宽带接入网络的规划与设计(四)

周志敏

　　编者按：上一篇文章《宽带接入网络的规划与设计(三)》我们介绍了S-CDMA技术、自愈环网进行阐述。本文我们将介绍有源光接入应用问题分析、无源光接入应用问题分析、接入网网络管理的实现。

　　9.有源光接入应用问题分析

　　9.1有源光接入设备的使用情况分析

　　目前应用的有源光纤接入设备，实现了光纤到路边或到单位，用光纤替代了部分电缆，开通了大量的窄带数据业务，满足了社会各界对综合业务的需求，为接入网宽带化打下基础，但应用中存在如下问题：

　　9.1.1有源光节点收容500～1000户的普通电话用户，将光节点建成了变相的交换机模块局，光节点以下普遍应用了较长的音频电缆，这些电缆难以适应宽带业务。

　　9.1.2由于广电和电信两部门利益关系，有线电视及视频业务无法传送。

　　9.2 TTN＋LAN方式

　　采用计算机局域网技术开展多媒体业务的分析为适应住宅小区宽带信息化小区建设，在光纤到楼的基础上采用计算机局域网接人用户的方式（FTTB＋LAN），利用光纤+5类线以太网交换技术，实现“千兆到小区、百兆到大楼、 十兆到家庭”，该宽带建设方案主要解决用户拔号上网速度太低的问题，可提供IP技术形成的多媒体业务，这种方案主要存在的问题：

　　9.2.1现有小区和楼道内重新增设安装一套线路，两套电信线路并存，并要同时维护，以至一个楼道内形成四套线络（电源、电视、电话双绞线、5类线）。

　　9.2.2500户小区需设小型机房，并应能适应尤人值守，环境要求高，一个城市若设置数百个这样的机房和设备，其综合造价较大，运行维护复杂，且成本高，需要保证安全性、可靠性，不符合目前“大容量、少局所”的原则。

　　9.2.3FTTN＋LAN适应了IP高速投入，却不适应全业务信息网络，不兼容现有传统电信业务，全业务网络需要解决：电信语音业务，机关、企业等小总机专线，虚拟网，数据业务（ISDN、DDN、IP、电子商务、无线寻呼等），实时交互式视频图像业务，模拟、数字广播电视业务。

　　9.2.4目前我国的电信业务仍是以电话业务为主，互联网业务尚在发展中。由于我国教育普及程度和文化素质在一段比较长的时间内（10～20年）有待提高，电脑本身操作的复杂性已将大多数用户挡在了门外，IP的应用局限在一定人群范围。在未来的信息时代中，大多数人们将通过非PC设备进入各种业务信息源。用IP技术综合替代现有电信传输手段，在一段时间内（至少在5～10年内）尚不可能，在我国经济落后的地区这段替代过程可能更长，若推向市场的设备不能适应操作者、使用者，将不能赢得市场。

　　9.2.5局域网设置在机关、企业、办公楼，可以利用这些部门的综合布线，除了对外交互数据外，大量的数据为本单位内部交换。而局域网设在住宅小区内，除了小区内的安保监控业务外，大量的交换业务需要在城域范围内交换，若将以太网交换机设置在局外，资源共享利用度不高。

　　9.2.6IP网同样面临不断升级、改造的问题，现在的IP技术已经不是传统的IP技术。当前网络的时延、IP电话语音质量的不稳定。不同厂商之间的IP电话网关之间的互连、IP网络的服务质量等因素影响业务发展。

　　9.2.7以太网交换机，100 Mbit／s到小区、100Mbit／s到楼、10Mbit／s到户，长期看其带宽仍不足，若国内外电信市场放开，国家允许竞争单位互相进入对方业务，10 Mit／s的带宽并不能解决多频道数字电视的传递，传输和交换设备均要改建。

　　9.3 ADSL推广应用

　　ADSL推广应用面临如下问题：

　　9.3.1经济性不好。目前 ADSL每线造价大于6000元，此造价与新建无源光纤点对多点复用相比已无优势可言。

　　9.3.2实用线路质量难以适应ADSL的高技术标准。这种情况在中小城市及以下地区更为突出，无法保证ADSL 8Mbi/ts的速率，若采用ITUT标准的 G.lite经济性ADSL，最高速率1.5 Mbit／s，这种速率对传递MPEG－Ⅱ标准的视频点播图像，带宽又显不足，更不能传送多频道有线电视。上海某地用ADSL传递的VOD图像，其画面如向油画，其质量不及VCD，在今天DVD和高清晰度电视开始应用的时代，此传输质量毫无竞争能力。

