寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與發(fā)展述評(píng)

1、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與發(fā)展述評(píng)    摘要：提供高速大容量的信息己成為通信技術(shù)的一個(gè)重要課題，特別是隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展，人們對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求也越來(lái)越高。寬帶接入網(wǎng)技術(shù)眾多，各有其特點(diǎn)，本文對(duì)現(xiàn)有寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)特性進(jìn)行了述評(píng)，并對(duì)今后寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：寬帶接入網(wǎng)，寬帶業(yè)務(wù)，寬帶網(wǎng)絡(luò)1 引言寬帶是指在同一傳輸介質(zhì)上，使用特殊的技術(shù)或者設(shè)備，可以利用不同的頻道進(jìn)行多重（并行）傳輸，并且速率在256Kbps以上。至于到底多少速率以上算作寬帶，目前沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這里我們按照約定俗成和網(wǎng)絡(luò)多媒體視頻數(shù)據(jù)量來(lái)計(jì)量為256K。2 寬帶主干網(wǎng)技術(shù)2

2、.1千兆以太網(wǎng)技術(shù)最高傳輸速率為1Gbps，與以太網(wǎng)技術(shù)、快速以太網(wǎng)技術(shù)向下兼容。在傳輸介質(zhì)上由氏叻刮庀耍渚嗬耄諼拗屑燙跫攏鈐犢紗?20KM。這樣，在傳輸距離上已不再受傳輸介質(zhì)的限制，可以滿足城域網(wǎng)的需求。而且，因?yàn)槭澜缟?0的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均為以太網(wǎng)形式，所以光以太網(wǎng)和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)形式有最好的兼容性。以太網(wǎng)具有設(shè)備便宜，組網(wǎng)成本低，便于運(yùn)維的特點(diǎn)，所以非常適合傳輸大帶寬、低利潤(rùn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適合小型城市的城域網(wǎng)建設(shè)。2.2 IP over ATM融合了IP和ATM的技術(shù)特點(diǎn)，基本原理為：將IP數(shù)據(jù)包在ATM層全部封裝為ATM信元，以ATM信元形式在信道中傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)接收到一個(gè)IP數(shù)據(jù)包時(shí)，

3、它首先根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的IP地址通過(guò)某種機(jī)制進(jìn)行路由地址處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)。隨后，按已計(jì)算的路由在ATM網(wǎng)上建立虛電路（VC）。以后的IP數(shù)據(jù)包將在此虛電路上以直通方式傳輸。采用信元傳輸和交換技術(shù)，減少處理時(shí)延，保障服務(wù)質(zhì)量，使其端口可以支持從E1(2Mbps)到 STM-1(155Mbps)、STM-4(622Mbps)、STM-16(2.4Gbps)的傳輸速率。優(yōu)點(diǎn)為：1、ATM技術(shù)本身能提供QoS保證，因此可利用此特點(diǎn)提高IP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。2、具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢復(fù)能力，網(wǎng)絡(luò)可靠性高。3、適應(yīng)于多種業(yè)務(wù)，具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展能力。4、對(duì)其它幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如IPX等能提供支持。

4、缺點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重復(fù)，ATM與TCP/IP都具尋址、選路和流量控制功能，開(kāi)銷(xiāo)損失大，因而主要用于網(wǎng)絡(luò)邊緣多業(yè)務(wù)的收集和一般IP骨干網(wǎng)，不太適合超大型IP骨干網(wǎng)應(yīng)用。2.3 IP over SDH技術(shù)它使用鏈路及PPP協(xié)議對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，把IP分組根據(jù)RFC1662規(guī)范簡(jiǎn)單地插入到PPP幀中的信息段中，然后再由SDH通道層的業(yè)務(wù)適配器把封裝后的IP數(shù)據(jù)包映射到SDH的同步凈荷中，再經(jīng)過(guò)SDH傳輸層和段層，把凈荷裝入一個(gè)SDH幀中，最后到達(dá)光層，在光纖中傳輸。采用高速光纖傳輸，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式提供從STM1到STM64甚至更高的傳輸速率。其中IP over SDH技術(shù)也簡(jiǎn)稱(chēng)為POS技術(shù)，

