宽带接入技术的发展与应用

应用度增加,电子商务更是网络应用的典型热点;同时,人们对网络带宽及速率也提出了更高的要求,干已经为承载各种宽带业务作好了准备;但是位于通信网络与用户之间的接入网发展相对滞后,接入网技术成为制约通信发展的瓶颈;为了给广大用户提供端到瑞的宽带连接,保证宽带业务的网络接入方式的结构,统称为网络的接入技术,其发生在连接网络与用户的最后一段路程,网络的接入部分是目前最有希望大幅提高网络性能的环节;对本地环路网来说这是一个瓶颈,全球拥有上亿条用户接入线,因其功能有限阻碍着网络用户业务的发展,而与用户线路另一端的高性能设备形成了鲜明的反差;随着电子技术和光电技术的迅速发展,数字电子系统从个人计算机到网络交换机或路由器以及信息传输设备性能都在快速稳步的增长,为解决这一环路瓶提供了广阔的发展前景;由于在本地环路铜线上传输的仍然是模拟信号,人们仍然使用着狭窄的无线电频道频带,已是当前网络技术发展的焦点,瓶颈是相对的,一对金属线可以提供支持双向交谈的足够容量,但传统的铜线所能提供的带宽,对高性能的数据网络和因特网来说的确有些勉为其难,数据用户不仅希望与对方交谈,而希望通过视频会议系统看到对方的虚拟影象,所以对传统的接入技术的带宽,在大范围达到并满足用户在家庭或小型办公室的通信要求的基本前提;而局部环路的瓶颈是由今天提供的较低比特率造成的,事实上,除了本地环路的带宽限制外,当前的数据网络技术图像和其它高带宽服务;目前正广泛兴起的宽带网接入相对于传统的窄带接入而言显示了其不可比拟的优势和强劲的生命力;为了适应新的形式和需要,出现了多种宽带接入网技术;包括铜线接入技术、光纤接入技术传统铜线接入技术,即借助电话线路,通过调制解调器拨号实现用户接入的方式,速率已达ts充分利用这部分宝贵资源,采用各种先进的调制技术和编码技术,提高铜线的传输速率,是中、近期接具有绝对的性能优势,但是其高昂的价格也让用户望而却步;它适合于单位用户召开电视电话会议等;DSLModem要远远高于普通的模拟Modem,甚至能够提供用户在两个方向并非需要同等的带宽,相反他们希望更多的带宽用于接收视频或因特网服务,DSLte两个连接,它们分别用于电话和数据业务,并可同时打开和连续使用;在现时中,为了满足电视会议或建立Web主机的需求,对数据服务要求不多的用户也可能仍然需求对称的高速支持;为满足这据传输率,从而充分利用铜线环路技术带来的所有价值;ULTU和服务;ADSL制电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线路上进行的常规语音服务;ADSL的基本原理是使用电话话音以外的频率来传输数据,使用ADSL技术有利于充分利用铜缆资源,保护已有投资,能够在正常开通现有话音业务的同时提个拥有大量铜缆资源和超过亿电话用户的运营商来说,有重要的现实意义和巨大的发展潜力;如FTTxADSL距离较短,线间串扰较小,因此可以达以较高的,并可随着技术的发展向VDSL升级;铁路才行;典型的传输距离为~;由于VDSL的传输距离比较短,因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接化计算等,其国际标准还正在制定;UDSLUltrahighbit-rateDSL:超高速数字用户环路UDSL也是ADSL技术的一种,但其传输速率更高,可达155Mb/s,不过传输距离只有数十线路的传输速率,另一方面尝试利用目前覆盖范围广、最具潜力、具有很大带宽的CATV网较合理有效地利用了当前的先进成熟技术,融数字与模拟传输为一体,集光电功能于一身,同时提供较务,还可以逐步开展交互式数字视频应用;HFCCATV用模拟频分复用技术,综合应用模拟和数字传VSB技术提供普通广播电视业务,在550~750MHZ频段采用QAM和TDMA等技术提供下行数据通信业务,如数字