对我国农村接入网发展途径的研究.doc

对我国农村接入网发展途径的研究班级: 姓名: 学号:摘要:接入网大致上分为宽带接入、光纤接入、无线接入等几种,而宽带接入是目前应用和发展的重点技术之一，也是推动其他技术发展和应用的重要力量，本文深入分析了主要的宽带接入技术在我国的应用状况，重点介绍了接入网技术在农村的发展与应用，另外对光纤接入应用前景进行了讨论与分析。关键词:宽带接入 接入网 光纤接入 无线接入第一章 引言1.1课题的提出随着农村经济发展和农民生活水平提高，农村、农业、农民对信息服务的品种、层次、功能等都提出了更高的要求,进行社会主义新农村建设，实施“以工促农、以城带乡”战略，都离不开信息化的服务与支撑,“信息不对称”是影响农民增收的重要因素。农民获取信息的渠道狭窄，对市场行情缺乏了解，许多农产品即使“天生丽质”也难找到“好婆家”，但有了电话、网络的引见之后，情况就大不一样了。点击经济、催生特色农业，是农村致富的新手段。信息化让越来越多农民的致富路越走越宽广，信息化提升了当地特色经济品牌，也提升了农业经济效益。近年来，随着接入网概念的出现，以互联网为代表的新技术革命正引领着传统的电信概念和结构体系向一个全新的方向发展，随着各国接入网市场的逐渐开放以及电信管制政策的日渐放松，新业务需求在越演越烈的地盘争霸战中层出不穷，在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术，尤其是宽带接入技术的不断成熟加快了各自的商用步伐。如何使千家万户上网，便是大家都在谈论的所谓“最后一公里”的接入问题。接入网建设投资约占信息网络基础设施总投资的一半以上，可以说这是宽带网络建设的瓶颈、热点和关键环节。目前，各种宽带接入技术的发展正方兴未艾，竞争激烈。目前国际上主流并且比较成熟的技术包括xDSL技术、以太网技术、光纤接入技术、Cable技术、电力线通信技术以及无线接宽带接入技术等。而ADSL技术已渐渐成为国内市场是领头羊。第二章 接入网2.1接入网接入网是由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体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。接入网的宽带化已成为电信网中必须尽快妥善解决的“瓶颈”，已成了未来国家信息基础设施（NII）的发展重点。其市场之大，前所未有，吸引了制造商、运营公司和业务提供者的注意。同时其对管制、技术、业务和成本的高度敏感性也往往使人困惑和却步。2.2接入网定义和定界标准国际电信联盟ITU-T已通过关于用户接入网定义、定界和功能的G902建议，以及接入网的接口建议G904、G965，我国已制订了接入网的相关标准。接入网（AN）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，不作处理。换言之，接入网是由网络侧V或Z参考点与用户测T或Z参考点之间的所有机线设备所构成。接入网所覆盖的范围由三个接口定界，即网络侧经由SNI与业务节点（SN）相连，用户侧经由UNI与用户相连，管理方面则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连。其中SN是提供业务的实体，是一种可以接入各种交换型和/或永久连接型电信业务的网元，而SNI即是AN与SN之间的接口。可提供规定业务的SN有本地交换机、租用线业务节点或特定配置情况下的点播电视和广播电视业务节点等。2.3接入网的功能、及标准化接口根据接入网的定义，接入网为本地交换机与用户端设备之间的实施系统，它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网，可含复用、交叉连接和传输功能。接入网可支持包括窄带和宽带多种业务的综合接入。为了支持不同的业务，接入网需要有不同的接口。交换侧和用户侧的接口根据具体的应用情况配置，两侧的接口可以是不对称的。