宽带接进网

宽带接进网 10.1 铜线接入概述 10.1.1 铜电缆 铜电缆主要包含:双绞线数据电缆、音频对称电缆电缆和同轴电缆。 1、双绞线数据电缆: (1)双绞线数据电缆分类 ?双绞线按其绞线对数可分为:2对，4对，25对或更多。 )与非屏蔽双绞线(UTP)两大类。 ?按是否有屏蔽层可分为:屏蔽双绞线(STP ?按频率和信噪比可分为:3类，4类，5类和超5类等。现在很多地方已经用上了六类线甚至七类线。用在计算机网络通信方面至少是3类以上。以下列出各类线说明: 1类:主要用于传输语音(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆)，不用于数据传输。 2类:传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps令牌传递的旧的令牌网。 3类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输。 4类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。 5类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆，尤其是超五类非屏蔽双绞线。 (2)超五类非屏蔽双绞线 在计算机通信网络中所用到的基本上都是“超五类非屏蔽双绞线缆”。线缆的二头分别按一定的线序压在RJ45水晶头内，这也就是通常大家说的“网线”。 如图为RJ45水晶头。 ?T568A标准和T568B标准 这是超五类双绞线为达到性能指标和统一接线规范而制定的二种国际标准线序。如图所示。 12345678的线序色谱: T568A的线序为:白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕 T568B的线序为:白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕 T568A标准和T568B标准的线序 ?平行线与交叉线(反接线) a.平行线 二端都使用相同的接线标准。 在通常情况下，都使用T568B标准。平行线的做用是将不同设备连接在一起:如计算机至交换机 交叉线的做用是将同种设备连接在一起:如计算机至计算机，交换机至交换机。 b.交叉线 一端使用T568A线序，另一端则使用T568B线序。 根据网卡接口的电气定义，TX+-为发送，RX+-为接收，交叉线的连接如图所示。 为了让交换机与交换机之间也能用平行线连接，很多交换机上有一个UP-LINK的专用口，当你将一台交换机的UPLINK口接到另一个交换机的普通端口时，可以用平行线但上面的说法只是一般情况，现在有很多高档一点交换机的端口对线序都是自适应的，很少用到交叉线。 (3)双绞线数据电缆的性能指标 表征其性能的几个指标包括:衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。 2、音频对称电缆:以话音信道为主要传输媒质的通信电缆(模拟用户环路的传输媒质)，话音信道是指传输频带在300,3400Hz的音频信道。 3(同轴电缆: 同轴电缆能够传输比双绞线电缆更宽的频率范围(100kHz,500MHz)的信号。一种是用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆;另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输。 (1)CATV系统中的同轴电缆 ?组成: 同轴电缆是有线电视系统中用来传输射频信号的主要媒质，它是由芯线和屏蔽网筒构成的两根导体，因为这两根导体的轴心是重合的，故称同轴电缆或同轴线。射频同轴电缆由内导体、绝缘介质、外导体(屏蔽层)和护套4部分组成。 ?同轴电缆的分类: 按照同轴电缆在CATV系统中的使用位置可分为3种类型。 干线电缆:其绝缘外径一般为9 mm以上的粗电缆，要求损耗小，柔软性要求不高。 支线电缆:其绝缘外径一般为7 mm以上的中粗电缆，要求损耗较小，同时也要求一定的柔软性。 ，损耗要求不是主要的，但要求良好用户分配网电缆:其绝缘外径一般为5 mm 的柔软性和室内统一协调性。 ?命名方式;为了便于大家从同轴电缆的型号大致看出其结构类型，下面给出我国电缆的统一型号编制方法以及代号含义，供大家参考。同轴电缆的命名通常由4部分组成:第一部分用英文字母，分别代表电缆的代号、芯线绝缘材料、护套材料和派生特性(见表2)，第二、三、四部分均用数字表示，分别代表电缆的特性阻抗(Ω)、芯线绝缘外径(mm)和结构序号，例如“SYV-75-7-1”的含义是:该电缆为同轴射频电缆，芯线绝缘材料为聚乙烯，护套材料为聚氯乙烯，电缆的特性阻抗为75 Ω，芯线绝缘外径为7 mm，结构序号为1。 (2)基带同轴电缆 ?特点: 同轴电缆具有高带宽和极好的噪声抑制特性。 同轴电缆的带宽取决于电缆长度，1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。 ?同轴电缆网络: 同轴电缆网络一般可分为三类: ?主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线路不同,前者通常由有防护层的电缆构成。 ?次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时,要采用高增益的分布式放大器,并要考虑电缆与用户出口的接口。 ?线缆。 ?同轴电缆安装: 同轴电缆不可绞接,各部分是通过低损耗的连接器连接的。连结器在物理性能上与电缆相匹配。中间接头和耦合器用线管包住,以防不慎接地。若希望电缆埋在光照射不到的地方,那么最好把电缆埋在冰点以下的地层里。如果不想把电缆埋在地下,则最好采用电杆来架设。同轴电缆每隔100米设一个标记,以便于维修。必要时每隔20米要对电缆进行支撑。在建筑物内部安装时,要考虑便于维修和扩展,在必要的地方还需提供管道,保护电缆。 同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器,为用户提供接口。接口的安装方法如下:细缆 将细缆切断,两头装上BNC头,然后接在T型连接器两端。 粗缆一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装,它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层,直接与导体相连。电缆两端头设有终端器,以削弱信号的反射作用。 粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。由于安装时 不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。 ?同轴电缆的物理参数 同轴电缆具有足够的可柔性,能支持254mm(10英寸)的弯曲半径。 ?规格型号 同轴电缆可分为两种基本类型,基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆,其屏蔽线是用铜做成的网状的,特征阻抗为50(如RG-8、RG-58等);宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的,特征阻抗为75(如RG-59等)。计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。RG-59 用于电视系统。RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。 10.1.2 用户线路 1、音频对称电缆特点: 双绞线----模拟用户环路的传输媒质，任务是传输模拟电话业务(话音和低速非话业务将其变换到电话频带内进行传输);电话频带的传输带宽只有4KHZ(远未达到双绞线的潜在可用带宽);拓扑结构和配线方式如传统电话网络。 2(多股绞合的目的: (1)增加机械和电气参数的稳定性; (2)减小线间串音干扰。 10.1.3 用户环路的数字化技术 用户环路的数字化技术旨在提高线路使用效率的数字双工技术、数字复用技术和数字集线技术;旨在提高线路使用效率和传输性能的数字编码技术、数字调制技术和数字自适应均衡技术等。 1、线路编码 (1)用户环路的数字传输中，线路编码有3个目的: ?使线路信号与线路特征匹配; ?使接受端便于提取定时信号; ?压缩线路信号的带宽以提高码率。 (2)用户环路的数字传输中，线路编码常用码型: ?AMI码\HDB3码(常用于PCM传输)、2B1Q码\差分双向码、弥勒码。 ?mBnBm码(光纤通信常用) 2、调制解调技术 (1)调制的实质: 利用基带信号控制载波的某个参量(A、F、P)，使其随基带信号的变化而线性变化。 (2)简单调制技术:最简单的数字调制技术是二进制调制(2ASK、2FSK、2PSK)。 (3)常见高效调制技术: ?正交调幅(QAM) ?无载波幅度相位调制(CAP) ?离散多音调制(DMT):DMT是一种多载波调制技术，思想是将传输频带分成若干个子信道，每一个信道对应频率的载波。在不同的载波上分别进行QAM调制，由QAM技术载荷一路数据，并进行传输。 3、XDSL概述 XDSL---利用数字技术扩大现有用户双绞线的传输频带宽度的技术。