宽带IP接入技术

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摘要： 随着社会科技的发展，通信网络正发生着深刻的变革，宽带化成了电信发展的必经之路。本文主要概述了宽带接入技术中数字用户线路、混合光纤同轴网这两个比较重要的主流技术，分析各自的优缺点。并着重阐述了ADSL，HFC这两个重要的技术。

Abstract: With the development of social science and technology, communications network is undergoing profound changes, and the broadband has become the only way of development of telecommunications. This paper outlines the digital subscriber lines, hybrid fiber coaxial network of broadband access technology, analyzes their advantages and disadvantages, and focuses on the two important technologies of ADSL and HFC.

关键词： 宽带ip接入技术；数字用户线路；DSL；ADSL；混合光纤同轴网；HFC

Key words: broadband IP access technology；digital subscriber line；DSL；ADSL；hybrid fiber coaxial networks；HFC

中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）25-0138-02

0 引言

当前宽带接入技术主要包括xDSL，本地无线接入，宽带卫星专线接入，以太网接入方式等等。

1 数字用户线路DSL

DSL技术应用于本地回路中，无需增加任何中继设备就可实现高速接入服务。当应用服务时，数据在中心局中绕过交换机，集中之后统一发送。

1.1 DSL系统包括以下主要部分：①DSLAM：DSLAM把本地的多条回路集中起来，通过主干网传输。DSLAM还可以对封包、信元以及基于电路的应用进行处理，并把它们通过不同的接口发送出去。②传输系统：该部分为DSLAM系统提供主干网的接口。它能提供多种类型的接口。③MDF：从本地回路来的双绞线通过MDF连接到交换机。所有本地回路都集中在这个中心点上。④ATU-R：本地回路中处于用户一端的设备。不仅具备DSL调制解调器的基本功能外，很多的ATU-R还提供许多其他的功能。⑤POTS分离器：是中心局和用户端的可选设备。允许本地回路高速传输数据还可以进行语音通话。

1.2 xDSL系列

1.2.1 对称DSL技术：具有安装试调方便，对线路质量要求低等特点。通过各种复用技术，可以提供数据，语音，视频等多路传输业务。

①HDSL技术：利用两对双绞线进行数据传输，支持N*64kbit/s各种速率。具有成本低，安装方便等特点。②SDSL：可提供双向高速可变比特率连接，速率范围为160kbit/s～2.084Mbit/s.与HDSL相比由于少了一对双绞线因此更加方便简单。③MVL：能够利用一对双绞线实现高速数据接入。有效传输距离远，部署成本及功耗相对较少。④IDSL：通过用户端ISDN适配器和另一端使用与ISDN兼容的接口卡。可以提供128Kbit/s速率的服务。

1.2.2 非对称性DSL技术：该技术适用于对双向带宽要求不一致的应用。

①ADSL：利用现有的电话双绞线能够提供8Mbit/s的高速下行速率和1Mbit/s的上行速率。有效传输距离远。充分利用现有的电话网络，无需重新布线，简单方便。②RADSL：允许根据实际的带宽需求调整连接带宽。同时能够实现数据和语音的传输。克服了传输距离和质量的问题。③WDSL：目前处于研发状态。可以在较短的传输距离上实现极高的传输速率。

1.3 ADSL技术详述

ADSL的系统参考模型如图1。

1.3.1 ADSL帧结构 在ATU-C和ATU-R之间，ADSL系统采用复帧传输数据。ADSL的复帧结构如图2。

1.3.2 ADSL的传输方式

①同步模型。STM模式为所有ADSL模型中最简单的一种，最多可通过ATU-R在用户前端连接4个比特同步的用户终端。在服务提供商端，从用户来的比特流经过ATU-C传输到相应的交换电路去，或者是从服务提供商传来的比特流经过此ATU-C送到ATU-R。②包适配模式。在用户前端加了个包适配器，是将数据包封装在ADSL帧的一个种接口，可以集成到ATU-R中。③端对端包模式。这种分布模式的数据类型有头至尾均是包，收发双方必须拥有相同的网络协议，才能端对端的传输包。④异步传输模式。ATM适配器将ATM信元多路复用后送到服务提供商，在DSLAM中的ATU-C将这些信元送到ATM网络之中，其中信元的内容可以任一种包封装在ATM信元中。

