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关于宽带接入技术的发展

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摘要:计算机网络技术可以说是当前业界最为热门的技术之一,本文综述了目前热门的宽带接入技术:ADSL,LAN,电力线通信、IEEE802.11和蓝牙技术,以期对小区通信和办公通信的规划设计有所借鉴。

关键词:宽带接入网;ISDN;HFC;ADSL

中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 12-0000-02

The Development on Broadband Access Technology

Tang Guichen

(China Tietong Baishan Branch,Baishan134300,China)

Abstract:Computer network technology can be said the most popular technology currently.The current popularity of broadband access technologies:ADSL,LAN,PLC,IEEE802.11 and Bluetooth technology was researched in this paper.This paper can be used as a reference on the planning and design on Communications in offices and districts.

Keywords:Broadband access network;ISDN;HFC;ADSL

一、引言

随着电子政府、电子商务、电子社区以及各类Internet相关应用的飞速发展,应用对带宽的需求越来越大,网上流量每6-9个月就翻一番。再加上由单一信息形式、单一业务向数据、语音、图像“三合一”多媒体信息形式以及综合业务方向发展,也即所谓交互式多媒体信息时代的到来,对网络容量提出了越来越高的要求。目前骨干网速度已经达到了上百Gbps,并且在很多城市已经实现了光纤到大楼、小区。

如何使千家万户上网,便是大家都在谈论的所谓“最后一公里”的接入问题。接入网建设投资约占信息网络基础设施总投资的一半以上,可以说这是宽带网络建设的瓶颈、热点和关键环节。目前,各种宽带接入技术的发展正方兴未艾,竞争激烈。

目前国际上主流并且比较成熟的技术包括xDSL技术、以太网技术、光纤接入技术、Cable技术、电力线通信技术以及无线接宽带接入技术等。但xDSL技术覆盖面有限(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xDSL技术只适合一部分应用。此外,xDSL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。以太网的带宽管理能力先天不足,光纤接入技术的价格昂贵,Cable技术在实现双向传输上面临大幅度的改造,并且这三种技术在设置终端接口时都存在极大的不便,必须给各个终端预留相应的接口,这样每个房间都必须预埋线路,对于未预埋线路的楼房来说线路改造工程浩大。

最近几年出现了电力线通信和无线宽带接入技术,其中无线部分包括IEEE8002.11和蓝牙技术。与上述几种技术比较,它们具有易建设、见效快等优势,下文将详细介绍这三种技术。

二、ISDN(综合业务数字网)

ISDN是在综合数字电话网(IDN)基础上发展起来的,提供端到端数字通信。它在用户和ISDN之间建立一条数字比特管道,使用时分复用方式支持多个独立的通路(channel)。窄带ISDN定义的标准化通路有B通路(64kbit/s的数字PCM话音或数据),D通路(16kbit/s或64kbit/s用作带外信令)。

ITU-T规定的标准化组合有两种:(1)基本速率2B+D=144kbit/s,其中一个B通路用于传输话音,一个用于传输数据,D通路为16kbit/s。(2)一次群速率23B+D或30B+D,分别对应T1标准(1.544Mbit/s)和E1标准(2.048Mbit/s)。

由于N-ISDN难以适应宽带需求,继而在ATM技术的基础上出现了宽带ISDN(B-ISDN)。B-ISDN将话音、数据、图像及视频信号集中在一个网络传输,就是通常所说的“一线通”。B-ISDN采用ATM技术,用户环路和干线都采用光缆。由于ATM技术没有得到广泛的应用,B-ISDN使用的也很少。

三、HFC(混合光纤同轴网)

HFC利用具有巨大带宽的广播电视网,铺设光纤到服务区,用户的“最后一公里”采用同轴电缆。光纤部分的光分配节点(ODU)到头端(HEAD)是星型连接,光结点到用户这段同轴电缆是树型连接,在美国围绕一个光结点的同轴网络可以连接500个用户。

用户使用Cable modem利用同轴电缆连接到光结点,接入HFC网络。由HFC网接入有线电视网(Cable TV),最后由有线电视网和Internet高速相连。

Cable modem和一般modem原理相似,都是进行频谱搬移。Cable modem将计算机的数据信号调制到某个频带范围后占用有线电视带宽传输。但是Cable Modem本身又不是单纯的调制解调器,它集Modem、调谐器、加解密设备、桥接器、网络接口卡、SNMP和以太网集线器等功能为一身。

HFC的上行速率一般在200kbit/s到2Mbit/s之间,最高可达10Mbit/s。下行速率一般在3Mbit/s到10Mbit/s,最高可达到36Mbit/s。

同轴电缆带宽要比电话线带宽很多,在有线电视网络比较发达的地区,HFC是一种很好的宽带接入方式。但是传统有线电视网是单向的,用于上网就要对原有线路进行双向改造,需要一定费用。

(一)ADSL(非对称数字线路)

xDSL是DSL(数字用户线路)的统称,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。xDSL包括HDSL(高速数字用户线)、SDSL(对称数字用户线)、ADSL(非对称数字用户线)、VDSL(甚高比特率数字用户线)等多种类型。目前宽带市场主要使用ADSL技术。

ADSL使用普通电话线作为传输介质,利用ADSL Modem将计算机的数据信号调制到一定的频带后再与原有电话信号复用同一条普通电话线传输。ADSL利用ADSL Modem将电话线分成三个信息通道:一个速率为1Mbps到9Mbps的高速下行通道;一个速率为16kbps到1Mbps的中速双工通道,用于ADSL控制信号的传输和上行信息;一个普通3k带宽的电话通道。这三个信息通道可以同时工作。

当前ADSL调制解调设备一般采用3种线路编码技术,抑制载波幅度和相位(carrier-less amplitude and phase,CAP),离散多音复用(discrete multitone,DMT),以及离散小波多音复用(discrete wavelet multitone,DWMT)。其中CAP的基础是正交幅度调制(QAM)。在CAP中,数据被调制到单一的载波上;而在DMT中,数据被调制到多个载波上,每个载波上的数据都使用QAM调制。DMT中使用快速傅里叶变换进行数字信号处理,而在DWMT中使用小波变换。ADSL技术目前还存在一些问题,如电缆中不同线路信号之间相互串扰及线路质量问题等。