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1、浅析互联网接入方式【摘摘 要要】互联网接入技术指采用何种方式使普通用户接入到城域网、骨干网乃至互联网中。主要考虑的因素有采用何种介质、信号如何表达、编码和传输、传输速率和提供哪些服务等。总的看，目前在我国来讲主要有铜缆接入、光纤接入、混合光纤同轴电缆（HFC）接入技术以及正蓬勃发展的 3G 和 4G 无线接入方式等。鉴于我国普通用户常见接入方式，这里主要介绍前两种接入方式。【关键词关键词】铜缆接入、ADSL、光纤接入、PON一、铜缆接入（一、铜缆接入（DSLDSL 技术技术数字用户线技术）数字用户线技术）早期的铜线接入技术，即借助电话线路，通过调制解调器拨号实现用户接入的方式（接入到 PSTN
2、 网） ，速率达 56kbits（通信一方应为数字线路接入） ，但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。虽然铜线的传输带宽有限，但由于电话网非常普及，电话线占居着全世界用户线的 90以上，如何充分利用这部分宝贵资源，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线的传输速率，是接入网宽带化的重要任务，目前，以电话线为传输介质的宽带接入技术主要有以下几种。 1、高速数字用户环路（HDSL）技术 HDSL 是数字用户线技术中的一种，它采用高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器，进行线路均衡，消除线路串音，实现回波抑制，不需要再生中继器。上、下行速率一致，速率在 1.544 至2.048Mbps
3、之间，传输距离为 4 到 7KM。2、非对称数字用户环路（ADSL）技术 ADSL 是一种非对称的数字用户环路，即用户线的上行速率和下行速率不同，上行速率较低，下行速率则比较高，特别适合传输多媒体信息业务。ADSL 不仅具有 HDSL 的优点，而且在信号调制数字相位均衡、回波抑制等方面采用了更先进的器件和动态控制技术，它采用正交调幅（QAM） 、无载波幅度相位调制（CAP） 、离散多音频调制（DMT）等调制技术，通过对不同的业务和上下行信号采用频分复用方式，实现了在一对普通电话线上同时传送一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据以及一路模拟电话信号。在普通电话双绞线上，ADSL 的典型的上
4、行速率为 16640kbit/s，下行速率为 1.5448.192Mbits，传输距离为 36km。目前我国普通用户如果选择电话线接入到互联网中（当前的骨干网都是采用光纤搭建起来的，比如 ATM 网等） ，往往采用 ADSL 技术。其结构如下图 1 所示。而最新的 ADSL2+技术成熟，成本低，互通性好，下行速率能够达 16Mbit/s，上行速率能够进一步提高到2Mbit/s 左右，是提供中低速率接入的主要手段。图 13、超高速数字用户环路（VDSL）技术 VDSL 和 ADSL 技术相似，也是一种非对称的数字用户环路技术，采用频分复用方式，VDSL 比 ADSL 的传输速率更高。VDSL 在
5、一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行 1.62.3Mbits，下行12.9655.2MbitS（目前最高达到 155Mbits） ，但传输距离比ADSL 也低得多，典型的传输距离为 0.31.5km。 由于 VDSL 的传输距离比较短，因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最后“一公里” ，其系统配置与 ADSL 类似。其结构如下图 2 所示。图 24、对称数字用户线(SDSL) 使用一对铜双绞线对在上、下行方向上实现 E1/T1 传输速率的技术，是 HDSL 的一个分支。它采用 2B1Q 线路编码，上行与下行速率相同，传输速率由几百 Kbps 到 2Mbps，传输距离可达 3 公里左右
