|
三网融合与宽带接入（娄洁良）
摘 要：分析电话网、有线电视网和计算机网的现状及问题，指出了三网融合必然性和可能
性；分析宽带接入的多种解决方案并提出建设宽带接入的建设。
关键词：宽带接入 融合 接入网
一、前言
随着通信与信息技术的飞速发展和电信市场的开放，国际上出现了“三网融合”的潮流：
即传统的电话网、有线电视网和计算机网正在相互渗透、相互融合。本文将对此现象作出分
析，并对融合中最关键部分（宽带接入）提出一些实现方案和建设建议。
二、三网融合
1.三网的现状与问题
传统的通信网络主要有以承载窄带电话业务为主的电信网络、承载宽带模拟广播电视业务
的有线电视网和承载数据业务的计算机网络。这些网络在其承载的业务、服务范围、网络结构
和传输线路类型等方面均存在较大的差异。
电信网络由电信部门运营，采用量型结构通过电路交换或分组交换方式为用户提供点到点
的双向通信业务。目前，电信网在国家城市间或国家间都建立了大容量的光缆干线、微波干线
或卫星传输网，而市内的用户网络一般采用铜芯双绞线。电信网是一种全双向、对称流量的结
构，传输方式逐步向FT－TH发展，传输协议从PDH到SDH进而到ATM。电信网对实时电话业务最佳
，呼叫成本基于距离和时间。电信网主要问题是受到双绞线传输容量瓶颈限制，尤其是用户接
入网侧的窄带限制，在适应宽带多媒体业务发展方面先天不足。
有线电视网由广播电视部门经营，为用户提供包括电视、调频广播以及图文信息等内容的
单向广播业务。传统的有线电视网络采用模拟传输技术，用树型拓扑结构将信号分配到网络中
的所有用户。与电信网相比较，它明显的优势是市内网络全部采用光缆和电缆相结合的宽带网
络，频带宽、容量大、普及面广；但它是单向广播式传输网，且受网络拓扑结构的限制；网络
分散，可靠性低。要想实现宽带多媒体的综合业务，除了要对其进行双向化改造外，还要解决
用户的寻址和交换等一系列问题。
计算机网一般为各个部门或企业所拥有和管理，用来实现计算机的互联，进行文件、数据
的传输和信息资源共享。计算机网具有总统型、星型和环型等多种拓扑结构，采用路由器方式
进行交换连接。随着数据通话业务需求的增多和计算机联网规模的不断扩大，局域网互联成为
必然的发展趋势。大量各种类型的局域网利用原有电信传输网或新建专有数据通信网，构成了
大范围的计算机城域网或广域网。计算机网的优势在于技术更新快、成本低，正试图用数据网
来逐渐吸收和融合公众电话和图像业务；其主要问题是随着网络规模的扩大、拓扑复杂性增加
，对全网缺乏有效的控制，难以实现统一网管；另外网络信道带宽不够，容易造成网络拥塞，
高质量的实时业务质量无法保证。
2.三网经营业务的相巨渗透
近20年来通信技术经历了一场数字化革命，声音、图像、视频影像等均可以变为数字信号
在计算机中加工、存储和在网络上传输。数据通信网络不仅可以传递文字、数据和表格，也可
以传送声音、图像和视频影像。所以在公共电信平台上提供综合业务服务已成为电信业发展的
必然趋势。
在通信业从传统的语音报文业务发展为多媒体综合业务的同时，广播电视业经营范围也在
拓宽。双向有线电视HFC网可以提供的带宽高达550MHz-750MHz，不仅可以传送模拟和数字电视
节目、进行数据广播，还可开展多种交互业务；利用电缆调制解调器构成计算机城域网，提供
高速互联网接入业务，代替铜线用户网提供语音电话。所以，HFC网是提供交互式宽带综合业务
较理想的网络，有很大发展潜力。
互联网的成功使以往电信部门专营的业务受到影响。它基于竞争总线带宽的体制，使资源
利用效率远高于固定信道和程控交换体制的话音通信系统，自然极大地降低了成本；内部网
Internet的兴起则提供了一种高效的建立内部专用网方法，从而影响现有的基于租用专线开展的
各种增值网络服务。
3.三网融合的必线性和可能性
各种新业务的不断涌现，促使人们建立一个宽频带、高速率的公用信息网络，把通信、广播
电视、计算机、多媒体等各种信息服务业务纳入统一的网络，高速度高效益地满足社会对信息的
需求。“三网分立”已成为信息资源共享、及时交流中的最大障碍。从运营商来看，三网的运营
商正力图把各种业务纳入自己的范围之内；而且三网融合将大大节省用户网的建设投资、降低网
络管理、维护和运营成本。所以三网融合的需求日益高涨，宽带化、综合化和数字化成为今后网
络建设的潮流。
从三网融合的可能性来看，市场需求和竞争给融合带来了新的驱动力量；政府管制部门放宽
