制約寬帶網發(fā)展的因素分析及解決方案

梁文成

摘要:如今寬帶網絡建設規(guī)模龐大,多媒體業(yè)務發(fā)展迅速,對現(xiàn)網提出了更高的帶寬要求。本文對制約寬帶接入網發(fā)展的因素進行分析,并進一步對寬帶提速的解決方案進行了探討。

關鍵詞:寬帶;網絡;因素;技術分析

1 制約寬帶接入網發(fā)展的因素分析

1.1技術方面

目前國內電信運營商在固定寬帶接入網方面,主要采用ADSL和LAN的接入技術。從這兩種技術本身來看,LAN基本不存在速率問題;對于ADSL用戶來說,其速率與用戶的銅纜長度、線路質量、出線率等有非常緊密的關系,實際網絡中接入速率要比理論值低得多。

ADSL是承載在電話銅纜之上的,通常電話銅纜的(母局、模塊局、接入網節(jié)點ONU)覆蓋范圍在3km以內,部分母局在個別區(qū)域的覆蓋范圍可達5km,也就是說ADSL的線路長度主要分布在3km以內。從帶寬提供能力來看,ADSL在3km(0.4mm線徑)下理論上可提供下行2Mbit/s的速率,而在寬帶接入用戶中,未來可能對帶寬消耗最大的視訊業(yè)務,當采用新的編碼技術如MPEG-4/H.264時,在1～2Mbit/s帶寬下可獲得DVD效果。因此對于大部分局點來說,理論上ADSL通過對現(xiàn)有速率的提升是基本可以滿足需求的。但是,由于在實際環(huán)境中部分線路情況質量不理想,且存在線路長度超過3km的情況,此時ADSL可獲得的傳輸性能急劇下降,有些甚至會造成線路無法開通的情況出現(xiàn)。而且,由于設備可維護能力的限制,維護人力及經驗問題,都會影響ADSL線路的開通及正常運行。同時,對于有更大帶寬且要求上行對稱的接入需求,現(xiàn)有的ADSL也是無法滿足需求的。因此ADSL技術本身存在的問題,將是影響寬帶業(yè)務發(fā)展的重要因素。

1.2業(yè)務方面

寬帶接入網絡發(fā)展到現(xiàn)在,其寬帶業(yè)務的短缺問題比較突出。接入用戶對網絡的理解僅僅停留在寬帶接入、高速上網的概念上。而在提供寬帶的基礎上,電信運營商能提供給用戶什么樣的增值服務,現(xiàn)在仍在探索之中。在接入費不斷下降的今天,市場競爭非常激烈,為了吸引更多的用戶使用寬帶接入網絡并提高接入網絡的收益,必須在網絡上提供給用戶豐富多彩的寬帶業(yè)務,這將是寬帶接入網絡重要的發(fā)展方向。

1.3其他方面

目前,影響接入網發(fā)展除了上面提到的接入技術本身和業(yè)務開展方面的因素外,還有一些其他原因也對接入網絡的發(fā)展產生了影響。如網絡容量及支撐系統(tǒng)等方面。

在網絡容量方面,骨干和匯聚網絡在網絡拓鋪、設備功能特性及設備容量等方面在設計之初均是基于Web業(yè)務模型來考慮的,每個用戶的平均帶寬在100kbit/s左右甚至更低。當網絡中出現(xiàn)大量視頻及多媒體業(yè)務后,勢必會造成設備帶寬性能及網絡瓶頸問題。

在支撐系統(tǒng)方面,寬帶接入網絡正處于高速發(fā)展階段,用戶規(guī)模的急劇膨脹與相應的維護管理手段相對簡單,導致寬帶網絡的維護管理成為制約寬帶接入發(fā)展的重要瓶頸。

2 寬帶網絡提速的解決方案

優(yōu)化寬帶接入網網絡結構。對接入網進行優(yōu)化的思路是:BAS端局化,減少接入層級聯(lián),條件適當時接入層引入傳輸網,關鍵部件冗余備份。優(yōu)化后,寬帶網絡結構就具備了以下一些特點:第一,BAS與DSLAM直連,并作上行鏈路備份考慮。第二,DSLAM級連級數(shù)控制在2級以內,DSLAM設備支持大容量組網。第三,適當引入MSTP、RSTP等環(huán)網傳輸策略,有效提高業(yè)務承載安全性和光纖利用率。第四,DSLAM上行端口流量分析。

由于數(shù)據(jù)業(yè)務的突發(fā)特性,多個用戶可以對帶寬進行統(tǒng)計復用。除了IPTV業(yè)務,平均每個放號用戶需要378K～528K帶寬,500個放號用戶的DSLAM需要190M～270M的上行接口;IPTV的上行接口帶寬取決于頻道數(shù),如果要同時支持IPTV,通常采用多FE捆綁或GE口上行。

詳細的線路及網絡流量分析。傳輸線路作為接入網的承載媒體,對接入網的改造有非常重要的影響。只有對現(xiàn)有的傳輸線路能力有清楚的認識,才能提出符合實際的提速改造方案。對接入線路的主要測試研究的方面有以下幾點。

