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十一種寬帶網(wǎng)絡接入技術概述
[ 通信界 / OFweek通信國際 / www.6611o.com / 2011/8/17 18:43:47 ]
 

3月7日消息,寬帶接入技術是目前通信技術中最為活躍的領域之一。在電信網(wǎng)絡中,接入網(wǎng)連接用戶和業(yè)務節(jié)點,主要解決傳輸、復/分接、資源共享等問題。隨著帶寬要求的提高,光纖不斷向用戶延伸,F(xiàn)TTB(光纖到大樓)、FTTC(光纖到路邊)、FTTCab (光纖到樓閣)和FTTZ(光纖到小區(qū))已正在實施,但實現(xiàn)FTTH(光纖到戶)目前還比較困難。于是,在技術上有如下兩個需要解決的問題:一是 ONU(光網(wǎng)絡單元)與OLT(光線路終端)之間應采用何種技術來進行信息的傳輸;二是用戶終端或局域網(wǎng)絡以何種方式接入ONU。解決這兩個方面問題(特別是后者)的技術都比較多,它們在傳輸特性、市場定位、物理位置及要解決的問題都有所不同,在今后的實際接入網(wǎng)絡中很可能是多種技術并存,本文將對一些主要的有線寬帶接入技術作介紹。

目前主要的有線寬帶接入技術包括:普通Modem、N-ISDN(窄帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))、Cable Modem與HFC(混合光纖同軸電纜)、HDSL(高速數(shù)字用戶環(huán)路)與SDSL (對稱數(shù)字用戶環(huán)路)、ADSL(不對稱數(shù)字用戶環(huán)路)與G.lite(無分路器ADSL)、VDSL(甚高速數(shù)字用戶環(huán)路)、HomePNA(家庭電話線聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟)、Ethernet、SDH(同步數(shù)字序列)、PON(Passive無源光網(wǎng)絡)與APON(ATM無源光網(wǎng)絡)、IM-DSL(反向多路復接數(shù)字用戶環(huán)路)等。一般來說,任何寬帶接入技術都有相應的 CO(局端設備)和RT(用戶端設備),但后者更具有多樣性。

1.普通Modem

普通Modem是目前實現(xiàn)窄帶Internet接入的主要方式之一,技術成熟,最高傳輸速率達56kbps。在技術上它不依賴光接入網(wǎng)絡;在產(chǎn)品上包括用戶所用的Modem和放在電信機房的Modem池。由于其速率較低,正在逐步被N-ISDN和其它技術所取代。

2.N-ISDN

N-ISDN,又稱“一線通”也是一種成熟的、依賴光接入網(wǎng)絡的窄帶接入的銅線技術,目前主要利用2B+D來實現(xiàn)電話和Internet接入,典型下載速度可達64kbps,基本上能夠滿足目前窄帶瀏覽的需要,是廣大Internet用戶提高上網(wǎng)速度的一種經(jīng)濟而有效的選擇。目前已在國內(nèi)各個城市開通,用戶反映良好,漸又取代普通Modom之勢。ISDN設備包括交換機和終端設備,其中終端設備種類很多,但從功能上講,主要是ISDN網(wǎng)絡終端、終端適配器、路由器和可視電話等功能的自由組合,同時提供不同接口(如:ISA、PCI、 RS232、USB、模擬電話口、以太網(wǎng)口等)以適應不同需求。

3.Cable Modem與HFC

Cable Modem(線纜調(diào)制解調(diào)器)是利用有線電視網(wǎng)實現(xiàn)用戶寬帶數(shù)據(jù)接入的一種方法,也是混合光纖同軸網(wǎng)中的關鍵技術之一。HFC是寬帶接入技術中最早成熟和進入市場的一種,具有寬帶和相對的經(jīng)濟性的特點。HFC在一個500 戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)可以提供60路模擬廣播電視、每戶至少2路電話、速率至少高達10Mbps 的數(shù)據(jù)業(yè)務(目前已有成熟的40Mbps的Cable Modem)。將來利用其550M~750MHz頻譜還可以提供至少200路MPEG-2的點播電視業(yè)務以及其它雙向電信業(yè)務。從長遠看,HFC網(wǎng)計劃提供的是所謂FSN (Full Service Network, 全業(yè)務網(wǎng)),即以單個網(wǎng)絡提供各種類型的模擬和數(shù)字業(yè)務,并逐步從多用戶共享上述帶寬過渡到單個用戶獨享。

