住宅小区的宽带接入技术及市场趋势

前言：住宅小区的智能化,已经成为住宅小区生态化之后的又一重要发展趋势,房产开发商以智能化来作为新建楼盘的卖点,而购房者也在各种广告传媒的影响下,把小区智能化作为购房的考虑因素之一。虽然在沿海经济发达地区,智能化作为房产商的炒作题材已不再新鲜,但智能化却正在成为新建住宅小区的基本功能。随着政府相关部门对智能化小区规范工作的加强,智能化小区的建设已逐步趋于理性化。住宅小区的智能化,从基本功能体系上来说,主要由三部分组成。一是信息网络系统,二是社区安全防范系统,三为社区物业服务与管理系统。其中,二、三两项具有相对成熟的技术和模式,而住宅小区的信息网络则包含了电话网、有线电视网和宽带接入网。其中前两者分属于电信和广电部门,而宽带接入网(又称宽带驻地网)的组网方式和技术支持却是电信、广电和部分IP运营商(甚至包括部分房地产发展商)竭力争夺的一块“风水宝地”。根据《国家康居示范工程智能化系统示范小区建设要点与技术导则》(修改移)的要求；居住小区宽带接入网应提供管理系统；支持用户开户、销户、用户暂停及其它相应的管理功能,并提供安全的网络保障。每个住户至少有两对电话、两个电视插座和一个高速数据接口(一星级标准),宽带接入网的类型可以是HFC(光纤同轴网)、FTTX+LAN(X可以为B、F)、也可以是ADSL、VDSL或其它类型的数据网络。一、住宅小区宽带接入网的主要技术方案：住宅小区宽带接入方式分为有线方式和无线方式：有线接入方式包括：1.ADSL/VDSL(电信)2.(FTTX)+LAN(电信、IP运行商)3.HomePNA(电信)4.HFC(广电)无线接入方式：如LMDS技术(电信)(1)ADSL/VDSL技术：这是基于PSTN的接入技术,即借助已有的电话线路,采用各种先进的调制技术和编码技术来提高铜线的传输数率,实现宽带(或准宽带)接入。ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLoop)非对称数字用户环线,利用一对现有的电话线,为用户提供上、下行非对称的传输速率,理论上下传速率可达1.5Mbps~8Mbps,上行速率为640Kbps~1Mbps,其实现时的具体差异主要由所用的ADSLModem、局端ADSL设备性能、传输方式、传输介质(物理链路)的好坏及传输距离所决定。由于ADSL的用户线路主要由电话线(一种低标准的UTP)组成,数字信息的衰减主要与传输和信号频率有关。在相同的传输速率下,线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。随着传输速率的提高,ADSL的有效传输距离将随之缩短。据文献报导：在1.5Mbps的速率下,一对0.6mm线径的电话线传输距离可达6Km,而一对0.4mm线径的电话线的传输距离缩短为4.6Km。考虑到我国电话网络的实际情况；电话电缆的抗干扰性能较差(每米扭绞节数太少)易串音,线路转接头过多,线径不一致造成阻抗不匹配,故ADSL的实际应用通常在2Mbps速率以下、3.5Km范围以内。电信部门对一般家庭用户提供的多为512Kbps的速率。由于ADSL技术是一种比较成熟的技术,在进行数据传送的同时,还保留着普通电话的业务,是一种“两网合一”(电话网、宽带网)、用户独享宽带的“在线”接入方式,也是当前欧美发达国家常用的宽带技术之一。在美国目前已有8000万左右用户的电话网地区有ADSL接入服务,其中约6000万用户可申请ADSL接入。VDSL(VeryhightdatarateDigitalSubscriberLoop)甚高速数字用户环线,是xDSL技术的新一代产品,它比ADSL有更高的带宽、使用上也更为简便。与ADSL一样,VDSL也采用频分复用方式,将POTS及VDSL的上、下行信号分配在不同的频带内传输,但它的传输速率却远高于ADSL,可以支持13Mbps~27Mbps的下行速率和3Mbps的上行速率。