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摘要:文章介绍了接入网的特点,及其中的DSL、HFC、PON、蓝牙、wimax的使用现状,并指出了今后接入网的发展趋势。
关键词:接入网;光纤接入
1.引言:
电信网发展到今天,正在快速地向高带宽、可管理、更经济、更方便的方向发展,在过去几年中,各国政府都非常重视电信骨干网络的建设,网络的瓶颈越来越集中用户与核心网络的连接部分,即接入网方面。
2.接入网概述
接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的所有实施设备与线路,处于通信网的末端,直接与用户连接,有时也称为用户网,其长一般为几百米到几公里,因而被形象称为“最后一公里”。
宽带接入网具有成本敏感、业务类型多样化、业务特性体现的不对称性和突发性、接入手段多样化等特点。
3.接入网的类型
接入技术为适应不同的应用需求,呈现多种化的发展趋势,目前按接入方式分为有线接入方式和无线接入方式。
3.1有线接入网
有线接入网主要有铜双绞线接入网、混合光纤/同轴电缆、光纤接入网三类。
3.1.1铜线接入网
铜线接入网是利用原有的公用电话线(双绞铜线)作为传输媒介,为用户提供高速服务。近年来,铜线传输技术不断进步,采用数字用户线(XDSL)技术,提高铜线传输速率。既可以解决高速率数字信号在铜缆双绞线的传输问题,又可以逐步向光纤化发展。DSL接入为铜缆接入的代表,常用有高速率数字用户线(HDSL)和不对称数字用户线ADSL技术。随着光纤接入技术的成熟,以FTTH 为主进行宽带接入网络新建和改造,国内运营商已逐步停止铜线接入网设备的新建和扩容。。
3.1.2混合光纤/同轴接入网
混合光纤/同轴接入网(HFC)是利用现有的覆盖率极高的有线电视网络,进行改造,提供视频和数据业务传输多种业务,成本低;但带宽和速率受到共享用户数量的影响,用户数增多时每个用户所分配的带宽会急剧下降,安全性和升级性差,只适用于家庭用户而不适合企业;
3.1.3光纤接入网
光纤接入网(OAN)是指在本地交换机中远端模块与用户之间全部或部分采用光纤作为传输媒质来取代传统双绞线的一种接入网,具有传输信息容量大、传输损耗小,抗电磁干扰能力强等特点,能有效解决接入网的“瓶颈效应”问题。无源PON接入为光纤接入的代表,具有高带宽、全业务、易维护等多方面的优势,促使其成为网络融合进程中的主流技术。随着无源光分路器的出现,替代了直接用户的大量底层有源汇聚节点,PON被众多的运营商选择,目前已经成熟并且规模商用的主要有EPON和GPON。
3.2无线接入网
无线接入网是一种部分或全部采用无线电波作为传输媒质来连接用户与交换中心的技术方式,与有线接入网相比,无线接入网可以向用户提供移动接入业务,具有更大的使用灵活性和更强的抗灾能力。按接入用户终端移动与否,可分為固定无线接入和移动无线接入两类。
3.2.1固定无线接入
固定无线接入是一种用户终端固定的无线接入方式。这种用无线通信(地面、卫星)等效取代有线电话用户线的接入方式,由于它的方便性和经济性,将从特殊用户应用过渡到一般应用,像我们常用的无绳电话就属于有线接入,
固定无线接入的主要技术有LMDS、3.5GHZ无线接入、MMDS、固定卫星接入技术,不可见光无线系统等。
3.2.2移动无线接入
移动无线接入的主要技术有蓝牙、Wlan及wifi技术、LMDS、WIMAX等,是接入网的理想手段。
3.2.1蓝牙技术
蓝牙技术使用IEEE802.15协议,2.4GHz频段,常规使用范围为10m以内,主要用做终端互连,数据速率为1Mbit/s,一般装在电池容量较小的移动终端中,为降低功耗,需要抑制通信速度。
3.2.2 Wlan及wifi
以无线电波、激光、红外线等来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介,是有线数据通信的补充。Wlan网络或wifl只是叫法不同,源于相同技术,拥有wlan或wifi网络覆盖的区域通常被称为热点。
3.2.3 LMDS
LMDS(local multiponit service)是指本地多点分配接入系统,是一种宽带无线接入技术,能够实现高达155Mbit/s的用户接入速率,具有很高的可靠性,号称是一种“无线光纤”,类蜂窝结构,LMDS系统由于能迅速而廉价地建立起来,因此对经营者和用户来说特别有吸引力,被认为是后一公里光纤的灵活替代技术。