目前ITU-T规范接口版本交换侧采用的为V5.1和V5.2接口，将来接口类型还要向前发展，例如宽带V接口，如VB5.1，VB5.2，SDH接口和租用线接口等。直到不久前，音频（VF）接口仍是电话用户与本地交换机之间的唯一接口。超过铜线用户电缆的覆盖范围时，只有采用远端模块或音频转接的用户环路载波设备（SLC）来实现接入。这两种技术目前都存在严重的缺陷。SLC设备在交换机侧需要进行一次A/D和D/A转换，无论在经济上还是技术上都极不合理，而且无法解决数据业务的接入问题，因为数据要求透明传输，不能转换。远端模块在技术上和经济上都比较合理，然而，交换机与远端模块之间的数字接口没有统一规范，不同厂家的设备不能互通，给网络的规划和建设造成一定困难。交换机局间中继的数字接口则由于不能支持用户线信令而不能用于接入网。V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基础上，除了帧同步时隙外，使用一个或多个时隙作为通信控制信道来传送信令，其它时隙作为承载信道，可以传送64Kbit/s数字话音信号或ISDN的B通道信号。V51支持1个2Mbit/s链路，1个位于TS16时隙的通信控制信道，其余各时隙固定分配给各承载信道。V52支持116个2Mbit/s链路,1个或多个通信控制信道,承载信道时隙动态分配,且具有集线功能。V5链路接入协议定义了V5的所有功能，内容包括：电话网用户信令信号的双向传递、用户端口的状态和控制信息的双向传递、ISDN的D通道信息的双向传递、V5.2承载信道的动态分配和集线控制、V5.2的多个控制信道的倒换功能和承载信道连接功能、V5.2的多个2Mbit/s链路的管理功能等。V5接口支持的接入类型包括：模拟电话、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口（仅V52）及半永久连接租用线路。（1）由于V5规范了数字化的用户接口，从而使接入网的引入变得既经济又有效，使得用户环路中音频转换接技术SLC作为一种应用技术将被取代。（2）由于V5支持多种业务以及它们的综合接入，使得从此在接入网上能够实现模拟和数字多种业务的综合接入。（3）由于V5接口将交换机的数字接口标准化，故为开放式接口，打破了交换机远端模块的专有性，交换机与接入网设备可由不同厂家提供。大批的厂家加入到接入网行业中竞争，大量的生产降低了设备的成本。各本地网所处地理位置不同，经济发展水平不齐，对接入网的业务需求差异较大，广大农村地区拉入网的发展相对滞后，但随着交换机数字化，ISDN的引入，多种接入网组网方式的应用，迟早要在农村地区实现。2.4接入网的组网技术当前比较实用的有线接入方案中主要有以下四种接入技术：（1）ADSLADSL网络快车业务是指利用普通电话线以ADSL技术方式实现超高速上网等功能的一种电信新业务。ADSL-Asymmetric Digital Subscriber Line专业中文名称为非对称数字用户线路，是一种新兴的高速通信技术。它有以下几个优点：安装简易快捷，只需在普通电话线上加装ADSL MODEM，在电脑上安装网卡即可（单机上网）；或者用ADSL路由器或服务器共享上网（多机上网）。 使用上网 、打电话可在一条电话线上同时进行，上网时不影响打电话，真正实现上网、打电话两全其美。 节省费用，利用电话线上网不用交电话费 独享带宽，线路专用，不受用户增加影响。速率比普通拨号快数十倍。 可享受视频点播（VOD），突破传统MODEM网上视频播放差的限制。 可多机共享一线上网，适合中小型公司、上网发烧友及一般家庭用户（2）光纤接入（FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等）。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纤敷设到那里来区分的，即以接入网主干系统与配线系统的交界点光网络单元（ONU）的位置进行划分的。