寬帶接入網(wǎng)技術(shù)解析

我們平時所說的寬帶，一般是指寬帶互聯(lián)網(wǎng)，即為使用戶實現(xiàn)傳輸速率超過1M、24小時連接的非撥號接入而存在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其服務(wù)。寬帶互聯(lián)網(wǎng)可分為寬帶骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分，因此建設(shè)寬帶網(wǎng)絡(luò)的兩個關(guān)鍵技術(shù)是骨干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。 　

　骨干網(wǎng)又被稱為核心網(wǎng)絡(luò)，它由所有用戶共享，負責傳輸骨干數(shù)據(jù)流。骨干網(wǎng)通常是基于光纖的，能實現(xiàn)大范圍（在城市之間和國家之間）的數(shù)據(jù)流傳送。這些網(wǎng)絡(luò)通常采用高速傳輸網(wǎng)絡(luò)（如SONET/SDH）傳輸數(shù)據(jù)，高速包交換設(shè)備（如ATM和基于IP的交換）提供網(wǎng)絡(luò)路由。業(yè)內(nèi)人士對寬帶骨干網(wǎng)的傳輸速率約定俗成的定義是至少應(yīng)達到2Gbps。

　　本次我們主要介紹的是寬帶接入網(wǎng)部分，所以對骨干網(wǎng)的寬帶技術(shù)不作過多涉及。 　

　寬帶接入網(wǎng)提供通常說的最后一公里的連接——即用戶和骨干網(wǎng)絡(luò)之間的連接。 　

　在接入網(wǎng)方面，目前國際上主流并且比較成熟的技術(shù)包括xDSL技術(shù)、HomePNA技術(shù)、光纖接入技術(shù)、Cable技術(shù)以及無線寬帶接入網(wǎng)技術(shù)等。這些技術(shù)基于的硬件環(huán)境不同，各自的性能特點也有較大差異，下面一一進行介紹。 　

1、xDSL技術(shù) 　　 DSL（Digital Subscriber Line數(shù)字用戶環(huán)路）技術(shù)是基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)，它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換機設(shè)備，減輕了電話交換機的負載；并且不需要撥號，一直在線，屬于專線上網(wǎng)方式，這意味著使用xDSL上網(wǎng)并不需要繳付另外的電話費。 　　由于歷史原因，傳統(tǒng)的電話用戶銅線接入網(wǎng)構(gòu)成了整個通信的重要部分，它分布面廣，所占比重大，其投資占傳輸線總投資的70％－80％，如何充分利用這部分寶貴資源開發(fā)新的寬帶業(yè)務(wù)，是中近期接入網(wǎng)發(fā)展的重要任務(wù)。而xDSL就是一種充分利用銅線的有效寬帶接入技術(shù)。

xDSL中的“x”代表了各種數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)，包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。 　

ADSL技術(shù) 　ADSL（非對稱數(shù)字用戶線環(huán)路）被歐美等發(fā)達國家譽為“現(xiàn)代信息高速公路上的快車”，因具有下行速率高、頻帶寬、性能優(yōu)等特點而深受廣大用戶的喜愛，成為繼Modem、ISDN之后的一種全新更快捷、更高效的接入方式。

ADSL是一種非對稱的DSL技術(shù)，所謂非對稱是指用戶線的上行速率與下行速率不同，上行速率低，下行速率高，特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務(wù)，如視頻點播（VOD）、多媒體信息檢索和其他交互式業(yè)務(wù)。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(nèi)。 　

　 現(xiàn)在比較成熟的ADSL標準有兩種——G.DMT和G.Lite。G.DMT是全速率的ADSL標準，支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率，但是，G.DMT要求用戶端安裝POTS分離器，比較復(fù)雜且價格昂貴；G.Lite標準速率較低，下行/上行速率為1.5Mbps/512Kbps，但省去了復(fù)雜的POTS分離器，成本較低且便于安裝。就適用領(lǐng)域而言，G.DMT比較適用于小型或家庭辦公室(SOHO)，而G.Lite則更適用于普通家庭用戶。 　

　ADSL是目前眾多DSL技術(shù)中較為成熟的一種，其帶寬較大、連接簡單、投資較小，因此發(fā)展很快，目前國內(nèi)廣州、深圳、上海、北京、成都等地的電信部門已先后推出了ADSL寬帶接入服務(wù)，而區(qū)域性應(yīng)用更是發(fā)展快速，但從技術(shù)角度看，ADSL對寬帶業(yè)務(wù)來說只能作為一種過渡性方法。 　

