接入網(wǎng)技術(shù)課件

第一章接入網(wǎng)概述1.1接入網(wǎng)的基本概念1.2接入網(wǎng)的分類1.3接入網(wǎng)提供的綜合接入業(yè)務(wù)1.1.1接入網(wǎng)的定義與定界1．接入網(wǎng)的定義從整個(gè)電信網(wǎng)的角度，可以將全網(wǎng)劃分為公用電信網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)（CustomerPremisesNetwork，CPN）兩大塊，其中CPN屬用戶所有，故通常電信網(wǎng)指公用電信網(wǎng)部分。公用電信網(wǎng)又可劃分為三部分，即：長途網(wǎng)（長途端局以上部分）、中繼網(wǎng)（即長途端局與市話局之間以及市話局之間的部分）和接入網(wǎng)（即端局至用戶之間的部分）。1.1接入網(wǎng)的基本概念按照ITU-TG.902的定義，接入網(wǎng)（AN）是由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)介面（ServiceNodeInterface，SNI）和相關(guān)用戶網(wǎng)路介面（UserNetworkInterface，UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（諸如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）所組成的，它是一個(gè)為傳送電信業(yè)務(wù)提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)。2．接入網(wǎng)的定界接入網(wǎng)所覆蓋的範(fàn)圍可由三個(gè)介面來定界，即網(wǎng)路側(cè)經(jīng)由SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（ServiceNode，SN）相連，用戶側(cè)經(jīng)由UNI與用戶相連，管理方面則經(jīng)Q3

介面與電信管理網(wǎng)（TelecommunicationsManagementNetwork，TMN）相連。業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體，可提供規(guī)定業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)有本地交換機(jī)、租用線業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)或特定配置的點(diǎn)播電視和廣播電視業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)等。業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)介面（SNI）是接入網(wǎng)（AN）和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）之間的介面。用戶網(wǎng)路介面（UNI）是用戶和網(wǎng)路之間的介面。在單個(gè)UNI的情況下，ITU-T所規(guī)定的UNI（包括各種類型的公用電話網(wǎng)和ISDN的UNI）應(yīng)該用於AN中，以便支持目前所提供的接入類型和業(yè)務(wù)。接入網(wǎng)與用戶間的UNI介面能夠支持目前網(wǎng)路所能提供的各種接入類型和業(yè)務(wù)，但接入網(wǎng)的發(fā)展不應(yīng)限制在現(xiàn)有的業(yè)務(wù)和接入類型。1.1.2接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)一、通用協(xié)議參考模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)是以ITU-T建議G.803的分層模型為基礎(chǔ)的，利用該分層模型可以對AN內(nèi)同等層實(shí)體間的交互作明確的規(guī)定。G.803的分層模型將網(wǎng)路劃分為電路層（CircuitLayer，CL）、傳輸通道層（TransmissionPathlayer，TP）和傳輸介質(zhì)層（TransmissionMedialayer，TM），其中TM又可以進(jìn)一步劃分為段層和物理媒質(zhì)層。根據(jù)接入網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)和體制要求，接入網(wǎng)的重要特徵可歸納為如下幾點(diǎn)。（1）接入網(wǎng)對於所接入的業(yè)務(wù)提供承載能力，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的透明傳送。（2）接入網(wǎng)對用戶信令是透明的，除了一些用戶信令格式轉(zhuǎn)換外，信令和業(yè)務(wù)處理的功能依然在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中。（3）接入網(wǎng)的引入不應(yīng)限制現(xiàn)有的各種接入類型和業(yè)務(wù)，接入網(wǎng)應(yīng)通過有限個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的介面與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)相連。（4）接入網(wǎng)有獨(dú)立於業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)路管理系統(tǒng)（簡稱網(wǎng)管系統(tǒng)），該網(wǎng)管系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化介面連接電信管理網(wǎng)（TMN）。TMN實(shí)施對接入網(wǎng)的操作、維護(hù)和管理。二、主要功能如圖1.4所示，接入網(wǎng)主要有5項(xiàng)功能，即用戶口功能（UserPortFunction，UPF）、業(yè)務(wù)口功能（ServicePortFunction，SPF）、核心功能（CoreFunction，CF）、傳送功能（TransfortFunction，TF）和AN系統(tǒng)管理功能（SystemManagementFunction，SMF）。圖1.4接入網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)1．用戶口功能（UPF）（1）終結(jié)UNI功能。（2）A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換。（3）UNI的啟動(dòng)/去啟動(dòng)。（4）處理UNI承載通路/容量。（5）UNI的測試和UPF的維護(hù)。（6）管理和控制功能。2．業(yè)務(wù)口功能（SPF）（1）終結(jié)SNI功能。（2）將承載通路的需要和即時(shí)的管理以及操作需要映射進(jìn)核心功能。（3）特定SNI所需要的協(xié)議映射。（4）SNI的測試和SPF的維護(hù)。（5）管理和控制功能。3．核心功能（CF） （1）接入承載通路處理。 （2）承載通路集中。 （3）信令和分組資訊複用。 （4）ATM傳送承載通路的電路模擬。 （5）管理和控制功能。4．傳送功能（TF） （1）複用功能。 （2）交叉連接功能（包括疏導(dǎo)和配置）。 （3）管理功能。 （4）物理媒介功能。5．AN系統(tǒng)管理功能（AN-SMF）（1）配置和控制。（2）指配協(xié)調(diào)。（3）故障檢測和指示。（4）用戶資訊和性能數(shù)據(jù)收集。（5）安全控制。（6）協(xié)調(diào)UPF和SN（經(jīng)SNI）的即時(shí)管理和操作功能。（7）資源管理。1.1.3接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指組成網(wǎng)路的物理的或邏輯的佈局形狀和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，可以進(jìn)一步分為物理配置結(jié)構(gòu)和邏輯配置結(jié)構(gòu)。物理配置結(jié)構(gòu)指實(shí)際網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)和傳輸鏈路的佈局或幾何排列，反映了網(wǎng)路的物理形狀和物理上的連接性。1．星型結(jié)構(gòu)當(dāng)涉及通信的所有點(diǎn)中有一個(gè)特殊點(diǎn)（即樞紐點(diǎn)）與其他所有點(diǎn)直接相連，而其餘點(diǎn)之間不能直接相連時(shí)，就構(gòu)成了星型結(jié)構(gòu)，又稱單星型或大星型結(jié)構(gòu)。2．雙星型結(jié)構(gòu)在光纖接入網(wǎng)環(huán)境中，將傳統(tǒng)電纜接入網(wǎng)的交接箱換成遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)或遠(yuǎn)端設(shè)備（RemoteNode/RemoteTerminal，RN/RT），將饋線電纜改用光纜後即成為雙星型結(jié)構(gòu)，有人稱之為分佈式星型結(jié)構(gòu)。3．匯流排結(jié)構(gòu)（鏈型或T型結(jié)構(gòu)）當(dāng)涉及通信的所有點(diǎn)串聯(lián)起來並使首末兩個(gè)點(diǎn)開放時(shí)就形成了鏈型結(jié)構(gòu)；當(dāng)中間各個(gè)點(diǎn)可以有上下業(yè)務(wù)時(shí)又稱為匯流排結(jié)構(gòu)，也稱為T型結(jié)構(gòu)（如圖1.7所示）。圖1.7匯流排結(jié)構(gòu)4．環(huán)型結(jié)構(gòu)當(dāng)涉及通信的所有點(diǎn)串聯(lián)起來，而且首尾相連，沒有任何點(diǎn)開放時(shí)就形成了環(huán)型結(jié)構(gòu)（如圖1.8所示）。圖1.8環(huán)型結(jié)構(gòu)5．樹型結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的有線電視（CableTeleVision/CommunityAntennaTeleVision，CATV）網(wǎng)往往採用樹型-分支結(jié)構(gòu)，很適於單向廣播式業(yè)務(wù)。1.2接入網(wǎng)的分類接入網(wǎng)通常是按其所用傳輸介質(zhì)的不同來進(jìn)行分類的。1.2.1銅線接入網(wǎng)如圖1.10所示的是一個(gè)典型的銅線接入網(wǎng)系統(tǒng)——市內(nèi)銅纜用戶環(huán)。圖中，端局與交接箱之間可以有遠(yuǎn)端交換模組（RemoteSwitchingUnit，RSU）或遠(yuǎn)端（RemoteTerminal，RT）。端局本地交換機(jī)的主配線架（MainDistributionFrame，MDF）經(jīng)大線徑、大對數(shù)的饋線電纜（數(shù)百～數(shù)千對）連至分路點(diǎn)轉(zhuǎn)向不同方向。圖1.10典型的銅線接入網(wǎng)系統(tǒng)由交接箱開始經(jīng)較小線徑較小對數(shù)的配線電纜（每組幾十對）連至分線盒。由分線盒開始通常是若干單對或雙對雙絞線直接與用戶終端處的網(wǎng)路介面（NetworkInterface，NI）相連，用戶引入線為用戶專用，NI為網(wǎng)路設(shè)備和用戶設(shè)備的分界點(diǎn)。銅線用戶環(huán)路的作用是把用戶話機(jī)連接到電話局的交換機(jī)上。1.2.2光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)（或稱光接入網(wǎng)）（OpticalAccessNetwork，OAN）是以光纖為傳輸介質(zhì)，並利用光波作為光載波傳送信號(hào)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機(jī)或遠(yuǎn)端交換模組與用戶之間採用光纖通信或部分採用光纖通信的系統(tǒng)。OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)路側(cè)與本地交換機(jī)之間的介面，並經(jīng)一個(gè)或多個(gè)ODN與用戶側(cè)的ONU通信。ODN為OLT與ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號(hào)功率的分配任務(wù)。ONU的作用是為光接入網(wǎng)提供直接的或遠(yuǎn)端的用戶側(cè)介面，處於ODN的用戶側(cè)。ONU的主要功能是終結(jié)來自O(shè)DN的光纖，處理光信號(hào)，並為多個(gè)小企事業(yè)用戶和居民用戶提供業(yè)務(wù)介面。1.2.3混合接入網(wǎng)混合接入網(wǎng)是指接入網(wǎng)的傳輸介質(zhì)採用光纖和同軸電纜混合組成的。主要有三種方式，即光纖/同軸電纜混合（HFC）方式、交換型數(shù)字視像（SwitchedDigitalVideo，SDV）方式以及綜合數(shù)字通信和視像（IntegratedDigitalcommunicationandVideo，IDV）方式。一、光纖/同軸電纜混合（HFC）方式1．HFC系統(tǒng)的組成與原理

