电信网发展到今天,正在进入一个新的转折点,呈现出宽带化、IP化及业务融合化的趋势。电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。近几年,为了适应网络和业务宽带化的要求,接入网的宽带化加快了步伐,正在向着多样化的方向发展,凸现出区别于其他专业网络最鲜明的特点。宽带接入技术分为有线接入和无线接入两种,有线接入技术的主流是基于电话线的数字用户线(DSL)、基于光纤的宽带光接入技术、基于铜线的HFC和基于五类线的LAN。这几年市场上应用的主要是有线接入,其中主力技术是DSL。随着移动通信业务的迅速普及,无线宽带接入技术的发展也驶入快车道,其中Wi-Fi、WiMAX等技术已经风靡全球。
DSL依然是主力
截至2006年底,全球宽带用户超过2.8亿户,DSL用户超过1.8亿户。按照PointTopic的统计,最近一年的平均每周新增宽带用户为 125万户,其中有2/3的用户选择DSL宽带接入技术。从全球的整体情况来看,目前DSL市场处于高速成长期。从1998年推出至今,DSL技术经历了近10年的发展,出现了4个技术标准。
DSL技术从最早应用开始,到目前已有8年的时间,随着网络业务的发展一直在不断地改进。1999年ITU-T颁布了第一代ADSL标准,随后二三年,该技术逐步发展成熟,在解决了工艺、互通等方面的问题之后,ADSL进入了快速发展的时期。在应用中,第一代ADSL技术在业务开展、运维等方面仍然暴露出许多难以克服的缺点。为了克服这些缺点,ITU-T于2002年5月又通过了新一代的ADSL标准:G.992.3和G.992.4,且在此基础上,于2003年1月通过了扩展频谱的G.992.5标准。人们通常把G.992.3、G.992.4和G.992.5标准称为ADSL2技术。ADSL2技术又经过了二三年的改进,特别是ADSL2+技术解决了互通性的问题,使DSL于2006年再次进入迅速发展的时期。
在ADSL2+技术得到普遍应用的同时,ITU-T还迅速推动了VDSL2标准的制定。尽管很多人对VDSL2技术的应用前景怀有疑问,但由于 VDSL2技术在双向对称性和短距离范围内的高带宽性能方面有不可比拟的优势(VDSL2在使用30MHz频率时,传输性能可实现对称 100Mbit/s),特别是VDSL2与ADSL2+的兼容性使业界对DSL技术的发展有了明确的思路,即在VDSL2标准成熟前可以优先发展 ADSL2+技术,待VDSL2技术和标准成熟后,再平滑过渡到VDSL2解决方案。今后,VDSL2将成为ADSL2+之后DSL技术重点发展的对象。
VDSL2与VDSL1相比,除了在性能上有了很大的提高外,它还定义了为承载以太网业务更有效的PTM成帧方式,提高了系统调制效率和抗脉冲干扰的能力。另外,与VDSL1最大的不同在于VDSL2要求具有与ADSL技术兼容的能力,因此DMT成为其无可争议的调制技术,这也有利于系统从ADSL到VDSL的过渡,保护运营商的已有投资。
目前,DSL除了在技术上有明确的发展路线外,在应用上还具有以下发展趋势。
成为承载IPTV、Triple-play等流媒体业务的综合接入平台
目前全球提供IPTV业务的运营商中除美国大部分是用固网运营商与卫星电视运营商捆绑之外,其它国家和地区基本上是依托高速DSL线路或FTTP方式提供。意大利的FastWeb和中国香港的电讯盈科以及加拿大传统电信公司MTS和SaskTel已经在VDSL和ADSL网络中开通了IPTV业务,Telus和加拿大贝尔也在2005年进入这一市场。
