寬帶接入技術(shù)論文

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文adsl寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用學(xué)生姓名: 廖紹春年級專業(yè):2008級 計算機科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)老師及職稱: 王志明 講師學(xué) 院:成人教育學(xué)院湖南長沙提交日期:20 年 月目 錄摘要. . . . .1關(guān)鍵詞. . . . .11 前言. 12 adsl的主要特點 . . .13 adsl與其他技術(shù)接入的比較。. . . . . 23.1 與的比較. . . . 23.2 adsl與傳統(tǒng)撥號相比. . .34 的應(yīng)用前景. . . . .35 接入技術(shù)原理. .46 線路編碼與調(diào)制技術(shù). .57 用戶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù). . .67傳輸模式. .77傳輸模式. .78 總結(jié)發(fā)展存在的問題.

2、 .8參考文獻. .8致謝. .9adsl寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用學(xué) 生：廖紹春指導(dǎo)老師：王志明 （湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院，長沙 410128）摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是的商業(yè)應(yīng)用和多媒體服務(wù)諸方面的迅速發(fā)展，用戶對信息傳輸速率提出了越來越高的要求。從性能上看，是比較理想的編碼調(diào)制方式，信噪比高、傳輸距離遠，或同樣距離下傳速率較高。關(guān)鍵詞：接入系統(tǒng) 技術(shù)； 維庫； 頻帶傳輸 變換； 正交頻分復(fù)用 ；1前言隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是的商業(yè)應(yīng)用和多媒體服務(wù)諸方面的迅速發(fā)展，用戶對信息傳輸速率提出了越來越高的要求。要改善目前上網(wǎng)速率慢的情況，除了增加骨干網(wǎng)的帶寬、路由器速度和服務(wù)器的處理能力外，

3、更主要的在于如何提高用戶接入網(wǎng)的傳輸速率。為了實現(xiàn)用戶接入的數(shù)字化、寬帶化，提高用戶上網(wǎng)速度，光纖到戶（）是今后發(fā)展的必然方向。但由于光纖用戶網(wǎng)的成本過高，要實現(xiàn)光纖到戶還需要很長的時間。而且目前全世界已經(jīng)有超過億條固定銅線在使用，所以目前應(yīng)該首先考慮如何利用已經(jīng)鋪設(shè)好的銅線來傳送高速數(shù)據(jù)。在今后十幾年甚至幾十年內(nèi)大多數(shù)用戶網(wǎng)仍將繼續(xù)使用現(xiàn)有的銅線環(huán)路。近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)，其中（非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是最具前景與競爭力的一種，在未來十幾年甚至幾十年內(nèi)將占主導(dǎo)地位。2 的主要特點（）是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它包括、和等，一般稱之為。其主要差別表現(xiàn)在信號傳輸速

4、度、距離、上行速率、下行速率、對稱性幾個方面。 與支持對稱的（）傳輸。其中的有效傳輸距離為公里，且需要兩至四對銅質(zhì)雙絞電話線；最大有效傳輸距離為公里，只需一對銅線。比較而言，對稱更適用于企業(yè)點對點連接應(yīng)用，如文件傳輸、視頻會議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相應(yīng)的工作。同非對稱相比，對稱的市場要小得多。 、和屬于非對稱式傳輸。其中技術(shù)是技術(shù)中最快的一種，在一對銅質(zhì)雙絞電話線上，上行數(shù)據(jù)的速率可達，下行數(shù)據(jù)的速率為，但是的傳輸距離只在幾百米以內(nèi)，可以成為光纖到戶的具有高性價比的替代方案。技術(shù)是年由提出的一種新興的標準化調(diào)制解調(diào)傳輸技術(shù)，該技術(shù)可以在普通電話線上將現(xiàn)有電話線路的頻寬經(jīng)由調(diào)制解調(diào)技術(shù)處理后擴大，將高

