寬帶接入技術(shù)的發(fā)展與應用

1、寬帶接入技術(shù)的發(fā)展與應用1.引言隨著 Internet 的迅猛發(fā)展，人們對遠程教學、遠程醫(yī)療、視頻會議等多媒體應用的需求大幅度增加，電子商務更是網(wǎng)絡應用的典型熱點。同時，人們對網(wǎng)絡帶寬及速率也提出了更高的要求，促使網(wǎng)絡由低速向高速、由共享到交換、由窄帶向?qū)拵Х较蜓杆侔l(fā)展。目前對于主干網(wǎng)來講，各種寬帶組網(wǎng)技術(shù)日益成熟和完善，波分復用系統(tǒng)的帶寬已達 400Gbit/s， IP over ATM 、IP over SDH 、 IP over WDM （ DWDM ）等技術(shù)已經(jīng)開始投入使用，并提出了建立全優(yōu)化光學主干網(wǎng)絡，可以說網(wǎng)絡的主干已經(jīng)為承載各種寬帶業(yè)務作好了準備。但是位于通信網(wǎng)絡與用戶之間的接

2、入網(wǎng)發(fā)展相對滯后，接入網(wǎng)技術(shù)成為制約通信發(fā)展的瓶頸。為了給廣大用戶提供端到瑞的寬帶連接，保證寬帶業(yè)務的開展，接入網(wǎng)的寬帶化、數(shù)字化是前提和基礎，同時也是網(wǎng)絡技術(shù)中的一大熱點和高利潤增長點。網(wǎng)絡接入方式的結(jié)構(gòu) ,統(tǒng)稱為網(wǎng)絡的接入技術(shù) ,其發(fā)生在連接網(wǎng)絡與用戶的最后一段路程 ,網(wǎng)絡的接入部分是目前最有希望大幅提高網(wǎng)絡性能的環(huán)節(jié)。對本地環(huán)路網(wǎng)來說這是一個瓶頸，全球擁有上億條用戶接入線，因其功能有限阻礙著網(wǎng)絡用戶業(yè)務的發(fā)展，而與用戶線路另一端的高性能設備形成了鮮明的反差。隨著電子技術(shù)和光電技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字電子系統(tǒng)（從個人計算機到網(wǎng)絡交換機或路由器）以及信息傳輸設備性能都在快速穩(wěn)步的增長，為解決這一

3、環(huán)路瓶提供了廣闊的發(fā)展前景。由于在本地環(huán)路銅線上傳輸?shù)娜匀皇悄M信號，人們?nèi)匀皇褂弥M窄的無線電頻道穿越擁擠的無線電頻譜。目前如何大規(guī)模拓寬網(wǎng)絡接入的瓶頸為全球現(xiàn)有的 10.5 億條接入線提供超寬頻帶 ,已是當前網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的焦點 ,瓶頸是相對的 ,一對金屬線可以提供支持雙向交談的足夠容量 ,但傳統(tǒng)的銅線所能提供的帶寬 ,對高性能的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和因特網(wǎng)來說的確有些勉為其難 ,數(shù)據(jù)用戶不僅希望與對方交談 ,而希望通過視頻會議系統(tǒng)看到對方的虛擬影象 ,所以對傳統(tǒng)的接入技術(shù) ( 接入方式、接入布線)提出高性能的要求，以突破網(wǎng)絡接入環(huán)節(jié)的瓶頸。以增加網(wǎng)絡最后一段路程中的帶寬，在大范圍達到并滿足用戶在家庭或

4、小型辦公室的通信要求的基本前提。而局部環(huán)路的瓶頸是由今天提供的較低比特率造成的，事實上，除了本地環(huán)路的帶寬限制外，當前的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡技術(shù)已足以保證提供運動圖像和其它高帶寬服務。目前正廣泛興起的寬帶網(wǎng)接入相對于傳統(tǒng)的窄帶接入而言顯示了其不可比擬的優(yōu)勢和強勁的生命力。為了適應新的形式和需要，出現(xiàn)了多種寬帶接入網(wǎng)技術(shù)。包括銅線接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、混合光纖同軸（ HFC）接入技術(shù)等多種有線接入技術(shù)以及無線接入技術(shù)等。然而，各種各樣的寬帶接入方式都有其自身的長短、優(yōu)劣，不同需要的用戶應該根據(jù)自己的實際情況做出合理的選擇。2.銅線接入技術(shù)傳統(tǒng)銅線接入技術(shù)，即借助電話線路，通過調(diào)制解調(diào)器撥號實現(xiàn)用戶接入的方

5、式，速率已達56kbit s（通信一方應為數(shù)字線路接入），但這種速率還遠遠不能滿足用戶對寬帶業(yè)務的需求。雖然銅線的傳輸帶寬有限，但由于電話網(wǎng)非常普及，電話線占居著全世界用戶線的90以上，如何充分利用這部分寶貴資源，采用各種先進的調(diào)制技術(shù)和編碼技術(shù)，提高銅線的傳輸速率，是中、近期接入網(wǎng)寬帶化的重要任務，目前，以電話線為傳輸介質(zhì)的寬帶接入技術(shù)主要有以下幾種。xDSL 是 DSL(DigitalSubscriber Line) 的統(tǒng)稱，意即數(shù)字用戶線路，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點對點傳輸技術(shù)。盡管 xDSL 可以包括 HDSL（高速數(shù)字用戶線） 、 SDSL（對稱數(shù)字用戶線） 、 ADSL （非對稱

6、數(shù)字用戶線）、 VDSL （甚高比特率數(shù)字用戶線） ,但是目前市面上主要流行的還是 ADSL （非對稱數(shù)字用戶線路） 和 VDSL （甚高速數(shù)字用戶線） 。VDSL 以其 52Mbps 的理論速度相對于于 ADSL 1.5Mbps 的理論速度而言，具有絕對的性能優(yōu)勢，但是其高昂的價格也讓用戶望而卻步。它適合于單位用戶召開電視電話會議等。DSL 實質(zhì)是一系列的超級Modem ，他們的傳輸速率要遠遠高于普通的模擬Modem ，甚至能夠提供比普通模擬Modem 快 300 倍的兆級傳輸速率。由于DSL 使用普通的電話線（不象其他的高速傳輸技術(shù)，如Cable Modem），所以 DSL 技術(shù)被認為是解

7、決“最后一英里”問題的最佳選擇之一。其最大的優(yōu)勢在于利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡架構(gòu)，為用戶提供更高的傳輸速度。用戶在兩個方向并非需要同等的帶寬,相反他們希望更多的帶寬用于接收視頻或因特網(wǎng)服務,為滿足這一非對稱的接入要求,工業(yè)界已開發(fā)出非對稱數(shù)字用戶線路技術(shù)(ADSL) 。 ADSL技術(shù)為家庭和小型業(yè)務提供了增強帶寬的標準方式，國際電信聯(lián)盟公布的G.Lite 或 ADSL Lite 標準規(guī)定的下行帶寬為 1.5Mbs,上行帶寬為 384Kbps,前者大約是現(xiàn)有撥號模擬調(diào)制解調(diào)器的50 倍，為此實際上與網(wǎng)絡建立了兩個連接，它們分別用于電話和數(shù)據(jù)業(yè)務，并可同時打開和連續(xù)使用。在現(xiàn)時中，為了滿足電視會議或建立