FTTB是指光纤敷设到办公大楼，FTTC是指光纤敷设到路边，FTTZ是指光纤敷设到用户小区，FTTH是光纤直接到每个家庭。从技术的角度看，FTTB、FTTC、TFFZ基本相近，没有实质性区别。从运营角度看，当前业务量最大，用户需求最迫切的是FTTB。FTTB的特点是全数字化接入与传输，主干系统的传输媒介是光纤，各种业务以时分复用方式接入，传输速率为155Mb/s或140Mb/s；配线系统使用星型结构的铜绞线作为传输媒介，根据终端设备的种类，配线系统可以使用二线连接或四线连接结构；FTTB与交换局之间应使用V5接口。可实现多种业务的综合服务（包括宽带业务），容易向环型光纤网过渡。目前发达地区农村接入网已广泛采用了架空光缆，今后在地形条件适宜的农村地区，光缆到乡、镇、村是发展的方向，地、县到乡镇之间地理环境允许的情况下应敷设光缆，接入技术仍可优选远端模块。模块服务半径710公里。光缆应备有传送CATV信号的单独光纤为实现共缆分纤综合传输电话和CATV提供基础装备。虽然目前农村普及率水平很低，但近几年农村电话发展速度持续高涨，农村通信水平将有大幅度增长，因此建设农村的光缆接入网应有长远规划来指导建设。（3）光纤同轴混合接入（HFC）。它的基本特征是以模拟传输方式，综合接入多种业务信息。HFC的主干系统使用光纤，采取频分复用方式传输多种信息；配线部分使用树状拓扑结构的同轴电缆系统，传输和分配用户信息。在HFC网上传输数字语音和数字图像信息时，必须经过宽带调制器（64QAM）将数字信号调制到模拟信道中传输。HFC可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。（4）高速数字用户环路（HDSL）。为了充分发挥现有市话电缆的作用，解决用户线不足和高速业务的需求的矛盾，国外研制开发了高速数字用户环路HDSL技术。使用两对用户线传输2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充当用户接入网的主干传输系统。HDSL的优点是充分利用现有铜缆实现扩容，也可以解决少量用户传输384Kbps和2Mbps宽带信号的需求；安装HDSL设备时基本不改变原有设备，施工方便迅速；当更大容量用户环路建成后，HDSL设备可以转到异地使用。对于原来已铺设有铜缆到乡、镇及村的农村地区，HDSL方式对迅速扩容和开放数据业务也是一种可行的方案。2.5我国接入网的发展趋势和发展策略自“八五”、“九五”规划期以来，我国电信网建设获得了巨大成绩，综合通信能力明显增强，通信网正向全数字化、综合化方向发展。电话网网络规模已跃居世界第二位（交换机总容量达1.1亿门）。全国县城以上城市全部开通了程控电话交换机，程控化比重达到99.7%，长途话路中数字电路占99.2%以上，据ITU统计，1995年美国电信网数字化率达73%。应当说我国通信网路装备水平实现了历史性跨越。但从网络整体看，我国处于网络末端的用户线路短缺问题在一些地区和农村地区十分突出，传统的模拟铜缆为主要的用户线传输手段，在一定程度上限制和制约着通信新业务的发展，成为建设现代化电信网的瓶颈。随着经济发展，高速数据、高质量视频业务等宽带业务的需求日趋迫切，作为交换局与用户终端间的连接纽带，用户接入网的数字化宽带化也被提到重要日程。我国农村通信市场迅速启动，将成为电信业务发展新的增长点。因此，农村用户接入网的建设也十分迫切。农村用户接入网建设受农村用户分散、地形条件复杂，山区、水网、用户线路超长，再加上农村经济条件差，这些特点，使得农村地区的用户接入网建设难度比城市用户接入网建设的难度更大。目前，接入网的许多技术仍不够成熟，或成本太高，离大规模商用化还有一定距离。我国有关接入网的体制、标准正在抓紧制定中，相关的接入网试验也在几种交接上进行实用化试验工作。因此，在确定各地区接入网发展途径和建设中，一定要根据城市和农村地区具体情况，根据不同特点和条件，坚持实事求是，因地制宜地发展接入网。