線路質量(包括用戶線電阻特性、電容特性、空載噪聲、傳輸衰減、串音線路阻抗、縱向平衡度等方面)、用戶線路線徑、用戶線長度、主干電纜使用時間、當前線路最大速率范圍、出線率、線路實際傳輸能力(包括線路長度分布比例、線路距離與ADSL/ADSL2+帶寬的關系,典型速率對線路距離/質量的要求)等。

同時,網絡流量也是需要分析的重要環(huán)節(jié)。目前,寬帶接入網上的流量以數(shù)據(jù)上網流量為主。通過對網絡流量的統(tǒng)計分析,可以看到平均每個用戶的下行流量大致在50～80kbit/s之間。由于每個用戶數(shù)據(jù)業(yè)務流量的突發(fā)性,而用作物理接入手段的用戶線的帶寬不能在用戶間復用,這使得用戶的接入帶寬和平均流量之間有較大的收斂比。因此如果需要用戶在進行下載、收郵件、瀏覽含視頻的網頁、視頻QQ等應用時有較好的用戶體驗,需要的用戶接入帶寬為1～2Mbit/s。

采用新的接入技術 。接入網提速在原有網絡上進行升級改造是比較實用的提速方案,但是由于線路、環(huán)境等多方面的影響,有部分用戶無法通過現(xiàn)有網絡的升級實現(xiàn)接入提速的目的,在這種情況下就需要考慮采用新的接入手段,根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況對用戶進行改造。目前,寬帶固定接入的主流技術主要有xDSL(ADSL、ADSL2+、VDSL)、LAN及光纖接入等。

線路改造。線路故障分布情況,根據(jù)全國各地實際應用情況的粗略統(tǒng)計,線路故障發(fā)生概率由高到低依次為:從接線盒到用戶室內布線以及用戶端設備連接錯、配線電纜故障(包括交接箱)、主干電纜、配線架。其中第一項占總故障數(shù)的60%以上,配線電纜和主干電纜占35%。配線架的故障現(xiàn)在已經比較少見了,而從局端設備到配線架的電纜很少出故障。

主要涉及到的改造部分和方案如下。

入戶線的整改

這一段是目前最普遍的問題,實驗表明,在主干和配線總長度超過3km時,20m的平行線將導致ADSL速率下降超過一半,而鐵心線或鋁芯線甚至會導致Modem無法同步。有些例子表明,3.5km的主干,在分線盒處甩開用戶室內線,測試能到達2Mbit/s,但是一旦進入用戶家,Modem甚至無法同步。

因此入戶線是整改的重點,最好采用雙絞線,這樣能使2Mbit/s速率的ADSL覆蓋范圍超過3.5km,對于比較新的0.4mm電纜甚至有時能達到4km。

主干電纜的長度

如果要得到超過6Mbit/s的速率,線路長度最好不要超過2km,如果確保入戶線為雙絞線并且主干質量較好,則覆蓋范圍可以放寬為不超過2.5km。,要得到8Mbit/s甚至更高的速率,用戶線的長度一般應小于1.5km。

上述要求可以通過將DSLAM下移靠近用戶端來實現(xiàn),對于ADSL2+,可以在住宅小區(qū)里面放置DSLAM,接入速率能超過10Mbit/s。

同一主干電纜內不同業(yè)務之間的串擾的影響

同一根主干電纜內不同業(yè)務對于ADSL的影響各有區(qū)別,只要線路長度相當,相鄰線對ADSL業(yè)務的串擾很小,VDSL由于使用與ADSL兼容的頻譜,并且發(fā)送功率譜密度遠低于ADSL,因此對ADSL的影響可以忽略不計。但是基帶Modem如E1/T1、ISDN、HDSL、SHDSL的頻譜與ADSL的頻譜重疊,對同在一個基本單位的ADSL的影響很大,尤其是當線路長度超過1.5km時,將會使ADSL的連接速率降低一半以上,并且運行穩(wěn)定性大為降低。因此建議將這些業(yè)務調整到其他的超單位,最低程度也要調到其他的基本單位。

支撐系統(tǒng)改造

要提高寬帶網絡的運行維護效率,支撐寬帶網絡的提速,提高用戶滿意度,需要從下面幾個方面對寬帶網絡及其維護繼續(xù)優(yōu)化完善:

通過可管理終端、支持抓線的DSLAM和線路寬帶特性測試系統(tǒng),配合上層的終端管理系統(tǒng)和寬帶故障診斷定位系統(tǒng),提供寬帶網絡的端到端的故障診斷、仿真測試和排障功能,提高故障診斷效率,完成遠程維護和排障功能,減少故障單出單率和上門維護次數(shù),降低維護成本。

理順業(yè)務發(fā)放流程,提高業(yè)務自動發(fā)放功能,實現(xiàn)網管數(shù)據(jù),AAA數(shù)據(jù)和DSLAM端口數(shù)據(jù)根據(jù)營業(yè)廳設定的業(yè)務參數(shù)自動發(fā)放,同時,根據(jù)業(yè)務類型進行帶寬的設置,提供基于帶寬的業(yè)務,同時,提供業(yè)務自助平臺,用戶可以根據(jù)自己的需求自助修改自己的帶寬。