8、Web 主機的需求，對數(shù)據(jù)服務要求不多的用戶也可能仍然需求對稱的高速支持。為滿足這部分用戶要求對稱高速的支持，開發(fā)的DSL （SDSL ）可以在環(huán)路上提供寬帶接入，對稱的 DSL 可以在兩個方向提供最高1.5Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸率，從而充分利用銅線環(huán)路技術(shù)帶來的所有價值。2.1 高速數(shù)字用戶環(huán)路（HDSL ）技術(shù)這種性能主要由于兩個主要的HDSL 技術(shù)； 2B1Q 和全雙工傳輸，實現(xiàn)回音消除，HDSL 系統(tǒng)由兩個單元組成，一個在用戶端（ NTU ），另一個在轉(zhuǎn)換端 （ LTU ）。兩者通過兩個或三個雙絞線對，每對可單獨傳輸1168/784KBIT/S 數(shù)據(jù)位流以584KBIT/S 和 /392

9、KBIT/S 的低波特率傳輸，低波特率使長距離傳輸變?yōu)榭赡?。顯示刪除和自適應技術(shù)實現(xiàn)和服務。為替換本地局與用戶局間的E1 連接， HDSL 技術(shù)提供幾種應用和服務。2.2 非對稱數(shù)字用戶環(huán)路（ADSL ）技術(shù)ADSL是利用數(shù)字編碼技術(shù)從現(xiàn)有的銅制電話線上獲取最大數(shù)據(jù)傳輸容量，同時又不干擾在同一條線路上進行的常規(guī)語音服務。ADSL的基本原理是使用電話話音以外的頻率來傳輸數(shù)據(jù)，使用戶在瀏覽 Internet 的同時可以打電話或發(fā)傳真，而且不會影響通話的質(zhì)量和網(wǎng)絡下載速度。ADSL技術(shù)有利于充分利用銅纜資源，保護已有投資，能夠在正常開通現(xiàn)有話音業(yè)務的同時提供寬帶業(yè)務。目前 ADSL的技術(shù)和產(chǎn)品已比較

10、成熟、價格也在不斷下降，特別是對中國電信這樣一個擁有大量銅纜資源和超過1.35 億電話用戶的運營商來說，有重要的現(xiàn)實意義和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ绻窈笪迥陜?nèi)有 20的電話用戶能夠使用ADSL ，用戶數(shù)量就會超過2000 萬，這將是一個巨大的市場。 ADSL 的應用主要有兩種方式：2.2.2 FTTx ADSL 方式。由于光節(jié)點靠近用戶，銅纜距離較短，線間串擾較小，因此可以達以較高的傳輸速率，并可隨著技術(shù)的發(fā)展向VDSL 升級。目前，市面上電信和鐵通都在經(jīng)營ADSL 業(yè)務，在他們經(jīng)營的業(yè)務中，分為虛擬撥號ADSL 和固定 IP ADSL ，在帶寬上也分有等級：512K 、 1M 、 2M 等。對于普

11、通的家庭用戶，電信提供512K的虛擬撥號 ADSL ，鐵通提供2M 的虛擬撥號 ADSL 。對于非營運性的家庭用戶，電信提供512k 的虛擬撥號 ADSL ，鐵通提供2M 的虛擬撥號 ADSL 。但是選擇鐵通需要使用鐵通的固定電話，因此位置必須靠近鐵路才行。2.3 超高速數(shù)字用戶環(huán)路（VDSL ）技術(shù)VDSL 和 ADSL 技術(shù)相似，也是一種非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)，采用頻分復用方式，將POTS、 ISDN 以及 VDSL 的上、下行信號放在不同的頻段傳輸，但VDSL 比 ADSL 的傳輸速率更高，是高速的 ADSL 。 VDSL 采用 CAP、 DMT 和 DWMT 等編碼方式，在一對普通電

12、話雙絞線上提供的典型速率為上行 1.62.3Mbit s，下行12.96 55.2Mbit S（目前最高達到 155Mbit s），速率比 ADSL 高約 10 倍，但傳輸距離比ADSL 也低得多，典型的傳輸距離為0.3 1.5km。由于 VDSL的傳輸距離比較短，因此特別適合于光纖接入網(wǎng)中與用戶相連接的最后“一公里”，并且要求光網(wǎng)絡單元（ ONU ）盡量與用戶接近，其系統(tǒng)配置圖與ADSL 類似，存在于用戶與本地ONU之間。VDSL 可同時傳送多種寬帶業(yè)務，如高清晰度電視（ HDTV ）、清晰度圖像通信以及可視化計算等，其國際標準還正在制定。2.4 對稱數(shù)字用戶線 (SDSL)對稱數(shù)字用戶線它

13、與HDSL 類似，可以在兩個方向上 （上行和下行）傳送 1.544Mbit s 的帶寬，但它利用一對銅雙絞線。一對銅雙絞線的使用使其傳送距離受到限制，SDSL 應用的傳送范圍為3km 左右。它可在小范圍的應用上找到位置，如住宅電視會議或遠端LAN 接入等。2.5 IDSL (ISDN DSL綜合數(shù)字業(yè)務用戶環(huán)路)IDSL 技術(shù)也與 HDSL 相同 ,它可以提供 ISDN 的基本速率 (2B+D) 或基群速率 (30B+D) 的雙向業(yè)務 ,但 IDL 與 ISDN 完全不同 ,ISDN 是交換技術(shù)， ISDL 是網(wǎng)絡技術(shù)。不同于 ISDN 的最大特性是交換數(shù)據(jù)不通過交換機。2.6 UDSL (U

14、ltrahigh bit-rate DSL:UDSL也是ADSL技術(shù)的一種超高速數(shù)字用戶環(huán)路),但其傳輸速率更高，可達155Mb/s, 不過傳輸距離只有數(shù)十米,Internet 用戶使用價值不大。目前僅處于實驗階段。3.混合光纖同軸（ HFC ）接入技術(shù)為了解決終端用戶通過普通電話線入網(wǎng)速率較低的問題，人們一方面通過xDSL 技術(shù)提高電話線路的傳輸速率，另一方面嘗試利用目前覆蓋范圍廣、最具潛力、具有很大帶寬的CATV 網(wǎng)絡。HFC（ Hybrid Fiber Coaxial ）網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng)，它是一種新型的寬帶網(wǎng)絡，采用光纖到服務區(qū)，而在進入用戶的“最后1 公里”采用同軸電纜。最常見

15、的也就是有線電視網(wǎng)絡，它比較合理有效地利用了當前的先進成熟技術(shù)，融數(shù)字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時提供較高質(zhì)量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價格比的電話服務、高速數(shù)據(jù)傳輸服務和多種信息增值服務，還可以逐步開展交互式數(shù)字視頻應用。HFC 接入技術(shù)就是以現(xiàn)有的CATV 網(wǎng)絡為基礎，采用模擬頻分復用技術(shù)，綜合應用模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)、射頻技術(shù)和計算機技術(shù)所產(chǎn)生的一種寬帶接入網(wǎng)技術(shù)。與光纖到路邊（FTTC ）不同的是，其同軸電纜不是星型結(jié)構(gòu)，而是采用樹型結(jié)構(gòu)，通過分支器連接到終端用戶。光分配節(jié)點（ODU ）到頭端（ HE）為星型拓撲結(jié)構(gòu)，采用AN SCM 光波技術(shù)通過光纜傳輸信號

