講述寬帶接入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用前景
寬帶接入網(wǎng)技術(shù)近年來發(fā)展很快，可能好多人還不了解寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程，沒有關(guān)系，看完本文你肯定有不少收獲，希望本文能教會你更多東西。寬帶接入網(wǎng)的研究是近年來的一個熱點(diǎn)研究課題，而且此研究仍將會持續(xù)一些年，雖然無源光網(wǎng)技術(shù)近年來發(fā)展很快，使得光纖接入的到來會比人們預(yù)期的時間早得多，另外，無線接入技術(shù)將是今后10年的發(fā)展熱點(diǎn)，但是，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，包括電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)以及電力網(wǎng)等等進(jìn)行接入的研究在一段時期內(nèi)仍將會有很大的市場。
雖然在1978年的英國電信會議上，寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的概念已經(jīng)被提出，但那之后的十幾年間，寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展十分緩慢，而且仍主要是以電路交換為基本特征。與網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)的發(fā)展速度很不協(xié)調(diào)。由于網(wǎng)絡(luò)遵循的木桶效應(yīng)，即一個木桶始終由組成木桶的木塊中最短的一塊決定木桶的容量，網(wǎng)速也由帶寬最窄的一段網(wǎng)絡(luò)決定最終的表現(xiàn)速度，俗稱"***一公里"，即接入網(wǎng)。顯然，接入網(wǎng)的寬帶化和IP化將成為未來寬帶接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)趨向。從90年代初開始，寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展由于信息高速公路的建設(shè)出現(xiàn)了熱潮。
寬帶接入網(wǎng)技術(shù)研究的幾個主要方向是：
光纖入戶（FTTH）
無線接入（WAN）
電力網(wǎng)接入（電力載波、副載波調(diào)制）
衛(wèi)星接入
局域網(wǎng)接入（綜合布線）
光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）接入
電話銅纜新技術(shù)（XDSL）接入
世界上大多數(shù)國家都以光纖入戶作為寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的理想方案，但是，由于現(xiàn)在光纖入戶的費(fèi)用仍然較高，所以，只有少數(shù)國家, 如日本和德國等，計劃一步到位實(shí)現(xiàn)光纖入戶。而多數(shù)的國家都用HFC作為向理想方案過渡的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)方案。另一部分國家可能從遠(yuǎn)端模塊或遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)通過XDSL技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶接入。當(dāng)然，***，寬帶接入方案很可能是光節(jié)點(diǎn)到小區(qū)（FTTC）或到樓(FTTB)，然后以寬帶無線入戶，解決用戶的移動接收等個性化需求。
下面，主要介紹HFC接入和XDSL接入，然后，介紹一下電力網(wǎng)接入和局域網(wǎng)接入的新動向。
1 XDSL技術(shù)
XDSL以現(xiàn)有的電話線路為傳輸媒介，利用各種先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)和信號處理技術(shù)來提高銅線的傳輸速率和傳輸距離。在XDSL的發(fā)展過程中，針對不同的業(yè)務(wù)需求，采用不同的技術(shù)方案，出現(xiàn)了諸多DSL技術(shù)。其中：
HDSL:高速數(shù)字用戶環(huán)路 HDSL(High data rate Digital subscriber Line)是Ballcore(貝爾通信技術(shù)研究所)于1988年首先提出的，概念是IISDN基本速率DSL傳輸技術(shù)的發(fā)展和延伸。其基本思路是利用兩對或三對雙絞線傳輸一次群(T1、E1)的信號。HDSL是XDSL技術(shù)中最為成熟的一種。但是，由于HDSL要使用2～3對雙絞線，因而造價較高，一般用于PBX系統(tǒng)、數(shù)字局域環(huán)路、ISP和大學(xué)校園網(wǎng)等。
ADSL：非對稱數(shù)字用戶環(huán)路ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line)是Bellcore于1989年提出的設(shè)想，為了用普通電話雙絞線來傳輸視頻信號、圖像，以至高清晰度畫面等信息，故沒想以不對稱形式傳遞信息，下行速率提高到9Mbps，上行速率也提高到了640Kbps。從公用網(wǎng)到用戶的下傳信道的速率遠(yuǎn)高于從用戶到公用網(wǎng)的上傳信道速率，一般下傳信道的速率可達(dá)1.5Mbps~8Mbps, 而上傳信道速率為16Kbps～640Kbps，同時可以保持語音通話。ADSL可以在一對雙絞線上實(shí)現(xiàn)，所以它與普通用戶的關(guān)系更為密切。
SDSL：單線路數(shù)字用戶環(huán)路（Single line Digital Subscriber Line）。與HDSL一樣，SDSL也是對稱的。其不同之處僅在于SDSL只使用1對雙絞線。
