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标题: 宽带接入技术在国外的发展 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2005-5-20 16:39

作者: ilikemaths 标题: 宽带接入技术在国外的发展

在2000年的中国国际广播电视信息网络展览会上，许多公司都提到要迎接宽带网络时代的到来，多家厂商都表示已经做好准备，要用一种新的模式加入中国市场。宽带接入技术是目前较先进的接入网技术，它不仅可用于电信传输，也为电视的传输和用户的接入提供了更广阔的空间。目前，全球范围内接入网的发展趋势是宽带化和无线化。近期最为突出的特点是宽带化，采用光纤接入或对现有铜线进行升级改造。同时，无线接入在接入网中所占的比重将逐年加大。

   1　ＨＦＣ与ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ持续发展
   　　在宽带数据业务领域，有线电视的ＨＦＣ网络在传输电视信号的同时，可以传送高达10Ｍｂｉｔ／ｓ的数据信号。由于有线电视网的普及率很高，潜在用户的数目非常可观。美国1997年已有20％的有线电视网改造为双向传送网，到1999年底达到60％～75％。预计在未来的5年内，ＨＦＣ将继续保持高增长势头，对传统窄带电信网形成强大压力。1999年12月6日，ＡＴ＆Ｔ宣布开放它的有线电视网。ＡＴ＆Ｔ与ＭｉｎｄＳｐｒｉｎｇＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ达成协议，在2002年与Ｅｘｃｉｔｅ＠Ｈｏｍｅ的合同期满以后，允许ＭｉｎｄＳｐｒｉｎｇ接入它的全国有线网。同时，ＡＴ＆Ｔ开始与其他许多ＩＳＰ就使用它的ＨＦＣ网进行谈判。ＡＴ＆Ｔ这种大型有线电视运营公司开放其网络将使接入市场的竞争更加激烈。
   　　ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ业务在北美地区继续快速发展，年增长率达到100％。到1999年6月底，ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ业务已经覆盖了3200万家庭，占美国和加拿大有线用户总数的30％。Ｅｘｃｉｔｅ＠Ｈｏｍｅ和ＲｏａｄＲｕｎｎｅｒ仍是最主要的业务提供者，拥有北美地区90％以上的用户。ＩＤＣ公司最近发布的一份ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ市场报告指出，美国ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ用户数到1999年底超过了130万，到2003年有可能达到900万左右。ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ的收入也将从1999年的4.2亿美元增长到2003年的260亿美元。
   　　到1999年底，全球ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ的产量达到了220万台。摩托罗拉是主要的产品供应商，其ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ的产量约占全球的1／3。自从获得ＤＯＣＳＩＳ标准认证以后，Ｔｏｓｈｉｂａ和Ｔｈｏｍｓｏｎ的市场份额增长。这些产品主要销往美国和加拿大，其他还有日本和荷兰等国家。

