[信息與通信]智能小區(qū)寬帶多媒體接入

1、小區(qū)寬帶多媒體接入小區(qū)寬帶多媒體接入ptic中國(guó)郵電工業(yè)總公司培訓(xùn)中心方 濤 telfax區(qū)寬帶多媒體接入小區(qū)寬帶多媒體接入ancpncnsnsncpn：用戶駐地網(wǎng)an： 接入網(wǎng)cn： 核心網(wǎng)sn： 業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)小區(qū)寬帶多媒體接入小區(qū)寬帶多媒體接入 現(xiàn)代化住宅小區(qū)已不僅是傳統(tǒng)意義上的蔽身之所，而是朝著智能化小區(qū)的方向發(fā)展，在高度的安全性、舒適的生活環(huán)境、便利的通訊方式、綜合的信息服務(wù)和家庭智能化等五個(gè)層次上不斷地向前發(fā)展，以滿足居民不斷出現(xiàn)的新需求。小區(qū)寬帶多媒體接入小區(qū)寬帶多媒體接入 特別是90年代以來(lái)，“信息高速公路”的浪潮席卷了整個(gè)世界

2、。處于網(wǎng)絡(luò)未梢的用戶對(duì)數(shù)據(jù)高速傳送的需求日益增加，用戶對(duì)住宅的要求早已不是僅局限于對(duì)土建的要求，而是更多地關(guān)注于 “信息” ，如：上網(wǎng)、vod、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，其中，呼聲最強(qiáng)烈的就是高速上網(wǎng)。但是，不管我們想要獲取什么信息，我們都離不開一個(gè)問(wèn)題 接入，高速接入。小區(qū)寬帶多媒體接入小區(qū)寬帶多媒體接入課程安排： 一）一）xdsl； 二）二）hfc； 三）三）oan； 四）以太網(wǎng)接入。四）以太網(wǎng)接入。 對(duì)于上網(wǎng)而言，在目前模擬modem是internet接入方式的主流，對(duì)于眾多個(gè)人用戶來(lái)講，最簡(jiǎn)便最實(shí)惠的方法就是將自己的pc機(jī)通過(guò)modem與internet服務(wù)商（isp）相連，既撥號(hào)上網(wǎng)。這種接入方式

3、收費(fèi)低、接入簡(jiǎn)單靈活，但它有顯著的缺陷：前前 言言w 占用電話線路。用戶在撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)不能撥打電話，同時(shí)也造成了公共電話網(wǎng)的擁塞。w 通信建立時(shí)間長(zhǎng)，速率不穩(wěn)定。 modem的w 速率受限。市場(chǎng)上56kb/s 調(diào)制解調(diào)器基本已是極限速率。前前 言言前前 言言 那么為什么對(duì)絞銅線只能傳輸上限56kbs的數(shù)據(jù)呢？ 實(shí)際上56kbs并不是對(duì)絞銅線傳輸能力的上限，而是通信網(wǎng)中的程控交換機(jī)有限制，它對(duì)電話通信只是分配一個(gè)話音頻帶。雖然用戶傳送的是數(shù)據(jù)信息，但交換機(jī)并不知道它是modem傳來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)，而只是把它當(dāng)作話音信號(hào)看待。前前 言言 如果我們要用對(duì)絞銅線高速傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，就必須避開話音交換機(jī)接入，這

4、是高速dsl技術(shù)能實(shí)現(xiàn)高速接入的基本條件。因?yàn)閷?duì)絞銅線本身并不限制數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，只要避開窄帶交換機(jī)，用戶就可以把寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)送進(jìn)主干網(wǎng)。前前 言言帶寬的概念 什么是帶寬？ 我們所說(shuō)的帶寬，一般指的是信道帶寬。在銅介質(zhì)布線系統(tǒng)中，每百米雙絞線的信道帶寬通常用mhz來(lái)表示。 信道帶寬是指在信噪比確定不變的情況下信道帶寬是指在信噪比確定不變的情況下信道頻率的范圍。信道頻率的范圍。前前 言言 在以mhz來(lái)計(jì)量的信道帶寬與以mbits來(lái)計(jì)量的信息傳輸能力或數(shù)據(jù)傳輸速率之間有著很密切的關(guān)系。甚至許多人一直認(rèn)為，帶寬等于速率，實(shí)際上，這種提法是錯(cuò)誤的，下面我們以一個(gè)比喻來(lái)說(shuō)明二者的關(guān)系。前前 言言 帶寬可

5、比作高速公路上行車道的數(shù)量（并排行車的數(shù)量），數(shù)據(jù)傳輸速率可比作交通流量或每小時(shí)車輛通過(guò)某一路段的數(shù)量。 我們修寬路的目的是為了使車輛高速、無(wú)阻塞的行駛；同理，我們需要高帶寬線纜的目的也只有一個(gè)，就是使數(shù)據(jù)高速、無(wú)阻塞、可靠的傳輸。前前 言言 隨著車輛的增多（網(wǎng)絡(luò)中要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的增多）如何擴(kuò)大交通流量（速率）的問(wèn)題就提了出來(lái)。擴(kuò)大交通流量有兩種方法：一種方法是加寬高速公路，而另一種方法則是改善路面質(zhì)量和消除瓶頸。類似地，讓可用帶寬頻率內(nèi)的每個(gè)hz頻率攜帶更多的信息比特位也是可行的，但這需要線纜有更優(yōu)良的信噪比。前前 言言 帶寬與信息傳輸能力之間的關(guān)系是很久以前由一個(gè)名叫claude shann

6、on的人發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)他是貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的一位工程師。所以，這一規(guī)律被稱為shannon定律。 isdn雖然可以提供128k的接入速率，且支持話音數(shù)據(jù)同傳。但是對(duì)于象視訊會(huì)議等中速接入業(yè)務(wù)就已無(wú)能為力。vod（視像點(diǎn)播）、遠(yuǎn)程醫(yī)療等業(yè)務(wù)更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 因?yàn)楝F(xiàn)在的internet實(shí)在太慢，所以 internet上w w w（word wide web）業(yè)務(wù)被人戲稱為“word wide wait”。前前 言言前前 言言isdn簡(jiǎn)介 isdn用戶網(wǎng)絡(luò)接口中有兩個(gè)重要概念：即通路類型和接口結(jié)構(gòu)。 通路表示接口信息傳送能力。 通路根據(jù)速率、信息性質(zhì)以及容量可以分成幾種類型，稱為通路類型。 通路類型的組合

7、稱為接口結(jié)構(gòu)，它規(guī)定了在該結(jié)構(gòu)上最大的數(shù)字信息傳送能力。前前 言言通路類型 通路是提供業(yè)務(wù)用的具有標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率的傳輸信道。在對(duì)承載業(yè)務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，需要相應(yīng)地對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的通路加以標(biāo)準(zhǔn)化。通路有兩種主要類型，一種類型是信息通路，為用戶傳送各種信息流；另一種是信令通路，它是為了進(jìn)行呼叫控制而傳送的信令信息。根據(jù)ccitt建議，在用戶網(wǎng)絡(luò)接口處向用戶提供的通路有如下類型：前前 言言b通路：64kbits，供用戶信息傳遞用。d通路：16kbits或64kbits，供信令和分組數(shù)據(jù)傳輸使用。 h0通路：384kbits，供用戶信息傳遞用（如立體聲節(jié)目、圖像和數(shù)據(jù)等）。h11通路：1536kbi