IPTV业务的发展给DSL带来了多项技术上的机遇和挑战:首先,视频流的播放质量与提供的传送带宽密切相关,因此ADSL2+或VDSL技术更加受IPTV运营商的青睐;其次,大量用户同时加入某一频道对DSLAM设备支持多播的能力提出了很高的要求,过去Internet接入的业务模式几乎不需要DSLAM具有多播复制的功能,新的业务模式对DSLAM功能和性能提出了新的要求;再次,IPTV业务是以数据/视频或数据/语音/视频三重播放的形式提供,不同的业务对时延、丢包率等都有不同的要求,为了能够同时承载这些业务,包括DSLAM和DSLModem在内的设备都应具有更强大的QoS控制和保障能力。
与家庭网络技术的发展密切结合
作为全球应用规模最大的宽带接入技术,DSLModem与其它相关技术结合可以担负起家庭网关的角色。家用网关是一类平常而又重要的设备,能在小型企业和分支办公室中代替以往的路由器,而价格只有传统路由器的数十分之一。从目前看,它实现了家庭多台PC的数据共享以及Internet连接共享,仅需要具有简单的拨号功能、路由功能和防火墙功能等,目前大部分的DSLModem都可以支持;从长远看,它是支撑起未来数字家庭的网络基础设施,是家庭网络控制中心的有力竞争者之一。作为家庭网络的控制中心,除了需要具有简单的路由/防火墙功能之外,家庭网关应当具有强大的QoS分类能力,支持多种对内的接口,支持家庭设备之间的自动发现和自动配置功能。随着家庭娱乐市场和家庭自动化市场的发展,DSLModem的功能也将从简单的通信型网关向业务型网关转变。
实现DSL终端的远程管理
DSL终端过去只是作为调制解调设备出现,需要管理和配置的参数不多。现网运行的几乎所有的ADSLModem均支持本地Console口或者Telnet方式管理,少数支持HTTP图形界面管理以及支持SNMP方式的管理。同时,各厂商Modem的功能存在较大差异,这使得各厂商均存在私有MIB或者私有的配置管理接口。随着DSL用户数的高速增长,DSL终端的功能也越来越复杂,每个 DSLModem的配置参数少则几十,多则上百,这给全球的网络运营商的运营维护带来了严峻的挑战。另外,ADSL用户终端设备需要根据局端设备的情况进行配置、监控、维护和升级。而配置排障等管理工作一般需专业人员上门进行,成本高、工作量大。运营商希望通过远程管理手段实现CPE的“按需管理、按需排障”,在ADSL线路激活的条件下,通过运营商的设备管理系统实现对用户终端设备的远程配置、监控、维护和升级等功能,完成对用户终端设备的远程管理和维护。
移动运营商提供DSL宽带接入渐成潮流
固定运营商为了应对日益严峻的移动对固定业务的替代,纷纷转型为综合服务提供商,提供各种融合业务,固定话音、宽带接入、视频业务、移动业务等多种业务以不同的形式捆绑和组合。随着融合业务逐渐深入人心,移动运营商面临的竞争压力越来越大,单纯提供移动通信业务无法适应未来的市场竞争环境。为了应对固定运营商提供融合业务所带来的挑战,移动运营商也开始提供捆绑和融合业务。目前,在欧洲,移动运营商开始提供宽带接入业务,尤其是DSL业务,并将宽带接入业务与原有移动业务捆绑作为一种新的潮流。
FTTH:宽带接入的终极技术
2003年以后,FTTx技术展现出了良好的发展势头,国际大型运营商纷纷将FTTH作为未来宽带接入网发展的战略目标。日本和美国是最为激进的两个国家,日本政府制定的“e-Japan”计划鼓励NTT、KDDI等固网运营商投入到FTTx网络的建设中,美国的电信运营商出于与Cable运营商竞争的需要,纷纷投资建设FTTH网络;另外,亚太(韩国、新加坡和中国香港等)、欧洲(德国、法国、荷兰等)也出现了一定规模的应用。与此同时,中国内地的运营商已经从跟踪观望转变到积极试验、摸索推广的态度,这一时期,以中国电信和中国网通为主的运营商开始进行设备测试、技术规范制定、现场试验,中国通信标准化协会也开始着手制定有关EPON、GPON的技术要求和互通性规范,这些举措大大促进了我国FTTH产业的发展。
