制约宽带网发展的因素分析及解决方案

梁文成

摘要:如今宽带网络建设规模庞大,多媒体业务发展迅速,对现网提出了更高的带宽要求。本文对制约宽带接入网发展的因素进行分析,并进一步对宽带提速的解决方案进行了探讨。

关键词:宽带;网络;因素;技术分析

1 制约宽带接入网发展的因素分析

1.1技术方面

目前国内电信运营商在固定宽带接入网方面,主要采用ADSL和LAN的接入技术。从这两种技术本身来看,LAN基本不存在速率问题;对于ADSL用户来说,其速率与用户的铜缆长度、线路质量、出线率等有非常紧密的关系,实际网络中接入速率要比理论值低得多。

ADSL是承载在电话铜缆之上的,通常电话铜缆的(母局、模块局、接入网节点ONU)覆盖范围在3km以内,部分母局在个别区域的覆盖范围可达5km,也就是说ADSL的线路长度主要分布在3km以内。从带宽提供能力来看,ADSL在3km(0.4mm线径)下理论上可提供下行2Mbit/s的速率,而在宽带接入用户中,未来可能对带宽消耗最大的视讯业务,当采用新的编码技术如MPEG-4/H.264时,在1～2Mbit/s带宽下可获得DVD效果。因此对于大部分局点来说,理论上ADSL通过对现有速率的提升是基本可以满足需求的。但是,由于在实际环境中部分线路情况质量不理想,且存在线路长度超过3km的情况,此时ADSL可获得的传输性能急剧下降,有些甚至会造成线路无法开通的情况出现。而且,由于设备可维护能力的限制,维护人力及经验问题,都会影响ADSL线路的开通及正常运行。同时,对于有更大带宽且要求上行对称的接入需求,现有的ADSL也是无法满足需求的。因此ADSL技术本身存在的问题,将是影响宽带业务发展的重要因素。

1.2业务方面

宽带接入网络发展到现在,其宽带业务的短缺问题比较突出。接入用户对网络的理解仅仅停留在宽带接入、高速上网的概念上。而在提供宽带的基础上,电信运营商能提供给用户什么样的增值服务,现在仍在探索之中。在接入费不断下降的今天,市场竞争非常激烈,为了吸引更多的用户使用宽带接入网络并提高接入网络的收益,必须在网络上提供给用户丰富多彩的宽带业务,这将是宽带接入网络重要的发展方向。

1.3其他方面

目前,影响接入网发展除了上面提到的接入技术本身和业务开展方面的因素外,还有一些其他原因也对接入网络的发展产生了影响。如网络容量及支撑系统等方面。

在网络容量方面,骨干和汇聚网络在网络拓铺、设备功能特性及设备容量等方面在设计之初均是基于Web业务模型来考虑的,每个用户的平均带宽在100kbit/s左右甚至更低。当网络中出现大量视频及多媒体业务后,势必会造成设备带宽性能及网络瓶颈问题。

在支撑系统方面,宽带接入网络正处于高速发展阶段,用户规模的急剧膨胀与相应的维护管理手段相对简单,导致宽带网络的维护管理成为制约宽带接入发展的重要瓶颈。

2 宽带网络提速的解决方案

优化宽带接入网网络结构。对接入网进行优化的思路是:BAS端局化,减少接入层级联,条件适当时接入层引入传输网,关键部件冗余备份。优化后,宽带网络结构就具备了以下一些特点:第一,BAS与DSLAM直连,并作上行链路备份考虑。第二,DSLAM级连级数控制在2级以内,DSLAM设备支持大容量组网。第三,适当引入MSTP、RSTP等环网传输策略,有效提高业务承载安全性和光纤利用率。第四,DSLAM上行端口流量分析。

由于数据业务的突发特性,多个用户可以对带宽进行统计复用。除了IPTV业务,平均每个放号用户需要378K～528K带宽,500个放号用户的DSLAM需要190M～270M的上行接口;IPTV的上行接口带宽取决于频道数,如果要同时支持IPTV,通常采用多FE捆绑或GE口上行。

详细的线路及网络流量分析。传输线路作为接入网的承载媒体,对接入网的改造有非常重要的影响。只有对现有的传输线路能力有清楚的认识,才能提出符合实际的提速改造方案。对接入线路的主要测试研究的方面有以下几点。