根据传输介质和速率的不同,VDSL传输距离可以从300m~1500m,从目前的设备状况来看,一般传播距离在500m以内。由于传播距离的限制,使得VDSL技术的应用受到一定的制约；另一方面VDSL尚未出台正式的国际标准。(2)HomePNA(HomePhonelineNetworkAlliance)技术:这也是基于PSTN的接入技术,是一种同时提供电话业务和宽带业务的“二合一”网络,该组网方式与ADSL技术相类似,也是利用用户已有的电话线路(铜缆双绞线)作为传输介质,可为每个用户同时提供语音服务(电话业务)和高速数据服务(宽带接入服务)。HomePNA可在一对铜芯电话线上支持对称的上、下行1.0Mbps(1.0标准)~10Mbps的高速数据传输,有效传输距离在300m-500m左右。目前,国内已有少数几个城市(如深圳)的电信部门开展了此项业务。在HomePNA方案中,小区内的布线均为电话双绞线,每个用户终端通过一块带RJ11口的HomePNA网卡接入网络,每户电话双绞的另一端通过大楼或小区内的通信电缆与小区中央机房内,集中设置的HomePNA集线器相连。而多个HomePNA集线器联到一个LANSwitch,尔后通过光纤(155Mbps或622Mbps或更高)接入城域宽带主干网。这种方案实质上是FTTZ+HomePNA方式,该方案的特点是：●直接利用小区现成的电话网络线路,无需重新布线,故工程量少线缆成本低。●网络为星形结构,一对电话线可同时提供窄带(电话)和宽带接入服务,用户独享1Mbps带宽。●HomePNA集线器的端口有隔离功能,能确保网络用户的安全隔离。(3)HFC(光纤同轴混合网)该种组网方案是广电部门大力推荐的方案,HFC网由光纤干线和同轴电缆分配网络所组成。在住宅小区内,HFC网络拓朴基本上仍保留着原CATV网的结构形式,即为树形--分支型(总线式)同轴电缆网,而不是星形网络结构。HFC网络的频率带宽可达870MHZ,其中50MHZ-550MHZ频段用于模拟电视信号的传输,而550MHZ-750MHZ(也可达870MHZ)频段用于下行数据传输。我国一般采用北美标准,以16/64/256QAM调制方式传输数据,当采用64QAM调制方式时,传输速率为可达27Mbps,若采用256QAM调制方式时(此时要求高质量线缆),传输速率可达40Mbps。上行传输则采用5-40MHZ频段,以QPSK调制方式上传数据,一般最高速率可达5Mbps,每个用户只要在原有电视终端插座上加插一个CableModem就可实现边看电视边高速上网。然而需要指出的是,与电信的ADSL/VDSL或HomePNA方案不同,HFC网提供的27Mbps(或40Mbps)下行速率和5Mbps的上行通道是由全体小区住户们共享的,小区住户上网人数越多,每个用户动态分配到的带宽就越窄、传输速率就越低,而电信方案中ADSL/VDSL或HomePNA提供的512Kbps(或640Kbps或1.0Mbps)通道是独享的。此外,由于原有的CATV网络大多是单向传输(广播式)网络,不符合双向交互式服务的要求,必须进行双向HFC网改造。在经过多年的研究和试验后,CableModem技术已趋于成熟,工业标准也已经完善,用HFC技术构造宽带接入网已经进入商业化推广应用阶段;在美国,到1999年底为止,大约有300万用户采用了双向HFC网提供的宽带服务。目前在我国,以HFC构造宽带接入网的成功案例并不多,这主要是由技术和经济两方面的原因引起的。一方面,双向HFC网的建设(或改造)需要较大的投资,使用户的宽带接入成本偏高且目前成本大幅度降低的趋势并不明显。其二,由于国情的不同,我国住宅小区的住户密度较高,使得树形--分支型(总线式)HFC网络的“固有”缺陷,下行共享带宽和上行的“漏斗效应”较为突出。此外网络本身的安全保障也还亟待加强(HFC网各用户间的隔离较差),而且每周有半天无电视节目--用于设备维护,宽带接入服务是否也会有“空白时段”?