寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜述

隆克平 李云 陳前斌


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



　　有線寬帶接入網(wǎng)技術(shù)



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



　　銅線寬帶接入技術(shù)



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



　　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：局端機接收交換機來的標(biāo)準(zhǔn)一次群信號，然后加上所需的用于同步和維護的HDSL開銷，進行數(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(fù)標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)。ADSL采用頻分復(fù)用方式將上行和下行信道分離，原有的電話信號占據(jù)最低的頻段300～3400Hz，而高比特率的下行信號則占據(jù)高頻段，總的工作頻段限制在1MHz以內(nèi)。



　　VDSL是xDSL技術(shù)中最快的一種，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)。VDSL是一種傳輸距離很短的寬帶接入技術(shù)，當(dāng)ONU離終端用戶很近時，可與FTTC、FTTB等結(jié)合用。



　　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。其主要優(yōu)點是能在現(xiàn)有90%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"最后一公里"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)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�？勺鳛閷拵Ы尤氲倪^渡技術(shù)。



　　光纖接入技術(shù)



　　光纖接入網(wǎng)又稱光纖用戶環(huán)路（FITL）, 它是在交換局中設(shè)有光線路終端（OLT），在用戶側(cè)有光網(wǎng)絡(luò)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(jù)ONU與用戶的距離，光纖接入網(wǎng)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(wǎng)是否含有電源，可分成有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）兩大類。

　　從光接入網(wǎng)系統(tǒng)接入方式看，目前FITL有兩接入方式：綜合的FITL系統(tǒng)和通用的FITL系統(tǒng)。綜合的FITL系的主要特點是通過一個開放的高速數(shù)字接口與數(shù)字交換機相連，這種方式代表了FITL的主要發(fā)展方向。通用的FITL系統(tǒng)在FITL和交換機之間需要應(yīng)用一個局內(nèi)終端設(shè)備，在北美稱之為局端（COT）。其功能是進行數(shù)模轉(zhuǎn)換并將來自FITL系統(tǒng)的信號分解為單個的話帶信號，以音頻接口方式經(jīng)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(huán)境，包括模擬交換機和尚不具備標(biāo)準(zhǔn)開放接口的數(shù)字交換機。然而，由于需要增加局內(nèi)終端設(shè)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(tǒng)高。



　　傳統(tǒng)的時分復(fù)用方式（TDM PON）、頻分復(fù)用FDM PON、波分復(fù)用WDM PON和ATM PON方式。其中，APON采用ATM技術(shù)進行信號傳輸、復(fù)用，即所謂的APON方式，使其具有多業(yè)務(wù)、多比特率支持能力，并動態(tài)分配帶寬，這時帶寬可統(tǒng)計復(fù)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(yōu)點是成本較低。



　　光接入網(wǎng)由于采用光纖作為傳輸介質(zhì)，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(shù)的理想方案，代表了寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展方向。但由于其初期投資大，很難在短期內(nèi)得到廣泛應(yīng)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(shù)，采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進入用戶的“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、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50～450MHz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)點主要進行光電和電光轉(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）。但缺點是必須對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)進行改造，以提供雙向業(yè)務(wù)的傳送。



　　寬帶無線接入技術(shù)



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



　　本地多點分配系統(tǒng)（LMDS）



　　LMDS系統(tǒng)通常由基礎(chǔ)骨干網(wǎng)、基站、用戶終端設(shè)備和網(wǎng)管系統(tǒng)組成。骨干網(wǎng)可由ATM或IP的核心交換平臺及因特網(wǎng)、PSTN網(wǎng)互連模塊等組成�；�站實現(xiàn)骨干網(wǎng)與無線信號的轉(zhuǎn)換，可支持多個扇區(qū)，以擴充系統(tǒng)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(fā)設(shè)施）和室內(nèi)單元（含調(diào)制解調(diào)模塊及網(wǎng)絡(luò)接口NUI）。LMDS系統(tǒng)可采用的調(diào)制方式主要為相移鍵控(PSK)和正交幅度調(diào)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(yōu)點是可同時支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)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(tǒng)（MMDS）



　　MMDS（Multichannel　Multipoint　Distribution　System）是服務(wù)商向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、點對多點業(yè)務(wù)、點對點無連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。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(wǎng)絡(luò)側(cè)接口包括T1/E1、100Base-T和OC-3，用戶側(cè)接口包括T1/E1、10Base-T。因此，MMDS提供的帶寬比較有限，MMDS的建設(shè)成本相對于LMDS要低些。



　　無線局域網(wǎng)



　　一般來說，凡是采用無線傳輸媒體的計算機局域網(wǎng)都可稱為無線局域網(wǎng)。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(wǎng)的基礎(chǔ)還是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)，是有線局域網(wǎng)的擴展和替換。它只是在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線HUB、無線訪問節(jié)點（AP）、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備使無線通信得以實現(xiàn)。

　　無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)方式包括有中心和無中心兩種模式。當(dāng)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(dāng)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(wǎng)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(wǎng)可采用PCF和DCF兩種方式。



　　無線局域網(wǎng)為移動終端提供一種訪問廣域網(wǎng)的方式，也可由多個移動終端自由組網(wǎng)，共享資源。它主要支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送，也可提供語音和圖像業(yè)務(wù)的傳送。



　　無線局域網(wǎng)的主要優(yōu)點投資少，移動終端可以動態(tài)，臨時組網(wǎng)，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(wǎng)