寬帶接入網技術解析

    我們平時所說的寬帶，一般是指寬帶互聯網，即為使用戶實現傳輸速率超過1M、24小時連接的非撥號接入而存在的網絡基礎設施及其服務。寬帶互聯網可分為寬帶骨干網和接入網兩部分，因此建設寬帶網絡的兩個關鍵技術是骨干網技術和接入網技術。 　

　骨干網又被稱為核心網絡，它由所有用戶共享，負責傳輸骨干數據流。骨干網通常是基于光纖的，能實現大范圍（在城市之間和國家之間）的數據流傳送。這些網絡通常采用高速傳輸網絡（如SONET/SDH）傳輸數據，高速包交換設備（如ATM和基于IP的交換）提供網絡路由。業(yè)內人士對寬帶骨干網的傳輸速率約定俗成的定義是至少應達到2Gbps。

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

　寬帶接入網提供通常說的最后一公里的連接——即用戶和骨干網絡之間的連接。 　

　在接入網方面，目前國際上主流并且比較成熟的技術包括xDSL技術、HomePNA技術、光纖接入技術、Cable技術以及無線寬帶接入網技術等。這些技術基于的硬件環(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 　　 DSL（Digital Subscriber Line數字用戶環(huán)路）技術是基于普通電話線的寬帶接入技術，它在同一銅線上分別傳送數據和語音信號，數據信號并不通過電話交換機設備，減輕了電話交換機的負載；并且不需要撥號，一直在線，屬于專線上網方式，這意味著使用xDSL上網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構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，是中近期接入網發(fā)展的重要任務。而xDSL就是一種充分利用銅線的有效寬帶接入技術。

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

 ADSL技術 　ADSL（非對稱數字用戶線環(huán)路）被歐美等發(fā)達國家譽為“現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，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，如視頻點播（VOD）、多媒體信息檢索和其他交互式業(yè)務。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。 　

　 現在比較成熟的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，但省去了復雜的POTS分離器，成本較低且便于安裝。就適用領域而言，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，而區(qū)域性應用更是發(fā)展快速，但從技術角度看，ADSL對寬帶業(yè)務來說只能作為一種過渡性方法。 　

HDSL技術 　　HDSL（高速數字用戶環(huán)路）是一種對稱的DSL技術，可利用現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)點是充分利用現有電纜實現擴容，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。

RADSL技術 　RADSL（速率自適應非對稱數字用戶環(huán)路）是自適應速率的ADSL技術，可以根據雙絞線質量和傳輸距離動態(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 　　VDSL（甚高速數字用戶環(huán)路）技術是鑒于現有ADSL技術在提供圖像業(yè)務方面的帶寬十分有限以及經濟上成本偏高的弱點而開發(fā)的。VDSL是xDSL技術中最快的一種，采用DMT線路碼。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。 　

　總的說來，xDSL技術允許多種格式的數據、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，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)點是能在現有90％的銅線資源上傳輸高速業(yè)務，解決光纖不能完全取代銅線“最后幾公里”的問題。

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

2、HomePNA技術 　　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)電話網絡的數據傳輸技術的應用而成立的非盈利性組織，他們于1998年制訂了《HomePNA技術白皮書》，利用傳統(tǒng)電話網絡提供寬帶數據接入服務，從而適應市場對寬帶接入的需求。

　　HomePNA技術為對稱式數據傳輸，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技術運用現有電話線高速接入互聯網，不需改變原有電話設置，而且上網速度快，上網時間也沒有限制，具有良好的性價比；它支持電話線上語音與數據同時傳輸，即可以邊打電話邊上網；提供RJ-11的以太網接口形式，可用電話線構建網絡，方便地組建1Mbps/10Mbps的局域網連接。 　

　HomePNA技術使用方便，還可與ADSL、Cable Modem、以太網技術等結合，拓展其使用形式，適用于住宅小區(qū)、旅館等的Internet訪問或網絡互連，支持多媒體系統(tǒng)和多媒體應用，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 　　Cable接入技術可以使有線電視公司利用現有的HFC(光纖同軸混合網)網絡提供寬帶業(yè)務。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的數據業(yè)務。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)務以及其它雙向電信業(yè)務。

　有線接入網發(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，接入網又提出了一種新的組網方案：FTTC＋HFC。FTTC＋HFC主干系統(tǒng)采用共纜光纖的方法分別傳送數字(雙向)與模擬信號，兩種信息由設置于路邊的光網絡單元分別恢復成各自的基帶信號之后，語音信號經雙絞線送至用戶，而數字和模擬視頻信號經銅軸電纜送至用戶。 　

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

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

　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�；�于光纖－銅纜構架上的HFC網絡將是有線電視接入網的最佳選擇。 　　然而要提供交互式數據通信，HFC網絡就面臨著雙向改造。國內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。這些問題正在被逐步加以解決。 　

4、光纖接入技術 　　光纖用戶網是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體的接入網。用戶網光纖化有很多方案，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，適于多種綜合數據業(yè)務的傳輸，是未來寬帶網絡的發(fā)展方向。它采用的主要技術是光波傳輸技術，目前常用的光纖傳輸的復用技術有時分復用（TDM）、波分復用（WDM）、頻分復用（FDM）、碼分復用（CDM）等。

　　但由于光纖接入存在技術復雜、成本高昂等制約因素，短期內必將僅僅以骨干網的形態(tài)出現，實現光纖到戶寬帶接入的廣泛應用尚需時日。 　

5、無線接入技術 　　無線接入技術就是利用無線技術作為傳輸媒介向用戶提供寬帶接入服務。除了傳統(tǒng)的無線局域網絡接入外，近來衛(wèi)星寬帶技術正在迅速發(fā)展。用戶通過計算機的調制解調器和衛(wèi)星配合接入互聯網，從而獲得高速互聯網傳輸、定向發(fā)送數據、網站廣播等服務。