对业务提供者经营范围的限制，使某种业务提供者提供多种业务具有了一定的可能性，为融合创
造了有利的政策环境；数字技术、光通信技术、软件技术以及TCP-IP协议的发展为三网融合的实
现提供了技术基础。
4.三网融合实现中的主要技术问题
目前阻碍三网融合的因素还不少，除了政策、观念等非技术因素外，从现阶段技术条件看，
还需解决不少问题：如在宽带传输方面，以密集波分复用（DWDM）为基础的光通信网络必将在整
个B-ISDN骨干网中占据主导地位，但较为成熟的DWDM＋SDH系统主要是针对系统的语音信号设计的
，要能使信息量庞大的视频、数据等信息（尤其是实时性要求很高的视频信息）也能在该系统上
快速、高效地传输，同时保证较好的QOS，还有许多问题需要解决；又如在宽带交换方面，无论是
ATM交换机，还是新一代的吉位线速路由交换机，在交换速度、网络吞吐量、QOS方面都远不能达
到三网合一所需的性能指标；另一个问题则是如何实现网络交换机对语音、视频、数据以统一的格
式进行交换；三网合一的主要难点——宽带接入方面，各个过渡方案也各有优缺点，难以令所有
用户及运营商满意。所以，三网在短期内不可能由任何单一的网络所代替，三网融合将是一个长
期的过程，融合的大趋势主要在于高层业务应用和终端的融合。
三、宽带接入
1.宽带接入在三网融合中的地位和作用
接入网在未来的通信信息网中具有极其重要的地位，是完成语音、数据、活动视像等全业务
综合的最主要部分和必经之路。接入网的融合可以为用户提供透明简单的多媒体综合业务接入服
务，使任意网络的用户都能在单一的终端匹配设备提供的接口服务下接入其它网络的业务。所以
，尽管三网融合不能在短期实现，但通过接入网的融合可以实现三网互联或三网兼容。因此，建
设能把电信、有线电视和计算机等多种行业中的语音、数据、图片、特别是活动视像业务融合为
一体的公共通信信息宽带接入网，是当前实现真正网络融合的有效途径和关键。
2.宽带接入方案
（1）利用铜线资源，用XDSL实现宽带接入
铜线接入是当前电话业务的主要接入手段。XDSL技术利用现有的电话线传输多媒体信息和实
现高速数据通信，为充分利用铜线资源创造了条件。在宽带业务发展的初期和中期，宽带用户需
求和宽带业务普及率较低，将FTTC（或FTTB），特别是APON与ADSL（或VDSL）技术相结合可以提
供光纤敷设成本、电子设备成本和提供的带宽能力方面的最佳平衡，是一种比较理想的宽带混合
接入方案。
利用ADSL技术实现宽带接入提供因特网接入业务时，可采用“ADSL＋ATM／以太网”方式；用
户端配置ADSL远端设备，局方配置DSLAM（ADSL局端设备）：ADSL远端设备为用户PC机提供以太网
接口，DSLAM通过ATM或快速以太网与ISP相连。DSLAM可以放置在ISP机房，通过接入网接入到ISP，
也可以与ISP接入平台利用局域网直接相连；而利用ADSL提供VOD视频点播业务时，则可以采用
“ADSL＋ATM”方式。
ADSL技术在宽带分配上具有很大的灵活性，能够很容易地根据用户业务对带宽的需求和骨干
网络建设发展情况来调节分配给用户的带宽大小。对用户来说，提供的带宽是独占的；而对运行
商来说，由于采用统计复用技术，因此带宽是共享的。由于通信距离远、覆盖面广，既能够向集
中居住的用户提供，也能够向分散的用户提供业务。
VDSL是电信部门向用户提供宽带大容量双向接入服务的发展方向。其在双绞线上的下行传输
速率可以扩展至25-52Mbit／s，可以和ATM设备的速率相兼容；可以容纳6至12个4Mbit／s的MPEG
-2信号，同时允许1.5Mbit／s的上行速率，传输距离在300米到1000米左右。从其技术指标来看
，VDSL传输的距离已足够覆盖小区或大楼，而且相应的速率能在相当长的时间内满足用户对带宽
的需求；特别是目前电信部门正在实施光纤到大楼或小区，为该技术的应用提供了条件。
（2）采用FTTC＋HFC实现全业务接入
HFC和基于PON的FTTC是两种较好的接入方式，但各自有不足之处：HFC在传送模拟CATV信号方
面有优势，但开展语音、数据接入方面可靠性差，且上行信道频带窄、易受噪声“漏斗”效应的
影响和信号间串扰；此外，模拟信道对数字业务开展也不利。HFC是在现有的CATV网基础上建设，
在成本上具有很大优势；而FTTC采用PON技术，提高了通信传输质量，解决了上行传输中的带宽问
