LMDS、LAN、PLC(電力線通信)等接入技術發(fā)展緩慢
一、概論 當前,寬帶接入在我國逐步升溫,技術選擇也日益多樣化。隨著因特網(wǎng)的迅速發(fā)展,網(wǎng)上話音通信、音頻視頻廣播和寬帶交互式新媒體的出現(xiàn)及發(fā)展對接入網(wǎng)帶寬的要求越來越高,帶寬不足將制約社區(qū)信息化發(fā)展。個人用戶對高速上網(wǎng)、多媒體娛樂、遠程教育、在線證券等需求增加,對可視電話等視頻終端需求加大,并對話音、視頻等實時性應用要求提高。因此,沒有足夠的帶寬,視頻點播(VOD)、音樂及電影的下載、遠程教育及醫(yī)療服務、可視電話、視頻會議、可視電子郵件等新型服務都將難以開展?! 』谖覈F(xiàn)有網(wǎng)絡的技術和現(xiàn)狀,目前用戶接入方式主要有以下幾種:基于現(xiàn)有固定電話線路的xDSL(數(shù)字用戶線路)技術、基于現(xiàn)有有線電視線路(HFC)的CableModem(電纜調制解調器)技術、以太網(wǎng)(FTTx LAN)接入技術、寬帶固定無線(LMDS)接入方式、電力線上網(wǎng)(PLC)接入方式等。由于以上幾種接入方式不同,因此用戶負擔的成本不同,提供的服務內容也不同。由于接入方式太多,限于篇幅,本文不可能在此一一介紹,以下主要分析目前流行的三種接入方式,即LMDS、LAN及PLC技術。 二、LMDS、LAN及PLC采用的主要技術 1.寬帶固定無線LMDS接入方式采用的主要技術 LMDS(LocalMultipointDistributeService)本地多點分配接入系統(tǒng)是一種嶄新的寬帶無線接入技術,1998年被美國電信界評選為十大新興通信技術之一。由于該技術利用高容量點對多點微波傳輸,可以提供雙向話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像業(yè)務,能夠實現(xiàn)從n×64kbit/s到2Mbit/s,甚至高達155Mbit/s的用戶接入速率,具有很高的可靠性,因此也被稱為是一種“無線光纖”技術。LMDS“本地多點分配業(yè)務”中各個詞都有其自身的含義。所謂“本地”其實就是指單個基站所能夠覆蓋的范圍,LMDS因為受工作頻率和電波傳播特性的限制,單個基站在城市環(huán)境中所覆蓋的半徑通常小于5公里;“多點”是指信號由基站到用戶端是以點對多點的方式傳送的,而信號由用戶端到基站則是以點對點的方式傳送;“分配”是指基站將發(fā)出的信號(可能同時包括話音、數(shù)據(jù)及Internet、視頻業(yè)務)分別分配至各個用戶;“業(yè)務”是指系統(tǒng)運營者與用戶之間的業(yè)務提供與使用關系,即用戶從LMDS網(wǎng)絡所能得到的業(yè)務完全取決于運營者對業(yè)務的選擇?! MDS是以點對多點的固定無線通信方式,提供寬頻及雙向的語音、數(shù)據(jù)與視訊等傳輸,有別于傳統(tǒng)點對點(PointtoPoint)的微波傳輸。LMDS采用較高的頻率(通常為10GHz~43GHz)為傳輸介質,是一個快速、有彈性和具有效益性的寬頻網(wǎng)路。LMDS網(wǎng)路設備包含指向性天線(directionalantenna)、區(qū)域性基地臺、Set-topBox、用戶天線,在用戶端與用戶端間以無線區(qū)域回路的網(wǎng)路架構,只需在用戶端架設一具小型的碟形天線作為接收器而無需額外的配線?! MDS建構方式限于微波傳輸視線無障礙基礎,傳輸范圍不能太遠(約3里~5里),可提供高達8萬個用戶端單一節(jié)點的傳輸。LMDS以家庭與商業(yè)用戶所使用的公用或私人網(wǎng)路應用為主要市場,雖然國外的LMDS技術已經(jīng)相當成熟,但直到2000年國內才開始注意到此技術?! ?.