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如何在宽带接入网中融合现有窄带业务

2/14/2005来源:接入系统人气:9335

如何在宽带接入网中融合现有窄带业务(熊四皓) 摘要 本文介绍了宽、窄带接入网的定义,在接入网中融合多种业务的必要性及其面临 的难题,支持现有窄带业务接入的三种方式以及相关建议等。 关键词 宽带接入网 窄带接入网 业务融合 1引言 当前Internet正以惊人的速度迅猛发展,据统计,世界上Internet业务量每6个月翻 一番。现在Internet除了提供各种因特网基本服务(WWW、Email、FTP、Tenet等)外, 还推出各种新型应用,以便通过Internet实现各种电子商务。随着Internet服务内容的 增多,用户对数据传送速率的需求也日益增加,对整个网络带宽形成巨大压力。特别是 在接入部分,已成为Internet的瓶颈。 为满足用户对高速数据接入的需求,从1997年底开始,我国已有不少地区的电信运 营部门进行了宽带接入网试验,其中ADSL的发展势头比较迅猛。目前,广东、上海、浙 江、四川和北京已经或正在进行ADSL应用试验。除ADSL产品外,在我国试用的宽带接入 产品还有ATM接入复用器(ATM MUX),另外还有个别HFC和高速无线接入试验网。 但是,无论宽带业务怎么飞速发展,用户对以话音通信为代表的窄带业务仍然有需 求,现有的PSTN/ISDN等窄带业务网不可能在一夜之间消失。因此,现在建设宽带接入 网时要考虑如何在接入网中更经济有效地支持现有窄带业务。 2宽、窄带接入网的定义 我国接入网的建设始于90年代中期,到目前为止网上运行的接入网设备绝大部分是 窄带接入系统。无论是宽带还是窄带接入网,都可以统一定义如下:接入网是由业务节 点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传 输设施)所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经由Q3接口进 行配置和管理。传送实体提供必要的传送承载能力,对用户信令是透明的,不作解释。 换言之,接入网是由网络侧V或Z参考点与用户侧T或Z参考点之间的所有机线设备所构成。 接入网有时称为用户接入网。 宽带与窄带的一般划分标准是用户网络接口上的速率,即将用户网络接口上的最大 接入速率超过2Mbit/s的用户接入称为宽带接人,对最小接入速率则没有限制。接口速 率的高低是区分窄带与宽带的一个方面,窄带接入网与宽带接入网更本质的区别是对信 息的传送方式不同。一个是基于电路方式来传送,另一个则基于分组方式来传送。窄带 接入系统是基于支持传统的64kbit/ S的电路交换业务发展而来的,适合解决对话音等 带宽固定、对QoS要求比较高的实时业务的传送,而对以ip为主流的高速数据业务支持 能力差。宽带接人系统则是以分组传送方式为基础,这些分组可以是ATM信元、IP包、 帧中继帧或以太网帧等。宽带接入设备适合用来解决数据业务的接入。 3在接入网中融合多种业务的必要性及其面 临的难题 自从19世纪电话出现以来,就有接入网存在。历史上的接入网是指电话网中本地交 换机与用户之间的部分,但不叫做接入网,而是称为用户环、本地环或本地网,其主要 满足话音业务信息的传送。此时的接入网又称为电话网的接入网。它实际是连接用户电 话机和交换局之间的用户线。这些用户线自电话局到交接箱一段一般使用大对数电缆, 到交接箱后,交接箱将大对数电缆分成为小对数电缆再连接到几个不同方向的分线盒, 分线盒将小对数电线分为一对对双绞线并连接到每个用户的终端(主要是电话机)。这 种电话接入网的特点是无源、无复用、双星型结构。它带来的问题是传输距离短、传输 性能差、利用效率低、支持业务单一。由于当时业务需求只有话音业务(后来虽然逐步 出现话音频带的数据业务,但也可以把它看成是特殊的话音业务),所以当时不存在融 合多种业务的难题。这种接入网到现在为止还在大量使用。 70年代末80年代初,出现了数字用户环路(Digital Subscriber loop)的概念。 随后各种新业务也纷纷出现,如X.25DDN、ISDN、帧中继、ATM、IP等。电信网的接入部 分除支持传统话音业务的传送外,还出现了数据业务等其它业务的传送需求。为支持这 些新业务在接入网中传送,按传统的做法是每一种业务都要求在其业务节点和用户终端 设备之间建立物理上彼此独立的通道。这种建网方式既不经济,又给运营维护管理带来 诸多不便,增加了网络的建设和维护成本。由于需要多种线路设施入户,还给住宅建设 部门和用户的使用带来很多麻烦,这就需要在用户终端设备和各种业务网的业务节点之 间建立综合传送网络,该网络应满足各种业务网与用户终端设备之间传送信息的要求, 它应该是与业务无关的传送网络。