电视和VOD等,750MHz以上频段暂时保留以后使用;终端用户要想通过HFC接入,需要宽是由所有用户公用的,而且还有一部分带宽要用于传送电视节目,用于数据通信的带宽受到限一个经营体制的问题,需要打破行业界限;真等、电子商贸、远程教学与医疗、以及增值服务电子邮件、电子图书馆等极为丰富的服务内制解调器,是一种将数据终端设备计算机连接到有线电视网CableTV,以使用户能进行数据通信,rnetetkbsV讯介质;CableModem属于共享介质系统,其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输;CableQPSK;HFC线电视网络,不需要再单独架设网络,并且速度比较社区用户共享的,一旦用户数增多,每个用户所分配的带宽就会急剧下降,而且共享型网络拓扑致命的缺陷就是它的安全性整个社区属于一个网段,数据传送基于广播机制,同一个社区的所有用的数据包;边;最终用户数可望降到一户,实现光纤到家,提供一条通向宽带通信的新途径;但回传信道的干向业务;小型光节点采用低成本激光器,很靠近用户,同轴网部分为无源网;回传信道则安排在高频端,彻底避免回传信道的干扰问题;第二种比较好的是采用同步码分多址S-CDMA技术;此时信号处理增益可达,干扰大大减少,系统可工作在负信噪比条件,较好解决回传信道的噪声和干扰问题;HFC的最新发展趋势是与DWDM相结合,充分利用DWDM的降价趋势简化第二枢纽站,将路由器和服务器等移到前端,消除光－射频－光变换过程,可以简化系统,进一步降低成本;目前的市场,带宽需求和技术都已显示有必要把SDH技术上的巨大优势带进接入网领域,使SDH提供理想的网络性能和业务可靠性;此SDH的固有灵活性,使网络运营者可以更快更有效地提供用户所需的长期和短期业务需求以及组网需要;对于发展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其适合,它可以迅速灵活地提供所为了更充分利用SDH的优势,需要将SDH进一步扩展至低带宽用户,特别是无线用户,提供用户推进,在接入网领域占据更大的份额;通讯及晶片大厂共同制订的利用电话线在小范围内搭建局域网的电话网络标准,执行的网络标准共享;HomePNA技术的出现其中一个主要目的就是解决最后几百米的互联网高速接入,实质就是一PNA用户提供高速上网连接;或半永久性电路,以传输数据信号为主的信号网络;它区别与传统模拟电话专线,其显着特点是数字专线,传输质量高,时延小,通信速度可以根据需要在到2Mbps之间选择;用DDN方式接入单位是节点,节点间通过光纤连接,构成网状的拓朴结构,用户的终端设备通过数据终端单元DTUDDN将它们出租给用户做资料传输使用后,它们就DNs用它主干数据网的先天优势,他的应用范围获得了极大扩展;接的方式而不必选择路由,直接进入主干网络,所以时延小速度快的DDN绝对比的拨号上网快很技术;它的传输率从到2MKBPS;帧中继主要运用在企业局域网之间的互联,以及局域网联入帧中继是在分组交换网的基础上,结合数字专线技术而产生的数据业务网络;在某种程度上D简化了相应协议,提高了传输速度;OSI将流量控制、纠错等功能留给智能终端完成;故其数据链路层协议LAPD协议在可靠的基础上相对简化,从而减小了传输时延,提高了传输速度速率范围一般亦为~;另外,它所采用的LAPD链路层协议,能够顺利承载IP、IPX、SNA帧中继网络可提供的基本业务有两种,即PVCPermanentVirtualCircuit和SVCSwitched方的电路在用户看来是永久连接的,但实际上只有在用户准备发送数据时网络才真正把传输带宽给用户;口的各PVC同时数据流量很大时,可能造成SVCPVC和统计复用技术可以提高网络的利用率,但同时,一旦物理线路或物理端口出现故障,将会有PVC同时受到影响;即PVC