线路质量(包括用户线电阻特性、电容特性、空载噪声、传输衰减、串音线路阻抗、纵向平衡度等方面)、用户线路线径、用户线长度、主干电缆使用时间、当前线路最大速率范围、出线率、线路实际传输能力(包括线路长度分布比例、线路距离与ADSL/ADSL2+带宽的关系,典型速率对线路距离/质量的要求)等。

同时,网络流量也是需要分析的重要环节。目前,宽带接入网上的流量以数据上网流量为主。通过对网络流量的统计分析,可以看到平均每个用户的下行流量大致在50～80kbit/s之间。由于每个用户数据业务流量的突发性,而用作物理接入手段的用户线的带宽不能在用户间复用,这使得用户的接入带宽和平均流量之间有较大的收敛比。因此如果需要用户在进行下载、收邮件、浏览含视频的网页、视频QQ等应用时有较好的用户体验,需要的用户接入带宽为1～2Mbit/s。

采用新的接入技术 。接入网提速在原有网络上进行升级改造是比较实用的提速方案,但是由于线路、环境等多方面的影响,有部分用户无法通过现有网络的升级实现接入提速的目的,在这种情况下就需要考虑采用新的接入手段,根据当地的实际情况对用户进行改造。目前,宽带固定接入的主流技术主要有xDSL(ADSL、ADSL2+、VDSL)、LAN及光纤接入等。

线路改造。线路故障分布情况,根据全国各地实际应用情况的粗略统计,线路故障发生概率由高到低依次为:从接线盒到用户室内布线以及用户端设备连接错、配线电缆故障(包括交接箱)、主干电缆、配线架。其中第一项占总故障数的60%以上,配线电缆和主干电缆占35%。配线架的故障现在已经比较少见了,而从局端设备到配线架的电缆很少出故障。

主要涉及到的改造部分和方案如下。

入户线的整改

这一段是目前最普遍的问题,实验表明,在主干和配线总长度超过3km时,20m的平行线将导致ADSL速率下降超过一半,而铁心线或铝芯线甚至会导致Modem无法同步。有些例子表明,3.5km的主干,在分线盒处甩开用户室内线,测试能到达2Mbit/s,但是一旦进入用户家,Modem甚至无法同步。

因此入户线是整改的重点,最好采用双绞线,这样能使2Mbit/s速率的ADSL覆盖范围超过3.5km,对于比较新的0.4mm电缆甚至有时能达到4km。

主干电缆的长度

如果要得到超过6Mbit/s的速率,线路长度最好不要超过2km,如果确保入户线为双绞线并且主干质量较好,则覆盖范围可以放宽为不超过2.5km。,要得到8Mbit/s甚至更高的速率,用户线的长度一般应小于1.5km。

上述要求可以通过将DSLAM下移靠近用户端来实现,对于ADSL2+,可以在住宅小区里面放置DSLAM,接入速率能超过10Mbit/s。

同一主干电缆内不同业务之间的串扰的影响

同一根主干电缆内不同业务对于ADSL的影响各有区别,只要线路长度相当,相邻线对ADSL业务的串扰很小,VDSL由于使用与ADSL兼容的频谱,并且发送功率谱密度远低于ADSL,因此对ADSL的影响可以忽略不计。但是基带Modem如E1/T1、ISDN、HDSL、SHDSL的频谱与ADSL的频谱重叠,对同在一个基本单位的ADSL的影响很大,尤其是当线路长度超过1.5km时,将会使ADSL的连接速率降低一半以上,并且运行稳定性大为降低。因此建议将这些业务调整到其他的超单位,最低程度也要调到其他的基本单位。

支撑系统改造

要提高宽带网络的运行维护效率,支撑宽带网络的提速,提高用户满意度,需要从下面几个方面对宽带网络及其维护继续优化完善:

通过可管理终端、支持抓线的DSLAM和线路宽带特性测试系统,配合上层的终端管理系统和宽带故障诊断定位系统,提供宽带网络的端到端的故障诊断、仿真测试和排障功能,提高故障诊断效率,完成远程维护和排障功能,减少故障单出单率和上门维护次数,降低维护成本。

理顺业务发放流程,提高业务自动发放功能,实现网管数据,AAA数据和DSLAM端口数据根据营业厅设定的业务参数自动发放,同时,根据业务类型进行带宽的设置,提供基于带宽的业务,同时,提供业务自助平台,用户可以根据自己的需求自助修改自己的带宽。