   2　光接入网(ＯＡＮ)是接入网的发展方向
   　　ｘＤＳＬ技术和ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ是目前提供高带宽网络接入的基本方案，但这两种技术都存在不足。首先，ｘＤＳＬ和ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ只能为一部分用户提供服务；其次，它们不具有扩展性，当用户需要几十或几百兆带宽时，ｘＤＳＬ或ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ就无法满足要求。因此，ｘＤＳＬ和ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ可能只是宽带接入的过渡方案，接入瓶颈问题的最终解决方案是光接入网。
   　　光接入网是一种经济有效的宽带接入方案。光接入网基于无源光网络(ＰＯＮ)原理，在中心局／前端和用户驻地之间不需要任何电设备，除了光纤以外，只需要低成本的无源光分路器和耦合器。光接入网可以与ＳＤＨ和采用路由器的城域ＷＤＭ系统相互配合，或者作为一种可行的替代方案。
   　　ＯＡＮ的最重要的特征是它具有可伸展性。ＯＡＮ可以在现有的ＳＤＨ环等光纤基础设施的基础上实施，通过从ＳＤＨ环上将光纤分支到用户，业务提供者可以连接各种规模的用户。另外，ＯＡＮ可以灵活地为用户提供各种速率、各种价格的业务。通过灵活的带宽分配，利用ＩＰ和／或ＡＴＭ协议，ＯＡＮ的用户可以选择适合自己带宽需求的业务。这种能力消除了传统的ＤＳ－1和ＤＳ－3之间的价格差距。
   　　ＯＡＮ由智能光终端、传输光纤和光接入交换机3部分组成，可以灵活地为用户提供从1 Ｍｂｉｔ／ｓ～100 Ｍｂｉｔ／ｓ的各种带宽，传送各种类型的宽带业务。在近期，ＯＡＮ主要面向带宽需求较大的企业用户。
   　　ＡＴＭ－ＰＯＮ是实现光接入网提供多业务接入目标的一种重要技术。它利用ＡＴＭ的多业务多比特率支持能力，结合无源光网络透明宽带传送能力，灵活方便地为用户提供多种应用，是一种比较理想的接入技术。ＩＴＵ-Ｔ的Ｇ．983.1 ＡＴＭ－ＰＯＮ建议对光线路终端(ＯＬＴ)和光网络单元(ＯＮＵ)之间的物理和逻辑接口进行了规范。
   　　ＮＴＴ从1997年就开始开展地区性的光纤到路边(ＦＴＴＣ)系统。该公司在1999年建立了一个对称的155 Ｍｂｉｔ／ｓ的ＡＴＭ－ＰＯＮ系统。该系统最初为商业用户提供ＡＹＭ或非ＡＴＭ数据业务，但不支持话音和ＩＳＤＮ业务。当话音和ＩＳＤＮ可以在ＡＴＭ－ＰＯＮ中与宽带业务综合在一起时，ＮＴＴ会将业务扩展到住宅和ＳＯＨＯ用户。
   　　南方贝尔于1999年采用Ｌｕｃｅｎｔ和ＯｋｉＥｌｅｃｔｒｉｃ提供的第一代设备，建立了一个ＡＴＭ－ＰＯＮＦＴＴＨ系统，为家庭用户提供数据业务。
   　　法国电信(ＦＴ)利用ＡＴＭ－ＰＯＮ以叠加的方式为商业大楼或办公室提供服务。并进一步将ＡＴＭ－ＰＯＮ扩展到有宽带需求的中小型企业和住宅用户，同时也支持话音和ＩＳＤＮ等窄带业务。英国电信（ＢＴ）也在利用ＡＴＭ－ＰＯＮ系统向中小型企业提供业务。

   3　接入网是ＤＷＤＭ的下一个目标
   　　由于用户对带宽的需求不断提高，密集波分复用(ＤＷＤＭ)正在从网络核心向终端用户推进。本地网正在从ＴＤＭ业务向新一代公众网演进。新一代公众网将通过ＩＰ协议或基于分组的基础设施传送大量的各种类型业务，这要求网络具有高度扩展性和无限的透明带宽。同时，本地运营公司希望他们的网络能够做到单位比特的成本最低，而可靠性等于或高于现在的ＳＤＨ基础设施，城域ＤＷＤＭ具有这些特点。Ｃａｂｌｅ＆ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＡ和ＡＯＬ等一些重要的ＩＳＰ已经签订了城域ＤＷＤＭ合同。
   　　城域光网络设备市场在过去的两年中已有长足进展，设备厂商尽力使产品在网络的核心和接入部分满足运营公司对大容量、多协议基础设施的要求。城域ＤＷＤＭ可以划分为3个部分：
   　　· 城域核心：网络的这部分包括ＬＥＣ的中心局(局间设备)、重要的ＩＳＰ或长途运营公司的ＰＯＰ之间的连接。这部分对带宽的要求增长迅速，ＤＷＤＭ为扩展这些网络提供经济的解决方案。
   　　· 城域接入：城域接入市场比较复杂，它包括运营公司的ＰＯＰ和接入设备之间的部分。接入部分应用ＤＷＤＭ技术是带宽需求超过ＯＣ－12以后的长期策略。在近期，运营公司有很多可选方案，光纤接入只是其中之一。
   　　· 企业ＤＷＤＭ：这部分包括用于在一个企业的站点之间建立高带宽多协议链路的多信道系统。目前，企业一般通过自己或租用的光纤建立连接。利用低成本的企业ＤＷＤＭ系统，可以将企业网扩展到整个校园或市区。ＩＢＭ和ＡＤＶＡＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ是企业ＤＷＤＭ市场的先行者。　　城域光接入网可以与ＤＳＨ同时存在，并承载ＳＤＨ业务。城域光接入网具有以下一些基本特征：
   　　· 在接入部分和网络核心或ｈｕｂ之间传送客户业务；
   　　· 每个客户或接入节点支持一或两个波长分／插；
   　　· 光信道可以承载155 Ｍｂｉｔ／ｓ～1.25 Ｇｂｉｔ／ｓ的速率；
   　 · 城域接入环通常有ｈｕｂ放置在中心局或ＰＯＰ设备中，由这些ｈｕｂ进行管理；
   　　· 接入环的范围一般不超过50ｋｍ；
   　　· 将来可实现动态ＡＤＭ、光性能监控、光层和数据层互通以及更高的信道数量。
   　　城域光纤接入网的市场将根据用户对低成本接入城域网ｈｕｂ的需求而定。在未来的5年中，光接入节点可能从简单的光ＡＤＭ演变为综合接入设备，包括业务层接口、ＡＴＭ或ＩＰ平台和光传送层。这种转变可能会提高每个节点的功能和复杂程度，但也潜在地减少了整个接入网的复杂性。
   　　目前，城域光接入市场仍受价格昂贵、设备复杂等因素的限制。根据目前产品和市场发展的趋势，Ｐｉｏｎｅｅｒ预测北美的城域ＤＷＤＭ市场将从1999年的不到1亿美元增长到2003年的9.23亿美元。果真如此，光接入将会占大约1／3，为3.03亿美元。