题，但它不支持模拟分配式视像业务（CATV业务）的传送。
将上述两种技术优化组合而形成新的网络结构，便可支持所有业务的接入。
从网络结构上看，本方案由数字FTTC系统与一个单向的HFC有线电视系统重叠而成，主干传输
部分采用光缆分纤的SDM（空分复用）方式分别传送双向数字信号和单向模拟视像信号。该两种信
号在设置于路边的ONU分别恢复成各自的基带信号：语音信号经双绞线送往用户，数字和模拟视像
信号经同轴电缆送往用户。ONU由同轴电缆负责供电。为基础的FTTC。信号到达ONU后，首先与来
自HFC网的模拟视像信号按额分复用方式结合在一起，后经同轴电缆传给用户终端；模拟视像RF信
号直接送往模拟电视接收机，交换式数字信号则需经过解码器转换为标准模拟RF信号频谱后才能为
模拟电视机接受。光纤2是单向HFC，只用来传送模拟视像，这样就免去传输双向视像业务所带来的
麻烦而简化网络。此外，利用同轴电缆总线给ONU提供RF模拟视像信号的同时向ONU供电。
本方案可将电信网和CATV网结合起来，两套网络可共用光缆、管孔等基本设施，避免重复投资
。另外，FTTC也可经该网络向FTTH发展，而HFC也可进一步把节点服务范围缩小而逐步与FTTC融合
，最后实现FTTH。
（3）发展宽带PON
XDSL技术和HFC网络中Cable Modem是目前提供宽带接入的基本方案，但它们的发展受传输距离
、最大容量或噪声干扰的限制。因此，它们只是宽带接入的过渡方案，宽带光纤接入才是接入网发
展的主要方向。引入光纤有几种方案，根据当前具体情况，在近期和中期应主要采用 FTTC／FTTB
方案。PON是比较有前途的网络结构，网络可靠性高、成本低、分支能力强、对业务透明、易于升
级扩容。窄带PON可方便地升级到宽带PON，还可继续使用WDM扩容。宽带无源光纤网（BPON）是宽带
接入的一种较好结构，特别是以ATM为基础的无源光网络（APON），结合了ATM多业务多比特率支持
能力和无源光网络透明宽带传送能力，是BPON的发展方向。
以SDH自愈环和BPON相结合组成的接入网是宽带接入网的一种主要接入结构。在接入网的主干层
采用SDH-ADM组成的自愈环，提高了网络的可靠性和灵活性；配线层采用BPON，将业务分配到各个光
纤网络单元（ONU）。从ONU到用户可继续利用铜线双绞线，使用ADSL、VDSL为用户提供宽带服务。
ATM-PON有很多优点，但技术复杂、上下行均要采用信无传输，特别是ONU要打包，增大了难度
和成本。因特网的迅速发展，使得IP技术可能对宽带接入网带来影响。宽带接入可能直接采用IPOver
WDM／Optical，也可能有更好的接入方案。应该说，SDH自愈环与宽带PON相结合是今后一段时期内
宽带接入的主要形式。
（4）WDM进入接入网
为了满足接入网容量不断增长的需要，可采用光分插复用器（OADM）来扩大主干层容量。不同波
长用于网络的不同节点，不仅具有良好的保密性、有效性和安全性，而且可以不变接入网结构而将宽
带业务逐渐引入，从而实现平稳升级。当所需容量超过了PON所能提供的速率时，WDM-PON不需要使用
复杂的电子设备来增加传输比特率，仅需引入一个新波长就可满足新的容量要求。目前的水平可实现
16-32个波长的密集波分复用（DWDM），从长远看则有可能实现数百个波长的高密集波分复用或频分
复用系统，将来甚至可以实现一个用户一个波长。
（5）发展LMDS，实现宽宽无线接入
本地多点分配系统（LMDS）是一种新兴的宽带接入技术，以点对多点的广播信号传送方式提供高
速率、大容量、全双工的宽带接入手段。运用LMDS可实现用户远端到骨干网的宽带无线接入，进行包
括话音、数据、图像的传输，也可作为因特网的接入网。LMDS工作在28GHz波段附近，可用宽带达到
1GHz以上，通过若干个类似蜂窝的服务区提供业务，每个服务区建立一个基站，用户远端通过基站接
入骨干网。 LMDS具有较强的竞争优势，它的传输容量可与光纤相比拟，同时又兼备无线通信的经
济和易于实施特性；它的传输速率高达155Mbit／s，在上行通信方面也和光纤一样具有提供高速对称
业务的潜力，这些指标均大大高于HFC和XDSL技术。因此，LMDS不但可作为有线接入的有力补充，而
且可在一定范围内替代有线的接入方式，是今后电信网、数据网、因特网接入的重要手段，是三网融