6、。补充一点的是，像早期的 PSTN 网接入方式、ISDN 网接入方式（俗名“一线通” ）和 DDN 网接入，随着时代的发展和技术的进步已基本淘汰了。随着光纤技术的发展、用户对带宽的不断需求，光纤接入也在逐渐挤占基于电话线的 DSL 接入技术的市场空间。二、光纤接入技术二、光纤接入技术1、按照接入技术分类的宽带用户数（截至 2009 年底）见下图3 所示。图 3说明：FTTX 为光纤接入，CABLE 为同轴电缆接入，DSL 为铜缆（电话线）接入。由此图可见,中国、日本、韩国的 FTTX 接入比例高，北美的 CABLE 接入比例高，欧洲的 DSL 比例高。光纤接入可以为用户提供更高的带宽，随着这几
7、年的发展，我国的 FTTX 接入方式比例越来越高，甚至成为目前主流的接入互联网技术。2、AON、PON 光纤接入技术AON（ActiveOpticalNetwork）称之为有源光网络，指局端到用户端存在电子电源。PON（PassiveOpticaOptical Network）称之为无源光网络，其是指在 OLT 和 ONU 之间是光分配网络(ODN)，没有任何有源电子设备。PON 技术是目前最为主流的光纤接入技术，其为点到多点接入方式。再次强调，至于局端或是城域网或是骨干网究竟如何不属于这里所探讨的话题。有源光网络又分为基于 PDH（上个世纪 80 年代的光传输技术，现已基本被淘汰）的 AON
8、 和基于 SDH（上个世纪 90 年代的光传输技术，现在仍然使用，但也正面临被 MSTP、ASON 和 PTN 等淘汰）的AON。无源光网络 PON 已成为我国新增宽带接入市场的主力。它的优点有：无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小；无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构；安装方便，不需要额外的电源；无源光网络适用于点对多点通信；无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用；从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定
9、了基础，使用户投资得到保证。无源光网络包括基于 ATM 网的 APON、基于以太网的EPON（IEEE802.3ah 标准）和在 APON 基础之上发展起来的GPON(G.984 标准)。EPON 将以太网技术与 PON 技术完美结合，非常适合 IP 业务，简单成本低，相关产品成熟较早，被日韩广泛使用，核心芯片产量大。GPON 采用 GEM 封装，速率高，管理性好，支持多业务，得到欧美运营商的支持，但目前成本高于 EPON。今天，EPON还是我国光接入的主流，但 GPON 由于其技术和产业链的日趋成熟，以及主流设备商的强力推进，已显现出良好的上升势头。中国电信和中国联通目前以 EPON 为主，
10、宽带市场的新军中国移动则更倾向于GPON。3、基于 PON 技术光纤接入的一些基本概念（1）OLT：光线路终端，指光接入网的局端设备。由光分路器件将 OLT 的光信号分到树形网络的各个 ONU（见下一个概念） 。（2）ODN：光分配网，主要由光缆、分光器、光连接器等无源光器件组成的网络。（3）ONU：光网络单元，指光接入网的远端（用户端）设备。一个 OLT 可接多个 PON 口，所能接的 PON 口数量与不同厂家的不同型号设备等有关，目前来说 OLT 端的设备可插入 5 到 16 个 PON 线卡，每个线卡可支持 4 到 8 个 PON 口，所以计算下来，一个 OLT 最多可支持 128 个
11、PON 口。一个 PON 口和分光器之间通过一根光纤相连，分光器的分光比率一般有 1:16、1:32 和 1:64，即一个 PON 口通过分光器最多可接 64 个 ONU。目前一个 ONU 可接 1 个或 8 个或 16 个或 24 个用户。计算一下，一个 OLT（局端）最多可接1286424=196608 个用户。当然这个值是个理论值，因为受到总带宽的限制且考虑到每个用户对带宽的实际需求，实际应用中一个OLT 局端接不了这么多用户。当然，光通信技术在不断发展，对于未来，我们充满遐想。关于 OLT、ONU 和 ODN 三者之间的关系，见下图 4 所示。图 4关于 ODN 中的二次分光见下图 5
