广域网及接入网

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1、 8.1 同步光纤网 SONET 和 同步数字系列 SDH n旧的数字传输系统存在着许多缺点。其中最 主要的是以下两个方面： n速率标准不统一。n如果不对高次群的数字传输速率进行标准化，国 际范围的高速数据传输就很难实现。 n不是同步传输。n在过去相当长的时间，为了节约经费，各国的数 字网主要是采用准同步方式。 同步光纤网 SONETn同步光纤网 SONET (Synchronous Optical Network) 的各级时钟都来自一个非常精确的 主时钟。 n第 1 级同步传送信号 STS-1 (Synchronous Transport Signal)的传输速率是 51.84 Mb/s。n

2、光信号则称为第 1 级光载波 OC-1，OC 表示 Optical Carrier。 同步数字系列 SDH nITU-T 以美国标准 SONET 为基础，制订出 国际标准同步数字系列 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。n一般可认为 SDH 与 SONET 是同义词。nSDH 的基本速率为 155.52 Mb/s，称为第 1 级同步传递模块 (Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相当于 SONET 体系中 的 OC-3 速率。 线路速率 (Mb/s)SONET 符号ITU-T 符号表示线路速率 的常用近似值51.840O

3、C-1/STS-1155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s466.560OC-9/STS-9STM-3622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s933.120OC-18/STS-18STM-6 1244.160OC-24/STS-24STM-8 2488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4976.640OC-96/STS-96STM-32 9953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s39813.120 OC-768/STS-768 STM-256 40 Gb/s SONET 的 OC 级/STS 级与

4、 SDH 的 STM 级的对应关系 SONET 的体系结构 光子层路径层 线路层 段层线路 (line)光子层路径层 线路层 段层 光子层线路层 段层 光子层段层 光子层线路层 段层 光子层段层SDH 终端SDH 终端复用器 或 分用器复用器 或 分用器转发器转发器段段段路径 (path)(section)(section)(section)SONET 标准定义了 四个光接口层 n光子层(Photonic Layer)n处理跨越光缆的比特传送。n段层(Section Layer)n在光缆上传送 STS-N 帧。n线路层(Line Layer)n负责路径层的同步和复用。n路径层(Path Lay

5、er) n处理路径端接设备 PTE (Path Terminating Element)之间的业务的传输。 8.2 宽带接入技术8.2.1 xDSL技术nxDSL 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户 线进行改造，使它能够承载宽带业务。n虽然标准模拟电话信号的频带被限制在 3003400 Hz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率 仍然超过 1 MHz。nxDSL 技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用 ，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使 用。nDSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写 。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户

6、线上实现的不 同宽带方案。 xDSL 的几种类型 nADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非 对称数字用户线nHDSL (High speed DSL)：高速数字用户线nSDSL (Single-line DSL)：1 对线的数字用户线nVDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户 线nDSL ：ISDN 用户线。nRADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应 DSL ，是 ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率） 。 ADSL 的极限传输距离nADSL 的极限传输距离与数据率以及用户线的 线径都有很大的

7、关系（用户线越细，信号传输 时的衰减就越大），而所能得到的最高数据传 输速率与实际的用户线上的信噪比密切相关。n例如，0.5 毫米线径的用户线，传输速率为 1.5 2.0 Mb/s 时可传送 5.5 公里，但当传 输速率提高到 6.1 Mb/s 时，传输距离就缩短 为 3.7 公里。n如果把用户线的线径减小到0.4毫米，那么在 6.1 Mb/s的传输速率下就只能传送2.7公里 ADSL 的特点n上行和下行带宽做成不对称的。n上行指从用户到 ISP，而下行指从 ISP 到用 户。nADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。n我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Dis

8、crete Multi-Tone)调制技术。这里的“ 多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意 思。DMT 技术nDMT 调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为 许多的子信道，其中 25 个子信道用于上行信 道，而 249 个子信道用于下行信道。n每个子信道占据 4 kHz 带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的 音调）进行数字调制。这种做法相当于在一对 用户线上使用许多小的调制解调器并行地传送 数据。DMT 技术的频谱分布 频谱频率上行信道传统电话04下行信道(kHz) 401381100ADSL 的数据率n由于

