1第七章 宽带接入技术内容§ ADSL接入技术§ HFC接入技术§ 光纤接入技术§ 无线接入技术*27.1 ADSL接入技术§ 7.1.1 XDSL接入技术家族Ø高比特数字用户线（HDSL）¡一种在现有的双绞线上利用两对线传送1.5～ 2Mb/s数字信号的技术，传输距离可达4～5公里Ø对称数字用户线（SDSL）¡在HDSL基础上发展起来的一种技术，开始是在一对 线上传输速率为768kb/s的数据信号¡有的开发商甚至研制出了利用一对线传输1.5～ 2Mb/s数字信号的技术，即达到HDSL用2～3对 线达到的传输速率，但传输距离小于3km37.1 ADSL接入技术Ø非对称数字用户线（ADSL）¡利用一对线的不同频带来同时传输信号、上行数据信号 和下行数据信号（这需要一个专用的分离器将数据、语音和图像 信号分隔开）； ¡但上行和下行传输速率不对称：下行数据率为1.5Mb/s～9Mb/s ，可用于传输数字电视；上行速率为16Kb/s～640kb/s，可传输 会议电视其传输距离为3～6kmØ超高速数字用户线（VDSL）¡可以是对称的，也可以是非对称的¡采用频分复用方式，其话音、上下行数据等占用不同的频带范围 。
¡系统可以使用的最高频率在理论上为30MHz，目前的方案只到 12MHz在传输距离在1.5km时，其下行传输速率为 12.96~13.8Mb/s；在传输距离在1km时，为25.92~27.6Mb/s； 在传输距离为300m时，为51.84~55.2Mb/s¡VDSL的线路编码采用QAM调制，无载波幅度相位调制码（CAP ）或离散多频调制（DMT）等方式47.1 ADSL接入技术§ 7.1.2 ADSL系统结构*5机PC或 LANADSL调制 解调器广域网IP路由器或 ATM交换机ADSL调制 解调器PSTN话音电路交换机分 离 器LPFHPF分 离 器HPFLPF7.1 ADSL接入技术§ 7.1.3 ADSL的传输带宽Ø采用频分方式来同时传输数据信号和话音信号 利用0~4kHz的频带传输信号，25~1104kHz 的频带用来传输数据信号，其中25~138kHz的频 带用来传输上行数据信号6f (kHz)电 话上 行 数 据下行数据0 4 25 138 11047.1 ADSL接入技术ØADSL的传输速率可以是16kb/s的任意整数倍。
¡一般下行数据率为1.5Mb/s～9Mb/s，可用于传输数字电视；¡上行速率为16Kb/s～640kb/s，可传输会议电视Ø传输速率越大，码元间的间距越小，越容易产生码间（ 或载波之间）干扰；传输距离越远，波形展宽越严重， 也越容易产生码间（或载波之间）干扰 ¡在误码率相同的情况下，ADSL的传输速率越大，传输距离越近 ¡例如，下行速率为1.544Mb/s时，传输距离为6000m；下行速率 为2.048Mb/s时，传输距离为5000m；下行速率为6.312Mb/s时 ，传输距离为4000m；下行速率为8.448Mb/s时，传输距离为 3000m77.1 ADSL接入技术§ 7.1.4 ADSL的调制技术Ø无载波幅度相位调制码（CAP）、正交幅度调制（QAM ）或离散多频调制（DMT）等在美国国家标准中规定 采用DMT技术ØDMT是一种多载波调制技术，其核心思想是将整个传输 频带分成若干子信道，每个子信道对应不同频率的载波 ，在不同载波上分别进行QAM调制，不同信道上传输的 信息容量根据当前子信道的传输性能决定，容量高的子 信道将分得更多的比特数Ø在ADSL中，利用DMT调制技术把整个1.1MHz的频带分 成256个带宽为4.3125kHz的子信道，每个子信道独立进 行QAM调制。
低端的6个子信道用来传送，另外32 个子信道用来传送上行数据，最多只剩下218个子信道用 来传送下行数据87.1 ADSL接入技术§ 7.1.5 ADSL的帧结构Ø每个超帧由68个数据帧和一个同步帧组成，每个数据帧对应一个 DMT编码符号ØDMT编码的符号速率为4k symbol/s，意味着每250us 产生一个 DMT符号，因而一个数据帧的持续时间为250us 一个超帧共有6８ 个数据帧，总的时间长度250 ×68=17msØ为了保证数据传输的实时性，同步帧的加入不能影响超帧的时长， 仍然保持在17ms，因此将每个数据帧的实际时长减少为约246us 97.2 HFC接入技术§ 7.2.1 系统结构*10系统主要由两部分组成：电缆调制解调前端系统（cable modem ternination system,CMTS）和电缆调制解调器（cable modem，CM）7.2 HFC接入技术§ 7.2.2 频谱结构*11ITU-TJ.112Euro DOCSISGY-T106- 1999 欧 DVB-C/DAVIC美 DOCSIS日本上行5~655~4210~555~655~65下行70~130 300~86288~86090~770108~862FM87~108 TV110~10007.2 HFC接入技术§ 7.2.3 调制技术*12DOCSIS 1.0/1.1DOCSIS 2.0 调制方 式带宽 (MHz)数据速 率 (kbps)调制方 式带宽 (MHz)数据速 率 (kbps) QPSK1.62,56032QAM3.212,800 16QAM1.65,12064QAM3.215,360 QPSK3.25,12016QAM6.420,480 16QAM3.210,24032QAM6.425,600 64QAM6.430,720 128QAM6.430,720DOCSIS1.0/1.1/2.0上行方向调制方式比较下行方向采用QAM调制技术，CableModem支持64QAM和256QAM，采用64QAM 数据速率最高可达38Mbps，采用256QAM时数据速率最高可达50Mbps左右。
