課程設(shè)計（論文）-寬帶接入方式比較及關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)探討.doc

1目錄1引言.32寬帶接入方式介紹.42.1最初的網(wǎng)絡(luò)接入方式.42.2基于混合光纖同軸接入技術(shù).52.3xDSL技術(shù)銅線寬帶接入.62.3.1HDSL與SDSL技術(shù).62.3.2VDSL.62.3.3ADSL與G.lite.72.3.4HomePNA.82.3.5IM-DSL.82.4Ethernet以太網(wǎng)接入技術(shù).92.5光纖接入技術(shù).102.5.1SDH技術(shù)的有源光接入.102.5.2無源光網(wǎng)絡(luò)PON.102.5.3FSO技術(shù).122.6寬帶無線接入技術(shù).123總結(jié).152摘要：本文介紹了骨干網(wǎng)與接入網(wǎng)絡(luò)的概念，闡述多種當(dāng)今使用的幾種寬帶接入技術(shù)并且分析了當(dāng)前各種寬帶接入實(shí)現(xiàn)技術(shù)。寬帶接入技術(shù)的研究和開發(fā)將會隨著數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的寬帶化、光纖化變得越來越明顯，進(jìn)而也就成為目前通信領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。從目前的發(fā)展看來，三種不同體系的寬帶接入技術(shù)：xDSL(特別是ADSL)、CableModem與HFC、Ethernet、無線寬帶接入、光纖接入技術(shù)會成為寬帶接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，而作為寬帶接入技術(shù)的PON和SDH也會在相應(yīng)的領(lǐng)域內(nèi)得到發(fā)展。隨著社會的發(fā)展，生產(chǎn)生活的雪要及人們?nèi)找嬖鲩L的需求，促使網(wǎng)絡(luò)向高帶寬、高速率、低延時、高可靠的方向發(fā)展，寬帶接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的一部分，也必需采取措施不斷變革中，這就需要了解各種流行的寬帶接入方式及關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，先進(jìn)的技術(shù)促進(jìn)成本的不斷下降，滿足不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)和更高帶寬的要求，縱覽各種網(wǎng)絡(luò)的寬帶接入技術(shù)，其中都有很大的發(fā)展在不同的領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：接入網(wǎng)絡(luò)光纖同軸混合HFC光網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)接入無線接入Abstract:Thispaperintroducesthebackbonenetworkandaccessnetworkconcept,elaboratedavarietyoftodaysuseofseveralbroadbandaccesstechnologyandanalysedthevariousbroadbandaccesstechnology.Broadbandaccesstechnologyresearchanddevelopmentwillbewiththedataandmultimediaservices,thedevelopmentofbroadbandnetworks,fiberopticmechanizationhasbecomemoreandmoreobvious,andhasbecomeahotspotofcurrentcommunication.Fromthecurrentdevelopmentlooks,threekindsofdifferentsystemofbroadbandaccesstechnology:xDSL(especiallyADSL),CableModemandHFC,Ethernet,wirelessbroadbandaccess,opticalfiberaccesstechnologywillbecomethekeytechnologyofbroadbandaccessnetwork,andasthebroadbandaccesstechniqueofPONandSDHwillalsobeinthecorrespondingfielddevelopment.Withthedevelopmentofsociety,theproductionandlifeofthesnowandthegrowingneedsofpeople,promptedthenetworktothehighbandwidth,highspeed,lowdelay,highreliabledirection,broadbandaccessnetworkaspartofthenetwork,alsomusttakemeasurestocontinuouslyreform,whichrequiresanunderstandingofavarietyofpopularbroadbandwayofaccessandkeytherealizationoftechnology,advancedtechnologytopromotecostdecreases,meetthedevelopmentofnewInternetservicesandhigherbandwidthrequirements,avarietyofnetworkbroadbandaccesstechnology,whichhasgreatdevelopmentindifferentareas.Keywords:accessnetworkhybridfibercoaxialHFCOpticalnetworkaccessEthernetaccesswirelessaccess31引言隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，通信距離已經(jīng)“死亡”，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬瓶頸已經(jīng)成為過去，基于光纖傳輸技術(shù)的骨干網(wǎng)帶寬變得十分寬裕，然而網(wǎng)絡(luò)的接入方式卻仍然是以為窄帶方式，限制了寬帶交換式多媒體業(yè)務(wù)、寬帶視頻業(yè)務(wù)、帶寬按需分配和帶寬出租等新一代電信增值業(yè)務(wù)的發(fā)展。