8、ts，供用戶信息傳遞用（如高速數(shù)據(jù)傳輸、會(huì)議電視等）。h12通路：1920kbits，供用戶信息傳遞用（如高速數(shù)據(jù)傳輸、圖像會(huì)議電視等）。前前 言言 目前使用最普遍的是b通路，它可以利用已經(jīng)和正在形成中的 64kbits交換網(wǎng)絡(luò)傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等各類信息，還可以作為用戶接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的入口信道。 前前 言言2、接口結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)化的isdn用戶網(wǎng)絡(luò)接口有兩類（見表1），一類是基本速率接口，另一類是基群速率接口。前前 言言類型 速 率 結(jié) 構(gòu) 注基本 144接口 kb/s2b+d d=16kb/s基群接口1.544mb/s或2.048mb/s 23b+d(1.544mb/s) d=64kb/s30b

9、+d(2.048mb/s) d=64kb/s表一 要實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)信息大量流動(dòng)的迫切要求，就必須使信息網(wǎng)絡(luò)寬帶化。信息網(wǎng)絡(luò)寬帶化包括干線、交換節(jié)點(diǎn)和接入網(wǎng)寬帶化。其中接入網(wǎng)的寬帶化顯得尤其突出。 接入網(wǎng)寬帶化的最終目標(biāo)是用光纖取代現(xiàn)有銅雙絞線，實(shí)現(xiàn)ftth（光纖到用戶）。但這需要巨大的投資和比較長(zhǎng)的建設(shè)周期。 用戶對(duì)多媒體通信的迫切要求與ftth長(zhǎng)時(shí)間的建設(shè)周期形成了矛盾。前前 言言 近幾年來(lái)，隨著用戶對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求的迅速增長(zhǎng)和電信市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，人們提出了實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)寬帶化的多種過(guò)渡措施。這些措施大致可分為兩類：1. 建立在有線電視catv基礎(chǔ)上基于cable modem技術(shù)的hfc方式；2.建立

10、在現(xiàn)有銅雙絞線基礎(chǔ)上的各種數(shù)字用戶環(huán)路xdsl技術(shù)；前前 言言二、xdsl技術(shù)的歷史及發(fā)展 70年代后期，美國(guó)率先開始研究如何利用雙絞銅線對(duì)用戶提供n-isdn基本速率業(yè)務(wù)。 80年代中期，美國(guó)bellcore提出了數(shù)字用戶線（dsl：digital subscriber line）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了2b+d基本速率的傳輸。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 進(jìn)一步改善通信質(zhì)量后，又誕生了高比特?cái)?shù)字用戶線hdsl（h igh-bit-rate digital subscriber line）技術(shù)，完成了t1的傳輸，最大傳輸距離在3.7km。 90年代初，美國(guó)一些電話公司希望在原有電話線上提供vod（video

11、 on demand）業(yè)務(wù)。這種需要導(dǎo)致了非對(duì)稱數(shù)字用戶線adsl技術(shù)誕生。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) adsl上，下行傳輸速率不對(duì)稱，下行速率可達(dá)到8mb/s,上行速率可達(dá)到640kb/s，非常適合提供交互式視頻業(yè)務(wù)。但vod（視像點(diǎn)播）業(yè)務(wù)并沒有像人們預(yù)期的那樣出現(xiàn)高潮，adsl技術(shù)在人們的記憶中逐漸消失了。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 1995年以后，隨著internet，特別是基于web瀏覽業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，adsl重新得到了人們廣泛的關(guān)注。因?yàn)閍dsl不僅比話帶 modem和isdn bra提供了高得多的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且adsl的數(shù)據(jù)傳輸方式正好與web瀏覽器的需要是一致。 最近人們?cè)赼dsl

12、基礎(chǔ)上，以提出vdsl技術(shù)，下行速率最高可達(dá)52mb/s.xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)技 術(shù) 類 別傳 輸 速 率線 對(duì)應(yīng) 用h d s lt 1 或e12 或3t 1/e1 ， l a n ，in te rn e t 接 入s d s lt 1 或e11同 上a d s l1.5 8 m （ 下 行 ）16 -6 4 0 k b /s （ 上 行 ）1in te rn e t接入，v o d ,l a n接 入 等r a d s l類 似a d s l ， 速 率 自適 應(yīng)1同 上v d s l13 5 2 m b /s （ 下 行 ）1.5 2 .3 m b /s （ 上

13、行 ）1in te rn e t接入 ， v o d ，l a n接 入 ， h d t vxdsl接入技術(shù)接入技術(shù)技 術(shù) 類 別標(biāo) 準(zhǔn)傳 輸 距 離 (0.5)hdslansi, etsidtr/dm-30173.7kmsdsl無(wú)2.7kmadslansi t1.4133.7kmradsl無(wú)取 決 于 速 率vdslansi， davic研 究 中1.5km 1.0km0.3km速率越高，傳輸距離越近xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl idsl hdsl adsl vdsl otherxdsl技術(shù)族技術(shù)族接入設(shè)備64kbps 128kbps 1.5-2mbps 6mbps 20mbpsmode

14、m14.4-56kbpsisdn語(yǔ)音/傳真數(shù)據(jù) internet接入sdslhdsl中速internet接入可視電話視訊會(huì)義adsl視頻點(diǎn)播高速internetr接入vdslxdsl發(fā)展趨勢(shì)hdtvxdsl接入技術(shù)接入技術(shù)三、高比特率數(shù)字用戶線（hdsl） hdsl采用了高速自適應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)和先進(jìn)的信號(hào)處理器，因而可以自動(dòng)處理環(huán)路中的近端串音、噪聲對(duì)信號(hào)的干擾、橋接和其它損傷，適應(yīng)多種混合線路或橋接條件，無(wú)需再生中繼器傳輸距離可達(dá)3km-5km（0.4-0.6mm線徑）。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)whdsl工作原理 hdsl可以在現(xiàn)有普通雙絞電話線上傳輸雙向t1/e1信號(hào)。hdsl傳輸系統(tǒng)含有

15、兩套設(shè)備，htu-c轉(zhuǎn)換設(shè)備放在中心局，htu-r轉(zhuǎn)換設(shè)備放在用戶端。htu-c、htu-r均含有相應(yīng)發(fā)送接收部分。hdsl在兩對(duì)或三對(duì)雙絞線上傳輸。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)hdsl系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：端局交換機(jī)e12或3對(duì)雙絞線用戶hdsl局端設(shè)備hdsl遠(yuǎn)端設(shè)備e1g.703v35x.21eia-530xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 用戶接口映射電路公共電路hdsl收發(fā)器公共電路映射電路用戶接口hdsl收發(fā)器htu-chtu-rpcm接口g.703pcm接口g.703hdsl接口xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 用戶接口部分主要完成碼型轉(zhuǎn)換，將遵從g.703建議的2mbps碼流轉(zhuǎn)換成2mbps nrz碼流，或完成

