接入网课程设计-中国大陆接入网技术的现状及发展前景

GuangxiUniversityofScienceandTechnology接入网技术大作业课题名称：中国大陆接入网技术的现状及发展前景院（系）：计算机学院专业：通信工程班级：通信101学生姓名：刘金龙学号：202100402024指导教师：郭源源2021年6月29日引言所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为"最后一公里"。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线（普通线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。关键词：接入网IntroductionTheso-calledaccessnetworkisthebackboneofthenetworktotheuserterminaldevices.amongallitslengthisgenerallyafewhundredmeterstoseveralkilometerswhichisvividlycalledlastmilefibercommonlyusedasthebackbonestructureoftheaccessnetworktransmissionspeedwill.thereforebecomethebottleneckofthewholenetworksystemaccessnetworkaccessmethods,includingcopper(ordinarytelephoneline)accessopticalaccessfibercoaxial(cableTVcable)hybridaccess,wirelessaccessandethernetaccess,suchasseveralwayKeywords:accessnetwork目录TOC\o"1-3"\h\u21219引言 218309Introduction 3122561.国内接入网技术发展现状 5119021.1未来几年内ADSL2+/VDSL2技术仍是主流的宽带接入技术 5113311.3WLAN/WiMAX将作为重要补充手段满足网络和业务融合需要 592242.我国目前采用主要的接入网技术 640122.1铜线接入 685312.2光纤接入网技术 7180083.接入网技术发展的影响因素 85894.双绞线上的数字用户线系统 8252365.无线接入 914706.以太接入 938247.我国接入网在下一代网络（NON）的发展前景 1079938.个人对接入网的思考 111.国内接入网技术发展现状国内运营商接入网技术总体上将朝着高带宽方向发展。与此同时，用户需求的多样化决定了宽带接入将长期呈现多种接入技术的融合与协调发展的局面。

不久前揭晓的《Netguide2021中国互联网调查报告》相关市场分析显示：最经常选择的上网方式中，2021年中国互联网用户通过ADSL上网比例近5成。2021年中国互联网用户通过ADSL上网比例达46.5%,ADSL己经成为国内主流网络介入方式。ADSL、专线上网、小区宽带、有线宽带四者合计85.9％。宽带用户己经占据用户的绝人多数比例。1.1未来几年内ADSL2+/VDSL2技术仍是主流的宽带接入技术就目前国内运营商在各地的发展来看，ADSL2＋和VDSL2以仍然是国内接入技术的主流。ADSL2十技术经过几年的发展，已发展成熟并逐步取代传统ADSL技术，成为目前主流的宽带接入技术。ADSL2+以＋在2km范围内可提供10M以上的下行带宽，目前可以满足多数宽带业务的需要。1.2EPON/GPON光纤接入技术将获得一定发展

光纤接入是适应网络融合和业务转型的大趋势，是宽带固定接入的发展方向，而EPON和GPON无源技术又将是光纤接入的主要方式。EPON技术相对较简单，技术和设备都较成熟；GPON技术的多业务承载和保护等能力都强于EPON，值得期待，但目前技术和设备都不成熟，设备成本也高。EPON和GPON的抉择将很大程度上取决于设备价格、业务需求等多方因素。目前各运营商正组织有关EP0N、GPON的测试和业务试验。经过试验和试商用后EP0N/GPON光纤接入技术将以FTTN和FFTB方式取得一定发展，FTTN+VDSL2/ADSL2+FTTB+LAN甚至FTTH将是PON发展的一种重要形式。目前中国电信己完成EPON设备全面测试，重点验证了不同厂商EPON设备的互连互通。各地多数由地方政府自行建设，采取规模试验。1.3WLAN/WiMAX将作为重要补充手段满足网络和业务融合需要WiAX和WLAN作为重要补充手段，将配合有限接入技术实现多元化宽带无缝接入网络。主要体现在：WLANI/WiMAX用于热点覆盖；WLAN作为家庭联网的主要方式，提供灵活接入；WiMAX提供游牧式移动接入服务；利用WiMAX的广覆盖性解决光纤难以覆盖的郊区、农村接入问题。中国电信的WLAN“天翼通”将ADSL用户端设备和无线局域网的AP集成到一起，采用ADSL+WLAN的模式，解决了一个家庭多个终端接入的问题，有效地发展了家庭宽带用户。

