對我國農村接入網(wǎng)發(fā)展途徑的研究
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一、國外接入網(wǎng)狀況
目前，世界各國電信公司普遍把發(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。設備制造商也積極適應這方面的需要，開(kāi)發(fā)了各種各樣的接入網(wǎng)設備產(chǎn)品。
接入網(wǎng)概念的出現，使電信運營(yíng)者能夠綜合考慮用戶(hù)環(huán)路的設備配置問(wèn)題，既著(zhù)眼于現在的需求又放眼于網(wǎng)絡(luò )未來(lái)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。在現階段接入網(wǎng)發(fā)展建設過(guò)程中，普遍面臨著(zhù)兩個(gè)方面的主要問(wèn)題：一個(gè)是在電信欠發(fā)達地區缺乏配套的用戶(hù)線(xiàn)問(wèn)題，另一個(gè)是電信發(fā)達地區用戶(hù)環(huán)路的數字化與寬帶化問(wèn)題。在發(fā)展中國家，城市和鄉村普遍存在著(zhù)因沒(méi)有用戶(hù)線(xiàn)而造成的大量待裝用戶(hù)無(wú)法及時(shí)裝機。
許多國家的電信運營(yíng)公司認為，采用無(wú)線(xiàn)用戶(hù)環(huán)路解決電話(huà)網(wǎng)的機線(xiàn)矛盾是見(jiàn)效最快的方法，尤其在偏遠的農村和山區，效果更明顯。因為目前的農村電話(huà)用戶(hù)基本是固定用戶(hù)，不存在不同無(wú)線(xiàn)技術(shù)之間的互通問(wèn)題，也基本不考慮漫游問(wèn)題，所以原則上可以不對采用的技術(shù)加以限制。
另外，SDH/SONET已大規模推廣，ATM也已經(jīng)從實(shí)驗室走向公用網(wǎng)，開(kāi)始商用。因此用戶(hù)環(huán)路也需要相應寬帶化以支持各種寬帶業(yè)務(wù)�，F在，電信運營(yíng)公司已經(jīng)認識到用戶(hù)環(huán)路寬帶化刻不容緩，紛紛提出改造或重建用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )的計劃。
用戶(hù)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)。
對于新的各種接入技術(shù)，FTTB、FTTC、FTTZ將在近期內占有較大市場(chǎng);國外電信界普遍認為FTTH是未來(lái)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在利用現有用戶(hù)線(xiàn)對提供基群速率業(yè)務(wù)方面技術(shù)相對比較成熟;WLL還限于提供基本電話(huà)業(yè)務(wù)，與有線(xiàn)技術(shù)相比很具競爭力。但無(wú)論采用什么技術(shù)，運營(yíng)公司最關(guān)心的是每線(xiàn)成本及商用的時(shí)間。
無(wú)線(xiàn)用戶(hù)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)是以數字/模擬蜂窩為基礎的技術(shù)、數字微波技術(shù)和毫米波(28GHz)技術(shù)、一點(diǎn)多址技術(shù)。
目前，無(wú)線(xiàn)用戶(hù)環(huán)路在發(fā)展中國家應用較多，想以此加快提高和發(fā)展電信業(yè)務(wù)。一些發(fā)達國家新的運營(yíng)公司也用WLL作為競爭手段，在日本，已把發(fā)展無(wú)線(xiàn)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(kāi)始在人口密度低的農村地區，采用光纖接入和固定無(wú)線(xiàn)接入方式或有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，并把這種技術(shù)推向國外。一些國家在局部高密度用戶(hù)區域也開(kāi)始應用無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)(PHS等)以擴大業(yè)務(wù)。
二、我國接入發(fā)展狀況
自“八五”、“九五”規劃期以來(lái)，我國電信網(wǎng)建設獲得了巨大成績(jì)，綜合通信能力明顯增強，通信網(wǎng)正向全數字化、綜合化方向發(fā)展。電話(huà)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )規模已躍居世界第二位(交換機總容量達1.1億門(mén))。全國縣城以上城市全部開(kāi)通了程控電話(huà)交換機，程控化比重達到99.7%，長(cháng)途話(huà)路中數字電路占99.2%以上，據ITU統計，1995年美國電信網(wǎng)數字化率達73%。應當說(shuō)我國通信網(wǎng)路裝備水平實(shí)現了歷史性跨越。但從網(wǎng)絡(luò )整體看，我國處于網(wǎng)絡(luò )末端的用戶(hù)線(xiàn)路短缺問(wèn)題在一些地區和農村地區十分突出，傳統的模擬銅纜為主要的用戶(hù)線(xiàn)傳輸手段，在一定程度上限制和制約著(zhù)通信新業(yè)務(wù)的發(fā)展，成為建設現代化電信網(wǎng)的瓶頸。隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，高速數據、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(hù)終端間的連接紐帶，用戶(hù)接入網(wǎng)的數字化寬帶化也被提到重要日程。我國農村通信市場(chǎng)迅速啟動(dòng)，將成為電信業(yè)務(wù)發(fā)展新的增長(cháng)點(diǎn)。因此，農村用戶(hù)接入網(wǎng)的建設也十分迫切。農村用戶(hù)接入網(wǎng)建設受農村用戶(hù)分散、地形條件復雜，山區、水網(wǎng)、用戶(hù)線(xiàn)路超長(cháng)，再加上農村經(jīng)濟條件差，這些特點(diǎn)，使得農村地區的用戶(hù)接入網(wǎng)建設難度比城市用戶(hù)接入網(wǎng)建設的難度更大。
目前，接入網(wǎng)的許多技術(shù)仍不夠成熟，或成本太高，離大規模商用化還有一定距離。我國有關(guān)接入網(wǎng)的體制、標準正在抓緊制定中，相關(guān)的接入網(wǎng)試驗也在幾種交接上進(jìn)行實(shí)用化試驗工作。因此，在確定各地區接入網(wǎng)發(fā)展途徑和建設中，一定要根據城市和農村地區具體情況，根據不同特點(diǎn)和條件，堅持實(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
國際電信聯(lián)盟ITU-T已通過(guò)關(guān)于用戶(hù)接入網(wǎng)定義、定界和功能的G·902建議，以及接入網(wǎng)的接口建議G·904、G965，我國已制訂了接入網(wǎng)的相關(guān)標準。
接入網(wǎng)(AN)是由業(yè)務(wù)節點(diǎn)接口(SNI)和相關(guān)用戶(hù)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，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，對用戶(hù)信令是透明的，不作處理。換言之，接入網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò )側V或Z參考點(diǎn)與用戶(hù)測T或Z參考點(diǎn)之間的所有機線(xiàn)設備所構成。
接入網(wǎng)所覆蓋的范圍由三個(gè)接口定界，即網(wǎng)絡(luò )側經(jīng)由SNI與業(yè)務(wù)節點(diǎn)(SN)相連，用戶(hù)側經(jīng)由UNI與用戶(hù)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┮幎I(yè)務(wù)的SN有本地交換機、租用線(xiàn)業(yè)務(wù)節點(diǎn)或特定配置情況下的點(diǎn)播電視和廣播電視業(yè)務(wù)節點(diǎn)等。
四、接入網(wǎng)的功能、位置及標準化接口
根據接入網(wǎng)的定義，接入網(wǎng)為本地交換機與用戶(hù)端設備之間的實(shí)施系統，它可以部分或全部代替傳統的用戶(hù)本地線(xiàn)路網(wǎng)，可含復用、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。交換側和用戶(hù)側的接口根據具體的應用情況配置，兩側的接口可以是不對稱(chēng)的。目前ITU-T規范接口版本交換側采用的為V5.1和V5.2接口，將來(lái)接口類(lèi)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(xiàn)接口等。
V5接口的誕生對接入網(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(huà)用戶(hù)與本地交換機之間的唯一接口。超過(guò)銅線(xiàn)用戶(hù)電纜的覆蓋范圍時(shí)，只有采用遠端模塊或音頻轉接的用戶(hù)環(huán)路載波設備(SLC)來(lái)實(shí)現接入。這兩種技術(shù)目前都存在嚴重的缺陷。SLC設備在交換機側需要進(jìn)行一次A/D和D/A轉換，無(wú)論在經(jīng)濟上還是技術(shù)上都極不合理，而且無(wú)法解決數據業(yè)務(wù)的接入問(wèn)題，因為數據要求透明傳輸，不能轉換。遠端模塊在技術(shù)上和經(jīng)濟上都比較合理，然而，交換機與遠端模塊之間的數字接口沒(méi)有統一規范，不同廠(chǎng)家的設備不能互通，給網(wǎng)絡(luò )的規劃和建設造成一定困難。交換機局間中繼的數字接口則由于不能支持用戶(hù)線(xiàn)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(lái)傳送信令，其它時(shí)隙作為承載信道，可以傳送64Kbit/s數字話(huà)音信號或ISDN的B通道信號。V5·1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。V5·2支持1～16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(xiàn)功能。
