宽带接入技术及应用1

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1、宽带接入技术及应用传播学院 电子信息科学与技术课程定位与学习目标o本课程针对通信工程、电子信息技术专 业的学生进行讲授，主要内容是当前最新的 宽带网络技术。包括宽带骨干网技术、宽带 接入技术和信息服务系统。o通过学习，掌握宽带网的基本概念、网 络结构、网络体系、各种宽带网络技术和宽 带接入技术，并了解相应的技术产品、设备 和实际的宽带网络构建方案等内容。1.1 理解宽带1.2 宽带接入技术1.3 下一代网络中的宽带接入第1章 宽带接入网概述1.1 理解宽带o宽带的概念o宽带将为我们带来什么？o支持宽带的技术通过网络提供宽带通信的传输技术接入技术1.1.1 宽带的概念o宽带，其实并没有很严格的定

2、义，早期时候一般是以目前 拨号上网速率的上限 56Kbps(Bits per Second，数据传输速率 的常用单位)为分界，将 56Kbps及其以下的接入称为“窄带”，之 上的接入方式则归类于“宽带”。o能够满足人们感观所能感受到的各种媒体在网络上传输所 需要的带宽，因此它也是一个动态的、发展的概念。宽带对家庭 用户而言是指传输速率超过1M，可以满足语音、图像等大量信息 传递的需求。o宽带的概念是一个不断变化、相对的概念； 相对 9.6kbit/s，56 kbit/s是宽带；o目前带宽：155M/622M/2.5G/40G/1.6T(DWDM)只有 与业务相匹配的带宽才是经济、合理的带宽；M

3、odemADSL Modem（ Asymmetric Digital Subscriber Line ）ADSL （非对称数字用户环路）是一种新 的数据传输方式。它因为上行和下行带宽 不对称，因此称为非对称数字用户线环路 。它采用频分复用技术把普通的电话线分 成了电话、上行和下行三个相对独立的信 道，从而避免了相互之间的干扰。即使边 打电话边上网，也不会发生上网速率和通 话质量下降的情况。通常理论值ADSL在 不影响正常电话通信的情况下可以提供最 高3.5Mbps的上行速度和最高24Mbps的 下行速度ADSL是一种异步传输模式（ATM）。 在电信服务提供商端，需要将每条开 通ADSL业务的电

4、话线路连接在数字用户线路访问多路复用器（DSLAM）上。 而在用户端，用户需要使用一个ADSL终端（因为和传统的调制解调器（ Modem）类似，所以也被称为“猫”）来连接电话线路。由于ADSL使用高频信 号，所以在两端还都要使用ADSL信号分离器将ADSL数据信号和普通音频电话 信号分离出来，避免打电话的时候出现噪音干扰o以 ITU-T G.992.1 标准为例，ADSL 在一对铜线上支持 上行速率512Kbps1Mbps，下行速率1Mbps8Mbps，有效 传输距离在35公里范围以内。当电信服务提供商的设备端和用 户终端之间距离小于1.3千米的时候，还可以使用速率更高的 VDSL，它的速率可

5、以达到下行55.2Mbps，上行19.2Mbps。 关于DSL 的其他种类：HDSL 和VDSL请同学们课后查阅资料！1. 1.2 宽带为我们带来什么（讨 论）永远在线在线游戏全球广播互动电视视频点播网络购物电子商务视频会议智能化家庭远程监控等等1. 1.2 宽带为我们带来什么（讨 论）永远在线在线游戏全球广播互动电视视频点播网络购物电子商务视频会议智能化家庭远程监控等等1. 1.3 支撑宽带的技术一.通过网络提供宽带通信的传输技术分组交换是宽带的核心技术，因为分组能满足对更大 网络容量的要求。（查阅资料了解电路交换和分组交换）二.接入技术 宽带接入是一个复杂的系统，它涉及到大量的软件 ，关键

6、技术有通讯协议与路由算法、组播协议、质量保证（QoS ）、网络管理及嵌入式系统。1.2 宽带接入技术o基于PSTN的接入技术o基于LAN的以太网接入技术o基于光纤的接入技术 FTTXo基于同轴电缆的接入技术 HFCo无线接入技术o自由空间光通信o网络电视o家庭网络PSTN ( Public Switched Telephone Network ) 公共交换电话网络，即我们 日常生活中常用的电话网。 1.2.1基于PSTN的接入技术oPSTN拨号 oISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网) o专线 oADSLo传统的铜线接入技术（）单线数字

7、用户（）高速数字用户（）超高速数字用户（）其他 1.2.2基于LAN的以太网接入技术局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一 区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方 圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软 件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子 邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的， 可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个 公司内的上千台计算机组成。总线网 总线拓扑结构的优点是：所需电缆 数量少，结构简单，易于扩充，增加或减 少用户比较方便。其缺点是：系统范围有 限，一般在几公里以内；故障诊断和隔离 较困难；在多个站点同时争用总线时，不 能

