通信网入门基础CH06 宽带接入技术

null计算机网络 Computer Networks计算机网络 Computer Networks第六章 宽带接入技术宽带接入技术宽带接入技术随着通信需求的发展，居民的通信需求已不仅仅限于普通的话音通信，而是包括话音、数据、图像等多媒体信息。 接入网一般是从居民住宅至某个 ISP 之间的一个中间网络，它起到接口作用，目的是使用户能够接入骨干网络，方便和经济地享用各种宽带多媒体信息。宽带接入技术宽带接入技术传统的通信网络中，大部分居民用户都是通过电话线路接入，接入网的构成比较简单，目前已不能满足多媒体通信的要求，往往是宽带上网的一个瓶颈。 利用音频调制解调器可以在电话网上实现数据通信。 居民接入网有多种实现，但居民接入网到底应采用何种技术方案，目前既无定论，也无统一的国际标准。 宽带接入技术宽带接入技术铜线电缆 光纤同轴混合网 (HFC) 光纤 无线接入 卫星接入 以太网接入宽带接入技术宽带接入技术MODEM接入 MODEM接入 利用传统的音频调制解调器技术，可以现有的模拟电话用户线、电话通信网实现数据通信业务，费用低廉。 普通音频调制解调器使用话音频带，不能同时进行话音通信和数据通信。 普通音频调制解调器传输速率低，不能实现高速数据通信。xDSL 技术 xDSL 技术 xDSL 技术就是用数字技术，对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。 DSL 是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而字母 x 示 DSL 的前缀可以是多种不同字母，用不同的前缀表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。 xDSL 的几种类型 xDSL 的几种类型 ADSL 非对称数字用户线 (Asymmetric Digital Subscriber Line) ADSL 一般速率为(256kbps ～ 1.5Mbps ADSL2 最大下载数据速率 8Mbps and 12Mbps ADSL2＋ 最大下载数据速率可达 24MbpsxDSL 的几种类型 xDSL 的几种类型 HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线 SDSL (Single-line DSL)：1 对线的数字用户线 VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户线 RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应 DSL，是 ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。铜线 ADSL传输特性铜线 ADSL传输特性ADSL 调制解调器的频谱利用 ADSL 调制解调器的频谱利用 频谱频率(kHz)下行上行传统电话6.3 Mb/s1.5 Mb/s0420505001100140150ADSL 采用两种调制技术 ADSL 采用两种调制技术 无载波振幅相位调制 CAP (Carrierless Amplitude Phase)，而另一种是离散多音调制 DMT (Discrete Multi-Tone)。 CAP 早就使用在第一代 ADSL 调制解调器中，在商品化方面更加成熟。 DMT 则被美国 ANSI 选择为 ADSL 的标准。 离散多音调制 DMT 离散多音调制 DMT DMT将可用带宽划分为 256 个子信道（每个子信道带宽为 4 kHz），然后将数据自适应地动态分配给每个子信道，这就使得在约 1 MHz 的可用频带内实现超过 6 Mb/s 的数据率。 ADSL 技术还支持前向纠错 FEC (Forward Error Correction)。 ADSL 的组成 ADSL 的组成 ATU-CATU-CATU-RATU-C用户线 电话 分路器 区域宽带网至 ISP居民家庭端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer) 接入端接单元 ATU (Access Termination Unit) ATU-C（C 代表端局 Central Office） ATU-R（R 代表远端 Remote） 电话分路器 PS (POTS Splitter) 光纤同轴混合网 HFC (Hybrid Fiber Coax)光纤同轴混合网 HFC (Hybrid Fiber Coax)HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网。 HFC 网除可传送 CATV 外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。 现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造， HFC 的主要特点 HFC 的主要特点 (1) HFC网的主干线路采用光纤 HFC 网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模拟光纤技术。 在模拟光纤中采用光的振幅调制 AM，这比使用数字光纤更为经济。 模拟光纤从头端连接到光纤结点( Fiber Node)，即光分配结点 ODN (Optical Distribution Node)。在光纤结点光信号被转换为电信号。在光纤结点以下使用同轴电缆。 (2) HFC 网采用结点体系结构 (2) HFC 网采用结点体系结构 同轴电缆头端模拟光纤放大器引入线分路器光纤结点服务区服务区服务区(3) HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱，且具有双向传输功能 (3) HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱，且具有双向传输功能 下行信道上行 信道5 40 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号频率(MHz)保留(4) 每家要安装一个用户接口盒 (4) 每家要安装一个用户接口盒 用户接口盒 UIB (User Interface Box)要提供三种连接，即： 使用同轴电缆连接到机顶盒(set-top box)，然后再连接到用户的电视机。 使用双绞线连接到用户的电话机。 使用电缆调制解调器连接到用户的计算机。电缆调制解调器(cable modem) 电缆调制解调器(cable modem) 电缆调制解调器是为 HFC 网而使用的调制解调器。 电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下行速率一般在 310 Mb/s之间，最高可达 30 Mb/s，而上行速率一般为 0.22 Mb/s，最高可达 10 Mb/s。 电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端。 HFC 网的最大优点 HFC 网的最大优点 具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。 要将现有的 450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网（还要将所有的用户服务区互连起来而不是一个个 HFC 网的孤岛），也需要相当的资金和时间。 在电信政策方面也有一些需要协调解决的问。 光纤接入技术（FTTx） 光纤接入技术（FTTx） 随着光纤应用技术的成熟和成本的降低，光纤传输容量大、安全等特点更为突出，光纤宽带接入技术得到更加广泛的应用。 FTTx（光纤到……）也是一种实现宽带接入网的方案。这里字母 x 可以代表不同意思。FTTx 技术 FTTx 技术 光纤到家 FTTH ( Fiber To The Home )：光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决。 光纤到大楼 FTTB ( Fiber To The Building )：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。 光纤到路边 FTTC ( Fiber To The Curb )：从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。 以太网接入以太网接入以太网已成功地把速率提高到 1 ~ 10 Gb/s ，所覆盖的地理范围也扩展到了城域网和广域网，因此现在人们正在尝试使用以太网进行宽带接入。 以太网接入的重要特点是它可提供双向的宽带通信，并且可根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级。 采用以太网接入可实现端到端的以太网传输，中间不需要进行帧的转换，提高了数据的传输效率和降低了传输的成本。以太网接入：光纤到大楼 FTTB 以太网接入：光纤到大楼 FTTB 100 M10 M10 M100 M吉比特以太网光结点汇接点1 Gb/s1 Gb/s高速光结点汇接点 GigaPoP无线接入无线接入通信技术的发展，使得无线接入方式应用更加广泛。 无线接入的主要方式有：移动接入，无线本地网络，无线自组网，卫星接入。 无线接入可实现用户在移动过程中的通信，也提供了在一些不便于网络布线的环境中用户接入网络的条件。