V5鏈路接入協(xié)議定義了V5的所有功能，內容包括：電話(huà)網(wǎng)用戶(hù)信令信號的雙向傳遞、用戶(hù)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(xiàn)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(lèi)型包括：模擬電話(huà)、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口(僅V5·2)及半永久連接租用線(xiàn)路。
V5接口的問(wèn)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規范了數字化的用戶(hù)接口，從而使接入網(wǎng)的引入變得既經(jīng)濟又有效，使得用戶(hù)環(huán)路中音頻轉換接技術(shù)SLC作為一種應用技術(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)上能夠實(shí)現模擬和數字多種業(yè)務(wù)的綜合接入。
(3)由于V5接口將交換機的數字接口標準化，故為開(kāi)放式接口，打破了交換機遠端模塊的專(zhuān)有性，交換機與接入網(wǎng)設備可由不同廠(chǎng)家提供。大批的廠(chǎng)家加入到接入網(wǎng)行業(yè)中競爭，大量的生產(chǎn)降低了設備的成本。各本地網(wǎng)所處地理位置不同，經(jīng)濟發(fā)展水平不齊，對接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求差異較大，廣大農村地區拉入網(wǎng)的發(fā)展相對滯后，但隨著(zhù)交換機數字化，ISDN的引入，多種接入網(wǎng)組網(wǎng)方式的應用，遲早要在農村地區實(shí)現。
五、接入網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)選用
1、有線(xiàn)接入技術(shù)
當前比較實(shí)用的有線(xiàn)接入方案中，除了傳統的銅線(xiàn)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到那里來(lái)區分的，即以接入網(wǎng)主干系統與配線(xiàn)系統的交界點(diǎn)—光網(wǎng)絡(luò )單元(ONU)的位置進(jìn)行劃分的。FTTB是指光纖敷設到辦公大樓，FTTC是指光纖敷設到路邊，FTTZ是指光纖敷設到用戶(hù)小區，FTTH是光纖直接到每個(gè)家庭。從技術(shù)的角度看，FTTB、FTTC、TFFZ基本相近，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性區別。
從運營(yíng)角度看，當前業(yè)務(wù)量最大，用戶(hù)需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點(diǎn)是全數字化接入與傳輸，主干系統的傳輸媒介是光纖，各種業(yè)務(wù)以時(shí)分復用方式接入，傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s;配線(xiàn)系統使用星型結構的銅絞線(xiàn)作為傳輸媒介，根據終端設備的種類(lèi)，配線(xiàn)系統可以使用二線(xiàn)連接或四線(xiàn)連接結構;FTTB與交換局之間應使用V5接口�？蓪�(shí)現多種業(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(guò)渡。
目前發(fā)達地區農村接入網(wǎng)已廣泛采用了架空光纜，今后在地形條件適宜的農村地區，光纜到鄉、鎮、村是發(fā)展的方向，地、縣到鄉鎮之間地理環(huán)境允許的情況下應敷設光纜，接入技術(shù)仍可優(yōu)選遠端模塊。模塊服務(wù)半徑7～10公里。光纜應備有傳送CATV信號的單獨光纖為實(shí)現共纜分纖綜合傳輸電話(huà)和CATV提供基礎裝備。雖然目前農村普及率水平很低，但近幾年農村電話(huà)發(fā)展速度持續高漲，農村通信水平將有大幅度增長(cháng)，因此建設農村的光纜接入網(wǎng)應有長(cháng)遠規劃來(lái)指導建設。
(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的主干系統使用光纖，采取頻分復用方式傳輸多種信息;配線(xiàn)部分使用樹(shù)狀拓撲結構的同軸電纜系統，傳輸和分配用戶(hù)信息。在HFC網(wǎng)上傳輸數字語(yǔ)音和數字圖像信息時(shí)，必須經(jīng)過(guò)寬帶調制器(64QAM)將數字信號調制到模擬信道中傳輸。
HFC可用于解決CATV、電話(huà)、數據等業(yè)務(wù)的綜合接入問(wèn)題。
(3)高速數字用戶(hù)環(huán)路(HDSL)。為了充分發(fā)揮現有市話(huà)電纜的作用，解決用戶(hù)線(xiàn)不足和高速業(yè)務(wù)的需求的矛盾，國外研制開(kāi)發(fā)了高速數字用戶(hù)環(huán)路HDSL技術(shù)。使用兩對用戶(hù)線(xiàn)傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當用戶(hù)接入網(wǎng)的主干傳輸系統。