以太網(wǎng)(FTTx LAN)接入方式采用的主要技術 LAN方式是采用以太網(wǎng)技術,它是用光纜 雙絞線對小區(qū)進行綜合布線,通常用戶會獲得10Mbit/s以上的共享帶寬,理想速度將比現(xiàn)在撥號上網(wǎng)速度快近180多倍。下載一部大片的時間大約是5分~7分鐘,速度優(yōu)勢明顯??紤]到LAN接入方式的擴展性比較好,隨著用戶的增多,可以根據(jù)需求將帶寬升級到100Mbit/s以上,所以在速度上還是很有保證的?! ?.電線上網(wǎng)接入PLC采用的主要技術 PLC就是以電力線作為通信媒介的一種通信方式。電力線從來就不是一種理想的通信介質,但隨著技術的不斷進步,特別是調制技術及微電子技術的發(fā)展,使得PLC的實用化成為可能。最早的PLC實用技術是一種稱之為“脈沖控制”的通信系統(tǒng),該系統(tǒng)提供速率極低的單向通信,發(fā)射機功率為數(shù)十千瓦,主要用于路燈及負荷控制。20世紀50年代以來,人們開始研究電力線(主要為高壓)通道的高頻特性(5kHz~500kHz),并在此基礎上開發(fā)了電力系統(tǒng)調度通信及保護廣泛使用的電力線載波機。20世紀90年代國外開始研究電力線(主要為低壓及中壓)的高頻特性(2MHz~80MHz),并在此基礎上開發(fā)了實用的高速PLC產(chǎn)品及系統(tǒng)。當前已有多種高速PLC產(chǎn)品及系統(tǒng)在家庭聯(lián)網(wǎng)、高速Internet接入、智能家居等方面得到了廣泛應用。 三、LMDS、LAN及PLC優(yōu)缺點分析 1.寬帶固定無線LMDS接入方式 小區(qū)固定寬帶無線接入技術日益成熟,基于它的可移動性,它將是寬帶網(wǎng)發(fā)展到高級階段時實現(xiàn)個人通信的主要接入方式。但在目前的情況下,由于通信費用和終端設備等多方面的問題,目前的潛在用戶不多。主要的寬帶固定無線接入技術有三類:即已商業(yè)化的多路多點分配業(yè)務(MMDS)、直播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)以及試驗中的本地多點分配業(yè)務(LMDS)。依據(jù)其技術特點,LMDS適用于人口密集、通信業(yè)務量大的城市骨干網(wǎng)至用戶終端的無線接入。LMDS工程建設周期短、組網(wǎng)方式靈活、運行維護成本低。作為一種新興的寬帶無線接入手段,LMDS為新興的網(wǎng)絡服務商提供了經(jīng)濟、快速、寬帶大容量雙向數(shù)據(jù)傳輸手段。隨著技術、市場不斷成熟,LMDS為運營商在“最后一公里”寬帶接入和交互式多媒體應用提供了經(jīng)濟和簡便的解決方案,有著廣闊的市場前景?! ∑鋬?yōu)點如下: ?。?)LMDS基站到用戶端以點對多點廣播方式傳送,用戶端到基站以點對點方式傳送;工作頻段為24GHz~38GHz,可用頻帶至少1GHz;可提供雙向話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像業(yè)務,實現(xiàn)n×64kbit/s~2Mbit/s、甚至155Mbit/s的接入速率,可靠性高,號稱“無線光纖”接入技術?! 。?)LMDS由類似蜂窩配置的多個樞紐發(fā)送機組成,每個發(fā)送機經(jīng)點到多點無線鏈路與服務區(qū)的固定用戶通信;單蜂窩覆蓋區(qū)為2km~5km,覆蓋區(qū)相互重迭,每蜂窩覆蓋區(qū)又劃分為多個扇區(qū),根據(jù)用戶需要在該扇區(qū)提供特定業(yè)務。 ?。?)LMDS采用口徑很小的(如30cm)室外定向天線,安裝方便,適于提供交互式電視和高速數(shù)據(jù)(如因特網(wǎng)接入、局域網(wǎng)互連等)?! 。?)LMDS代表了寬帶接入技術的另一種發(fā)展趨勢:工作頻帶寬、頻率復用度高、系統(tǒng)容量大、可擴展性好、啟動資金較小、節(jié)省線路投資、減少線路建設期、運營者僅在增加用戶(即有業(yè)務收入)時才需再增加資金投入,可動態(tài)分配系統(tǒng)資源,降低了運營風險?! 