调制技术与用户环路结构如图所示。 (1)XDSL分类: 、HDSL2对称工作模式:上行和下行传输速率相等，SDSL、 HDSL 非对称工作模式:上行和下行传输速率不等，ADSL、RDSL和VDSL (2)XDSL传输速率: ?与导线的直径、距离有关; ?同一种技术与导线的对数有关; ?与系统采用的调制解调技术有关。 返回 10.2 高速数字用户环路系统(HDSL) 1、概述: 高速率数字用户线(High—rate Digital Subscriber Line，HDSL)是在两(三)对用户线上，利用2B1Q等编码技术，高速自适应数字信号处理器来均衡全部频段上的线路损耗，消除杂音及串话，借助于每对线上的回波消除器和混合线圈设备，将两(三)对全双工铜线并用而得到基群速率(2Mbit/s)的宽带电路。 2、系统构成 系统由HDSL收发信机和传输线路构成，系统构成图如图所示。 应用实例下图所示:移动交换中心与基站连接。 返回 10.3 非对称数字用户环路系统(ADSL) 10.3.1 概述: 1、ADSL: ADSL是在一条普通用户环路两端加装一套局端设备(ATE-C)和远端设备(ATE-R)构成，在提供一路普通电话业务(POTS)外，还提供一些中速双工数据通信信道和一些高速单工下行数据传输信道。 2、ADSL系统的特点: (1)不对称性-----指上行和下行的信息速率不对称。在一条双绞线上，双工传输上下速率不等的数字信号; (2)宽带性------支持宽带业务。ADSL系统的上行(低速，控制信号由用户传输到交换局)速率最高可达2MB/S，下行(高速，控制信号由交换局传输到用户)速率最高可达8MB/S。 10.3.2 系统构成与工作原理 1(ADSL系统应用结构 ADSL系统应用结构如图8-8所示: 2、传送信号的过程 局端ADSL(ATE-C的ATU-C)对下行数据进行复用、编码、调制处理，将其变换到规定的频带内，然后通过S-C与POTS信号进行混合，再通过MDF连接双绞线用户环路上;远端设备(ATE-R)通过S-R将POTS信号取出送电话机，然后通过ATU-R对接受信号进行解码、解调、解复用处理，恢复各路下行数据送给相应的用户终端。反之同。 10.3.3 ADSL的网络以及应用: 1、ADSL的网络 传统的DSLAM是一个完全的ATM架构的设备，也就是常说的基于ATM方式的DSLAM。上联城域核心网，具有ATM VP/VC交叉连接，提供ATM流量汇聚、通过ATM的QoS技术来实现业务的服务质量及流量控制。目前网上实际安装的DSLAM 。但是，由于在很多地区运营商已不再对其已有绝大多数都是这种方式的DSLAM 的城域ATM核心网进行扩容并转而建设IP宽带城域核心网，因此随着城域ATM可用资源的日益减少，基于ATM方式的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要，而IP DSLAM将成为DSLAM未来发展的方向。 对于IP DSLAM的定义众说纷纭，广义的说法是将所有具有IP上联端口的DSLAM都统称为IP DSLAM。 IP实践包经过DMT 调制后通过电话线传输到电话交换局前端，经过解调后进入10/Mb/s/100Mb/s/ 1Gb/s以太网交换机,再通过路由器连接因特网。这样做可以采用统一的数据格式，中间不需要做任何格式转换，可以大大简化设备,降低成本。当前普遍采用的网络连接如图所示。 2、支持业务 简要介绍支持语音、数据和电视的有关业务。 3、应用实例 (1)基本应用 ADSL的基本应用，如图所示。 (2)ADSL应用 结合示例，课堂演示工程中的应用图片。 10.3.4 系统安装 1、概述 ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将有的电话线中串接入ADSL局端设备，只需2,3min;用户端的ADSL安装也非常简易方便，只要将电话线连上滤波器，滤波器与ADSL Modem之间用一条两芯电话线连接上，ADSL Modem与计算机的网卡之间用一条交叉网线连接即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP，DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。 2、ADSL接入模型 ADSL接入模型如图所示。 2、ADSL设备连接 (1)ADSL接入的设备连接，如图所示。 返回 10.4 VDSL系统 1、概述 (1)VDSL采用频分复用方式进行通信，即上行和下行使用不同的频率范围。通常频谱分配如下(以QAM为例):下行0.9,3.4MHz;上行4.0,7.75MHz。