通信學(xué)論文-對(duì)我國(guó)農(nóng)村接入網(wǎng)發(fā)展途徑的研究.doc

通信學(xué)論文-對(duì)我國(guó)農(nóng)村接入網(wǎng)發(fā)展途徑的研究一、國(guó)外接入網(wǎng)狀況目前，世界各國(guó)電信公司普遍把發(fā)展接入網(wǎng)作為主要的經(jīng)營(yíng)策略之一，傾注了很大的力量。設(shè)備制造商也積極適應(yīng)這方面的需要，開發(fā)了各種各樣的接入網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)品。接入網(wǎng)概念的出現(xiàn)，使電信運(yùn)營(yíng)者能夠綜合考慮用戶環(huán)路的設(shè)備配置問題，既著眼于現(xiàn)在的需求又放眼于網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展。但由于發(fā)展的不平衡，服務(wù)水平都存在巨大差異。在現(xiàn)階段接入網(wǎng)發(fā)展建設(shè)過程中，普遍面臨著兩個(gè)方面的主要問題：一個(gè)是在電信欠發(fā)達(dá)地區(qū)缺乏配套的用戶線問題，另一個(gè)是電信發(fā)達(dá)地區(qū)用戶環(huán)路的數(shù)字化與寬帶化問題。在發(fā)展中國(guó)家，城市和鄉(xiāng)村普遍存在著因沒有用戶線而造成的大量待裝用戶無法及時(shí)裝機(jī)。許多國(guó)家的電信運(yùn)營(yíng)公司認(rèn)為，采用無線用戶環(huán)路解決電話網(wǎng)的機(jī)線矛盾是見效最快的方法，尤其在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村和山區(qū)，效果更明顯。因?yàn)槟壳暗霓r(nóng)村電話用戶基本是固定用戶，不存在不同無線技術(shù)之間的互通問題，也基本不考慮漫游問題，所以原則上可以不對(duì)采用的技術(shù)加以限制。另外，SDH/SONET已大規(guī)模推廣，ATM也已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向公用網(wǎng)，開始商用。因此用戶環(huán)路也需要相應(yīng)寬帶化以支持各種寬帶業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在，電信運(yùn)營(yíng)公司已經(jīng)認(rèn)識(shí)到用戶環(huán)路寬帶化刻不容緩，紛紛提出改造或重建用戶網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃。用戶環(huán)路寬帶化的方案有很多，如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等，并且有可能不斷推出更新的接入技術(shù)。對(duì)于新的各種接入技術(shù)，F(xiàn)TTB、FTTC、FTTZ將在近期內(nèi)占有較大市場(chǎng)；國(guó)外電信界普遍認(rèn)為FTTH是未來的發(fā)展方向；HFC是目前較看好的提供CATV等寬帶業(yè)務(wù)的方法；HDSL在利用現(xiàn)有用戶線對(duì)提供基群速率業(yè)務(wù)方面技術(shù)相對(duì)比較成熟；WLL還限于提供基本電話業(yè)務(wù)，與有線技術(shù)相比很具競(jìng)爭(zhēng)力。但無論采用什么技術(shù)，運(yùn)營(yíng)公司最關(guān)心的是每線成本及商用的時(shí)間。無線用戶環(huán)路（WLL）目前主要用于提供基本電信業(yè)務(wù)，所采用的主要技術(shù)是以數(shù)字/模擬蜂窩為基礎(chǔ)的技術(shù)、數(shù)字微波技術(shù)和毫米波（28GHz）技術(shù)、一點(diǎn)多址技術(shù)。目前，無線用戶環(huán)路在發(fā)展中國(guó)家應(yīng)用較多，想以此加快提高和發(fā)展電信業(yè)務(wù)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家新的運(yùn)營(yíng)公司也用WLL作為競(jìng)爭(zhēng)手段，在日本，已把發(fā)展無線接入技術(shù)作為今后通信發(fā)展的主要技術(shù)政策之一。日本NTT公司將從1998年開始在人口密度低的農(nóng)村地區(qū)，采用光纖接入和固定無線接入方式或有線無線混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無線接入技術(shù)，并把這種技術(shù)推向國(guó)外。一些國(guó)家在局部高密度用戶區(qū)域也開始應(yīng)用無線接入技術(shù)（PHS等）以擴(kuò)大業(yè)務(wù)。二、我國(guó)接入發(fā)展?fàn)顩r自“八五”、“九五”規(guī)劃期以來，我國(guó)電信網(wǎng)建設(shè)獲得了巨大成績(jī)，綜合通信能力明顯增強(qiáng)，通信網(wǎng)正向全數(shù)字化、綜合化方向發(fā)展。電話網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已躍居世界第二位（交換機(jī)總?cè)萘窟_(dá)1.1億門）。全國(guó)縣城以上城市全部開通了程控電話交換機(jī)，程控化比重達(dá)到99.7%，長(zhǎng)途話路中數(shù)字電路占99.2%以上，據(jù)ITU統(tǒng)計(jì)，1995年美國(guó)電信網(wǎng)數(shù)字化率達(dá)73%。應(yīng)當(dāng)說我國(guó)通信網(wǎng)路裝備水平實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越。但從網(wǎng)絡(luò)整體看，我國(guó)處于網(wǎng)絡(luò)末端的用戶線路短缺問題在一些地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)十分突出，傳統(tǒng)的模擬銅纜為主要的用戶線傳輸手段，在一定程度上限制和制約著通信新業(yè)務(wù)的發(fā)展，成為建設(shè)現(xiàn)代化電信網(wǎng)的瓶頸。