也就是说它和骨干网的光传送网一样,属于基础网的 一部分,能够透明支持各种业务的传送,这就是ITU-T在1995年通过的建议G.902中定 义的接入网。为适应在接入网中实现综合传送的要求,20世纪90年代以来出现了很多新 的接入技术。这些接入技术的特点表现为支持综合业务的接入,特别是支持多媒体业务 和IP业务的综合接入。 在接入网中实现多业务的融合,也面临一些具体的问题: QoS问题。接入网需要支持多种业务,包括宽带业务、窄带业务、实时业务和非实 时业务。前面已提到,宽带接入系统是以分组传送方式为基础,适合用来解决无连接 的、对时延不敏感的数据业务的接入。而传统的话音等实时业务是面向连接的,对传 输时延非常敏感。如何在基于分组传送的宽带接入网中支持实时业务就是目前要解决 的问题。 同步问题。接入网应具有与多个业务节点接口(SNI)相连接的能力。也就是说一 套接入网设备需要与多个业务节点相连。接入网设备在实际运行中,其定时信号往往 从某一个业务节点提取。如果与该接入网相连的业务节点之间不同步,接入网就面临 无法支持多种业务传送的难题。当前我国建设的一些接入网仅能支持话音业务的传送, 产生这个后果的主要原因是不同业务网的业务节点之间不同步。 网管问题。接入网要支持多种业务的传送,也就是说,接入网的网管要与不同的 业务网的网管发生关系。从管理层面上看,接入网的网管与业务网的网管不应该处于 同一层面。接入网的网管应服从网管的整体规划,接入网可以建立自己独立的网管系 统,接入网网元管理层与上级网管的接口协议需要统一考虑。 4支持现有窄带业务接入的三种方式 目前建设宽带接入网时有三种可选方案来支持窄带业务。第一种方案是在接入网 中直接将话音等窄带信号打成IP包或通过AAL2协议适配到ATM信元中,进入宽带业务 网,然后通过网关进入现有窄带业务网。话音信号的压缩编码可以在宽带接入网的远 端设备中完成,也可以在用户驻地网(CPN)中完成。图中的网关应该是大容量网关, 其作用是将含话音信号的IP包或ATM信元转换成传统的基于64kbit/S的电路信号。 第一种方案的特点是在接入网中实现窄带业务的分组化传送。其优点是窄带业务 和宽带业务真正融为一体,节省投资,网络结构也比较简单,易于维护管理。这种方 案也有其弊端:如果话音信号基于IP方式来传送,QoS将无法保证,电信运营商将不 能给用户提供高质量的话音通信服务;如果基于ATM方式传送,通过话音压缩编码和 AAL2协议可以保证话音通信的QoS,坦从目前来看AAL2的应用前景并不是很好。 第一种方案适合在没有窄带接入基础设施的地方建设宽带接入网,如新建的居民 小区或商业大楼。同时,这些接入网所服务的电信用户应没有高质量话音通信的业务 需求。 第二种方案是通过ATM电路仿真方式在宽带接入网中支持现有窄带业务。窄带用 户信息通过接入网的电路仿真接口进入宽带接入网,再通过ATM交换机的电路仿真接 口进入现有的窄带业务网。如果宽带接入网要接的是少量分散的窄带用户,可以从宽 带接入网的远端设备直接出Z接口,V5协议终结在宽带接入网的远端;如果宽带接入 网要接的是大量窄带用户,宽带接入网可以将V5接口透明传送至与其相连的数字环路 载波(DLC)设备,V5协议将在DLC设备中终结。在实际建设中,根据组网需要,宽带 接入网可直接通过电路仿真接口与窄带业务网相连。 第二种方案的特点也是窄带和宽带业务在接入网中实现一体化传送。其优点也是 窄带业务和宽带业务真正融为一体,节省投资,网络结构也比较简单,易于维护管理。 但与第一种方案不同的是,该方案对窄带实时业务有QoS保证。这种方案的弊端是:目 前可以提供这种产品的厂家比较少。但这是未来接入网的发展方向。 第二种方案同样适合在新建的居民小区或商业大楼等没有窄带基础设施的地方建 设宽带接入网。这种接入网所服务的电信用户可以得到高质量话音通信服务。 第三种方案是重叠建设窄带和宽带两个接入网,窄带和宽带用户信息分别通过不 同的接入网进入窄带和宽带业务网。ADSL接入网虽然要利用目前窄带接入网的铜双绞 线,但从逻辑上看,它与现有的窄带接入网是两个重叠的网络。 第三种方案的特点是窄带接入网和宽带接入网是重叠建设的。其优点是技术成熟, 对窄带实时业务有QoS保证。弊端是投资成本高,网络结构也比较复杂,维护管理难 度大。 第三种方案适合在已建设好窄带接入网的地区建设宽带接入网。电信运营商为了 保护已有的投资,不可能拆掉已有的窄带接入基础设施来建设宽带接入网。在已经有 窄带接入设施的地方解决宽带接入,往往采取第三种方案。 5有关建议 无论将来宽带数据业务怎么发展,在相当长的一段时间内,电信用户还需要高质 量的话音通信服务,这也是传统电信运营商的主要收入来源。因此,运营商在建设宽 带接入网时,一定要综合考虑如何解决现有窄带业务的接入。我国地域辽阔,不同地 区发展水平差别很大,不同地区的电信基础设施同样有很大差别。在建设宽带接人网 时解决窄带业务接入有多种技术方案可选。我国电信运营商应重视以上三种方案的应 用,以便更经济有效地支持现有窄带业务。