5、也就是將IP包直接封裝到SDH幀中，提高了傳輸?shù)男省Ｌ攸c(diǎn)為：1、對(duì)IP路由的支持能力強(qiáng)，具有很高的IP傳輸效率。2、符合Internet業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，如有利于實(shí)施多路廣播方式。3、能利用SDH技術(shù)本身的環(huán)路達(dá)到鏈路糾錯(cuò)，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。4、省略了不必要的ATM層，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了運(yùn)行費(fèi)用。5、僅對(duì)IP業(yè)務(wù)提供好的支持，不適于多業(yè)務(wù)平臺(tái)。6、不能像IP over ATM技術(shù)那樣提供較好的服務(wù)質(zhì)量保障。7、對(duì)IPX等其它主要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持有限。這種技術(shù)的特點(diǎn)是充分利用光纖的帶寬資源，極大地提高了帶寬和相對(duì)的傳輸速率，不僅可以與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)兼容，還可以支持未來(lái)的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，并具有可

6、推廣性、高度生存性等特點(diǎn)。3 寬帶接入技術(shù)3.1銅線接入3.1.1非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL）ADSL屬于銅線接入技術(shù)，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)。它是一種非對(duì)稱(chēng)的數(shù)字用戶環(huán)路，即用戶線的上行速率和下行速率不同，根據(jù)用戶使用各種多媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，上行速率較低，下行速率則比較高，特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務(wù)。ADSL技術(shù)為家庭和小型業(yè)務(wù)提供了增強(qiáng)帶寬的標(biāo)準(zhǔn)方式，國(guó)際電信聯(lián)盟公布的G.Lite或ADSL Lite標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下行帶寬為1.5Mbs,上行帶寬為384Kbps,前者大約是現(xiàn)有撥號(hào)模擬調(diào)制解調(diào)器的50倍，為此實(shí)際上與網(wǎng)絡(luò)建立了兩個(gè)連接，它們分別用于電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并可同時(shí)打開(kāi)和

7、連續(xù)使用。ADSL除可提供電話業(yè)務(wù)外，還能提供多種寬帶業(yè)務(wù)，在未來(lái)幾年內(nèi)，ADSL接入技術(shù)將會(huì)是終端用戶最主要的寬帶接入方式。缺點(diǎn)是傳輸距離非常有限，對(duì)線路質(zhì)量要求較高，當(dāng)線路質(zhì)量不高時(shí)，推廣使用有困難。3.1.2高比特率數(shù)字用戶線（VDSL）VDSL是ADSL     的升級(jí)，是DSL技術(shù)根據(jù)HDTV、視頻會(huì)議以及對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的需要而發(fā)展的技術(shù)。該技術(shù)是在94年下半年提出，目的就是為了能在雙絞線上實(shí)現(xiàn)比ADSL更高的傳輸速率。VDSL提供了更高的帶寬，滿足更多的業(yè)務(wù)需求，它除了支持與ADSL相同的應(yīng)用外，還支持包括高保真音樂(lè)、高清晰度的電視，多通道

8、視頻業(yè)務(wù)、MPEG-2圖象等，是真正的全業(yè)務(wù)接入（FSAN）手段。它的特點(diǎn)是傳輸速率快，有效距離短，速率可變自適應(yīng)，并可以按照要求配制成對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)兩種傳輸模式。3.2光纖同軸（HFC）接入技術(shù)Cabel Modem是一種基于光纖-同軸混合網(wǎng)（HFC）基礎(chǔ)上的一種技術(shù)，可在不影響有線電視廣播的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息的接入與訪問(wèn)。它的下行傳輸速率可以達(dá)到10Mbps30Mbps，上行速率可以在512kbps以上。這種技術(shù)的另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是，它只占用了有線電視系統(tǒng)可用頻譜中的一小部分，因而用戶上網(wǎng)時(shí)不影響收看電視和使用電話。缺點(diǎn)是需要進(jìn)行雙向改造，帶寬進(jìn)一步擴(kuò)展能力有限，而且無(wú)法建設(shè)獨(dú)立的社區(qū)內(nèi)

9、部網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。3.3以太網(wǎng)接入技術(shù)原本主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)技術(shù)，由于技術(shù)上的發(fā)展，使得以太網(wǎng)的傳輸距離大為擴(kuò)展，完全可以滿足接入網(wǎng)和城域網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的需求。由于具有性能價(jià)格比好、可擴(kuò)展、易安裝的特點(diǎn)，這一技術(shù)正在成為為企事業(yè)用戶提供高速接入的主要手段，目前全球企事業(yè)用戶80%以上都采用以太網(wǎng)接入。缺點(diǎn)是對(duì)已經(jīng)建成的社區(qū)，需重新進(jìn)行布線和設(shè)施改造。3.4無(wú)線接入技術(shù)無(wú)線接入技術(shù)分為固定無(wú)線接入、移動(dòng)無(wú)線接入和蜂窩移動(dòng)三大系列。3.4.1固定無(wú)線接入 本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）其最大的特點(diǎn)在于寬帶特性，可用頻譜往往達(dá)1GHz以上。在不同國(guó)家或地區(qū)，電信管理部門(mén)分配給LMDS的具體工作頻段及頻

