己见,都希望自己的方案能成为正式的标准。ANSI、ETSI和DA VIC争相制定自己的标准,这一标准之争还将会继续下去。目前,线路速率已经比较明确,线路速率分两个等级:51Mbit/s(线路长度300m)和25Mbit/s(线路长度100m)。虽然线路速率较ADSL高许多,但是线路长度较短,且应用环境较单纯,不必像ADSL那样面对复杂的应用环境,因此实现起来较ADSL要简单一些,成本也相应会低一些。

但以下几点尚未确定:

●上下行的速率之比尚待确定。大多数公司支持不对称的速率,认为1:10的速率比

较合适,少数公司偏爱对称的速率。

●采用何种线路码成为争执的焦点之一。

●其它的技术细节,如纠错和编码技术。某些公司提出采用目前最热门的Turbo code。

目前VDSL的主要技术方案有以下几种:

3.2.1AMATI的时分“乒乓DMT”方案

此方案由Amati公司提出。上下行方向均采用DMT线路码,发信机和接收机轮流工作,以时分的“乒乓法”实现双工传输。

●它的优点是:

①改变上下行的速率较灵活方便,只需调整发送和接收的时间之比即可。

②不必使用滤波器来分隔上下行信号,降低了复杂性。

●缺点是:

①DMT功耗较大,对于纯FTTC系统的ONU来说,这是一个较大的缺陷。不过在

SDV中,ONU由HFC(混合光纤同轴电缆)的同轴电缆来供电,似乎影响不大。

②对定时抖动较敏感。由于是时分双工,所以收发双方在时间上的同步配合很重要,

这可能会影响它在较苛刻的环境下的应用。

③收发信机的帧速率是2kHz,即收发信机轮流工作的交替频率是2kHz,如果邻近线

路接收终端没有用于滤除低频干扰的滤波器,就会在邻近两根线路中引入2kHz的

音频干扰。这样的干扰在TDMA的蜂窝电话系统中已被检测到。

3.2.2频分复用CAP方案

某些制造商支持频分复用CAP(无载波调幅调相)的方案,上行信道使用的频段低于下行信道,一致采用CAP(无载波调幅调相)作为下行信道的线路码,如Analog Devices.Aware.Orckit.BBT.Globespan 和Broadcomm等公司都支持此方案,它们正在拟定基于CAP的标准草案。值得注意的是,前三者都已研制了基于DMT的ADSL,由此可见CAP 线路码确实有它的独到之处。但在上行方向上还存在争论。有的公司主张采用CAP或QPSK,而有的公司提出反对意见,认为上行数码流的起点在用户家中,供电不成问题,CAP的低功耗的特点无从发挥。

CAP线路码的特点是功耗较低,实现简单,抗RF干扰性能较好,但对脉冲干扰较敏感。

3.2.3DAVIC1.0'sFTTC标准方案

在低频段,噪声的功率谱较大,尤其是尖峰脉冲噪声,对系统的性能影响很大。为改善系统的抗噪声性能,DA VIC1.0’SFTTC标准将上行信道放在下行信道的频带之上,下行信道占用的频带是5~26MHz,传输速率是51.84Mbit/s,上行信道占用1.6MHz(28.4~30MHz)的带宽,传输1.62Mbit/s的码流。这样就避免了低频段的宽带噪声的影响。且由于高频段的分隔滤波器过渡带容易做得很窄,上下行信道之间不必保留很宽的保护带,因此节省了频带,提高了频谱利用率。DA VIC的上行速率只有1.62Mbit/s,能否达到众望所归的3Mbit/s,还很成问题。另外,窄带的高频段上行信号对信道传输谱的陷落点很敏感。

郎讯科技已推出了基于DA VIC1.0’sFTTC标准的芯组,由7块芯片组成,传输距离是200m双绞线+80m室外同轴电缆+40m室内同轴电缆。该系统主要用于SDV中铜线/缆接入段。

3.2.4CAP-DWMT混合解决方案

为了统筹兼顾,在上下行方向都取得最佳的传输性能,Analog Devices.Aware、BBT提出了一种混合解决方案。该方案将下行通道置于高频段,上行通道置于低频段。