3.2.4 MMDS
MMDS(multi-channel micro-wave distribution system)是指多路微波分配系统,原本以传送电视节目为目的,是信息高速公路联结我国广大山区、农村的有效手段。
3.2.5 WIMAX
Wimax(world interoperability for microwave acess)是指全球微波互连接入技术,能提供面向互联网的高速连接,可用于城域网“最后一公里”的接入,数据传输距离最远可达50km。wimax的技术起点较高,采用了OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。
4. 未来接入网的发展趋势
4.1我国接入网的发展趋势
在固网运营商普遍采取光纤到户的场景下,带宽、业务支撑能力以及接入节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求,光纤技术将更多的应用于接入网
4.1.1光接入网将最终成为宽带到家的首选方案。
目前,全球光纤宽带接入网基本都为PON体系技术,EPON和GPON分别由IEEE和ITU两大国际组织分别制定的两套不同的标准。从技术实现上看,下一代PON技术将有TDM、WDM、TDM-WDM混合、OFDM、OCDMA等多种实现方式。PON技术将从现在的1G-PON向10G-PON,进而向40G-PON系统或更高速率系统的方向发展。面对下一代互联网的发展,不同组织给出了不同的“下一代PON”演进路线。 4.1.1.1 IEEE
IEEE是EPON标准的制定组织,在其规划中,EPON将以单波扩容至10G的方式演进到10G-EPON阶段,10G-EPON后继续以单波扩容至25G的方式演进到NG-EPON阶段,然后以多波合波的方式演进50G/100G-EPON阶段。
4.1.1.2 ITU
ITU是GPON标准的制定组织,由于GPON标准本身具有对称和非对称两种模式,GPON先以单波扩容至10G的方式演进到非对称的10G-GPON阶段,然后出现演进分化,部分以合波方式断续演进到非对称的40G-TWDM PON阶段;部分演进到对称的XGS-PON阶段。40G-TWDM PO或XGS-PON之后,GPON将以波分技术为主向100G-PON阶段演进,此阶段,ITU在物理层技术上将会和EEE逐步融合。
4.1.1.3 FASN
FSAN对于PON技术的演进分为两种方案:NG-PON1和NG-PON2。NG-PON1是一種共存模式方案,即在兼容现有ODN的基础上,通过标准扩展将GPON过渡到NGPON。NG-PON2是全新的用于满足长期发展的演进方案,其目标是提供一个独立的下一代光网络接入方案,相关标准正在制定中。
4.1.2以无线接入补充有线接入网。 (下转第页)
(上接第页)
即使无线网络与有线网络相比具有架设便捷、接入灵活、经济节约、扩展性强的优点,但是并不意味着它可以取代有线网络,只能是有线接入技术的重要补充,与有线网络融合工作。
4.1.3接入平台的综合化。
早期的网络建设离不开某种特定业务,因此形成了电信网、有线电视网和数据通信网,在网络向宽带演进过程中,形成三种有前途的接入技术。随着市场经济的发展,促使商业和公司客户要求更大容量的接入线路用于数据应用,为加快语音业务承载方式的迁移,电信网、广播电视网、互联网三大网络将通过技术改造,其技术功能将趋于一处,业务范围趋于相同,网络互连互通、资源共享。全面实现接入网的光纤化和IP化转型,使用PON系统成为网络融合进程中的主流技术,被众多的运营商选择。
4.2 国外接入网展望:
美国运营商Verizon宣称今年将实现5G固定无线接入(FWA,fixed wireless access)商用,用于替代光纤接入最后一公里,FWA由于采用无线接入,建设成本和维护成本低、部署敏捷,使得这一技术具备扩展性和持续性,尤其适用于光纤还未到户的家庭和中小型企业,是全新的用于满足长期发展的演进方案。
5.结束语
随着全球范围内接入市场的快速发展和不断增长的对高清IPTV、视频监控等高带宽业务的需求,后10G PON时代也将成为单一TDMA PON时代的终结和多种接入技术混合使用时代的开始。
参考文献:
[1]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.通信与广电工程管理与实务.中国建筑工业出版社,2016年版.