10、帶寬度有所不同，其中大部分國(guó)家將27.5GHz29.5GHz定為L(zhǎng)MDS頻段。我國(guó)則采用26GHz及38GHz。由于該技術(shù)利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)毫米波進(jìn)行傳輸，它幾乎可以提供任何種類(lèi)的業(yè)務(wù)，如話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像等，能夠?qū)崿F(xiàn)從64Kbps到2Mbps，甚至高達(dá)155Mbps的用戶接入速率，并具有很高的可靠性，被認(rèn)為是一種“無(wú)線光纖”技術(shù)。LMDS系統(tǒng)通常由四個(gè)部分組成：基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、基站、用戶端設(shè)備以及網(wǎng)管系統(tǒng)。由于LMDS直接支持無(wú)線ATM協(xié)議，可以使鏈路效率得到提高。缺點(diǎn)是覆蓋范圍小，覆蓋30平方英里。 多點(diǎn)多信道分布式系統(tǒng)（MMDS）MMDS不需要本地電信或有線廣播公司的干涉就能夠通過(guò)用戶安

11、裝在屋頂上的天線為每位用戶提供服務(wù)。 MMDS最初用于單向傳輸?shù)挠跋駨V播服務(wù)，包括城市與城市之間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。現(xiàn)在則可以采用雙向的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸，允許更加靈活地使用MMDS頻譜。而LMDS技術(shù)，則屬于區(qū)域性的無(wú)線技術(shù)，可被應(yīng)用在城市內(nèi)、郊區(qū)等小范圍的通信網(wǎng)絡(luò)。 自由空間光通信(FSO)激光無(wú)線通信與以往的利用電磁波(radio)的無(wú)線通信相比，具有容量大、發(fā)射裝置和功率小、不用政府特許證、對(duì)人體無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)。但容易受到天氣和障礙物的影響，一般用于近距離室內(nèi)通信，如各種遙控信號(hào)的傳遞、微機(jī)間和手機(jī)間的數(shù)據(jù)通信等?，F(xiàn)在開(kāi)始應(yīng)用到室外通信，但需要使用抗天氣劣化的自適應(yīng)技術(shù)。自由空間光通信(

12、FSO)使用光脈沖調(diào)制信號(hào)，按照FSO聯(lián)盟的規(guī)定可以采用兩個(gè)紅外線波長(zhǎng)：長(zhǎng)波長(zhǎng)1550nm和短波長(zhǎng)800nm。以提供100、155和622Mbps的數(shù)據(jù)速率。3.4.2移動(dòng)無(wú)線接入 寬帶無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)是便攜式移動(dòng)通信的產(chǎn)物，終端多為便攜式微機(jī)。其構(gòu)成包括無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線接入點(diǎn)（AP）和無(wú)線路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，它們主要用于解決辦公室、校園、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站及購(gòu)物中心等處用戶終端的無(wú)線接入。在802.11的基礎(chǔ)上，IEEE相繼推出了802.11b和802.11a兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層。802.11b使用動(dòng)態(tài)速率漂移，

13、可因環(huán)境變化，在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps之間切換，且在2Mbps、1Mbps速率時(shí)與802.11兼容。 802.11a工作在5GHz頻段，物理層速率可達(dá)54Mbps，傳輸層可達(dá)25Mbps?？商峁?5Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，以及TDD/TDMA的空中接口。 藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙是一種短距離無(wú)線連接技術(shù)，用于提供一個(gè)低成本的短距離無(wú)線連接解決方案。家庭信息網(wǎng)絡(luò)由于距離短，可以利用藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙采用2.4     GHz的ISM(工業(yè)、科研和醫(yī)療)頻段，不受各國(guó)頻率分配不統(tǒng)一的論文出處(作者)