系统参数*13标标准 参数DOCSIS V1.0Euro DOCSIS 下行上行下行上行调调制方式64/256QAMQPSK 16QAM64/256QAMQPSK 16QAM传输传输 速率 （Mbit/s）27/380.32/0.64/1.28 2.56/5.12/10.24*38/520.32/0.64/1.28 2.56/5.12/10.24*信道带宽带宽 （MHz）60.2/0.4/0.8 1.6/3.280.2/0.4/0.8 1.6/3.2/6.4*频频率响应应 （奈奎 斯特） 滤滤波特性64QAM α=18% 256QAM α=12%QPSK α=25%64/256QAM α=15%QPSK α=25%输输入电电平 （dBμV）-16~ 25dBmV-15~25dBmV44~8643~73（64QAM） 47~77（256QAM）输输出电电平 （dBμV）50~61dBmV8~55dBmV （16QAM） 8~58dBmV （QPSK）110~12168~115（16QAM） 68~118（QPSK）14DOCSIS3.0§DOCSIS 3.0标准规定绑定在一起的频道不能低于4个，DOCSIS 3.0的 下行速率起点规定为160Mbps，而上行速率为120Mbps，并且还可以通 过增加绑定的频道数量来提高上、下行的传输速率。
7.2 HFC接入技术§ 7.2.4 DOCSIS协议模型*157.2 HFC接入技术§ 7.2.5 上行信道关键技术 § 1.上行传输竞争/冲突分解算法 § （1）二进制指数退避竞争分解算法Ø该分解算法是基于截短的二进制指数退避算法，由CMTS 控制初始的和最大的退避窗口Ø当CM由于冲突进入竞争分解阶段的时候，它将内部退避窗 口设置为有效的传送值；ØCM从退避窗口中随机选择一个值，这个随机值表示CM发 送之前推迟的竞争传输时隙数Ø在竞争发送后，如果请求没有被许可，CM将它的退避窗口 增大一倍，再一次从新的退避窗口中随机选择一个数并重 复推迟发送过程Ø如果重试的次数达到最大值，该协议数据单元PDU就必须 被抛弃167.2 HFC接入技术§ (2）基于树的竞争分解算法 § 基于树的竞争分解算法的原则是：Ø当发生冲突时，冲突的所有站点被分成n个子集 ，每个子集按照一定的顺序随机选择一个数（ 1~n之间）Ø首先重传第1个子集，子集2~n等待，等待的各个 子集看做是一个堆栈；Ø如果发生第二次冲突，第1个子集再次被分割， 已经在堆栈中等待的子集必须在堆栈中最多移动 （n-1）个位置，为冲突的新站留出空间；Ø如果没有冲突，堆栈中最低位置的站可以发送。
*177.2 HFC接入技术§ 2.上行信道带宽分配ØDOCSIS采用TDMA将上行信道划分成多个时隙 ，每个时隙称为微时隙（minislot），微时隙是 上行信道带宽分配的基本单元Ø在MAC层有一种PDU，只占1个微时隙，称为 miniPDU，CM向CMTS提出发送带宽请求时就 使用该数据单元miniPDUØCMTS根据CM的请求，给CM分配微时隙，在这 些微时隙内，CM可以向CMTS发送数据，而不会 产生冲突18Ø上行信道中有两种类型的微时隙，请求微时隙和 数据微时隙Ø请求微时隙中传送的是请求PDU，即CM向 CMTS提出分配多个微时隙来传输数据的请求.ØCMTS收到CM的请求PDU之后，根据算法分配 给CM一个数据时隙（即多个微时隙），并通过 下行信道通知CM，可以在这个数据时隙内无竞 争的传输数据Ø具体过程如下：*19*20CMTSCMCM获取CMTS广播的上行带宽分配信息CM选取空闲微时隙发送请求PDUCMTS发送请求响应ACK如果冲突，CM执行冲突分解算法，发送请求PDU没有冲突，CM等待CMTS发送信道分配信息收到分配信息，计算出发送时刻，发送数据7.3 光纤接入技术§ 光接入网的概念最早出现于1996年通过的ITU-T G . 982建 议书，根据G . 982的定义，光接入网是指共享相同网络侧 接口，传输系统采用光纤接入的接入链路群，它包含光线路 终端（optical line terminal，OLT）、光分配网（optical distribution network，ODN）和光网络单元（optical network United，ONU）三个组成部分。
§ 根据光纤在接入网中的推进程度，以及光网络单元ONU的位 置，光纤接入网有以下几种类型ØFTTC、FTTB、FTTO、FTTH § 根据OLT和ONU之间是否存在有源设备，光接入网可分为Ø无源光网络（passive optical network，PON）Ø有源光网络（active optical network，AON）217.3 光纤接入技术§ 7.3.1 PON接入技术Ø最早的PON是基于ATM的PON，后来又称为 BPON，即宽带PON，其标准是ITU-T G . 983- 1998Ø EPON是2000年底由EFMA组织提出的，最终纳 入到了以太接入网 IEEE 802.3ah-2004标准Ø后来FSAN（full service access network）组 织考虑到APON 的低效率和EPON的不足，于 2002年提出了GPON，并在2003年通过GPON系 列标准227.3 光纤接入技术§ 1、系统结构*23ODN光网络 单元 （ONU ）光分路 器 （OBD ）光线路 终端 （OLT ）骨干网络用户1用户n7.3 光纤接入技术§ 2、复用技术*24分路器User 1User 2User 322132213221322133221OLT局 端ONU 1ONU 2ONU 3下行传输主要特征ü 点对多点广播式传输 ü 端口地址被用作数据包。