16、相反轉(zhuǎn)換；映射部分將輸入碼流分成二到三部分，映射到hdsl核心幀上；公共電路對(duì)每路核心幀加上幀同步字，維護(hù)/開銷比特，形成hdsl幀結(jié)構(gòu)。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) hdsl收發(fā)器是整個(gè)傳輸系統(tǒng)的核心。hdsl發(fā)送單元將hdsl碼流進(jìn)行線路編碼，經(jīng)d/a變換后送至發(fā)送濾波器進(jìn)行脈沖整形，然后發(fā)送出去。接收時(shí)，先通過(guò)接收濾波器濾除去帶外噪聲，再經(jīng)過(guò)回波抵消器、均衡器，及線路解碼后變換成hdsl碼流送到公共部分?；夭ǖ窒饔糜谙€路阻抗不匹配和混合線圈不平衡引起的回聲，使hdsl更適應(yīng)于多線徑混連的雙絞線。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 自適應(yīng)均衡器可以消除前續(xù)字符和后續(xù)字符的影響?；夭ǖ窒骷熬饩?/p>

17、用自適應(yīng)算法。不斷跟蹤線路的微小變化，使hdsl技術(shù)比同樣采用2b1q線路碼的isdn具有更高速率。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)w hdsl系統(tǒng)中的線路編碼 hdsl系統(tǒng)中有若干編碼、調(diào)制方法可供選擇，其中包括2b1q基帶編碼、無(wú)載波調(diào)幅調(diào)相（cap）和離散多音頻編碼（dmt）。hdsl系統(tǒng)中常用的為2b1q和cap調(diào)制方式。 （dmt固有的時(shí)延難以滿足hdsl要求的500us端到端傳輸延時(shí)的要求；并且dmt需要較復(fù)雜的模數(shù)轉(zhuǎn)換）xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)2b1q碼-1-2+2+1xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 2b1q碼是用一位四進(jìn)碼組，表示2位二進(jìn)碼組。

18、其對(duì)應(yīng)關(guān)系為： 00 -2；01 -1；10 +1；11 +22b1q碼是雙極性四電平碼，一般不含直流分量， 2b1q碼可以將傳輸波特率降低50%，誤碼率為10的負(fù)7。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)cap碼 cap碼與qam基本相同，唯一的區(qū)別是cap不用載波，而qam用載波。 cap碼的原理是：將碼流變換成兩路，分別通過(guò)兩個(gè)數(shù)字橫向帶通濾波器，然后將兩路信號(hào)相加既為cap碼。（兩個(gè)數(shù)字帶通濾波器的幅頻特性相同，相頻特性相差90度） 2b1q實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，與isdn兼容性 好，技術(shù)成熟抗干擾性差傳輸距離近c(diǎn)ap電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜抗干擾性強(qiáng)傳輸距離遠(yuǎn)，誤碼率低xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)hdsl的系統(tǒng)配置方式有三種

19、：w 點(diǎn)到點(diǎn)全容量配置 此時(shí)hdsl系統(tǒng)相當(dāng)于純線路設(shè)備，局端機(jī)成為線路終端（lt），遠(yuǎn)端機(jī)成為網(wǎng)絡(luò)終端（nt）。可以支持的主要業(yè)務(wù)有isdn-pra、2mb/s幀結(jié)構(gòu)租用線，2mb/s無(wú)幀結(jié)構(gòu)租用線。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)w點(diǎn)到點(diǎn)部分容量配置 此時(shí)hdsl系統(tǒng)允許部分時(shí)隙的信號(hào)經(jīng)2mb/s信號(hào)格式傳送，可以支持的業(yè)務(wù)有部分利用的租用線，nx64kb/s業(yè)務(wù)及部分利用的isdn-pra業(yè)務(wù)等。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)w 點(diǎn)到多點(diǎn)配置 此時(shí)hdsl系統(tǒng)必須處在部分容量配置方式，再結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)部的交叉連接功能可以使單個(gè)局端機(jī)與多個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)相連，每個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)的容量分配可以通過(guò)控制和分配時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。xds

20、l接入技術(shù)接入技術(shù)hdsl應(yīng)用舉例 1. e1到用戶 htu-chtu-re1e1交換機(jī)mux或pabxxdsl接入技術(shù)應(yīng)用接入技術(shù)應(yīng)用e1/v.35htu-chtu-re1/v.35ethernetibm compatibleibm compatibleibm compatibleibm compatibleibm compatibletoken-ringibm compatibleibm compatibleibm compatibleibm compatible路由器路由器l hdsl應(yīng)用舉例4. 局域網(wǎng)互聯(lián)xdsl接入技術(shù)應(yīng)用接入技術(shù)應(yīng)用hdsl應(yīng)用舉例5. 多媒體網(wǎng)絡(luò)的寬頻需求htu

21、-chtu-rg.703v.35x.21x.25eia-530g.703v.35x.21x.25eia-530多媒體智能大樓xdsl接入技術(shù)應(yīng)用接入技術(shù)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：whdsl安裝簡(jiǎn)單，只需在線路兩端加裝hdsl設(shè)備即可。hdsl在無(wú)中繼情況下可以延長(zhǎng)e1/t1的傳輸距離，因而降低了e1/t1的安裝成本，縮短了安裝周期。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)whdsl采用數(shù)字技術(shù)，可以獲得比原模擬信號(hào)高的質(zhì)量，采用先進(jìn)dsp技術(shù)及串音技術(shù)，消除了串音現(xiàn) 象，傳輸質(zhì)量接近光纖水平。whdsl使用靈活，可以在一對(duì)線上提供t1或e1速率， 稱之為sdsl，其最大傳輸距離可達(dá)3km。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)四、非對(duì)稱數(shù)

22、字用戶線（adsl） hdsl要用兩對(duì)（或三對(duì)）雙絞線進(jìn)行傳輸，最高傳輸速率也只有 1.544mb/s或2.048mb/s。對(duì)于大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)，他們只擁有一對(duì)電話線，他們希望能在一對(duì)雙絞線上開通電話、hdtv、交互式數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。在這種情況下adsl系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) adsl利用現(xiàn)有雙絞線傳輸非對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從中心局到用戶端方向（下行）速率最高可達(dá)8mb/s，從用戶端到中心局方向（上行）速率較低，可達(dá)640kb/s。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 交換機(jī)adsl局端設(shè)備adsl遠(yuǎn)端設(shè)備用戶終端用戶終端1.5mb/s-8mb/s16kb/s-640kb/sxdsl接入技術(shù)接入技

23、術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)注：兩端的話音分離器可以分別集成到各自端的adsl設(shè)備內(nèi)部 adsl系統(tǒng)的基本原理是“不對(duì)稱”即在下行方向傳送高速數(shù)字信號(hào)，而在上行方向用戶發(fā)送機(jī)工作在很低頻率。這樣可以保證用戶側(cè)的串音比對(duì)稱傳輸系統(tǒng)低很多，從而確保傳輸距離。 xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 在adsl收發(fā)機(jī)中使用帶通調(diào)制方式，可以將高速數(shù)字信號(hào)安排在普通電話頻段的高頻側(cè)，再用濾波器濾除諸如環(huán)路不連續(xù)點(diǎn)和振鈴引起的瞬態(tài)噪聲干擾后即可與現(xiàn)有電路信號(hào)在同一對(duì)雙絞線上共存而互不影響。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)adsl系統(tǒng)中的頻率劃分 adsl將0-1mhz頻譜分成三個(gè)頻段：w pots頻段：即模擬電話頻帶，占用0-