14、:影響；采用FM調(diào)制方式，降低了設(shè)備成本；采用快速跳頻、正向糾錯(cuò)(FEC)和短分組技術(shù)，可減少同頻干擾和隨機(jī)噪聲，使無(wú)線通信質(zhì)量有所提高。藍(lán)牙的傳輸速率為1Mb/s，傳輸距離約10米，加大功率后可達(dá)100米。 無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)由于無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)采用的無(wú)線傳輸信道與ATM骨干網(wǎng)所采用的光纖傳輸信道具有很大的差異，一些新的問(wèn)題，如介質(zhì)共享性、廣播性、較長(zhǎng)的傳輸延時(shí)、較高的信道誤比特率以及信道衰落的影響等等，必須加以解決。因而無(wú)線ATM除了具有與ATM相同的ATM層、AAL層以及信令部分外，還要增加與無(wú)線通信有關(guān)的無(wú)線物理層(PHY)、介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)、數(shù)據(jù)鏈路控制層(DLC)，以及相應(yīng)的無(wú)線

15、控制功能，這樣才能在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)ATM服務(wù)。為支持對(duì)各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量控制，DLC協(xié)議常常針對(duì)不同的業(yè)務(wù)采用不同的差錯(cuò)控制方式；MAC協(xié)議則一般采用信道動(dòng)態(tài)分配算法來(lái)支持業(yè)務(wù)速率的可變。另外，無(wú)線ATM通信網(wǎng)要支持移動(dòng)用戶，因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有移動(dòng)管理功能。當(dāng)無(wú)線ATM通信網(wǎng)采用微蜂窩小區(qū)形式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，越區(qū)切換控制就是移動(dòng)管理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)線ATM網(wǎng)和現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)(如GSM)相比具有一些不同的特點(diǎn)。例如，無(wú)線ATM網(wǎng)可支持多種類(lèi)型的業(yè)務(wù)及多速率業(yè)務(wù)的通信，越區(qū)切換時(shí)需保證各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 (信元丟失率、延時(shí)等)不惡化；ATM信元字頭沒(méi)有序號(hào)字段，越區(qū)切換時(shí)可能出現(xiàn)信元次序混亂，造成

16、信元丟失；現(xiàn)有的ATM網(wǎng)絡(luò)采用固定VPVC連接方式(即固定路由)，而越區(qū)切換需更新原來(lái)的連接、重建路由。這就必須研究適用于無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)的切換控制方案。關(guān)于無(wú)線ATM的無(wú)線接口方面和移動(dòng)管理方面的標(biāo)準(zhǔn)分別由ETSI和ATM論壇負(fù)責(zé)制定。依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，許多無(wú)線ATM系統(tǒng)被推出，如下表所示。移動(dòng)無(wú)線寬帶接入還包括歐洲ACTS項(xiàng)目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系統(tǒng)，其工作頻段分別使用19GHz、40GHz、61GHz等，MEDIAN為室內(nèi)慢速移動(dòng)，AWACS及SAMBA可用于室外較高移動(dòng)速度的情況，覆蓋范圍一般較小，為數(shù)十米至200米左右。它們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)155Mbps乃至速率更高的移

17、動(dòng)或半移動(dòng)環(huán)境下高速優(yōu)質(zhì)多媒體個(gè)人通信服務(wù)。 表2 無(wú)線ATM系統(tǒng)比較 3.4.3蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)是當(dāng)前移動(dòng)通信的主力軍，它采用蜂窩結(jié)構(gòu)，頻率可重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域覆蓋；并支持漫游和越區(qū)切換，實(shí)現(xiàn)了高速移動(dòng)環(huán)境下的不間斷通信。從70年代起，它已經(jīng)歷了第一代(1G)、第二代(2G)并開(kāi)始進(jìn)入第三代(3G)，未來(lái)向超（Beyond）3G過(guò)渡。目前，國(guó)內(nèi)外的主流系統(tǒng)是2G，它采用TDMA/CDMA和數(shù)字調(diào)制，提高了系統(tǒng)容量和通話質(zhì)量。但1G/2G主要提供語(yǔ)音服務(wù)，為了提供自由的移動(dòng)多媒體接入，例如話音、可視電話和高速數(shù)據(jù)傳輸，則需要發(fā)展3G和超3G移動(dòng)通信系統(tǒng)。在1999年