在纯FTTC中,由于对下行通道的要求是:高速、宽带、低功耗(在SDV的ONU中,这一点要求可放松),且在高频段存在业余无电线电台的RF干扰,因而采用简单、低功耗和抗RF干扰性能好的CAP线路码。在低频段的上行信道,存在较大的脉冲干扰,因而采用有卓越的抗脉冲噪声性能的多载波的DWMT(离散小波多音)线路码,它比DMT线路码有更好的性能。而且,在用户端采用多载波线路码的一个突出的优越性是可以轻易地支持

多个用户终端的同时接入。上行码流的起点是在用户家中,多载波线路三所需的较高的功率很容易得到满足。

3.3HDSL

高比特率数字用户环路(HDSL)技术是专用型的点到点公用网络接入技术,通过它使用两对用户线可传输2.048Mbps的数字信息。HDSL采用2BIQ的线路码,通常在两对绞线上双工传输T1(1.544kbit/s)或E1(2.048kbit/s)的码流,每个绞线对的负载是双工768kbit/s 或1168kbit/s。HDSL采用了高效的自适应线路均衡器和全双工回波抵消器,传输距离可达3~5km。HDSL的性能远好于传统的T1、E1载波设备,不需要中继,安装简单,维护方便。因此在美国,已不再安装老式的T1载波设备,全部代以HDSL。HDSL还可作为连接蜂窝电话基站和交换机的链路,以及用于线对增容,传输多路话音。安徽省邮电管理局已使用了几十套HDSL设备,效果良好,可充当接入网的主干传输系统。

3.3.1HDSL标准

ANSI(美国国家标准委员会)和ETSI(欧洲电信标准委员会)正在致力于制定下一代的HDSL——HDSL2的标准,从而使它支持速率自适应的应用,即支持在更长的线路上传输较低速成码流。由于HDSL的许多应用对等待时间有严格的限制,一般要求小于500ms,因而在线路码的选择方面,各公司已基本达成一致,如Pairgain.Level1.Globespan等,倾向于采用简单的单载波调制方式,如64-CAP(无载波调幅调相)或QAM(正交幅度调制),以DMT(离散多音)为代表的多载波线路码基本上被淘汰出局。纠错和编码技术还未确定,许多方案都展示了良好的性能,都可达到5~6dB的编码增益,如RS(里德所罗门)编码和TCM结合的方案。有的公司提出采用目前最热门的Turbo code,它有着接近信息理论极限的性能,但编译码较复杂。

与以上的标准和准标准化的HDSL不同,为降低成本,一些公司相继推出了一些HDSL 的非标准的变种。例如只采用2BIQ的HDSL系统的一个芯片组,就可以在一个绞线对上传输768kbit/s1168kbit/s的码流,也可以提供更低速接入,如512kbit/s、384kbit/s。虽然它的传输速率不如HDSL,但相应地,它的成本十分低廉,而且它提供的速率足以满足某些线对增容、可视电话、视频会议及Internet接入的需要。已面世的产品有MDSL(Moderate-DSL)、PCM-n和Brooktree公司的DSL/384等。

它们的一个共同特点是:由局端供电。

3.3.2HDSL的技术特点及其编码技术

HDSL采用先进的数字信号自适应、数字均衡技术和回波抵销技术,消除传输线路的信号干扰和不同线径阻抗不匹配的回波信号的干扰,能够在本地回路的铜质双绞线上全双工的传输2Mbps数字信号。传输的数据包含多种类型,如数据、语音、图像和视频信息。为中央办公室和用户之间,建筑物内部以及局域网之间提供高比特率连接。

HDSL系统分为主端和从端两个部分,多数产品采用两对市话双绞线相连接。每一对铜线的标称传输速率为1.168Mbps,其中1.024Mbps是用于数据信号的传输,其余带宽部分作为同步、信令等控制信息的传输。

HDSL成功的关键因素之一,是它可以在现有铜质双绞线的用户上传输2Mbps数字信号。HDSL的传输距离会受到线路环阻、线路质量和外界干扰的限制。这些都是由HDSL传输系统的不同的编码方法决定的。HDSL系统线路编码方法有多种,如2B1Q、2B2T、4B3T、QAM和CAPD等,目前常用的有两种,即2B1Q编码和CAP编码。两者都符合欧洲电信标准协会(ETSI)的ETR152建议(即E1 HDSL的技术规范)。其中2B1Q是无冗余的四电平脉冲(PAM)码,属于基带传输码。CAP码是AT&T贝尔实验室研究开发的无载波调幅