8、保证信息的及时传送。星型网星型拓扑结构的优点是：控制简单，容易进行故障诊断和隔离。其缺点是：中央结点负担重，易形成瓶颈，一旦发生故障，全网受影响。环型网环型拓扑结构的优点是：电缆长度短，扩充容易，增加或减少工作站时，仅需简单的连接。其缺点是：结点的故障会引起全网的故障，检测故障较困难。网型拓扑结构的优点是：可靠性 高，无瓶颈问题和失效问题。其缺点 是：结构比较复杂，成本比较高。网型网1.2.3基于光纤的接入技术o1.FTTx典型的就是FTTHo2.宽带PON技术FTTHo光纤到家庭(FTTH)是20年来人们不断追 求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技 术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大

9、规 模推广与发展。现在在沉寂多年后，FTTH再次 成为热点，步入快速发展期。目前所兴起的各 种相关宽带应用如VoIP、Online-game、E- learning、MOD (Multimedia on Demand) 及智能家庭等所带来生活的舒适与便利， HDTV所掀起的交互式高清晰度的收视革命都 使得具有高带宽、大容量、低损耗等优良特性 的光纤成为将数据传送到客户端的媒质的必然 选择。正因为如此，很多有识之士把FTTx(特 别是光纤到家、光纤到驻地)视为光通信市场复 苏的重要转折点。并且预计今后几年，FTTH网 将会有更大的发展。PONoPON（无源光网络）技术是一种 点对多点的光纤传输和

10、接入技术，下 行采用广播方式，上行采用时分多址 方式，可以灵活地组成树形、星形、 总线形等拓扑结构，在光分支点不需 要节点设备，只需要安装一个简单的 光分支器即可，具有节省光缆资源、 带宽资源共享、 节省机房投资、设备 安全性高、建网速度快、综合建网成 本低等优点。 PON包括ATM-PON（ APON，即基于ATM的无源光网络） 和Ethernet-PON（EPON，即基于以 太网的无源光网络）两种。 1.2.4 基于同轴缆的接入技术oHFC即Hybrid FiberCoaxial的缩写 ，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。 HFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用 户配线网络三部分组成，从有

11、线电视台出来 的节目信号先变成光信号在干线上传输；到 用户区域后把光信号转换成电信号，经分配 器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期 CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于， 在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成 电光转换，进入用户区后要完成光电转 换。 1.2.5 无线接入技术o1.固定无线接入技术o2.无线局域网（WLAN）技术o3.无线接入新技术（WiMAX）MMDSoMMDS是一种点对多点 分布、提供宽带业务的无线 技术。它适用于中小企业用 户和集团用户 WLANo无线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传 输系统，它利用射

12、频(Radio Frequency； RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线 (Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局 域网络能利用简单的存取架构让用户透过它 ，达到信息随身化、便利走天下的理想 境界。WiMaxoWiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微 波互联接入。WiMAX的另一个 名字是802.16。WiMAX是一 项新兴的宽带无线接入技术， 能提供面向互联网的高速连接 ，数据传输距离最远可达50km 。 移动通信 多媒体业务有限的信道 资源与无限 的带宽需求VoIP对传统 语音的冲击视频与音频 业务的

13、增加客户需求 不断变化网络带宽面临的主要挑战o除了带宽增长这一横向需求以外，用户还希 望随时能方便上网。上网地点的无所不在，成为 宽带发展的一个新趋势。无论是CNNIC，还是DCCI 的统计，都凸显了上网地点的多样化趋势：除了 传统的固定在家庭、网吧、单位、学校等地点上 网以外，地点不固定或者会选择多个地点上网的 用户越来越多。o与此同时，上网终端的多样化是又一新趋势 ，尤其是手机上网用户群正在迅速扩张，多样化 的终端能为无所不在的上网提供有力支持。1.3 下一代网络中的宽带接入o世界电信业技术的发展已经进入了新的阶段，电话网的发展凸显融合、调整、变革的新趋势，因此在今后一段时期内，NGN技术

14、的发展及应用将成为全球发展的热点。1.3.1 网络发展的技术路线o第一代交换的业务节点是模拟的信号，第二代业务节点是数字程控交换机，如果将固网智能化视为2.5代技术，软交换视为第三代技术的话，那么IMS就应该算是第四代或者说是下一代。1.3.2 发展下一代网络的驱动力量o革命性的技术o业务量组成的根本性变化o网络融合的趋势o市场开放和市场竞争1.3.3 下一代网络的概念oNGN泛指一个以IP为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务的融合或部分融合的全业务网络。1.3.3 下一代网络的特征o概括为以下几点：多业务、宽带化、分组化、开放性、移动性、兼容性。1.3.4 网络转型的五大发展方向o向多元化

15、的宽带接入网演进o向以光联网为基础的下一代传送网演进o向以IPv6为基础的下一代互联网演进o向以3G为代表的下一代移动通信网演进o向以软交换为核心的下一代交换网演进1.3.5 通信技术的发展趋势o融合趋势o交换技术o传输技术o接入技术o无线技术1.3.5 宽带接入网技术的发展趋势o下一代接入网的特点o下一代接入网的关键技术QoS技术多点介入控制技术传送技术oIMS即IP Multimedia Subsystem，中文 意义为IP多媒体子系统，是由朗讯（Lucent）提 出的下一代通信网（NGN）实现 IMS大融合方案 的网络架构，o该项技术植根于移动领域，最初是3GPP为移 动网络定义的，而在NGN的框架下，IMS应同时 支持固定接入和移动接入。目前涵盖IMS增强特 性的3GPPR6已经基本冻结，这标志着IMS技术已 经走向成熟。