宽带接入技术综述

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1、 DL_BT01_C1 宽带接入技术综述 课程目标： z 掌握数据通讯网络系统结构 z 了解多种宽带接入技术及其特点 i 目 录 第 1 章 多种接入技术 . 1 1.1 概述 . 1 1.1.1 数据通讯网络系统 . 2 1.1.2 用户业务带宽特性 . 3 1.2 多种宽带接入技术 . 4 1.2.1 两种传统窄带接入技术 . 4 1.2.2 HFC 接入技术 . 5 1.2.3 xDSL 接入技术 . 6 1.2.4 Home PNA . 7 1.2.5 以太网 . 8 1.2.6 LMDS . 12 1.2.7 PON . 13 1第1章 多种接入技术 1.1 概述 知识点 z 掌握数

2、据网络的多种接入手段。 随着 Internet 规模的扩大和应用范围的扩展，愈来愈多的人们通过计算机使用通信网络，通过浏览器浏览互联网，进行视频点播等。各种网络应用技术不断涌现，使得 Internet 存在的各类问题日渐暴露出来，其中最大的问题就是绝大部分用户对上网速度不满意， WWW（ World Wide Web）已被人戏称为 World Wide Wait（全球等） 。 制约 Internet 用户上网速度的因素有下列 3 个方面： （ 1） 用户的接入速度慢； （ 2） 骨干网络带宽或者 ISP 出口带宽窄； （ 3） 网络服务器接入 Internet 的带宽窄或者服务器本身的吞吐速率

3、低。 在这几方面中，任意一个环节都会导致用户感觉到上网速度慢，而其中用户端接入方面的问题影响最大，其接入速度慢也是用户抱怨最多的，因为这是用户首先意识到并能直观感觉到的问题。因此，宽带上网已经成为广大因特网用户最为迫切的要求。 在接入侧的网络现状：目前接入网络仍旧是以提供传统的模拟语音业务为主的用户双绞线环路，虽然目前，针对不同的用户先采用多种的接入网组合来暂时满足其要求，从通信的速率、业务类型、通信质量以及以后向光纤到户 FTTH 的过渡来看，拨号接入、高速率数字用户线、窄带综合业务数字网络、数字数据网和帧中继都无法很好地满足人们的需要。因而比较理想的接入网方式只有非对称数字用户线和混合光纤

4、同轴网 HFC。而混合光纤同轴由于现有网络不合乎要求，对网络改造所需的资金也太大，所以只有 ADSL 以其独特的技术优势和低成本的投入，为电信运营商和广大客户所接收。 DL_BT01_C1 宽带接入技术综述 21.1.1 数据通讯网络系统 整个 IP 网络可以分为骨干网络和本地网络， 其中骨干网络根据网络规模和覆盖面又分为了国家级骨干网络、省级骨干网络和城域网。 城域网由核心层、汇聚层、接入层等几个部分组成。可以表示如下： 图 1.1-1 宽带网络结构 1.1.1.1 核心层 提供高速的核心交换功能和快速的路由处理功能，支持核心网复杂路由协议、策略分布等方面的需要。采用 IP over DWD

5、M/SDH/ATM 方式，主流设备采用吉比特或太比特线速路由器，或大容量 ATM 交换机或帧中继交换机。 1.1.1.2 汇接层 完成业务汇聚和 IP 交换处理，是接入层各种接入方式的终结点和 PVC 聚合点，能够提供用户流量管理和帐号管理等功能。典型的设备包括各类高中端路由器、L2/L3 交换机，以及宽带接入服务器（ BAS） 。 1.1.1.3 接入层 将终端用户接入到 INTERNET，从而享受 ISP 提供的网络服务。包括各类接入设备和系统， 典型的有 ADSL 接入系统 （ DSLAM 和 ATU-R） ， HFC 接入系统 （ CMTS和 Cable Modem） ，以太网交换机，

6、无线接入系统（ MMDS、 LMDS）以及方兴未第一章 多种接入技术 3艾的 HPNA 接入系统等。丰富多样的接入系统各有所长，相辅相成，为网络运营商和最终用户提供完备的解决方案。 1.1.2 用户业务带宽特性 宽带上网和网上高速冲浪几乎是每个因特网用户的梦想。那么什么是宽带技术？从一般的角度理解，宽带是指多媒体业务在网络上传送所需要的最小速率，其多媒体传送效果能够被人们所接受。 ITU-T 建议书 I.121 定义宽带为传送信道所支持的速率达到或超过一次群接入速率的一种业务或系统。由于技术本身是不断发展的，因此，宽带也是一个动态的、发展的概念。 所谓“宽带接入”是指用户需要通过一定的基础网络