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高速數(shù)據(jù)、高質(zhì)量視頻業(yè)務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)的需求日趨迫切，作為交換局與用戶終端間的連接紐帶，用戶接入網(wǎng)的數(shù)字化寬帶化也被提到重要日程。我國(guó)農(nóng)村通信市場(chǎng)迅速啟動(dòng)，將成為電信業(yè)務(wù)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，農(nóng)村用戶接入網(wǎng)的建設(shè)也十分迫切。農(nóng)村用戶接入網(wǎng)建設(shè)受農(nóng)村用戶分散、地形條件復(fù)雜，山區(qū)、水網(wǎng)、用戶線路超長(zhǎng)，再加上農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件差，這些特點(diǎn)，使得農(nóng)村地區(qū)的用戶接入網(wǎng)建設(shè)難度比城市用戶接入網(wǎng)建設(shè)的難度更大。目前，接入網(wǎng)的許多技術(shù)仍不夠成熟，或成本太高，離大規(guī)模商用化還有一定距離。我國(guó)有關(guān)接入網(wǎng)的體制、標(biāo)準(zhǔn)正在抓緊制定中，相關(guān)的接入網(wǎng)試驗(yàn)也在幾種交接上進(jìn)行實(shí)用化試驗(yàn)工作。因此，在確定各地區(qū)接入網(wǎng)發(fā)展途徑和建設(shè)中，一定要根據(jù)城市和農(nóng)村地區(qū)具體情況，根據(jù)不同特點(diǎn)和條件，堅(jiān)持實(shí)事求是，因地制宜地發(fā)展接入網(wǎng)。三、接入網(wǎng)的定義和定界國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T已通過關(guān)于用戶接入網(wǎng)定義、定界和功能的G902建議，以及接入網(wǎng)的接口建議G904、G965，我國(guó)已制訂了接入網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。接入網(wǎng)（AN）是由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體所組成的，為傳送電信業(yè)務(wù)提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，可經(jīng)由Q3接口進(jìn)行配置和管理，傳送實(shí)體提供必要的傳送承載能力，對(duì)用戶信令是透明的，不作處理。換言之，接入網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)V或Z參考點(diǎn)與用戶測(cè)T或Z參考點(diǎn)之間的所有機(jī)線設(shè)備所構(gòu)成。接入網(wǎng)所覆蓋的范圍由三個(gè)接口定界，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)由SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）相連，用戶側(cè)經(jīng)由UNI與用戶相連，管理方面則經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)（TMN）相連。其中SN是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體，是一種可以接入各種交換型和/或永久連接型電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)元，而SNI即是AN與SN之間的接口?？商峁┮?guī)定業(yè)務(wù)的SN有本地交換機(jī)、租用線業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)或特定配置情況下的點(diǎn)播電視和廣播電視業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)等。四、接入網(wǎng)的功能、位置及標(biāo)準(zhǔn)化接口根據(jù)接入網(wǎng)的定義，接入網(wǎng)為本地交換機(jī)與用戶端設(shè)備之間的實(shí)施系統(tǒng)，它可以部分或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶本地線路網(wǎng)，可含復(fù)用、交叉連接和傳輸功能。接入網(wǎng)可支持包括窄帶和寬帶多種業(yè)務(wù)的綜合接入。為了支持不同的業(yè)務(wù)，接入網(wǎng)需要有不同的接口。交換側(cè)和用戶側(cè)的接口根據(jù)具體的應(yīng)用情況配置，兩側(cè)的接口可以是不對(duì)稱的。目前ITU-T規(guī)范接口版本交換側(cè)采用的為V5.1和V5.2接口，將來接口類型還要向前發(fā)展，例如寬帶V接口，如VB5.1，VB5.2，SDH接口和租用線接口等。V5接口的誕生對(duì)接入網(wǎng)的發(fā)展起到了極大推動(dòng)作用。直到不久前，音頻（VF）接口仍是電話用戶與本地交換機(jī)之間的唯一接口。超過銅線用戶電纜的覆蓋范圍時(shí)，只有采用遠(yuǎn)端模塊或音頻轉(zhuǎn)接的用戶環(huán)路載波設(shè)備（SLC）來實(shí)現(xiàn)接入。這兩種技術(shù)目前都存在嚴(yán)重的缺陷。SLC設(shè)備在交換機(jī)側(cè)需要進(jìn)行一次A/D和D/A轉(zhuǎn)換，無論在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上都極不合理，而且無法解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入問題，因?yàn)閿?shù)據(jù)要求透明傳輸，不能轉(zhuǎn)換。