HFC是有線電視（CATV）網(wǎng)和電話網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物，是目前將光纖逐漸推向用戶的一種較經(jīng)濟(jì)的方式。2．HFC技術(shù)應(yīng)用中要考慮的幾個(gè)方面在HFC上實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，需要從光纖通道和同軸通道這兩方面來考慮。（1）從前端到光節(jié)點(diǎn)這一段光纖通道中，上行回傳可採用空分複用（SDM）和波分複用（WDM）這兩種方式。（2）從光節(jié)點(diǎn)到住戶這段同軸電纜通道，其上行回傳信號(hào)要選擇適當(dāng)?shù)念l段。（1）頻率搬移方法：比如接往同一光節(jié)點(diǎn)的4個(gè)分路，每個(gè)分路用戶回傳信號(hào)都是5～42MHz時(shí)，則除了其中一個(gè)分路的頻譜為5～42MHz外，其他三個(gè)分路頻譜可以分別為50～100MHz，100～150MHz和150～200MHz。（2）採用CDMA技術(shù)：把來自用戶的上行頻道信號(hào)進(jìn)行碼分多址（CDMA）方式擴(kuò)頻編碼，使各用戶雖然共用5～42MHz頻譜，但彼此用相應(yīng)的不同編碼來區(qū)分。二、交換型數(shù)字視像（SDV）方式

HFC接入網(wǎng)主要是為住宅用戶提供視像（以模擬視像業(yè)務(wù)為主）寬頻業(yè)務(wù)的一種接入網(wǎng)方式，特別適合於單向、模擬的有線電視傳送。三、綜合數(shù)字通信和視像（IDV）方式從上面的討論可知，國際上新開發(fā)的SDV技術(shù)是將電信、視像數(shù)字傳輸和視像模擬傳輸綜合在一起，這既保持了數(shù)字傳輸品質(zhì)高的優(yōu)點(diǎn)，又保留了當(dāng)前視像以模擬傳輸?shù)默F(xiàn)實(shí)情況，還可能適應(yīng)將來互動(dòng)式數(shù)位化視像發(fā)展，並具有交換等多種功能，是一種比較先進(jìn)和有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)。1.2.4無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)是以無線電技術(shù)（包括移動(dòng)通信、無繩電話、微波及衛(wèi)星通信等）為傳輸手段，連接起端局至用戶間的通信網(wǎng)。一、無線接入網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)由於無線接入技術(shù)比傳統(tǒng)的有線接入技術(shù)提供更多的自由度，因而，無線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)要比傳統(tǒng)的有線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單得多，下麵介紹無線接入網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)。移動(dòng)通信網(wǎng)接入公用固定通信網(wǎng)主要有用戶線接入、市話中繼線接入和移動(dòng)電話匯接中心接入三種方式，目前主要採用移動(dòng)電話匯接中心方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)與固定通信網(wǎng)的連接和聯(lián)網(wǎng)互通。二、有線接入和無線接入結(jié)構(gòu)的比較如果將無線接入作為代替有線接入的手段，那麼根據(jù)不同情況，可以分別代替相應(yīng)有線接入的任何一部分乃至全部，下麵分別討論不同的應(yīng)用情況。1．代替引入線最保守的應(yīng)用是用無線接入代替有線接入中的引入線部分，如圖1.17所示。圖1.17無線代替引入線的結(jié)構(gòu)2．代替配線和引入線一種有效的應(yīng)用是用無線接入代替有線接入中的配線和引入線，如圖1.18所示。此時(shí)無線基站將設(shè)置在傳統(tǒng)交接箱的位置，也就是數(shù)字環(huán)路載波（DLC）系統(tǒng)的遠(yuǎn)端設(shè)備所設(shè)置的位置，這種應(yīng)用方案可以稱之為無線DLC。圖1.18無線代替配線和引入線的結(jié)構(gòu)3．代替全部有線接入一種更經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用是用無線接入代替全部有線接入，即不僅代替配線和引入線，也同樣代替饋線電纜段，如圖1.19所示。圖1.19無線代替全部有線接入的結(jié)構(gòu)4．代替部分交換區(qū)如果RCSA可以超過單個(gè)交換區(qū)，似乎沒有理由限制RCSA只應(yīng)用於單個(gè)交換區(qū)。1.3接入網(wǎng)提供的綜合接入業(yè)務(wù)一、普通電話業(yè)務(wù)（POTS）的接入接入網(wǎng)提供普通電話（PlainOldTelephoneService，POTS）介面，它既可支持模擬用戶，又可以支持用戶交換機(jī)的接入，（如圖1.20所示），同時(shí)還支持虛擬用戶交換機(jī)（Centrex）及CID等新業(yè)務(wù)。圖1.20POTS業(yè)務(wù)的接入二、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）業(yè)務(wù)的接入接入網(wǎng)提供ISDNBRI（2B+D）和ISDNPRI（30B+D）介面，如圖1.21所示。圖1.21綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）業(yè)務(wù)的接入三、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)路（DDN）專線業(yè)務(wù)的接入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)路（DigitalDataNetwork，DDN）是一個(gè)傳輸速率高、品質(zhì)好、網(wǎng)路時(shí)延小和全透明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)路。方式一：如圖1.22所示，在DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)與OLT之間通過E1介面相連。圖1.22數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）接入方式一方式二：如圖1.23所示，利用接入網(wǎng)將DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)提供的2B1Q介面進(jìn)行延伸。圖1.23數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）接入方式二方式三：如圖1.24，在DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)與OLT之間通過V.24或V.35介面相連。圖1.24數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）接入方式三四、有線電視（CATV）業(yè)務(wù)的接入隨著我國有線電視業(yè)務(wù)（CATV）的迅速普及，在用戶接入網(wǎng)中引入CATV業(yè)務(wù)勢在必行?？赏ㄟ^內(nèi)置式光發(fā)射模組、光接收機(jī)模組等構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的CATV光纖傳輸系統(tǒng)，同時(shí)還將CATV單元納入集中監(jiān)控和網(wǎng)路管理，如圖1.25所示（其中STB為提供數(shù)模轉(zhuǎn)換的機(jī)頂盒）。圖1.25有線電視（CATV）業(yè)務(wù)的接入五、Internet業(yè)務(wù)的接入1．局域網(wǎng)用戶（非分組網(wǎng)用戶）的接入有幾個(gè)主機(jī)組成的局域網(wǎng)用戶，需要配備路由器，租用數(shù)字專線（DDN專線），並申請一組IP地址及註冊功能變數(shù)名稱，以專線的方式接入Internet。如圖1.26所示。圖1.26Internet接入方式一2．一般終端或主機(jī)用戶（非分組網(wǎng)用戶）的接入這類用戶是Internet網(wǎng)上為數(shù)最多的用戶，接入Internet的方法很簡單。3．分組網(wǎng)上的同步、非同步終端及局域網(wǎng)用戶接入

Internet通過一個(gè)X.25協(xié)議的轉(zhuǎn)換與分組網(wǎng)相接。六、其他業(yè)務(wù)的接入1．分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入分組網(wǎng)可以在一條電路上同時(shí)開放多條虛電路，為多個(gè)用戶同時(shí)使用，具有動(dòng)態(tài)路由功能和較先進(jìn)的誤碼糾錯(cuò)功能。2．E1租用線業(yè)務(wù)採用先進(jìn)的區(qū)間通信功能，可在ONU和OLT之間、ONU和ONU之間提供E1租用線業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部租用線業(yè)務(wù)，如圖1.30所示。圖1.30E1租用線業(yè)務(wù)3．2/4線音頻專線介面接入網(wǎng)系統(tǒng)可以為用戶提供2/4線音頻專線介面，如圖1.31所示。2/4線音頻專線介面板為無變壓器模擬介面板，通過軟體實(shí)現(xiàn)2/4線轉(zhuǎn)換和增益調(diào)整功能。2.1.1HDSL系統(tǒng)的基本構(gòu)成

HDSL技術(shù)是一種基於現(xiàn)有銅線的技術(shù)，它採用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)自適應(yīng)均衡技術(shù)和回波抵消技術(shù)，以消除傳輸線路中近端串音、脈衝雜訊和波形雜訊以及因線路阻抗不匹配而產(chǎn)生的回波對信號(hào)的干擾，從而能夠在現(xiàn)有的電話雙絞銅線（兩對或三對）上提供準(zhǔn)同步數(shù)字序列（PDH）一次群速率（T1或E1）的全雙工數(shù)字連接。2.1高比特率數(shù)字用戶線（HDSL）接入技術(shù)

