通信工程師師考試培訓(xùn)接入網(wǎng)的分類

4.4.3 接入網(wǎng)的分類

接入網(wǎng)研究的重點(diǎn)是圍繞用戶對語音、數(shù)據(jù)和視頻等多媒體業(yè)務(wù)需求的不斷增長，提供具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢的接入技術(shù)來滿足用戶的需求。接入網(wǎng)的分類方法多種多樣，可以按傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、使用技術(shù)、接口標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)帶寬、業(yè)務(wù)種類等進(jìn)行分類。

就目前的技術(shù)研究現(xiàn)狀而言，接入網(wǎng)主要分為有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)。

有線接入網(wǎng)包括銅線接入網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)和混合光纖/同軸電纜接入網(wǎng)。

無線接入網(wǎng)包括固定無線接入網(wǎng)和移動接入網(wǎng)。各種方式的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)多種多樣，特色各異。

有線接入主要采取如下措施：

一是在原有銅質(zhì)導(dǎo)線的基礎(chǔ)上通過采用先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)來提高雙絞銅線對的傳輸容量，從而提供多種業(yè)務(wù)的接入；

二是以光纖為主，實(shí)現(xiàn)光纖到路邊、光纖到大樓和光纖到家庭等多種形式的接入；

三是在原有有線電視（CATV）的基礎(chǔ)上，以光纖為主干傳輸，經(jīng)同軸電纜分配給用戶的光纖/同軸混合接入。

無線接入技術(shù)主要采取固定接入和移動接入兩種形式，涉及微波一點(diǎn)多址、蜂窩和衛(wèi)星等多種技術(shù)。另外有線和無線相結(jié)合的綜合接入方式也在研究之列。

　　1.銅線接入技術(shù)（xDSL）

隨著技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的升級換代、Internet用戶數(shù)量的急劇增長，電信網(wǎng)的主干網(wǎng)部分和一些局域網(wǎng)已基本實(shí)現(xiàn)了寬帶化。但直接與家庭用戶相連的接入網(wǎng)部分，大都還在使用窄帶低速的調(diào)制解調(diào)器與Internet相連，如V.34標(biāo)準(zhǔn)的28.8kbit/s和V.90標(biāo)準(zhǔn)的56kbit/s的PCM調(diào)制解調(diào)器。目前雖然有67kbit/s和U2kbit/s的調(diào)制解調(diào)器，但是它們需要兩對雙絞銅線。低速的調(diào)制解調(diào)器無法滿足用戶接入Internet對帶寬的要求。

為解決銅線的寬帶傳速問題，人們提了很多解決方案，N-ISDN應(yīng)運(yùn)而生。N-ISDN在一對絞線上雙工傳送144kbit/s（2B+D）的碼流，占用80kHz的頻帶，傳輸距離達(dá)到6km.盡管N-ISDN在歐洲尤其是在德國取得成功，但它的速率依然有限，不能最終解決問題。對接入網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的改造以升級到光纖到路邊（FTTC）、甚至光纖到家（FTTH），又需要高昂的成本，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。

利用電話網(wǎng)銅線實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸?shù)募夹g(shù)稱為數(shù)字用戶線（DigitalSubscriberLine,DSL）技術(shù)，而xDSL就是這些傳輸技術(shù)的組合，它包括：高比特率數(shù)字線（HDSL）、甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）、非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）、速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線（RADSL）等。它們主要的差別體現(xiàn)在信號的傳輸速率、傳輸距離、上行速率和下行速率對稱性等幾方面。

相比其他接入方式，DSL技術(shù)的優(yōu)勢在于：

①充分利用現(xiàn)有的巨大雙絞線銅纜網(wǎng)，無需對現(xiàn)有電信接入系統(tǒng)進(jìn)行改造，就可以方便地幵通寬帶業(yè)務(wù)；