。?)LMDS設備安裝調試容易,開通迅速、維護簡單,適于新興電信公司、傳統(tǒng)電信公司或有線電視公司,也可以作為有線接入的重要補充?! 〉獿MDS的推廣也存在問題:LMDS的致命缺點是在信號傳輸上會有發(fā)射器和接收器之間一條直射的傳輸限制,如果中間有過多的障礙物阻擋信號傳送,就會影響傳輸品質。另外,LMDS使用約30GHz的頻段作為傳輸媒介,因該頻段屬于Ka頻段,故對于樹木、建筑物等障礙物的穿透能力較弱,而且有嚴重的雨衰效應,只有在與基地臺建立直線傳輸線路時才會有較佳的通信品質?! ?.以太網(wǎng)(FTTx LAN)接入方式 以太網(wǎng)是目前最為廣泛的局域網(wǎng)絡傳輸方式,它采用基帶傳輸,通過雙絞線和傳輸設備實現(xiàn)10M/100M/1000Mbit/s的網(wǎng)絡傳輸?;谝蕴W(wǎng)技術的寬帶接入網(wǎng)完全可以應用在公網(wǎng)環(huán)境中,為用戶提供標準以太網(wǎng)接口,能夠兼容所有帶標準以太網(wǎng)接口的終端,用戶不需要另配任何其他接口卡或協(xié)議軟件,因而它是一種廉價的寬帶接入技術。目前最具潛力的寬帶以太網(wǎng)接入方式是骨干網(wǎng)光纖到達大樓或社區(qū),即FTTx LAN接入方式。FTTx(FiberToThe大樓或社區(qū)) LAN是一種基于優(yōu)化光纖網(wǎng)絡技術的寬帶接入方式,垂直干纜采用光纖。采用光纖到大樓或社區(qū)、以太網(wǎng)入戶的方式實現(xiàn)用戶的寬帶接入。以太網(wǎng)技術成熟,成本低、結構簡單、穩(wěn)定性和擴充性好,便于網(wǎng)絡升級,目前水平布線使用非屏蔽五類雙絞線,5類網(wǎng)絡線纜本身就具備較好的抗干擾性和穩(wěn)定性,可以在一定程度上滿足帶寬分配及某些QoS的要求,它的帶寬可以達到100Mbit/s。以太網(wǎng)在每一個社區(qū)或每一個樓宇中形成自己的小規(guī)模星型網(wǎng)絡結構,彼此間通過骨干網(wǎng)絡連接,在邏輯結構上并無相互依賴關系,因此相互之間影響較小,單一節(jié)點的故障不會影響整個社區(qū)的寬帶網(wǎng)絡。對于一個家庭來說完全可以滿足今后數(shù)十年的升級要求?! ∫蕴W(wǎng)的缺點是必須在用戶集中的區(qū)域才能確保接入的低廉成本,布線電纜不能夠太長?! ?.電線上網(wǎng)接入PLC方式 目前一種通過電力線就可以上網(wǎng)的新型方式正悄然殺入寬帶市場。電線上網(wǎng)的準確名稱是電力線通信技術,簡稱PLC,是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。電力線高速數(shù)據(jù)通信實際上利用目前已有的寬帶骨干和城域網(wǎng),使用特殊的轉換設備,將因特網(wǎng)運營商提供的寬帶網(wǎng)絡中的信息信號接入小區(qū)局端電力線,用戶電腦只要通過電力調制解調器連接到室內日用交流電源插座即可上網(wǎng)。電源線路因其成本低廉、分布廣泛一直被認為是傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的理想線路,支持這一設想的人士稱其潛在的發(fā)展空間要比電話線路大得多。它能為用戶提供高速的傳輸速率,信息傳送速度可達到10Mbit/s;能夠將整個家庭的電器與網(wǎng)絡聯(lián)為一體,在室內的設備之間構筑起可自由交換信息的局域網(wǎng),使人們能夠通過網(wǎng)絡來控制自己家里的電器設備,同時也將促進信息家電的發(fā)展與應用。 利用電力線上網(wǎng),其優(yōu)點在于: ?。?)成本低。