直到近些年各種寬帶接入方式才不斷地涌現(xiàn)出來，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與推廣。簡單地說，通信網(wǎng)分為3部分：核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)。接入網(wǎng)與核心網(wǎng)構(gòu)成電信公網(wǎng)。兩者是基于功能的劃分，接入網(wǎng)負(fù)責(zé)屏蔽用戶的多樣性接入，核心網(wǎng)負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)處理，這極大地簡化了網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。但是隨著今年來寬帶城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，核心網(wǎng)進(jìn)一步劃可分為骨干網(wǎng)（核心層）和城域網(wǎng)（匯聚層）。所謂邊緣網(wǎng)絡(luò)是一個及其松散的概念，目前還沒有一個統(tǒng)一的說法，從廣義上說，電信網(wǎng)將整個網(wǎng)絡(luò)劃分為骨干網(wǎng)和除用于傳輸?shù)墓歉删W(wǎng)以外的網(wǎng)絡(luò)。這樣骨干網(wǎng)可以專注于如何提高業(yè)務(wù)傳輸性能和網(wǎng)絡(luò)的生存性，而將具有業(yè)務(wù)智能化的高速路由器和交換機(jī)移到網(wǎng)絡(luò)的邊緣，促進(jìn)了電信運(yùn)營業(yè)務(wù)的拓展和多樣化趨勢。因此我們往往考慮接入層面網(wǎng)絡(luò)。目前寬帶城域網(wǎng)解決方案十分活躍，有基于SONETSDH的、基于ATM的，也有基于10G以太網(wǎng)以及MPLS和RPR（彈性分組環(huán)技術(shù)）等技術(shù)，使得帶寬的利用率大提高，對電信級QOS能很好的保障，能足夠的支持寬帶業(yè)務(wù)的實(shí)施。但是所謂“最后一公里”這一通信的瓶頸仍然使得終端用戶未能享受到高帶寬的好處，因此接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的重點(diǎn)就在于如何改善原有的有線接入方式以提高帶寬；充分利用新的無線接入和光纖接入技術(shù)滿足新建用戶的高帶寬需求。骨干網(wǎng)技術(shù)是一種在主要連接節(jié)點(diǎn)之間承載快速通信流量的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，提供了不同子網(wǎng)間信息交換路徑，采用混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)間設(shè)備采用任意點(diǎn)對任意點(diǎn)連接方式。接入網(wǎng)技術(shù)分類比較繁雜，從接入業(yè)務(wù)的角度看，可簡單地分為適用于窄帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)技術(shù)和適用于寬帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)技術(shù)。適用于窄帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)技術(shù)主要有：有源光網(wǎng)絡(luò)DLC、無源光網(wǎng)絡(luò)PON、固定無線接入WLL等，這些技術(shù)是根據(jù)不同的建設(shè)需要發(fā)展起來的，其中，DLC適用于用戶比較密集的地區(qū)，PON適用于用戶比較分散的地區(qū)，WLL適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)、不宜鋪設(shè)光纜的地區(qū)、城市新居民區(qū)應(yīng)急通話和小范圍有移動要求的用戶。窄帶接入網(wǎng)技術(shù)比較成熟。寬帶接入網(wǎng)技術(shù)是隨著寬帶業(yè)務(wù)的需求逐漸發(fā)展成熟的。4主要有基于雙絞線傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)技術(shù)、基于光傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)技術(shù)、基于同軸電纜傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)技術(shù)和基于無線傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)技術(shù)。