5、速數(shù)字信號安排在普通電話頻段的高頻側(cè)，再用濾波器濾除如環(huán)路不連續(xù)點和震鈴引起的瞬態(tài)干擾后即可與傳統(tǒng)電話信號在同一對雙絞線共存而不互相影響；標準規(guī)定在傳輸距離為英尺時，下行速率為，上行速率為；在傳輸距離為英尺時，數(shù)據(jù)速率降為下行和上行。從的傳輸速率和傳輸距離上看，都能夠較好地滿足目前用戶接入的要求；而且這種不對稱的傳輸技術(shù)符合業(yè)務(wù)下行數(shù)據(jù)量大，上行數(shù)據(jù)量小的特點。能夠提供的速度范圍與基本相同，但它可以根據(jù)雙絞銅線質(zhì)量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠近動態(tài)地調(diào)整用戶的訪問速度。正是的這些特點使成為用于網(wǎng)上高速沖浪、視頻點播、遠程局域網(wǎng)絡(luò)訪問的理想技術(shù)，因為在這些應(yīng)用中用戶下載的信息往往比上載的信息要多得多。

6、3 與其它接入技術(shù)的比較接入服務(wù)具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢和較高的性能價格比，它無需另鋪電纜，節(jié)省投資；滲入能力強，接入快，適合于集中與分散的用戶；能為用戶提供上、下行不對稱的傳輸帶寬；采用點一點的拓撲結(jié)構(gòu)，用戶可獨享高帶寬；可廣泛用于視頻業(yè)務(wù)及高速等數(shù)據(jù)的接入。3與的比較 技術(shù)不同于電纜調(diào)制解調(diào)器，它不被眾多用戶所共享，因此其速率和容量不會像電纜調(diào)制解調(diào)器那樣受用戶數(shù)量多少的影響。的接入方案采用分層樹型結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢是帶寬比較高（），但這種技術(shù)本身是一個較粗糙的總線型網(wǎng)絡(luò)，這就意味著用戶要和鄰近用戶分離有限的帶寬，當一條線路上用戶激增時，其速率將減慢。有關(guān)資料表明，大部分情況下，方案必需兼顧現(xiàn)有的有線

7、電視節(jié)目，因而占用了部分帶寬，有部分帶寬可供傳送其它數(shù)據(jù)信號，所以只能達到的理論傳輸速率的一小半。大量實驗表明，其速度減為，更常見的是。綜合來看，即使在理想狀態(tài)下，只相當于一個的共享式總線型以太網(wǎng)，而接入方案在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)上較為先進，因為每個用戶都有單獨的一條線路與局端相連，它的結(jié)構(gòu)可以看作是星型結(jié)構(gòu)，它的數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一用戶獨享的。3.2 adsl與傳統(tǒng)撥號相比較與普通撥號及的比較普通撥號的最高速率是，的速率為，顯然的速率優(yōu)熱是不言而喻的?？蓪F(xiàn)有的銅電話線（亦稱“銅雙絞線”）轉(zhuǎn)化成多媒體寬帶分布系統(tǒng)。它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，數(shù)據(jù)信號不通過電話交換機設(shè)備，減輕了電話交換機的

8、負載，它無需像普通的模擬調(diào)制解調(diào)器那樣撥號，永遠處于“在線”狀態(tài)，很難出現(xiàn)掉線的情況，用戶在享受高傳輸速率的同時，還可使用電話服務(wù)。另外，利用，多人通過局域網(wǎng)上網(wǎng)且不易擁擠。一個公司甚至一個住宅小區(qū)的局域網(wǎng)通過上網(wǎng)，沖浪的速度仍能保持較高狀態(tài)。=gs?gco1xwc*4 的應(yīng)用前景作為一種高速接入技術(shù)具有很強的生命力，目前世界上許多電信公司對傳輸系統(tǒng)進行了成功開發(fā)，歐洲和北美已開始規(guī)模應(yīng)用。一般認為，可以在以下諸多方面將得到廣泛應(yīng)用。高速數(shù)據(jù)接入。用戶可以通過寬帶接入方式快速地瀏覽各種互連網(wǎng)上的信息，進行網(wǎng)上交談、游戲、動畫和收發(fā)電子郵件，獲得所需要的信息。深圳已提供高速寬帶接入服務(wù)，用戶訪問

9、相應(yīng)的站點即可享受多種寬帶多媒體服務(wù)。視頻點播。基于非對稱性傳輸技術(shù)的特別適合用戶對音樂、影視和交互式游戲的點播，用戶可以根據(jù)自己的需要，任意地對上述業(yè)務(wù)進行隨意控制，而不必象有線電視節(jié)目一樣受控于電視臺。如深圳視聆通寬帶網(wǎng)站與廣州視聆通寬帶網(wǎng)站上的視頻點播、音樂廳、網(wǎng)上劇場等；并可提供網(wǎng)上游戲、交互電視和網(wǎng)上購物等寬帶多媒體服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)互連業(yè)務(wù)。寬帶接入方式可以接不同地點的企業(yè)網(wǎng)或局域網(wǎng)連接起來，避免了企業(yè)分散所帶來的麻煩，同時又不影響各用戶對互連網(wǎng)的瀏覽。家庭辦公。通信技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)越來越影響著人們的生活與工作方式，一些企業(yè)的工作人員因為某種原因需要在家里履行自己的工作職責，通過高速的接