②DSL己經(jīng)有一些標(biāo)準(zhǔn)，并被眾多廠商支持和使用；

③新的衍生技術(shù)大大降低了DSL的推廣成本。

（1）非對稱數(shù)字用戶線（AsymmetricalDSL,ADSL）

ADSL在xDSL中性能較好，發(fā)展很快，是當(dāng)前Internet接入網(wǎng)的熱點(diǎn)技術(shù)之一，在我國各大中城市獲得廣泛應(yīng)用。

ADSL技術(shù)最初是為家庭用戶提供點(diǎn)播電視（VOD）服務(wù)而開發(fā)的。由于VOD系統(tǒng)復(fù)雜、成本高及市場動力不足，VOD并沒有獲得廣泛的應(yīng)用。而Internet的迅猛發(fā)展給ADSL提供了用武之地，使其發(fā)揮了巨大的作用。它最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要太多的改造，就可為用戶提供高速的多媒體信息服務(wù)，而且不影響正常的電話或話帶調(diào)制解調(diào)器通信，方便可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

ADSL是在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上使用負(fù)載電話線提供高速數(shù)字接入的傳輸技術(shù)?！胺菍ΨQ”是指非雙向平均傳輸高速信號，即上行信息傳輸速率和下行速率不一樣。ADSL將用戶的雙絞線頻譜分成低頻部分、上行信道和下行信道3部分，采用FDM（頻分復(fù)用）與DMT（離散多音頻技術(shù)）傳送電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其中低頻部分提供普通電話業(yè)務(wù)（POTS）信道，通過無源濾波器使其與數(shù)字信道分開；數(shù)字信道分為一個640kbit/s?IMbit/s的中速上行數(shù)字傳輸通道（占據(jù)10?50kHz的頻帶，主要用于傳送控制信息，如V0D中的節(jié)目選擇、快進(jìn)和快退等）和一個速率為1.5?9Mbit/s的高速下行數(shù)字傳輸通道（占據(jù)50kHz以上的頻帶）。由于采用FDM,因此這3個信息通道可同時工作于一對電話線。

傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器也是使用電話線傳輸?shù)?，但它使??4kHz的低頻段。而電話銅線在理論上最大帶寬接近2MHz,ADSL通過相位調(diào)制（CAP）、正交幅度調(diào)制（QAM）和離散多頻（DMT）3種先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，利用26kHz以后的高頻帶才提供了如此高的速度。

由于DMT在6Mbit/s及以上高速率時，性能較QAM好，被ANSI標(biāo)準(zhǔn)化小組T1E1-4制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)。它將頻帶0?1.104MHz分割為256個由頻率指示的正交子信道，每個子信道占用4kHz帶寬，輸入信號經(jīng)過比特分配和緩存，將輸入數(shù)據(jù)劃分為比特塊，經(jīng)TCM編碼后再進(jìn)行512點(diǎn)離散傅里葉反變換（IDFT），將信號變換到時域，這時比特塊將轉(zhuǎn)換成256個QAM子字符。隨后對每個比特塊加上循環(huán)前綴消除碼間干擾，經(jīng)數(shù)模變換和發(fā)送濾波器將信號送上信道。接收端則按相反的次序進(jìn)行接收解碼。

由于美國的ADSL標(biāo)準(zhǔn)T1.413推薦使用DMT技術(shù)，因此很多公司生產(chǎn)的ADSL調(diào)制解調(diào)器均采用DMT技術(shù)。

ADSL高速數(shù)據(jù)不占用語音交換機(jī)的任何資源，所以，增加用戶不會對傳統(tǒng)語音交換機(jī)造成任何附加負(fù)荷，解決了散居用戶的寬帶業(yè)務(wù)需要，不需要改造現(xiàn)有用戶的銅線環(huán)路，有效地提供Internet接入、局域網(wǎng)（LAN）接入等就可滿足Internet、Web瀏覽、IP電話、遠(yuǎn)程教育、家庭辦公、可視電話、電話和視頻點(diǎn)播（VOD）業(yè)務(wù)等，每個6Mbit/s帶寬的ADSL可傳送2?3套MPEG-II或4套MPEG-I數(shù)字圖像信號。