24、4khz帶寬。adsl系統(tǒng)利用無(wú)源濾波器將電話信道與高頻信號(hào)分離。這樣，電話業(yè)務(wù)和adsl業(yè)務(wù)將互不影響。用戶在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)可以打電話，而數(shù)據(jù)速率保持不變。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)中速上行信道：用于傳送上行數(shù)字信息。 下行數(shù)字信道：利用先進(jìn)編碼調(diào)制技術(shù)，可傳送8mbps下行數(shù)據(jù)。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 無(wú)源耦合 的pots下行信道1050上行信道xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) adsl設(shè)備連接分為兩端：用戶端設(shè)備和服務(wù)提供端設(shè)備。其中用戶端設(shè)備包括pots（plain old telephone service）分流器和adsl modem。pots分流器用于將話音和數(shù)據(jù)傳輸分開，使得將話音傳向

25、電話機(jī)，將數(shù)據(jù)送到adsl modem，adsl modem用于將需接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)傳輸碼，以獲得高速率和遠(yuǎn)距離傳輸。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)adsl遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端cpe設(shè)備功能設(shè)備功能與用戶終端的接口 -atm25.6mb/s接口 -ethernet 10base-t接口 -usb和pci接口adsl atu-r調(diào)制解調(diào)功能rfc1483 multiprotocal encapsulation over aal5multiport self-learning transparent bridge adsl話音分離器數(shù)字圖像和語(yǔ)聲控制主配線架話音分離器 公用 電話網(wǎng)骨干網(wǎng)交接箱分線盒雙絞線

26、話機(jī)端局用戶dslam（adsl+sam）xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 服務(wù)提供端設(shè)備主要有dsl訪問(wèn)多路復(fù)用器（dslam）等 設(shè)備。dslam設(shè)備由中心點(diǎn)adsl modem和服務(wù)訪問(wèn)多路復(fù)用器sam組成。其主要功能是將許多用戶的adsl線路集聚在一起，向pstn重定向語(yǔ)音和高速線路傳輸數(shù)據(jù),并具有與其它設(shè)備連接的接口。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) dmt調(diào)制技術(shù) adsl利用銅雙絞線的0-1mhz頻帶進(jìn)行信號(hào)傳輸。用戶環(huán)路中銅雙絞線的傳輸特性比較復(fù)雜，取決于很多因素。在頻率為1mhz時(shí)，有些線路的衰減非常高，已經(jīng)超過(guò)了100db，隨著頻率的升高，信道的噪聲特性也變得非常復(fù)雜，近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的

27、影響都不能忽略。銅雙絞線復(fù)雜的線路傳輸特性決定了adsl系統(tǒng)必須采用一種特殊的調(diào)制方式。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 在adsl發(fā)展的初期，有三種線路調(diào)制方式可供選擇，它們是正交幅度調(diào)制（qam），無(wú)載波調(diào)幅調(diào)相（cap）和離散多音頻（dmt）技術(shù)。理論和實(shí)驗(yàn)均表明，dmt的性能明顯優(yōu)于其它兩種方式，因而在adsl系統(tǒng)中，一般采用dmt技術(shù)（標(biāo)準(zhǔn)推薦）。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) dmt又稱多載波調(diào)制，是一種正交的頻分復(fù)用方式，采用正交幅移鍵控方式。最大優(yōu)點(diǎn)是發(fā)送和接收都可利用高效的快速付里葉變換和反變換來(lái)實(shí)現(xiàn)，其作用是完成qam信號(hào)與數(shù)字形式的副載頻信號(hào)之間的變換，再利用數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波器構(gòu)成模擬信

28、號(hào)。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) dmt技術(shù)的基本原理是把可用帶寬（1mhz以下）分成256個(gè)獨(dú)立的正交子信道，每個(gè)子信道帶寬為4.3125khz，根據(jù)信道的性能（如信噪比、噪聲、衰減等），把輸入數(shù)據(jù)自適應(yīng)地分配到每一個(gè)子信道上。如果某一個(gè)子信道無(wú)法承載數(shù)據(jù)，則簡(jiǎn)單予以關(guān)閉，而對(duì)于那些可用子信道，一個(gè)碼元包絡(luò)內(nèi)可載送1-11比特信息。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 直流1.1mhzp總共256個(gè)信道f4khzdmt傳輸xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 從性能上看，dmt是比較理想的方式，信噪比高、傳輸距離遠(yuǎn)（同樣距離下傳速率較高）。但dmt也存在一些問(wèn)題，比如dmt對(duì)某個(gè)子信道的比特率進(jìn)

29、行調(diào)整時(shí)，會(huì)在該子信道的頻帶上引起噪聲，對(duì)相鄰子信道產(chǎn)生干擾。而且相對(duì)cap來(lái)講，dmt實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。目前cap產(chǎn)品較為成熟。adsl的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) adsl作為一項(xiàng)物理層的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可以支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供寬帶業(yè)務(wù)和應(yīng)用，如視頻點(diǎn)播（vod），遠(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程教學(xué)等。 adsl的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可有多種，這取決于具體的應(yīng)用和所提供的寬帶業(yè)務(wù)類型。下面給出三種可能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) ip方式 利用adsl提供internet接入是當(dāng)前最受關(guān)注的應(yīng)用之一。在internet中，上下行業(yè)務(wù)不對(duì)稱性為1：10，因此adsl固有的非對(duì)稱性將會(huì)使adsl在internet接入及視頻服務(wù)中有

30、著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)adsl論壇的規(guī)定，ip包可以在adsl上直接傳輸，利用adsl可以實(shí)現(xiàn)intranet接入，lan和lan的互連等。 xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) ip骨干網(wǎng)internet或intraanet接入網(wǎng)ip lan 業(yè)務(wù)提供者路由器 cpe路由器adsl傳輸ip包幀中繼，atm或快速/gbit級(jí)以太網(wǎng)（短距離鏈路）atu-catu-catu-ratu-r接入集中器（或幀中繼交換機(jī)）以太網(wǎng)家用pc，或具以太網(wǎng)nic的機(jī)頂盒/tv的聯(lián)合體xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) atu-c是adsl系統(tǒng)的局端模塊，atu-r是用戶端模塊。atu-r可以直接與pc機(jī)的總線相連，也可通過(guò)以太網(wǎng)與

31、pc機(jī)相連，pc機(jī)通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（ppp）協(xié)議建立internet連接。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) atm方式 根據(jù)adsl論壇的規(guī)定atm信元可以直接在adsl信道上傳輸，因此利用adsl可以提供費(fèi)用較低的 atm連接。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)atu-catu-catu-ratu-ratm業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接往其他的lan、視頻服務(wù)器、 ip網(wǎng)絡(luò)（通過(guò)ip over atm)、或附屬于atm的視頻會(huì)議單元。 atm over adslatm接入集中器cpe atm交換atm lan家用pc，或帶有atm 25nic的機(jī)頂盒/tv的聯(lián)合體xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 電路交換方式 專用租