　　9.3.4ADSL的驱动功率较大（DMT技术高达1w），大驱动功率射频数据流使电缆线对间的申扰加大，这可能对其它低频通信设备造成干扰（据称仅有10％的线路可用）。普通电话的48V馈电，高达近 90 V的铃流信号，用户摘机、挂机的脉冲，这些信号的谐波等噪音，普通市话线路存在的不平衡。反射。串育等（这不同于没有经过接续的出厂电缆），这一系列技术问题都将给 ADSL推广造成困难。ADSL宣称的8Mbit／s传输速率在恶劣的噪声干扰下只有“自适应”降低速率和距离，希望ADSL供应商能提供这种“自适应”的环境和结果，以免误导运营商。

　　10.无源光接入应用问题分析

　　接入网发展最有前途的方案是采用无源光网络（PON），目前应用的传统无源光网络主要支持2Mbit／s（E1）以下速率的业务，适应于电话和窄带ISDN，当采用2波长波分复用单纤传送，也可以传送有线电视和视频点播，目前窄带的PON尚存以下缺点：

　　10.1每个用户的带宽受到限制

　　10.1.1广播式信号多路复用测量要求较高。

　　10.1.2造价还略高。

　　10.1.3 PON技术尚在发展之中，相关技术标准不断颁布（1996年ITU-T颁布了有关采用时分复用多址接入G.982协议，我国原邮电部1997年颁布了“基于无源光网络技术的光接入网”内部技术标准，1998年ITU-T颁布了有关ATM－PON的G.983协议人）。ATM与IP之间相融合技术尚在发展中，全面采用ATM-PON尚得不到一致意见。

　　10.2无源光网络技术

　　10.2.1无源光网络可以充分利用光纤的极高带宽（目前可为用户提供155Mbits下载数据流），最大限度地降低光纤环路费用，这是当前任何传输线路均不可比的优势。目前，光纤、光缆行业发展迅速，光纤的造价越来越低。而且，无源光网络传送带宽远远大于目前的需求，可适应密集波分复用。全光网络等新技术，前景无量。将光纤敷设到大楼，线路中途没有复杂的传输设备，技术上简单，维护方便，这种方式比在各小区设置有源光端机或局域网计算机，也有不可比拟的优势。

　　10.2.2 ATM与IP的争论目前已趋于融合，多协议标签交换（MPLS）技术作为下一代网络技术已成为业界的共识。MPLS不但支持多种网络层技术，而且是一种与链路层无关的技术，它可支持X.25、帧中继、ATM、SDH、DWDM等传输方式。可使各种不同的网络传输技术统一在同一个MPLS平台上，MPLS能够以无连接方式或显式路由的方式提供面向连接的业务，能够提供有效的服务质量保证（QoS）。MPLS最大优势在于：以软件为主，可运行在各种不同的网络上。目前，江苏省已建设了相当规模的ATM交换节点。在此基础上，利用软件升级来提供MPLS功能，在接人网建设中采用ATM-poN进而将MPLS技术延伸至接入网以至用户终端，以便更好地传递综合信息，这是一种顺理成章的演变。

　　10.3.楼内进户线

　　光纤到大楼后光网络单元（ONU）设置在楼道内，至用户住宅内的引入线距离一般不超过100m，这段引入线可根据用户业务需求（电话、IP、VOD、有线电视）直接布放五类线和同轴电缆或两类线缆合并的多媒体线。这种星型状态下的同轴电缆已不同于HFC网络传输模式的树状结构，已没有所谓的噪声积累，其造价远远低于单端 ADSL大于2000元）和 HFC网络中电缆调制解调器的造价，传送带宽远远大于这些调制解调器。采用五类线+同轴线从ONU引人住户内，省略了用户端的调制解调终端，有利降低用户操作的难度，减少障碍、便于维护，适应信息家电时代的到来。技术更新时，可重点改换ONU的电路板，不必再去更新用户端的终端，随着技术的进步，普通光纤和塑料光纤的引人，此段线将逐步更新。现阶段的过多投入是徒劳的。因此，在现有市话电缆上利用ADSL数字传输技术传送宽带业务应慎重。ADSL仅能应用在那些光纤接入网尚未形成，电缆传输质量较好，宽带业务需求不大的少量分散和急需的用户，若大量推广应用昂贵的过渡措施，将失掉建设带宽极大的光纤网路的机遇，形成新的包袱，造成投资浪费。