FTTx网络虽然具有带宽高、容量大、传输距离长、管理维护方便等优势,但这几年始终没有成为宽带接入市场的主角。截止到2006年,全球DSL用户已经超过1.8亿户,而FTTx用户不到3000万户,造成这种结果的原因之一是其竞争技术DSL和Cable已经在全球广泛部署,技术、产品和网络维护体系已经非常成熟,根基牢固难以撼动;第二是FTTx相关产品和网络建设的成本居高不下,这些高成本必然会转嫁到普通消费者身上,用户承受不起;第三是目前的宽带多媒体业务需求还不够多,缺乏类似IPTV这样业务的拉动,现有的DSL和Cable网络能够支持互联网浏览和数据下载;第四是从现有的DSL和Cable网络向FTTx转换不仅仅是一个简单的网络升级问题,而且是一个运营模式改变的问题。这四点是业界达成的影响FTTx大规模应用主要原因的共识。
目前,实现FTTx的技术主要是EPON和GPON。EPON(IEEE802.3-2005)技术是千兆以太网技术与无源光网络(PON)的结合,IEEE标准规定相对简单,易实现,目前技术已基本成熟,商用芯片和设备均较多,成本不断下降,在国外已有百万量级用户的规模商用,能够满足当前主要宽带业务的要求,是近期宽带光接入的主要实现方式。
GPON技术来自于运营商驱动和FSAN/ITU-T标准化的结合,ITU-TG.984标准规定比较详细,在传输带宽、速率灵活性、传输距离和分路比方面有优势,OAM功能和保护机制相对完善,承载TDM业务能力较强,但技术复杂,目前芯片和设备厂商较少,研发进度落后于EPON。GPON技术在2006年取得了长足进步。比如:GPON的光收发模块技术已经比较成熟;一些指标比如1:64的分路比、GEM封装能够较好地符合G.984标准,但设备的基本功能、性能、业务承载能力、网管功能等方面不同的厂家表现参差不齐;传送TDM业务时钟的能力也没有理论上宣称的那么完善;EPON设备面临的互通性问题也同样困扰着GPON。从目前的国际标准角度看,尽管 EPON技术在一些方面(如管理维护、保护倒换、安全性、承载TDM业务等)不如GPON,但随着技术的发展和产业化的进步,EPON和GPON技术总体上无本质区别。
从最近几年的研究与试验情况来看,FTTx技术发展非常迅速,目前已经接近基本成熟,形成了比较完备的技术体系,包括系统设备、光线路相关器材、施工工艺等,可以满足进行小规模应用的需要。但距离大规模推广尚有一定的距离,网络建设成本过高和业务需求不足仍然是制约FTTH发展的主要因素。FTTH 网络成本主要体现在光线路成本和设备成本。设备成本的降低将依赖于互通性进展,这一点是值得期待的;但光线路成本的降低则不容乐观。目前尽管光纤的价格比较低,但光线路的施工工艺复杂,辅助器材成本高,造成总体线路成本较高。这需要进一步降低光缆、光分路器等器材成本,优化线路设计,采用更高效的施工工艺来解决。在这方面,目前已经出现了一些新的器件与新的工艺,如新型室内用的高强度光纤、新型皮线光缆、平面光波导(PLC)光分路器、适合FTTH应用的终端盒和接头盒、冷接工艺等。随着这些器件与工艺的进一步成熟,配合合理的FTTH网络规划建设方法,FTTH网络的建设成本仍有较大的下降空间。
从目前互联网的应用来看,公众用户对网络服务的要求主要集中在浏览新闻、搜索引擎、收发邮件等业务上,这些业务显然无法对FTTx产生强烈的需求。因此,开发推广视频通信、文件上/下载、在线音乐和影视、IPTV等高带宽应用,尤其是提高视频类业务的质量和种类是FTTx大规模发展的前提基础,同时,抓住三网融合的机遇,将FTTx打造成一个全业务接入的宽带业务平台才是其发展的趋势所在。