18、10月的ITU芬蘭會(huì)議上，3G（即IMT2000）的無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范（如圖4）獲得通過(guò)，標(biāo)志著第三代技術(shù)的格局最終確定。它分為CDMA和TDMA兩大類(lèi)共五種技術(shù)，其中主流技術(shù)為三種CDMA技術(shù)：CDMADS（直接擴(kuò)頻）即歐洲和日本共同提出的WCDMA技術(shù)；CDMAMC（多載波）即美國(guó)提出的cdma2000技術(shù)；CDMA-TDD（時(shí)分雙工）包括我國(guó)提出的TDSCDMA和歐洲提出的UTRA TDD。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定主要靠3GPP和3GPP2兩個(gè)國(guó)際組織。3.5衛(wèi)星接入相對(duì)較少的上行數(shù)據(jù)（如對(duì)網(wǎng)站的信息請(qǐng)求）可以通過(guò)現(xiàn)有的Modem和ISDN等任何方式傳輸，大量的下行數(shù)據(jù)（如圖片、動(dòng)態(tài)圖像）則通過(guò)54

19、M寬帶衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器直接發(fā)送到用戶端，用戶可以享受高達(dá)400kbps的瀏覽和下載速度。3.5.1 IP over衛(wèi)星這里的衛(wèi)星主要指現(xiàn)階段的C或Ku波段靜止軌道衛(wèi)星，可用于作為地面網(wǎng)中繼的大型衛(wèi)星關(guān)口站或VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)。這種方式主要是采用協(xié)議網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。協(xié)議網(wǎng)絡(luò)既可以是單獨(dú)的設(shè)備，也可以將功能集成到衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器中。它截取來(lái)自客戶機(jī)的TCP連接，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合衛(wèi)星傳輸?shù)男l(wèi)星協(xié)議（衛(wèi)星協(xié)議是根據(jù)前面所述的針對(duì)衛(wèi)星特點(diǎn)對(duì)TCP的改進(jìn)），然后在衛(wèi)星線路的另一端將數(shù)據(jù)還原成TCP，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的通信。整個(gè)過(guò)程中，協(xié)議網(wǎng)關(guān)將端到端的TCP連接分成三個(gè)獨(dú)立的部分：一是客戶機(jī)與網(wǎng)關(guān)間的遠(yuǎn)程TCP連接；二是

20、兩個(gè)網(wǎng)關(guān)間的衛(wèi)星協(xié)議連接；三是服務(wù)器方網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器問(wèn)的TCP連接。這一結(jié)構(gòu)采取分解端到瑞連接的方式，既保持了對(duì)最終用戶的全部透明，又改進(jìn)了性能。客戶機(jī)和服務(wù)器不需做任何     改動(dòng)，TCP避免擁塞裝置可繼續(xù)保留地面連接部分，以保持地面網(wǎng)段的穩(wěn)定性。同時(shí)通過(guò)在兩個(gè)網(wǎng)關(guān)間采用大窗口和改進(jìn)的數(shù)據(jù)確認(rèn)算法，減弱了窗口大小對(duì)吞吐量的限制，避免了將分組丟失引起的傳輸超時(shí)誤認(rèn)為是擁塞所致。 3.5.2 IP over衛(wèi)星ATM 為了滿足多媒體通信業(yè)務(wù)的需求，許多寬帶衛(wèi)星計(jì)劃正在快速發(fā)展中，采用星上處理和ATM技術(shù)是其主要特點(diǎn)。IP over衛(wèi)星ATM使寬帶衛(wèi)星能夠無(wú)

21、縫傳輸Internet業(yè)務(wù)，因而這種方式的衛(wèi)星IP網(wǎng)將更好地滿足未來(lái)人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｔ谛l(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)中，衛(wèi)星被設(shè)計(jì)為能支持幾千個(gè)地面終端。地面終端通過(guò)星上交換機(jī)建立VC（Virtual Channel），與另一個(gè)地面終端之間傳輸ATM信元。由于星上交換機(jī)有限的能力，每個(gè)地面終端能用于TCPIP數(shù)據(jù)傳輸?shù)腣C數(shù)量有限。當(dāng)路由選擇IP業(yè)務(wù)進(jìn)出ATM網(wǎng)時(shí)，這些地面終端成為IP與ATM間的邊緣設(shè)備（路由器）。這些路由器必須能夠?qū)⒍鄠€(gè)IP流聚集到單個(gè)VC中。除了流量和VC管理之外，地面終端還提供在IP和ATM網(wǎng)間擁塞控制的方法。衛(wèi)星上ATM交換機(jī)必須在信元和VC級(jí)完成業(yè)務(wù)管理。此外，為了有效利用網(wǎng)