16、，所有連接到光節(jié)點的用戶共享一條光纖線路。HFC 技術(shù)可以統(tǒng)一提供CATV 、話音、數(shù)據(jù)及其他一些交互業(yè)務，它在550MHz 頻段通過QPSK 和 TDMA等技術(shù)提供上行非廣播數(shù)據(jù)通信業(yè)務，在50550MHz頻段采用殘留邊帶調(diào)制（VSB ）技術(shù)提供普通廣播電視業(yè)務，在550 750MHZ頻段采用QAM 和 TDMA 等技術(shù)提供下行數(shù)據(jù)通信業(yè)務，如數(shù)字電視和VOD 等， 750MHz 以上頻段暫時保留以后使用。終端用戶要想通過HFC 接入，需要安裝一個用戶接口盒（UIB ），它可以提供三種連接：使用 CATV 同軸電線連接到機項盒（ STB ），然后連接到用戶電視機；使用雙絞線連接到用戶電話機；

17、通過 Cable Modem 連接到用戶計算機。由于 CATV 網(wǎng)絡覆蓋范圍已經(jīng)很廣泛，而且同軸的帶寬比銅線的帶寬要寬得多，因此HFC 是一種相對比較經(jīng)濟、高性能的寬帶接入方案，是光纖逐步推向用戶的一種經(jīng)濟的演變策略，尤其是在有線電視網(wǎng)絡比較發(fā)達的地區(qū)，HFC 是一種很好的寬帶接入方案。不過HFC 接入技術(shù)的應用也有一些需要解決的問題，首先，原有的CATV 網(wǎng)絡只提供廣播業(yè)務，大都為單向網(wǎng)絡，為實現(xiàn)雙向通信，需要有雙向分配放大器、雙向濾波器和雙向干線放大器等。其次，HFC 接入系統(tǒng)為樹型結(jié)構(gòu)，同軸的帶寬是由所有用戶公用的，而且還有一部分帶寬要用于傳送電視節(jié)目，用于數(shù)據(jù)通信的帶寬受到限制，目前一

18、般一個同軸網(wǎng)絡內(nèi)至多連接500 個用戶，另外樹型結(jié)構(gòu)使其上行信號存在噪聲積累。再者， HFC 網(wǎng)絡的安全保密性、系統(tǒng)健壯性以及價格等問題也有待進一步解決和完善。最后， IEEE 的 802.14 工作組正在制定 HFC 物理層和 MAC 層標準，但 HFC 目前還沒有統(tǒng)一的國際標準。在我國開展 HFC 接入，還有一個經(jīng)營體制的問題，需要打破行業(yè)界限。HFC 網(wǎng)是目前世界上公認較好的接入方式，是解決信息高速公路最后1 公里寬帶 接入網(wǎng)的最佳方案。 HFC 綜合網(wǎng)可以提供電視廣播（模擬及數(shù)字電視）、影視點播、數(shù)據(jù)通信、電信服務（電話、傳真等） 、電子商貿(mào)、遠程教學與醫(yī)療、以及增值服務（電子郵件、電

19、子圖書館） 等極為豐富的服務內(nèi)容。由于 HFC 網(wǎng)絡大部分采用傳統(tǒng)的高速局域網(wǎng)技術(shù)，但是最重要的組成部分也就是同軸電纜到用戶電腦這一段使用了另外的一種獨立技術(shù)，這就是Cable Modem ，即電纜調(diào)制解調(diào)器又名線纜調(diào)制解調(diào)器，是一種將數(shù)據(jù)終端設備（計算機）連接到有線電視網(wǎng)（Cable TV ），以使用戶能進行數(shù)據(jù)通信，訪問 Internet等信息資源的設備。它是近幾年隨著網(wǎng)絡應用的擴大而發(fā)展起來的，主要用于有線電視網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。用戶可以通過CM 連接有線電視寬帶網(wǎng) （即 HFC 網(wǎng)絡）接入有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)，有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)再和internet 高速相連，用戶即可在家中高速連入internet

20、網(wǎng)。盡管它依靠現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡，但是它必須對現(xiàn)有的有線電纜進行雙向改造后才能實現(xiàn)對Internet 的上傳。利用 Cable modem接入 Internet 可以實現(xiàn) 10Mb/s 40Mb/s 的帶寬，下載速度可以輕松超過100kb/s，有時甚至可以高達 300kb/s，用它可以非常舒心地享受寬帶多媒體業(yè)務，而且Cable modem 可以綁定獨立的 IP。Cable Modem 其主要功能是將數(shù)字信號調(diào)制到射頻（FR）以及將射頻信號中的數(shù)字信息解調(diào)出來。除此之外， Cable Modem 還提供標準的以太網(wǎng)接口，部分地完成網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)卡和集線器的功能，因此，要比傳統(tǒng)的Modem 復

21、雜得多。CableModem 與以往的 Modem 在原理上都是將數(shù)據(jù)進行調(diào)制后在Cable(電纜 )的一個頻率范圍內(nèi)傳輸 ,接收時進行解調(diào)，傳輸機理與普通Modem 相同，不同之處在于它是通過有線電視CATV 的某個傳輸頻帶進行調(diào)制解調(diào)的。而普通Modem 的傳輸介質(zhì)在用戶與交換機之間是獨立的，即用戶獨享通訊介質(zhì)。 CableModem屬于共享介質(zhì)系統(tǒng)，其它空閑頻段仍然可用于有線電視信號的傳輸。Cable Modem 提供雙向信道：從計算機終端到網(wǎng)絡方向稱為上游（Upstream）信道，從網(wǎng)絡到計算機終端方向稱為下游（Downstream）信道。上游信道帶寬一般在200kbit s 到 2M

22、bit s 之間，最高可達10Mbit s。上游信道采用的載波頻率范圍在 5MHz 到 40MHz 之間，由于這一頻段易受家用電器噪聲的干擾，信道環(huán)境較差，一般采用較可行的 QPSK 調(diào)制方式。下游信道的帶寬一般在3Mbit s 至 10Mbit s 之間，最高可達36Mbit s。下游信道采用的載波頻率范圍在 42MHz 到 750MHz 之間，一般將數(shù)字信號調(diào)制到一個6MHz 的電視載波上，典型的調(diào)制方式有 QPSK 和 QAM64 等，前者可提供10Mbit s 帶寬，后者可提供36Mbit/s 帶寬。Cable Modem 本身不單純是調(diào)制解調(diào)器，它集MODEM 、調(diào)諧器、加 /解密設

23、備、橋接器、網(wǎng)絡接口卡、 SNMP 代理和以太網(wǎng)集線器的功能于一身。它無須撥號上網(wǎng)，不占用電話線，可永久連接。服務商的設備同用戶的Modem 之間建立了一個VLAN （虛擬專網(wǎng)）連接，大多數(shù)的Modem 提供一個標準的 10BaseT 以太網(wǎng)接口同用戶的PC 設備或局域網(wǎng)集線器相聯(lián)。CableModem 徹底解決了由于聲音圖像的傳輸而引起的阻塞，其速率已達10Mbps 以上，下行速率則更高。而傳統(tǒng)的 Modem 雖然已經(jīng)開發(fā)出了速率56Kbps 的產(chǎn)品，但其理論傳輸極限為64Kbps ，再想提高已不大可能。我們可以看出CableModem 是未來網(wǎng)絡發(fā)展的一個主流之一，但是，目前尚無 Cabl

