接入网技术的发展

接入网技术的发展

北方交通大学通信系
姚鸿  冯玉珉

——在科技发展日新月异的今天，人们已不再满足于传统的通信和获取信息的方式，众多新的双向交互式业务相继产生，为用户提供语音、数据、视频综合通信业务，使不同用户之间、用户与各种信息媒体之间实现信息交换，如电子邮件、影视点播、会议电视、可视电话等。这些业务要求高质、高速、有效、可靠的传输。处于高速信息网与用户间的接入网越来越受到人们的关注，接入网的宽带化也成为接入技术的发展热点。

——1 用户接入技术

——接入网技术包括几个大类：铜线接入（MODEM、HDSL、ADSL、VDSL），CABLE
MODEM，光纤接入， HFC接入网。用户接入网（从本地电话局到用户之间的部分）作为电信网的重要组成部分，是信息高速公路最接近用户的一段，如果不能实现数据的宽带传输，宽带接入网也就失去了意义。为实现用户接入网的数字化、宽带化，用光纤作为用户线是今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本高，在今后相当长的时间内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路，近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，其中ADSL（非对称数字用户线）是最具有竞争力的。

——ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上，下行信道分开，减小了串音的影响，从而实现信号的高速传送。ADSL在信号调制、数字相位平衡、回波抑制等方面采用了先进的器件和动态控制技术。其调制技术包括QAM（正交调幅），CAP（无载波幅度相位调制）和DMT（离散多音频）技术，其中DMT调制技术被ANSI标准化小组T1E1.4制订的国家标准所采用。但由于此项标准推出时间不长，目前仍有相当数量的ADSL产品采用QAM或CAP调制技术。ADSL技术能利用现有的市话铜线进行信号传输，其最高下行速率（从端局到用户）可达8Mbps，其最高上行速率（从用户到端局）可达1Mbps，传输距离最大可达4～5km。

——ADSL最大特点是无须改动现有铜缆网络设施就能提供视频点播、远程教学、可视电话、多媒体检索、LAN互连、Internet接入等业务。ADSL更为引人的地方是：它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载，并且不需要拨号，属于专线上网方式。这意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。ADSL作为由窄带接入网到宽带接入网过渡的主流技术，近年在欧美等国发展迅猛，而我国有1.3亿用户线装机容量，ADSL潜在用户量巨大。

——2 接入网宽带化的三个发展方向

——第一是光纤接入，尤其同有线电视结合，高速率、低成本特性且发展潜力巨大，资源丰富。光纤接入采用DWDM光波分复用技术，可把高达80个不同波长或数据信道复用在一个光束上，然后在一条光纤上传输。在一个每条信道传输2．5Gbps的系统，一条光纤每秒钟可传输200Gbps的信息。因此光纤接入网将是未来接入网的主流技术。

——第二是xDSL技术。xDSL技术利用现有的铜缆接入网，充分挖潜铜缆的价值，向用户提供高速Internet接入，下行速率可达8Mbps，上行速率可达1Mbps。

——第三是无线接入。无线接入且有施工容易、建设周期短、方便灵活等特点，特别适合于广大农村地区和城市中有线难以覆盖的地区。“本地多点分布服务”（LMDS）将成为企业用户提供高带宽低价格无线接入服务的一种切实可行的选择。所谓“本地多点分布服务”是一种利用微波信号在27.5千兆赫到31千兆赫频带范围内以1千兆位每秒速度传输声音，视频和数据的无线技术。利用LMDS技术可节省铺设昂贵的光纤电缆的费用，比传统专用线可节约50％到75％的费用。

——3 HFC技术

——HFC基于模拟传输方式，综合接入多种业务信息，可以实现的主要业务有：电话、模拟广播电视，数字广播电视、点播电视、数字交互业务等。将电话网、计算机网和有线电视网合并在一起构成的HFC网，可以提供原来三个网的各种业务，即“三网合一”。HFC在干线传输中采用光缆作为媒介，应用副载波复用技术，将多路CATV信号调制到一路光信号上，通过光纤传输，送到光节点设备。电话信号和各种数字信号也通过光纤送到光节点设备。