22、絡(luò)帶寬，TCP主機(jī)實(shí)現(xiàn)各種TCP流量和擁塞控制機(jī)制。IP over衛(wèi)星ATM可以利用前面討論的衛(wèi)星知P改進(jìn)和協(xié)議網(wǎng)關(guān)等技術(shù)，地面網(wǎng)中IP over ATM的一些技術(shù)也適用。 4  寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨式4.1寬帶網(wǎng)絡(luò)主干技術(shù)發(fā)展趨式光以太網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)有兩大主流通信技術(shù)的融合和發(fā)展：以太網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò)。它集中了以太網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，如以太網(wǎng)應(yīng)用普遍、價(jià)格低廉、組網(wǎng)靈活、管理簡(jiǎn)單，光網(wǎng)絡(luò)可靠性高、容量大。光以太網(wǎng)的高速率、大容量消除了存在于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的帶寬瓶頸，將成為未來(lái)融合話音、數(shù)據(jù)和視頻的單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡(luò)正在向智能化方向發(fā)展，如現(xiàn)在興起的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ASON，假如未來(lái)的AS

23、ON節(jié)點(diǎn)設(shè)備(如大容量的OXC)可以實(shí)現(xiàn)全光域上的恢復(fù)保護(hù)(電信級(jí))，實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分配和路由，靈活的波長(zhǎng)上/下路，SDH體系和產(chǎn)品也會(huì)逐步向電信網(wǎng)絡(luò)的邊緣轉(zhuǎn)移，演變?yōu)橐环N客戶層信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)接口，網(wǎng)絡(luò)形態(tài)將更為簡(jiǎn)單。4.2寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)發(fā)展趨式4.2.1無(wú)線接入 高業(yè)務(wù)量2010年，在3G系統(tǒng)中將廣泛采用多媒體業(yè)務(wù)，上下行鏈路的話音和多媒體業(yè)務(wù)量之間的比率預(yù)計(jì)約為12。到2010后，假若多媒體業(yè)務(wù)量年增長(zhǎng)率為40%，那么它將是目前水平的23倍，多媒體和話音業(yè)務(wù)量的比率將是101。為了適應(yīng)業(yè)務(wù)量的高速增長(zhǎng)，到2010年，頻寬將增加160MHz。因此，對(duì)4G系統(tǒng)的研究包含提供頻譜利用率和開(kāi)發(fā)新的頻

24、段，以適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)。 高機(jī)動(dòng)性4G蜂窩系統(tǒng)將對(duì)移動(dòng)用戶提供至少2Mbps的數(shù)據(jù)率。盡管高數(shù)據(jù)率系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高機(jī)動(dòng)性相當(dāng)困難，但5.8GHz的智能傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一要求是可能的。上述是專(zhuān)用于運(yùn)輸車(chē)輛的通信系統(tǒng)，但它將向通用系統(tǒng)發(fā)展，將在毫米波頻段提供50200Mbps的數(shù)據(jù)率。 覆蓋地域廣和不同系統(tǒng)之間的無(wú)縫隙漫游由于未來(lái)系統(tǒng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)率將比目前系統(tǒng)高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，蜂窩半徑將縮?。坏?，利用距地面高20公里的同溫層平臺(tái)(HAPS)可以實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋。同時(shí)，對(duì)戶內(nèi)WLAN、戶外寬帶接入系統(tǒng)和ITS等其他系統(tǒng)的平滑切換，是未來(lái)系統(tǒng)的極其重要的功能。實(shí)現(xiàn)這種漫游功能的第一步是構(gòu)造基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，支持下一代Internet。 低成本鑒于到2010年，4G系統(tǒng)的每單位面積的容量將是3G蜂窩系統(tǒng)的10倍，而傳輸信息的成本將大幅度下降。 無(wú)線QoS資源控制無(wú)線系統(tǒng)使用有限的資源(頻率和發(fā)射功率)，而且易于受擁塞的影響，因此無(wú)線QoS資源控制對(duì)于保證服務(wù)質(zhì)量、支持各種應(yīng)用和不同類(lèi)型的服務(wù)將發(fā)揮重要作用，同時(shí)也是擴(kuò)大用戶數(shù)量的重要保證。4.2.2光纖接入隨著IP技術(shù)的不斷完善，大多數(shù)的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將IP技術(shù)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要承載技術(shù)。由此也衍生出大量以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的接入技術(shù)。同時(shí)