中国移动的“随e行”是面向商务人士、集团客户推出的无线上网服务，用户可通过笔记本电脑、PDA等终端以GPRS接入因特网和企业网。目前中国移动己在全国1000多个热点地区提供了WLAN网络覆盖，并且可以实现全国漫游。

中国联通早在2021年就考虑执行COMAlX+WLAN拥绑方案，实现WLAN和COMAlX的无缝切换，满足用户对高带宽数据业务和低廉资费的要求，实现业务增值。2.我国目前采用主要的接入网技术2.1铜线接入铜线接入技术最普遍应用于目前的固定网，通过传统的程控交换技机解决了用户的接入问题。铜线接入技术在我国是接入网当中应用最广的技术，它充分利用了原有的铜线资源，采用各种高速调制还编码技术，实现宽带接入。铜线接入技术也在不断进步。随着XDSL技术的问世，铜线已经从只能传输话音信和56Kbps的低速数据接入，发展到可以传输高达55Mbit/s的数据信号。目前流行的铜线接入技术是XDSL技术。DSL就是”DigitalSubscribleLine”的缩写。即所谓的数字用户环路，DSL技术是基于普通线的宽带接入技术，减轻了交换机的负载；并且不需要拨号，属于专线上网方式。xDSL中的“X”代表了各种数字用户环路技术，包括HDSL、SDSL、ADSL、RDSL、VSDL等等。下面将介绍这几种DSL技术。(1)HDSL/SHDSL（高速率数字用户线）技术HDSL技术是一种对称的DSL技术，即上下行速率一样。HDSL利用现有的用户线两对来提供全双工的1.544Mbps（T`1）信号传输。传输距离可达3到5公里。HDSL线路系统常用的编码方法有多种，如2BIQ、2B2T、4B3T、QAM和CAP等，目前常用的有两种，即2BIQ和CAP编码。两者都符合欧洲电信标准协会的ETR152建议。SHSDL由于采用了TC-PAM的编码方式，传输距离比HDSL产品要提高10%左右。可以采用一对或两队双绞线传输，有很强的频谱兼容性和抗干扰性能，并具有速率自适应等传输特征。HDSL主要用在企事业单位，包括：会议电视线路、LAN互联、PBX程控交换机等，也可以解决少量用户传输384kbps和2048kbps宽带信号要求。(2)SDSL（电线数字用户环路）目前还有一种在一对双绞线上传送T1/E1信号的HDSL产品，是HDSL的一种变化形式，常常称为单线数字用户换了SDSL。它只使用一条电缆线对，可提供从144kbps和1.5Mbps的速度。与ACCESS-SDL路由器配合，作为用户端设备。通过拨码开关设置，一端作为局端设备，另一端作为用户端设备，实现点到点的应用。HDSL/SDSL的优点是双向对称，速率比较高，充分利用现有电缆实现扩容。其缺点是需要两对线缆资费也较高。(3)ADSL(非对称数字用户环路)技术ADSL是一种非对称的宽带接入方式，用户线的上行速率和下行速率不同。即提供用户较高的下行速率，较低的上行速率，因此非常适合家庭和个人用户的互联网接入。这种宽带接入技术与LAN接入方式相比，由于充分利用了现有的铜线资源，运营上不需要进行线缆铺设而被广泛应用。在调制方式上采用了频分复用方式，另外还不能传送2048Kbps以上的信息，传输距离限于6到10公里，，在一对普通线上同时传输一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据以及一路模拟下号，用户在使用互联网业务的同时也不影响通话。2.2光纤接入网技术由于铜线接入网受一些不可克服因素的限制，这使得信息高速公路在用户接人段形成了“瓶颈”。在这种情况下，人们自然想到了光纤，无疑问，光纤是接入网的理想传输媒介。为了满足用户的需要，各国根据自己的国情，制订了接入网改造和建设计划，加快研制接入网设备，逐步用光纤取代铜线。由此，光纤接入网得到了迅速发展。光纤用于接入网，主要有以下几个优点：(1)光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。