7、支持实现用户和 Internet 的高速联接。用户实现宽带接入 Internet 技术可以分为两个步骤：用户宽带接入通信网络和通过通信网络实现用户宽带接入 Internet。 由于包括历史原因等在内的多种因素，从通信基础网络到用户端“最后一公里”成为宽带接入的“瓶颈” 。 目前，用户接入 Internet 可以采用多种方式，包括光纤接入到家庭（ FTTH）方式、光纤到大楼大楼综合布线接入（ FTTB+LAN）方式、光纤到大楼或小区用户双绞铜线接入（ FTTB/FTTC+xDSL）方式、光纤混合铜轴接入（ HFC）方式以及无线局域网接入（ WLAN）方式。 通信网络对于用户的业务支持主要表现在两

8、个方面，即比特率和突发度（突发度定义为峰值信元比特率与平均信元比特率之比，显然这是一个大于 1 的正数。突发度越大，表明业务峰值信元比特率与平均信元比特率相差越大，即业务的速率变化越大。 当突发度为 1 时， 业务为恒定比特率业务。 ） 根据用户业务的特性差异，ADSL 论坛发布了一些视频业务所需要的上行数据和下行数据带宽， 见下表 1.1-1。 表 1.1-1 视频业务所需要的上行数据和下行数据带宽 用户业务 下行速率 上行速率 广播电视 6 8Mbit/s 64kbit/s 视频点播 1.5 3Mbit/s 64kbit/s 远程视频点播 1.5 3Mbit/s 64kbit/s 远程教育

9、 1.5 3Mbit/s 64 384kbit/s 电子购物 1.5Mbit/s 64kbit/s 计算机视频游戏 1.5Mbit/s 64kbit/s 视频会议 384kbit/s 1.5Mbit/s 384kbit/s 1.5Mbit/s 视频游戏 64bit/s 2.8Mbit/s 64kbit/s DL_BT01_C1 宽带接入技术综述 41.2 多种宽带接入技术 目前接入网络的主要业务仍旧是传统模拟语音业务，接入网络仍旧是以用户双绞线环路为主，但针对用户业务的不同需求，还有着多种的其它的接入方式或者接入技术：例如 N-ISDN 中的 2B+D， LAN 接入等。 1.2.1 两种传统

10、窄带接入技术 1.2.1.1 话音MODEM 是目前通信网络普遍采用的 Internet 连接上网设备，也是连接 Internet 最方便的方式，最高可提供 56kbit/s 的数据传输速率，其主要特点是： （ 1） 不需对现有设备进行改造，一次性投资较少； （ 2） 安装灵活，移机方便； （ 3） 由于只有一条线路，使用此 Modem 上网不能同时享受一边上网一边与朋友打电话聊天的乐趣； （ 4） 56kbit/s 速率只是理论上能够达到的速率，实际上，下行速率只有数 bit/s至 56kbit/s，上传文件时，速率不超过 33.6kbit/s。 1.2.1.2 窄带ISDN技术 是另一种更

11、高速率的拨号上网手段，主要是利用 2B D 来实现电话和 Internet 接入。 ISDN 技术能够在一对电话线上提供两个数字信道，每个信道可提供 64kbit/s的话音或数据传输，可保证用户打电话与上网两不误。使用单信道上网时，速率可达 64kbit/s，若两个信道都用来上网，最高接入速率可达 128kbit/s。 ISDN 技术是通信网络全数字综合业务技术，其主要特点是： （ 1） 用户数字化信号传送方式，与 Internet 建立连接的时间快，便于向宽带接入方式过渡； （ 2） 数字化传送信号失真小，传送过程抗干扰性强，数据传送错误更少，较少需要重传，传送效率高； （ 3） ISDN 可以同时使用多个终端，可以在一条 ISDN 线路上，同时利用一个信道上网，另一个信道打电话； （ 4） 需要增加终端适配器，一次性投资较高。