10、入方式從自己企業(yè)信息庫中提取所需要的信息甚至而對面地和同事進行交談，完成自己的工作任務(wù)。遠程教學(xué)、遠程醫(yī)療等。隨著技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用，接入服務(wù)還將可以提供點對點的遠程醫(yī)療，遠程教學(xué)等服務(wù)。通過寬帶的接入方式，教育和醫(yī)療資源的全社會共享將成為大勢所趨。5 接入技術(shù)原理 的接入模型主要有中央交換局端模塊和遠端模塊組成，其接入系統(tǒng)如圖所示。接入系統(tǒng)采用市話雙絞線路作為傳輸媒質(zhì)，能同時支持數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)，因此接入系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由局端數(shù)據(jù)復(fù)用設(shè)備（）、局端話音數(shù)據(jù)分離器（）、本地市話線路、用戶端話音數(shù)據(jù)分離器和用戶端數(shù)據(jù)設(shè)備（）組成。一般將多個局端收發(fā)模塊（）集成在設(shè)備中的一線線路卡內(nèi)，來自不同線路卡

11、的用戶數(shù)據(jù)流量經(jīng)復(fù)用后形成上行數(shù)據(jù)鏈路，并由來提供所需的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口。每個對應(yīng)的局端通常也可集成在設(shè)備中，再由局端集成的組提供一個通向話音交換機的市話電纜接口。一般用戶端話音數(shù)據(jù)分離器為一單獨分立設(shè)備，由它提供面向用戶室內(nèi)話機和設(shè)備的線路接口。用戶端一般安裝在市話線路中入戶線的進門處以避免用戶室內(nèi)并機分支線路對高頻數(shù)據(jù)傳輸通路造成的影響。用戶端收發(fā)模塊（）包含在用戶端數(shù)據(jù)設(shè)備內(nèi)，并由最終向用戶提供通用的用戶數(shù)據(jù)接口。接入系統(tǒng)中，原有的模擬話音雙工通路通過局端和用戶端來維持。話音數(shù)據(jù)分離器由高頻濾波器和低頻濾波器組成，它將線路模擬頻帶劃分為高頻段和低頻段，其中高頻段用于數(shù)字載波調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸通路

12、，低頻段用于話音通路。接入系統(tǒng)中上行和下行數(shù)據(jù)通路的建立則通過和的初始化同步過程來完成。設(shè)備既可以直接接入系統(tǒng)中的局端設(shè)備，又可以是用戶端設(shè)備。目前設(shè)備在線路接口上采用的調(diào)制技術(shù)主要有、和方式；而在數(shù)據(jù)接口上采用的傳送模式則主要有以太包和信元等方式。但是不管這些設(shè)備的在向線路接口或數(shù)據(jù)接口的具體實現(xiàn)方式如何，它們在面向線路接口的物理媒質(zhì)相關(guān)模塊中均應(yīng)具備線路編碼、傳輸同步過程初始化、話音和數(shù)據(jù)通道的分離、線路傳輸同步過程初始化、話音和數(shù)據(jù)通道的分離、線路傳輸信號的加解擾碼以及數(shù)字傳輸通道的嵌入操作控制等功能；而在面向數(shù)據(jù)接口的傳輸匯聚模塊則應(yīng)具備數(shù)字信道的復(fù)用及解復(fù)用、數(shù)字傳輸信號的前向糾錯、

