寬帶接入網(wǎng)絡技術綜述

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隆克平 李云 陳前斌



  目前,寬帶接入網(wǎng)絡技術分為有線寬帶接入網(wǎng)技術和無線寬帶接入網(wǎng)技術。有線寬帶接入網(wǎng)技術主要有銅線接入、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



  目前,有線寬帶接入網(wǎng)技術主要有銅線接入、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



  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(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(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(nèi)。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(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(nèi)。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(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、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,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(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(wǎng)又稱光纖用戶環(huán)路(FITL), 它是在交換局中設有光線路終端(OLT),在用戶側有光網(wǎng)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(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(AON)和無源光網(wǎng)絡(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用一個局內(nèi)終端設備,在北美稱之為局端(COT)。其功能是進行數(shù)模轉換并將來自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準開放接口的數(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(yè)務、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,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(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(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、高速數(shù)據(jù)傳輸服務和多種信息增值服務,以及交互式數(shù)字視頻應用。



  HFC的主要結構由模擬前端、數(shù)字前端、光纖傳輸網(wǎng)絡、同軸電纜傳輸網(wǎng)絡、光節(jié)點、網(wǎng)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(guī)定的50~450MHz或550MHz的頻段。數(shù)字前端提供對數(shù)字圖像的壓縮調制、數(shù)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(wǎng)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(jié)點主要進行光電和電光轉換。網(wǎng)絡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)務信號分送到不同的用戶設備。



  HFC的主要優(yōu)點是基于現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡,提供窄帶、寬帶及數(shù)字視頻業(yè)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(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡進行改造,以提供雙向業(yè)務的傳送。



  寬帶無線接入技術



  寬帶無線接入技術系統(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)通常由基礎骨干網(wǎng)、基站、用戶終端設備和網(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;緦崿F(xiàn)骨干網(wǎng)與無線信號的轉換,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)設施)和室內(nèi)單元(含調制解調模塊及網(wǎng)絡接口NUI)。LMDS系統(tǒng)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(yōu)點是可同時支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)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(tǒng)(MMDS)



  MMDS(Multichannel Multipoint Distribution System)是服務商向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)和話音業(yè)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(shù)據(jù)業(yè)務、點對多點業(yè)務、點對點無連接型網(wǎng)絡業(yè)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(wǎng)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(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(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)務的傳送,也可提供語音和圖像業(yè)務的傳送。



  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)
   
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