HDSL系統(tǒng)由很多功能塊組成，一個(gè)完整的系統(tǒng)參考配置如圖2.2所示。圖2.2HDSL系統(tǒng)的參考配置2.1.2HDSL幀結(jié)構(gòu)

HDSL既適合T1，又適合E1，這是因?yàn)門1和E1使用同樣的HDSL幀結(jié)構(gòu)。

HDSL的幀結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。圖2.4HDSL幀結(jié)構(gòu)2.1.3HDSL關(guān)鍵技術(shù)一、線路編碼終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通常是單極性不歸零（NRZ）的二進(jìn)位信碼，這種信號(hào)一般不適於在二線用戶環(huán)路上直接傳送。1．HDB3碼三階高密度雙極性（HighDensityBilateralcodewith3level，HDB3）碼，是AMI碼的改進(jìn)型。2．2B1Q碼2B1Q碼是無冗餘度的4電平脈衝幅度調(diào)製（PulseAmplitudeModulation，PAM）碼，屬於基帶型傳輸碼，在—個(gè)碼元符號(hào)內(nèi)傳送2bit資訊。3．CAP碼

CAP碼是一種有冗餘的無載波幅度相位調(diào)製碼。目前的CAP碼系統(tǒng)可分為二維八狀態(tài)碼和四維十六狀態(tài)碼兩種。二、回波抵消回波抵消技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用線上對增容系統(tǒng)中，它實(shí)現(xiàn)了在一對雙絞線上進(jìn)行ISDNBRA雙工傳輸。三、碼間干擾與均衡由於用戶線路的傳輸帶寬限制和傳輸特性較差，會(huì)使接收信號(hào)發(fā)生波形失真。四、性能損傷影響HDSL系統(tǒng)性能的主要因素有兩個(gè)：一是HDSL系統(tǒng)內(nèi)部兩對雙絞線之間產(chǎn)生的近端串話，它將隨線路頻率的增高而增大；二是鄰近線對上的PSTN信令產(chǎn)生的脈衝雜訊，這種雜訊有時(shí)較大，甚至?xí)柜詈献儔浩鞒霈F(xiàn)飽和失真，從而產(chǎn)生非線性效應(yīng)。五、傳輸標(biāo)準(zhǔn)關(guān)於HDSL系統(tǒng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，目前主要有兩種不同規(guī)定：一種是美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（AmericanNationalStandardInstitute，ANSI）制定的；另一種是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ETSI）制定的。

ETSI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種版本的HDSL系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：一種是使用三線對傳輸E1，每線對傳輸速率為784kbit/s；另一種是使用兩線對傳輸E1，每線對傳輸速率為1168kbit/s。評(píng)價(jià)HDSL系統(tǒng)性能品質(zhì)的主要指標(biāo)如下。（1）比特差錯(cuò)率（BitErrorRatio，BER）。（2）允許的傳輸距離。（3）不出現(xiàn)誤碼條件下，系統(tǒng)能承受的線路劣化程度。2.1.4HDSL的應(yīng)用特點(diǎn)

HDSL技術(shù)能在兩對雙絞銅線上透明地傳輸E1信號(hào)達(dá)3～5km。鑒於我國大中城市用戶線平均長度為3.4km左右，因此，在接入網(wǎng)中可廣泛地基於銅纜技術(shù)的HDSL應(yīng)用。

HDSL系統(tǒng)可以認(rèn)為是銅線接入業(yè)務(wù)（包括話音、數(shù)據(jù)及圖像）的一個(gè)通用平臺(tái)。

HDSL技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展是延長其傳輸距離和提高傳輸速率。2.1.5HDSL的局限性2.2第二代高比特率數(shù)字用戶線（HDSL2）接入技術(shù)2.2.1HDSL2的設(shè)計(jì)目標(biāo)

HDSL2的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下。（1）一對線上實(shí)現(xiàn)兩線對HDSL的傳輸速率。（2）獲得與兩線對HDSL相等的傳輸距離。（3）對環(huán)路損壞（衰減、橋接頭及串音等）的容忍能力不能低於HDSL。（4）對現(xiàn)有業(yè)務(wù)造成的損害不能超過兩線對HDSL。（5）能夠在實(shí)際環(huán)路上可靠地運(yùn)行。（6）價(jià)格要比傳統(tǒng)HDSL低。2.2.2HDSL2的線路編碼關(guān)於HDSL2的許多爭論都是集中於HDSL2線路碼的選擇上。如果用於E1速率，脈衝幅度調(diào)製（PulseAmplitudeModulation，PAM）線路碼（例如2B1Q）需要三對線，並且不要通帶濾波器。無載波幅度相位調(diào)製（CAP）碼與PAM碼（2B1Q）是被選擇的兩種碼型。2.2.3HDSL2中的FDM和回波抵消有一些系統(tǒng)只是簡單地把HDSL系統(tǒng)中2B1Q收發(fā)器的串列傳輸速率加倍，這種方案不能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳輸距離、性能和頻譜相容性要求?；夭ǖ窒陬l分複用（Frequency-DivsionMultiplexing，F(xiàn)DM）上更有效，這是一個(gè)技術(shù)難題。上行流和下行流信號(hào)使用不同的頻段將會(huì)簡單一些，這就是HDSL2中採用頻分複用（FDM）技術(shù)，它消除了自串?dāng)_的問題，但要求使用通帶濾波器去除有用頻段之外的信號(hào)。注意，CAP很容易適應(yīng)這兩種環(huán)境。PAM需要“優(yōu)化”以便在通帶環(huán)境下工作，這就如在FDM下工作一樣。儘管HDSL的價(jià)格和性能都可以用HDSL2單線對系統(tǒng)達(dá)到，但是這並不意味著HDSL會(huì)完全淘汰。2.3不對稱數(shù)字用戶線（ADSL）接入技術(shù)2.3.1ADSL的提出不對稱數(shù)字用戶線（AsymmetricDigitalSubscriberLine，ADSL）是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字資訊的技術(shù)。ADSL技術(shù)是由Bellcore的JoeLechleder於20世紀(jì)80年代末首先提出的。與傳統(tǒng)傳輸技術(shù)相比，ADSL是一種寬頻數(shù)據(jù)機(jī)技術(shù)。ADSL也可以在相同的線路上同時(shí)容納模擬的語音資訊，用戶在上網(wǎng)時(shí)仍然可以使用電話。2.3.2ADSL的技術(shù)特點(diǎn)嚴(yán)格說來，ADSL本身只是一種從銅質(zhì)電話線路的一端傳送數(shù)據(jù)位流到另一端的技術(shù)而己，相當(dāng)於OSI網(wǎng)路七層的第一層物理層。

ADSL系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是“不對稱”。這正好與接入網(wǎng)中圖像業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的固有不對稱性相適應(yīng)。ADSL技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下。（1）可以充分利用現(xiàn)有銅線網(wǎng)路，只要在用戶線路兩端加裝ADSL設(shè)備即可為用戶提供服務(wù)。（2）ADSL設(shè)備隨用隨裝，無需進(jìn)行嚴(yán)格業(yè)務(wù)預(yù)測和網(wǎng)路規(guī)劃，施工簡單，時(shí)間短，系統(tǒng)初期投資小。（3）ADSL設(shè)備拆裝容易、靈活，方便用戶轉(zhuǎn)移，較適合流動(dòng)性強(qiáng)的家庭用戶。（4）充分利用雙絞線上的帶寬，ADSL將一般電話線路上未用到的頻譜容量，以先進(jìn)的調(diào)製技術(shù)，產(chǎn)生更大、更快的數(shù)字通路，提供高速遠(yuǎn)程接收或發(fā)送資訊。（5）雙絞銅線可同時(shí)供普通電話業(yè)務(wù)（PlainOldTelephoneService，POTS）的聲音和ADSL數(shù)字線路使用。因此，在一條ADSL線路上可以同時(shí)提供個(gè)人電腦、電視和電話頻道。要在銅線用戶網(wǎng)路中廣泛地應(yīng)用ADSL系統(tǒng)，需要克服一系列技術(shù)難題，其中主要有如下幾點(diǎn)。（1）技術(shù)待進(jìn)一步成熟線路性能要求高，最大程度必須保持在規(guī)定的極限範(fàn)圍之內(nèi)以符合對衰減的要求；阻抗要均勻，使電話機(jī)及網(wǎng)路有良好的信號(hào)匹配。每條導(dǎo)線與地之間必須相互保持高度平衡，以防止外部干擾、雜訊及導(dǎo)線之間的串音。（2）設(shè)備成本高與模擬電視不相容，現(xiàn)有模擬電視機(jī)需要通過機(jī)頂盒進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換。（3）接收機(jī)靈敏度由於用戶環(huán)路末端信號(hào)損耗很大，因此，ADSL系統(tǒng)必須首先解決接收機(jī)靈敏度問題。（4）頻譜相容性為了使ADSL系統(tǒng)可以和其他系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用，發(fā)送頻譜必須慎重設(shè)計(jì)。否則，需要在銅纜服務(wù)範(fàn)圍內(nèi)，限制一起布放Tl/E1系統(tǒng)和HDSL系統(tǒng)與ADSL系統(tǒng)。（5）住宅中的雜訊環(huán)境用戶住宅的雜訊環(huán)境可能是ADSL系統(tǒng)廣泛應(yīng)用所面臨的最大問題。這些雜訊包括電話網(wǎng)中常見的脈衝雜訊，以及住宅中其他形式的雜訊，如無線電波耦合到住宅引入線中所產(chǎn)生的各種干擾。（6）容量小只能傳4個(gè)電視節(jié)目，且不能用於遙控電視機(jī)和有畫中畫功能的電視機(jī)，節(jié)目品質(zhì)差。2.3.3ADSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、系統(tǒng)構(gòu)成