(2)光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线电缆网径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆替换铜线电缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。(3)光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。(4)光纤接入网提供数字业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网(B-ISDN)的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。接入网技术的现状现代通信网由传送网、交换网、接入网三部分组成。目前，传送网和交换网已基本实现数字化，而现有的接入网基本上还是以模拟技术为主。但随着电信技术的发展，多种业务的出现，要求增强接入网的传送能力，同时技术的进步也为开发接人网的传送能力提供了可能。接入网技术的发展从技术到应用都非常迅速，也越来受到电信业界的重视。接入网在标准化方面，ITu_T对接入网的发展非常关注，致力于接入网内各种技术要求等各方面的框架研究以及标准的研究。目前ITIMr建议中涉及到的与接入网有关的标准建议已形成了G、Q、I、Y等系列的多个标准。从业务上看，现在的接入网还是以业务为主，其他如、数据通信等业务也占一定比例，同时，各类视频宽带业务的应用也开始出现。从网的传输媒质看，现有的接入网仍以铜缆为主，无线接入也有一定的规模，光纤已开始用于接入网。广义地讲，以同轴电缆为主的CATV网也是接入网发展的一项资源。尽管人们所享受的通信业务虽然仍以业务为主，但非话的窄带N-ISDN业务(如电传、、数据通信等)与得到普遍使用，因此接入网的建设开始主要针对普通业务，随着信息技术术和社会对高速数据业务、多媒体业务的迫切需求，业务的综合性将愈来愈突出，B-ISDN也将逐步深入家庭。光纤接入网被认为是提供上述综合业务的最好方法，由于接入网中光纤化程度目前还是很低，接入网内光纤的发展将有—个广阔的市场。3.接入网技术发展的影响因素(1)对综合业务的支持及与宽带网络的融合光纤接入网在网络中获得大规模的应用，其综合业务接入能力是被寄予厚望的优势之一。在ISDN和DDN业务得到较好开展之余，如何向宽带进行过渡及与未来宽带网络融合成为业界关注的焦点，这将很大程度上影响未来光纤接入网在网络中的地位和发展。目前各厂家的融合方案主要有两种：一种方案为融合到SDH，通过IMA接口将分组数据封装成E1后映射到SDH帧中或通过STM一1接口将ATM信元映射到SDH帧中；另外一种方案为融合到ATM，即将E1电路信号仿真成ATM信元。这两种方案都存在某些缺陷，离真正的窄宽带融合还有很大的差距。(2)光纤接入网的免维护能力网络的维护一直是电信运营商的重要组成部分，网络设备的可维护l生将直接影响到运维成本和服务质量。接人层的设备具有数量大、分布广和工作环境恶劣等特点，这就要求接入网的设备具备集中网管、远程版本加载、性能统计和远程监控等功能，最终能够实现免维护。4.双绞线上的数字用户线系统到目前为止,全世界的双绞线用户线仍然占居了全部用户线的90%以上,如何充分利用这部分宝贵资源,开发新的宽带业务是中近期接人网发展的重要任务,而数字用户线系统(XOSL)就是一种有效的宽带接人技术。XOSL有很多花样,下面几种技术是最有活力的。1.ADSL与UADSL系统非对称数字用户线系统(AOSL)是一种采用离散多音频(OMT)线路码的数字用户线旧SL)系统:其下行单工信道速率可为2.048,4.096,8.192Mb/s,可选双工信道速率为O,160,384,5科,576Kb/S,目前已能在0.5芯径双绞线上将6Mb/S信号传送3.6km之远.XOSL所支持的主要业务是因特网和,其次才是点播电视业务其最大特点是无须改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务,近来在北美发展势头不错,实际用户已超过30万,几个本地公司已计划在未来几年内敷设3〔K叉〕万线的系统,我国也已开始进行一定规模的试商用,初步反映不错,发展势头良好。其主要缺点是对线对的苛刻要求,目前国外只有大约30%的线对可以开XDSL:而国内只有不到10%的线对可以开AOSL。此外,价格仍偏高。