24、eModem 的國際標準，各廠家的產(chǎn)品的傳輸速率均不相同。HFC 網(wǎng)的優(yōu)點就是可以充分利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡，不需要再單獨架設網(wǎng)絡，并且速度比較快，但是它的缺點就是HFC 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是樹型的， Cable Modem 上行 10M 下行 38M 的信道帶寬是整個社區(qū)用戶共享的，一旦用戶數(shù)增多，每個用戶所分配的帶寬就會急劇下降，而且共享型網(wǎng)絡拓撲致命的缺陷就是它的安全性（整個社區(qū)屬于一個網(wǎng)段），數(shù)據(jù)傳送基于廣播機制，同一個社區(qū)的所有用戶都可以接收到他人的數(shù)據(jù)包。從長遠看， HFC 網(wǎng)計劃提供的是全業(yè)務網(wǎng)（ FSN），將來用戶數(shù)從 500 戶降到 25 戶，實現(xiàn)光纖到路邊。最終用戶數(shù)可望降到一戶，實

25、現(xiàn)光纖到家，提供一條通向?qū)拵ㄐ诺男峦緩?。但回傳信道的干擾仍需解決。目前有多種解決方案，其中較徹底的是小型光節(jié)點方案，就是用獨立的光纖來傳雙向業(yè)務。小型光節(jié)點采用低成本激光器，很靠近用戶，同軸網(wǎng)部分為無源網(wǎng)?；貍餍诺绖t安排在高頻端，徹底避免回傳信道的干擾問題。第二種比較好的是采用同步碼分多址（S-CDMA ）技術(shù)。此時信號處理增益可達21.5dB，干擾大大減少，系統(tǒng)可工作在負信噪比條件，較好解決回傳信道的噪聲和干擾問題。HFC 的最新發(fā)展趨勢是與DWDM 相結(jié)合，充分利用DWDM的降價趨勢簡化第二樞紐站，將路由器和服務器等移到前端，消除光射頻光變換過程，可以簡化系統(tǒng)，進一步降低成本。4.SDH

26、應用于接入網(wǎng)目前的市場，帶寬需求和技術(shù)都已顯示有必要把SDH 的功能和接口盡可能靠近用戶。在接入網(wǎng)中應用SDHSDH技術(shù)上的巨大優(yōu)勢帶進接入網(wǎng)領域，使的主要優(yōu)勢在于：對于要求高可靠高質(zhì)量業(yè)務的大企事業(yè)用戶，SDH 可以提供理想的網(wǎng)絡性能和業(yè)務可靠性。此時可以直接用SDH 系統(tǒng)以點到點或環(huán)形拓撲形式與用戶相連?？梢栽黾觽鬏攷?，改進網(wǎng)管能力，簡化維護工作，降低運行維護成本。SDH 的固有靈活性，使網(wǎng)絡運營者可以更快更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務需求以及組網(wǎng)需要。對于發(fā)展極其迅速的蜂窩通信系統(tǒng)采用 SDH 系統(tǒng)尤其適合，它可以迅速靈活地提供所需的 2Mb/s 透明通道。當然，考慮到接入網(wǎng)對成

27、本的高度敏感性和運行環(huán)境的惡劣性，適用于接入網(wǎng)的SDH 設備必須是高度緊湊、低功耗和低成本的新型系統(tǒng)。目前已有若干廠家研制出專用于接入網(wǎng)的SDH 設備，其應用市場前景看好。為了更充分利用SDH 的優(yōu)勢，需要將 SDH 進一步擴展至低帶寬用戶，特別是無線用戶，提供64kb/s 等級的靈活性并能綜合現(xiàn)有和新的業(yè)務傳送平臺。具體實施方法有多種，使用STM-0 子速率連接（ sub STM-0 ）對于小帶寬用戶是經(jīng)濟有效的方案，同時又能保持全部SDH 管理能力和功能。目前 ITU-T 第 15研究組已開發(fā)了新的建議G.708，規(guī)定了兩種接口，即傳送TUG-2 的接口（sSTM-2n ）和傳送TU-12

28、 的接口（ sSTM-1k ）。采用 sSTM-2n 接口時，信號速率為7.488Mb/s 、14.4Mb/s 和 28.224Mb/s。采用 sSTM-1k 接口時， k 值限于 1、 2、4、8 和 16，主要適用于無線傳送技術(shù)。其速率分別為 2.88Mb/s 、 5.18Mb/s 、9.792Mb/s、 19.008Mb/s 和 37.4Mb/s。屆時 SDH 將進一步向用戶推進，在接入網(wǎng)領域占據(jù)更大的份額。5.HOME PNA接入HomePNA 全名是 Home PhoneLine Networking Alliance ，它是 1998 年 6 月由全球多家知名的通訊及晶片大廠共同制

29、訂的利用電話線在小范圍內(nèi)搭建局域網(wǎng)的電話網(wǎng)絡標準，執(zhí)行的網(wǎng)絡標準是IEEE802.3 標準的局域網(wǎng)標準。目前 HomaPNA 已經(jīng)獲得了多家大 IT 企業(yè)的支持包括 AMD 、IBM 、 AT&T 、HP、 3Com、 Compaq 等。HomePNA 是利用高低差頻多工 （ FDM ）的技術(shù)，把話音與數(shù)據(jù)在同一條電話線上分開傳送（話音： 20 4kHz，數(shù)據(jù)： 5.5 9.5MHz ），并與以太網(wǎng)兼容，上網(wǎng)及通話互不干擾。HomePNA 是以現(xiàn)成的電話線來組建網(wǎng)絡，可以快速、方便、低成本地完成網(wǎng)絡架構(gòu)，不需要重新布設5 類線，就能達到讓所有電腦及周邊設備實現(xiàn)資源共享。HomePNA 技術(shù)的出

30、現(xiàn)其中一個主要目的就是解決最后幾百米的互聯(lián)網(wǎng)高速接入，實質(zhì)就是一種變種的ADSL ， homePNA 設備就是一套簡單的ADSL局端和用戶端設備，只是速度相對標準ADSL 慢一些，傳輸距離更短一些。目前速率可以達1Mbps，距離可達400 米。解決互聯(lián)網(wǎng)接入的模型一般是這樣：ISP 通過光纖或者其他方式將高速互聯(lián)網(wǎng)接口連到小區(qū)，通過HomePNA 局端設備（小區(qū)網(wǎng)絡中心）和客戶端設備在小區(qū)內(nèi)通過小區(qū)住戶的電話線連接成一個局域網(wǎng)，然后通過HomePNA 設備上的共享上網(wǎng)服務功能為用戶提供高速上網(wǎng)連接。6.DDN 數(shù)字專線對于上網(wǎng)計算機較多的企業(yè)用戶，可以采用DDN和幀中繼的INTERNET的接入

