制約寬帶網(wǎng)發(fā)展的因素分析及解決方案

梁文成

摘要:如今寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模龐大,多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展迅速,對現(xiàn)網(wǎng)提出了更高的帶寬要求。本文對制約寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的因素進(jìn)行分析,并進(jìn)一步對寬帶提速的解決方案進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:寬帶;網(wǎng)絡(luò);因素;技術(shù)分析

1 制約寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的因素分析

1.1技術(shù)方面

目前國內(nèi)電信運(yùn)營商在固定寬帶接入網(wǎng)方面,主要采用ADSL和LAN的接入技術(shù)。從這兩種技術(shù)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(zhì)量、出線率等有非常緊密的關(guān)系,實(shí)際網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)節(jié)點(diǎn)ONU)覆蓋范圍在3km以內(nèi),部分母局在個別區(qū)域的覆蓋范圍可達(dá)5km,也就是說ADSL的線路長度主要分布在3km以內(nèi)。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(wù),當(dāng)采用新的編碼技術(shù)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(diǎn)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(shí)際環(huán)境中部分線路情況質(zhì)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?xí)斐删€路無法開通的情況出現(xiàn)。而且,由于設(shè)備可維護(hù)能力的限制,維護(hù)人力及經(jīng)驗問題,都會影響ADSL線路的開通及正常運(yùn)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(shù)本身存在的問題,將是影響寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。

1.2業(yè)務(wù)方面

寬帶接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到現(xiàn)在,其寬帶業(yè)務(wù)的短缺問題比較突出。接入用戶對網(wǎng)絡(luò)的理解僅僅停留在寬帶接入、高速上網(wǎng)的概念上。而在提供寬帶的基礎(chǔ)上,電信運(yùn)營商能提供給用戶什么樣的增值服務(wù),現(xiàn)在仍在探索之中。在接入費(fèi)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(wǎng)絡(luò)并提高接入網(wǎng)絡(luò)的收益,必須在網(wǎng)絡(luò)上提供給用戶豐富多彩的寬帶業(yè)務(wù),這將是寬帶接入網(wǎng)絡(luò)重要的發(fā)展方向。

1.3其他方面

目前,影響接入網(wǎng)發(fā)展除了上面提到的接入技術(shù)本身和業(yè)務(wù)開展方面的因素外,還有一些其他原因也對接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展產(chǎn)生了影響。如網(wǎng)絡(luò)容量及支撐系統(tǒng)等方面。

在網(wǎng)絡(luò)容量方面,骨干和匯聚網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)拓鋪、設(shè)備功能特性及設(shè)備容量等方面在設(shè)計之初均是基于Web業(yè)務(wù)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大量視頻及多媒體業(yè)務(wù)后,勢必會造成設(shè)備帶寬性能及網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。

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

2 寬帶網(wǎng)絡(luò)提速的解決方案

優(yōu)化寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對接入網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化的思路是:BAS端局化,減少接入層級聯(lián),條件適當(dāng)時接入層引入傳輸網(wǎng),關(guān)鍵部件冗余備份。優(yōu)化后,寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就具備了以下一些特點(diǎn):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(nèi),DSLAM設(shè)備支持大容量組網(wǎng)。第三,適當(dāng)引入MSTP、RSTP等環(huán)網(wǎng)傳輸策略,有效提高業(yè)務(wù)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(wù)的突發(fā)特性,多個用戶可以對帶寬進(jìn)行統(tǒng)計復(fù)用。除了IPTV業(yè)務(wù),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(xì)的線路及網(wǎng)絡(luò)流量分析。傳輸線路作為接入網(wǎng)的承載媒體,對接入網(wǎng)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(rèn)識,才能提出符合實(shí)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(diǎn)。

線路質(zhì)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(dāng)前線路最大速率范圍、出線率、線路實(shí)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(guān)系,典型速率對線路距離/質(zhì)量的要求)等。

同時,網(wǎng)絡(luò)流量也是需要分析的重要環(huán)節(jié)。目前,寬帶接入網(wǎng)上的流量以數(shù)據(jù)上網(wǎng)流量為主。通過對網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(fù)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(jìn)行下載、收郵件、瀏覽含視頻的網(wǎng)頁、視頻QQ等應(yīng)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(shù) 。接入網(wǎng)提速在原有網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行升級改造是比較實(shí)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(wǎng)絡(luò)的升級實(shí)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(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況對用戶進(jìn)行改造。目前,寬帶固定接入的主流技術(shù)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(shí)際應(yīng)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(nèi)布線以及用戶端設(shè)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(jīng)比較少見了,而從局端設(shè)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(shí)驗表明,在主干和配線總長度超過3km時,20m的平行線將導(dǎo)致ADSL速率下降超過一半,而鐵心線或鋁芯線甚至?xí)?dǎo)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(nèi)線,測試能到達(dá)2Mbit/s,但是一旦進(jìn)入用戶家,Modem甚至無法同步。

因此入戶線是整改的重點(diǎn),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(dá)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(zhì)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(yīng)小于1.5km。

上述要求可以通過將DSLAM下移靠近用戶端來實(shí)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(nèi)不同業(yè)務(wù)之間的串?dāng)_的影響

同一根主干電纜內(nèi)不同業(yè)務(wù)對于ADSL的影響各有區(qū)別,只要線路長度相當(dāng),相鄰線對ADSL業(yè)務(wù)的串?dāng)_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(yuǎn)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(dāng)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(yùn)行穩(wěn)定性大為降低。因此建議將這些業(yè)務(wù)調(diào)整到其他的超單位,最低程度也要調(diào)到其他的基本單位。

支撐系統(tǒng)改造

要提高寬帶網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)效率,支撐寬帶網(wǎng)絡(luò)的提速,提高用戶滿意度,需要從下面幾個方面對寬帶網(wǎng)絡(luò)及其維護(hù)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(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)程維護(hù)和排障功能,減少故障單出單率和上門維護(hù)次數(shù),降低維護(hù)成本。

理順業(yè)務(wù)發(fā)放流程,提高業(yè)務(wù)自動發(fā)放功能,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)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(shè)定的業(yè)務(wù)參數(shù)自動發(fā)放,同時,根據(jù)業(yè)務(wù)類型進(jìn)行帶寬的設(shè)置,提供基于帶寬的業(yè)務(wù),同時,提供業(yè)務(wù)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。