13、線路傳輸幀格式的實現(xiàn)、面向高層（如鏈路局或網(wǎng)絡(luò)層）的協(xié)議處理和網(wǎng)元設(shè)備管理等功能。6 線路編碼與調(diào)制技術(shù)傳輸系統(tǒng)中使用的線路編碼和調(diào)制技術(shù)主要有兩種相互競爭、互不兼容的調(diào)制編碼技術(shù)，每種線路編碼和調(diào)制技術(shù)都有其各自的代表產(chǎn)品。一種是被美國國家標準、歐洲電話標準以及采用的離散多音頻（）線路編碼技術(shù)。另一種是市場上廣泛使用的無載波調(diào)幅調(diào)相（）技術(shù)。類似于，與線路編碼均屬于單載波線路調(diào)制技術(shù)。由編碼技術(shù)發(fā)展而來，其調(diào)制效率或頻帶利用率也與相同。是兩個正交的載波經(jīng)調(diào)制后相加。而的正交化是將數(shù)字信號通過兩個相同幅頻特性但有相差的橫向帶通數(shù)字濾波器來完成。濾波器的輸出相加后經(jīng)過轉(zhuǎn)換進行傳輸。接收端采用“軟

14、判決”技術(shù)對信號進行解調(diào)，再用判決前債均衡器對電纜芯徑變化和橋接抽頭進行適配。采用二維線性碼，并結(jié)構(gòu)柵格碼以減少近端串音。線路編碼屬于正交頻分復(fù)用方式的多載波線路調(diào)制技術(shù)。首先對數(shù)字信號進行變換，相當于把信號調(diào)制到多個正交載波上，接受端對其進行變換即可接受原信號。為傳輸系統(tǒng)定義了個載波，每個載占用的線路模擬頻帶，并且每個載波均使用線路編碼。因此在理想情況下，、和三種線路編碼的調(diào)制效率是相同的。線路編碼的每個載波通常補稱為一個，上行傳輸通道可征用幾十個，而下行傳輸通道則可征用兩百多個。從理論上看，每個的傳輸設(shè)計能力應(yīng)該相當甚至大于一個話音的數(shù)據(jù)傳輸能力。此外為了更好地抑制脈沖噪聲，采用了前向糾錯

15、碼和柵格碼技術(shù)。由于信號傳輸占用全部信道帶寬，所以頻域和時域噪聲都會對它造成影響。的每個很窄的子信道頻帶內(nèi)的電纜特性可以近似認為是線性的，因此脈沖混疊可以減至最低程度。在每個子信道內(nèi)傳送的比特率可以按該信道內(nèi)信號和噪聲的大小自適應(yīng)地變化，故技術(shù)可自動避免工作在干擾較大的頻段。和技術(shù)都可以實現(xiàn)速率的自適應(yīng)調(diào)整，這就是。不同的是可以從開始的間隔平滑遞增。而只能從開始作較粗糙的調(diào)整。與方式相比，具有許多優(yōu)點。在標準化過程中，調(diào)制方式比方式獲得了更廣泛的支持。對線路信號衰減的適應(yīng)能力較強，由于線路編碼中每個載波的數(shù)據(jù)傳輸能力可以根據(jù)該載波所在頻段的信噪比進行自動調(diào)節(jié)，因此比較容易適應(yīng)寬頻寬模擬傳輸信號

16、在市話雙絞線路上出現(xiàn)的非均衡衰減。帶寬利用率更高，技術(shù)可以自適應(yīng)地調(diào)整各個子信道的比特率，可以達到比單頻調(diào)制高得多的信道速率。可實現(xiàn)動態(tài)帶寬分配，技術(shù)將總的傳輸帶寬分成大量的子信道，這就有可能根據(jù)特定業(yè)務(wù)的帶寬需求，靈活地選取子信道的數(shù)目，從而達到按需分配帶寬的目的。由于線路編碼調(diào)制效率的調(diào)整可以在各個載波內(nèi)進行，的線路自適應(yīng)調(diào)整的步長可以較小。具有很強抗脈沖噪聲和窄帶噪聲干擾能力，根據(jù)傅立葉分析理論，頻域中越窄的信號其時域延續(xù)時間越長，方式下各子信道的頻帶都非常窄，因而各子信道信號的時域中都是延續(xù)時間較長的符號，故可以抵御短時脈沖的干擾；如果線路中出現(xiàn)窄帶噪聲干擾，可以直接關(guān)閉被窄帶噪聲覆蓋

