宽带接入网技术解析

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　　大家平时所说的宽带，一般是指宽带互联网，即为使用户实现传输速率超过1M、24小时连接的非拨号接入而存在的网络基础设施及其服务。宽带互联网可分为宽带骨干网和接入网两部分，因此建设宽带网络的两个关键技术是骨干网技术和接入网技术。

　　骨干网又被称为核心网络，它由所有用户共享，负责传输骨干数据流。骨干网通常是基于光纤的，能实现大范围（在城市之间和国家之间）的数据流传送。这些网络通常采用高速传输网络（如SONET/SDH）传输数据，高速包交换设备（如ATM和基于IP的交换）提供网络路由。业内人士对宽带骨干网的传输速率约定俗成的定义是至少应达到2Gbps。

　　本次大家主要先容的是宽带接入网部分，所以对骨干网的宽带技术不作过多涉及。

　　宽带接入网提供通常说的最后一公里的连接——即用户和骨干网络之间的连接。

　　在接入网方面，目前国际上主流并且比较成熟的技术包括xDSL技术、HomePNA技术、光纤接入技术、Cable技术以及无线宽带接入网技术等。这些技术基于的硬件环境不同，各自的性能特点也有较大差异，下面一一进行先容。

　　1、xDSL技术
　　DSL（Digital Subscriber Line数字用户环路）技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式，这意味着使用xDSL上网并不需要缴付另外的电话费。

　　由于历史原因，传统的电话用户铜线接入网构成了整个通信的重要部分，它分布面广，所占比重大，其投资占传输线总投资的70％－80％，如何充分利用这部分宝贵资源开发新的宽带业务，是中近期接入网发展的重要任务。而xDSL就是一种充分利用铜线的有效宽带接入技术。

　　xDSL中的“x”代表了各种数字用户环路技术，包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等等。

　　ADSL技术
　　ADSL（非对称数字用户线环路）被欧美等发达国家誉为“现代信息高速公路上的快车”，因具有下行速率高、频带宽、性能优等特点而深受广大用户的喜爱，成为继Modem、ISDN之后的一种全新更快捷、更高效的接入方式。

　　ADSL是一种非对称的DSL技术，所谓非对称是指用户线的上行速率与下行速率不同，上行速率低，下行速率高，特别适合传输多媒体信息业务，如视频点播（VOD）、多媒体信息检索和其他交互式业务。ADSL在一对铜线上支撑上行速率512Kbps～1Mbps，下行速率1Mbps～8Mbps，有效传输距离在3～5公里范围以内。

　　现在比较成熟的ADSL标准有两种——G.DMT和G.Lite。G.DMT是全速率的ADSL标准，支撑8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率，但是，G.DMT要求用户端安装POTS分离器，比较复杂且价格昂贵；G.Lite标准速率较低，下行/上行速率为1.5Mbps/512Kbps，但省去了复杂的POTS分离器，成本较低且便于安装。就适用领域而言，G.DMT比较适用于小型或家庭办公室(SOHO)，而G.Lite则更适用于普通家庭用户。

　　ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种，其带宽较大、连接简单、投资较小，因此发展很快，目前国内广州、深圳、上海、北京、成都等地的电信部门已先后推出了ADSL宽带接入服务，而区域性应用更是发展快速，但从技术角度看，ADSL对宽带业务来说只能作为一种过渡性方法。

　　HDSL技术
　　HDSL（高速数字用户环路）是一种对称的DSL技术，可利用现有电话线铜缆用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.544Mbps(T1)或2.048Mbps(E1)数字连接能力，传输距离可达3～5公里。

　　HDSL的优点是充分利用现有电缆实现扩容，并可以解决少量用户传输384Kbps和2048Kbps宽带信号的要求。其缺点是目前还不能传输2048Kbps以上的信息，传输距离限于6～10公里以内。

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　　RADSL技术
　　RADSL（速率自适应非对称数字用户环路）是自适应速率的ADSL技术，可以根据双绞线质量和传输距离动态地提交640Kbps～22Mbps的下行速率，以及从272Kbps到1.088Mbps的上行速率。

　　VDSL技术
　　VDSL（甚高速数字用户环路）技术是鉴于现有ADSL技术在提供图像业务方面的带宽十分有限以及经济上成本偏高的弱点而开发的。VDSL是xDSL技术中最快的一种，采用DMT线路码。在一对铜质双绞电话线上，下行速率为13Mbps～52Mbps，上行速率为1.5Mbps～2.3Mbps。但VDSL的传输距离较短，一般只在几百米以内。

　　总的说来，xDSL技术允许多种格式的数据、话音和视频信号通过铜线从局端传给远端用户，可以支撑高速Internet/Intranet访问、在线业务、视频点播、电视信号传送、交互式娱乐等，适用于企事业单位、小企业、家庭、消费市场和校园等。其主要优点是能在现有90％的铜线资源上传输高速业务，解决光纤不能完全取代铜线“最后几公里”的问题。