32、用線網(wǎng)絡(luò)atu-catu-rt1/t3線路pbx主機(jī)路由器lan復(fù)用器cpe復(fù)用器用adsl實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)租用線業(yè)務(wù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)adsl的應(yīng)用的應(yīng)用potssplitter原有的室內(nèi)布線單獨(dú)的modem線adsl的應(yīng)用的應(yīng)用adsl的發(fā)展的發(fā)展g.lite 雖然從理論上看，adsl系統(tǒng)中adsl信號(hào)（數(shù)據(jù)信號(hào)）和話音信號(hào)占用不同的頻帶傳輸，相互之間不會(huì)干擾，但由于電話設(shè)備的非線性響應(yīng)，高頻段的adsl信號(hào)會(huì)干擾電話業(yè)務(wù)；同樣，電話信號(hào)也會(huì)干擾adsl信號(hào)。所以，adsl系統(tǒng)必須在用戶端安裝防止數(shù)據(jù)信號(hào)和電話信號(hào)互相干擾的分離器（splitter），而且安裝工作必須由專門的技術(shù)人員完成。這

33、極大地影響了adsl技術(shù)的普及。adsl的發(fā)展的發(fā)展g.lite 為使 adsl技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用， adslmodem的使用應(yīng)該象傳統(tǒng)的modem那樣簡(jiǎn)單，將電話線插入即可使用，即支持即插即用。這促使了一種adsl標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生： itut于1998年10月制定了無(wú)需分離器的g.992.2（又稱g.lite）標(biāo)準(zhǔn)。g.lite modem的價(jià)格比adsl modem便宜，支持t1.413標(biāo)準(zhǔn)的adsl設(shè)備也能夠通過(guò)軟件升級(jí)支持g.lite。（北美叫uadsl）adsl的發(fā)展的發(fā)展g.lite 通常一種新的標(biāo)準(zhǔn)要得到廣泛的接受是需要較長(zhǎng)時(shí)間的。但對(duì)g.lite卻不是這樣。由世界上主要的電信公司和康

34、柏、英特爾和微軟等計(jì)算機(jī)公司組成了uawg，其目的是開發(fā)出符合g.lite標(biāo)準(zhǔn)的支持即插即用的modem。 g.lite標(biāo)準(zhǔn)支持傳輸速率的自適應(yīng)。它的數(shù)據(jù)傳輸速率不僅和傳輸距離有關(guān)，而且和屋內(nèi)的布線情況以及所連接的電話設(shè)備有關(guān)。adsl的發(fā)展的發(fā)展g.lite 在良好的環(huán)境中，當(dāng)下行速率1.5mbps、上行速率384kbp/s時(shí)可以傳輸18，000英尺，并且限制傳輸速率低于該值。為避免g.lite modem影響電話設(shè)備，當(dāng)g.lite modem檢測(cè)到電話摘機(jī)時(shí)就將發(fā)送功率減小，同時(shí)傳輸速率也要相應(yīng)減小。用戶掛機(jī)后，發(fā)送功率和傳輸速率又會(huì)恢復(fù)。所以，最好不要使用adsl modem傳送需要保

35、證比特率的業(yè)務(wù)，除非可以確定傳送時(shí)不使用電話。adsl的發(fā)展的發(fā)展g.lite g.lite的產(chǎn)生并不是對(duì)高速adsl技術(shù)的否定。相反，g.lite的產(chǎn)生正是為了更好地引導(dǎo)用戶進(jìn)入高速銅線傳輸?shù)氖澜?。?dāng)一部分用戶逐漸感到需要比g.lite更高的數(shù)據(jù)率時(shí)，就會(huì)轉(zhuǎn)而使用較為復(fù)雜的高速adsl技術(shù)。adsladsl的應(yīng)用的應(yīng)用 目前，adsl的熱潮席卷世界各地，pc業(yè)界領(lǐng)袖microsoft、intel、compaq等以及世界范圍內(nèi)各大網(wǎng)絡(luò)公司3com、cisco、siemens、alcatel、paradyne等相繼推出adsl的產(chǎn)品并致力于adsl的發(fā)展；全球許多電信公司、isp也紛紛推廣各自的

36、adsl服務(wù)，北美、新加坡等地率先正式投入營(yíng)業(yè)，日本、韓國(guó)等國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也已進(jìn)入試驗(yàn)階段。adsladsl的應(yīng)用的應(yīng)用 中國(guó)電信在北京、上海、廣東、福建等地已進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試并開始試驗(yàn)性推廣，而深圳已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用階段。 深圳的adsl線路已經(jīng)提供了internet高速寬帶接入的服務(wù)，用戶只要通過(guò)adsl接入，訪問(wèn)相應(yīng)的站點(diǎn)便可免費(fèi)享受多種寬帶多媒體服務(wù)，如深圳視聆通寬帶網(wǎng)站點(diǎn)與廣州視聆通寬帶網(wǎng)站點(diǎn)上的視頻點(diǎn)播音樂廳、網(wǎng)上劇場(chǎng)等；深圳游戲中心上的網(wǎng)上游戲；深圳電視臺(tái)上的網(wǎng)絡(luò)電視等。五、vdsl 隨著網(wǎng)絡(luò)光纖化的逐步推進(jìn)，用戶接入部分銅雙絞線越來(lái)越短，人們?cè)赼dsl基礎(chǔ)上提出了一種能夠在

37、短距離線路上提供更高數(shù)據(jù)傳輸速率的用戶環(huán)路技術(shù)，即甚高速率數(shù)字用戶線（vdsl）。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 甚高速率數(shù)字用戶線（ vdsl）可以分為兩類：一）是住家用戶的，二）是企業(yè)事業(yè)用戶的。 提供住家用戶使用的是非對(duì)稱vdsl，而提供企業(yè)事業(yè)用戶的則是對(duì)稱vdsl。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 在每一住家用戶的一對(duì)對(duì)絞銅線上，既傳送電話和isdn信號(hào)，又傳送vdsl信號(hào)，兩類信號(hào)可同時(shí)存在。對(duì)絞銅線的頻譜分配是：0hz120khz給電話和isdn，300khz30mhz給vdsl。兩種頻段可以由分離器（splitter）分開。用戶和交換局各設(shè)置一個(gè)這樣的分離器。在用戶地

38、點(diǎn)，普通電話機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)經(jīng)過(guò)vdslmodem分別連接分離器，一同在對(duì)絞銅線上傳輸。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 而在交換局的分離器，一方面把電話或isdn信號(hào)連往窄帶通信網(wǎng)，送往對(duì)方用戶電話機(jī)，另一方面把對(duì)絞銅線傳來(lái)的用戶vdslmodem的信號(hào)連往交換局的vdslmodem，送到核心網(wǎng)，經(jīng)sdh連至internet業(yè)務(wù)提供者（isp），也可以連至數(shù)字電視臺(tái)。這樣，每一住家用戶可以按需要得到internet接入，也可以得到vod業(yè)務(wù)，vdsl的下行線路足夠傳輸大量數(shù)據(jù)或電視節(jié)目或高清晰電視（hdtv）。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 對(duì)于企業(yè)事業(yè)單位辦理業(yè)務(wù)，更多地需要使用對(duì)稱的vdsl。如果對(duì)

39、絞銅線長(zhǎng)度小于1km，傳輸數(shù)據(jù)速率可為13mbs，如果長(zhǎng)度小于300m，則數(shù)據(jù)速率可達(dá)26mbs。這些單位如在各自地區(qū)內(nèi)建立專用的局域網(wǎng)（lan），每座房屋如果相距不超過(guò)0.51.5km，則它們之間可以利用對(duì)絞銅線連接，如為atm，數(shù)據(jù)速率可達(dá)25.6mbs，如為以太ip，則數(shù)據(jù)速率可以是10mbs，利用vdslmodem實(shí)現(xiàn)高速率傳輸是經(jīng)濟(jì)合算的。 vdsl可以在1500m長(zhǎng)的用戶線上提供12.96mb/s的速率。當(dāng)傳輸距離小于300m時(shí)，其最大傳輸速率可以達(dá)到51.84mb/s，由于傳輸距離較短，信道特性明顯優(yōu)于adsl，采用非對(duì)稱方式，vdsl上行方向采用300-700khz帶寬，速率可