傳統(tǒng)的全速率ADSL系統(tǒng)成本偏高，對線路要求苛刻。為解決ADSL成本偏高等問題，北美各大電信商和微軟、Intel、Compaq公司共同推出“通用ADSL”（UniversalADSL）標(biāo)準(zhǔn)，期望服務(wù)和設(shè)備供應(yīng)商能更容易地提供寬帶ADSL服務(wù)。

“通用ADSL”是ADSL的一種子技術(shù)。在過去，ADSL的安裝需要中心端和用戶端兩方面的設(shè)備升級，各用戶都要安裝一個以太網(wǎng)卡、一個DSL調(diào)制解調(diào)器和一個分離器，成本較高。而通用ADSL只需中心端設(shè)備升級到新技術(shù)即可。特意為PC機(jī)、機(jī)頂盒（STB）、筆記本電腦、PDA等相關(guān)應(yīng)用的優(yōu)化而設(shè)計的SAM芯片組包括1X9816數(shù)字芯片、1X8134模擬前端和主機(jī)軟件。軟件完成ADSL處理功能和通過PCI接口與1X9816進(jìn)行通信，提供操作系統(tǒng)上的ATM支持。取消分離器的代價是通用ADSL下行速率1.5Mbit/s,上行速度為256kbit/s,比標(biāo)準(zhǔn)ADSL慢。

ITU-T于1998年底通過了G.lite通用ADSL的標(biāo)準(zhǔn)草案，它的標(biāo)準(zhǔn)速率是下行1.5Mbit/s,上行512kbit/s,傳輸?shù)木嚯x更長，且不需分隔器（Splitter），也釆用DMT線路碼，與全速率ADSL全面兼容，可以做到即插即用（PlugandPlay），而且可以通過軟件的更新無縫升級到全速率ADSL.ADSL采用先進(jìn)的信號調(diào)制方式、數(shù)字相位均衡和回波抑制技術(shù)，從而達(dá)到信道頻譜充分利用和較高的傳輸質(zhì)量。ADSL可以采用現(xiàn)有的雙絞線從中心局連到用戶端，也可以經(jīng)過光纜到路邊再釆用ADSL設(shè)備經(jīng)配電纜連接到用戶。

ADSL接入網(wǎng)按照傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式可以分為基于分組的接入網(wǎng)和基于ATM的接入網(wǎng)。

如果是基于分組的方式，接入節(jié)點(diǎn)（AccessNode）連接IP路由器；如果是基于ATM的方式，則接入節(jié)點(diǎn)連接ATM主干網(wǎng)交換機(jī)，這種傳輸方式被稱為“ATMoverADSL”.

在局端，接入節(jié)點(diǎn)又稱為DSLAM（DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer），它在上

行方向完成復(fù)用/集中的功能，將來自多個用戶的信號復(fù)用為一個更高速的數(shù)據(jù)流送到主千網(wǎng)，在下行方向完成解復(fù)用/尋路的功能，將由主干網(wǎng)來的高速數(shù)據(jù)流解復(fù)用，并送到正確的用戶端。

ADSL局端的設(shè)備稱為ATU-C（ADSLTransceiverUnit,Centralofficeend），用戶端的設(shè)備稱為ATU-R（ADSLTransceiverUnit,Remoteterminalend）。

ATU-R與計算機(jī)的連接方式主要有內(nèi)置式和外置式。

內(nèi)置式就是將ATU-R直接插在計算機(jī)的PCI槽中，與內(nèi)置式話帶調(diào)制解調(diào)器類彳以。支持ATM方式時，基于ATM信元的分段重裝（SAR）。等ATM適配層（AAL）的功能也在卡上完成。