在ADSL尚在起步阶段时,因特网业务呈现了爆炸式增长,能否经济有效地支持因特网业务已成为接人网技术的重要设计考虑。尽管AOSL技术固有的非对称性已能很好地适应因特网业务,然而其成本仍嫌偏高,用户侧设备的安装仍嫌麻烦.一种轻便型的无分路器的AOSL标准G.92.2迅速问世,在北美称为UAOSL。基本思路有两点:第一是速率降低到1.5Mb/s左右,第二是在用户处不用分路器,价格可以下降,安装更为方便,为避免对话带的干扰,采用了Fast一rtain程序,一旦检测到摘机就自动减少功率。G.92.2规定下行速率降至1MKb/S一1.5Mb/S,上行速率为32Kb/s-512Kb/S,线路码仍为OMT,具有自适应速率适配能力,抗射频干扰的能力比AOSL强,主要业务为因特网接人,Web浏览,IP,远程教育,在家工作,可视和等。不使用用户处的分路器,但需妥善解决干扰问题,特别是对话带的干扰间题。目前有关轻便型XOSL的开发工作已获得微软,In-tel,Compaq,LT,Ciseo,BT,oT地方贝尔等各行各业的一致支持,应用前景十分可观。有可能发展成为电信运营者近期的主要宽带接人方案。2.VOSL系统有关AOSL系统发展的第二个趋向是进一步提高系统的下行带宽,即演变成所谓甚高速数字用户线(vOSL)系统。这种技术在双绞线上下行传输速率可以扩展至(25-52)Mb/s,从而可容纳6至12个4Mb/sMP[G-2信号,同时允许1.SMb/S的上行速率,其传输距离则分别缩短至1以叉)或30米左右。由于传输距离的缩短,码间干扰大大减小,对数字信号处理要求大为简化,收发机成本可望比XOSL降低一半。因而如果配线或引人线的质量尚可,此时将盯丁C,特别是APON与VOSL技术相结合可以提供光纤敷设成本,电子设备成本和提供的带宽能力方面的最佳平衡,是一种比较现实理想的宽带混合接入方案。当然,vOSL仍处于现场试验阶段,其标准工作尚在进行,其频谱安排尚未达成一致,线路码型也在争论之中,其性能和成本是否有竞争力还有待实践检验。3.〔OSL系统近来,一种结合以太网和OSL技术的以包传输为基础的以太环系统已经问世。以太环系统利用OSL技术可以在现有网基础设施上实现高速数据传送,10Mb/S的传输距离可望达到约1km。同时,可以利用以太网半双工模式和突发包交换技术来减轻OSL的缺点,减少干扰,功耗,并提供低成本接口。由于以太环技术结合了以太网和OSL两者的特点,因而可以简称为〔OSL系统。这种技术具有高度的线路自适应特性,可以从速率、调制方式和发送功率三个方面的传输参数变化来自动适应双绞线特性。其符号率(即载波频率)可以按线路质量调整,共有12档。每一符号率可以支持三种调制密度,即QPSK、16QXM和MQAM,因而支持的最高比特率可以从375Kb/S到10Mb/S变化。另外,其发送功率也可以按线路条件从14dBm到28dBm间变化。这样三个方面的自适应特性相结合后可以极大地减少线路串音和干扰,适应各种噪声环境。最后,由于有包才传输,因而减少了功率和功耗,这对用户线这样的环境也很关键。这种技术的主要应用场合是酒店和医院、普通用户、小企事业和专线。由于技术较复杂,其成本是否有竞争力还有待实践检验。5.无线接入无线接入技术(也称空中接口)是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来,以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议,这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。无线接入网是指部分或全部采用无线电波这一传输媒质连接用户与交换中心的一种接入技术。在通信网中,无线接入系统的定位:是本地通信网的一部分,是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。典型的无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站、固定用户单元和移动终端等几个部分组成。6.以太接入以太网接入技术是具有中国特色的接入技术。由于中国特色的民宅大多数非常集中，符合以太网的应用特点。而且以太网接入技术的优点是技术非常成熟、标准化、平均端口成本低、带宽高、用户端设备成本低。采用以太网作为企事业用户接入手段的主要原因是已有巨大的网络基础和长期的经验知识、目前所有流行的操作系统和应用也都是与以太网兼容的。以太网接入采用异步工作方式，很适于处理IP突发数据流，技术已有重要变化和突破（LAN交换、星形布线、大容量MAC地址存储以及管理性等）。