   4　千兆比以太网(ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ)
   　　千兆比以太网是接入网的一个发展方向。以太网接入方式很适合ＩＰ网，容量分为10Ｍ／100Ｍ／1000Ｍ三级，可根据需要升级。千兆比以太网的ＩＥＥＥ标准已于1998年出台，促进了千兆比以太网的发展，其应用范围从ＬＡＮ到ＭＡＮ，甚至到ＷＡＮ。
   　　千兆比以太网采用与其他802.3以太网技术相同的帧格式和媒体接入控制技术。它也采用802.3全双工以太网技术和802.3流量控制。简单地说，千兆比以太网就是将快速以太网的速率提高到原来的10倍。
   　　由于计费、管理以及有源器件多等因素，目前以太网仅用于企业用户。但随着技术的发展，千兆比以太网将逐渐进入家庭。不久前，加拿大的ＣＡＮＡＲＩＥ(由加政府投资的非赢利组织)提出了吉比特Ｉｎｔｅｒｎｅｔ到家(ＧｉｇａｂｉｔＩｎｔｅｒｎｅｔＴｏｔｈｅＨｏｍｅ——ＧＩＴＨ)网络。该网络最初只提供Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务，在话音和视像业务能够被经济有效地转移到ＧＩＴＨ网络以前，用户可以继续利用现有的电话和有线电视网获得话音和视像业务，因此费用远远低于ＦＴＴＨ。ＧＩＴＨ的成本比ｘＤＳＬ高一些，而低于ＨＦＣ。目前ｘＤＳＬ系统的成本大约是500美元／用户，但由于技术迅速地更新换代，ｘＤＳＬ和ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ的使用寿命较短，而ＧＩＴＨ系统的主要组成部分一般可以使用20～30年。
   　　ＧＩＴＨ网络和现有网络之间的另一个重要区别是ＧＩＴＨ不属于任何业务提供者。由批发商／运营公司提供竞争的开放式光纤或波长接入。将用户和业务提供者连接起来。
   　　加拿大计划以ＣＡＮＡＲＩＥ的ＣＡ＊ｍｅｔ3等现有的光Ｉｎｔｅｒｎｅｔ骨干网为基础，在2003年前大规模地开展ＧＩＴＨ。虽然加拿大的电话公司并不热衷于ＧＩＴＨ，但他们已经认识到ｘＤＳＬ并不是他们的最终目标。假如有人投资敷设光纤，他们也愿意在竞争接入的条件下运营和管理这些网络。