实现共享,即能逻辑连接;显然,它大大地提高了网络资源的利用率;经济;不难看出,帧中继适合于突发性较强、速率较高、时延较短且要求经济性较好的数据传输业线接入技术无线接入技术是指在终端用户和交换局端间的接入网部分全部或部分采用无线传输方式,为用户提供固定或移动的接入服务的技术;作为有线接入网的有效补充,它有系统容量大,话音质量与有线一样,覆盖范围广,系统规划简单,扩容方便,可加密码或用CDMA增强保密性等技术特点,可泛地应用于农村、城镇,在水利电力、工矿等专网中也得到一定程度上的应用;蜂窝移动通信;WLL到固定电话网,即利用无线方式代替传统的有线用户接入,本地多点分配业务LMDS,作为近年来兴起的一种宽带无线接入技术;它与蜂窝移动通信系统类似,一般也采用小区结构,小区的半径为2~5km具体数值因各地的地理环境与气候条件不同而D物等宽带业务;LMDS接入系统主要由带扇形天线的收发信机组成,其典型蜂窝半径为4~10km,在LMDS系统通常由多个小区组成,每个小区由一个中心站和众多用户站组成,各中心站通过带自愈功能的高速光纤环路相连;中心站由网络节点设备与射频设备组成,网络节点设备主要包括分路等；射频设备主要包括射频收发信机与天线;通常,这两部分是做在一起的,射频部分将来自网络节点设备的中频信号变频至相应频段,通过天线发射出去,同时将天线收到的信号变频至中用户站由网络接口单元和射频部分组成,其结构基本同中心站;但网络接口单元较中心站的网络节点设备要简单得多,而且因用户所需业务的不同而有差异,一般可向用户提供E1／T1、E3中心站一般采用全向天线或扇形天线,用户站则采用方向性极强的高增益天线;每个小区通衡与纠错算法,使系统的误码率降至10-10~10-11;因此,LMDS系统在带宽容量和传输性能上都达气的影响,雨、雪、雾等都会引起电波的衰减,较强的降雨甚至可能导致信号的完全中断;对发射功率,以便为系统提供足够的增益储备;另外,LMDS系统还采用了动态自适应带宽分配,动态DSLMDS的主要缺点是,存在来自其他小区的同信道干扰和覆盖区范围有限;因为系统要求工作频段,所以即使发射机和接收机位置固定,交通工具和树叶也会造成信号衰落;DBS利用位于地球同步轨道的通信卫星将高速广播数据送到用户的接收天线,所以它一般也称为高轨卫星通信;其特点是通信距离远,费用与距离无关,适用于多业务传输,可为全球用户提DBS的高速上行通道和卫星转一块卫星接入卡及相应的软件接收从通信卫星传来的信号;DirectPC的数据传输也是不对称的,电波;如果应用较小的发射功率约一瓦配合定向高增益微波天线,再于每隔10~50英哩约为16~M与微波比较起来,数字微波具有较佳的通信品质,而且在长距离的传送过程中比较不会有杂音累它的优势所在;GPRS是一种分组交换系统;分组交换的基本过程是把数据先分成若干个小的数据包,通过不同的路由,以存储转发的接力方式传送到目的端,再组装成完整的数据;传输速率;如果多个组合在一起最多8个时隙,虽可提供更高的速率,但只能被一个用户独占,在成据业务;这正是大多数移动互联应用的特点;电力线接入方案随着因特网应用的不断扩展和各种新技术的出现,电力线通信开始应用于高速数据接入和室内组网,通过电力线载波方式传送语音和数据信息,把电力网用于网络通信,以节省通信网络的建信是接入网的一种替代方案,这对网络运营商非常重要,其原因在于：②在很多国家,电信管制解除后,接入网的线路资源还归以往运营商所拥有,新兴运营商于是目前,开展接入网业务有两种方式：一种是建立新的网络,另一种是利用已有的线路资源;第难以得到大面积推广,只能作为有线接入的一种补充；新铺电缆或光纤需要重新布线,费时费力,建设投入和维护费用大,并给用户带来诸多不便;因此,利用现有线路资源是比较理想的解决方现有线路资源主要有：电话线、有线电视网和电力线;电话线和有线电视网的接入线路资源归传统