合的重要支持技术。
3.合理发展建设宽带接入
当前，接入网技术正朝着数字化、宽带化、智能化的方向发展，多种业务集成在一起，在统一的
平台上传输。通过建设全业务接入网来促进三网融合的趋势日益明显。在这种背景下，应当顺应潮流
、发展宽带接入，特作以下建议：
（1）充分利用已有的铜线资源
我国铜线已有相当规模，国家为此付了巨大投资，若不考虑需求对钢缆完全改造，会因投资大而
造成浪费。在光接入网尚未形成时，通过铜线挖潜可以基本满足用户对新业务的需要。采用ADSL技术
可以满足近期发展的需要，VDSL可满足相当长一段时间的需要。特别是VDSL传输距离较短（1km以下）
，使码间干扰大大减少，对数字信号处理大为简化，收发机成本约为ADSL的1／2，是当前最有应用前
景的铜线接入技术。另外，ATM-PON与XDSL相结合也是宽带接入的一种廉价解决方案。
（2）注重窄带接入网向宽带接入网的平滑过渡
宽带接入网建设层次主要有：一是物理煤质层，主要应是光纤，应发展光纤接入网；二是传输通
道层，从目前技术发展来看，应先取SDH和ATM；三是具体应用的接入设备，应根据技术发展情况加以
选用。为了适应这一要求，在光纤网的组网中必须遵循几个原则，即光纤靠近用户、光纤网络应与系
统组网相适应并有较高安全性、可维护性及可发展性。目前光接入网的主体结构已基本确立，在系统
组网时就应当适应宽带网络的发展。虽然宽带业务的具体界定、传输接口的标准以及如何赋予目前的
窄带传输平台以宽带业务传输能力等都尚未解决，但今后的接入层的承载方式很可能为各类业务网络
接口的协议综合加上高速率的传输通道以构成宽带接入。就目前的情况看，在宽带业务的接口标准还
不十分完备的情况下，系统的组网应以光纤组网的高速传输网为主体，同时应用具有IP接入等扩展潜
力接入设备解决当前的业务接入，并逐步向宽带接入方向发展。
（3）规划好接入网的布局
将接入网分为主干层、配线层和引入层三层，这样有利于接入网的规划和建设。接入网主干网络
以环路为主，容量大并能提供保证；传输以SDH技术为主，并逐步引入DWDM；配线段网络以星型和树
型为主，容量小且用户分散，传输可以采用SDH或PON；引入段网络主要为星形结构，目前主要以铜
线传输为主，XDSL可作为主要接入手段。目前接入网主干层的光纤化已基本完成，而配线层和引入
层的光纤化刚刚开始。推荐采用SDH和PON相结合的传输技术，因为SDH和PON相辅相成组建全光网络
，不仅推进了网络的光纤化进程，而且适用于各种业务的接入，是实现FTTH的根本手段。
（4）注重在光纤接入网中逐步实现电信网和CATV网的融合
电信网和CATV网的拓扑结构不同，传输的业务也不同，但随着技术的发展，在宽带接入上可以
联合建设，逐步融合。在接入网的规划和建设中，已提出了综合业务目标局的概念，即指未来能作
为语音、数据、图像等多种业务的综合业务节点。在此前提下，电信业务和CATV业务的融合，在目
标局可有两种不同的选择：一种是同缆分纤的方法，电视信号和电信信号都采用独立的传输系统，
分别占用一部分光纤；或将两种信号在光纤接入的局端设备中通过波分复用耦会到一起传送到ONU
，在ONU分离出两种不同波长的光信号，再分别将光信号转换成电信号传送到用户端。另一种融合
的方法是采用HFC双向传输技术，同缆同纤同引入线。在目标局将电话业务节点、数据节点和CATV
总前端的语音、数据、CATV节目分别调制到不同的射频上，然后混频通过一个光发送系统传输到
远端的光节点；光电转换后，将混频的电信号用同轴电缆传给用户单元，用户单元解调出三种信
号，通过三种信号为用户提供语音、数据和电视。
所以，电信业务和CATV业务在主干层和配线层采用同缆分纤或波分复用方式（通常用1310nm
窗口传送电信业务，1500nm窗口传送有线电视业务）实现两业务的联合建设是可行的，不仅可避
免重复建设，也为今后的进一步融合奠定了基础。
四、结束语
三网融合不是简单的三网相加，其本质是建成国家信息高速公路，实现网络从传输、接入到
交换各个层面的宽带化。作为这场通信信息变革中最关键部份之一的接入网，追求的目标就是建
立一种开放的全业务宽带接入网：将各种应用性技术融于一网，使用户能高速自由地接入任意业
务、透明地接入任意网络，从而加速三网融合的进程；充分利用现有的通信设备资源，为用户服
务，在服务过程中保持和发展市场。
摘自《数据通信》
|