HDSL的優(yōu)點(diǎn)是充分利用現有銅纜實(shí)現擴容，也可以解決少量用戶(hù)傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號的需求;安裝HDSL設備時(shí)基本不改變原有設備，施工方便迅速;當更大容量用戶(hù)環(huán)路建成后，HDSL設備可以轉到異地使用。對于原來(lái)已鋪設有銅纜到鄉、鎮及村的農村地區，HDSL方式對迅速擴容和開(kāi)放數據業(yè)務(wù)也是一種可行的方案。
2、多種固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)
在有線(xiàn)通信不斷發(fā)展的同時(shí)，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以其靈活方便、建設速度快、維護費用低、受環(huán)境限制少、適合于遠距離分散用戶(hù)等功能特點(diǎn)，成為接入網(wǎng)建設中必不可少的手段之一。其中，固定無(wú)線(xiàn)接入是解決我國目前機線(xiàn)矛盾等問(wèn)題的主要方式。地、縣到鄉鎮之間地理環(huán)境不允許敷設光纜，接入技術(shù)應優(yōu)選多終端固定無(wú)線(xiàn)接入。服務(wù)半徑10～30公里。
在城、鄉用戶(hù)線(xiàn)緊張的地區，用戶(hù)的擴容也可采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)接入手段，日本已大量采用無(wú)線(xiàn)接入手段、PHS-WLL。
無(wú)線(xiàn)接入大體上可分為：
(1)現有移動(dòng)技術(shù)的固定應用，如蜂窩技術(shù)和無(wú)繩技術(shù);
(2)專(zhuān)為固定無(wú)線(xiàn)接入設計的技術(shù);
(3)微波技術(shù)(一點(diǎn)多址技術(shù))。
從技術(shù)的角度上講，在城市和農村地區均適用。上海市區已應用一點(diǎn)多址無(wú)線(xiàn)接入系統開(kāi)通電話(huà)、傳真、數據等業(yè)務(wù)，農村地區也有較多應用。
采用移動(dòng)技術(shù)或專(zhuān)用固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的系統從應用的角度來(lái)說(shuō)有兩種系統結構：與移動(dòng)混合組網(wǎng);單獨組網(wǎng)。
(1)基于蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )結構，即固定無(wú)線(xiàn)終端接入到移動(dòng)交換機MSC。此方式可使運營(yíng)者以同一系統結構服務(wù)于移動(dòng)和固定的不同用戶(hù)群;
(2)典型的固定無(wú)線(xiàn)接入系統結構，即直接接入到PSTN/ISDN，而不接入到移動(dòng)交換機。
這種結構是由PSTN/ISDN本地交換機來(lái)進(jìn)行呼叫處理、計費和編號識別等。
當固定無(wú)線(xiàn)接入系統與PSTN或ISDN連接時(shí)，固定無(wú)線(xiàn)接入系統應能透明地支持;
(1)PSTN的電話(huà)業(yè)務(wù)、電話(huà)新服務(wù)項目及非話(huà)業(yè)務(wù)。
(2)ISDN的用戶(hù)綜合(電信)業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)以及補充業(yè)務(wù)。
(3)微波一點(diǎn)多址技術(shù)是提供中低容量大范圍覆蓋(幾十公里到幾百公里)的用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。它的技術(shù)特點(diǎn)決定了它適合在水網(wǎng)地區和山區，每到夏季汛期，通信緊張的矛盾極為突出，但受地理條件限制無(wú)法采用有線(xiàn)技術(shù)的農村使用，從目前的商用情況看，它的確是解決農村通信的一種主要手段。
農村的接入網(wǎng)在具體建設中應根據各地的經(jīng)濟條件、業(yè)務(wù)需求、地形條件、用戶(hù)密度等因素統籌考慮、合理規劃，以建設經(jīng)濟實(shí)用，可滿(mǎn)足目前電話(huà)和低速數據業(yè)務(wù)，同時(shí)又要兼顧到今后更多業(yè)務(wù)種類(lèi)的需求。應防止出現農村通信建設中的短視行為。
(4)采用定點(diǎn)衛星通信接入手段，將全國各地區分布的邊遠分散用戶(hù)，采用有線(xiàn)方式和地面無(wú)線(xiàn)接入方式 ，均不能比較經(jīng)濟、方便地接入各本地網(wǎng)內的農村用戶(hù)，集中統一組織衛星通信網(wǎng)。長(cháng)遠地解決各本地網(wǎng)中部分裝機難的用戶(hù)。由國家統一組織衛星通信網(wǎng)，解決分散在全國的山區、沙漠、森林、海島等地區電話(huà)用戶(hù)的入網(wǎng)問(wèn)題要比各個(gè)省、各自為政分別用衛星手段來(lái)解決這些地區通信問(wèn)題要來(lái)的更經(jīng)濟、組網(wǎng)更合理。建議有關(guān)部門(mén)盡快研究衛星解決邊、遠、難用戶(hù)入網(wǎng)通信的切實(shí)可行的技術(shù)方案來(lái)，以適應農村通信發(fā)展的需要。實(shí)現郵電發(fā)展2000年村村通電話(huà)的發(fā)展目標。
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