寬帶接入網絡技術綜述

2019-11-03 19:04:17

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供稿：網友

隆克平李云陳前斌

　　目前，寬帶接入網絡技術分為有線寬帶接入網技術和無線寬帶接入網技術。有線寬帶接入網技術主要有銅線接入、光纖接入和基于有線電視網的混合光纖同軸接入。寬帶無線接入技術系統是未來幾年內通信市場發展的一個熱點。目前寬帶無線接入技術主要有以下幾種：LMDS(Local Multipoint Distribute System,本地多點分配系統)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System,多點多信道分配系統)、無線局域網等。

　　有線寬帶接入網技術

　　目前，有線寬帶接入網技術主要有銅線接入、光纖接入和基于有線電視網的混合光纖同軸接入。

　　銅線寬帶接入技術

　　銅線寬帶接入技術也就是xDSL技術，主要包括高比特率的用戶數字環路（HDSL）、非對稱用戶數字環路（ADSL）和甚高比特率的用戶數字環路（VDSL）。

　　HDSL利用現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數字連接能力。其基本原理是：局端機接收交換機來的標準一次群信號，然后加上所需的用于同步和維護的HDSL開銷，進行數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。在用戶側的遠端機對收到的線路信號進行解碼和信號處理，減小傳輸損傷，去掉HDSL開銷并恢復標準一次群信號。

　　ADSL在一對銅線上支持上行速率512Kbps～1Mbps，下行速率1Mbps～8Mbps，有效傳輸距離在3～5公里范圍以內。ADSL采用頻分復用方式將上行和下行信道分離，原有的電話信號占據最低的頻段300～3400Hz，而高比特率的下行信號則占據高頻段，總的工作頻段限制在1MHz以內。

　　VDSL是xDSL技術中最快的一種，在一對銅質雙絞電話線上，下行速率為13Mbps～52Mbps，上行速率為1.5Mbps～2.3Mbps。但VDSL的傳輸距離較短，一般只在幾百米以內。VDSL是一種傳輸距離很短的寬帶接入技術，當ONU離終端用戶很近時，可與FTTC、FTTB等結合用。

　　總的說來，xDSL技術允許多種格式的數據、話音和視頻信號通過銅線從局端傳給遠端用戶，可以支持高速Internet/Intranet訪問、在線業務、視頻點播、電視信號傳送、交互式娛樂等。其主要優點是能在現有90%銅線資源上傳輸高速業務，解決光纖不能完全取代銅線"最后一公里"的問題。但DSL技術也有其不足之處。它們的覆蓋面有限（只能在短距離內提供高速數據輸），并且一般高速傳輸數據是非對稱的，僅僅能單向高速傳輸數據（通常是網絡的下行方向）。因此，這些技術只適合一部分應用?？勺鳛閷拵Ы尤氲倪^渡技術。

　　光纖接入技術

　　光纖接入網又稱光纖用戶環路（FITL）, 它是在交換局中設有光線路終端（OLT），在用戶側有光網絡單元（ONU），OLT和ONU之間用光纖連接。ONU可以用多種方式連接用戶，一個ONU可以連接多個用戶。根據ONU與用戶的距離，光纖接入網FITL又有多種方式，有光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、以及光纖到戶（FTTH）等幾種形式。從光纖接入網是否含有電源，可分成有源光網絡（AON）和無源光網絡（PON）兩大類。

　　從光接入網系統接入方式看，目前FITL有兩接入方式：綜合的FITL系統和通用的FITL系統。綜合的FITL系的主要特點是通過一個開放的高速數字接口與數字交換機相連，這種方式代表了FITL的主要發展方向。通用的FITL系統在FITL和交換機之間需要應用一個局內終端設備，在北美稱之為局端（COT）。其功能是進行數模轉換并將來自FITL系統的信號分解為單個的話帶信號，以音頻接口方式經音頻主配線架與交換機相連。這種方式適合于任何交換機環境，包括模擬交換機和尚不具備標準開放接口的數字交換機。然而，由于需要增加局內終端設備、音頻主配線架和用戶交換終端，因而這種方式的成本和維護費用要比綜合的FITL系統高。

　　傳統的時分復用方式（TDM PON）、頻分復用FDM PON、波分復用WDM PON和ATM PON方式。其中，APON采用ATM技術進行信號傳輸、復用，即所謂的APON方式，使其具有多業務、多比特率支持能力，并動態分配帶寬，這時帶寬可統計復用，因而信道資源利用率高。由于PON是共用的，OLT是共用的，加上采用ATM后帶寬是共享的，因此APON的突出優點是成本較低。

　　光接入網由于采用光纖作為傳輸介質，具有傳輸距離遠，帶寬大，維護費用低等特點，是有線寬帶接入技術的理想方案，代表了寬帶接入網的發展方向。但由于其初期投資大，很難在短期內得到廣泛應用。