40、達(dá)1.6-2.3mb/s；下行方向采用1mhz以上帶寬，速率可達(dá)12.96-55.2mb/s。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)vdsl傳輸距離（補(bǔ)充）傳輸距離（補(bǔ)充）下行 上行 線徑 線徑mb/s mb/s 0.4mm 0.5mm12.96 1.62 1.5km 1.8km12.96 12.96 1.3km 1.5km6.48 6.48 1.5km 1.8km25.96 1.62 1.0km 1.1km 街區(qū)網(wǎng)coonuvdslvdsl光纖從onu到用戶終端之間，采用vdsl技術(shù)在雙絞線上傳輸寬帶數(shù)據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) vdsl的線路傳輸是利用離散多音頻（dmt

41、， discrete multitone）調(diào)制，即很多個(gè)不同的正交調(diào)幅（qam）信號(hào)，例如256個(gè)信號(hào)，各自對(duì)不同的中心頻率調(diào)制，它們有相同的帶寬，依次緊靠排列。vdsl的下行與上行數(shù)據(jù)傳輸，不論是不對(duì)稱的或是對(duì)稱的，都采用時(shí)分雙 工（tdd，time division duplex），俗稱乒乓（pingpong）傳輸，下行為乒、上行為乓。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) dmt與 tdd兩種技術(shù)合并，成為同步的離散多音頻調(diào)制（sdmt，sy-nchronized dmt）。vdsl將以 sdmt技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，在傳輸性能上將得到很多有利的優(yōu)點(diǎn)。在sdmt系統(tǒng)，上行和下行傳輸可以在一個(gè)頻帶，但處于不同的時(shí)

42、間。不對(duì)稱的和對(duì)稱的傳輸有同樣的超幀（superframe）。例如一個(gè)sdmt超幀，包含20個(gè)dmt符號(hào)，每一符號(hào)占時(shí)間25ps，一個(gè)超幀的時(shí)間就是500ps。每一方向傳輸完畢就有一個(gè)停歇符號(hào)。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 例如：在不對(duì)稱的情形下，先是下行傳輸16個(gè)符號(hào)、停歇1個(gè)符號(hào)，接著就是上行傳輸2個(gè)符號(hào)、停歇1個(gè)符號(hào)，總共20個(gè)dmt符號(hào)，占時(shí)間500ps。在對(duì)稱的情形下，下行傳輸9個(gè)符號(hào)。停歇1個(gè)符號(hào)，上行傳輸9個(gè)符號(hào)、停歇1個(gè)符號(hào)，總共20個(gè)dmt符號(hào)，占時(shí)間500ps。這樣20個(gè)符號(hào)占時(shí)間500ps的幀，相當(dāng)于256個(gè)音頻，每個(gè)音頻的寬度約為40khz。在上述例子，不對(duì)稱傳輸下行與上行

43、之比為8：1，對(duì)稱傳輸則為1：1。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 這樣，tdd對(duì)于不對(duì)稱傳輸下行與上行數(shù)據(jù)速率之比可以靈活安排的，而且數(shù)字信號(hào)處理和模擬器件都不復(fù)雜。由于超幀結(jié)構(gòu)是用軟件排程序，sdmtmodem既可以用于不對(duì)稱，又適用于對(duì)稱的情形。硬件可供發(fā)送機(jī)和接收機(jī)共用。這是因?yàn)閐mtmodem對(duì)發(fā)送和接收所需逆向快速傅利葉變換和正向變換（ifft-fft）是相當(dāng)?shù)?。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 用了tdd方式， modem可以在任何時(shí)間用于發(fā)送或接收，因此，每一個(gè)modem只需一套離散傅利葉變換（dft），它覆蓋整個(gè)系統(tǒng)的頻帶寬度。在整個(gè)超幀，除了停歇時(shí)間外都可適用。而且，由于發(fā)送和接收使用相同

44、頻帶，模擬器件可以簡(jiǎn)化?？傊?，vdsl使對(duì)絞銅線上傳輸很高的數(shù)據(jù)速率，但其所需的modem并不太復(fù)雜。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù) 在國(guó)際上，目前已有多家從事vdsl的研究工作，也報(bào)道了他們采用的不同技術(shù)和制式。例如有些研究對(duì)dmt系統(tǒng)采用頻分多路（fdm），調(diào)制方式采用無(wú)載波調(diào)幅與調(diào)相（cap），還有接收機(jī)內(nèi)采用判決反饋均衡器（dfe，decision feedback equalizer）等等，各有一定的作用和優(yōu)點(diǎn)。 vdsl與adsl有很大程度的相似性，均采用先進(jìn)的傳輸技術(shù)和糾錯(cuò)編碼技術(shù)，在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速率接入。目前，有許多標(biāo)準(zhǔn)化組織從事vdsl方面的工作，但vdsl的標(biāo)準(zhǔn)還很不完善。vd

45、sl尚處于定義階段，許多問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究。xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)itu-t sg15dsl標(biāo)準(zhǔn)化情況標(biāo)準(zhǔn)化情況g.991.1(g.hdsl) hdslg.991.2(g.shdsl) shdslg.992.1(g.dmt) adslg.992.2(g.lite) adsl.liteg.994.1(g.hs) xdsl握手協(xié)議g.995.1(g.ref) 數(shù)字用戶線概述g.996.1(g.test) xdsl測(cè)試協(xié)議g.997.1(g.ploam) xdsl物理層管理國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化情況（國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化情況（adsl）年 full-rate adsl技術(shù)規(guī)范年 full-rate adsl測(cè)試規(guī)范年

46、adsl.lite技術(shù)規(guī)范即將完成adsl.lite測(cè)試規(guī)范 規(guī)范起草單位：信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所 xdsl雖然存在不少實(shí)施上的困難。但是在網(wǎng)絡(luò)帶寬日益緊張的今天，xdsl技術(shù)還是受到了更多的關(guān)注，而且它離我們已經(jīng)越來(lái)越近了。當(dāng)美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柕弥?家高技術(shù)公司將為未來(lái)iternet提供超高速數(shù)據(jù)通道及必要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，他說(shuō)：“我們將結(jié)束有人把wold wide web（萬(wàn)維網(wǎng)）戲稱為wold wide wait（環(huán)球等待）的日子。”xdsl接入技術(shù)接入技術(shù)hfc接入技術(shù)接入技術(shù)hfc hfc(hybrid fiber coax)光纖同軸電纜混合體，是采用光纖和有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的寬帶接入技

