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11当前宽带网络接入技术分析

时间:2023-03-18 12:12:20 科技观察

宽带接入技术是当前通信技术中最活跃的领域之一。在电信网络中,接入网连接用户和业务节点,主要解决传输、复用/丢弃、资源共享等问题。随着带宽需求的提高,光纤不断向用户延伸。FTTB(光纤到楼)、FTTC(光纤到路边)、FTTCab(光纤到阁楼)和FTTZ(光纤到社区)正在实施,但FTTH(光纤到户)的实现还比较困难。因此,有两个技术问题需要解决:一是ONU(光网络单元)和OLT(光线路终端)之间采用什么技术传输信息;如何接入ONU。有很多技术可以解决这两个问题(尤其是后者)。它们在传输特性、市场定位、物理位置和需要解决的问题上都不同。在未来的实际接入网络中,可能会有很多。本文将介绍一些主要的有线宽带接入技术。目前主要的有线宽带接入技术包括:普通Modem、N-ISDN(窄带综合业务数字网)、CableModem和HFC(混合光纤同轴电缆)、HDSL(高速数字用户环路)和SDSL(对称数字用户环路)、ADSL(非对称数字用户环路)和G.lite(无分离器的ADSL)、VDSL(超高速数字用户序列)、PON(无源无源光网络)和APON(ATM无源光网络),IM-DSL(InverseMultiplexedDigitalSubscriberLoop)等。一般来说,任何宽带接入技术都有相应的CO(局端设备)和RT(用户终端设备),但后者更为多样化。1、普通Modem普通Modem是目前实现窄带上网的主要方式之一,技术成熟,最高传输速率达到56kbps。技术上不依赖光接入网;该产品包括用户使用的Modem和放置在电信机房的Modem池。由于速率低,正逐渐被N-ISDN等技术所取代。2、N-ISDNN-ISDN,又称“单线通信”,也是一种成熟的铜线技术,依赖于光接入网的窄带接入。目前主要采用2B+D实现电话和上网。典型下载速度可达64kbps,基本可以满足当前窄带浏览的需求,是互联网用户提高上网速度的一种经济有效的选择。目前已在国内多个城市开通,用户反响良好,正在逐步替代普通的Modom。ISDN设备包括交换机和终端设备,其中终端设备种类繁多,但在功能上,主要是ISDN网络终端、终端适配器、路由器、可视电话等功能的自由组合,并提供不同的接口(如:ISA、PCI等)、RS232、USB、模拟电话口、以太网口等)满足不同需求。3.CableModem和HFCCableModem(电缆调制解调器)是利用有线电视网络为用户实现宽带数据接入的一种方法,也是混合光纤同轴网络中的关键技术之一。HFC是最早成熟并进入市场的宽带接入技术之一,具有宽带和相对经济的特点。HFC可在约500户的光节点覆盖区域内提供60路模拟广播电视,每户至少2路电话,以及至少10Mbps速率的数据服务(目前已有成熟的40MbpsCable调制解调器)。未来,它还可以利用其550M-750MHz频谱提供至少200个频道的MPEG-2点播电视服务和其他双向电信服务。从长远来看,HFC网络计划提供的就是所谓的FSN(FullServiceNetwork,全服务网络),即在单一网络上提供各种类型的模拟和数字服务,逐步从共享过渡上述带宽由多用户转为单用户独享。4.HDSL和SDSLHDSL是在无中继用户环网上,利用空载电话线对称高速传输信息,典型速率为2Mbps,距离为3-5km,使用两对或三对双绞线-对铜线,无需选择线对,误码率低,线路编码好,频谱兼容性好。目前,HDSL技术发展比较成熟,主要用于替代传统的T1/E1,解决分散用户的宽带接入技术,用户租用线路,传输多路语音、视频和数据。SDSL是HDSL的简化版本。使用单根双绞线,可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2.084Mbps。在0.4mm双绞线上,最大传输距离为3公里。HDSL/SDSL可与FTTB/FTTC结合使用。功能方面,HDSL设备种类不多,各厂商设备兼容性差;SDSL成熟较晚,产品种类也不是太丰富。5.ADSL和G.liteADSL利用有负载的电话线在用户环网上高速非对称传输信息,无需中继。与HDSL/SDSL相比,避免了用户侧干扰,提高了传输速率,延长了传输距离。ADSL采用DMT(DiscreteMultitone,离散多音)线路编码,下行通信速率可为1.5Mbps~8Mbps或更高,上行通信速率为16K~640Kbps或更高,模拟用户信道独立。0.5芯径的双绞线可将6Mbps的信号传输到3.6公里的距离。G.lite是一种简化的ADSL,以降低成本并方便用户终端设备的安装。其下行速率可达1.5Mbps,上行速率可达512Kbps,无需分路器,最大传输距离可达5公里。ADSL(包括G.lite)CO终端设备DSLAM(DigitalSubscriberLoopMultiplexer)主要实现复用/解复用的功能,可以放置在市话局或者小区,放置在小区的目的是提高传输速率,可以让更多的普通用户使用ADSL。这时就需要光接入网的配合;用户端设备有很多,主要有:ADSLModem,具有不同的接口(PCI、USB、Ethernet),适应不同的需求。ADSL路由器、提供数据和语音的集成网关、分离器或低通滤波器。