HDSL技術(shù) 　　HDSL（高速數(shù)字用戶環(huán)路）是一種對稱的DSL技術(shù)，可利用現(xiàn)有電話線銅纜用戶線中的兩對或三對雙絞線來提供全雙工的1.544Mbps(T1)或2.048Mbps(E1)數(shù)字連接能力，傳輸距離可達3～5公里。 　

　HDSL的優(yōu)點是充分利用現(xiàn)有電纜實現(xiàn)擴容，并可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2048Kbps寬帶信號的要求。其缺點是目前還不能傳輸2048Kbps以上的信息，傳輸距離限于6～10公里以內(nèi)。

RADSL技術(shù) 　RADSL（速率自適應(yīng)非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是自適應(yīng)速率的ADSL技術(shù)，可以根據(jù)雙絞線質(zhì)量和傳輸距離動態(tài)地提交640Kbps～22Mbps的下行速率，以及從272Kbps到1.088Mbps的上行速率。 　　

VDSL技術(shù) 　　VDSL（甚高速數(shù)字用戶環(huán)路）技術(shù)是鑒于現(xiàn)有ADSL技術(shù)在提供圖像業(yè)務(wù)方面的帶寬十分有限以及經(jīng)濟上成本偏高的弱點而開發(fā)的。VDSL是xDSL技術(shù)中最快的一種，采用DMT線路碼。在一對銅質(zhì)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(nèi)。 　

　總的說來，xDSL技術(shù)允許多種格式的數(shù)據(jù)、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(yè)務(wù)、視頻點播、電視信號傳送、交互式娛樂等，適用于企事業(yè)單位、小公司、家庭、消費市場和校園等。其主要優(yōu)點是能在現(xiàn)有90％的銅線資源上傳輸高速業(yè)務(wù)，解決光纖不能完全取代銅線“最后幾公里”的問題。

　　但DSL技術(shù)也有其不足之處。它們的覆蓋面有限（只能在短距離內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)傳輸），并且一般高速傳輸數(shù)據(jù)是非對稱的，僅僅能單向高速傳輸數(shù)據(jù)（通常是網(wǎng)絡(luò)的下行方向）。因此，這些技術(shù)只適合一部分應(yīng)用。此外，這些技術(shù)對銅纜用戶線路的質(zhì)量也有一定要求，因此實踐中實施起來有一定難度。

2、HomePNA技術(shù) 　　HomePNA（Home Phoneline Networking Alliance），是多家世界知名的電信公司為了推廣基于傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用而成立的非盈利性組織，他們于1998年制訂了《HomePNA技術(shù)白皮書》，利用傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)提供寬帶數(shù)據(jù)接入服務(wù)，從而適應(yīng)市場對寬帶接入的需求。

　　HomePNA技術(shù)為對稱式數(shù)據(jù)傳輸，其雙向傳輸帶寬均為1Mbps（HomePNA V1.0標準）或10Mbps（HomePNA V2.0標準），其傳輸距離一般為100～300米。

　　HomePNA技術(shù)運用現(xiàn)有電話線高速接入互聯(lián)網(wǎng)，不需改變原有電話設(shè)置，而且上網(wǎng)速度快，上網(wǎng)時間也沒有限制，具有良好的性價比；它支持電話線上語音與數(shù)據(jù)同時傳輸，即可以邊打電話邊上網(wǎng)；提供RJ-11的以太網(wǎng)接口形式，可用電話線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，方便地組建1Mbps/10Mbps的局域網(wǎng)連接。 　

　HomePNA技術(shù)使用方便，還可與ADSL、Cable Modem、以太網(wǎng)技術(shù)等結(jié)合，拓展其使用形式，適用于住宅小區(qū)、旅館等的Internet訪問或網(wǎng)絡(luò)互連，支持多媒體系統(tǒng)和多媒體應(yīng)用，如IP電話、VOD視頻點播、電視會議等。但其傳輸速度、傳輸距離決定了它的應(yīng)用范圍比較有限，是家庭寬帶接入較好的選擇。 　　