　　但DSL技术也有其不足之处。它们的覆盖面有限（只能在短距离内提供高速数据传输），并且一般高速传输数据是非对称的，仅仅能单向高速传输数据（通常是网络的下行方向）。因此，这些技术只适合一部分应用。此外，这些技术对铜缆用户线路的质量也有一定要求，因此实践中实施起来有一定难度。

　　2、HomePNA技术
　　HomePNA（Home Phoneline Networking Alliance），是多家世界知名的电信企业为了推广基于传统电话网络的数据传输技术的应用而成立的非盈利性组织，他们于1998年制订了《HomePNA技术白皮书》，利用传统电话网络提供宽带数据接入服务，从而适应市场对宽带接入的需求。

　　HomePNA技术为对称式数据传输，其双向传输带宽均为1Mbps（HomePNA V1.0标准）或10Mbps（HomePNA V2.0标准），其传输距离一般为100～300米。

　　HomePNA技术运用现有电话线高速接入互联网，不需改变原有电话设置，而且上网速度快，上网时间也没有限制，具有良好的性价比；它支撑电话线上语音与数据同时传输，即可以边打电话边上网；提供RJ-11的以太网接口形式，可用电话线构建网络，方便地组建1Mbps/10Mbps的局域网连接。

　　HomePNA技术使用方便，还可与ADSL、Cable Modem、以太网技术等结合，拓展其使用形式，适用于住宅小区、旅馆等的Internet访问或网络互连，支撑多媒体系统和多媒体应用，如IP电话、VOD视频点播、电视会议等。但其传输速度、传输距离决定了它的应用范围比较有限，是家庭宽带接入较好的选择。

　　3、Cable接入技术
　　Cable接入技术可以使有线电视企业利用现有的HFC(光纤同轴混合网)网络提供宽带业务。HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播电视和每户至少2路电话、速率至少高达10Mbps的数据业务。将来利用其550MHz～750MHz频谱还可以提供至少200路MPEG-2的点播电视业务以及其它双向电信业务。

　　有线接入网发展的一个重要趋势是FTTC（光纤到路边）与HFC融合，进而向FTTC发展。最近，接入网又提出了一种新的组网方案：FTTC＋HFC。FTTC＋HFC主干系统采用共缆光纤的方法分别传送数字(双向)与模拟信号，两种信息由设置于路边的光网络单元分别恢复成各自的基带信号之后，语音信号经双绞线送至用户，而数字和模拟视频信号经铜轴电缆送至用户。

　　从国外宽带网络服务的发展过程来看，基于CATV网络的Cable Modem技术已经成为与传统电信部门提供宽带服务竞争的强劲对手。尽管我国目前对广电部门利用有线电视网络提供Internet访问等宽带服务有一定的限制，但从长远来看，其进入市场是早晚的事。而其在智能小区、校园网络、宾馆会所等领域的应用更是早已展开。


　　Cable接入的另一个选择是利用现有的有线网络——CATV。CATV主要由同轴电缆和光纤组成，一些国家已经开始利用有线电视网络传送声音和数据。但是，建立和升级这些网络的费用十分高。例如，在英国建立光纤接入网估计要花费150亿英镑。这么多的前期投入是推行这类宽带网络的一个主要障碍，多数CATV运营商都采用铜缆技术实现客户端连接以降低建设成本。

　　有线电视在我国虽然起步较晚，然而发展迅速，目前我国已经有8000万有线电视用户，高达1G的带宽是有线电视系统最大的优势。基于光纤－铜缆构架上的HFC网络将是有线电视接入网的最佳选择。

　　然而要提供交互式数据通信，HFC网络就面临着双向改造。国内密集的居住人群以及电缆老化等问题使双向改造不易进行，用户群只能限于较小的范围内。这些问题正在被逐步加以解决。

　　4、光纤接入技术
　　光纤用户网是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体的接入网。用户网光纤化有很多方案，有光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到楼面（FTTF）、光纤到家庭（FTTH）等。

　　光纤用户网具有带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等特点，适于多种综合数据业务的传输，是未来宽带网络的发展方向。它采用的主要技术是光波传输技术，目前常用的光纤传输的复用技术有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等。

　　但由于光纤接入存在技术复杂、成本高昂等制约因素，短期内必将仅仅以骨干网的形态出现，实现光纤到户宽带接入的广泛应用尚需时日。

　　5、无线接入技术
　　无线接入技术就是利用无线技术作为传输媒介向用户提供宽带接入服务。除了传统的无线局域网络接入外，近来卫星宽带技术正在迅速发展。用户通过计算机的调制解调器和卫星配合接入互联网，从而获得高速互联网传输、定向发送数据、网站广播等服务。

　　无线接入技术的最大特点是覆盖面广，卫星宽带技术可以覆盖任何地方，无论是农村还是山区。