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现行通信体制下的接入技术讨论
[ 通信界 / 龚江涛,陈金鹰,陈冰海 / www.cntxj.net / 2006/11/29 10:27:47 ]
 

龚江涛,陈金鹰,陈冰海
(成都理工大学信息工程学院,成都,610059)

    摘 要 迅速发展的数据与多媒体业务对传统通信网络提出了严峻的挑战,尤其是快速增长的宽带通信业务,在继续发挥原有通信资源的基础上,以最少的投入满足用户日益增加的功能要求,在目前技术条件下,最好的解决方案就是采用接入技术。由于接入业务的不同,接入方法不同,正确的选择相应的接入技术可在满足业务要求的前提下减少投入,利用国利民。
  关键词 接入技术、通信网络、数据与多媒体业务、宽带通信


1. 接入网的提出
  随着用户对通信运营部门提供宽带数据业务要求的不断增加,通信运营部门不断承受设备和技术更新及投资回报的巨大压力。今天的业务不仅包括提供语音、数据、图像综合等通信业务,也包括可视电话机、数字传真机( FAXVIV) 、电子数据交换(EDI) 、电子信箱( Em ail)、IP浏览、会议电视、可视图文(Videotex) 、点播电视(VOD) 以及远程医疗、远程教学、居家购物等新业务。然而,过去已经花巨资投入的以双绞线构成为主的电缆接入技术越来越不能满足用户对数据、图像等宽带业务的需要。以致成为当今通信网向信息高速公路发展的“瓶颈”,即本地交换机与用户之间的连接部分--接入网部分。可以预料,在光纤到户之前,接入技术将始终是一条用户与通信运营商之间的一条鸿沟。接入网在通信体制中的位置如图1所示。

2.接入网的定义与特点   
  1992年接入网的概念在欧洲被首次提出后,1994年ITU正式采纳接入网这个名词,正式确立接入网在用户网中的位置和传送网、交换网、接入网三者在通信网中的构成模式。        
为了进一步规范用户网的概念,国际电联( ITU2T)标准部根据近年来通信网的发展演变趋势,在其G.963建议中定义接入网(AN)为本地交换机(LE)与用户端设备(CPE)之间的实施系统,它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网,包含复用、交叉连接和传输功能。
1996年4月1日邮电部根据ITU2T G. 902295接入网功能框架建议制定YDN005-1996内部标准,该标准提出的接入网定义:接入网由业务节点接口( SNI) 和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(例如:线路设施和传输设施) 组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力实施系统,可经由管理接口(Q3) 配置和管理,如图2 所示。
 

    由上可知,接入网为用户网充实了新的内涵,规范了新的界定,接入网与原来的用户网比较,主要有如下的特点:
(1)可提供模拟传输,具备数字传输能力;
(2)可以传输电信号,也可以传输光信号;
(3)可提供话音和低速数据业务,也能够开展高速、宽带综合业务。    
(4)不仅含有传输功能,而且还具备复用、交叉连接功能。
(5)由用户网络接口与业务节点接口来界定接入网的位置。
3.接入网的基本功能划分
 

  接入网的基本功能概括来说主要有用户接口功能(UPF) 、核心功能(CF) 、传送功能( TF) 、业务端口功能(SPF) 、接入网系统管理功能(AN2SMF) 五项。接入网功能体系如图3示:
  (1) 用户接口功能  指将用户网络接口UNI的要求适配为核心和管理功能。即在接入业务上包括电话、数据、传真、视像和多媒体等窄带和宽带业务,并将这些业务终接、数/ 模转换、信令变换、激活/去激活、承载通道/能力处理、接口测试、维护及管理控制。
  (2) 业务端口功能  指将业务节点接口SNI的要求适配为公共承载信道,并为在接入网的系统管理中处理选择信息。包括SNI功能的终接、将承载要求、定时管理及操作要求映射进核心功能, 并在需要时对特殊SNI协议映射和业务节点接口的测试、端口的维护及管理控制。
  (3)核心功能  使各个业务端口承载要求和用户接口承载要求适配为公共传送承载。该功能完成根据被要求的协议适配和通过接入网的传送复用进行协议承载处理。主要包括承载通道集线、信令和分组信息复用、为ATM传送承载进行电路仿真和控制、管理功能。核心功能可分散在整个接入网内。
  (4)传送功能  指为公共承载的传送提供通路并为所用的传输媒介提供媒介适配、完成复用。根据重组和配置的交叉连接、管理、物理媒介等。
  (5)系统管理功能  对接入网中的用户接口功能、业务端口功能、核心功能、传送功能的指标、操作和维护进行协调。同时,通过业务节点接口对业务网、通过用户网络接口对用户终端的操作功能进行协调。如进行配置和控制、指配协调、故障检测/指示、使用信息和性能数据采集、安全控制、定时精度管理和对用户接口功能操作要求的协调、资源管理等。
由于接入网具有的上述功能,它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网,其传输媒体具有多样性。可灵活支持各种接入类型和业务。接入网在电路结构上包括N×64kbit/ s、(1/ N )×64kbit/s分组交换、帧中继、ATM等基本形式;在通道方面有基于64kbit/ s通道、基于帧中继通道、基于ATM通道;在传输上概括了双绞线系统、同轴系统、光纤系统和无线系统等用户接入手段。