遠(yuǎn)端模塊在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都比較合理，然而，交換機(jī)與遠(yuǎn)端模塊之間的數(shù)字接口沒有統(tǒng)一規(guī)范，不同廠家的設(shè)備不能互通，給網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)造成一定困難。交換機(jī)局間中繼的數(shù)字接口則由于不能支持用戶線信令而不能用于接入網(wǎng)。V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基礎(chǔ)上，除了幀同步時(shí)隙外，使用一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙作為通信控制信道來傳送信令，其它時(shí)隙作為承載信道，可以傳送64Kbit/s數(shù)字話音信號(hào)或ISDN的B通道信號(hào)。V51支持1個(gè)2Mbit/s鏈路，1個(gè)位于TS16時(shí)隙的通信控制信道，其余各時(shí)隙固定分配給各承載信道。V52支持116個(gè)2Mbit/s鏈路,1個(gè)或多個(gè)通信控制信道,承載信道時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配,且具有集線功能。V5鏈路接入?yún)f(xié)議定義了V5的所有功能，內(nèi)容包括：電話網(wǎng)用戶信令信號(hào)的雙向傳遞、用戶端口的狀態(tài)和控制信息的雙向傳遞、ISDN的D通道信息的雙向傳遞、V5.2承載信道的動(dòng)態(tài)分配和集線控制、V5.2的多個(gè)控制信道的倒換功能和承載信道連接功能、V5.2的多個(gè)2Mbit/s鏈路的管理功能等。V5接口支持的接入類型包括：模擬電話、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口（僅V52）及半永久連接租用線路。V5接口的問世推動(dòng)了接入網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（1）由于V5規(guī)范了數(shù)字化的用戶接口，從而使接入網(wǎng)的引入變得既經(jīng)濟(jì)又有效，使得用戶環(huán)路中音頻轉(zhuǎn)換接技術(shù)SLC作為一種應(yīng)用技術(shù)將被取代。（2）由于V5支持多種業(yè)務(wù)以及它們的綜合接入，使得從此在接入網(wǎng)上能夠?qū)崿F(xiàn)模擬和數(shù)字多種業(yè)務(wù)的綜合接入。（3）由于V5接口將交換機(jī)的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)化，故為開放式接口，打破了交換機(jī)遠(yuǎn)端模塊的專有性，交換機(jī)與接入網(wǎng)設(shè)備可由不同廠家提供。大批的廠家加入到接入網(wǎng)行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)，大量的生產(chǎn)降低了設(shè)備的成本。各本地網(wǎng)所處地理位置不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不齊，對(duì)接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求差異較大，廣大農(nóng)村地區(qū)拉入網(wǎng)的發(fā)展相對(duì)滯后，但隨著交換機(jī)數(shù)字化，ISDN的引入，多種接入網(wǎng)組網(wǎng)方式的應(yīng)用，遲早要在農(nóng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)。五、接入網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)選用1、有線接入技術(shù)當(dāng)前比較實(shí)用的有線接入方案中，除了傳統(tǒng)的銅線接入方式外，有以下四種接入技術(shù)：（1）光纖接入（FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等）。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纖敷設(shè)到那里來區(qū)分的，即以接入網(wǎng)主干系統(tǒng)與配線系統(tǒng)的交界點(diǎn)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）的位置進(jìn)行劃分的。FTTB是指光纖敷設(shè)到辦公大樓，F(xiàn)TTC是指光纖敷設(shè)到路邊，F(xiàn)TTZ是指光纖敷設(shè)到用戶小區(qū)，F(xiàn)TTH是光纖直接到每個(gè)家庭。從技術(shù)的角度看，F(xiàn)TTB、FTTC、TFFZ基本相近，沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別。從運(yùn)營(yíng)角度看，當(dāng)前業(yè)務(wù)量最大，用戶需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點(diǎn)是全數(shù)字化接入與傳輸，主干系統(tǒng)的傳輸媒介是光纖，各種業(yè)務(wù)以時(shí)分復(fù)用方式接入，傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s；配線系統(tǒng)使用星型結(jié)構(gòu)的銅絞線作為傳輸媒介，根據(jù)終端設(shè)備的種類，配線系統(tǒng)可以使用二線連接或四線連接結(jié)構(gòu)；FTTB與交換局之間應(yīng)使用V5接口。可實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的綜合服務(wù)（包括寬帶業(yè)務(wù)），容易向環(huán)型光纖網(wǎng)過渡。