VDSL：甚高速數(shù)字用戶環(huán)路（Very high rate Digital subscriber Line）。VDSL類似于ADSL，VDSL也是非對稱的。其不同之處僅在于VDSL的傳輸速率遠(yuǎn)高于ADSL，其下行信道速率可達(dá)13Mbps~60Mbps，上行信道速率可1.5Mbps~2.3Mbps。但VDSL的傳輸距離較短，一般只有2公里。
DSL： ISDN數(shù)字用戶環(huán)路（ISDN line Digital subscriber Line）。IDSL是一種對稱DSL技術(shù)，可以提供類似于ISDN 128Kbps 雙向速率對稱的通信業(yè)務(wù)。
RDSL：速率自適應(yīng)數(shù)字用戶環(huán)路（Rate Adaptive Digital subscriber Line）。RADSL能夠提供的上、下傳輸速率與ADSL基本相同，也是一種非對稱的DSL技術(shù)。其與ADSL不同之處是RADSL的傳輸速率可以動態(tài)自適應(yīng)。RADSL的傳輸速率主要由傳輸距離決定，即：距離遠(yuǎn)，則傳輸速率低；距離近則傳輸速率高。這樣，可以為用戶提供***的傳輸服務(wù)。
UDSL：通用非對稱數(shù)字用戶環(huán)路（Universal Asymmetrical Digital subscriber Line）。由Compaq、Intel 和Microsoft等公司提出的一種ADSL技術(shù)，其上行速率為384Kbps，下行速率為1.5Mbps。其特點(diǎn)是性能價格比較高，比較適合各種線路的質(zhì)量。
CDSL：消費(fèi)數(shù)字用戶環(huán)路（Consumer Digital subscriber Line）。由Rockwell公司于1998年初推出的一種非對稱DSL產(chǎn)品，其價格、銷售、安裝和操作上均與普通電話模擬Modem相似，而成本更低、技術(shù)實(shí)現(xiàn)更容易。
由以上列出的XDSL技術(shù),可以看出XDSL可以分為兩大類：
◆對稱型數(shù)字環(huán)路，包括HDSL、SDSL、IDSL，對稱型數(shù)字環(huán)路一般用于電話網(wǎng)絡(luò)的局間通信，與普通用戶的關(guān)系不密切。
◆非對稱數(shù)字用戶環(huán)路，主要用于非對稱業(yè)務(wù)，如：Internet接入、Web瀏覽、文件下載和VOD、VID等，因此對用戶具有很強(qiáng)的吸引力，尤其近兩年來推出的幾個低速率的XDSL技術(shù)，如UDSL、CDSL等，由于其成本低、安裝方便、穩(wěn)定可靠，將會形成較大的市場。
2 HFC接入中的CM技術(shù)
HFC多媒體寬帶接入網(wǎng)技術(shù)是有線電視網(wǎng)經(jīng)雙向改造后而形成的多種媒體信息綜合接入網(wǎng)絡(luò)。由于HFC有線電視網(wǎng)具有高帶寬、大容量和很大的用戶覆蓋面，所以被公認(rèn)為是最有希望成為用戶多種信息業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入平臺。
ITU-T在J.112建議中，在J.83建議有線電視的電視、聲音和數(shù)據(jù)分配業(yè)務(wù)數(shù)字多程系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為HFC接入中交互式有線電視業(yè)務(wù)的傳輸系統(tǒng)建議了三個參考標(biāo)準(zhǔn)：
A.有線電視分配系統(tǒng)的交互信道
這是從歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)ETS300 800衍變而來，此解決方案為網(wǎng)絡(luò)交互信道進(jìn)行數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的交互業(yè)務(wù)提供了多種反向信道的選擇。
B.電纜上數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳漕l接口
這是來自北美的DOCSIS規(guī)范，此規(guī)范為一系列接口協(xié)議，作為在有線電視網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩x、設(shè)計、開發(fā)和推廣的規(guī)范，也作為網(wǎng)絡(luò)的一致性、兼容性、開放性和通用性方面多家廠家協(xié)作的基礎(chǔ)。DOCSIS規(guī)范現(xiàn)已成為國際上大多數(shù)有線電視業(yè)務(wù)的傳輸系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的實(shí)用規(guī)范。
C.有線電視網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備
這是在日本有線電視網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ骰A(chǔ)上完成的。它描述了用于高至770MHz有線電視系統(tǒng)上非對稱式多媒體數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許雙向IP數(shù)據(jù)報傳輸。
我國是一個有線電視網(wǎng)絡(luò)的大國，有線電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋的用戶數(shù)已達(dá)8000多萬戶。把有線電視網(wǎng)建設(shè)成為一個多媒體通信平臺是一個有顯著經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)政治意義的大事?，F(xiàn)在國內(nèi)大約有20多家單位在從事有線電視網(wǎng)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)难芯抗ぷ鳌＝^大多數(shù)單位都采用DOCSIS規(guī)范和美國Broadcom公司的參考設(shè)計和芯片。由于此規(guī)范為一系列接口協(xié)議，為設(shè)計者留下充分的發(fā)展空間，故可以根據(jù)我國各城市的具體情況增加各種新技術(shù)。