4.HDSL與SDSL

HDSL是在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上,用無負載電話線對稱地高速傳輸信息,典型速率2Mbps,距離達3~5km,使用兩對或三對雙絞銅線,不需選擇線對、誤碼率低、采用線路碼,具有良好的頻譜兼容性。目前HDSL技術已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,主要用于替代傳統(tǒng)的T1/E1,解決分散用戶寬帶接入技術,為用戶租用線,傳送多路語音、視頻和數(shù)據(jù)。SDSL是HDSL的簡化版本,使用單根雙絞線,可以提供雙向高速可變比特率連接,速率范圍從 160Kbps到2.084Mbps,在0.4mm雙絞線上,最大傳輸距離是3公里。HDSL/SDSL可以與FTTB/FTTC相結合。從功能上講,HDSL設備種類不多,各廠家設備兼容性差;SDSL成熟稍晚,產(chǎn)品類型也不太豐富。

5.ADSL與G.lite

ADSL是在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上,用有負載電話線不對稱地高速傳輸信息,與HDSL/SDSL相比,避免了用戶側干擾問題,提高了傳輸速率,延長了傳輸距離。ADSL采用DMT(Discrete Multitone, 離散多音頻)線路碼,下行通信可以支持的速率為1.5Mbps~8Mbps或更高,上行通信速率為16K~640Kbps或更高,模擬用戶話路獨立,目前已能在0.5芯徑雙絞線上將6Mbps信號傳送3.6公里之遠。G.lite是一種簡化的ADSL,以降低成本和方便用戶端設備的安裝。其下行速率最高 1.5Mbps,上行最高512Kbps,可不用電話分離器,最大傳輸距離可達5公里。

ADSL(包括G.lite)的CO端設備DSLAM(數(shù)字用戶環(huán)路多路復用器)主要實現(xiàn)復/分接的功能,可以放在市話端局或小區(qū),放在小區(qū)的目的是提高傳輸速率并可使更普遍的用戶使用ADSL,這時需要光接入網(wǎng)的配合;用戶端設備很多,從功能上講主要包括:不同接口(PCI、USB、以太網(wǎng)) 的ADSL Modem、適應不同需求的ADSL 路由器、同時提供數(shù)據(jù)和話音的綜合網(wǎng)關、分離器或低通濾波器。目前,在終端產(chǎn)品價格上G.lite和ADSL相差不是太大,主要是在DSLAM價格上有差別,但是由于電信運營商更看中全速率的ADSL DSLAM,而目前的ADSL芯片和設備既支持全速率的ADSL,也支持G.lite,所以在實際中純粹的 G.lite產(chǎn)品反而不多見。在國內(nèi),已經(jīng)有廣東、上海、福建、武漢等地開通了ADSL實驗網(wǎng)。但由于需要交納昂貴得出裝費,使用費,一般家庭用戶很難承受。

6.VDSL

在開發(fā)ADSL中發(fā)現(xiàn),適當減少距離會大大提高傳輸速率,這便出現(xiàn)了VDSL。VDSL系統(tǒng)中的上下信道頻譜是利用頻分復用技術分開的,編碼方式有CAP(無載波幅度相位調(diào)制)、DMT和DWMT(離散小波多音頻)三種。VDSL上下行速率也是不對稱的,其下行速率有3檔:13Mbps、 26Mbps和52Mbips,相應傳輸距離為1500m、1000m和300m;上行速率一般也有3檔:1.6Mbps、2.3Mbps和 19.2Mbps。VDSL必須與FTTB、FTTC、FTTCab、FTTZ相結合使用。在產(chǎn)品上,VDSL與ADSL類似,但由于VDSL技術出現(xiàn)比較晚,正式產(chǎn)品不多。

7.HomePNA

HomePNA是一種利用電話線組建局域網(wǎng)的技術,解決家庭用戶的多臺設備連接問題,還不能作為一種獨立的寬帶接入技術來看待。從頻譜來看,HomePNA物理層信號分布在5.5MHz和9.5MHz之間,中心頻率是7.5MHz,數(shù)據(jù)傳輸速率是1Mbps;在媒體訪問控制層上,HomePNA利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)協(xié)議;在連接方式上,HomePNA技術可使網(wǎng)絡內(nèi)所有的節(jié)點按菊花鏈的方式連接,無需中央?yún)R接或交換,這種連接方式有助于簡化安裝,還可巧妙地改變家庭電話布線隨機拓撲結構。

從產(chǎn)品上講,HomePNA的終端設備正在從獨立的網(wǎng)絡接口卡、PC主板上嵌入式網(wǎng)卡向集成到10/100M快速以太網(wǎng)卡上發(fā)展;為了解決接入 Internet問題,HomePNA與xDSL和普通調(diào)制解調(diào)器結合,形成智能住宅網(wǎng)關。