[2]工业和信息化部教育与考试中心.通信专业综合能力与实务.人民邮电出版社,2014年版.
关键词:接入网;光纤接入
1.引言:
电信网发展到今天,正在快速地向高带宽、可管理、更经济、更方便的方向发展,在过去几年中,各国政府都非常重视电信骨干网络的建设,网络的瓶颈越来越集中用户与核心网络的连接部分,即接入网方面。
2.接入网概述
接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的所有实施设备与线路,处于通信网的末端,直接与用户连接,有时也称为用户网,其长一般为几百米到几公里,因而被形象称为“最后一公里”。
宽带接入网具有成本敏感、业务类型多样化、业务特性体现的不对称性和突发性、接入手段多样化等特点。
3.接入网的类型
接入技术为适应不同的应用需求,呈现多种化的发展趋势,目前按接入方式分为有线接入方式和无线接入方式。
3.1有线接入网
有线接入网主要有铜双绞线接入网、混合光纤/同轴电缆、光纤接入网三类。
3.1.1铜线接入网
铜线接入网是利用原有的公用电话线(双绞铜线)作为传输媒介,为用户提供高速服务。近年来,铜线传输技术不断进步,采用数字用户线(XDSL)技术,提高铜线传输速率。既可以解决高速率数字信号在铜缆双绞线的传输问题,又可以逐步向光纤化发展。DSL接入为铜缆接入的代表,常用有高速率数字用户线(HDSL)和不对称数字用户线ADSL技术。随着光纤接入技术的成熟,以FTTH 为主进行宽带接入网络新建和改造,国内运营商已逐步停止铜线接入网设备的新建和扩容。。
3.1.2混合光纤/同轴接入网
混合光纤/同轴接入网(HFC)是利用现有的覆盖率极高的有线电视网络,进行改造,提供视频和数据业务传输多种业务,成本低;但带宽和速率受到共享用户数量的影响,用户数增多时每个用户所分配的带宽会急剧下降,安全性和升级性差,只适用于家庭用户而不适合企业;
3.1.3光纤接入网
光纤接入网(OAN)是指在本地交换机中远端模块与用户之间全部或部分采用光纤作为传输媒质来取代传统双绞线的一种接入网,具有传输信息容量大、传输损耗小,抗电磁干扰能力强等特点,能有效解决接入网的“瓶颈效应”问题。无源PON接入为光纤接入的代表,具有高带宽、全业务、易维护等多方面的优势,促使其成为网络融合进程中的主流技术。随着无源光分路器的出现,替代了直接用户的大量底层有源汇聚节点,PON被众多的运营商选择,目前已经成熟并且规模商用的主要有EPON和GPON。
3.2无线接入网
无线接入网是一种部分或全部采用无线电波作为传输媒质来连接用户与交换中心的技术方式,与有线接入网相比,无线接入网可以向用户提供移动接入业务,具有更大的使用灵活性和更强的抗灾能力。按接入用户终端移动与否,可分為固定无线接入和移动无线接入两类。
3.2.1固定无线接入
固定无线接入是一种用户终端固定的无线接入方式。这种用无线通信(地面、卫星)等效取代有线电话用户线的接入方式,由于它的方便性和经济性,将从特殊用户应用过渡到一般应用,像我们常用的无绳电话就属于有线接入,
固定无线接入的主要技术有LMDS、3.5GHZ无线接入、MMDS、固定卫星接入技术,不可见光无线系统等。
3.2.2移动无线接入
移动无线接入的主要技术有蓝牙、Wlan及wifi技术、LMDS、WIMAX等,是接入网的理想手段。
3.2.1蓝牙技术
蓝牙技术使用IEEE802.15协议,2.4GHz频段,常规使用范围为10m以内,主要用做终端互连,数据速率为1Mbit/s,一般装在电池容量较小的移动终端中,为降低功耗,需要抑制通信速度。
3.2.2 Wlan及wifi
以无线电波、激光、红外线等来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介,是有线数据通信的补充。Wlan网络或wifl只是叫法不同,源于相同技术,拥有wlan或wifi网络覆盖的区域通常被称为热点。
3.2.3 LMDS
LMDS(local multiponit service)是指本地多点分配接入系统,是一种宽带无线接入技术,能够实现高达155Mbit/s的用户接入速率,具有很高的可靠性,号称是一种“无线光纤”,类蜂窝结构,LMDS系统由于能迅速而廉价地建立起来,因此对经营者和用户来说特别有吸引力,被认为是后一公里光纤的灵活替代技术。
3.2.4 MMDS