   5　宽带无线接入是无线接入技术的必然发展趋势
   　　作为宽带固定无线接入系统的代表，一种名为本地多点分配业务(ＬＭＤＳ)的系统受到越来越多人的关注。ＬＭＤＳ是一种能提供电话、视像节目、数据业务的宽带无线接入系统，工作于28ＧＨｚ频段。欧洲把ＬＭＤＳ称为微波视像分配系统ＭＶＤＳ，加拿大称为本地多点通信业务(ＬＭＣＳ)。
   　　ＬＭＤＳ工作在目前不怎么使用的27.5～29.5ＧＨｚ高频段。在美国，过去这些频段只由美国国家宇航局(ＮＡＳＡ)用于高空通信和军事领域。许多国家很少使用这一频段的频率，故很有可能给ＬＭＤＳ分配至少1000 ＭＨｚ的频率，以充分开发ＬＭＤＳ传送宽带的综合的多媒体业务的潜力。另外，这一频段的开发成本高、技术复杂，其技术难点在于信号处理芯片(ＤＳＰ)和其他相关设备。对开发者而言，最关键的是要开发出低成本的28ＧＨｚ收发信机。其中发送机的放大器需要复杂的半导体技术，如基于砷化镓技术的毫米波集成电路，故在ＬＭＤＳ设备刚推出的时期，终端设备价格较高。预测一套收发信机(含天线)大约要350美元，另外，每个调制解调器也要350美元。所以能否降低ＬＭＤＳ设备的成本、保证设备的高性能是ＬＭＤＳ发展的一个关键。
   　　从目前市场上看，研制和生产ＬＭＤＳ设备的厂商多集中在北美。那些一直在无线领域处于领导地位的大设备制造厂商都有自己的设备。如北方电讯推出的宽带无线接入方案Ｒｅｕｎｉｏｎ的频率范围广，为2ＧＨｚ～42ＧＨｚ。除此之外，Ｐ-Ｃｏｍ公司、新桥网络、Ｔｅｘａｓ、惠普、ＢｏｓｃｈＴｅｌｅｃｏｍ、休斯网络系统等公司也推出了ＬＭＤＳ商用设备。Ｔｅｘａｓ于1994年完成了试验，并于1998年初开始供货；惠普公司与Ｓｔａｎｆｏｒｄ电信、西门子、宽带网络公司联合推出了一些商用产品；ＡＤＣ公司推出了针对ＬＭＤＳ的ＣｅｌｌＳｐａｎＢＷＡ方案；Ｂｏｓｃｈ和Ｃｉｓｃｏ系统公司结成了开发基于ＬＭＤＳ的宽带无线系统联盟，Ｂｏｓｃｈ在Ｄａｌｌａｓ开放了ＬＭＤＳ多媒体演示中心；日本东芝电子美国分公司将为业界提供ＬＭＤＳ设备用的芯片；休斯网络系统公司的第二代ＡｌＲｅａｃｈ宽带方案也把目标放在了ＬＭＤＳ市场。为ＷｉｎＳｔａｒ公司提供ＬＭＤＳ系统设备的Ｐ-Ｃｏｍ公司看中了中国巨大的市场发展潜力，目前正致力于开拓中国市场。
   　　若是从目前的发展情况来看，宽带无线技术接入作为一种接入方式是无线技术发展的必然趋势。与窄带的情况相同，宽带接入不可能取代有线接入，充其量是对有线接入的一种补充，而作为这一领域的代表，ＬＭＤＳ仍有一些问题需要解决。在经过国内外运营商一系列的试验后，ＬＭＤＳ正步入国内外的市场。

   6　几种接入技术的对比分析
   　　现有的各种宽带接入技术都有各自的优点和局限性。除了各种技术本身的性能以外，业务提供者在选择接入技术时还必须考虑业务成本、市场需求以及用户对业务价格的承受能力等问题。
   　　用户对宽带业务的需求不断增加，新的宽带接入方案不断涌现，但目前这些宽带技术在业务开展方面都很有限。ｘＤＳＬ、ＣａｂｌｅＭｏｄｅｍ、ＬＭＤＳ、宽带卫星接入和光接入等技术使宽带接入市场的形势变得十分复杂，现在就断言哪种技术将在未来的宽带接入市场中占主导地位还为时尚早。接入网的发展与当地的自然环境、发展状况、现有通信基础设施等紧密相关，目前还没有一种技术能够满足所有用户的要求。在相当长的一段时期内，宽带接入市场将呈现出种种接入技术百家争鸣的局面。
   　　同时，接入方式的多样性和应用技术种类的多样性有着密切的联系，随着应用的不断融合，接入方式也将不断地融合并最终走向光纤接入网。光纤接入的腾飞时间将同应用带宽要求超过ｘＤＳＬ技术的上限时间相同，据预测，这种对带宽的需求将会出现在2010年或者更早。

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