ADSL系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.9所示，它是在一對普通銅線兩端，各加裝一臺(tái)ADSL局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備而構(gòu)成。圖2.9ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ADSL系統(tǒng)的核心是ADSL收發(fā)信機(jī)（即局端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)），其原理框圖如圖2.10所示。圖2.10ADSL收發(fā)信機(jī)原理框圖二、傳輸帶寬

ADSL基本上是運(yùn)用頻分複用（FDM）或是回波抵消（EC）技術(shù)，將ADSL信號(hào)分割為多重通道。簡單地說，一條ADSL線路（一條ADSL物理通道）可以分割為多條邏輯通道。美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）TI.413-1998規(guī)定，ADSL的下行（載）速度須支持32kbit/s的倍數(shù)，從32kbit/s～6.144Mbit/s，上行（傳）速度須支持16kbit/s以及32kbit/s的倍數(shù)，從32kbit/s～640kbit/s。ADSL系統(tǒng)用於圖像傳輸可以有多種選擇，如l～4個(gè)1.536Mbit/s通路或1～2個(gè)3.072Mbit/s通路或1個(gè)6.144Mbit/s通路以及混合方式。另外，互聯(lián)網(wǎng)路以及相配合的局域網(wǎng)也可改變這種接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。2.3.4ADSL的技術(shù)基礎(chǔ)一、ADSL系統(tǒng)模型和性能1．ADSL系統(tǒng)參考模型如圖2.12所示為ADSL系統(tǒng)參考模型。圖中顯示了ADSL各元素的基本關(guān)係及重要元素間的標(biāo)準(zhǔn)介面。在這些介面中，每個(gè)功能組的定義是設(shè)備提供商提供的設(shè)備的各種功能集合，其中有必要的選項(xiàng)或增強(qiáng)的功能。圖2.12ADSL系統(tǒng)參考模型2．ADSL的幾個(gè)重要特徵首先是，規(guī)定要支持模擬話音服務(wù)（指定服務(wù)或POTS）。一種特殊的分離器將從交換機(jī)到其他部分的4kHz的模擬通道送到ADSL鏈路的數(shù)字帶寬下。其次是，考慮ADSL所能提供的服務(wù)種類，包括數(shù)字廣播和寬頻業(yè)務(wù)（如視頻和Internet接入）以及網(wǎng)路管理。3．影響ADSL性能的因素影響ADSL系統(tǒng)性能的因素主要有以下幾點(diǎn)。（1）衰耗衰耗是指在傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過一定距離的傳輸後，其信號(hào)強(qiáng)度都會(huì)減弱。（2）反射干擾橋接抽頭是一種伸向某處的短線，非終接的抽頭發(fā)射能量，降低信號(hào)的強(qiáng)度，並成為一個(gè)雜訊源。（3）串音干擾由於電容和電感的耦合，處於同一主幹電纜中的雙絞線發(fā)送器的發(fā)送信號(hào)可能會(huì)串入其他發(fā)送端或接收器，造成串音。（4）雜訊干擾傳輸線路可能受到若干形式雜訊干擾的影響，為達(dá)到有效數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)確保接收信號(hào)的強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)範(fàn)圍、信噪比在可接受的範(fàn)圍之內(nèi)。二、ADSL的調(diào)製技術(shù)

ADSL數(shù)據(jù)機(jī)利用數(shù)字信號(hào)處理器技術(shù)將大量的數(shù)據(jù)壓縮到雙絞銅質(zhì)電話線上，再運(yùn)用轉(zhuǎn)換器、分頻器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等組件來進(jìn)行處理。ADSL擁有極高的帶寬，其信號(hào)衰減又極小，在最遠(yuǎn)約5.5km的距離內(nèi)，每1Mbit/s可以低於90dB。1．?dāng)?shù)據(jù)機(jī)的基本模型（1）加擾及解擾多數(shù)DSL在發(fā)送端及接收端都有加擾以及解擾功能。（2）FEC編譯碼

FEC（前向糾錯(cuò)控制）是一種極重要的差錯(cuò)控制技術(shù)，它比CRC（CyclicalRedundancyCheck，迴圈冗餘檢查）更重要也更複雜。（3）交錯(cuò)（Interleaving）DSL在數(shù)據(jù)傳輸中常會(huì)發(fā)生一長串的錯(cuò)誤，F(xiàn)EC較難實(shí)施對這種長串錯(cuò)誤的校正。（4）整形（shaping）整波就是維持傳輸數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)妮敵霾ㄐ?。?）補(bǔ)償（equalizing）當(dāng)通信系統(tǒng)在接近理論閾值運(yùn)行時(shí)，通常在其發(fā)送端及接收端都會(huì)採用補(bǔ)償器，以獲得最佳傳輸。2．QAM調(diào)製技術(shù)正交波幅調(diào)製（QuadratureAmplitudeModulation，QAM）是一種對無線、有線或光纖傳輸鏈路上的數(shù)字資訊進(jìn)行編碼，並結(jié)合振幅和相位兩種調(diào)製方法的非專用的調(diào)製方式。

QAM使用帶有相同頻率成份的一條正弦和一條余弦波來傳遞資訊。3．CAP調(diào)製技術(shù)無載波幅度相位調(diào)製（CarrierlessAmplitude&PhaseModulation，CAP）技術(shù)是以QAM調(diào)製技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的，可以說它是QAM技術(shù)的一個(gè)變種。輸入數(shù)據(jù)被送入編碼器，在編碼器內(nèi)，m位輸入比特被映射為k＝2m個(gè)不同的複數(shù)符號(hào)An＝an＋jbn，由k個(gè)不同的複數(shù)符號(hào)構(gòu)成k-CAP線路編碼。4．DMT調(diào)製技術(shù)

DMT（DiscreteMultiTone，離散多音頻）是一種多載波調(diào)製技術(shù)。其核心思想是將整個(gè)傳輸頻帶分成若干子通道，每個(gè)子通道對應(yīng)不同頻率的載波，在不同載波上分別進(jìn)行QAM調(diào)製，不同通道上傳輸?shù)馁Y訊容量（即每個(gè)載波調(diào)製的數(shù)據(jù)信號(hào)）根據(jù)當(dāng)前子通道的傳輸性能決定。DMT調(diào)製技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程是：首先將頻帶0～1.104MHz分割為256個(gè)由頻率指示的正交子通道（每個(gè)子通道佔(zhàn)用4kHz帶寬），輸入信號(hào)經(jīng)過比特分配和緩存，將輸入數(shù)據(jù)劃分為比特塊；經(jīng)格柵編碼調(diào)製（TCM）後，再進(jìn)行512點(diǎn)離散傅立葉反變換將信號(hào)變換到時(shí)域，這時(shí)的比特塊將轉(zhuǎn)換成256個(gè)QAM子字元；隨後對每個(gè)比特塊加上迴圈首碼（用於消除碼間干擾），經(jīng)數(shù)/模變換（D/A）和發(fā)送濾波器將信號(hào)送入通道。在接收端則按相反的次序進(jìn)行接收解碼。傳輸線路上高頻衰減遠(yuǎn)大於低頻衰減，相差約可達(dá)10dB。此外，無線電廣播等電磁波也會(huì)對信號(hào)造成窄頻雜訊。DMT調(diào)製技術(shù)提供了子通道傳輸速率自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)調(diào)整的理論，但還要通過具體的方法實(shí)現(xiàn)。ADSL設(shè)備主要是通過初始化過程中的收發(fā)器訓(xùn)練、子通道分析和運(yùn)行中的功率調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的，其具體過程如下：在ADSL系統(tǒng)加電後，為了優(yōu)化通信鏈路的傳輸容量和可靠性，ADSL收發(fā)器先要在各個(gè)子通道發(fā)送一些訓(xùn)練資訊，進(jìn)行收發(fā)器的訓(xùn)練；收發(fā)器根據(jù)接收到的信號(hào)對傳輸通道進(jìn)行分析（包括通道的衰減、信噪比和數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)），確定適合該通道的傳輸和處理參數(shù)，包括平均環(huán)路衰減估值、選定速率的性能容限、每個(gè)子載波支持的比特?cái)?shù)量、發(fā)送功率電平及淨(jìng)漢傻拇淥俾實(shí)齲輝詮ぷ韝討校DMT系統(tǒng)具有在不中斷業(yè)務(wù)情況下，對業(yè)務(wù)性能監(jiān)控的功能，對異常的事件、故障和誤碼可進(jìn)行監(jiān)測，對相對衰減大和信噪比低於容限要求的子通道，可增加信號(hào)功率，對信噪比較高的，可減小信號(hào)功率，功率調(diào)整幅度範(fàn)圍為3dB。

DMT具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）帶寬利用率更高（2）可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配（3）抗窄帶雜訊能力強(qiáng)（4）抗脈衝雜訊能力強(qiáng)三、ADSL的傳輸方式1．下行方向傳輸任何承載通道可編程為傳輸32kbit/s的位元組流。不是32kbit/s倍數(shù)的餘數(shù)，則併入幀的附加資訊區(qū)中。