8.Ethernet

由于10M/100M以太網(wǎng)目前已普及、1000M以太網(wǎng)技術的成熟、價格低廉、目前人們只需要IP業(yè)務并對QOS要求并非十分迫切等原因,全以太網(wǎng)接入方案被廣泛關注,其基本構想是:建立以1000M以太網(wǎng)為骨干網(wǎng),實現(xiàn) 1000M以太網(wǎng)到大樓、路邊、小區(qū),然后通過100M以太網(wǎng)到大樓的樓層、或小型樓宇和居民樓,再通過10M以太網(wǎng)到半公室和桌面。 目前,用戶使用以太網(wǎng)卡和5類線與樓層內(nèi)設備相連;樓層內(nèi)是工作在第二層的交換機(采用VLAN技術),通過普通Modem實現(xiàn)帶外管理,并多采用遠程供電;小區(qū)設備是更高吞吐量的第二層的交換機(采用VLAN技術),通過混合光纜和Modem管理樓層內(nèi)的交換機并為之供電;多個小區(qū)通過光纖共享一個千兆路由器和NAT(網(wǎng)絡地址映射);骨干網(wǎng)把多個路由器連接起來,構成寬帶IP城域網(wǎng)。用戶間的訪問應通過路由器,用戶管理也在路由器所在的節(jié)點處完成。

9.SDH

適用于接入網(wǎng)的SDH具有高可靠性、靈活性、高度緊湊、低功耗和低成本。一般來說,當要求帶寬155Mbps或更高時,可以直接用SDH系統(tǒng)以點到點或環(huán)形拓撲形式與用戶相連;當需要帶寬大于34Mbps時,直接將SDH ADM (Add/Drop Multiplexer, 分插復用器)設置在用戶處用STM-1通道與STM-N服務節(jié)點相連,這種連接既可以是點對點的方式,也可以通過環(huán)結構;對于帶寬要求遠小于34Mbps 的情況,則采用更低速率的復用器或共享ADM的方式更經(jīng)濟有效;對于多數(shù)普通企事業(yè)用戶,設在路邊(DP點)的終端復用器可以用來為大量用戶提供 2Mbps為基本單元的帶寬,需要小于2Mbps帶寬業(yè)務的用戶可以靠業(yè)務復用器或后接PON 來解決。使用STM-0子速率連接(Sub STM-0)對于小帶寬用戶是一種經(jīng)濟有效的方案,同時還能保持全部SDH管理能力和功能, ITU-T G.708就規(guī)定了這樣的接口。

雖然,SDH可以在建設時為不同的節(jié)點分配不同的帶寬,但無法實現(xiàn)節(jié)點總速率的動態(tài)調(diào)整。目前,適用于接入網(wǎng)的各種SDH 設備(特別是SDH ADM)很多,本文不作詳述。

10.PON與APON

無源光網(wǎng)絡(PON)包括窄帶的無源光網(wǎng)絡和以ATM為基礎的寬帶無源光網(wǎng)絡—APON,前者是用來提供2Mbps及以下速率的數(shù)據(jù)傳輸通道,后者則最高可以提供高達622Mbps的下行傳輸通道。APON多采用無源雙星或樹型結構,并使用特殊的點對多點多址協(xié)議,使得眾多的ONU/ONT(Optical Network termination,光網(wǎng)絡終端)共享OLT,眾多的用戶共享ONU來降低初建成本。目前,已有正式的APON產(chǎn)品,但品種有限,而且元器件的集成度還有待于進一步提高。

11.IM-DSL

IM-DSL的基本構想是建立多條xDSL鏈路,通過反向復用技術構成一條高速的物理鏈路,然后利用ATM的統(tǒng)計復用技術,使眾多的用戶能夠共享這條物理通道。顯然,IM-DSL傳輸距離限制在2公里以內(nèi),以解決目前寬帶DSL技術因傳輸距離有限而依賴寬帶接入技術與廣泛實現(xiàn)FTTB、FTTC 和FTTZ還是有相當難度之間的矛盾。IM-DSL技術充分利用現(xiàn)有的電話線,工程小,容量的可擴展性好,投資少,但目前缺少工業(yè)標準,同時受到來自 HFC和光纖進一步向用戶延伸的壓力。目前,還很難見到這種技術的成熟正式產(chǎn)品。

小結

寬帶接入技術的研究和開發(fā)將會隨著數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的發(fā)展,網(wǎng)絡的寬帶化、光纖化變得越來越明顯,進而也就成為目前通信領域的一個熱點。從目前的發(fā)展看來,三種不同體系的寬帶接入技術:xDSL(特別是ADSL)、Cable Modem與HFC、Ethernet會在近幾年內(nèi)三分天下,而作為寬帶接入技術的APON和SDH也會在相應的領域內(nèi)得到發(fā)展。

 

作者:OFweek通信國際 合作媒體:OFweek通信國際 編輯:顧北

 

 

 
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