4.运营接入策略
 

  (1)接口技术选用  由于光复用技术、交叉连接技术、无源光网络以及数据、图像等新技术、新业务在接入网中的应用,导致用户终端和交换机系统发生巨大变化,这些变化集中体现在接入网的界定接口上。接入网依赖于各种接口将各种类型的业务从用户端接入到各个电信业务网。在不同的配置下,接入网有不同的接口类型。如图4所示。

  接入网用户侧的用户网络接口(UNI) 支持模拟电话、ISDN 接入,以及数字/ 模拟租用线接入。对不同的业务,采用不同的接入方式,对应不同的接口类型,用户网络中的Z接口用于传输300~3400Hz音频信号、通过ISDN传输数据和视频信号。接入网业务侧的业务点接口(SNI)将各种用户业务与交换机连接。交换机的用户接口有模拟接口(Z接口)和数字接口(V接口) 。
(2)接入技术的选用  由于接入网涉及现有的窄带业务和未来的宽带业务以及相关的业务网络, 因此它将成为近年来包括交换、传输、管理及计算机等各种通信新技术发展的综合体现。接入网可采用空分复用( SDM)、时分复用( TDM)的双向技术以及空分多址( SDMA)、时分多址( TDMA)、频分多址( FDMA)、码分多址(CDMA)等多址技术。接入技术分为有线接入、无线接入两大类。具体内容见表1 。

 

    
 
  随着光纤传输技术的进步和成本的不断降低,光纤接入网越来越受到电信部门和厂家重视,各种高速可靠的光纤系统,如光纤用户环路( FITL)、数字同步系列( SDH)在接入段中以光纤到路边( FTTC) 、光纤到大楼( FTTB)及光纤到用户( FTTH)等形式得到广泛应用。光接入网可分为有源光纤接入( AON )和无源光纤接入(PON) 。
  有线接入中,利用现有的大量铜线资源进行进一步开发是接入技术的一个重点,由此产生了高速数字用户环路( HDSL)、不对称数字环路(ADSL)及光纤/铜线混合系统(HFC)等。
无线通信因其灵活方便、易于建设而广泛用于通信各个领域,无线接入是指交换节点到用户终端部分或全部采用无线手段,目前已成为接入网中较为热门的技术之一。其应用技术主要包括微波一点多址技术、蜂窝技术和微蜂窝技术等。经济方便的无线接入系统将成为重要的补充手段,但在支持宽带业务方面,无线技术还有待进一步改进。
  自从ITU2T提出接入网概念后,各国电信部门着眼于现状和未来,综合规划接入网的组网方式、技术和设备选择等问题。目前我国接入网建设已取得较大进展,接入网技术标准也已基本成形,新的接入设备不断出现。这无疑为加速向宽带化、综合化、智能化发展打下良好基础。
5.接入网建设中的若干问题
  通信网由传送网、交换网、接入网三部分构成,接入网作为国家通信基础设施的重要组成部份,它的建设涉及到业务市场需求,网络资源配置,建设资金来源,运行维护管理,技术升级策略等多方面因素。因此必须经济合理地统筹规划接入网的建设。
  1.保护现有资源,开发接入技术  目前接入网仍以市话铜线电缆为主,世界上已有用户电缆几十亿公里,占通信网约1/ 3的投资,在相当长的一段时间中(至少10 年),市话铜线电缆仍将是用户网络中的主要媒质,因此需要提高现有市内通信电缆的水平,改进其性能以满足在用户环路上不断增长的宽带业务的要求,以光缆配合使用,推进接入网最终向光纤过渡。
  2.因地制宜规划,超前战略建设  由于我国幅员辽阔,人口众多,各地经济和通信发展很不平衡,因此接入网的技术必须从实际出发,因地制宜。对于城市中的新住宅区、新技术开发区、金融贸易区尽可能采用光纤接入技术FTTC。
  3.重视城市多功能宽带网的研究  目前城市中的电话普及率逐年提高,而市话局间中继线普遍采用光缆传输,有的地区还采用SDH传输设备。为了充分利用宽带传输网和CATV 同轴电视网,电信与广电部门的合作以建设一个语音、数据、电视三者相结合的混合光纤/ 同轴网,不仅可以充分利用国家通信网的资源,减少重复投资,而且可以提高现有电视的画面质量,并且以较低的价格迅速拓宽网上业务。
  4.加快对农村接入网组网方式研究  在我国13亿人口中,9亿在农村,农村是潜在的通信大市场。农村有其特殊性,用户分散、点多、线长,农村通信设施投资成本将比城市高出3~4 倍,因此,由政府支持的普遍服务是发展农村通信的焦点话題。新兴廉价的远程接入技术将是今后扫入网技术研究的重要课题。

参考文献:
1.通信工程新技术实用手册.接入技术分册,北京邮电大学出版社,2002.6
2.黄辉. 接入网的基本概念. 广西通信技术,1997. (3)
3.李元鹏. 用户光缆网络及其光缆结构的考虑. 现代有线传输,1995. (3)
4.熊曼玲、钟泉龙. 数字数据网探讨. 江西通信科技,1994. (2)
5.中华人民共和国邮电部. YDN005 - 1996. 接入网概貌,1996. (4)

 

作者:龚江涛,陈金鹰,陈冰海 合作媒体:四川省通信学会 编辑:顾北

 

 

 
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