9、用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、 受到相邻用户线的干扰程度等都不同），因此 ADSL 采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数 据率。n当 ADSL 启动时，用户线两端的 ADSL 调制解调器就 测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在 每一个频率上测试信号的传输质量。nADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线 甚至无法开通 ADSL。n通常下行数据率在 32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之间，而上 行数据率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之间。ADSL 的组成 ATU-CATU-CATU-RATU-C 用户线电话 分离器区域宽带网至 ISP居民

10、家庭基于 ADSL 的接入网端局或远端站DSLAM至本地电话局PSPS数字用户线接入复用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer) 接入端接单元 ATU (Access Termination Unit) ATU-C（C 代表端局 Central Office） ATU-R（R 代表远端 Remote）电话分离器 PS (POTS Splitter) 第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和 G.992.4） ADSL2+（G.992.5）n通过提高调制效率得到了更高的数据率。例如， ADSL2 要求至少应支持下行 8 Mb/s、上行 800 kb/s的速率。而

11、ADSL2+ 则将频谱范围从 1.1 MHz 扩展至2.2 MHz，下行速率可达 16 Mb/s（最 大传输速率可达25 Mb/s），而上行速率可达 800 kb/s。n采用了无缝速率自适应技术 SRA (Seamless Rate Adaptation)，可在运营中不中断通信和不产生误 码的情况下，自适应地调整数据率。n改善了线路质量评测和故障定位功能，这对提高 网络的运行维护水平具有非常重要的意义。8.2.2 光纤同轴混合网 HFC (Hybrid Fiber Coax)nHFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。nHFC 网除可传送 CATV

12、外，还提供电话、数 据和其他宽带交互型业务。n现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网 络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进 行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进 行改造。 HFC 的主要特点(1) HFC网的主干线路采用光纤nHFC 网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换 为光纤，并使用模拟光纤技术。n在模拟光纤中采用光的振幅调制 AM，这比使用 数字光纤更为经济。n模拟光纤从头端连接到光纤结点(fiber node)，即 光分配结点 ODN (Optical Distribution Node)。在 光纤结点光信号被转换为电信号。在光纤结点以 下就是同轴电缆。

13、 (2) HFC 网采用结点体系结构 同轴电缆头端模拟光纤放大器引入线分路器光纤结点服务区服务区服务区(3) HFC 网具有比 CATV 网更宽的 频谱，且具有双向传输功能 下行信道上行 信道5 40 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号 频率(MHz)保留(4) 每个家庭要安装一个用户接口盒 n用户接口盒 UIB (User Interface Box)要 提供三种连接，即：n使用同轴电缆连接到机顶盒(set-top box)， 然后再连接到用户的电视机。n使用双绞线连接到用户的电话机。n使用电缆调制解调器连接到用户的计算机。电缆调制解调器(cable modem) n电缆调制

14、解调器是为 HFC 网而使用的调制解 调器。n电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。 其下行速率一般在 310 Mb/s之间，最高可 达 30 Mb/s，而上行速率一般为 0.22 Mb/s ，最高可达 10 Mb/s。n电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制 解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是 只安装在用户端。 HFC 网的最大优点 n具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大 的覆盖面的有线电视网。n要将现有的 450 MHz 单向传输的有线电视网 络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网（还要 将所有的用户服务区互连起来而不是一个个 HFC 网的孤岛），也需要相当的资金和时间。n在电信政策方面也有一些需要协调解决的问题 。 8.2.3 FTTx 技术 nFTTx（光纤到）也是一种实现宽带居民接入 网的方案。这里字母 x 可代表不同意思。n光纤到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纤一直铺 设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法 。n光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)：光纤进 入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线 分配到各用户。n光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)：从路边到 各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。