31、方式。 DDNDigital Data Network ）即數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)，是利用光纖、數(shù)字微波或衛(wèi)星等數(shù)字信道，提高永久或半永久性電路，以傳輸數(shù)據(jù)信號為主的信號網(wǎng)絡。它區(qū)別與傳統(tǒng)模擬電話專線，其顯著特點是數(shù)字專線，傳輸質(zhì)量高，時延小，通信速度可以根據(jù)需要在2.4kbps 到 2Mbps 之間選擇。用DDN 方式接入 INTERNET ，傳輸速率可以達到64kbps 至 2Mbps。DDN是采用數(shù)字傳輸信道傳輸數(shù)據(jù)信號的通信網(wǎng)，可提供點對點、點對多點透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)專線，為用戶傳輸數(shù)據(jù)、圖象、聲音等信息。 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)是以光纖為中繼干線網(wǎng)絡，組成 DDN 的基本單位是節(jié)點，節(jié)點間通過光纖連接，構(gòu)成網(wǎng)狀

32、的拓樸結(jié)構(gòu)，用戶的終端設備通過數(shù)據(jù)終端單元（DTU ）與就近的節(jié)點機相連。DDN專線就是市內(nèi)或長途的數(shù)據(jù)電路，電信部門將它們出租給用戶做資料傳輸使用后，它們就變成用戶的專線，直接進入電信的DDN 網(wǎng)絡，因為這種電路是采用固定連接的方式，不需經(jīng)過交換機房，所以稱之為固定 DDN 專線?，F(xiàn)在我們常見的固定 DDN 專線按傳輸速率可分為 14.4K 、 28.8K 、64K 、128K 、256K 、 512K 、 768K 、 1.544M （就是常說的 T1 線路）及 44.763M （T3）九種目前 DDN 可達到的最高傳輸速率為 155Mbit/s ，平均時延 450s。 過去這種所謂專線的

33、技術(shù)是單純用來連接相隔兩地的區(qū)域網(wǎng)絡，現(xiàn)在利用它直接進入電信主干數(shù)據(jù)網(wǎng)的先天優(yōu)勢，他的應用范圍獲得了極大擴展。因為 DDN 的主干傳輸為光纖傳輸，采用數(shù)字信道直接傳送數(shù)據(jù)，所以傳輸質(zhì)量高。采用專線連接的方式而不必選擇路由，直接進入主干網(wǎng)絡，所以時延小速度快14.4K 的 DDN 絕對比 14.4K的撥號上網(wǎng)快很多、采用點對點或點對多點的專用數(shù)據(jù)線路，特別適用于業(yè)務量大、實時性強的用戶。7.幀中繼幀中繼（ Frame Relay）是在 OSI 的第二層上用簡化的方法傳送和交換數(shù)據(jù)單元的一種網(wǎng)絡互聯(lián)技術(shù)。它的傳輸率從 19.2KBPS 到 2MKBPS 。幀中繼主要運用在企業(yè)局域網(wǎng)之間的互聯(lián)，以及

34、局域網(wǎng)聯(lián)入 INTERNET ，它是一種經(jīng)濟、方便、靈活、投資少的一種企業(yè)級的網(wǎng)絡解決方案。幀中繼是在分組交換網(wǎng)的基礎上，結(jié)合數(shù)字專線技術(shù)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)絡。在某種程度上它可被認為是一種“快速分組交換網(wǎng)”。它是當前數(shù)據(jù)通信中一項重要的業(yè)務網(wǎng)絡技術(shù)。用戶的LAN 一般通過網(wǎng)關(guān)路由器接入幀中繼網(wǎng)；若路由器不具有標準的幀中繼UNI 接口規(guī)程，則在路由器和幀中繼網(wǎng)間還需增加幀中繼拆裝設備（FRAD ）。其主要優(yōu)勢表現(xiàn)為：7.1 簡化了相應協(xié)議，提高了傳輸速度。它只完成 OSI 七層協(xié)議中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，而將流量控制、糾錯等功能留給智能終端完成。故其數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（LAPD 協(xié)議）在可靠的基

35、礎上相對簡化，從而減小了傳輸時延，提高了傳輸速度（速率范圍一般亦為9.6kbps 2.048Mbps ）。另外，它所采用的LAPD 鏈路層協(xié)議，能夠順利承載IP 、IPX 、SNA 等常用協(xié)議。7.2 PVC技術(shù)幀中繼網(wǎng)絡可提供的基本業(yè)務有兩種，即 Virtual Circuit ），但目前的幀中繼網(wǎng)絡只提供PVC （Permanent VirtualCircuit ）和 SVC（ SwitchedPVC 業(yè)務。所謂PVC 是指在網(wǎng)管定義完成后，通信雙方的電路在用戶看來是永久連接的，但實際上只有在用戶準備發(fā)送數(shù)據(jù)時網(wǎng)絡才真正把傳輸帶寬分配給用戶。但它自身沒有足夠的流量控制功能，當同一網(wǎng)絡端口的

36、各 PVC 同時數(shù)據(jù)流量很大時，可能造成擁塞。技術(shù)上缺乏對 SVC 的支持也使它喪失了部分應用上的優(yōu)勢，影響了業(yè)務的進一步推廣。采用 PVC 和統(tǒng)計復用技術(shù)可以提高網(wǎng)絡的利用率，但同時，一旦物理線路或物理端口出現(xiàn)故障，將會有多條 PVC 同時受到影響。7.3 統(tǒng)計復用技術(shù)。它使得幀中繼的每一條線路和網(wǎng)絡端口都時由多個終端用戶按信息流（即能在單一物理連接上提供多個邏輯連接。顯然，它大大地提高了網(wǎng)絡資源的利用率。7.4 用戶費用相對經(jīng)濟。PVC）實現(xiàn)共享，即由于網(wǎng)絡的信息流基于數(shù)據(jù)包，采用了PVC 技術(shù)和統(tǒng)計復用技術(shù)，其電路租用費用低廉。其費率一般僅為同速率DDN 電路的 40%。且在網(wǎng)絡空閑時，

37、它還允許用戶突發(fā)地超過自己申請的速率（ CIR ）占用動態(tài)帶寬。對于經(jīng)常傳遞大量突發(fā)性數(shù)據(jù)的用戶，非常經(jīng)濟合算。不難看出，幀中繼適合于突發(fā)性較強、速率較高、時延較短且要求經(jīng)濟性較好的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，如公司間進行網(wǎng)絡互聯(lián)、開放遠程醫(yī)療等多媒體業(yè)務、進行電子商務以及VPN 組網(wǎng)等。8.無線接入技術(shù)PVC無線接入技術(shù)是指在終端用戶和交換局端間的接入網(wǎng)部分全部或部分采用無線傳輸方式，為用戶提供固定或移動的接入服務的技術(shù)。作為有線接入網(wǎng)的有效補充，它有系統(tǒng)容量大，話音質(zhì)量與有線一樣，覆蓋范圍廣，系統(tǒng)規(guī)劃簡單，擴容方便，可加密碼或用CDMA增強保密性等技術(shù)特點，可解決邊遠地區(qū)、難于架線地區(qū)的信息傳輸問題，是