2寬帶接入方式介紹目前主要的寬帶接入技術(shù)包括：普通Modem、N-ISDN(窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))、以同軸電纜為接入手段的基于HFC的CableModem有線電視網(wǎng)接入技術(shù)、基于電話銅線的xDSL接入技術(shù)HDSL(高速數(shù)字用戶環(huán)路)與SDSL(對稱數(shù)字用戶環(huán)路)、ADSL(不對稱數(shù)字用戶環(huán)路)與G.lite(無分路器ADSL)、VDSL(甚高速數(shù)字用戶環(huán)路)、HomePNA(家庭電話線聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟)、以五類超五類雙絞線為接入手段的Ethernet、光纖接入技術(shù)SDH(同步數(shù)字序列)、PON(Passive無源光網(wǎng)絡(luò))與APON(ATM無源光網(wǎng)絡(luò))、IM-DSL(反向多路復(fù)接數(shù)字用戶環(huán)路)、無線接入技術(shù)本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)LMDS（LocalMultipointDistributeSystem）、多點(diǎn)多信道分配系統(tǒng)MMDS（MultipointMultichannelDistributionSystem）、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)IEEE802.16、藍(lán)牙及其他（如紅外）等。一般來說，任何寬帶接入技術(shù)都有相應(yīng)的CO(局端設(shè)備)和RT(用戶端設(shè)備)，但后者更具有多樣性。2.1最初的網(wǎng)絡(luò)接入方式普通Modem是目前實(shí)現(xiàn)窄帶Internet接入的主要方式之一，技術(shù)成熟，最高傳輸速率達(dá)56kbps。在技術(shù)上它不依賴光接入網(wǎng)絡(luò)；在產(chǎn)品上包括用戶所用的Modem和放在電信機(jī)房的Modem池。由于其速率較低，正在逐步被N-ISDN和其它技術(shù)所取代。N-ISDN，又稱“一線通”也是一種成熟的、依賴光接入網(wǎng)絡(luò)的窄帶接入的銅線技術(shù)，目前主要利用2B+D來實(shí)現(xiàn)電話和Internet接入，典型下載速度可達(dá)64kbps，基本上能夠滿足目前窄帶瀏覽的需要，是廣大Internet用戶提高上網(wǎng)速度的一種經(jīng)濟(jì)而有效的選擇。目前已在國內(nèi)各個城市開通，用戶反映良好，漸又取代普通Modom之勢。ISDN設(shè)備包括交換機(jī)和終端設(shè)備，其中終端設(shè)備種類很多，但從功能上講，主要是ISDN網(wǎng)絡(luò)終端、終端適配器、路由器和可視電話等功能的自由組合，同時提供不同接口(如：ISA、PCI、RS232、USB、模擬電話口、以太網(wǎng)口等)以適應(yīng)不同需求。52.2基于混合光纖同軸接入技術(shù)HybridFiberCoaxial是一種新型的寬帶接入技術(shù)，采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進(jìn)入用戶的“最后1公里”采用同軸電纜。它融數(shù)字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時提供較高質(zhì)量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價格比的電話服務(wù)、高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和多種信息增值服務(wù)，以及交互式數(shù)字視頻應(yīng)用。HFC的主要結(jié)構(gòu)由模擬前端、數(shù)字前端、光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)、同軸電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)、光節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)路接口單元和用戶終端設(shè)備等技術(shù)組成。模擬前端的主要功能是將模擬電視信號調(diào)制在HFC所規(guī)定的50450MHz或550MHz的頻段。數(shù)字前端提供對數(shù)字圖像的壓縮調(diào)制、數(shù)字電話信號的調(diào)制以及用戶信息的路由選擇等功能。光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要作用是將所有接入到HFC的信息復(fù)用成一群信息流，然后將其變換為光信號后傳送。光節(jié)點(diǎn)主要進(jìn)行光電和電光轉(zhuǎn)換。網(wǎng)絡(luò)接口單元的主要作用是：一是將電話、數(shù)據(jù)和電視信號分開，二是將這些業(yè)務(wù)信號分送到不同的用戶設(shè)備。HFC的主要優(yōu)點(diǎn)是基于現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，提供窄帶、寬帶及數(shù)字視頻業(yè)務(wù)，因此，成本較低，將來可方便地升級到光纖到戶（FTTH）。但缺點(diǎn)是必須對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，以提供雙向業(yè)務(wù)的傳送。隨著有線電視網(wǎng)的發(fā)展，通過CableModem（線纜調(diào)制解調(diào)器）利用有線電視網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)已成為越來越受關(guān)注的一種高速接入方式。目前新建的CATV網(wǎng)都采用光纖同軸混合網(wǎng)絡(luò)，采用CableModem進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為用戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。利用CableModem在HFC網(wǎng)上為用戶提供寬帶服務(wù)的好處是，可利用已有的HFC網(wǎng)和有線電視臺的機(jī)房等資源，不足之處在于需要對原有的單向HFC網(wǎng)進(jìn)行雙向改造，所需的工作較為復(fù)雜、改造成本高，在一定程度上限制了HFC技術(shù)的發(fā)展。