FTTH是宽带接入的最终发展方向。但由于技术成熟度、成本、业务需求等原因,FTTH的大规模实现还需要经历较长的时间。以铜缆为传输媒质的 VDSL2由于其高带宽特性,将与EPON、GPON互为补充,在未来相当长一段时间满足用户和业务的高带宽需求:短期内,相比较于EPON、GPON接入,VDSL2的成本优势明显,将是商业和高端用户接入首选。EPON/GPON+VDSL2将是VDSL2的主要应用模式;VDSL2的发展将带动光纤尽量接近用户,提供面向FTTH的平滑升级。尽管“光进铜退”是接入网发展的必然趋势,但是FTTx和DSL技术在未来较长的时间内并不是完全的竞争关系,FTTx+VDSL2/ADSL2+将是传统运营商首选的宽带接入解决方案。
LAN接入增长缓慢
以太网是目前最为广泛的局域网技术,它采用基带传输,通过双绞线和传输设备实现10M/100M/1000Mbit/s的网络传输。基于以太网技术的宽带接入网完全可以应用在公网环境中,为用户提供标准以太网接口,能够兼容所有带标准以太网接口的终端,用户不需要另配任何其他接口卡或协议软件,因而它是一种廉价的宽带接入技术。
以太网技术成熟,成本低、结构简单、稳定性和扩充性好,便于网络升级。以太网在每一个社区或每一个楼宇中形成自己的小规模星型网络结构,彼此间通过骨干网络连接,在逻辑结构上并无相互依赖关系,因此相互之间影响较小,单一节点的故障不会影响整个社区的宽带网络。但是由于LAN接入覆盖范围短,需要综合布线,初期投资成本高。运营商对用户楼完成综合布线后,却往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且以太网交换机运行维护问题比较多。以太网本身是一种局域网技术,用于电信网接入领域时,在认证计费、用户管理、用户安全、服务质量保证和网络管理等方面都缺乏完善的解决方案。再加上ADSL技术的发展成熟、设备价格的不断下降,运营商在经过充分考虑后将ADSL技术作为发展重点,以太网接入作为一种补充接入方式主要用于企业大厦和高档住宅小区。目前最具潜力的宽带以太网接入方式是骨干网光纤到达大楼或社区,即FTTx+LAN接入方式。这是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式,垂直干缆采用光纤,采用光纤到大楼或社区、以太网入户的方式实现用户的宽带接入。从LAN接入技术本身而言,以太网技术已十分成熟,发展 LAN接入技术主要需要解决目前存在的几大问题:一是要延伸以太网的接入距离;二是要提高以太网交换机的可靠性,并实现对以太网交换机的远程集中管理;三是要完善其用户认证、用户管理、用户安全和服务质量保证解决方案。
与有线接入方式相比,无线接入初期投入少、建设周期短、提供服务快,在发展业务上具备很大灵活性,而且,无线业务的随时、随地方便使用和个性化的特点也特别受普通用户的青睐。所以业界对于这些业务的发展总是抱有很大的信心和热情,但实际应用结果并没有达到人们的希望。无线接入技术面临的最大问题还是标准化的发展与产品应用节奏不合拍,市场发展的速度赶不上技术、标准更新的脚步。另外,受频率资源、传输速率等因素的影响,无线接入技术的发展始终处于 “呼声高、应用少”的状态。未来宽带无线接入网络要想长期存活下去,必须与运营商现有网络融合,而不是作为运营商的补充技术存在,要提供用户需要的大多数主流业务,而不是附加业务。目前,以LMDS、MMDS、Wi -Fi、WiMAX(IEEE802.16)等技术为代表的宽带无线接入技术是宽带接入领域的一支生力军。其中,Wi-Fi和WiMAX技术最为突出。 Wi-Fi已经在我国普遍应用于酒店、机场、校园等热点地区。而在传输距离及传输带宽上,WiMAX技术在众多无线宽带接入技术中备受业界关注。