38、當前發(fā)展最快的接入網(wǎng)之一。目前，無線接入技術(shù)已較為廣泛地應用于農(nóng)村、城鎮(zhèn)，在水利電力、工礦等專網(wǎng)中也得到一定程度上的應用。無線接入的方式有很多，如微波傳輸技術(shù)（包括一點多址微波）、衛(wèi)星通信技術(shù)、蜂窩移動通信技術(shù)（包括 FDMA 、TDMA 、 CDMA 和 SCDMA ）、 CTZ 、DECT 、 PHS 集群通信技術(shù)、無線局域網(wǎng)（ WLAN ）、無線異步轉(zhuǎn)移模式（ WATM ）等，尤其是 WLAN 以及剛剛興起的 WATM 將成為寬帶無線本地接入（ WWLL ）的主要方式。與有線寬帶接入方式相比，雖然無線接入技術(shù)的應用還面臨著開發(fā)新頻段、完善調(diào)制和多址技術(shù)、防止信元丟失、時延等方面的問題，但

39、它以其特有的無須敷設線路、建設速度快、初期投資小、受環(huán)境制約不大、安裝靈活、維護方便等特點將成為接入網(wǎng)領域的新生力量。8.1 無線本地環(huán)路（ WLL ）WLL利用無線方式把固定用戶接入到固定電話網(wǎng)，即利用無線方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線用戶接入，為用戶提供終端業(yè)務服務。 WLL 包括 DECT、 PHS、 CDMA 、 FDMA 、 SCDMA 等，它具有部署靈活，建網(wǎng)速度快，適應環(huán)境能力強，網(wǎng)絡配置簡單等優(yōu)點，近年來頗受青睞。 8.2 本地多點分配業(yè)務接入（ LMDS ）本地多點分配業(yè)務(LMDS) ，作為近年來興起的一種寬帶無線接入技術(shù)。它與蜂窩移動通信系統(tǒng)類似，一般也采用小區(qū)結(jié)構(gòu)，小區(qū)的半徑為2

40、5km（具體數(shù)值因各地的地理環(huán)境與氣候條件不同而有差異）。美國FCC 規(guī)定， LMDS 占用 28GHz 與 31GHz 頻段附近（ Ka 波段）的 1.3GHz 帶寬，其他各國對 LMDS 所占用的頻段規(guī)定各不相同，但一般都采用 20 40GHz 間的頻段，帶寬通常在 1GHz 以上。與蜂窩移動通信系統(tǒng)不同的是， LMDS 由于具有 Ka 波段的電波傳播特點，所以不能支持移動業(yè)務，只能提供定點的接入。LMDS 利用地面轉(zhuǎn)接站而不是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，通過射頻（RF）頻帶 LMDS 最多可提供 10Mbit/s的數(shù)據(jù)流量，它采用蜂窩單元，以毫米波28GHz 的帶寬向用戶提供ROD、廣播和會議電視、視

41、頻家庭購物等寬帶業(yè)務。LMDS 接入系統(tǒng)主要由帶扇形天線的收發(fā)信機組成，其典型蜂窩半徑為410km，在每個扇區(qū)傳輸交互式的數(shù)字信號，信號到達用戶室外單元后，28GHz 的信號轉(zhuǎn)換成中頻595MHz ，在室內(nèi)用同軸電纜將數(shù)字信號送至機頂盒（ STB）。 LMDS 為某些布線施工困難的地區(qū)提供類似的帶寬接入和雙路能力。LMDS 系統(tǒng)通常由多個小區(qū)組成，每個小區(qū)由一個中心站和眾多用戶站組成，各中心站通過帶自愈功能的高速光纖環(huán)路相連。中心站由網(wǎng)絡節(jié)點設備與射頻設備組成，網(wǎng)絡節(jié)點設備主要包括與 ATM 和 CATV 網(wǎng)絡的接口、信號的編解碼、壓縮、糾錯、復分接、路由、調(diào)制解調(diào)、合分路等；射頻設備主要包括

42、射頻收發(fā)信機與天線。通常，這兩部分是做在一起的，射頻部分將來自網(wǎng)絡節(jié)點設備的中頻信號變頻至相應頻段，通過天線發(fā)射出去，同時將天線收到的信號變頻至中頻送入網(wǎng)絡節(jié)點設備處理。用戶站由網(wǎng)絡接口單元和射頻部分組成，其結(jié)構(gòu)基本同中心站。但網(wǎng)絡接口單元較中心站的網(wǎng)絡節(jié)點設備要簡單得多，而且因用戶所需業(yè)務的不同而有差異，一般可向用戶提供E1 T1、 E3T3、 10BaseT、 ATM25.6 、 ISDN BNI 、PRI、 POTS 等接口。中心站一般采用全向天線或扇形天線，用戶站則采用方向性極強的高增益天線。每個小區(qū)通?？梢蕴峁┑南滦袔挒?GHz，上行帶寬為300MHz 。如果在小區(qū)內(nèi)劃分扇區(qū)，并且

43、在相鄰扇區(qū)內(nèi)采用交叉極化的方式，還可以成倍地擴大帶寬。例如，一個劃分了8 個扇區(qū)的小區(qū)，如采用QPSK調(diào)制，從理論上來說，該小區(qū)內(nèi)的用戶可以享受10GHz 以上的帶寬。此外LMDS 系統(tǒng)采用了高效先進的均衡與糾錯算法，使系統(tǒng)的誤碼率降至10-10 10-11。因此， LMDS 系統(tǒng)在帶寬容量和傳輸性能上都達到或接近了光纖的水平，所以有人稱其為“空中光纖”。同低頻段的其他無線通信系統(tǒng)不同的是，LMDS 系統(tǒng)對各通信點之間的“視通”（ LOS）的要求非?？量獭Ｓ捎诮ㄖ锱c植物等的阻擋，所以一個小區(qū)內(nèi)能滿足“視通”要求的用戶比例通常為60左右。對此， LMDS 系統(tǒng)在規(guī)劃、設計小區(qū)時采用了小區(qū)重疊、

44、增加中繼站或反射器等技術(shù)，這可以使小區(qū)內(nèi)收到有效信號的用戶比例上升到85左右。此外， LMDS 系統(tǒng)所處 Ka 波段的電波還易受天氣的影響，雨、雪、霧等都會引起電波的衰減，較強的降雨甚至可能導致信號的完全中斷。對此， LMDS 系統(tǒng)通常采用動態(tài)自適應發(fā)信功率控制技術(shù)，在信號衰減較大的情況下，自動增大信號的發(fā)射功率，以便為系統(tǒng)提供足夠的增益儲備。另外， LMDS 系統(tǒng)還采用了動態(tài)自適應帶寬分配，動態(tài)自適應調(diào)制等一系列先進的技術(shù)，以最大限度優(yōu)化系統(tǒng)性能?？梢哉f， LMDS 系統(tǒng)集成了當今世界多項尖端的通信與網(wǎng)絡技術(shù)。LMDS 的主要缺點是，存在來自其他小區(qū)的同信道干擾和覆蓋區(qū)范圍有限。因為系統(tǒng)要求

45、工作在高頻段，所以即使發(fā)射機和接收機位置固定，交通工具和樹葉也會造成信號衰落。8.3 數(shù)字直播衛(wèi)星接入（DBS）DBS 利用位于地球同步軌道的通信衛(wèi)星將高速廣播數(shù)據(jù)送到用戶的接收天線，所以它一般也稱為高軌衛(wèi)星通信。其特點是通信距離遠，費用與距離無關(guān)，適用于多業(yè)務傳輸，可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動靈活的移動通信服務等。在 DBS 系統(tǒng)中，大量的數(shù)據(jù)通過頻分或時分等調(diào)制后利用衛(wèi)星主站的高速上行通道和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進行廣播，用戶通過衛(wèi)星天線和衛(wèi)星接收Modem 接收數(shù)據(jù)，接收天線直徑一般為18 英寸（0.45m）或 21 英寸（ 0.53m）。 DBS 主要是廣播系統(tǒng)，用戶的回傳數(shù)