ADSL規(guī)範(fàn)指定了4種下行單工承載通道（ASO～AS3）的傳輸級(jí)別，它們是1.536Mbit/s（T1速率）的簡單倍數(shù)，分別是1.536Mbit/s，3.702Mbit/s，4.608Mbit/s和6.144Mbit/s。傳輸級(jí)別1是必要的，常用於最短的回路上，所以可提供最快的速度。傳輸級(jí)別2是可選擇的，傳輸速率為4.608Mbit/s。傳輸級(jí)別3也是可選擇的，其速率為3.072Mbit/s。傳輸級(jí)別4是必要的，常用於最長的環(huán)路上傳輸，所以只能支持最低的l.536Mbit/s的速度，而且只能在AS0次通道上運(yùn)行。2．上行方向傳輸

ADSL系統(tǒng)最多可同時(shí)支持3個(gè)雙工承載通道，即LS0～LS2，其中，LS0固定作為以1.536Mbit/s為基數(shù)（或以2.048Mbit/s為基數(shù)）的傳輸?shù)燃?jí)的控制通道，ATM則使用LS2作為控制通道。除了C通道，ADSL系統(tǒng)可以有兩個(gè)可選的雙向承載通道：一個(gè)是160kbit/s的LS1，另一個(gè)是384kbit/s或576kbit/s的LS2。ANSITI.413.1998標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，ADSL的ATM上行方向之?dāng)?shù)據(jù)傳輸必須支持單等待時(shí)間模式，也就是說，只能選擇快速或者交錯(cuò)路徑中的一種進(jìn)行傳輸，並且只能使用LS0次通道。若使用雙等待時(shí)間模式（同時(shí)使用快速及交錯(cuò)路徑），則必須使用LS0及LS1次通道進(jìn)行上行方向的傳輸，並分別配置這兩個(gè)次通道供不同路徑使用。如果雙向通道用來支持ATM信元的傳輸，則只使用LS2次通道，其速率為448kbit/s或672kbit/s，四個(gè)傳輸?shù)燃?jí)的C通道速率均為64kbit/s。ADSL接入技術(shù)最早的規(guī)劃是要應(yīng)用在以視頻方面為主的服務(wù)上，所以有最低帶寬，也就是第4級(jí)傳輸?shù)?.536Mbit/s的規(guī)定，這個(gè)規(guī)定也在ANSITI.413-1995（Issue1）的標(biāo)準(zhǔn)裏面。四、ADSL幀結(jié)構(gòu)1．ADSL超幀結(jié)構(gòu)現(xiàn)代的協(xié)議功能都是分層的，ADSL也不例外。在協(xié)議的最低層，是以DMT或者CAP的線路碼的形式出現(xiàn)的比特。第一部分是快速數(shù)據(jù)緩衝區(qū)內(nèi)容（fastdatabuffercontents），快速數(shù)據(jù)被認(rèn)為是對時(shí)延敏感而容錯(cuò)性較好的（例如音頻和視頻）數(shù)據(jù)，ADSL將盡可能地減小其時(shí)延，ADSL的快速數(shù)據(jù)緩衝區(qū)內(nèi)容就放在此處；在它前面有一個(gè)特殊的八位碼組（快速位元組），也稱之為快速數(shù)據(jù)比特，需要時(shí)它可以攜帶迴圈校驗(yàn)碼（CRC）和指示比特；快速數(shù)據(jù)利用FEC進(jìn)行糾錯(cuò)。第二部分是交錯(cuò)數(shù)據(jù)緩衝區(qū)內(nèi)容（interleaveddatabuffercontents），交錯(cuò)數(shù)據(jù)被封裝成儘量沒有雜訊的數(shù)據(jù)，但這樣做付出的是處理速度和時(shí)延增加的代價(jià)；交錯(cuò)數(shù)據(jù)比特使得數(shù)據(jù)不容易受噪音的影響，其主要用於純數(shù)據(jù)應(yīng)用，如高速的Internet接入。ADSL的發(fā)送端及接收端都各有兩條相關(guān)聯(lián)的路徑，其中一條稱為快速路徑，另一條稱為交錯(cuò)路徑。

ADSL超幀中的幀並沒有絕對長度，這是因?yàn)锳DSL線路的速率以及其非對稱特性，使得幀本身的長度會(huì)隨著變化。正如前面曾提過，ADSL是以每246

s的週期送出一個(gè)幀（其中快速數(shù)據(jù)及交錯(cuò)數(shù)據(jù)各占123

s），也就是說，ADSL最大的幀長度是由最高的通道速率所決定的。2．ADSL的幀頭

ADSL是使用幀頭來同步承載通道的。有了ADSL幀頭，鏈路兩端的設(shè)備才能知道鏈路是如何配置（AS和LS）的，它們的速率是多少，以及如何在ADSL幀流中對其進(jìn)行定位。（1）快速數(shù)據(jù)幀從圖2.23中看出，快速數(shù)據(jù)幀中包括了若干個(gè)附加資訊位元組，下行方向?yàn)榭焖傥辉M（Fastbyte）、AEX位元組和LEX位元組，其中快速位元組就是快速數(shù)據(jù)幀的幀頭。圖2.23下行方向ADSL的快速數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖2.25顯示了4個(gè)主要的幀頭功能。幀0和幀1中有錯(cuò)誤檢驗(yàn)（crc）和用於OAM的指示比特（ib）。幀34和幀35中是用於其他OAM功能的比特。其他幀攜帶配置比特（eoc）和同步控制比特（sc）以決定承載通道的結(jié)構(gòu)等等。圖2.25快速位元組結(jié)構(gòu)（2）交錯(cuò)數(shù)據(jù)幀

ADSL交錯(cuò)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)圖如圖2.26和圖2.27所示。交錯(cuò)路徑上的ADSL交錯(cuò)幀為mux數(shù)據(jù)幀。圖2.26下行方向ADSL的交錯(cuò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖2.27上行方向ADSL的交錯(cuò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同步位元組視其所存在的幀號(hào)的不同，有四種不同的作用，這四種作用與快速位元組稍有不同：攜帶超幀中交錯(cuò)路徑部分的CRC檢查資料；當(dāng)沒有載體次通道使用交錯(cuò)路徑時(shí)，同步位元組攜帶aoc通道；當(dāng)交錯(cuò)路徑的LEX位元組用來攜帶一個(gè)位元組的ADSL附加資訊通道（ADSLoverheadchannel，aoc）數(shù)據(jù)時(shí)，同步位元組會(huì)送出信號(hào)；攜帶同步控制資訊以便在需要時(shí)將位元組填入或刪除來提供同步作用。2.3.5ADSL的分佈模型及其應(yīng)用一、分佈模型分佈模型決定了ADSL幀內(nèi)比特傳送時(shí)採用哪種形式。ADSL的分佈模型有四種：比特同步模式、分組適應(yīng)模式、端到端分組模式和ATM模式。1．比特同步模式

ADSL最簡單的分佈模型稱為比特同步模式，如圖2.28（a）所示。它的基本含義是指鏈路的遠(yuǎn)端（ATU-R）緩衝區(qū)內(nèi)的任何比特（快速數(shù)據(jù)或交錯(cuò)數(shù)據(jù)）會(huì)在局端（ATU-C）的緩衝區(qū)內(nèi)彈出。2．分組適應(yīng)模式第二種分佈模式是分組適應(yīng)模式，如圖2.28（b）所示。這種模式只是改變了用戶的預(yù)設(shè)，與比特同步模式主要的不同是：雖然在通道上數(shù)據(jù)仍然以比特流的模式在TDM通道中傳送，但用戶預(yù)設(shè)的設(shè)備（分組適配器）要收發(fā)分組而不是比特流。3．端到端分組模式第三種分佈模式是端到端分組模式，如圖2.28（c）所示。它與分組適應(yīng)模式相似。端到端分組模式與分組適應(yīng)模式主要不同是：端到端分組是被複用到ADSL鏈路上的。4．非同步轉(zhuǎn)移模式第四種分佈模式是非同步轉(zhuǎn)移模式（ATM），或者也可以說，是端到端ATM模式，如圖2.28（d）所示。二、基本應(yīng)用1．ADSLforTCP/IP適應(yīng)模式

ADSL分組允許以分組分佈模式通過填充ADSL的幀和超幀進(jìn)行傳送。ADSL最初的運(yùn)用是讓長時(shí)間等待的Internet和Web用戶從PSTN轉(zhuǎn)向它們自己的分組網(wǎng)，這個(gè)分組網(wǎng)有可能是基於IP的。2．ADSLforTCP/IP端到端模式

ADSL論壇為ATM和TCP/IP協(xié)議部分定義了ADSL網(wǎng)路的TCP/IP適應(yīng)模式。如果資訊只是在ATM網(wǎng)路和服務(wù)器上可用，有了適應(yīng)模式就會(huì)允許預(yù)設(shè)的TCP/IP去獲取此信息。2.4甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）接入技術(shù)

鑒於現(xiàn)有ADSL技術(shù)在提供圖像業(yè)務(wù)方面的帶寬十分有限以及其成本偏高的缺點(diǎn)，人們又開發(fā)出了一種稱為甚高速數(shù)字用戶線（VeryhighspeedDigitalSubscriberLine，VDSL）的系統(tǒng)。2.4.1VDSL系統(tǒng)構(gòu)成一、VDSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

VDSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.31所示。使用VDSL系統(tǒng)，普通模擬電話線仍不需改動(dòng)（上半部），圖像信號(hào)由局端的局用數(shù)字終端圖像介面經(jīng)饋線光纖送給遠(yuǎn)端，速率可以為STM-4（622Mbit/s）或更高。圖2.31VDSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)VDSL收發(fā)機(jī)通常採用離散多音頻（DMT）調(diào)製（也可採用CAP調(diào)製），它具有很大的靈活性和優(yōu)良的高頻傳送性能。雖然，ADSL可滿足在雙絞線上以高達(dá)8Mbit/s的速率傳送數(shù)據(jù)的需求。二、VDSL的體系結(jié)構(gòu)

VDSL計(jì)畫用於光纖用戶環(huán)路（FTTL）和光纖到路邊（FTTC）網(wǎng)路的“最後一公里”的鏈接。FTTL和FTTC網(wǎng)路需要有遠(yuǎn)離中心局（CentralOffice，CO）的小型接入節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)需要有高速寬頻光纖傳輸。通常一個(gè)節(jié)點(diǎn)就在靠近住宅區(qū)的路邊，為10～50戶提供服務(wù)。這樣，從節(jié)點(diǎn)到用戶的環(huán)路長度就比以CO到用戶的環(huán)路短。

VDSL不僅僅是為了Internet的接入，它還將為ATM或B-ISDN業(yè)務(wù)的普及而發(fā)展。2.4.2VDSL的相關(guān)技術(shù)一、傳輸模式

VDSL的設(shè)計(jì)目標(biāo)是進(jìn)一步利用現(xiàn)有的光纖滿足居民對寬頻業(yè)務(wù)的需求。ATM將作為多種寬頻業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳輸方式。除了ATM外，實(shí)現(xiàn)VDSL還有其他的幾種方式。VDSL標(biāo)準(zhǔn)中以銅線/光纖為線路方式定義了5種主要的傳輸模式，如圖2.33所示。在這些傳輸模式中大部分的結(jié)構(gòu)類似於ADSL。圖2.33VDSL傳輸模式1．STM模式同步轉(zhuǎn)移模式（SynchronousTransportModule，STM）是最簡單的一種傳輸方式，也稱STM為時(shí)分複用（TDM），不同設(shè)備和業(yè)務(wù)的比特流在傳輸過程中被分配固定的帶寬。2．分組模式在這種模式中，不同業(yè)務(wù)和設(shè)備間的比特流被分成不同長度、不同地址的分組包進(jìn)行傳輸；所有的分組包在相同的“通道”上，以最大的帶寬傳輸。3．ATM模式

ATM在VDSL網(wǎng)路中可以有3種形式。第一種是ATM端到端模式，它與分組包類似，每個(gè)ATM信元都帶有自身的地址，並通過非固定的線路傳輸，不同的是ATM信元長度比分組包小，且有固定的長度。第二、三種分別是ATM與STM和ATM與分組模式的混合使用，這兩種形式從邏輯上講是VDSL在ATM設(shè)備間形成了一個(gè)端到端的傳輸通道。二、傳輸速率與距離由於將光纖直接與用戶相連的造價(jià)太高，因此光纖到戶（FTTH）和光纖到大樓（FTTB）受到很多的爭議。三、其他技術(shù)

VDSL所用的技術(shù)在很大程度上與ADSL相類似。不同的是，ADSL必須面對更大的動(dòng)態(tài)範(fàn)圍要求，而VDSL相對要簡單得多；VDSL開銷和功耗都比ADSL??；用戶方VDSL單元需要完成物理層媒質(zhì)訪問（接入）控制及上行數(shù)據(jù)複用功能。在VDSL系統(tǒng)中經(jīng)常使用的線路碼技術(shù)主要有以下幾種。（1）無載波調(diào)幅/調(diào)相技術(shù)（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，CAP）。（2）離散多音頻技術(shù)（DiscreteMultiTone，DMT）。（3）離散小波多音頻技術(shù)（DiscreteWaveletMultiTone，DWMT）。（4）簡單線路碼（SimpleLineCode，SLC），這是一種4電平基帶信號(hào)，經(jīng)基帶濾波後送給接收端。VDSL下行通道能夠傳輸壓縮的視頻信號(hào)。壓縮的視頻信號(hào)要求有低時(shí)延和時(shí)延穩(wěn)定的即時(shí)信號(hào)，這樣的信號(hào)不適合用一般數(shù)據(jù)通信中的差錯(cuò)重發(fā)演算法。VDSL下行數(shù)據(jù)有許多分配方法。最簡單的方法是將數(shù)據(jù)直接廣播給下行方向上的每一個(gè)用戶設(shè)備（CPE），或者發(fā)送到集線器，由集線器把數(shù)據(jù)進(jìn)行分路，並根據(jù)信元上的地址或直接利用信號(hào)流本身的時(shí)分複用將不同的資訊分開。2.4.3VDSL存在的問題（1）不能確定VDSL能可靠地傳輸數(shù)據(jù)的最大距離。（2）業(yè)務(wù)環(huán)境問題雖然上行和下行數(shù)據(jù)速率還沒有完全確定下來，但是完全有理由相信未來的VDSL將使用ATM信元格式來載送視頻及不對稱數(shù)據(jù)資訊。（3）用戶設(shè)備分配及電話網(wǎng)絡(luò)與用戶設(shè)備之間的介面從開銷上考慮，可以使用無源網(wǎng)路介面器件，用戶的VDSL單元可以置於用戶網(wǎng)路設(shè)備中，上行複用的處理可以按照局域網(wǎng)匯流排接入方式進(jìn)行。（4）開銷也是一個(gè)不能忽略的因素與ADSL相比，VDSL是直接與本地交換相連接的，所以VDSL的開銷比ADSL小得多。（1）串音問題

VDSL在較短的應(yīng)用範(fàn)圍可能產(chǎn)生以下幾種串音，圖2.35和圖2.36表示了VDSL技術(shù)在兩種應(yīng)用配置中的串音情況，其中，NEXT代表近端串音，F(xiàn)EXT代表遠(yuǎn)端串音，在用戶端終止的VDSL端點(diǎn)數(shù)據(jù)機(jī)稱為VTU-R。圖2.35VDSL及其他xDSL技術(shù)在CO中混合的串音說明圖圖2.36VDSL及其他xDSL技術(shù)在用戶單元(CP)中混合的串音說明圖在圖2.35配置中，VDSL和其他xDSL技術(shù)均由中心局（CO）提供，並且在中心局和其他一些VDSL端點(diǎn)之間共用纜芯（VDSL可在該端點(diǎn)終止，或者可被路由到其他纜芯）。在圖2.36配置中，VDSL信號(hào)終止於遠(yuǎn)端ONU，而其他xDSL信號(hào)則終止於CO。①下行VDSL信號(hào)不能與上行ADSL信號(hào)重疊（VDSL下行信號(hào)必須從高於138kHz的頻率開始）。②下行ADSL信號(hào)不能與上行VDSL信號(hào)重疊（VDSL上行信號(hào)不能覆蓋138kHz到1.1MHz之間的頻率）。（2）無線頻率干擾問題無線頻率干擾（RadioFrequencyInterference，RFI）是VDSL接收機(jī)必須解決的問題。與VDSL信號(hào)相比，一方面，RFI侵入信號(hào)帶寬通常很窄，只會(huì)影響一小部分的可用帶寬；另一方面，侵入信號(hào)的能量非常大，其接收機(jī)的模擬前端必須精心設(shè)計(jì)才不致飽和，並需要採取一些措施使模/數(shù)轉(zhuǎn)換器有合適的精度。濾波器試圖匹配雙絞線上的不平衡，本質(zhì)上是將侵入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘中盘?hào)的過程。RFI輸出也與VDSL有關(guān)。VDSL信號(hào)從雙絞線輻射出來，能夠干擾本地天線接收到的信號(hào)（如果這些信號(hào)覆蓋了VDSL頻譜）。2.4.4VDSL的應(yīng)用一、VDSL分佈位置與ADSL相同，VDSL能在基帶上進(jìn)行頻率分離，以便為傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)（POTS）留下空間。同時(shí)傳送VDSL和POTS的雙絞線需要每個(gè)終端使用分離器來分開這兩種信號(hào)。從中心點(diǎn)出發(fā)，VDSL的範(fàn)圍和延伸距離分為下麵幾種情況：對於26Mbit/s對稱或52Mbit/s/6.4Mbit/s非對稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑約為300m；對於13Mbit/s對稱或26Mbit/s/3.4Mbit/s非對稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑為800m；對於6.5Mbit/s對稱或13.5Mbit/s/1.6Mbit/s非對稱，所覆蓋服務(wù)區(qū)半徑為1.2km。一個(gè)ONU可用的光纖總帶寬通常不大於所有ONU用戶可能的帶寬總和。表2.9所示為各種視頻服務(wù)的傳輸速率。在非常低的非對稱速率下（6.5～0.8Mbit/s），VDSL達(dá)到了ADSL的性能極限。雖然可為VDSL定義更低的速率，並且不干擾ADSL，但是，這種方法使數(shù)據(jù)機(jī)變得，複雜並影響到性能價(jià)格比。二、VDSL在WAN網(wǎng)路的應(yīng)用1．視頻業(yè)務(wù)