Wi-Fi将继续扮演补充角色
与LAN相比,Wi-Fi具有一定的移动性,它具有灵活性高、建网迅速、管理方便、网络造价低以及扩展能力强等优点,采用不需要许可证的 2.4GHz频段,其运营者不用花钱申请频谱许可证,随时可以建网使用。Wi-Fi虽然已经存在10多年,但由于原来一直定位于有线LAN的延伸,加上无统一标准以及传输速率低的缺点,所以在市场上应用并不多。随着WLAN技术自身的进步和标准的统一,人们把它重新定位于互联网高速无线接入技术之后才出现了较好的发展趋势,目前主要应用于办公室、机场、酒店、商场、咖啡屋等公共热点场所的上网业务。
Wi-Fi技术发展到今天,相关产品产生了明显的分化,最终形成了两大经纬分明的阵营:一种是为提升企业办公效率的产品,另一种则是用于家庭娱乐的无线产品。
随着电信市场竞争的加剧,为了推行各自的宽带战略,我国各大运营商竞相在自己的电信网络平台上部署Wi-Fi以开发无线增值业务如VoIP,以期提高运营商的营业收入。经过近几年的发展,我国境内目前共有热点大约1万个,主要分布在北京、上海、深圳、广州等城市的重点酒店和机场。随着大专院校的基础建设的进行,大学园区中也相继开始布设无线局域网。目前,大学校园内的热点数量达到1000多个,绝大多数热点是由电信公司来运营。酒店、咖啡厅等用户相对密集且人员流动性较高的场所的网络一部分是由运营商部署的,另一部分则是酒店为了增加收入而自行部署的。
随着宽带用户普及率逐渐上升,配备Wi-Fi无线网卡的笔记本电脑和兼容Wi-Fi技术的多模手机、PDA 在市场上的逐渐流行,笔记本电脑单价的降低以及VoWLAN等应用的出现,Wi-Fi个人用户市场将有很大的发展,电信运营商应重新关注热点地区的覆盖和运营,以增加这方面的业务收入。目前业界已普遍认为,Wi-Fi业务的公众运营应该与移动通信运营结合才有明晰的商业模式和盈利可能。
Wi-Fi产品在企业级市场始终扮演有线网络的补充角色。一是因为市场上现有产品在安全和管理等方面还不能很好地满足高端用户复杂的无线网络环境要求;二是缺乏真正与用户业务系统融为一体的无线解决方案。对于企业用户来说,在小规模企业中可以直接采用Wi-Fi技术进行覆盖,以代替有线网络部署,在大中型企业用Wi-Fi补充有线网络覆盖灵活性的不足,也是一个潜在市场。
未来,Wi-Fi技术将沿着支持语音业务和从局域网向城域网延伸的趋势发展。基于IEEE802.11a/b/g的Wi-Fi网络覆盖范围为室外300m、室内30m。受到覆盖范围的限制,传统Wi-Fi网络很难在城市范围内满足笔记本和PDA用户随时随地宽带上网的需求。如果将Wi-Fi热点“编织”起来,结成互相连接的网状网络(Mesh),那么就可以利用Wi -FiMesh覆盖校园、街区甚至整个城市。目前,包括Motorola和Nortel在内的众多厂商已经开发出各种Wi-FiMesh产品并获得大规模应用,非标准化的产品已经成为现实。为了解决各厂商Wi-FiMesh产品之间的互操作性,IEEE启动了Mesh标准(802.11s)研究工作,预计 2008年可以发布标准。但是,由于Wi-Fi Mesh存在对移动性支持差、基于公共频率、安全性差、空中接口缺乏QoS保障等缺陷,所以也很难得到大规模应用。
WiMAX:宽带无线接入的希望