MMDS(multi-channel micro-wave distribution system)是指多路微波分配系统,原本以传送电视节目为目的,是信息高速公路联结我国广大山区、农村的有效手段。
3.2.5 WIMAX
Wimax(world interoperability for microwave acess)是指全球微波互连接入技术,能提供面向互联网的高速连接,可用于城域网“最后一公里”的接入,数据传输距离最远可达50km。wimax的技术起点较高,采用了OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。
4. 未来接入网的发展趋势
4.1我国接入网的发展趋势
在固网运营商普遍采取光纤到户的场景下,带宽、业务支撑能力以及接入节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求,光纤技术将更多的应用于接入网
4.1.1光接入网将最终成为宽带到家的首选方案。
目前,全球光纤宽带接入网基本都为PON体系技术,EPON和GPON分别由IEEE和ITU两大国际组织分别制定的两套不同的标准。从技术实现上看,下一代PON技术将有TDM、WDM、TDM-WDM混合、OFDM、OCDMA等多种实现方式。PON技术将从现在的1G-PON向10G-PON,进而向40G-PON系统或更高速率系统的方向发展。面对下一代互联网的发展,不同组织给出了不同的“下一代PON”演进路线。 4.1.1.1 IEEE
IEEE是EPON标准的制定组织,在其规划中,EPON将以单波扩容至10G的方式演进到10G-EPON阶段,10G-EPON后继续以单波扩容至25G的方式演进到NG-EPON阶段,然后以多波合波的方式演进50G/100G-EPON阶段。
4.1.1.2 ITU
ITU是GPON标准的制定组织,由于GPON标准本身具有对称和非对称两种模式,GPON先以单波扩容至10G的方式演进到非对称的10G-GPON阶段,然后出现演进分化,部分以合波方式断续演进到非对称的40G-TWDM PON阶段;部分演进到对称的XGS-PON阶段。40G-TWDM PO或XGS-PON之后,GPON将以波分技术为主向100G-PON阶段演进,此阶段,ITU在物理层技术上将会和EEE逐步融合。
4.1.1.3 FASN
FSAN对于PON技术的演进分为两种方案:NG-PON1和NG-PON2。NG-PON1是一種共存模式方案,即在兼容现有ODN的基础上,通过标准扩展将GPON过渡到NGPON。NG-PON2是全新的用于满足长期发展的演进方案,其目标是提供一个独立的下一代光网络接入方案,相关标准正在制定中。
4.1.2以无线接入补充有线接入网。 (下转第页)
(上接第页)
即使无线网络与有线网络相比具有架设便捷、接入灵活、经济节约、扩展性强的优点,但是并不意味着它可以取代有线网络,只能是有线接入技术的重要补充,与有线网络融合工作。
4.1.3接入平台的综合化。
早期的网络建设离不开某种特定业务,因此形成了电信网、有线电视网和数据通信网,在网络向宽带演进过程中,形成三种有前途的接入技术。随着市场经济的发展,促使商业和公司客户要求更大容量的接入线路用于数据应用,为加快语音业务承载方式的迁移,电信网、广播电视网、互联网三大网络将通过技术改造,其技术功能将趋于一处,业务范围趋于相同,网络互连互通、资源共享。全面实现接入网的光纤化和IP化转型,使用PON系统成为网络融合进程中的主流技术,被众多的运营商选择。
4.2 国外接入网展望:
美国运营商Verizon宣称今年将实现5G固定无线接入(FWA,fixed wireless access)商用,用于替代光纤接入最后一公里,FWA由于采用无线接入,建设成本和维护成本低、部署敏捷,使得这一技术具备扩展性和持续性,尤其适用于光纤还未到户的家庭和中小型企业,是全新的用于满足长期发展的演进方案。
5.结束语
随着全球范围内接入市场的快速发展和不断增长的对高清IPTV、视频监控等高带宽业务的需求,后10G PON时代也将成为单一TDMA PON时代的终结和多种接入技术混合使用时代的开始。
参考文献:
[1]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.通信与广电工程管理与实务.中国建筑工业出版社,2016年版.
[2]工业和信息化部教育与考试中心.通信专业综合能力与实务.人民邮电出版社,2014年版.