调相编码技术(64QAM),是有冗余的调制码,属带通型传输编码。

3.3.3CAP与2B1Q两种编码方式的比较

HDSL两个关键的指标是“传输距离”和“误码率”,而实际上这两个指标是相辅相成的,任何一方都不可偏废。造误码率原因很多,其中最主要干扰源是串音,而串音产生的误码是发送对接收的串扰。

从2B1Q的频谱波形看,频谱由0-4M,主频段0至400K,并包括多个高次谐波。另外属基带型传输的2B1Q码的功率谱含有低频话音频带,交换机的突发噪声、电话脉冲、来自附近设备的电磁干扰、以及邻近电缆线的串音(低频部分功率很大)会严重破坏线路脉冲波形,最终难以解调,导致误码。发送端噪声泄露到接收端也会产生严重误码。2B1Q码的功率频谱包括多个高次谐波,一般频段越高相应幅度越小,因而抗干扰能力就越弱,衰减越快。而频率越高,对外的辐射越强,从而是导致信号衰减过快,串音加强,误码率增加,也限制了传输距离。

CAP的功率频谱滤除了低频和高频部分,克服了2B1Q的缺点,因而传输距离远,误码率低,抗干扰能力强,对外界干扰小。同时CAP码带宽较2B1Q减少一半,传输效率提高一倍。CAP频谱中不包括含低频话音频带,可以和语音并行传输,提高了线路带宽的利用率。此外,CAP码的误码边界比2B1Q码高4至6dB。

在传输距离方面,电信总局规定,HDSL用于数字接入网误码率应小于10至9。为了减小误码率,只能牺牲传输距离以减小信号的衰减。2B1Q HDSL传输距离为3.6km(0.55mm 线径),CAP HDSL传输距离为5.2km(0.55线径)。

比较之下,CAP编码的优越性显而易见。但是由于历史的原因,2B1Q出现得较早,因而已经在市场上占有一席之地。例如百灵(PairGain)、RAD、台联(Tainet)、AT&T等很多厂家都提供采用2B1Q编码的HDSL系统。而CAP编码技术出现得晚一些,加之技术较为复杂,成本相应略高,因此目前市场上真正采用CAP编码的HDSL产品还相当少见。随着通信事业的不断发展,对高速,低误码率和更长距离的要求,由于技术进步而使成本有所降低,CAP编码定会后来居上。

3.3.4新的HDSL传输系统

亚斯康公司的COLT-2(2Mbps速率铜线终端),能在现有的铜质双绞线上传输速率2Mbps的数字信号,传输信号类型可以是话音、数据、图像等多种信号。COLT-2采用CAP 编码技术,加入抖动消除技术,使得COLT-2能够在0.4mm线径上,传输距离达到5.5公里,获得比相同线径下2B1Q编码的HDSL产品更远的传输距离,更低的误码率。此系统具有灵活的用户接口,提供多种业务。通过插拨适配模块,提供几乎所有的通信接口。

此外,COLT-2还具内置路由器模块,支持TCP/IP、IPX/SPX协议,还可提供局域网路由接入的10BaseT接口。

3.4小结

xDSL技术是基于原有的电话双绞线而提供的一种宽带接入手段,其典型的接入速率为:ADSL利用一对双绞线,可提供的速率下行为6~8Mbit/s,上行为640kbit/s;HDSL利用二对双绞线能提供2Mbit/s的对称速率;VDSL是xDSL技术中最为先进的数字调制技术,其上下行速率可达26Mbit/s。虽然这种方式组网较为灵活,但是相对于光接入技术,xDSL 所能提供的接入带宽毕竟有限,仅能实现话音、数据以及几路视频业务的接入,发展潜力不大。

三、Gable Modem(线缆调制解调器)

56K、ISDN、xDSL都是利用现有的电话线线路来实现高速接入的,节省了线路建设费用,人们就开始突发奇想,为什么不能利用其他现在的网来实现数据传输呢?据说在加拿大就已开始了利用输电线来传输数据的实验。利用有线电视网也是这种想法的产物。