随着技术与网络条件逐渐成熟，基于话音业务将继续从城市向农村转移，同时基于窄带的数据多媒体业务和应用将呈指数型增长，宽带业务需求已经出现，CATV业务发展也将从城市向乡镇进一步转移。因此，接入网建设的总体发展策略是：继续加快光纤接入网向用户迫近的建设进程，加强窄、宽带相结合的综合业务接入能力，继续发挥“普及型”（窄带业务，空话个人用户）业务的网络规模和资源优势，提供“提高型”（宽带业务、集团用户）业务能力和竞争能力，在满足需求的同时，紧紧把握接入网技术发展方向，适度超前，并将“提高型”业务逐步向“普及型”扩大、推进。具体策略如下:（1）光纤接入网宽带化是接入网技术的发展方向。由于近期宽带业务需求趋势和各种接入网产品实用价格的不明朗性，所以给运营商如何将FTTC/B继续向FTTH/O推进的进程、手段带来不明确性。虽然HFC、APON、HFW接入手段都是由FTTC/B推进的，但最终选用何种最后100m（引入层）的媒质仍不明朗。因此，宽带业务和接入网建设将以多种宽带接入手段并存。根据不同用户、用户群特征，不同地区的宽带业务要求，定向采用不同的接入方式，及时满足用户宽带业务需求。（2）接入网光缆的建设要适度超前，接入网主干光缆、配线光缆的建设除要满足今后15-20年的需要外，也要满足广播电视、计算机网络的需要以及租用需求。（3）管线建设必须与接入网统筹规划，管线（含光缆）建设应根据交换区、交接区的划分。光接入网覆盖区域等规划方案分步实施。进一步缩短双绞线的长度，提高铜缆利用率。在管道紧缺地区严格控制新敷设800对以上的用户电缆。交换机出局尽量管道化、光纤化。（4）光节点密度、节点服务区的划分应根据城市、农村用户和地理分布的不同特点进行。城市主要根据大客户、商业和重要用户、住宅小区以及根据管道资源、机房设点情况由远及近地优先安排光节点密度和服务区，主要以减少铜缆距离为原则。农村主要根据大客户和业务需求群安排光节点密度和服务区，主要在铜缆传输距离内以业务需求群预测范围为原则。用户节点设备容量不宜过大，一般在480-960线之间（240用于大客户，如汇线通，住宅小区可放宽到1920线以下）。（5）接入网设备以采用综合光纤接入设备为主。综合接入设备必须具备提供ISDN、DDN等接入能力。（6）接入网传输设备提倡使用SDH设备，包括简化的SDH以及提供sub-STM-1速率的设备。充分利用原有PDH设备，SPDH要严格控制使用。（7）促使交换机设备厂家尽快提供符合国际标准的V5接口，信令转换器要有控制地加以使用。在交换机尚未能提供V5接口的情况下，可继续使用同机型的远端模块设备。（8）近期开放V5.2的策略是：市区主要以商业网的V5接口覆盖，各县市以S-1240V5接口（先行在一个局试验）覆盖，然后视AXE-10V5接口开放情况和网络应用情况灵活组网，并在此基础上逐步做好撤点并网的网络优化工作，包括现有13932线Z口双端AN-2000的改造工作。（9）ADSL是近期内光纤用户接入网的有益补充。ADSL主要的用户对象可定位在交换局内的一些中小型商业、企业单位和一些高档住宅小区用户、分散的较富裕居民用户，近期主要提供高速上网、VPN/VPDN、在家办公、基于TCP/IP的视频和音乐点播、会议电视等宽带数据通信业务，并满足IAV等业务的宽带要求。（10）无线接入技术用于流动市话业务，既解决管道、用户线路紧缺，也是市场竞争的需要和市话业务的新增长点。根据各无线制式的特点，因地制宜地发展各县（市）移动终端的无线接入或本地流动市话网。（11）综合接入的发展策略是：随着ATMCPE、xDSL、G.lite、Immodem、FTTB、FTTX等多种宽带接入技术的出现，高速上网的需求也越来越高，目前ADSL技术日趋成熟且设备价格降低，是一种比较可行的宽带上网手段。xDSL将逐渐取代传统的Modem成为数据业务的主要接入方式，满足用户对数据传送越来越高的宽带需求。