3、Cable接入技術(shù) 　　Cable接入技術(shù)可以使有線電視公司利用現(xiàn)有的HFC(光纖同軸混合網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)提供寬帶業(yè)務(wù)。HFC在一個500戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可以提供60路模擬廣播電視和每戶至少2路電話、速率至少高達10Mbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。將來利用其550MHz～750MHz頻譜還可以提供至少200路MPEG-2的點播電視業(yè)務(wù)以及其它雙向電信業(yè)務(wù)。

　有線接入網(wǎng)發(fā)展的一個重要趨勢是FTTC（光纖到路邊）與HFC融合，進而向FTTC發(fā)展。最近，接入網(wǎng)又提出了一種新的組網(wǎng)方案：FTTC＋HFC。FTTC＋HFC主干系統(tǒng)采用共纜光纖的方法分別傳送數(shù)字(雙向)與模擬信號，兩種信息由設(shè)置于路邊的光網(wǎng)絡(luò)單元分別恢復(fù)成各自的基帶信號之后，語音信號經(jīng)雙絞線送至用戶，而數(shù)字和模擬視頻信號經(jīng)銅軸電纜送至用戶。 　

　從國外寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展過程來看，基于CATV網(wǎng)絡(luò)的Cable Modem技術(shù)已經(jīng)成為與傳統(tǒng)電信部門提供寬帶服務(wù)競爭的強勁對手。盡管我國目前對廣電部門利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供Internet訪問等寬帶服務(wù)有一定的限制，但從長遠來看，其進入市場是早晚的事。而其在智能小區(qū)、校園網(wǎng)絡(luò)、賓館會所等領(lǐng)域的應(yīng)用更是早已展開。

　　Cable接入的另一個選擇是利用現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)——CATV。CATV主要由同軸電纜和光纖組成，一些國家已經(jīng)開始利用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳送聲音和數(shù)據(jù)。但是，建立和升級這些網(wǎng)絡(luò)的費用十分高。例如，在英國建立光纖接入網(wǎng)估計要花費150億英鎊。這么多的前期投入是推行這類寬帶網(wǎng)絡(luò)的一個主要障礙，多數(shù)CATV運營商都采用銅纜技術(shù)實現(xiàn)客戶端連接以降低建設(shè)成本。 　

　有線電視在我國雖然起步較晚，然而發(fā)展迅速，目前我國已經(jīng)有8000萬有線電視用戶，高達1G的帶寬是有線電視系統(tǒng)最大的優(yōu)勢。基于光纖－銅纜構(gòu)架上的HFC網(wǎng)絡(luò)將是有線電視接入網(wǎng)的最佳選擇。 　　然而要提供交互式數(shù)據(jù)通信，HFC網(wǎng)絡(luò)就面臨著雙向改造。國內(nèi)密集的居住人群以及電纜老化等問題使雙向改造不易進行，用戶群只能限于較小的范圍內(nèi)。這些問題正在被逐步加以解決。 　

4、光纖接入技術(shù) 　　光纖用戶網(wǎng)是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體的接入網(wǎng)。用戶網(wǎng)光纖化有很多方案，有光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區(qū)（FTTZ）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到樓面（FTTF）、光纖到家庭（FTTH）等。 　

　光纖用戶網(wǎng)具有帶寬大、傳輸速度快、傳輸距離遠、抗干擾能力強等特點，適于多種綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸，是未來寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。它采用的主要技術(shù)是光波傳輸技術(shù)，目前常用的光纖傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)有時分復(fù)用（TDM）、波分復(fù)用（WDM）、頻分復(fù)用（FDM）、碼分復(fù)用（CDM）等。

　　但由于光纖接入存在技術(shù)復(fù)雜、成本高昂等制約因素，短期內(nèi)必將僅僅以骨干網(wǎng)的形態(tài)出現(xiàn)，實現(xiàn)光纖到戶寬帶接入的廣泛應(yīng)用尚需時日。 　

5、無線接入技術(shù) 　　無線接入技術(shù)就是利用無線技術(shù)作為傳輸媒介向用戶提供寬帶接入服務(wù)。除了傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)接入外，近來衛(wèi)星寬帶技術(shù)正在迅速發(fā)展。用戶通過計算機的調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星配合接入互聯(lián)網(wǎng)，從而獲得高速互聯(lián)網(wǎng)傳輸、定向發(fā)送數(shù)據(jù)、網(wǎng)站廣播等服務(wù)。
 

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