47、術(shù)。下面我們具體來(lái)討論此項(xiàng)技術(shù)。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 當(dāng)有線電視網(wǎng)重建他們的網(wǎng)絡(luò)以改善現(xiàn)有的服務(wù)時(shí)，廣電選用了一種新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，通常稱之為“光纖到用戶區(qū)”，在這種體系結(jié)構(gòu)中，單根光纖用于把有線電視網(wǎng)的前端連到200-1500戶家庭的居民小區(qū)，這些光纖由前端的激光發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)，并連到光纖接收器上（一般為“節(jié)點(diǎn)”）。這些光纖接收器的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的用戶同軸網(wǎng)。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) “光纖到用戶群”（光纖到用戶區(qū)）的體系結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的由電纜組成的網(wǎng)相比較，主要好處在于它去掉了一系列的寬帶放大器，這些放大器是用來(lái)補(bǔ)償同軸干線的前端到用戶群信號(hào)衰減的，這些放大器減低了系統(tǒng)的性能，并且需要很多維護(hù)工

48、作。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 在典型“光纖到用戶群”的體系結(jié)構(gòu)中，支持標(biāo)準(zhǔn)的有線電視網(wǎng)廣播節(jié)目選擇，每個(gè)從前端出去的光纖載有相同的信號(hào)或頻道。通過(guò)使用無(wú)源光纖分離器，以驅(qū)動(dòng)多路接收節(jié)點(diǎn)，它位于前端激光發(fā)射器的輸出處。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) “光纖到用戶群”的有線電視網(wǎng)系統(tǒng)可利用單個(gè)輸出光纖以重用交互服務(wù)的帶寬。例如，在結(jié)點(diǎn)1的10頻道和結(jié)點(diǎn)2的10頻道是不同節(jié)目或數(shù)據(jù)，這種重用結(jié)合中等規(guī)模節(jié)點(diǎn)（一般要少于1000個(gè)通過(guò)的用戶）。從光纖的安裝上增加系統(tǒng)的可用帶寬，將在最大程度上升級(jí)有線電視網(wǎng)系統(tǒng)，以便把單個(gè)的波段分配給每個(gè)交互式服務(wù)的用戶。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 寬帶分布網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，把光纖用于從交

49、換中心或前端到用戶群的遠(yuǎn)距離傳送，結(jié)合同軸電纜下行到單個(gè)用戶，就如通常所說(shuō)的“混合光纖同軸電纜”。這種光纖電纜系統(tǒng)，正在由有線電視網(wǎng)作為通用的基礎(chǔ)設(shè)備鋪開。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 對(duì)于電話交換局而言，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電話線采用adsl技術(shù)，能支持1.5mbit/s到8mbit/s的帶寬。從交換中心到家庭的距離可達(dá)到8000到15000尺（依帶寬而定）。另外，還提供一個(gè)16kbit/s到64kbit/s的信號(hào)通道，從家庭回到交換局。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，adsl用于交互式視頻服務(wù)存在著問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)在安裝的電話網(wǎng)質(zhì)量參差不齊，adsl有距離的限制，還有昂貴的成本?？墒怯芯€電視的覆蓋率卻在不

50、斷上升。然而adsl對(duì)電話局來(lái)說(shuō)，還是有吸引力的。因?yàn)樽鳛橐环N方式，可以逐步引進(jìn)視頻服務(wù)而不必進(jìn)行大量的電話網(wǎng)升級(jí)工程。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 雖然adsl有利于電話公司早日提供服務(wù)，但技術(shù)限制使業(yè)界認(rèn)為用戶的交互式視頻服務(wù)主要由光纖同軸接入網(wǎng)支持。很多電視網(wǎng)目前以光纖同軸網(wǎng)重建以前的電視網(wǎng)，這些網(wǎng)可以支持傳統(tǒng)的服務(wù)和新興視頻服務(wù)。除了電話業(yè)務(wù)外，大多交互式視頻服務(wù)有高度的非對(duì)稱帶寬要求，要求進(jìn)入家庭的帶寬比需要走出家庭的帶寬高多了，這是有益的。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 因?yàn)榇蟛糠之?dāng)前的用戶接入網(wǎng)（有線電視網(wǎng)或adsl）有這種下行比上行帶寬容量大的不對(duì)稱特性。在光纖同軸的用戶接入網(wǎng)中，可以用64

51、0qam或256qam rf調(diào)制，把在500m1ghz的下行帶寬中6mhz（中國(guó)為8mhz）模擬帶寬轉(zhuǎn)換成數(shù)字頻道，數(shù)字頻道的數(shù)目?jī)H受電視網(wǎng)中未用帶寬的限制，并且不和當(dāng)前系統(tǒng)中現(xiàn)存的模擬服務(wù)發(fā)生相互干擾、影響。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 典型的數(shù)字頻道置于最高的模擬頻道的頻道之上，而且僅需要一個(gè)更低的普通電源既可運(yùn)作。在光纖同軸網(wǎng)中的每個(gè)數(shù)字頻道，一般提供一個(gè)帶糾錯(cuò)的28mbit/s（對(duì)640qam）或超過(guò)40mbit/s（對(duì)256qam）帶寬流，支持53信元（atm）。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 通過(guò)起始過(guò)程中的配置協(xié)議，每個(gè)機(jī)頂盒動(dòng)態(tài)分配一個(gè)特定的下行數(shù)字頻道，并給定一個(gè)特定的atm虛擬電路路徑標(biāo)

52、識(shí)符，應(yīng)用在信元流中，機(jī)頂盒中的資源將分配到一個(gè)特定的虛擬電路，它有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒內(nèi)基于硬件的信元分發(fā)功能。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 如圖所示，光纖同軸網(wǎng)用傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)子頻段方式，僅保留總有效系統(tǒng)帶寬的一小部分用于上行通訊（一般是25-35mhz的上行對(duì)700mhz的下行）。雖然可以改變這種頻段劃分，以更改上行對(duì)下行的相對(duì)比例，但這將帶來(lái)不兼容的問(wèn)題，不僅和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而且和現(xiàn)存的用戶電子設(shè)備不兼容。例如電視，如果上行頻段由30mhz或40mhz改為150mhz，就不能再直接選擇標(biāo)準(zhǔn)的“預(yù)設(shè)電纜”電視。hfc接入技術(shù)接入技術(shù)hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 另外在光纖同軸網(wǎng)中，上游信號(hào)的傳輸，在傳統(tǒng)

53、的5-30mhz的帶寬內(nèi)有一個(gè)重大的問(wèn)題，既無(wú)關(guān)信號(hào)的干擾。這個(gè)頻段載有國(guó)際短波廣播和許多別的rf無(wú)線服務(wù)，光纖同軸網(wǎng)可覆蓋幾或幾十平方公里，在整個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)有較多的松脫或是安裝的不好的連接器、未中止的端口、還有同軸電纜屏蔽的破裂處。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 這好比一個(gè)大天線，把一些無(wú)用的信號(hào)接收并傳回前端，同時(shí)還有來(lái)自機(jī)頂盒的信號(hào)。大量散在空中的rf干擾，使5-30mhz的上行波段部分不可用于機(jī)頂盒的信號(hào)和交互式服務(wù)的通訊。這種干擾隨著一天中時(shí)間的變化而變化，而且隨光纖同軸電纜網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)的不同而不同。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 因此，上行信號(hào)的傳送策略必須是：信號(hào)足夠強(qiáng)，能夠解決這些困難或是改變環(huán)境。