(4)FTTX+LAN方式：这是基于Ethernet的宽带接入技术,也是目前电信部门和IP运营商(它们无法提供ADSL/VDSL或HomePNA式的宽带接入)大力推荐,并展开激烈竞争的宽带接入方式。在这种接入方式中,传输介质是由光纤和铜芯UTP线两种材料构成的。其中FTTX可以是FTTC(光纤到路边)、FTTZ(Zone--光纤到小区)、FTTB(Building--光纤到大楼)、FTTF(Floor--光纤到楼层)或FTTH(Home--光纤到户)。从目前情况来看,FTTH的成本太高且需求有限,除少数高级别墅区可以考虑外,在一般住宅小区中很少采用。FTTF的情况也与FTTH相类似,它更适合于每层平面用户较多的办公写字楼的场所,在住宅小区应用较少(通常住宅楼层每单元的住户仅为2~6户)。在住宅小区中,主要采用FTTB(或FTTZ)+LAN方式,由于LAN多采用快速Ethernet组网方式,所使用的铜缆多数是五类或超五类甚至六类UTP(至少也是3类UTP),其数据传输性能和抗干扰能力远优于普通的电话电缆。若采用千兆位以太网组网技术,可轻松实现10Mbps到户100Mbps到楼的宽带接入服务,小区光纤的出口可直接接至城域光纤主干网、ATM主干网或经相关网络设备接入Internet。由于采用光纤到大楼(FTTB)或光纤到小区(FTTZ)的方式,从而解决了五类线缆在传输距离的限制。光纤到楼后接入网络端口分配单元(NPPU),由光电转换设备(O/E)和楼层交换机等构成网络端口分配单元,分配后的网络端口为10BASE-T,通过五类UTP送至每户的高速数据插座(RJ45)。通常楼层网络设备多设在底层的弱电小室内,但当住宅楼较高时(如100M左右),需考虑楼层网络设备安放位置,以满足最层用户五类UTP线缆长度的要求。该方案的特点是：●LAN能为每个家庭提供10BASE-T的端口,可达10Mbps速率。●LAN也支持小区物业管理信息平台。●网络端口数扩展和性能提升较方便。●因为采用共享式网络技术,有潜在的网络安全问题●需要在小区实施PDS布线,初期投资成本相对较高。(但有较明显的降价空间)●如果不能解决小区光纤的出口带宽,则无法保证整个小区的高速上网。(这一点需特别提请房产开发商和小区住户注意)由于FTTB(或FTTZ)+LAN的方式可以提供每户10Mbps的宽带接入服务,而且网络设备及线缆的降价趋势明显,所以是一种宽带升级潜力大、扩容成本低的宽带接入方式。国内许多新建的住宅小区都已采用了这种宽带接入技术。(5)无线接入方式LMDS(LocalMultipointDistributionService)本地多点分配业务。这是基于微波通信的宽带接入技术,LMDS采用类似蜂窝通信方式,将一个住宅小区设为一个或多个服务区,在每个服务区内建通讯基站,基站设备采用点到多点的无线链路实现与用户端的通信。由于3.5GHZ频段的开放和宽带无线接入技术的发展,国内首家采用DWDM+LMDS应用的宽带网--广州宽带主干网(一期)已正式运行,其最高传输速率可达16Gbps。这种无线接入方式对那些电信基础设施落后的边远地区(无法提供ADSL业务或HomePNA服务、谁愿去做FTTB+LAN？)无疑是一个福音。此外,对一些有线接入方式较为困难或成本过高的应用场合(如岛屿上的住宅小区)也是一种不错的选择。(6)其它接入方式：在智能住宅小区建设的初期,也有一些地方采用了其它一些宽带接入方式,如DDN+LAN、ADSL+LAN、FTTZ+ADSL等。如某住宅小区的开发商看好宽带接入网的未来发展和收益,同关联企业共同投资在小区内建设了100M的局域网作为小区的内部网络,支持小区内部的管理并尝试开展某些相关的的服务业务,同时提供住户10M的宽带服务,而小区网络的出口是租用电信的DDN专线,带宽仅有2M。采用ADSL+LAN的接入方式,在网络结构上同DDN+LAN没有太大的差别,但由于ADSL的租费较DDN专线便宜的得多,在住宅小区规模不大时,多租用几根ADSL线路也能达到较好的使用效果,但在性能上与当前流行的FTTB+LAN宽带接入方式不可同日而语。另