46、據(jù)則要通過電話Modem 送到主站的服務器。由于數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)具有高可靠性，不像PSTN 網(wǎng)絡中采用雙絞線的模擬電話需要較多的信號糾錯，因此可使下載速率達到400kbit/s，而實際 DBS 廣播速率最高為 12Mbit/s 。目前，在美國已經(jīng)可以提供DBS 服務，主要用于因特網(wǎng)接入，其中最大的DBS 網(wǎng)絡就是休斯網(wǎng)絡系統(tǒng)公司的DirectPC 。該產(chǎn)品實際就是小口徑衛(wèi)星終端（VSAT ）產(chǎn)品，其用戶通過一個碟形天線、一塊衛(wèi)星接入卡及相應的軟件接收從通信衛(wèi)星傳來的信號。DirectPC 的數(shù)據(jù)傳輸也是不對稱的，在接入因特網(wǎng)時，下載速率為400kbit/s ，上行速率為33.6kbit/s ，這一

47、速率雖然比普通撥號Modem 提高不少，但與 DSL 及 Cable Modem 技術(shù)仍無法相比。8.4 微波無線接入目前最常被應用于軍事通信上的就是一般大家常說的微波，所謂微波是指頻率大過于1GHz 的電波。如果應用較小的發(fā)射功率（約一瓦） 配合定向高增益微波天線，再于每隔1050 英哩（約為16 80kM ）的距離設置一個中繼站就可以架構(gòu)起微波通信系統(tǒng)。數(shù)字微波設備所接收與傳送的是數(shù)字信號，數(shù)字微波采用正交調(diào)幅（QAM ）或移相鍵送（ PSK）等調(diào)幅方式，傳送語音、數(shù)據(jù)或是影像等數(shù)字信號。與微波比較起來，數(shù)字微波具有較佳的通信品質(zhì)，而且在長距離的傳送過程中比較不會有雜音累積。數(shù)字微波作為一

48、種無線傳輸方式，在靈活性、抗災性和移動性方面具有光纖傳輸所無法比擬的優(yōu)點，這也是它的優(yōu)勢所在。8.5 通用分組無線接入GPRS 是通用分組無線業(yè)務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在現(xiàn)有的GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務。在某種意義上，可以認為GPRS 是 GSM 向 IP 和 X 25 數(shù)據(jù)網(wǎng)的延伸；反過來也可以說 GPRS 是互聯(lián)網(wǎng)在無線應用上的延伸。在GPRS 上可實現(xiàn) FTP、 WEB 瀏覽器、 E MAIL 等互聯(lián)網(wǎng)應用。GPRS 無線分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)與現(xiàn)有的GSM 語音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM 是一種電路交換系統(tǒng)，而 GPRS 是一種分

49、組交換系統(tǒng)。分組交換的基本過程是把數(shù)據(jù)先分成若干個小的數(shù)據(jù)包，通過不同的路由，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的接力方式傳送到目的端，再組裝成完整的數(shù)據(jù)。在 GSM 無線系統(tǒng)中，無線信道資源非常寶貴，如采用電路交換，每條GSM 信道只能提供9.6kb/s 或 14.4kb/s 傳輸速率。如果多個組合在一起（最多8 個時隙），雖可提供更高的速率，但只能被一個用戶獨占，在成本效率上顯然缺乏可行性。而采用分組交換的GPRS 則可靈活運用無線信道，讓其為多個GPRS 數(shù)據(jù)用戶所共用，從而極大地提高了無線資源的利用率。在理論上，GPRS可以將最多 8 個時隙組合在一起，給用戶提供高達171.2kbs 的帶寬。同時，與 GSM

50、 不同的是，它可同時供多個用戶共享。從無線系統(tǒng)本身的特點看，GPRS 使 GSM 系統(tǒng)實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)業(yè)務的能力產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，從而提供了便利高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。而這正是大多數(shù)移動互聯(lián)應用的特點。由于 GPRS 網(wǎng)是通過軟件升級和增加必要的硬件，利用GSM 現(xiàn)有的無線系統(tǒng)實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)傳輸， GSM 在承載 GPRS 業(yè)務時可以不必中斷其他業(yè)務，如語音業(yè)務等。所以GPRS 是 GSM 向系統(tǒng)演進的重要一環(huán)，它的引入將大大延長GSM 系統(tǒng)的生存周期，同時為3G 的發(fā)展奠定基礎。9.電力線接入方案3G隨

51、著因特網(wǎng)應用的不斷擴展和各種新技術(shù)的出現(xiàn)，電力線通信開始應用于高速數(shù)據(jù)接入和室內(nèi)組網(wǎng)，通過電力線載波方式傳送語音和數(shù)據(jù)信息，把電力網(wǎng)用于網(wǎng)絡通信，以節(jié)省通信網(wǎng)絡的建設成本。電力線通信是接入網(wǎng)的一種替代方案，這對網(wǎng)絡運營商非常重要，其原因在于：通信市場 50% 的投資用于接入網(wǎng)；在很多國家，電信管制解除后，接入網(wǎng)的線路資源還歸以往運營商所擁有，新興運營商于是試圖尋找一種新的解決方案，向用戶提供網(wǎng)絡接入服務，以打破傳統(tǒng)運營商對最后一公里的壟斷；新型電信業(yè)務的快速發(fā)展導致了接入網(wǎng)傳輸容量需求的急劇增加。目前，開展接入網(wǎng)業(yè)務有兩種方式：一種是建立新的網(wǎng)絡，另一種是利用已有的線路資源。第一種方式可通過無

52、線、新鋪電纜或光纖等方法實現(xiàn)，無線方式需要射頻轉(zhuǎn)換的硬件，由于成本較高，難以得到大面積推廣，只能作為有線接入的一種補充；新鋪電纜或光纖需要重新布線，費時費力，建設投入和維護費用大，并給用戶帶來諸多不便。因此，利用現(xiàn)有線路資源是比較理想的解決方式?，F(xiàn)有線路資源主要有：電話線、有線電視網(wǎng)和電力線。電話線和有線電視網(wǎng)的接入線路資源歸傳統(tǒng)的運營商所擁有，而且相對于電力線而言，其線路覆蓋范圍要小得多。在國內(nèi)，除了特別偏僻的山區(qū)外，電力線幾乎無所不在，在每個家庭的每個房間，至少都有一個以上的電源插座，這對開展接入業(yè)務而言非常方便。在室內(nèi)組網(wǎng)方面，計算機、打印機、電話和各種智能控制設備都可通過普通電源插座，

53、由電力線連接起來，組成局域網(wǎng)。現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡應用：如話音、電視、多媒體業(yè)務、遠程教育等，都可通過電力線向用戶提供，以實現(xiàn)接入和室內(nèi)組網(wǎng)的多網(wǎng)合一。因此，電力線通信在家庭組網(wǎng)和接入等方面將大有可為。電力線通信將在一個較短的時間內(nèi)將有突破性發(fā)展，而且會像 20 世紀 50 年代的電視那樣，影響每個家庭。9.1 電力線通信環(huán)境分析電力線接入是把戶外通信設備插入到變壓器用戶側(cè)的輸出電力線上，該通信設備可以通過光纖與主干網(wǎng)相連，向用戶提供數(shù)據(jù)、語音和多媒體等業(yè)務。在通信設備內(nèi)部，高頻網(wǎng)絡信號與 50/60Hz 低頻電信號一起，耦合到用戶端電力線上，由此可把通信網(wǎng)、電力輸送網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)連接起來。戶外設備