由于DOCSIS規(guī)范中的用戶端CM(Cable Modem)只給用戶提供Internet的上網(wǎng)功能，導(dǎo)致了國內(nèi)的用戶數(shù)量很少。如果把Cable Modem看成一個收發(fā)器，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一個機(jī)頂盒，為用戶提供多種業(yè)務(wù)，使之成為一個用戶平臺，相信很快會被用戶所接受，從而出現(xiàn)一個很大的用戶市場。
3 HFC接入與XDSL的比較
由于有線電視網(wǎng)的CM技術(shù)和電話網(wǎng)的XDSL技術(shù)基于不同介質(zhì)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，所以，用現(xiàn)代寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的寬帶化、數(shù)字化、綜合業(yè)務(wù)化的要求來衡量，必然會有許多缺欠之處。下面對CM和XDSL做一個簡單的比較。
◆業(yè)務(wù)流量：CM技術(shù)本身是一種非對稱結(jié)構(gòu)，當(dāng)XDSL技術(shù)也采用非對稱結(jié)構(gòu)時，CM技術(shù)在上下行業(yè)務(wù)流量上有一定優(yōu)勢。對實(shí)現(xiàn)交互視頻傳輸來講，XDSL技術(shù)也比CM技術(shù)困難。
◆傳輸質(zhì)量：XDSL中的傳輸質(zhì)量與傳輸距離有較強(qiáng)的相關(guān)性，CM技術(shù)的傳輸質(zhì)量與傳輸距離的相關(guān)性很弱。
◆可擴(kuò)展性：CM技術(shù)需要對HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造，改造之后HFC網(wǎng)絡(luò)上的CM用戶擴(kuò)展要比XDSL方便。
◆信息安全：由于CM技術(shù)基于樹狀分枝網(wǎng)的共享介質(zhì)環(huán)境，比起基于星形網(wǎng)XDSL技術(shù)來，其對竊聽和盜用的防范比較脆弱。
◆可靠性：線路故障對CM用戶的影響比較大，對XDSL用戶影響比較小。
◆供電：局端供電的XDSL技術(shù)比起本地供電的CM技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。
◆價格：HFC網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施改造費(fèi)用高，而 XDSL接入設(shè)備貴。
◆Internet接入：CM技術(shù)的數(shù)據(jù)廣播功能是XDSL技術(shù)無法比擬的。
◆用戶擴(kuò)容：由于電話電纜中用戶線間遠(yuǎn)端和近端的干擾 ，所以，同一根電話電纜中使用XDSL設(shè)備的用戶比例是不高的。而 CM對用戶數(shù)量的限制比較小。
◆用戶設(shè)備成本：由于HFC網(wǎng)絡(luò)帶寬比電話網(wǎng)的帶寬寬得多，因此采用的技術(shù)低于XDSL采用的技術(shù)，從而設(shè)備成本較低。
◆向FTTH過渡：HFC網(wǎng)絡(luò)光節(jié)點(diǎn)逐步向用戶的靠近（即光節(jié)點(diǎn)覆蓋的用戶數(shù)逐步變少）是很容易的，而XDSL技術(shù)的此過程則損失較多。
4 電力網(wǎng)接入
用電力線進(jìn)行通信的研究已經(jīng)進(jìn)行了多年，這是由于電力線的用戶覆蓋率遠(yuǎn)大于有線電視網(wǎng)和電話網(wǎng)， 因此用電力線作為寬帶接入網(wǎng)技術(shù)多年來一直受到關(guān)注。數(shù)字電力載波雖然比模擬電力載波有好的傳輸質(zhì)量，但因?yàn)槠淇捎玫哪M帶寬只有400KHz，不可能支持寬帶接入，且信號如何通過變壓器是一個不好解決的問題。最近，美國Media Fusion公司發(fā)明了一項副載波調(diào)制技術(shù), 該技術(shù)并不是通過電力線本身來傳送數(shù)據(jù)，而是通過設(shè)置在這些電纜線周圍的磁場上的微波信號來實(shí)現(xiàn)。其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)2.5Gbps。并且還解決了數(shù)據(jù)傳輸時如何通過變壓器的問題。這家公司現(xiàn)正在美國的得克薩斯州和俄克拉荷馬州的10萬個家庭測試這個系統(tǒng)，如果一切順利，這項技術(shù)將授權(quán)給電信和電纜公司進(jìn)行生產(chǎn)。該公司估計，用戶端的價格將在60美元以內(nèi)，那將使一向不被人們重視的電力線接入成為寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的一支新秀。
5 局域網(wǎng)接入
局域網(wǎng)接入一直被認(rèn)為在我國很長一段時間內(nèi)將主要應(yīng)用于共眾場合，但是，智能化小區(qū)的迅速發(fā)展把局域網(wǎng)接入方案推到了前面。智能化小區(qū)采用超五類線入戶，可以為用戶提供100Mbps的接入速率?？梢院芎玫刂С諭nternet接入和VOD業(yè)務(wù)。當(dāng)然，對于幾十套至上百套電視節(jié)目的接入，其傳輸速率仍嫌不夠。
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