17、的幾個信道，系統(tǒng)傳送性能不會受到太大影響。從性能上看，是比較理想的編碼調(diào)制方式，信噪比高、傳輸距離遠，或同樣距離下傳速率較高。但也存在一些問題，比如對某個子信道的比特率進行調(diào)整時，會在該子信道的頻帶上引起噪聲，對相鄰子信道產(chǎn)生干擾，而且比實現(xiàn)復(fù)雜。為得到更廣泛的應(yīng)用，應(yīng)該很好地解決其存在的問題，使優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。7 用戶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 由于接入系統(tǒng)要求為用戶提供高速的數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，因此接入系統(tǒng)本身必須適應(yīng)骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求。目前的接入設(shè)備已遠遠超出了傳統(tǒng)意義上傳輸設(shè)備的范疇而成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組成部分。當今基于技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的主流，中國公眾多媒體通信網(wǎng)（網(wǎng)）采用

18、了的傳輸模式。如何利用接入技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入寬帶數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)，并且最終向用戶提供基于技術(shù)的各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是目前電信部分建設(shè)接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵?；诘膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如圖所示。目前用戶接入系統(tǒng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳送模式主要有兩種：一種是傳送模式；一種是傳送模式。7傳輸模式采用傳送模式的接入系統(tǒng)中，局端設(shè)備的上行鏈路數(shù)據(jù)接口和用戶端設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)接口均為目前流行以太網(wǎng)接口。傳輸系統(tǒng)承載的傳判斷數(shù)據(jù)格式通常可根據(jù)局端和用戶端設(shè)備的功能變化而分別采用可變長度的第二層以太網(wǎng)幀或第三層包。采用傳送模式的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有時也被稱為結(jié)構(gòu)。的上行接口經(jīng)邊緣路由器接入寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)，同時接入系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通道的路由也由該路由器來

19、解決。因此邊緣路由器應(yīng)考慮在接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本之中。接入設(shè)備的網(wǎng)元管理系統(tǒng)要求支持采用協(xié)議的遠程配置和監(jiān)視訪問，而考慮到網(wǎng)元管理系統(tǒng)的安全性，用戶數(shù)據(jù)傳送的網(wǎng)段和網(wǎng)元管理系統(tǒng)所在網(wǎng)段應(yīng)在路由上分開。隨著接入系統(tǒng)規(guī)模的增長和數(shù)據(jù)用戶需求的增多，邊緣路由器在提供相應(yīng)增長的端口數(shù)量的同時，還應(yīng)具備交換的功能，而在用戶側(cè)的設(shè)備也應(yīng)具備連接大型企業(yè)用戶域網(wǎng)和路由的能力。7傳輸模式采用傳送模式的接入系統(tǒng)中，局端設(shè)備上行鏈路的數(shù)據(jù)接口通常為標準的接口，并可直接或通過本地傳輸網(wǎng)絡(luò)與交換機相連。傳輸系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據(jù)格式為信元。而接入系統(tǒng)的用戶端設(shè)備上通?？商峁┗虻膽?yīng)用接口。采用模式的數(shù)據(jù)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有時也被

20、稱為結(jié)構(gòu)。由于局端設(shè)備通常在數(shù)據(jù)傳送通道上僅支持單純的交叉和復(fù)用功能，接入系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通道的路由仍需由連接在交換網(wǎng)上的邊緣接入路由器來解決，因此接入路由設(shè)備也應(yīng)考慮在接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本之中。接入設(shè)備的網(wǎng)元管理系統(tǒng)要求支持采用協(xié)議的遠程配置和監(jiān)視訪問，并可直接通過接口或通過接口經(jīng)路由設(shè)備與寬帶網(wǎng)絡(luò)相連。由于目前這種系統(tǒng)通常使用專用的（）與被管理網(wǎng)元連接，因此系統(tǒng)具有較好的安全性。隨著接入系統(tǒng)規(guī)模的增長和數(shù)據(jù)用戶需求的增多，接入系統(tǒng)用戶側(cè)設(shè)備還應(yīng)具備連接大型企業(yè)用戶局域網(wǎng)的路由功能或支持用戶側(cè)路由器的能力。8 總結(jié)發(fā)展存在的問題技術(shù)具有許多優(yōu)越性，但我們同樣要一分為二。目前的技術(shù)仍控制在少數(shù)國外大公司手中，這種情況可能造成技術(shù)壟斷。一些服務(wù)器的性能還遠遠不能與所提供的帶寬相適應(yīng)。兩大主流標準和都有支持自己的生產(chǎn)廠家，標準暫時不能統(tǒng)一。由于方案以現(xiàn)有的電話雙絞銅線為接入線路，而電