目前G.lite和ADSL在终端产品价格上相差不大,主要是DSLAM价格的差异,但由于电信运营商对全速率ADSLDSLAM更感兴趣,而目前ADSL芯片和设备都支持ADSL的速率也支持G.lite,所以纯G.lite的产品在实践中很少见。在国内,广东、上海、福建、武汉等地已开通ADSL试验网。但由于需要支付昂贵的安装费和使用费,普通家庭用户难以承受。6、VDSL在ADSL的发展过程中,发现适当缩短距离会大大提高传输速率,于是出现了VDSL。VDSL系统中上下信道频谱采用频分复用技术分离,编码方式有CAP(无载波幅度相位调制)、DMT和DWMT(离散小波多音)三种。VDSL的上下行速率也是不对称的。下行速率有13Mbps、26Mbps、52Mbps三种,对应的传输距离分别为1500m、1000m、300m。上行速率一般分为三个等级:1.6Mbps、2.3Mbps、19.2Mbps。VDSL必须与FTTB、FTTC、FTTCab和FTTZ结合使用。在产品方面,VDSL与ADSL类似,但由于VDSL技术出现较晚,正式产品并不多。7、HomePNAHomePNA是一种利用电话线组建局域网,为家庭用户解决多台设备连接问题的技术。它不能被视为一种独立的宽带接入技术。从频谱上看,HomePNA物理层信号分布在5.5MHz和9.5MHz之间,中心频率为7.5MHz,数据传输速率为1Mbps;在媒体访问控制层,HomePNA采用现有的以太网协议;在连接方式技术方面,HomePNA技术能够以菊花链方式连接网络中的所有节点,无需中央串联或切换。这种连接方法有助于简化安装,还可以巧妙地改变家庭电话布线的随机拓扑结构。在产品方面,HomePNA终端设备正在从PC主板上的独立网卡和嵌入式网卡向集成10/100M快速以太网卡发展;为了解决上网问题,HomePNA结合了xDSL和普通调制解调器。形成智能住宅网关。8.以太网由于10M/100M以太网已经普及,1000M以太网技术成熟,价格低廉,人们只需要IP服务,QOS要求不是很迫切等,全以太网接入方案受到广泛关注.基本概念是:用1000M以太网建立骨干网,实现1000M以太网到楼宇、路边、小区,再用100M以太网到达楼宇楼层,或小楼、居民楼,再用10M以太网到到达半公共房间和桌面。目前,用户使用以太网卡和5类线连接楼层内的设备;楼层交换机工作在二楼(采用VLAN技术),通过普通Modem实现带外管理,常采用远程供电;小区设备多为二层高通量交换机(采用VLAN技术),通过混合光缆和Modem对楼层交换机进行管理和供电;多个社区通过光纤共享一个千兆路由器和NAT(网络地址映射);骨干网连接多台路由器组成宽带IP城域网。用户之间的访问要经过路由器,用户的管理也在路由器所在节点完成。9.SDH适用于接入网的SDH具有高可靠性、灵活性、高紧凑性、低功耗和低成本等特点。一般来说,当需要155Mbps或更高的带宽时,SDH系统可以点对点或环形拓扑的形式直接连接到用户;当要求带宽大于34Mbps时,设置SDHADM(Add/DropMultiplexer,User),将STM-N业务节点与用户端的STM-1通道相连。这种连接可以是点对点的,也可以是环状结构;对于带宽要求远低于34Mbps的情况,采用较低速率的Multiplexer或共享ADM更为经济有效;对于大多数普通企业用户,可以利用位于路边(DP点)的终端复用器,为大量用户提供2Mbps带宽为基本单位,需要小于2Mbps带宽服务的用户即可解决通过服务多路复用器或随后是PON。使用STM-0子速率连接(SubSTM-0)对于小带宽用户来说是一种经济有效的解决方案,同时保持所有SDH管理能力和功能。ITU-TG.708规定了这样一个接口。虽然SDH在建设时可以为不同的节点分配不同的带宽,但不能实现节点总速率的动态调整。目前适用于接入网的SDH设备(尤其是SDHADM)有很多,本文不再赘述。10.PON和APON无源光网络(PON)包括窄带无源光网络和基于ATM的宽带无源光网络——APON。前者用于提供2Mbps及以下速率的数据传输通道,而后者则***可提供最高622Mbps的下行传输通道。APON多采用无源双星型或树型结构,采用特殊的点对多点多址接入协议,使多个ONU/ONT(OpticalNetworktermination,光网络终端)共用OLT,多个用户共用ONU,减少初始建设成本。成本。目前已有正式的APON产品,但品种有限,元器件集成度有待进一步提高。11、IM-DSLIM-DSL的基本思想是建立多条xDSL链路,通过反向复用技术形成一条高速物理链路,然后利用ATM统计复用技术,使众多用户共享这条物理链路。走道。显然,将IM-DSL传输距离限制在2公里以内,解决了目前宽带DSL技术依赖宽带接入技术传输距离受限与FTTB、FTTC、FTTZ难以广泛实现的矛盾。IM-DSL技术充分利用现有电话线路,工程小,容量扩展性好,投资少,但目前缺乏行业标准,面临HFC和光纤进一步向用户延伸的压力。目前很难看到该技术成熟的正式产品。小结随着数据和多媒体业务的发展,以及网络的宽带化和光纤化,宽带接入技术的研究和发展将越来越明显,进而成为当前通信领域的热点。从目前的发展来看,xDSL(尤其是ADSL)、CableModem、HFC、Ethernet这三种不同制式的宽带接入技术将在近几年瓜分天下,APON和SDH作为宽带接入技术也将在未来得到发展。相应的字段。