有线宽带接入技术的背景及应用分析

9．以太网
　　
以太网的发展经历了10M以太网、100M以太网和千兆以太网，而更高速率的以太网和基于电话线的以太网也开始有初期产品。随着以太网的发展，特别是千兆以太网的使用与推广，从最终用户到宽带城域网都使用以太网连接的全以太网接入方案也开始被采用。这种方案的基本构想是：建立千兆以太网骨干网，实现千兆以太网到大楼、路边、小区，然后通过100M以太网到大楼的楼层、小型楼宇和居民楼楼底，再通过10M以太网到办公室和桌面。严格地说，这里已不存在完整意义上的接人网。
　　
这种接入方式提出的主要依据是：10M／100M以太网目前已普及，千兆以太网技术成熟、价格低廉，目前人们只需要IP业务并对QoS要求并非十分迫切，等等。事实上，这种接入方案在某种程度上是IP技术的支持者在IP技术与ATM技术争论中的解决方案。尽管这种方式有不少优点，也有些城市采用这种方案，但它的一些缺陷不可忽视。
　　
首先，客观地说千兆以太网应该定位于企业骨干网，城域网将来需要更高速率的网络，到时千兆以太网将无法平滑升级，只能借助更高速率的网络（如太位网）；第二，10M／100M以太网传输距离十分有限，这就要求作为城域网的千兆以太网非常靠近用户，在实际中，特别是在解决普遍用户接入时存在一定的困难，一种解决的办法是首先实现作为城域网的千兆以太网到企业、小区，再建立企业、小区的千兆以太网到企业、小区的各个楼底或旁边，以便用户能够借助10M／100M以太网接入；第三担种方式是典型的只考虑IP业务的网络，而在实际中还有大量的各种电路仿真业务及其它非IP业务需要考虑，因此，这种方式难以解决综合接入问题；第四，虽然目前的业务对网络QoS要求不是太高，但如果向普遍用户提供宽带交互视频业务的话，仅靠提供"无限带宽"而忽视QoS是难以实现的；最后，在网络管理上还有一定的难度。

10．SDH
　　
SDH已经在核心网牢牢地站住了脚，就目前的市场而言，带宽和技术的需求都已显示有必要把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而言，SDH可以提供理想的网络性能和业务可靠性，还可以增加传输带宽、改进网管能力、简化维护工作并降低运行维护成本。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。
　　
SDH固有的灵活性使网络运营者可以更快、更有效地满足用户的长期和短期业务需求以及组网需要。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2Mbit/s透明通道。
　　
当然，考虑到接入网运行环境的恶劣性和对成本的高度敏感性，用于接入网的SDH设备必须是很紧凑、低功耗和低成本的新型系统。目前已有若干厂家研制出专门用于接入网的SDH设备，其市场应用前景看好。
　　
对于需要带宽大于34Mbit/s的大企事业用户而言，直接将SDH分插复用器设置在用户处，用STM-1通道与STM－N服务节点相连的方案已证明是一种经济可行的方法。这种连接既可以是点对点的，也可以是环形结构。对于带宽要求远小于34 Mbit／s的情况，则采用更低速率的复用器或共享ADM的方式更经济有效。
　　
对于多数普通企事业用户而言，设在路边（DP点）的终端复用器可以用来为大量用户提供以2 Mbit／s为基本单元的带宽；需要小于2 Mbit／S带宽的用户可以靠业务复用器或后接PON来解决。
　　
由于大企事业用户的带宽需求大，也可以考虑直接用STM－N环形结构将其互联起来，然而，某些大企事业单位可能不愿受环形带宽的限制，而更喜欢点对点的连接方式。此外，将ADM直接放在用户所在地还存在一个信息安全的问题。对于带宽要求不太高的企事业用户，首先连至路边的ADM再经环形结构互连可能是适宜的。

为了更充分利用SDH的优势，需要将SDH进一步扩展至低带宽用户，特别是无线用户，以提供64kbit／s等级的灵活性，并将其综合进现有和新的业务传送千台中。使用STM－0子速率连接对于小带宽用户是一种经济有效的方案，同时还能保持全部SDH管理能力和功能。目前ITUT第15研究组已开发了一个新的建议G.708，它规定了两种接口，即传送TUG－2的接口sSTM－2n和传送TU－12的接口sSTM－1k。

另外值得一提的是，虽然SDH可以在建设时为不同的节点分配不同的带宽，但无法实现节点总速率的动态调整。
　　
11．PON与 APON
　　
光接入网包括有源光网络和无源光网络（PON），其中无源光网络在接入网中更具有诱人的前景。无源光网络又包括窄带的无源光网络和以ATM为基础的宽带无源光网络（APON）（ITU－TG.983）两种。前者提供2Mbit/s及以下速率的数据传输通道，后者则可以提供最高达622Mbit/s的数据传输通道，并且是月前最被看好的一种接入网络方案。PON设备主要有光网络单元。光网络终端、光纤线路终端、光分路器及光纤等。
　　
在网络结构上，APON多采用无源双星或树型结构，并使用特殊的点对多点多址协议，使得众多的光网络单元共亭光纤线路终端、众多的用户共享光网络单元，以降低光接入网的初建成本。在传输方案上，APON使用1310nm和1550nm波长区来传输信号，上、下行方向的信息传输都采用基于信元的传输方案，其中下行速率为155Mbit／s或622Mbit/s，上行速率为155Mbit／s，光网络单元到瑞局的距离可长达10km。在复用技术上，下行方向采用时分复用（TDM）技术，上行方向执行TDMA协议。APON的主要传输技术有FDM，TDM和DWDM等。
　　
APON采用波分复用和光源光功率分离技术，网上的设备共享，业务透明，从而可以支持良好的网络管理系统，使运营费用较低，实现多种业务综合，尤其适合由HFC或连续数字电视（SDV）改进而成的网络。APON的成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%－40%，因此从长远来看，面对日益丰富多彩的多媒体业务和呈爆炸式增长的IP业务的压力，APON可能是一种结合ATM多业务、支持多比特率和PON透明宽带传送能力的比较理想的长远解决方案，代表了面向21世纪的宽带接入技术的最新发展方向。目前其主要问题是价格，若能将分离的光元件实现集成则有可能最终将成本减少95％，若能将年产量提高到百万单元，则某些芯片的制造成本可降低到1／10。
在近期，APON是一种典型的FTTB／FTTC／FTTCab／FTTZ式的光接入网，光网络单元到用户之间可采用ADSL或VDSL技术，也可用同轴电缆的宽带引入线或各种以太网技术。利用APON实现MTU来解决中长期用户普遍宽带接入是一个比较好的选择。这是因为：首先，APON在提出的时候就考虑了如何经济地实现从铜线接人逐渐过渡到光纤宽带接入的问题，同时在一些发达地区已敷设了很多到小区、大楼和路边的光纤；第二，在中长期，由于企业用户、办公室用户、局域网用户和家庭用户都使用ADSL等接入手段，而他们在使用时间上是交错的，因此与其它技术（如SDH）相比，APON可以在保证提供相同带宽的同时，减少光传输设备和宽带交换机端口；第三，尽管目前APON还比较贵，也有技术难点，但作为中长期方案还是可行的，因为在真正推广应用时其价格会大大降低，加之它能减少光传输设备和宽带交换机端口，也会使整个网络建设的成本降低；第四，ADSL、VDSL、电缆调制解调器等和APON一样采用ATM技术，可以保证在接入网中的连接是无缝的。