——光节点设备是HFC接入系统的关键部分，它包括一个模拟线性宽带光接收机、一个下行信号光接收机和一个反向上行信号光发射机，另外还有一个下行信号的射频放大器。光节点设备接收中心局送来的下行光信号，包括各种视频信号和电话信号，进行光电变换，并将电话信号和视频信号合并。光节点设备通过本身的射频放大部分，将这种电信号放大后，送往同轴电缆传给各用户。在上行方面，光节点设备接收同轴电缆支路送来的上行信号，将这些电信号变换成光信号，发往中心局或视频前端的上行光接收机。

——从光节点设备到用户是一个传统的同轴电缆分配网，可以利用一些城市已有的由树形结构组成的CATV分配网，通过同轴电缆将信号送入网路用户接口单元（NIU）。NIU接收到同轴电缆送来的混合信号后，将其分为两路，一路仍用同轴电缆直接送往用户电视机，另一路被转换成音频信号，用双绞线送至用户的电话机。每一个用户接口单元最多可连接60部电话机。为60个用户提供话音业务。一个光节点设备可服务500个家庭。

——HFC频谱的具体分配为：5～50MHz用于普通电话业务；50～550MHz用于CATV，可传输60～100路模拟广播的PAL制电视信号；550～750MHz用于400路压缩的数字通道，其中200路用于点播电视，200路用于交互式业务；750～1000MHz保留作为个人通信用。HFC可以充分利用已敷设的同轴电缆和铜线双绞线，为用户提供宽带业务，成本较低，传输以模拟制式为主体，用户使用方便，运营、维护和管理费用也较低，因而受到用户的欢迎，很快就形成了一定的市场规模。

——当今大多数最新的HFC系统确立在750MHz带宽上，也有在1GHz带宽上的。HFC的网络结构简单，一般由两级光纤、一级电缆构成，主前端到分前端、分前端到分配节点（ODN）一般采用光纤，分前端到用户一般采用电缆。在宽带传输的HFC上，加上相应的设备（如Set
Top Box、Cable Modem等）就可以实现双向数据通信，从而进一步为用户提供全面服务。HFC很适合现阶段大量使用，且将来很容易向全光纤网（光纤到户）过渡，不失为最佳选择。

——4 发展HFC宽带用户接入网实现三网合一

——有线电视网虽是一个巨大的宽带同轴电缆网络，但只能单向发送电视信号；电信公司的电信网是一个“交互式”双向网络，我国现在虽已建成分组交换网（CHINAPAC）和数据网（CHINADDN）两大骨干网，并建成“八纵八横”光纤干线。接入网解决最终用户至信息网的连接问题，其建设正逐步从铜线向光纤。从模拟向数字化方向发展。由于数量大且要求各异，所需投资大。早在1996年7月，国务院就批准了原邮电部关于利用公用电信网传送CATV的报告，在政策上指明了电话。计算机，有线电视三网合一的发展方向。在当前光纤到用户还不现实的情况下，采用主干线为光纤、接入网为同轴电缆的HFC系统，能够将语音，计算机、CATV者融合在一起，经济有效的传送，可以尽早实现CATV、电话、计算机三网合一传输。

——HFC网络可以提供的业务有语音，数据传输、视频传输等，它要解决的关键技术有：数字压缩技术，宽带交换技术，有限制接受系统和HFC
LAN互联技术。由于我国具有上述广阔的宽带同轴电缆网，给发展宽带HFC用户接入网提供了很有利的条件。电信部门与广电部门联合开发HFC网是发展我国宽带用户接入网的有效途径。

——利用现有CATV网发展用户的宽带综合业务潜力很大，市场需求也大。现在，各地CATV网之间正在通过卫星信道，微波信道或光纤信道实现互连，形成地理覆盖范围更大的CATV网。显然，如果将CATV网从目前的广播式网络改造为双向的交互式网络，让电视与电信业务集成一体，将使CATV网成为一种新的计算机接入网。目前，CATV网多采用同轴电缆作传输媒介，同轴电缆频带较宽，基本上可满足综合信息业务网的要求；而各局部CATV网之间的互连用光缆比较理想，因此混合光纤同轴网（HFC）技术成为研究开发的热点。HFC网络很有可能发展成为宽带通信网的主体，并与多媒体计算机结合实现多媒体通信。（《电信市场》2001.02）