目前發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村接入網(wǎng)已廣泛采用了架空光纜，今后在地形條件適宜的農(nóng)村地區(qū)，光纜到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村是發(fā)展的方向，地、縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間地理環(huán)境允許的情況下應(yīng)敷設(shè)光纜，接入技術(shù)仍可優(yōu)選遠(yuǎn)端模塊。模塊服務(wù)半徑710公里。光纜應(yīng)備有傳送CATV信號(hào)的單獨(dú)光纖為實(shí)現(xiàn)共纜分纖綜合傳輸電話和CATV提供基礎(chǔ)裝備。雖然目前農(nóng)村普及率水平很低，但近幾年農(nóng)村電話發(fā)展速度持續(xù)高漲，農(nóng)村通信水平將有大幅度增長(zhǎng)，因此建設(shè)農(nóng)村的光纜接入網(wǎng)應(yīng)有長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃來指導(dǎo)建設(shè)。（2）光纖同軸混合接入（HFC）。它的基本特征是以模擬傳輸方式，綜合接入多種業(yè)務(wù)信息。HFC的主干系統(tǒng)使用光纖，采取頻分復(fù)用方式傳輸多種信息；配線部分使用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同軸電纜系統(tǒng)，傳輸和分配用戶信息。在HFC網(wǎng)上傳輸數(shù)字語音和數(shù)字圖像信息時(shí)，必須經(jīng)過寬帶調(diào)制器（64QAM）將數(shù)字信號(hào)調(diào)制到模擬信道中傳輸。HFC可用于解決CATV、電話、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的綜合接入問題。（3）高速數(shù)字用戶環(huán)路（HDSL）。為了充分發(fā)揮現(xiàn)有市話電纜的作用，解決用戶線不足和高速業(yè)務(wù)的需求的矛盾，國(guó)外研制開發(fā)了高速數(shù)字用戶環(huán)路HDSL技術(shù)。使用兩對(duì)用戶線傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當(dāng)用戶接入網(wǎng)的主干傳輸系統(tǒng)。HDSL的優(yōu)點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有銅纜實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，也可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號(hào)的需求；安裝HDSL設(shè)備時(shí)基本不改變?cè)性O(shè)備，施工方便迅速；當(dāng)更大容量用戶環(huán)路建成后，HDSL設(shè)備可以轉(zhuǎn)到異地使用。對(duì)于原來已鋪設(shè)有銅纜到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及村的農(nóng)村地區(qū)，HDSL方式對(duì)迅速擴(kuò)容和開放數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也是一種可行的方案。2、多種固定無線接入技術(shù)在有線通信不斷發(fā)展的同時(shí)，無線通信技術(shù)以其靈活方便、建設(shè)速度快、維護(hù)費(fèi)用低、受環(huán)境限制少、適合于遠(yuǎn)距離分散用戶等功能特點(diǎn)，成為接入網(wǎng)建設(shè)中必不可少的手段之一。其中，固定無線接入是解決我國(guó)目前機(jī)線矛盾等問題的主要方式。地、縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間地理環(huán)境不允許敷設(shè)光纜，接入技術(shù)應(yīng)優(yōu)選多終端固定無線接入。服務(wù)半徑1030公里。在城、鄉(xiāng)用戶線緊張的地區(qū)，用戶的擴(kuò)容也可采用無線技術(shù)接入手段，日本已大量采用無線接入手段、PHS-WLL。無線接入大體上可分為：（1）現(xiàn)有移動(dòng)技術(shù)的固定應(yīng)用，如蜂窩技術(shù)和無繩技術(shù)；（2）專為固定無線接入設(shè)計(jì)的技術(shù)；（3）微波技術(shù)（一點(diǎn)多址技術(shù)）。從技術(shù)的角度上講，在城市和農(nóng)村地區(qū)均適用。上海市區(qū)已應(yīng)用一點(diǎn)多址無線接入系統(tǒng)開通電話、傳真、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，農(nóng)村地區(qū)也有較多應(yīng)用。采用移動(dòng)技術(shù)或?qū)Ｓ霉潭o線接入技術(shù)的系統(tǒng)從應(yīng)用的角度來說有兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：與移動(dòng)混合組網(wǎng)；單獨(dú)組網(wǎng)。（1）基于蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即固定無線終端接入到移動(dòng)交換機(jī)MSC。此方式可使運(yùn)營(yíng)者以同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)服務(wù)于移動(dòng)和固定的不同用戶群；（2）典型的固定無線接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即直接接入到PSTN/ISDN，而不接入到移動(dòng)交換機(jī)