其它常用的低频业务，如ISDN、普通电话和ADSL，完全可以和 VDSL同时在一对线上传送。 (2)VDSL速率大小通常取决于传输线的长度，最大下行速率目前考虑为51Mbps,55 Mbps，长度不超过300米，13Mbps以下的速率可传输距离为1.5公里以上。这样的传输速率可扩大现有铜线传输容量达400倍以上。一般下行速率从13Mbps到55Mbps，传输距离不超过1.5公里。 (3)VDSL技术的标准化能更好地融合现有以太网技术，将成为电信运营商下一 个推广的主流技术。VDSL以其高带宽和配置灵活性成为全方位宽带接入技术的首选， 代表了宽带接入技术的“全IP”的发展方 向。 2(VDSL系统结构组成: VDSL的组成结构与ADSL的不同，是前者需要光传输网络的支持，即业务节点的数据宽带业务经过光网络连接光用户单元(ONU)，在ONU由分离器将语音与数据合路经电话线路传送连接用户终端(该部分与ADSL基本相同)。如8-16图所示。 返回 10.5 电缆电视系统 1、概述 CATV系统构成由混合光纤/同轴电缆接入网接入(HFC Hybled Fiber /Coax)。 从技术角度来看，电缆电视系统(CATV)从最初单一的同轴电缆演变为光纤与同轴电缆混合使用，单模光纤和高频同轴电缆成为主要传输介质，并逐渐演变为新一代有线电视网络。 (1)有线电视频段划分: 5-65MHz:上行交互式综合业务频带，包括状态监控计算机联网、模拟电视及数据信号等; 65-87MHz:上下行频段的隔离带; 87-108MHz:FM调频立体声广播频段; 108-550MHz:下行模拟电视传输频段，可传送59路PAL-D电视节目; 550-650MHz:下行数字压缩电视频段，主要用于NVOD或VOD业务; 650-860MHz:交互式综合业务的下行传送频段，可开发数据、计算机联网、电话和个人通信等业务。 (2)HFC的发展， HFC是一种发展前景广阔的通信技术，电信服务商现在对HFC表现出浓厚的兴趣。对有些电信服务供应商来说，采用HFC技术向居民住宅和小型商务机构提供融合了数据和视频服务的综合服务具有相当大的诱惑力。与此同时，HFC还为网络营造企业提供了众多的发展机会。但是，这一技术目前还存在一些设计缺陷，网络的建设和部署成本也比较昂贵。 随着HFC的发展，不仅要提供双向通信，而且还要增加信道容量以适应来自数字直播卫星(Digital Broadcast Satellites，DBS)的新的竞争。 随着电信业务的不断拓展和通信网结构的不断变化，广大用户对网络速度的要求越来越高，从而促使各种各样的接入网技术不断涌现，如非对称用户环路(ADSL)、光纤到路边(FTTC)、光纤到用户大楼(FTTB)、光纤到用户(FTTH)、和HFC和无线接入等。由于我国拥有世界第一大有线电视网，因此，基于有线电视网的HFC接入技术在我国具有典型的现实意义和广阔的发展前景，并逐渐引起业内人士越来越多的关注。 2、HFC的原理及特点 HFC接入网是以模拟频分复用技术为基础，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、射频技术及高度分布式智能技术的宽带接入网络。通过对现有有线电视网进行双向化改造，使得有线电视网除了可提供丰富、良好的电视节目之外，还可提供电话、Internet接入、高速数据传输和多媒体等业务。 一种典型的光纤和同轴电缆混合网络系统的结构如图所示。 2、HFC基本连接图 HFC基本连接如图所示。 CATV的运用举例说明，重点:通过对于CATV的同轴电缆线路的了解后，能够的灵活运用。 例:为某酒店设计一套客房有线电视的线路系统(2F南北各20个客房):酒店电视机房经过各路电视信号混频，自电视干线输出，在2F弱电井道内设置一个分支放大器(桥接器)分南北2路接入客房，分别连接各个分支器(2个ROOM之间安装1个2分支的分支器)。画出该同轴电缆接入的框图。 作业: 1(计算题: (1)交换机要求的用户环路电阻为1K欧姆，若用0.4mm线经铜电缆，求局端到用户端的容许距离,(铜ρ=0 .0172欧姆mm平方/M) (2)某0.4mm线经全塑铜电缆的音频衰减为 1 .5db/Km，试分别计算:用其作为模拟网和数字网的用户线路时，用户环路的最大长度。(5.33 Km;5 Km) 2、铜线接入系统运用。 (1)设计一个ADSL接入系统，为某单位8台PC机通过一条双绞线同时上网。以传统或当前的ADSL网络方式，画出方案示意图(自业务提供网络到用户终端)。并简要说明ADSL用户端设备安装过程。 (2)某通信线路工程中，有2个业务节点的E1接口需要通过电话通电缆线路连接，试说明线路设备的具体接入方法并画出线路图。