VDSL的高速方案選項(xiàng)使其成為用於視頻點(diǎn)播（VideoOnDemand，VOD）的非常好的接入技術(shù)。3.1.1市場牽引與技術(shù)推動(dòng)有線電視（CATV）系統(tǒng)是從有線電視臺(tái)前端，用同軸電纜直接向家庭發(fā)送清晰且強(qiáng)度相同的電視信號(hào)；高質(zhì)量的天線塔接收來自空間波或衛(wèi)星的電視頻道，並將它們映射到電纜頻帶。從市場需求角度看，CATV提供了良好的接收效果，並且可選的頻道更多，屋頂上沒有難看的天線。3.1CableModem的發(fā)展背景從技術(shù)角度來看，CATV從最初單一的同軸電纜演變?yōu)楣饫w與同軸電纜混合使用，單模光纖和高頻同軸電纜成為主要傳輸介質(zhì)，並逐漸演變?yōu)樾乱淮芯€電視網(wǎng)路（即HFC網(wǎng)）。隨著HFC的發(fā)展，不僅要提供雙向通信，而且還要增加通道容量以適應(yīng)來自數(shù)字直播衛(wèi)星（DigitalBroadcastSatellites，DBS）的新的競爭。3.1.2CableModem與ADSLModem的比較一、Internet接入應(yīng)用比較1．CableModem的典型Internet接入圖3.1所示為CableModem/HFC的典型Internet接入配置。CableModem通過頭端接入到Internet，頭端包含IP路由器、代理伺服器或高速緩存（cachememory）以及控制部分。圖3.1CableModem/HFC的典型Internet接入2．ADSLModem的典型Internet接入圖3.2所示為使用ADSLModem接入時(shí)的一種典型結(jié)構(gòu)。用戶（個(gè)人電腦）通過現(xiàn)有的雙絞電話銅線接入到Internet。圖3.2ADSLModem的典型Internet接入二、接入性能比較1．通路帶寬

CableModem總體上說，其下行通路一般提供30Mbit/s以內(nèi)帶寬，可以由500～2000個(gè)用戶共用此帶寬。2．吞吐量當(dāng)大量用戶同時(shí)進(jìn)行傳輸，使吞吐量劇增時(shí)，CableModem的業(yè)務(wù)將受損。

ADSLModem（假設(shè)速率為6Mbit/s）只由一個(gè)用戶專用，有限的上行帶寬不能進(jìn)行視頻電話傳輸。3．經(jīng)濟(jì)性在CableModem應(yīng)用中，連接到一個(gè)用戶只需要一個(gè)Modem，其費(fèi)用比ADSL低。4．業(yè)務(wù)性能標(biāo)準(zhǔn)的CableModem應(yīng)該能夠通過合理的流量工程來處理恒定比特率（ConstantBitRate，CBR）、可變比特率（VariableBitRate，VBR）和可用比特率（AvailableBitRate，ABR）業(yè)務(wù)。5．可靠性在CableModem應(yīng)用中，CATV是一個(gè)樹型網(wǎng)路，有線電視線路極容易造成單點(diǎn)故障，如電纜的損壞、放大器故障或傳送器故障等，都會(huì)使這條線上用戶的使用中斷。6．安全性在CableModem

應(yīng)用中，由於共用同媒質(zhì)環(huán)境，所有信號(hào)進(jìn)入到所有的CableModem中，從而有可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的有意或無意的線路誤用、竊聽和業(yè)務(wù)盜竊現(xiàn)象。因而需要保護(hù)線纜，增強(qiáng)加密和認(rèn)證功能。3.1.3HFC網(wǎng)路對CableModem的要求一、上行／下行線纜頻譜根據(jù)頻分複用（FDM）方案，在上行方向，CableModem的上行數(shù)字傳輸速率採用5～42MHz的頻率範(fàn)圍，由於此頻率範(fàn)圍存在很多污染和雜訊，而移相鍵控（QPSK）調(diào)製技術(shù)儘管發(fā)送數(shù)據(jù)的頻帶利用率較低，但在抗噪方面性能比較強(qiáng)，所以利用QPSK調(diào)製技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)製，並將發(fā)送數(shù)據(jù)放入5～42MHz頻帶的一個(gè)6MHz頻道內(nèi)。二、數(shù)字線纜網(wǎng)路雖然HFC網(wǎng)路在網(wǎng)路的光纖和同軸部分以模擬格式傳輸視頻信號(hào)，但是只要調(diào)製後的信號(hào)符合電纜系統(tǒng)傳輸?shù)膸捄凸β氏拗埔螅瑏K將模擬放大器變?yōu)閿?shù)字中繼器，目前的電纜網(wǎng)路就可以不加修改的傳送數(shù)字信號(hào)，在6MHz頻帶內(nèi)與模擬電視信號(hào)共存。三、抑制雜訊1．HFC網(wǎng)路中的雜訊在HFC網(wǎng)路中，分配給CableModem的頻帶位於十分不利的雜訊環(huán)境中。一般說來，網(wǎng)路雜訊問題來源於三個(gè)區(qū)域：用戶家裏（占70％）、用戶下引線（占25％）、硬同軸設(shè)備（占5％）。（1）上行方向的雜訊特性在上行方向有些雜訊源可以損害通信，主要包括以下幾種。侵入雜訊（IngressNoise）：它是外部窄帶射頻信號(hào)進(jìn)入或洩漏到電纜分配系統(tǒng)中的結(jié)果，是不希望產(chǎn)生的窄帶雜訊。交流聲調(diào)制（HumModulation）：50Hz交流電源經(jīng)過供電設(shè)備耦合到信號(hào)的包絡(luò)中，產(chǎn)生的幅度調(diào)製。衝擊雜訊：主要是由50Hz的高壓線和其他電器及大量靜電放電引起的，例如閃電雷擊、交流電機(jī)啟動(dòng)等，鬆動(dòng)的連接器也會(huì)產(chǎn)生衝擊雜訊。突發(fā)雜訊：突發(fā)雜訊和衝擊雜訊相似，只是持續(xù)時(shí)間更長。微反射（Micro-reflections）：發(fā)生在傳輸介質(zhì)的不連續(xù)處，導(dǎo)致部分信號(hào)能量被反射。共路失真（CommonPathDistortion）：是由電纜設(shè)施中的無源器件和受腐蝕連接器的非線性造成的。熱雜訊：也稱白雜訊，是由75Ω終端阻抗的隨機(jī)熱雜訊（電纜和其他網(wǎng)路設(shè)備內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)）產(chǎn)生的。（2）下行方向的雜訊特性光纜雜訊：由於光纖內(nèi)信號(hào)的調(diào)製頻率很高引起的群遲延，以及高斯白雜訊迭加到電源中，都將影響數(shù)字信號(hào)。設(shè)備的頻率回應(yīng)雜訊：包括傾斜和波紋兩種頻率回應(yīng)雜訊。調(diào)幅／調(diào)頻交流聲調(diào)制（AM/FMHumModulation）：調(diào)幅調(diào)頻交流聲調(diào)制是因交流電通過供電設(shè)備耦合到信號(hào)包絡(luò)或因頻偏而產(chǎn)生的幅度/頻率調(diào)製。熱雜訊和互調(diào)：熱雜訊以高斯白雜訊作為它的模型，但其功率由相對於設(shè)備輸出的功率來確定。突發(fā)雜訊：當(dāng)所有下行通路信號(hào)的合成信號(hào)超過了雷射器的信號(hào)容限時(shí)，就會(huì)發(fā)生鐳射限幅，進(jìn)而產(chǎn)生突發(fā)雜訊。通道衝浪（ChannelSurfing）：主要來源靠近接收器，其頻率回應(yīng)會(huì)有大而緩慢變化的波紋出現(xiàn)和消失。2．抑制雜訊的方法（1）在反方向合理地調(diào)整放大器。（2）線纜設(shè)備安裝或更新時(shí)，要確保系統(tǒng)在機(jī)械和電氣方面都密封良好，以免在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生侵入雜訊或脈衝雜訊。（3）所有供電設(shè)備和電纜設(shè)備都必須保證良好的接地。（4）由於侵入雜訊幾乎70％都來源於下引線和用戶家中。用戶下引線的放射狀裂紋、遮罩箔片的裂縫、使用老化、劣質(zhì)連線或者連接鬆動(dòng)等，都會(huì)造成系統(tǒng)洩漏而引入雜訊。解決的有效方法是對住宅同軸線路進(jìn)行適時(shí)升級(jí)，添加優(yōu)質(zhì)的連接器並使接地良好。但在許多情況下，現(xiàn)場技術(shù)人員只需要通過機(jī)械和電氣方式加固電纜系統(tǒng)，就可以明顯地增強(qiáng)視頻信號(hào)品質(zhì)，並減小雜訊。（5）通過減小通路帶寬的方法，來減小群遲延失真並允許使用頻帶利用率更高的調(diào)製方法，以便增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性。（6）在多頻載波中，使用頻率靈活的CableModem來減?。ɑ虮荛_）雜訊損害。用這種方法選擇那些在返回路徑上雜訊最小的載波頻率，以避免於窄帶的侵入雜訊，但它不是解決脈衝雜訊或放大器雜訊的有效策略。3.1.4影響CableModem運(yùn)作的因素1．放大器的雙向問題現(xiàn)代的具有雙向通信能力的光纖/同軸混合（HFC）系統(tǒng)必須使用雙向工作的放大器，因而不管是上行方向還是下行方向，有效信號(hào)將被濾波後放大。2．頻率靈活性具有頻率靈活性的CableModem是指它可以調(diào)諧到任意一個(gè)上行或下行頻率。3.2CableModem系統(tǒng)工作原理3.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.3所示為HFC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成，其中，CableModem有外置式和內(nèi)置式兩種類型，一般放在用戶的家中。圖3.3HFC的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一、CableModem及其內(nèi)部構(gòu)成電纜數(shù)據(jù)機(jī)（CableModem）是一種可以通過有線電視網(wǎng)路進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入的裝置。（1）從傳輸方式角度來看，可分為雙向?qū)ΨQ式傳輸和非對稱式傳輸。（2）從數(shù)據(jù)傳輸方向來看，有單向傳輸和雙向傳輸之分。（3）從網(wǎng)路通信角度來看，Modem可分為同步（共用）和非同步（交換）兩種方式。（4）從接入角度來看，可分為個(gè)人CableModem和寬頻CableModem（多用戶），寬頻Modem可以具有網(wǎng)橋的功能，可以將一個(gè)電腦局域網(wǎng)接入。（5）從介面角度來看，可分為外置式、內(nèi)置式和互動(dòng)式機(jī)頂盒。二、CableModem的工作配置在系統(tǒng)的前端放置CableModem前端設(shè)備（CMTS）。CableModem置於用戶端。CMTS和CableModem間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)包雙向傳輸，HFC網(wǎng)路上的數(shù)據(jù)通信協(xié)議確保數(shù)據(jù)包的傳輸。1．配置方法和配置內(nèi)容