宽带接入用户的发展应和骨干网的发展相协调，避免由于骨干网宽带不足，形成瓶颈，造成宽带接入的优势不明显，阻碍了宽带接入的发展。ADSL和传统的数据专线相比，在带宽和价格上具有一定的优势，会对传统的专线业务会造成一定的冲击，但传统专线业务具有稳定、安全、可靠、覆盖面广等优点，因此我们要进行市场细分，针对不同的消费层次制定不同的营销策略，使每种业务都有其合适的用户群体。DDN、帧中继适用于大、中型企业内部的连网以及企业信息站点的上网，ADSL则适用于个人和中小型企业的上网。重视信息化小区的建设，抢占目标市场，最好选择一二个规模较好的小区或大厦进行试点。第三章 农村宽带接入网的规划和设计宽带接入网是业务节点与数据用户端设备之间，为用户供给电信业务而提供所传送承载能力的实施系统。目前，接入层技术方案以光纤接入网为主，使光纤进一步向用户靠近，便于为用户提供高质量的综合业务。但宽带光纤接入网是一个对业务、技术、成本十分敏感的领域，而且投资比重大、建设周期长。因此，结合当地现有电信网络和国民经济发展的具体情况，总体布局、网络结构、规模容量，充分考虑建设成本和网络的灵活性，制定出一套合理的宽带接入网规划方案尤为重要。为此探讨宽带光纤接入网规划及相关原则。3.1.组网原则现代的网络结构应满足当前迅速增长的多种业务需求和承载各种应用系统，提供网络能力、优化网络结构、加强网管功能、完善支撑系统和业务平台，满足用户对网络层面的业务需求，同时为应用层面的业务拓展提供基础保证。保证网络的可靠性和可管理性。宽带光纤接入网规划应结合现有光缆网络结构，以近中期相结合为原则。现在宽带城域网的建设正处于初级阶段，因各地区和城市内各区域发展不平衡，对业务需求不一，并且用户比较分散，呈现不确定性。考虑到占领市场和投资的经济性，组建的原则应是统一规划分布实施。3.2汇接节点设置选址原则由于宽带光纤接入网工程建设目前尚未形成既定的技术标准和规范根据，汇接节点设置选址主要遵循以下原则(1) 一个汇接节点覆盖范围为以500m为半径组成的小区或515幢多层建筑群。(2) 一个汇接节点的收容用户数量一般为3001000信息点，最多不超过1000信息点。(3) 汇接节点尽量与其他电信设施合用，以解决节点设备机房问题。(4) 汇接节点的位置应便于光缆和电缆的出入。(5) 汇接节点的位置应避免有腐蚀性气体、易遭雷击、高压输电线下、强干扰区、潮湿地区、低洼地、防洪堤坝附近等易遭破坏的地方，设备必须放在室内。3.3节点带宽分配原则从目前宽带用户的实际流量考虑，在规划过程中，核心节点之间分配一个1000Mbit/s带宽，汇接节点按需要增加相应的接口板或交换机，以提供足够的用户接入端口，当用户流量达到一定规模以后，采用中继流量的负荷分担。近期规划（1年），10Mbit/s的端口总数量应该和收容用户数量相当，楼道交换机上行接口速率至少应按接入速率总和的1/5收敛配置，即每个宽带用户至少分配2Mbit/s带宽。对于住宅小区，按20宽带接入率分配带宽。对于党政机关、金融证券、智能大厦、宾馆酒店、学校医院和企业科研用户，考虑其内部已有局域网、上行可分配100M1000Mbit/s带宽。3.4 宽带接入网络结构根据RBB模型，宽带城域网可分为核心层、汇接层和接入层三层。核心层主要完成数据的传输功能，负责全网业务的转接和业务疏通，实现城域内数据交换及与IP网络互联。汇接层主要负责区域内业务的汇聚和疏导，要求提供业务调度和路由能力、多协议处理能力和多业务接入能力。接入层负责将业务就近接入汇接节点，要求设备具有多业务接入能力、多种接入手段和良好组网能力，可以迅速灵活的接入用户。在规划中，光缆敷设应采用一步到位方式。宽带按入网网络结构的选择应结合宽带接入点分布的特点、路由情况及业务要求，综合考虑、适当选择。既要充分考虑到网络的经济性和技术性，又要顾及发展的需要，同时还要考虑宽带接入的窄带需求以及网络的运行和调配灵活性，如扩容、调度及应急等因素，宽带接入网光缆网络结构，主要考虑以下两种方案。(1)星型方式母局汇接节点到汇接节点按星型点到点连接、构成有源星型或双星型网络结构。