的运营商所拥有,而且相对于电力线而言,其线路覆盖范围要小得多;在国内,除了特别偏僻的山区外,电力线几乎无所不在,在每个家庭的每个房间,至少都有一个以上的电源插座,这对便;都可通过普通电源插座,由电力,影响每个家庭;电力线接入是把户外通信设备插入到变压器用户侧的输出电力线上,该通信设备可以通过光纤与主干网相连,向用户提供数据、语音和多媒体等业务;在通信设备内部,高频网络信号与50/60Hz低频电信号一起,耦合到用户端电力线上,由此可把通信网、电力输送网和用户驻地网连接起来;户外设备与各用户端设备之间的所有连接都可看成是具有不同特性和通信质量的信道,如果通信系统支持室内组网,则室内任两个电源插座间的连接都是一个通信信道;因此,低压电力网有多个通信信道;通信质量的好坏与通信信道直接相关,很大程度上取决于接收端的噪音水平和不同频率信号的衰减;噪音越大,在接收端将越难提取出有用的信号；同样,如果信号从发送端到接收端的传输过程中发生衰减,在接收端,信号可能被淹没在噪音之中,也很难提取出有用的信电力线通信的噪音主要来源于与低压电网相连的所有负载以及无线电广播的干扰等,由于负载的开关会引起电力线上电流的波动,使得电力线的周围会产生电磁辐射,所以,沿电力线传送数据时,会出现许多意想不到的问题;另外,信号衰减与信道的物理长度和低压电网的阻抗匹配情况有关,由于低压电网上负载的开关是随机的,因此,其阻抗是随时间而变化的,很难进行匹配;所以,电力线通信的环境极为恶劣,在这样恶劣的环境下,很难保证数据传输的质量,必须采用许多相关决;要用电力线传输高速数据和语音等信号,必须找到一种可靠的传输方式,使得数据可以在恶劣的电力线通信环境下稳定地传送;力普公司在电力线通信产品的开发取得了突破性的进展,并力线通信的VoIP；电力线组网产品；电力线到以太网的桥接产品;目前推出的产品传输速率为OAN本地交换机或远端模块与用户之间式业务为目的的接入传输系统,将来应能以数字或模拟技术升级传输宽带广播式和交互式业务;光纤由于其大容量、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点,正在得到迅速发展和应用;主干网线路迅速光纤化,光纤在接入网中的广泛应用也是一种必然趋势;光纤接入技术实际OAN源设备,OAN又可以划分为无很猛,值得密切注视;光纤用V5接口连接到远端单元,然后经铜线分配到各终端用户,提高了复用率;这种技术本质上还DS用有源光节点可降低对光器件的要求,采用性能低、价格便宜的光器件,但是初期投资较大,作为有源设备存在电磁信号干扰、雷击以及有源设备固有的维护问题,因而有源光纤接入网不是接入用性AONU不同波长的光信号传输,对波长的稳定性要求极高,是目前正积极研究应用的复用方法；ATMNATMTUOAN和FITL概念的提出正是为了达到将上述大规模用户接入网投资和花费逐渐转向光纤的目首先是为了减少铜缆网的维护运行费用和故障率;其次是为了支持开发新业务,特别是多媒体和宽带新业务,从而加强竞争力,增加新业务收入,补偿建设光用户接入网所需的新投资;近年来由于光器件价格的持续稳定下降而铜缆价格的持续上升,光接入网的初装费用也已经可以与传比,在传输距离大约为2~3km以上时已低于传统铜缆网;除了上述两个基本目标外,采用光接入网可以满足用户希望较快提供业务,改进业务质量和可用性的要求,也可以节约城市拥挤不堪的地下管道空间,延长传输复盖距离,适应扩大的本地交换区等其他目的,其结果当然也把接入网的数字化进一步推向了用户;简言之,采用光接入网已经成为解决电信发展瓶颈的主要途径,其应用场合,不仅最适合那些新建的用户区,而且也是对需要要代替手段;OAN设计的特殊的光纤传输ITU-T建议提出了一个与业务和应用无关的光接入网功能参考配置示例;尽管参考配置是以无源光网络PON为例的,但原则上也适用其他配置结构,例如