對運營商而言,由于利用電力線上網(wǎng),直接使用現(xiàn)有的電力網(wǎng)就可以實現(xiàn)通信,而不需要另外鋪設電話線、光電纜等,大大減少了在基礎網(wǎng)絡上的投資。對用戶而言,通過電力線上網(wǎng),無需通過電話線,相對減少了通話費用,且享受到價格低廉的互聯(lián)網(wǎng)接入服務?! 。?)無所不在的電力線網(wǎng)絡是此技術的優(yōu)勢。電力線是最基礎的網(wǎng)絡,它的規(guī)模之大,是其它網(wǎng)絡所無法比擬的,運營商可以輕松地將網(wǎng)絡接入服務滲透到每一個家庭。這種技術一旦進入商業(yè)化階段,將會促進電信市場的發(fā)展,并為互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間?! 。?)利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速的傳輸速率,其信息傳送速度能達到10Mbit/s?! 。?)此技術能夠通過電力線將整個家庭的電器與網(wǎng)絡聯(lián)為一體,在室內的設備之間構筑起可自由交換信息的局域網(wǎng),使人們能夠通過網(wǎng)絡來控制自己家里的電器設備。今后,隨著能上網(wǎng)的電視機和冰箱等數(shù)字家電的普及,需要大幅度地增加接入端口,家庭和辦公室利用已有的萬能插接板,通過電力線路高速接入互聯(lián)網(wǎng)就能解決這個問題?! 。?)利用電力線上網(wǎng)還有其它優(yōu)點,如網(wǎng)絡資源豐富、施工方便、一線兩用、價格低廉等。目前在中國已經(jīng)有若干小區(qū)在進行電力線上網(wǎng)實驗或商業(yè)運行?! 〉娜秉c也很明顯: ?。?)電力線上網(wǎng)存在著不穩(wěn)定和不安全的問題。由于每一個家庭的用電量不同,用電負荷也不斷發(fā)生變化,電壓的變化會影響上網(wǎng)質量。家庭電器產(chǎn)生的電磁波會對信息的傳輸產(chǎn)生干擾,還會影響短波收音機的信息接收等?! 。?)帶寬拓寬問題。雖然利用電力線上網(wǎng)信息傳送速度可能達到10Mbit/s左右,但相對于比較成熟的以太網(wǎng)接入技術,電力線上網(wǎng)技術必須尋求寬帶拓寬的空間。信息業(yè)發(fā)展要求更高速的信息傳輸,如果電力線上網(wǎng)不能解決帶寬的拓展問題,就會有被淘汰的危險?! ?3)一些電信公司和技術公司對此技術熱情不高。而且此技術涉及問題頗多,如如何獲得電信業(yè)務經(jīng)營許可證?如何選擇合作伙伴并與之建立起供求雙贏的贏利模式?費用問題等。因此,電力線上網(wǎng)仍然處于小規(guī)模的試驗階段。 四、LMDS、LAN及PLC發(fā)展緩慢 導致目前寬帶業(yè)務發(fā)展困境的一個重要因素就是沒有應用,沒有合理的網(wǎng)絡資費。因此除了建立一個可運營、可管理的寬帶接入網(wǎng)絡外,必須建立一種使運營商和內容提供商能夠緊密合作,實現(xiàn)雙贏的運營機制?! ?.LMDS接入技術進展 LMDS之所以成為今天人們討論的焦點,不僅在于它獨有的技術優(yōu)勢,更在于還有諸多限制著LMDS發(fā)展的不利因素有待于人們的共同關注與解決。首先是頻率的分配問題。一方面是運營商對充足的帶寬資源的需求,而另一方面則是沒有國際統(tǒng)一標準和各國對LMDS工作頻段發(fā)放工作進度不一致的現(xiàn)狀。其次是LMDS的市場定位問題。運營商往往走入一個誤區(qū),認為LMDS提供的多業(yè)務接口可以使它適宜于任何用戶。而實際上,LMDS的技術特點決定了它的最大用戶群是在人口密集、業(yè)務量較高的地區(qū),例如SME(中小企業(yè))、SOHO(家庭辦公)和集團用戶(信息化小區(qū))。再次,就是市場上LMDS產(chǎn)品的缺乏。