54、與各用戶端設備之間的所有連接都可看成是具有不同特性和通信質(zhì)量的信道，如果通信系統(tǒng)支持室內(nèi)組網(wǎng)，則室內(nèi)任兩個電源插座間的連接都是一個通信信道。因此，低壓電力網(wǎng)有多個通信信道。通信質(zhì)量的好壞與通信信道直接相關(guān)，很大程度上取決于接收端的噪音水平和不同頻率信號的衰減。噪音越大，在接收端將越難提取出有用的信號；同樣，如果信號從發(fā)送端到接收端的傳輸過程中發(fā)生衰減，在接收端，信號可能被淹沒在噪音之中，也很難提取出有用的信號。電力線通信的噪音主要來源于與低壓電網(wǎng)相連的所有負載以及無線電廣播的干擾等，由于負載的開關(guān)會引起電力線上電流的波動，使得電力線的周圍會產(chǎn)生電磁輻射，所以，沿電力線傳送數(shù)據(jù)時，會出現(xiàn)許多意想

55、不到的問題。另外，信號衰減與信道的物理長度和低壓電網(wǎng)的阻抗匹配情況有關(guān)，由于低壓電網(wǎng)上負載的開關(guān)是隨機的，因此，其阻抗是隨時間而變化的，很難進行匹配。所以，電力線通信的環(huán)境極為惡劣，在這樣惡劣的環(huán)境下，很難保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，必須采用許多相關(guān)的技術(shù)加以解決。9.2 電力線通信技術(shù)發(fā)展要用電力線傳輸高速數(shù)據(jù)和語音等信號，必須找到一種可靠的傳輸方式，使得數(shù)據(jù)可以在惡劣的電力線通信環(huán)境下穩(wěn)定地傳送。力普公司在電力線通信產(chǎn)品的開發(fā)取得了突破性的進展，并相繼開發(fā)出各種類型的應用產(chǎn)品。如用于智能小區(qū)的光纖到小區(qū)，電力線到戶的全套產(chǎn)品；基于電力線通信的 VoIP ；電力線組網(wǎng)產(chǎn)品；電力線到以太網(wǎng)的橋接產(chǎn)品。

56、目前推出的產(chǎn)品傳輸速率為14Mbps，并將推出 100Mbps 速率的產(chǎn)品。10.光纖接入技術(shù)所謂光接入網(wǎng)（ OAN ）就是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。通常，OAN 指采用基帶數(shù)字傳輸技術(shù)并以傳輸雙向交互式業(yè)務為目的的接入傳輸系統(tǒng)，將來應能以數(shù)字或模擬技術(shù)升級傳輸寬帶廣播式和交互式業(yè)務。在北美，美國貝爾通信研究所規(guī)范了一種稱為光纖環(huán)路系統(tǒng)（FITL ）的概念，其實質(zhì)和目的與ITU-T 所規(guī)定的 OAN 基本一致，只是具體規(guī)范稍有差異因而泛指時OAN 和 FITL 兩者可以等效使用，不作區(qū)分。光纖由于其大容量、保密性好、不怕干

57、擾和雷擊、重量輕等諸多優(yōu)點，正在得到迅速發(fā)展和應用。主干網(wǎng)線路迅速光纖化，光纖在接入網(wǎng)中的廣泛應用也是一種必然趨勢。光纖接入技術(shù)實際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖傳輸介質(zhì)，構(gòu)成光纖用戶環(huán)路（FITL ），或稱光纖接入網(wǎng)（OAN ），實現(xiàn)用戶高性能寬帶接入的一種方案。根據(jù)ONU 所設置的位置，光纖接入網(wǎng)分為光纖到戶（ FTTH ）、光纖到路邊（ FTTC ）、光纖到大樓（ FTTB ）、光纖到辦公室（FTTO ）、光纖到樓層（ FTTF ）、光纖到小區(qū)（ FTTZ ）等幾種類型，其中 FTTH將是未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的最終形式。10.1 光纖接入網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)從光纖接入網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)看，按接入網(wǎng)室外

58、傳輸設施中是否含有源設備，OAN 又可以劃分為無源光網(wǎng)絡（ PON）和有源光網(wǎng)絡（ AON ），前者采用光分路器分路，后者采用電復用器分路，兩者均在發(fā)展，但多數(shù)國家和國際電聯(lián)標準部（ITU-T ）更注重推動 PON 的發(fā)展， ITU-T 第 15 研究組已于 1996 年 6 月通過了第一個有關(guān)PON 的國際建議 G.982，不少國家也已開始或準備開始在接入網(wǎng)中大量引入 OAN 系統(tǒng)。目前商用的PON 系統(tǒng)主要是窄帶 PON（ 2Mbit/s 以下業(yè)務），寬帶PON（BPON ）尚處于研究試驗階段，但發(fā)展勢頭很猛，值得密切注視。有源光纖網(wǎng)絡（ AON ）也存在幾種形式，其中一種是以光纖替代原有

59、的銅線主干網(wǎng)，從交換局通過光纖用 V5 接口連接到遠端單元，然后經(jīng)銅線分配到各終端用戶，提高了復用率。這種技術(shù)本質(zhì)上還是一種窄帶技術(shù)，不能適應高速業(yè)務的需求。另外一種形式就是有源雙星（ADS ）光纖接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。采用有源光節(jié)點可降低對光器件的要求，采用性能低、價格便宜的光器件，但是初期投資較大，作為有源設備存在電磁信號干擾、雷擊以及有源設備固有的維護問題，因而有源光纖接入網(wǎng)不是接入網(wǎng)長遠的發(fā)展方向。目前光纖接入網(wǎng)幾乎都采用無源光纖網(wǎng)絡（PON）結(jié)構(gòu)， PON 成為光纖接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢，它采用無源光節(jié)點將信號傳送給終端用戶，初期投資少、維護簡單，易于擴展，結(jié)構(gòu)靈活，只是要求采用性能好、帶寬寬的光器

60、件，大量的費用將在寬帶業(yè)務開展后支出。和AON 相比，由于無源光節(jié)點損耗較大，因此傳輸距離較短，另外還需解決信號的同步和復用等問題。PON 中 ONU 到 OLT的上行信號的傳輸，多采用時分多址（TDMA ）、波分多址（ WDMA ）或碼分多址（ CDMA ）等先進的多址傳輸技術(shù)。 PON 中上、下行信號的傳輸復用技術(shù)主要有：傳統(tǒng)的時分復用技術(shù)（TDMPON），由 OLT 向 ONU 發(fā)送定時信號，保證OLT 和 ONU 間嚴格的定時關(guān)系；頻分復用技術(shù) （ FDMPON）；波分復用技術(shù)（ WDMPON ），不同信號采用不同波長的光信號傳輸，對波長的穩(wěn)定性要求極高，是目前正積極研究應用的復用方法