将参考配置中无源光分路器用电复用利用这一概念可以方便地进行功能和规程的描述以及规定网络需要;通常,光接入链路的用户侧和网络侧是不一样的,因而是非对称的;光接入传输系统可以看作是一种使用光纤的具体实现手缺点以及适用场合;FTTC支拓扑;用户为居民住宅用户和小企事业用FTTC仍能利用,因而可以推迟引入线部分预先敷设了一条很靠近用户的潜在宽带传输链路,一旦有宽带业务需要,可以很快地将光纤引至用户处,实现光纤到家的战略目标;同样,如果考虑到经济性需要也可以用同轴电缆将宽带业由于其光纤化程度已十分靠近用户,因而可以较充分地享受光纤化所带来的一系列优点,诸传输距离长,带宽大等;从维护运行的观点仍不理想;但是如果综合考虑初始投资和年维护运行费用的话,FTTC结构在提带业务时,这种结构就不够理想了,届时初期对窄带业务合适的光功率预算值对以后的宽带业务m是TTCFTTH部为光连接,中间没有任何备,是真正全透明的网络;其主要特点可以总结如下：波长和传输技术没有任何限制,适于引入新业务,是一种最理想的业务透明网络,是用户接入网发方式可以降低约一个量级,而且故障率也大大减少;最后,维护安装测试工作也得以简化,维护成FTTH而主要由于经济的原因目PLC;入技术IP本;基于以太网技术的宽带接入网由局端设备和用户端设备组成,局端设备一般位于小区内或商P端设备不同于路由器,路由器维护的是端口－网络地址映射表,而局端设备维护的是端口－主机地址映射表;用户端设备只有链路层功能,工作在复用器方式下,各用户之间在物理层和链路层相有汇聚用户端设备网管信息的功能;好结合等特点,以太网技术的应用正从企业内部网络,向公用电信网领域迈进;以太网接入是指将IP的以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术,可以在五类线上传送,也可以与其它接但由于接入网是一个公用的网络环境,因此其要求与局域网这样一个私有网络环境会有很大不同,它仅借用了用于局域以太网的帧结构和接口,网络结构和工作原理完全不一样,由于以太网;A率低,容易形成流量瓶颈；设备价格高;②DHCP+WEB方式无特殊封装,认证通过后承载数据可直接转发,网络性能和设备处理效率较IEEE与认证通道分开,网络性能和设备处理简单,与以太网设备能够很好融合,设备成本低;以太网技术用于企业内部时,不同用户之间需要互传信息,反映在设备上,传统的二层以太网交换机中,单播帧和广播帧在不同端口间是能够互通的;当以太网技术用于提供公用电信网接入时,由于不同用户间互不信任的关系,必须实现用户之间的二层隔离和三层受控互通;这就要求以私有技术实现如利用仅在本交换机上有效的VLAN或其它设置达到端口隔离的目的,但不改变的求也应当有所区别;应市场需要,低成本,高效益的技术才有生命力;因此,发展以太网接入技术应在保持以太网原有优点的基础上对设备进行改进,在不过多地增加成本、降低性能的条件下扩展功能,努力寻找技效益,功能、性能与成本的平衡点;形成以太网技术接入体系;EoVDSL方式结合了以太网技术和VDSL技术的特点,与ADSL和五类线上的以太网技术相比,具有一定的潜在优势;WLAN技术的应用不断推广,EPON技术的研究开发正取得广泛的应用;面系统和企业内部网络已非常普及,随着技术的发展创新,其应用领域正逐步向接入网、城域网、甚至广域网/骨干网方面拓当初,计算机是通过数据通信网络实现数据的通信和共享;此时的计算机网络,基本上以电信要业务,一些传统的电信业务也将在信息网络上开通,但其业务量只占信息业务的很小一部分;作为宽带综合信息业务的承载平台,电信网络、计算机网络、有线电视网络在接入方式、用户负担的成本、可以提供的服务内容等方面不尽相同,适用范围也不大一样,因此,几种接入网在技术上;传统的电信网络已有百年以上的历史,它有一个庞大而良好的用户群体,它所运用的传输技不能够满