　　11.接入网网络管理的实现

　　为了解决网管标准的统一问题，ITU制定了TMN标准体系，该体系提出了电信网管的技术模型和具体的运行模型，使得面向不同厂商的设备提供统一的网络管理成为了可能。TMN的分层结构自下而上分别为网元层，网元管理层，网络管理层，业务管理层和事务管理层。在五层管理系统中，电信设备开发商更关心前三层的管理活动，其中网元和网元管理与硬件设备紧密相关，所以必须由电信设备厂商完成，网络管理一般也需要电信设备厂商提供，但是因为当前制定了标准接口，所以也可以由非设备商来开发，例如有的网络管理软件就是由电信运行商自行开发的。后两层的事务管理和业务管理因为关系到电信运行商的服务形象和水平，所以电信运行商更为关心。

　　综合当前接入网的开发技术，大致可以分为以下四类：

　　11.1 Q3接口技术

　　Q3接口是TMN实体之间最重要的界面之一，在TMN中起着举足轻重的作用，在一定程度上Q3接口成为衡量一种设备的网管是否与TMN兼容的关键。在电信总局颁布的《用户接入网管理功能及管理接口技术规范》暂行规定中，明确规定了接入网网管必须具备Q3接口，正因为如此，各大电信设备厂家纷纷推出了具有Q3接口的接入网设备。Q3接口的实现方式可以分为两种：

　　11.1.1直接由设备提供，即所谓嵌入式Q3接口；

　　11.1.2由设备管理终端计算机（网管服务器）提供，即所谓MD（Mediation Device）方式。

　　11.2二级网管系统

　　目前接入网的网管系统可以实现在地区一级对县市一级的一对一管理能力，即地区局的网管中心仅能监控管理一个县局的接入网设备，一个Console 仅对应一个Server，不能管理其他县局的接入网设备，也不能满足发展的网络管理系统需求。

　　本地网管并不具有全网管理的能力，而二级网管的目的就是将全网GA Server（最多100个）集中在一个网管终端中进行管理。

　　二级网管终端与二级网管代理GA Server Agent之间的通信接口为WAN，传输方式为DDN或E1，速率为64kbit/s~2Mbit/s。网络层的协议采用IP协议，传输层的协议采用UDP。采用UDP的原因是维护大量的TCP连接会耗费大量的系统资源，严重时会导致系统崩溃。由于告警消息的突发性和不确定性，网络上可能会出现告警风暴，所以在设计中采用了流量控制技术。GA Server的告警并不直接向“二级网管终端”上报，而是使用类似于令牌环网中的“令牌”方式，只有拥有令牌的GA Server才能告警。

　　这种方案也可以完成Q3接口规定的所有功能，但是由于它所用的全是厂家的私有协议，没有通用性，只能管理自己的设备，不能真正地实现统一网络管理，所以有很大的局限性。

　　11.3 CORBA接口

　　CORBA（Common Object Request Broker Architecture，公共对象请求代理体系结构）是OMG（Object Management Group，对象管理集团）为了解决分布式处理环境中软件系统互联问题而定义的一种分布式处理体系结构。CORBA翻译成中文可以称为“公共对象请求代理结构”，顾名思义，它可以为各种对象的请求提供一种代理机制，从而融合不同形式的对象以及不同类型的操作系统，对网络上的分布式事务处理提供了一种良好的解决方案。

　　CORBA继承了面向对象的程序设计和分布式计算的特性，并支持客户机/服务器结构。在CORBA中，客户机和服务器是分离的，它们之间甚至无需知道对方的存在。一个客户机可以访问多个服务器，客户机和服务器之间也不存在一一对应的固定关系。