以太网的一个最新发展是利用已有的电信网中的双绞线来传以太网信号，避免重新敷设较贵的5类线，IEEE802.8h小组已经开始制订相关标准，计划在2021年完成。长距离以太网（LRE）就是这项技术的早期应用例子，可以分别在1000m、1200m或1500m距离上传输15Mbit/s、10Mbit/s或5Mbit/s对称速率的以太网信号，这样就可以在不改变现有电信基础设施的条件下提供高性价比的以太网业务。7.我国接入网在下一代网络（NON）的发展前景(1)下一代网络(NCN)的特点从技术发展上来看，传统的网、数据通信网以及有线电视网三大行业的技术差别正在逐步消失，技术的融合将进一步引发网络融合、业务融合及产业融合。下—代网络是可提供包括话音、数据和多媒体等业务的综合的、开放的网络，其发展趋势可概括为：网络设备构件化、网络互通网关化、接入技术多样化、网管一体化、终端智能化、业务交换控制功能分离和核心网络分组化。采用开放的网络构架体系(网络设备构件化)：将网络设备中的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分，各自独立发展；部件间的协议接口基于相应的标准。这样可使得原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要，自由组合各部分的功能产品来组建网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。构件化的结构具有弹性，便于各个构件的独立发展、扩容和升级。下一代网络是业务驱动的网络(业务交换控制分离)：业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。下一代网络是基于统一协议的、基于分组的网络(核心网络分组化)：现有的信息网络，无论是电信网、计算机网和有线电视网不可能以其中某一网络为基础平台来构建信息基础设施。但近几年随着IP的发展，才使人们真正认识到电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统一的IP网络，即人们通常所说的“三网”融合大趋势。IP协议使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通，具有了统一的、为三大网都能接受的通信协议，从技术上为NGN的发展奠定了最坚实的基础。从网络功能结构上来看，NGN可分为网络业务层、网络控制层、核心交换层和边缘接人层四个层次。从拓扑结构上看，NGN分成三部分：接入、边缘和核心。接人部分在未来网络中将逐步演变为综合接人多媒体网关，完成不同类型的终端用户到核心网之间的业务承载和媒体流的转换，主要实现综合业务的接人、媒体映射和代码转换等功能。(2)下一代网络(NCN)中接入网的发展当前电信网正朝着宽带化、综合化、智能化、光纤化的方向迈进，在用户接人方面如何实现宽带化、综合化、个性化、光纤化是通信网建设的重要问题。随着技术成本持续下降，电信市场日益开放以及以IP为代表的数据业务的爆炸式增长，人们对通信的需求已从传统的、、低速数据接入等逐渐向高速Internet接入等非实时性业务，及VolP、可视、VOD等实时生业务的宽带领域延伸，综合业务接入网已成为各大运营商十分关注的问题。综合业务接入网主要由局端的OLT(OpticalLineTermina1)、远端的ONU(OpticalNetworkUnit)、传输系统和网管系统构成。OLT的核心处理部分主要提供综合业务处理功能，实现到PsTN/DDMR，AT1Ⅵ/IP等网络的接人，提供多业务的网络接人平台；ONU的主要功能是提供丰富的用户接口，完成多业务的接入。提供统一的用户接人平台，满足不同用户，不同业务层次的需求，集话音、数据、图像等业务接人于—体，实现了电信网、计算机网、有线电视网三网合一的接入。8.个人对接入网的思考Internet的爆炸式发展,使lP技术对传统电信网具有的高效率、低成本和强大的业务支持能力,使传统电信网受到严峻的挑战。随着lP技术的不断发展、完善和市场的不断扩大,IP有能力成为下一代的宽带业务网的承载技术,以交换为基础的传统电信网逐步向以lP技术为基础的宽带多媒体信息网演进这种网络的骨干层将由以DWOM技术为基础,OXC和OADM为节点的全光传送网和高速骨十路由器组成,通过各种边缘路由器将以LA为基础的本地网络业务汇集到骨干路由器,各种业务信息都以lP包的形式进行传送,lP包可以