CableModem(線纜調(diào)制解調(diào)器)是利用有線電視網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶寬帶數(shù)據(jù)接入的一種方法，也是混合光纖同軸網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。HFC是寬帶接入技術(shù)中最早成熟和進(jìn)入市場的一種，具有寬帶和相對的經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。HFC在一個500戶左右的光節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)可以提供60路模擬廣播電視、每戶至少2路電話、使原有的550MHzCATV網(wǎng)擴(kuò)展到750MHz雙向CATV網(wǎng)，其中有200MHz寬帶用于數(shù)據(jù)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入，通常雙向CATV網(wǎng)下行數(shù)據(jù)采用64QAM（正交調(diào)幅）調(diào)制方式，最高速率達(dá)27Mbps；若采用256QAM調(diào)制方式，最高速率則達(dá)40Mbps。為了有效抑制上行干擾，一般選用QPSK調(diào)制，速率最高可達(dá)10M。由于CATV網(wǎng)采用模擬傳輸協(xié)議，需要CableModem來協(xié)助完成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，它的空閑6頻帶仍在傳輸有線電視信號。從長遠(yuǎn)看，HFC網(wǎng)計劃提供的是所謂FSN(FullServiceNetwork,全業(yè)務(wù)網(wǎng))，即以單個網(wǎng)絡(luò)提供各種類型的模擬和數(shù)字業(yè)務(wù)，并逐步從多用戶共享上述帶寬過渡到單個用戶獨(dú)享。2.3xDSL技術(shù)銅線寬帶接入xDSL技術(shù)主要包括ADSL、VDSL和SHDSL三種技術(shù)。ADSL和VDSL技術(shù)都能利用普通電話銅纜，在不影響窄帶話音業(yè)務(wù)的情況下，為用戶提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，由于中國有豐富的銅纜資源，ADSL和VDSL是目前主要的寬帶接入技術(shù)。而SHDSL是一種利用電話銅纜提供上、下行高速對稱數(shù)據(jù)速率的技術(shù)，主要為一些企業(yè)提供性價比較高的專線業(yè)務(wù)。2.3.1HDSL與SDSL技術(shù)HDSL是在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上，用無負(fù)載電話線對稱地高速傳輸信息，典型速率2Mbps，距離達(dá)35km，使用兩對或三對雙絞銅線，不需選擇線對、誤碼率低、采用線路碼，具有良好的頻譜兼容性。目前HDSL技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，主要用于替代傳統(tǒng)的T1/E1，解決分散用戶寬帶接入技術(shù)，為用戶租用線，傳送多路語音、視頻和數(shù)據(jù)。HDSL利用現(xiàn)有銅線用戶線中的兩對或三對雙絞線來提供全雙工的1.5/2Mbit/s數(shù)字連接能力。其基本原理是：局端機(jī)接收交換機(jī)來的標(biāo)準(zhǔn)一次群信號，然后加上所需的用于同步和維護(hù)的HDSL開銷，進(jìn)行數(shù)字信號處理和線路編碼，形成具有HDSL幀的線路信號并送給雙絞線傳輸。在用戶側(cè)的遠(yuǎn)端機(jī)對收到的線路信號進(jìn)行解碼和信號處理，減小傳輸損傷，去掉HDSL開銷并恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)一次群信號。SDSL是HDSL的簡化版本，使用單根雙絞線，可以提供雙向高速可變比特率連接，速率范圍從160Kbps到2.084Mbps，在0.4mm雙絞線上，最大傳輸距離是3公里。HDSL/SDSL可以與FTTB/FTTC相結(jié)合。從功能上講，HDSL設(shè)備種類不多，各廠家設(shè)備兼容性差；SDSL成熟稍晚，產(chǎn)品類型也不太豐富。2.3.2VDSL在開發(fā)ADSL中發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)減少距離會大大提高傳輸速率，這便出現(xiàn)了VDSL。VDSL系統(tǒng)中的上下信道頻譜是利用頻分復(fù)用技術(shù)分開的，編碼方式有CAP(無載波幅度相位調(diào)制)、7DMT和DWMT(離散小波多音頻)三種。VDSL上下行速率也是不對稱的，其下行速率有3檔：13Mbps、26Mbps和52Mbips，相應(yīng)傳輸距離為1500m、1000m和300m；上行速率一般也有3檔：1.6Mbps、2.3Mbps和19.2Mbps。VDSL必須與FTTB、FTTC、FTTCab、FTTZ相結(jié)合使用。在產(chǎn)品上，VDSL與ADSL類似，但由于VDSL技術(shù)出現(xiàn)比較晚，正式產(chǎn)品不多。對于相對密集、中等距離、帶寬需求較高的用戶，可考慮采用VDSL技術(shù)。VDSL技術(shù)利用更寬的(0.138-12MHz)頻段，為用戶提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在近距離(幾百米范圍內(nèi))，上下行速率分別最高可達(dá)26Mb/s和52Mb/s，在1公里左右可以支持10Mb/s上、下行對稱速率。VDSL作為ADSL技術(shù)的一種補(bǔ)充，主要用于提供短距離范圍內(nèi)的高速非對稱業(yè)務(wù)和1Km左右距離內(nèi)的對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于VDSL技術(shù)還