利用有线电视电缆网来提供因特网接入服务,必须安装一个特殊装置—电缆调制解调器(Cable Modem)。

有线电视网通过Cable Modem接入后承载的数据量,理论上下载数据的速度可以达到40Mb/s,上传数据的速度可以达到10Mb/s,在实际应用的系统中,传输数据的速率并没那么高,但也可以用Mb/s计。如果采用线缆调制解调器,500kb/s的图像能够在约1称钟内下载,而28.8kb/s的拔号调制解调器下载同样的图像需要6~8分钟。

虽然各商家纷纷看好Cable Modem接入这块市场,因为这种方法成本低、频带宽。但电缆调制解调器的发展并不会很快,其原因是在有线电视网大部分都是同轴电缆网,性能较差,绝大部分是单向的,没有上行能力。要开展双向数据传输业务,一是要进行改造,使之成为双向网,二是要对网络进行纵整顿,减小上行干扰操声,这都需要大量投资。而且作为一种新兴技术,通过Cable Modem接入不同于电话线网络,电缆网络强迫用户瓜分同一条联入因特网的通道,于是线缆调制解调器用户数巨大实际上是一个缺点,因为如果居住在同一个地区的很多人同时注册,接入可以变得非常困难。但是线缆公司将仿效蜂窝电话公司增加天线塔的方法,随着更多的用户进入某一区域而增强可用小区的数量。这样也就要求线缆公司增加系统容量。

即使有线电视网改成了双向传送网,你用现有的Cable Modem也只能飞速地下载软件,而你想把一个大文件上传到服务器,还是很慢。因为目前已发展的、供家庭用户接入互联网使用的电缆调制解调器大多是双向不对称的。一般都是提供一条较宽的下载数据通道和一条狭窄的上传数据通道。

我国有线电视网正在建设发展过程中,年增用户达1000万户,现有7700万用户,而且正在进行全国联网工程,这更是为我国的Cable Modem接入发展提供了一个机会,据广播电影电视总局的有关人士介绍,从1996年起我国就开始进行一些电缆调制解调器的试验,也连接过因特网。现在有关部门正联合一些大专院校、科研院所进行我国Cable Modem接入标准的研究和制定。

从发展潜力看,线缆调制解调器可为用户提供Internet接入和E-mail服务,无需家用计算机。只需简单的无线键盘通过电视机提供Internet接入,这种方法可能更适合不想在联机世界冒险的应用市场。

四、混合光纤同轴网(HFC)技术

混合光纤同轴(HFC)网是宽带接入技术中最先成熟和进入市场的,巨大的带宽和相对经济性使其对有线电视公司和新成立电信公司很具吸引力。一旦管制放松,对电话公司也具吸引力,允许迅速提供宽带业务。HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可提供60路模拟广播电视,每户至少两路电话,数据接入速率可高达10Mb/s。将来利用其550至750MHz 频谱还可提供至少200路MPEG-2的点播电视业务以及其他双向电信业务。

从长远看,HFC网计划提供的是全业务网(FSN),将来用户数从500户降到25户,实现光纤到路边。最终用户数可望降到一户,实现光纤到家,提供一条通向宽带通信的新途径。

但回传信道的干扰仍需解决。目前有多种解决方案,其中较彻底的是小型光节点方案,

用独立的光纤来传双向业务。小型光节点采用低成本激光器(约100元),很靠近用户,同轴网部分为无源网。回传信道则安排在高频端,彻底避免回传信道的干扰问题。第二种比较好的是采用同步码分多址(S-CDMA)技术。此时信号处理增益可达21.5dB,干扰大大减少,系统可工作在负信噪比条件,较好解决回传信道的噪声和干扰问题。HFC的最新发展趋势是与DWDM相结合,充分利用DWDM的降价趋势简化第二枢纽站,将路由器和服务器等移到前端,消除光-射频-光变换过程,简化了系统,进一步降低成本。

据报道,美国有线电视网1997年已将大约20%的网络改造为双向网络,计划1999年末达60至75%(4,000至5,000万家庭)。目前HFC主要业务为电视+数据,特别是IP 业务势在必争,少数为电视+电话。我国有线电视部门自然地选择了这一宽带接入技术,某些地区的电信部门也开始了较大规模的商用试验。