54、對(duì)于上行傳輸有兩種體系結(jié)構(gòu)選項(xiàng)，兩者都完全在5-30mhz上行頻率段中的運(yùn)作，可以在標(biāo)準(zhǔn)的頻率段中分配。如果有所設(shè)計(jì)的話，這些選項(xiàng)可同時(shí)運(yùn)作，運(yùn)載不同的傳輸類型。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 第一種是對(duì)頻道的時(shí)分復(fù)用（tdm），由很多cable modem或機(jī)頂盒共享這些頻段。在此頻段中，在一個(gè)呼叫建立或初始化階段動(dòng)態(tài)的分配時(shí)間片。每個(gè)機(jī)頂盒以總頻段容量的某單位來(lái)分配上行頻段，如8kbit/s，時(shí)分復(fù)用頻段用qpsk（quaternary phase shift keying）進(jìn)行調(diào)制，大約占用1.5mhz的rf帶寬。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 建立上行時(shí)間段的劃分，需要一個(gè)下行數(shù)據(jù)頻段或獨(dú)立的時(shí)鐘信號(hào)

55、來(lái)處理，一個(gè)雙向頻段（上行和下行）的tdm系統(tǒng)對(duì)于提供電話服務(wù)（語(yǔ)音和視頻），或別的光纖同軸電纜網(wǎng)的異步服務(wù)特別有吸引力。這種體系的不利之處在于它需要相對(duì)較大的空閑上行帶寬。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 第二種是上行選擇使用獨(dú)立的窄帶上行頻段，頻率適合在5-30mhz，每個(gè)機(jī)頂盒用1或2個(gè)頻段。在呼叫建立或初始化階段分配頻率，每個(gè)頻段提供16kbit/s（信號(hào)傳送），64kbit/s（數(shù)據(jù)，信號(hào)，或語(yǔ)音）或384kbit/s帶寬，這些頻段用了很多不同的qpsk的調(diào)制技術(shù)，并帶有前向糾錯(cuò)。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 每個(gè)載波上行選項(xiàng)的單個(gè)頻段很具有吸引力，但如果5-30mhz的大部分頻段已用于別的服務(wù)目的

56、，或是存在大量的干擾信號(hào)，那就特別有害了。這種方法提高了頻率靈活性和相對(duì)窄載波，使這些頻段可以置于空閑帶寬的任何小區(qū)域。為避免動(dòng)態(tài)干擾，頻率的分配也很容易改變。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 電視網(wǎng)系統(tǒng)是單向的，通過(guò)電視廣播信號(hào)。典型的是450mhz的帶寬，每個(gè)模擬頻道6mhz（中國(guó)為8mhz），達(dá)到70個(gè)頻道的容量。電視網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理及系統(tǒng)的可靠性相當(dāng)簡(jiǎn)單，電視網(wǎng)是專用并且是非互聯(lián)的。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 電視公司強(qiáng)調(diào)廣播型的網(wǎng)絡(luò)，其中準(zhǔn)vod技術(shù)僅要求最少的交換?？梢詳?shù)字，模擬混用750mhz的光纖到結(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，以便提供更多的模擬頻道，并提供有限的電影點(diǎn)播給用戶，下圖演示了電視網(wǎng)如何移植為vod系

57、統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。hfc接入技術(shù)接入技術(shù)hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 要能雙向交互通訊，應(yīng)當(dāng)有一條回向通道加進(jìn)此系統(tǒng)中，再提供數(shù)字編碼和視頻壓縮。采用640qam（正交調(diào)制），每6mhz的模擬頻道中可得到27mbit/s的帶寬，采用265qam，可得到不止40mbit/s的帶寬。假定要傳輸3.35mbit/s的mpeg-2電影（包括音頻，視頻和控制數(shù)據(jù)），目前的系統(tǒng)中每6mhz的模擬頻道可提供10個(gè)mpeg-2壓縮電影流。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 按此升級(jí)的電視網(wǎng)，用光纖環(huán)路技術(shù)可支持200到1000個(gè)用戶，750mhz的帶寬將按如下方式分配：1）70個(gè)6mhz的模擬頻道，共420mhz；2）430個(gè)數(shù)字壓縮

58、的電影流（300mhz/6=50， 50（810）=400-500）hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 電視網(wǎng)的視頻分發(fā)可能是廣播和vod點(diǎn)到點(diǎn)兩種模式的混合，對(duì)廣播部分而言，機(jī)頂盒的功能很簡(jiǎn)單；vod部分而言，機(jī)頂盒是個(gè)精致而復(fù)雜的設(shè)備，要提供視頻解壓縮和高速通訊的功能。對(duì)電視廣播網(wǎng)而言，從費(fèi)用，時(shí)間和可行性方面的考慮，安裝巨大的網(wǎng)關(guān)是一個(gè)主要的難題，用它接收從遠(yuǎn)程主干網(wǎng)來(lái)的數(shù)據(jù)，并構(gòu)造國(guó)家范圍內(nèi)的高速網(wǎng)。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) hfc是一種模擬的catv信號(hào)接入技術(shù)，可能成為電話網(wǎng)和電視網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。典型的hfc系統(tǒng)要提供一種下行路徑（頻率范圍從50-750mhz），一個(gè)上行逆向的通道（頻率范圍從5-30

59、mhz）。數(shù)字傳送是通過(guò)調(diào)制解調(diào)器信息以打包的形式通過(guò)中繼載播，其中qam作為關(guān)鍵技術(shù)之一，能在下行通道上以一個(gè)波特產(chǎn)生4個(gè)位，在上行通道中應(yīng)用正交相偏移調(diào)制。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) hfc的物理結(jié)構(gòu)由網(wǎng)關(guān)設(shè)備組成，定位在電視網(wǎng)的前端或電話網(wǎng)的交換中心，它能提供中繼模塊，并且是主干數(shù)字網(wǎng)（典型的是帶atm的同步光纖網(wǎng)）的終點(diǎn)。下行通道有幀中繼信號(hào)，由調(diào)制的模擬和數(shù)字信號(hào)組成，通過(guò)模擬光纖的路由選擇到用戶群的光纖終點(diǎn)。每個(gè)前端終點(diǎn)要支持500個(gè)家庭。從光纖終端結(jié)點(diǎn)開始，同軸電纜通過(guò)星形體系結(jié)構(gòu)路由到一個(gè)支線電纜，大概要通過(guò)40戶家庭，每個(gè)都是以這種方式與家庭連接。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 使用多路

60、訪問(wèn)技術(shù)，上行幀中繼傳輸使用的家庭共享有效的逆向波段，再有一段波段，載有逆向幀中繼中繼通道從用戶群結(jié)點(diǎn)回到前端或交換中心。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 在客戶端設(shè)備有兩種終止方法。一種是在房屋外的接口設(shè)備，它通過(guò)幀中繼調(diào)制解調(diào)器把視頻分發(fā)給用戶，借助同軸電纜和局域網(wǎng)分發(fā)視頻數(shù)據(jù)；第二種方法，也是現(xiàn)在正在使用著的，直接把同軸電纜分發(fā)到家里，使機(jī)頂盒有幀中繼的調(diào)制解調(diào)功能。單個(gè)的家庭連接，通過(guò)動(dòng)態(tài)的分配幀中繼通道和一個(gè)打包到機(jī)頂盒目的地址而完成。hfc接入技術(shù)接入技術(shù) 電視網(wǎng)技術(shù)用一種同軸電纜系統(tǒng)的廣播來(lái)發(fā)送，傳輸多個(gè)mpeg壓縮的視頻流，它能提供高帶寬并支持?jǐn)?shù)百個(gè)用戶同時(shí)連接，但正如前面所提，它要有個(gè)