该结构的优点是：结构简单、容易规划、光缆的投资相对较小、缺点是；占用管孔多，每个用户是单路由，安全可靠性差。对一些用户密度疏、近期变化大且离局较远的地区不失为一种行之有效的方式。(2)环型与总线型结合方式母局汇接节点采用从本节点出来的光缆双向进纤方式，汇接环由大芯数主干光缆构成，环上光缆采用不递减方式，每个汇接环上一般接46个汇接节点。汇接节点至楼道交换机采用星形点到点连接。该结构的主要优点是汇接环光缆占用管孔少，纤芯使用率高，易于调度，安全性高。对一些在母局汇接节点间总线上的重要其他汇接节点，为解决单一物理路由的不安全性，每个光节点可采用通向两个母局汇接节点方向的进纤方式，形成对该汇接节点的双向接入方式，当其中一个母局汇接节点出现故障时，可通过另一母局汇接节点疏通，增加了接入业务的可靠性，同时，当用户光缆有富余时可作为局间中继用。但该方式增加了汇接节点设备负载，同时使网络构造复杂，不宜大量使用。对于距母局距离较远，用户较分散，有待进一步规划、开发的区域、汇接节点可采用星型方式来组网。对于现有管孔数量不足，用户数量集中在本局范围，而城市规划基本成形的区域，应优先考虑采用环型与总线型结合方式组网。在光纤接入网组网中，一般采用光纤本局环网综合型，如图1所示。它的特点为：重要业务节点（如小区、大商场、机场、政府机关、大医院、大楼、大学、大宾馆、银行、无线基站等）均在环路上，次要节点接入较为灵活。对于环网综合型接入方式，对网结构、光缆铺设等都有一系列细则要求，其中对自愈环网中主要节点的节点数的要求为48个为宜。3.5硬件设计结构宽带接入服务器必须具有高速、高效的包转发特性，在性能上有效地解决宽带网络高性能、高负荷、高突发所带来的问题，性能不佳的宽带接入服务器势必成为网络的“瓶颈点”。目前具有2G以上的交换背板容量，100Kpps以上的独立包转发性能成为业界对宽带接入服务器的基本要求。从硬件系统结构上看，宽带接入服务器已从低效的集中式包处理结构向分布式处理结构演变，前后插板（接口板和处理板）的设计思路成为主流。采用这样的系统结构，处理模块可以直接处理来自同一槽位接口模块的用户流量，而且对于输出在同一槽位上的网络流量能够不经过系统背板和交换矩阵模块直接进行转发，从而有效减轻系统负荷。另一方面，为了实现在不同槽位间的包转发，系统结构必须提供高容量、相对独立、有冗余备份能力的系统交换矩阵模块（Switch Fabric）和相应容量的背板总线，保证宽带接入服务器总体性能随接口模块增加呈线性增长的态势。3.6接口类型和接入方式为了实现对各种宽带接入类型的支持，宽带接入服务器必须尽可能多地提供丰富的接口类型。在用户侧方面，宽带接入服务器已经可以提供DS3/OC3/OC12的ATM光接口实现纯ATM接入或DSLAM（DSL的用户集中器）的接入，提供100/1000M快速以太网接口实现局域网用户和HFC用户的接入，提供高密度信道化或非信道化E1/T1/DS3的帧中继接口实现帧中继用户的接入；在网络侧方面，一般通过100/1000M快速以太网接口，OC3/OC12的ATM接口，甚至可能是OC12的POS接口来实现流量的汇聚转发，满足宽带业务的实际带宽需求。宽带接入服务器接入过程是依托于底层（数据链路层，主要是ATM层和以太网层）对数据包的封装重组，利用底层的技术特点，不仅在接入组网方式上灵活多变，而且可以有效地捆绑上ATM和以太网自身的技术优势，实现服务质量保证。具体来说，通过RFC1490和RFC1483第二层的桥接技术，RFC1577第三层的IP路由技术，实现宽带用户的静态IP接入；通过PPP Over ATM和PPP Over Ethernet实现用户的动态IP接入；通过L2TP的二层VPN隧道技术实现企业用户和小型ISP的VPN接入要求。从当前接入应用的趋势上看，PPP接入方式必定是宽带接入主流的应用方向。而在PPP接入技术中，由于PPPOE可以适用于多种接入网络，应用灵活，易于实现业务选择，同时又保护目前用户的