12、 所示。图 54、根据光网络单元（ONU）的位置，光纤接入方式的分类FTTB（光纤到大楼）FTTC（光纤到路边）FTTZ（光纤到小区）FTTH（光纤到用户）FTTO（光纤到办公室）FTTF（光纤到楼层）FTTP（光纤到电杆）FTTN（光纤到邻里）FTTD（光纤到门）其中 FTTB、FTTZ、FTTH 和 FTTO 是最主要的几种光纤接入方式。突出强调一点的是 FTTH 是光纤接入方式的“最理想化”的目标，但这种方式的接入每个用户都要拉一根专门的光纤，其成本较大。但可观的是，目前新建小区基本都能实现这一点了，从中由小见大，可见宽带速率通过光纤来提升已经是老百姓的迫切需求，也是国家战略的需要，当然
13、也是市场竞争与成本下降的结果。而对于光纤通信的普及，制造商和运营商们通常会这么说“降本增效，节能减排，建设绿色网络成为通信产业的新使命” 。5、从 ONU 到计算机(或其它通信设备)的接入其接入的各种方式如下图 6 所示。图 6三、无线接入技术三、无线接入技术由于智能手机等移动设备的广泛应用，可以看到无线接入技术在飞速发展，但由于受到无线通信技术自身所带来的瓶颈，我们可以看到一个城市的城域网，一个地区的骨干网仍然将采用带宽高、稳定性好、安全性高等的光纤通信技术。但可以预料到无线接入技术将成为接入技术中的一个非常重要的成员。4 4、一种典型的接入互联网方式的实验一种典型的接入互联网方式的实验“利
14、用光纤将办公网利用光纤将办公网络接入互联网络接入互联网”实验要求：本实验通过光纤将办公室网络接入到互联网，办公室出口路由器直接与局端的的路由器相连，活动采用办公室网络出口路由器的 IP 地址从局端路由器自动获得的方式，另外办公室网络采用 NAT 技术进行内外网地址之间的转换，办公室网络的所有计算机终端 IP 地址从出口路由器自动获得。关于本实验的补充内容：因在 CPT 模拟器中没有 OLT、ONU 和光分配器等光通信的相关设备，所以本活动并不考虑出口路由器和局端路由器之间是如何分光和光的聚合等。本实验所搭建的网络拓扑如下图 7 所示（在 CPT 模拟器中搭建） 。图 7实验描述：1、三台办公室
15、计算机通过接入层交换机接入，它们的 IP 地址（内网地址）从路由器 R1 自动获得。2、路由器 R1 上需配置 DHCP 服务器，地址池为：192.168.1.11到 192.168.1.254 ,其为办公网络提供 IP 地址等。R1 的 FA0/0 接口IP 地址为 192.168.1.1,R1 的 FA1/0 的 IP 地址（外网地址）从局端网络的 R2 中获取，其获取到的地址范围为：200.200.200.201 到200.200.200.254。3、在 R1 上需配置 NAT 地址转换。即把上述的内网地址转换成外网地址。4、R2 上需配置 DHCP 服务器，其为 R1 的 FA1/0
16、端口提供 IP 地址。R2 的 FA1/0 端口IP 地址为 200.200.200.1。注意：该活动 R1 路由器的 FA1/0 接口 IP 地址并不是配置某一个静态 IP 地址，而是动态获取的，这样做的目的是告诉读者实际网络搭建中，出口 IP 地址可以不是固定的。步骤一：在 CPT 中搭建如图 7 的网络拓扑图。交换机选择一个2950 即可，路由器则选择 2811,需要在 2811 上增加一个光纤接口模块，R1 和 R2之间通过光纤相连。步骤二：各个网络设备的配置和检查过程1、路由器 R1 的初步配置（1）为 FA0/0 端口配置 IP 地址，该地址为办公网络中各计算机网关。Router(config)#interface fastEthernet 0/0Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0Router(config-if)#no shutdown（2）配置 DHCP 服务器Router(config)#ip dhcp pool office