1.3.3 ADSL的调制方案 DSL调制过程可以分为调制与解调、前向纠错、交织、到频、均衡和整形等几个步骤。

2 混合光纤同轴网HFC

混合光纤同轴接入网是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆技术、光纤技术、射频技术的分布式智能型的接入网络。HFC是从传统的有线电视网发展出来的。传统有线电视网络已难以满足人们日益增长的信息需求。人们开始考虑采用光进行传输，实现频带宽，容量大等特点。

HFC网络是典型的树枝形网络，双向通信。上行信道是一个具有汇聚功能的信道，将各个用户的信息汇聚到树根处，上行信道是一个广播信道，同一个网络的用户都可以收到相同的信息。

HFC具有如下特点：①传输频带较宽。②兼容现有的设备。③支持双向的宽带业务。④成本低，升级方便。

2.1 传输介质

2.1.1 光纤：光纤是一种高透明的玻璃丝，是有二氧化硅玻璃经复杂的工艺拉制而成。由于光纤具有低损耗的特点，因此采用光纤可以代替大部分的干线部分。

2.1.2 同轴电缆：同轴电缆是利用铜介质的封闭型导体，它提供了固有的高带宽特性。工作频率高，传输距离远。适合HFC网的电缆主要有配线电缆和引入线电缆。为业务提供了较大的灵活行，并且大大的降低了成本。

2.2 HFC网络基本上是采用星型/总线结构

HFC系统结构如图3。

HFC网络由三个部分组成：馈线网、配线网和用户引入线。

①馈线网：是指HFC网的前端到服务区的光纤节点之间的部分。用星型结构代替了树形―分支结构。

②配线网：只服务区的光纤节点到分支点之间的部分。采用树形―分支结构。覆盖范围大大的扩展。

③用户引入线：是指分支点到用户之间的部分。引入线电缆灵活的采用软同轴电缆，以适应住宅用户线缆铺设的条件。

2.3 HFC传输方式 根据计算机信息接入HFC网络的方式进行划分：

2.3.1 共纤方式 计算机局域网和HFC网共用光纤，但不共用电缆部分。计算机局域网中的信号通过射频，直接送到HFC光纤部分，而与HFC电缆分配网络部分相互独立。

配置的主要方式有以下两种：射频到路边和射频到家。①射频到路边方式在路边柜中设置射频调制解调器，完成信号与用户数字信号的转换，经复用器复用后再通过与用户引入同轴电缆重叠架设的双绞线接入用户。②射频到家的方式中，从光节点传来的信号利用同轴电缆直接馈入用户家中，之后分为两路，一路接模拟电视机，另一路进入用户家中的射频调制解调器中，进行数字信号的还原并接入用户终端。

2.3.2 分纤方式 HFC网和计算机局域网共用光缆但不共用光纤，独立运行。利用HFC网的备份光纤连接到计算机网络，有线电视的模拟信号和计算机的数字信号按照空分复用和方式各种分别传输。

2.4 HFC的频谱分配 HFC应用副载波频分复用技术，频谱的合理安排十分重要。

介绍一种比较典型的频谱分配方案：如图4。

2.5 调制和多点接入 为了尽可能的提高信道容量，各种复用技术应运而生。复用的基本原理是如果多个用户信号彼此正交，则这些信号可以共享同一个信道。HFC采用频分复用和微波载波复用技术。

2.5.1 由于频分复用FDM和光载波复用WDM都是用不同的光载波进行传输，因此并无本质区别。当光载波路数很多，波长间隔较小而又密集时，称之为频分复用。又分为光频分复用的发送方式和光频分复用的接收方式。

2.5.2 副载波调制方式：将传输信号先调制成一个射频波，再用此射频波来调制发射光源，于接收方光电转换后恢复成射频波，通过射频检测还原成原始信号。

3 结束语

ADSL以其优异的传输性能，低投资，易实现等特点在全球范围内发展迅猛，也必定是实现光纤接入之前重要的宽带接入技术。而混合光纤同轴网利用现有的设备，不仅成本较低，而且也拥有着较宽的传输带宽，必定会成为十分重要的宽带接入技术，得到广泛的应用。

参考文献：

[1]侯自强编著.宽带IP技术进展.

[2]韩永魁，袁长海等编著.宽带IP接入技术.

[3]蔡康，李洪等编著.IP宽带业务与运营.