五、光纤接入技术

最近几年,SDH传输体制在世界范围内广泛地发展,到2000年为止,几乎世界上所有主要的数字传输网络都将采用SDH技术。但是一两年以前,SDH还是被集中地用在主干网上,在接入网中应用得较少,其原因是在本地环路上使用SDH过于昂贵。目前,SDH应用在接入网中的时机已经成熟,因为话音、数据、视频点播、多媒体业务和其它宽带业务如雨后春笋般纷纷出现,为SDH应用在接入网中提供了广阔的空间。用户的需求就是SDH进入接入网的可靠保证和市场推动力。

目前,利用光纤的传输体制主要有三种:准同步数字系列(PDH)、SDH和带有一些SDH特点的PDH(SPDH)传输体制。PDH 和SPDH都不可能成为光接入网的主要传输体制。本文中主要讨论有关同步数字系列(SDH)的技术。

同步数字系列(SDH)以它的大容量、宽带宽和强大的网管能力越来越受到各大电信公司和电信运营者的青睐。然而,由于在接入网中应用SDH需要大量的先期投入,给电信运营者带来很大压力。但是如果采取一些简化措施,SDH的系统成本将大大降低,同时传输效率也会更高、更方便组网、更利于在接入网中推广应用。

SDH已经在核心网牢牢地站住了脚,目前的市场,带宽需求和技术都已显示有必要把SDH技术上的巨大优势带进接入网领域,使SDH的功能和接口尽可能靠近用户。在接入网中应用SDH的主要优势在于:

●对于要求高可靠高质量业务的大企事业用户,SDH可以提供理想的网络性能和业

务可靠性。此时可以直接用SDH系统以点到点或环形拓扑形式与用户相连。

●可以增加传输带宽,改进网管能力,简化维护工作,降低运行维护成本。

●SDH的固有灵活性,使网络运营者可以更快更有效地提供用户所需的长期和短期

业务需求以及组网需要。对于发展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其适

合,它可以迅速灵活地提供所需的2Mb/s透明通道。

当然,考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性,适用于接入网的SDH 设备必须是高度紧凑、低功耗和低成本的新型系统。目前已有若干厂家研制出专用于接入网的SDH设备。

1.1SDH结构

根据光纤接入网所承载的业务与采用的技术不同,可做如下分类(见图二)。下面分别描述各系统设备的情况。

接入网技术及其应用

图二光纤接入网的分类

1.1.1窄带光纤用户环路设备:DLC

(a)DSL系统组成。如图三所示。

接入网技术及其应用

图三图DLC系统组成

(b)组网方式:星型、树型、环型

(c)提供的业务:PSTN、ISDN、租用线

1.1.2窄带无源光网络系统:STM-PON

(a)传输技术

●下行:TDM,即OLT向各ONU进行广播,每个ONU接收全部信号,但仅解复用

属于自己的时隙信号。

●上行:四种方式,即空分复用(SDM)、时域压缩(TCM)、波分复用(WDM)、

付载波复用(SCM)

(b)主要特点

●综合接入话音、数据和CA TV业务;

●利用无源光器件进行点对多点星型连接;

●适用于用户分散且数量较少的地区。

(c)组网方式

●中心局直接以无源光网络方式进行星型连接;

●可由DLC的RT(ONU)引出后,以无源光网络方式进行星型延伸连接,即OLT

放置在远端。

(d)提供的业务

●与DLC其中相同,但分配型业务引入更方便。

1.1.3宽带分插复用设备:ATM-ADM

ATM-ADM主要特点有:

●环型组网方式,具有自愈保护功能,可灵活上下宽带业务;

●基于信元(cell)的方式,可实现各种电信业务的接入;

●利用电路仿真技术,可支持对窄带话音和ISDN业务的接入,在兼顾窄带业务的同

时,逐步向B-ISDN过渡。

1.1.4宽带无源光网络系统:ATM-PON

(a)系统特点

●以ATM信元方式提供多媒体通信;

●以PON方式提供低成本的传输通道;

●是全业务接入网(FSAN)的基本传送方式;

●采用电路仿真技术,实现对窄带话音和ISDN业务的接入。

(b)关键技术

●突发同步、定距、带宽管理、信元适配、使用参数控制(UPC)、网络管理、光器

件。

1.2SDH在接入网应用中的主要问题

虽然SDH系统在接入网中的应用是一个必然的发展趋势,但是将目前应用在骨干网中的SDH系统直接应用在接入网中不仅会使系统复杂,而且还会造成极大的浪费。其中需要解决以下几方面的问题:

1.2.1映射和复用

在干线网中,一个PDH信号作为支路装入SDH时,一般要经过一两次调整,即一次映射和一次(或多次)指针调整,才装入SDH线路;而在接入网中,由于各个分插复用器(ADM)和终端复用器(TM)的时钟大多是同源的,不需要进行指针调整,因此PDH信号一般经过一次映射就可以在SDH中传送。这样,接入网相对于干线网要简单一些,因此可以简化目前的SDH设备,降低其成本。

1.2.2设备

目前,按照ITU-T建议和国标制造的SDH设备一般包括电源盘、公务盘、时钟盘、群路盘、交叉盘、连接盘、2Mbit/s支路盘和2Mbit/s接口盘等等,而在接入网中应用时并不需要这么多功能,因而可以进行简化和合并。

1.2.3速率

SDH的标准速率为155.520,622.080,2488.32Mbit/s和9953.280Mbit/s,而在接入网中应用时,由于数据量比较小,过高的速率很容易造成浪费,因此需要规范一些低于STM-1的速率以便于在接入网中应用。

1.2.4开销

SDH的开销包括段开销和通道开销,G.707中定义的开销字节是根据骨干网的需要制定的,有一些对接入网没有用途或者是重复的开销,对它们可以进行简化。

1.2.5网管

由于干线网相当复杂,因而造成SDH子网网管系统也相当复杂:而接入网相对比较简单,并且范围较小,因而可以有根大的简化空间。

1.2.6保护

在干线网中,有的SDH系统采用通道保护方式,有的采用复用段共享保护方式,有的两者都采用。而在接入网中,由于没有干线网那么复杂,因而采用最简单、最便宜的二纤单向通道保护方式就可以了,这样也节省开支。

只要解决好以上几方面的问题,又便宜又实用的SDH系统就可以在接入网中广泛地应用起来,宽带ISDN和多媒体业务就可以走进千家万户。

1.3SDH在接入网应用中的解决方案

下面提出较为成熟的简化SDH系统的方案以及山东省德州市SDH l55Mbit/s本地传输环形网的实例,供大家参考。

1.3.1新的映射复用结构

STM-1的帧结构包含段开销(SOH)、管理单元(AU)指针、通道开销(POH)和净荷,其中净荷的速率为149.760Mbit/s。按照G.707的映射复用方法,如果2.048 Mbit/s的信号进入STM-1,只能装63个,其装载效率为86%;而如果STM-1装载34.368 Mbit/s的信号,只能装3个,其效率还不到69%,会造成极大的传输浪费。因此,本文建议在接入网中采用非G.707标准的映射复用方法,其主要目的有两个:一是在目前的STM-1帧结构中多装信息比特,提高它的利用率,如在STM-1中装入4个34.368Mbit/s的信号;另一个更重要的目的是简化SDH设备。SDH的一个难点是AU-4的指针调整,在接入网中由于VC-12,VC-4和STM-1一般是同源的,因而可不实施指针调整,TU-12和AU-4指针值只作为净荷开头的指示值。在实际应用中,可以将指针值设为一个固定值,从而达到简化设备的目的。

1.3.2设立子速率

为了更适应接入网的需要,必须设立低于STM-1的子速率。ITU-T G.708建议提出了STM-0及低于STM-0的子速率(sSTM),主要用来传输TU-12和TUG-2,具体速率如表1所示。

表1 G.708 STM-0子速率系统的接口速率

接入网技术及其应用

1.4简化系统

目前对接入网中SDH系统的简化主要有两种方法:内置式方案和一体化设计。内置式SDH就是取消SDH设备的机架,其优势是可以快速占领市场,但是对于降低整个系统的成本来说只是杯水车薪,没有大的作用。

而一体化设计是在协议方面满足SDH标准,对映射、指针调整等进行分步骤的简化。省去电源盘,每个盘上增加电源模块;省去连接盘;把时钟盘做到群路盘里;把两个一发一收的群路盘做成一个两发两收的群路盘,且每个群路盘上自带16个2Mbit/s支路:把2Mbit/s 支路盘和2Mbit/s接口盘做成一个2Mbit/s盘,每个2Mbit/s盘有32个2Mbit/s支路。交叉盘可以和管理控制处理(MCP)盘合并:在不需要公务电话的地方可以省去公务盘。

1.4.1简化开销