這里更深一層的含義在于沒有充足的產(chǎn)品以滿足用戶大量的需求?! ?.LAN接入技術進展 FTTx+LAN接入目前的發(fā)展速率遠遠低于ADSL,主要是因為LAN接入覆蓋范圍小,且因需要綜合布線導致初期投資成本高,運營商對用戶樓進行綜合布線后,往往出現(xiàn)用戶實裝率低、投資難以回收的局面。而且LAN交換機大多不是電信級產(chǎn)品,故障率較高,運行維護比較困難。此外,以太網(wǎng)本身是一種局域網(wǎng)技術,將其應用于電信網(wǎng)接入領域時,需要認真解決認證計費、用戶管理、用戶安全、綁定、服務質量保證以及網(wǎng)絡管理等問題,而ADSL技術成熟且設備價格不斷下降。運營商在經(jīng)過充分考慮后,將ADSL技術作為主流的寬帶接入技術,而將FTTx+LAN作為一種補充方式,主要用于企業(yè)大廈和高檔住宅小區(qū)?! 腖AN接入技術本身而言,以太網(wǎng)技術已十分成熟。發(fā)展LAN接入技術主要需要解決目前存在的幾大問題:一是延伸以太網(wǎng)的接入距離;二是提高以太網(wǎng)交換機的可靠性,并實現(xiàn)對以太網(wǎng)交換機的遠程集中管理;三是完善其用戶認證、用戶管理、用戶安全和服務質量保證解決方案。 3.PLC接入技術進展 電力線寬帶技術商業(yè)應用無論在技術上還是從經(jīng)濟角度分析,都有著美好的發(fā)展前景和驚人的市場。但寬帶電力線接入技術的商業(yè)應用還有幾大障礙需要逾越?! ∈紫仁钦哒系K,按照我國的相關管理規(guī)定,一項新技術的應用必須經(jīng)過相關權威機構的檢測,然后由政府部門發(fā)給牌照或入網(wǎng)證才有資格在市場上推行。對此,國內發(fā)展電力線上網(wǎng)的相關企業(yè)也一直在積極地進行政策層面的努力,力求突破這一限制。信息產(chǎn)業(yè)部從2004年起就曾準備進行PLC的相關測試,但到目前為止,一直沒有進行。包括中電飛華等企業(yè)在內的嘗試通過電力線通信技術實現(xiàn)用戶接入的運營商在發(fā)展過程中也是遮遮掩掩,低調發(fā)展。有分析人士指出,之所以難以進行“批準”的最根本原因是該技術一旦實施,將使整個通信業(yè)的運營模式發(fā)生巨變,其中首當其沖受到?jīng)_擊的是目前在寬帶接入市場占有絕對優(yōu)勢的中國電信、中國網(wǎng)通等,為此有人預言,如果PLC獲準運營,中國電信將會像美國的AT&T一樣瓦解。看來,影響現(xiàn)有運營商的既得利益才是最終制約電力線上網(wǎng)發(fā)展的根本因素,政府在其中無疑在充當保護傘的角色?! ∑浯螐漠a(chǎn)品和技術角度看,目前包括電力科學研究院在內的多家企業(yè)對電力線通信技術做了大量深入的研究,并具備一定的生產(chǎn)能力,但是電力線寬帶接入的廣泛投入商業(yè)運營,在技術和產(chǎn)品成熟度上還須進一步完善?! ∧壳巴苿覲LC設備的研發(fā)、生產(chǎn)和應用的企業(yè)大多是電力系統(tǒng)背景的企業(yè),對電信產(chǎn)品的可運營可管理性要求的理解往往不夠深刻,大多企業(yè)不能提供包括網(wǎng)管、認證、計費等成熟的完整的系統(tǒng)。雖然很多公司在這方面做了大量的工作,但整個產(chǎn)業(yè)鏈在這方面的發(fā)展還有待進一步改善?! ∽詈笤谏虡I(yè)模式上,中電飛華作為國內最大的PLC寬帶接入運營商,其做出了大量有益的嘗試,目前已經(jīng)開通了2萬多用戶,但是由于受到電信市場主流運營商的擠壓,也是舉步唯艱?! ⊥ㄟ^以上三種主要寬帶小區(qū)接入技術介紹可知,目前信息化社區(qū)寬帶接入技術的選擇應綜合考慮社會經(jīng)濟發(fā)展、應用需求、網(wǎng)絡建設及管理、技術的成熟性、投資回報等因素,同時還需兼顧網(wǎng)絡建設的可持續(xù)發(fā)展和伸縮性。
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