外置式又可分為兩種情況：

①將ATU-R通過10Base-T銅纜與計算機(jī)內(nèi)的以太網(wǎng)卡相連；

②將ATU-R與計算機(jī)內(nèi)的ATM25M接口卡相連（支持ATM方式）。

另外，在用戶端，一個ATU-R可只為一臺計算機(jī)服務(wù)，也可接在以太網(wǎng)上為多臺計算機(jī)服務(wù)。

（2）高比特率數(shù)字用戶線（HighdatarateDSL,HDSL）

HDSL技術(shù)是在兩對或多對銅線上實(shí)現(xiàn)El速率（2.048Mbit/s）全雙工通信的技術(shù)。HDSL技術(shù)可提高傳輸速率和延長通信距離，它主要采用線對上等效頻率，2B1Q或CAP傳輸碼型和回波抵消等技術(shù)。因為，HDSL技術(shù)的無中繼傳輸距離比傳統(tǒng)的PCM技術(shù)要長1倍以上，而對線對的要求沒有傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)嚴(yán)格，所以安裝方便、快捷，一般不用中繼器‘.它可廣泛用于無線尋呼中繼、DDN（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）、ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）、基站接入、幀中繼、移動通信基站中繼和計算機(jī)LAN互連業(yè)務(wù)。

HDSL技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末，是DSL技術(shù)中比較成熟的一種。

HDSL技術(shù)主要采用現(xiàn)代數(shù)字通信的自適應(yīng)均衡技術(shù)，有其特殊的傳輸技術(shù)方式：

①通過回聲抵消技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在一對雙絞線上進(jìn)行全雙工傳輸；

②用特定的編碼和調(diào)制方式產(chǎn)生線路碼來提高傳輸質(zhì)量以延長傳輸距離；

③HDSL能夠在現(xiàn)有的普通電話雙絞銅線（兩對或三對）上全雙工傳輸2Mbit/s速率的數(shù)字信號，無中繼傳輸距離達(dá)3?5km.

HDSL2是HDSL的技術(shù)升級，它可單線提供160kbit/s?2.3Mbit/s的4km對稱傳輸。若用2對雙絞線，傳輸速率可翻一番，距離也提高了30%。

（3）甚高速數(shù)字用戶線（VeryhigerateDSL,VDSL）

VDSL以ADSL為基礎(chǔ)，靠縮短雙絞銅線長度，可傳送比ADSL更高速的數(shù)據(jù)。其最大下行速率為51-55Mbit/s,傳輸距離不超過300m,當(dāng)傳輸速率在13Mbit/s以下時，傳輸距離可達(dá)到1.5km,上行速率則為1.6Mbit/s以上。VDSL系統(tǒng)中的上、下信道頻譜是利用頻分復(fù)用技術(shù)分開，一般采用CAP,DMT和DNMT3種編碼方式。

和ADSL相比，VDSL傳輸帶寬更高，由于距離縮短，碼間千擾小，處理技術(shù)簡化，成本降低。它和光纖到路邊（FTTC）相互結(jié)合，可以作為PON的補(bǔ)充，以實(shí)現(xiàn)寬帶綜合接入。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織正在努力進(jìn)行VDSL規(guī)范的制定工作。

（4）單線路數(shù)字用戶線（SinglelineDSL,SDSL）

SDSL是對稱的DSL技術(shù)，與HDSL的區(qū)別在于只使用一對銅線。SDSL可以支持各種要求上、下行通信速率相同的應(yīng)用。該技術(shù)在雙線電路中運(yùn)行良好，不過標(biāo)準(zhǔn)最終未確立。

（5）速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線（RateAdaptiveDSL,RADSL）

RADSL提供的速率范圍與ADSL基本相同，也是一種提供高速下行、低速上行并且保留原語音服務(wù)的數(shù)字用戶線。與ADSL的區(qū)別在于：RADSL的速率可以根據(jù)傳輸距離動態(tài)自適應(yīng)，當(dāng)距離增大時，速率降低，這樣就可以提供用戶傳輸服務(wù)的靈活選擇。

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