　　混合光纖同軸接入

　　混合光纖同軸接入（HFC：Hybrid Fiber Coaxial）是一種新型的寬帶接入技術，采用光纖到服務區，而在進入用戶的“最后1公里”采用同軸電纜。它融數字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時提供較高質量和較多頻道的傳統模擬廣播電視節目、較好性能價格比的電話服務、高速數據傳輸服務和多種信息增值服務，以及交互式數字視頻應用。

　　HFC的主要結構由模擬前端、數字前端、光纖傳輸網絡、同軸電纜傳輸網絡、光節點、網路接口單元和用戶終端設備等技術組成。模擬前端的主要功能是將模擬電視信號調制在HFC所規定的50～450MHz或550MHz的頻段。數字前端提供對數字圖像的壓縮調制、數字電話信號的調制以及用戶信息的路由選擇等功能。光纖傳輸網絡的主要作用是將所有接入到HFC的信息復用成一群信息流，然后將其變換為光信號后傳送。光節點主要進行光電和電光轉換。網絡接口單元的主要作用是：一是將電話、數據和電視信號分開，二是將這些業務信號分送到不同的用戶設備。

　　HFC的主要優點是基于現有的有線電視網絡，提供窄帶、寬帶及數字視頻業務，因此，成本較低，將來可方便地升級到光纖到戶（FTTH）。但缺點是必須對現有有線電視網絡進行改造，以提供雙向業務的傳送。

　　寬帶無線接入技術

　　寬帶無線接入技術系統是未來幾年內通信市場發展的一個熱點。目前寬帶無線接入技術主要有以下幾種：LMDS(Local Multipoint Distribute System,本地多點分配系統)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System,多點多信道分配系統)、無線局域網等。

　　本地多點分配系統（LMDS）

　　LMDS系統通常由基礎骨干網、基站、用戶終端設備和網管系統組成。骨干網可由ATM或IP的核心交換平臺及因特網、PSTN網互連模塊等組成。基站實現骨干網與無線信號的轉換，可支持多個扇區，以擴充系統容量。一般來說，用戶終端都有室外單元（含定向天線和微波收發設施）和室內單元（含調制解調模塊及網絡接口NUI）。LMDS系統可采用的調制方式主要為相移鍵控(PSK)和正交幅度調制(QAM)。無線雙工方式一般為頻分雙工(FDD)，多址方式為頻分多址(FDMA)或時分多址(TDMA)。

　　LMDS的主要優點是可同時支持話音、數據和圖像業務的傳送，且初期投資少，容易擴容和升級。缺點是傳輸距離段，同時易受天氣和地形限制的影響。

　　多點多信道分配系統（MMDS）

　　MMDS（Multichannel　Multipoint　Distribution　System）是服務商向用戶提供寬帶數據和話音業務的一種固定無線接入方案。MMDS工作頻段集中在2-5GHz，可用帶寬2×31.5MHz（上、下行）。3.5G　MMDS頻段具有良好的傳播特性，傳輸距離可達10km。MMDS頻譜不受雨衰的影響，但可被建筑物衰減。在通常情況下，該頻段需要視線傳播，但對于一些較下方的阻擋物有一定的抵抗力。

　　MMDS可提供點對點面向連接的數據業務、點對多點業務、點對點無連接型網絡業務。與LMDS相比，MMDS不受雨衰影響，適用于用戶分散、容量較小的場合。MMDS基站端與網絡側接口包括T1/E1、100Base-T和OC-3，用戶側接口包括T1/E1、10Base-T。因此，MMDS提供的帶寬比較有限，MMDS的建設成本相對于LMDS要低些。

　　無線局域網

　　一般來說，凡是采用無線傳輸媒體的計算機局域網都可稱為無線局域網。這里的無線媒體可以是無線電波、紅外線或激光。無線局域網的基礎還是傳統的有線局域網，是有線局域網的擴展和替換。它只是在有線局域網的基礎上通過無線HUB、無線訪問節點（AP）、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現。

　　無線局域網的組網方式包括有中心和無中心兩種模式。當采用有中心的模式時，由接入點AP對無線信道進行集中式管理，當采用無中心的方式時，各移動終端分布式地隨機訪問信道。

　　在物理層，無線局域網可采用外+FHSS（或DSSS）、DSSS+補碼鍵控以及OFDM多中方式。在MAC子層，無線局域網可采用PCF和DCF兩種方式。

　　無線局域網為移動終端提供一種訪問廣域網的方式，也可由多個移動終端自由組網，共享資源。它主要支持數據業務的傳送，也可提供語音和圖像業務的傳送。

　　無線局域網的主要優點投資少，移動終端可以動態，臨時組網，支持移動終端的漫游。缺點是覆蓋范圍有限，帶寬相對較小，且存在潛在的安全問題。

　　
摘自　賽迪網

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