WiMAX技术是目前国际上影响力最大的宽带无线接入技术,该技术基于IEEE802.16空中接口,其初衷是提供在城域网多厂商环境下的点对多点的宽带无线接入。该系列标准目前有两个发展方向:一个是固定宽带无线技术,其最新标准为IEEE802.16d。该标准对以前的IEEE802.16a、 IEEE802.16c进行了整合和修订,定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的MAC层和相对应的多个物理层标准;另外一个是移动宽带无线技术,其标准为 IEEE802.16e,定义了移动宽带无线接入空中接口标准,被称为移动WiMAX。该技术采用开放的空中接口保证了设备的互通,扩展了技术的应用,它从固定到便携再到移动的发展特征,迎合了网络的发展趋势和人们的消费习惯,为使用便携终端的用户提供了灵活方便随时随地的接入,在未来宽带市场将占有一席之地。
目前全球得到WiMAX许可的企业已达到721家,北美最多,共有394家。WiMAX试验项目全球已经有150个。各国政府也加大了对WiMAX的支持力度。美国、英国、法国等国政府积极为WiMAX分配频段资源。在韩国政府的支持下,韩国电信运营商KT和SK电讯的Wibro网,成为全球首个实现商用的移动WiMAX网络。目前,WiMAX技术日益成熟,产业链已经初具规模,全球共有24个WiMAX网络投入商用,WiMAX的足迹遍及亚洲、美洲、欧洲、非洲和大洋洲。
WiMAX承载了许多企业的梦想,它是以Intel为首的IT企业进军电信市场的重要武器,是在3G领域没有占到市场先机的通信设备制造企业在无线领域重新崛起的绝好机会,是没有移动业务牌照的固网运营企业涉足移动业务的工具,是移动业务运营企业发展移动数据业务的重要手段,是众多SP企业寻求平等的移动互联网盈利模式的希望。因此,WiMAX从2002提出至今,得到越来越多的制造企业的信任,不断地得到电信运营企业的青睐,也吸引着更多的加盟企业。但是,WiMAX的商用之路并不平坦,还处于“花好看,果难结”的时期,需要解决以下问题。
第一,技术定位不明确。WiMAX最初的定位是宽带无线接入技术,是WLAN技术的补充;之后又想发展成广域的移动通信技术,显露出与3G竞争的意图;最近又把重点放在移动互联网领域。WiMAX的模糊定位对运营企业的网络部署是很不利的。
第二,频率问题尚没解决。WiMAX既不属于2G技术,也不属于3G技术,在国际上很难分配到统一的频率,这是一个很致命的问题。
第三,业务方向不确定。WiMAX最初的定位是无线上网,以后又定位在所有的移动通信业务,最近则把移动互联网作为主要的业务目标。如果WiMAX不重视语音业务,就很难得到移动运营企业的青睐,成为主流的移动通信技术。
第四,知识产权问题复杂。通信领域的竞争,核心是知识产权的竞争。在WiMAX技术中,很多知识产权问题尚没有得到解决,这样所导致的直接结果就是一旦这一技术发展到产业化阶段后,就会出现各种各样的问题。
第五,产业链不清晰。一个产业的发展必须以一个环环相扣的产业链为支撑,在WiMAX技术领域,系统和芯片厂商较为明确,但终端却存在着很大的瓶颈问题,目前只有极少数企业开始从事WiMAX终端产品的研发工作。
目前,尽管面临许多困难,WiMAX还是像一阵风一样吹遍了全球的通信行业。WiMAX的企业阵容正不断加强,运营计划正在逐步推进,商用网络的发展也呈现星火燎原之势,美国、英国、德果、法国、意大利、俄罗斯等欧洲国家已经在2007年初开始铺设WiMAX网络。
国内各设备厂商、研究机构也积极参与WiMAX的国际标准化活动,中国通信标准化协会CCSA也与802.16工作组建立了联络关系。另外,在CCSA内部各成员也在积极开展研究工作。基于802.16d的一系列行业标准正在制定阶段,同时基于802.16e的行业标准的制定工作也已开始。我国的中国电信、中国移动、中国网通、中国联通等电信运营巨头纷纷宣称要建WiMAX网络和推出相关服务。
(参考链接: http://market.c114.net/178/a187645.html)
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