　　CORBA模式在TMN网络管理层中，由于采用了的CORBA架构，客户端不必知道设备实现者的位置，它只要调用设备管理器实现的管理方法就可以完成用户的操作。

　　当前CORBA的开发平台（如INOA公司的Orbix产品）提供了完善的底层服务，网管开发者只要实现与设备相关的管理就可以完成开发任务。

　　虽然TMN采用了基于OSI系统管理面向对象的建模技术，但对于如何构造管理系统以及管理者之间如何实现互操作，TMN并未深入研究。而CORBA目前已经是一项比较成熟的面向对象的技术，将被广泛应用于开放网络环境下业务的快速构造和资源及业务的有效管理。实现综合网管不仅需要像TMN这样一套完整的体系结构标准，还需要实现这种体系结构的开发平台和开发工具。目前的TMN网管平台缺乏特定的TMN管理组件和支持分布式应用的基础构件，而这些正是采用面向对象和软件重用技术构造大规模网络和业务管理应用的关键。因此，以CORBA的ORB（对象请求代理）为核心，结合目前分布式对象体系结构和网络及业务管理方面的相关技术，可以构造一个更加分布化、重用性强、可靠性高、可伸缩性好并且适用于整个TMN分层体系结构的新一代分布式TMN网管平台。在基于CMA的分布式TMN网管平台中，ORB核心以外的其他组件都以构件块的方式存在，所有的构件以一致的方式对外接口，采用IDL语言描述其提供的服务。

　　11.4 Web模型

　　Web或WWW技术正为网管方式的革新提供一种新思路。Web是分布、动态、多平台的交互式超文本信息系统技术，XML技术称为第二代Web技术；跨平台的JAVA编程在Web应用和XML解析处理中发挥重要作用；基于JAVA或者CORBA与JAVA结合的对象Web技术，能够实现跨平台的Web数据库访问；Web技术的平台无关性能够解决多平台结构所产生的互操作问题。将Web技术引入到网管中，可以为用户提供灵活的管理方式，管理人员能够用Web浏览器在任何地方任何时候接入到管理系统，监视、配置并管理他们的网络。

　　整个Web系统大致可以按完成的功能分为三个层次：终端（用户操作层）、设备／网络管理层、设备层（网元），后两个层次大致完成了TMN中的网元／网元管理／网络管理的功能。

　　设备／网络管理层是核心层，该层分为两个部分，即负责设备管理的设备管理器和负责协调和集中管理的集中控制器。设备管理器是各种设备的管理系统，完成TMN中的网元管理和网络管理，它们通过各自的管理接口可以是计算机网络常用的SNMP管理方式、CORBA方式，也可以是基于CMIP协议的Q3接口或者直接嵌入在系统／设备内，可管理一个网元或者多个网元（NE）构成的网络。集中控制器集成了各个设备管理器的管理功能，用户可以使用集中控制器执行各种管理操作。集中控制器的这种能力可以保障对于整个网络的集中操作和综合管理。集中控制器还负责整个管理系统的内部管理，包括Web接入操作管理、用户管理、网络安全监视、设备定向等功能。

　　集中控制器与设备管理器的信息交互采用XML定义的数据公共接口，无论是管理功能和管理操作均以XML定义。集中控制器通过内联网（Intranet）连接各个设备管理器，与设备管理器共同构成完整的接入网综合管理系统，设备管理器一方面向集中控制器提供要求的管理信息，另一方面通过其Web服务器提供独有的设备管理功能。这种能力使得网络的管理与网络的建设能够实现同步，解决了旧的管理模式下需要等待管理信息模型的标准化后才能进行集中管理的缺陷，可以大大缩短开发的时间。

　　随着Internet的发展和人们对于Internet的认知，Web模型的网管系统将是未来的网管技术的主流。

　　接入网技术复杂多样，要求接入网的管理系统功能全面，且具有可变性。接入网技术要保证接入网的可持续性建设，对网管系统的适应性要求很高。随着宽带接入的迅猛发展，宽带接入网的网管系统采用的技术、宽窄带结合的网管系统、接入网网管系统与本地网中其它网管系统的综合等都将是今后一段时间接入网网管关注的热点。
摘自　赛迪网