CableModem和前端設(shè)備的配置是分別進(jìn)行的。CableModem一般不需要人工配置和操作，它有用於配置的Consol介面，可通過VT終端或Win9x的超級(jí)終端程式進(jìn)行設(shè)置。前端設(shè)備（CMTS）的配置內(nèi)容主要有下行頻率、下行調(diào)製方式及下行電平等。2．通道管理上述設(shè)置完成後，如果中間的線路無故障，信號(hào)電平的衰減符合要求，則啟動(dòng)DHCP和TFTP伺服器，就可以在CMTS和CableModem間建立正常的通信通道。3．多臺(tái)CMTS設(shè)備組成的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)當(dāng)用戶數(shù)較多或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大時(shí)，必須考慮使用多個(gè)下行通道，可將多臺(tái)CMTS設(shè)備連成網(wǎng)路。3.2.2工作原理

CableModem中的數(shù)據(jù)傳輸過程如下所述。在下行鏈路中，通過內(nèi)部的雙工濾波器接收來自HFC網(wǎng)路的射頻信號(hào)，將其送至解調(diào)模組進(jìn)行解調(diào)。在上行鏈路中，用戶的訪問請求先由媒質(zhì)訪問控制（MediaAccessControl，MAC）模組中的訪問協(xié)議進(jìn)行處理。1．基於FDMA/TDMA技術(shù)的CableModemCableModem對上行/下行數(shù)據(jù)信號(hào)採用不同的接入方式。下行採用廣播形式，CableModem對數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)製解調(diào)和同步處理後傳送給用戶電腦。（1）上行通道訪問方式多媒體電纜網(wǎng)路系統(tǒng)（MediaCableNetworkSystem，MCNS）把每個(gè)上行通道看成是一個(gè)由小時(shí)隙（mini-slot）組成的流，CableModem前端設(shè)備（CMTS）根據(jù)帶寬分配演算法可將一個(gè)小時(shí)隙定義為數(shù)據(jù)時(shí)隙（DataSlot，DS）或競爭時(shí)隙（CompetitionSlot，CS）。（2）對服務(wù)類型的支持與局域網(wǎng)絡(luò)適配器物理地址一樣，多媒體電纜網(wǎng)路系統(tǒng)（MCNS）給每個(gè)CableModem分配一個(gè)48比特的物理地址。（3）初始化過程描述

CableModem在加電之後，必須先進(jìn)行初始化，然後網(wǎng)路才能進(jìn)行接收CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)及向CMTS傳輸數(shù)據(jù)。①獲得上行通道參數(shù)在這個(gè)階段中，CMTS向CableModem重複發(fā)送3種MAC資訊：第一種是同步資訊（SYNC），用以給所有CableModem提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)；第二種是上行通道描述（UpChannelDescription，UCD），CableModem必須找到一個(gè)描述內(nèi)容與CableModem本身上行通道特性相符的UCD；第三種是由UCD所描述的上行通道的MAP資訊，它包含了小時(shí)隙的資訊，指出了CableModem何時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送的持續(xù)時(shí)間，並由SYNC提供發(fā)送時(shí)間基準(zhǔn)。②測距（Range）③建立IP連接④建立時(shí)間⑤建立安全機(jī)制2．基於同步碼分多址（S-CDMA）技術(shù)的CableModem同步碼分多址（SynchronousCDMA，S-CDMA）技術(shù)可以較完美地解決干擾性和容量問題。

S-CDMA應(yīng)用了調(diào)節(jié)技術(shù)來適應(yīng)電纜設(shè)備的動(dòng)態(tài)雜訊特徵，通過減少調(diào)製方式產(chǎn)生的干擾和動(dòng)態(tài)地調(diào)整各個(gè)CableModem發(fā)射器的功率電平，從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。S-CDMA技術(shù)使用HFC網(wǎng)提供的上、下行對稱6MHz帶寬的獨(dú)立傳輸通道。在6MHz帶寬中下行的傳輸速率是14Mbit/s，使用擴(kuò)頻技術(shù)，使上行窄帶干擾降低，不影響鄰頻傳輸，可與HFC網(wǎng)中其他調(diào)製方式的傳輸共存。眾所周知，利用有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向傳輸有著一個(gè)令人十分頭痛的問題（“漏斗”效應(yīng)），即在信號(hào)的下行方向是由中心向四周分散，對於網(wǎng)路中的每一個(gè)終端而言所接受的雜訊是單條線路的串入雜訊，這些干擾不會(huì)影響正常的通信；而反之則不然，龐大的分配網(wǎng)路對於中心機(jī)房而言仿佛是一個(gè)“大漏斗”，網(wǎng)路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的雜訊統(tǒng)統(tǒng)匯入中心機(jī)房，在中心節(jié)點(diǎn)迭加、混合。基於S-CDMA技術(shù)的CableModem將無線通信中使用的擴(kuò)頻技術(shù)移植到電纜通信中，並採用碼分多址技術(shù)，使得其對HFC網(wǎng)路上行通道的雜訊和窄帶干擾有很強(qiáng)的抑制能力，即使在上行頻帶中5～20MHz這個(gè)干擾較大的頻率範(fàn)圍以及其他CableModem無法正常運(yùn)行的範(fàn)圍內(nèi)均能運(yùn)行。3.3CableModem的體系結(jié)構(gòu)3.3.1基於IEEE802的CableModem參考體系結(jié)構(gòu)是構(gòu)建一個(gè)設(shè)備所需的標(biāo)準(zhǔn)部件和設(shè)計(jì)藍(lán)圖?；禔TM的CableModem的參考體系結(jié)構(gòu)如圖3.5所示，包括：物理（PHY）層、MAC層和上層（upperlayers）。一、物理層數(shù)字電纜系統(tǒng)的物理介面是普通的同軸電纜。由圖3.6可見，物理層包括兩個(gè)子層：物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（PhysicalMediumDependentsublayer，PMD）子層和傳輸會(huì)聚（TransmissionConvergencesublayer，TC）子層。這些子層根據(jù)相關(guān)的傳輸鏈路的特性，實(shí)現(xiàn)所需的比特傳輸、同步、定向和調(diào)製功能。圖3.7顯示了這些子層的相關(guān)功能。圖3.6CableModem的基本層次1．物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)子層物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)（PMD）子層的主要功能是對模擬電纜網(wǎng)路上的射頻（RF）載波進(jìn)行調(diào)製/解調(diào)以獲得數(shù)字比特流，並實(shí)現(xiàn)同步編碼和差錯(cuò)校驗(yàn)。（1）下行PMD下行PMD採用正交振幅調(diào)製（QAM）技術(shù)對射頻載波進(jìn)行調(diào)製/解調(diào)。（2）上行PMD上行PMD子層支持QPSK和16-QAM兩種調(diào)製方式。2．傳輸會(huì)聚（TC）子層一旦比特流在PMD子層被處理後，就可以得到各幀以及更詳細(xì)的資訊。3．傳輸幀結(jié)構(gòu)（1）上行幀結(jié)構(gòu)上行幀的特性是頭端產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間參考用於標(biāo)識(shí)時(shí)間域內(nèi)的時(shí)隙容器。（2）下行幀結(jié)構(gòu)根據(jù)ITU-TH.222.0標(biāo)準(zhǔn)，下行幀結(jié)構(gòu)可稱為MPEG-2（MotionPictureExpertsGroup，MPEG）分組格式，包括4個(gè)位元組的標(biāo)頭和隨後184個(gè)位元組的有效載荷，共計(jì)188位元組。4．低層初始化一旦確定了PDU劃分和它們的格式，傳輸會(huì)聚（TC）便開始進(jìn)行低層初始化工作，包括同步、測距和功率調(diào)整。（1）同步當(dāng)CableModem成功組裝各幀後，它的時(shí)鐘必須和頭端時(shí)鐘保持同步。因此，每個(gè)CableModem需要用到所有Modem的全局定時(shí)參考和定時(shí)偏移等基本資訊，這些資訊是通過頭端週期地發(fā)送一個(gè)包含全局定時(shí)參考的管理消息來實(shí)現(xiàn)的。（2）測距（Ranging）當(dāng)同步建立後，CableModem必須獲得可用上行通路的資訊（如正確的定時(shí)偏移量），以便可以向頭端發(fā)送初始維護(hù)消息進(jìn)行測距，保證CableModem的傳輸和正確的小時(shí)隙邊界對齊。（3）功率調(diào)整每個(gè)Ca