寬帶IP網絡的接入技術

摘要：隨著以IP技術為基礎的Internet的爆炸式發展、用戶數量和多媒體應用的迅速增加，人們對帶寬的需求不斷增長，不僅需要利用網絡實現語音、文字和簡單圖形信息的傳輸，同時還要進行圖像、視頻、音頻和多媒體等寬帶業務的傳輸，寬帶IP網絡技術應運而生。

關鍵詞：寬帶IP網絡ADSLHFCFTTX+LAN無線寬帶接入

1 寬帶IP網絡的概念

所謂寬帶IP網絡是指Internet的交換設備、中繼通信線路、用戶接入設備和用戶終端設備都是寬帶的，通常中繼線帶寬為每秒數吉比特至幾十吉比特，接入帶寬為1～100Mbit/s。在這樣一個寬帶IP網絡上能傳送各種音視頻和多媒體等寬帶業務，同時支持當前的窄帶業務，它集成與發展了當前的網絡技術、IP技術。

2 寬帶IP網絡的特點

寬帶IP網絡具有以下幾個特點：

2.1 TCP/IP是寬帶IP網絡的基礎與核心。

2.2 通過量大程度的資源共享，可以滿足不同用戶的需要，IP網絡的每個參與者既是信息資源的創建者，也是使用者。

2.3 “開放”是IP網絡建立和發展中執行的一慣策略，對于開發者和用戶極少限制，使它不僅擁有極其龐大的用戶隊伍，也擁有眾多的開發者。

2.4 網絡用戶透明使用IP網絡，不需要了解網絡底層的物理結構。

2.5 IP網絡寬帶化，具有寬帶傳輸技術、寬帶接入技術和高速路由器技術。

2.6 IP網絡將當今計算機領域的網絡技術、多媒體技術和超文本技術融為一體，為用戶提供極為豐富的信息資源和十分友好的用戶操作界面。

3 寬帶IP網絡的接入技術

寬帶IP網絡常用的寬帶接入技術主要有：ADSL，HFC，FTTX+LAN和無線寬帶接入等。

3.1 ADSL接入技術

3.1.1 ADSL的定義

不對稱數字用戶線（ADSL）是一種利用現有的傳統電話線路高速傳輸數字信息的技術，以上行和下行的傳輸速率不相等的DSL技術而得名。ADSL下行傳輸速率接近8Mbit/s，上行傳輸速率理論上可達1Mbit/s，并且在同一對雙絞線上可以同時傳輸上行和下行數據信號和傳統的模擬話音信號等。

ADSL技術將大部分帶寬用來傳輸下行信號（即用戶從網上下載信息），而只使用一小部分帶寬來傳輸上行信號（即接收用戶上傳的信息），這樣就出現了所謂不對稱的傳輸模式。

3.1.2 ADSL的技術特點

3.1.2.1 ADSL的技術特點

①使用高于4kHz的頻帶來傳輸數據信號。②使用高性能的離散多音頻DMT調制編碼技術。③使用FDM頻分復用和回波抵消（EC）技術。④使用Splitter信號分離技術。

3.1.2.2 ADSL技術的主要優點

①可以充分利用現在銅線網絡，只要在用戶線路兩端加裝ADSL設備即可為用戶提供服務。②ADSL設備隨用隨裝，施工簡單，節省時間，系統初期投資小。且ADSL設備拆裝容易，方便用戶轉移。非常靈活。③ADSL設備采用先時宜的調制技術和數字處理技術，提供高速遠程接收或發送信息，充分利用雙絞線上的帶寬。④在一對雙絞線上可同時傳輸高速數據和普通電話業務。

3.1.2.3 ADSL技術的主要缺點

①對線路質量要求較高。②抵抗天氣干擾的能力較差。③寬帶可擴展的潛力不大。

3.2 HFC接入技術

3.2.1 HFC網的概念

混合光纖/同軸電纜（HFC）網是一種以模擬頻分復用技術為基礎，綜合應用模擬和數字傳輸技術、光纖和同軸電纜技術、射頻技術等的寬帶接入網絡，是CATV網和電話網結合的產物，也是將光纖逐漸推向用戶的一種新的經濟的演進策略。

HFC網可以提供除CATV業務以外的語聲、數據和其他交互型業務，稱之為全業務網（FSN）。當然，HFC網也可以只用于傳送CATV業務，即所謂單向HFC網，但通常指雙向HFC。

3.2.2 HFC的網絡結構

HFC由信號源、前端（可能還有分前端）、饋線網（光纖主干網）、配線網（同軸電纜分配網）和用戶引入線等組成（HFC線路網的組成包括饋線網、配線網和用戶引入線）。

這種HFC網干線部分采用光纖以傳輸高質量的信號，而配線網部分仍基本保留原有的樹形——分支型模擬同軸電纜網，這部分同軸電纜網還負責收集來自用戶的回傳信號經若干雙向放大器到光纖節點再經光纖傳送給前端。

3.2.3HFC的優缺點

3.2.3.1 HFC的優點

①成本較低。與FTTC相比，僅線路設備的成本就低20%～30%。②HFC頻帶較寬，能適應未來一段時間內的業務需求，并能向光纖接入網發展。③HFC適合當前模擬制式為主體的視像業務及設備市場，用戶使用方便。④與現有銅線接入網相比，運營、維護、管理費用較低。

3.2.3.2 HFC的不足之處

①成本雖然低于光纖接入網，但要取代現存的銅線環境投入將很大，需要對CATV網進行雙向改造。

②建設周期長。

③拓撲結構需進一步改進，以提高網絡可靠性，一個光電節點為500個用戶服務，出問題影響面大。

④漏斗噪聲難以避免。

⑤當用戶數多時，每戶可用的帶寬下降。

3.3 FTTX+LAN

3.3.1 FTTX+LAN的概念

FTTX+LAN接入網是指光纖加交換式以太網的方式（也稱為以太網接入）實現用戶高速接入互聯網，可實現的方式是光纖到路邊（FTTR）、光纖到戶（FTTH），泛稱為FTTX。目前一般實現的是光纜到路邊或光纖到大樓。

3.3.2 FTTX+LAN的網絡結構

FTTX+LAN（以太網接入）的網絡結構采用星形結構，以接入寬帶IP城域網的匯聚層為例，如下圖：

3.3.3 FTTX+LAN接入網絡業務種類

3.3.3.1 高速上網業務

FTTX+LAN接入網可為小區居民用戶和企業用戶提供高速上網業務，可分為撥號和專線兩種業務形式。

3.3.3.2 寬帶租用業務

FTTX+LAN接入網可為企業集團等用戶提供2～100Mbit/s甚至更高速率的寬帶租用業務，通過寬帶IP城域網將用戶局域網絡接入IP網。

3.3.3.3 網絡互連

網絡互連是指簡單地為用戶提供兩個或多個節點之間的寬帶IP數據傳送通道，其適用對象是包括政府、大中小學校、醫院、企業、商業及各分支結構等集團用戶。

3.3.3.4 視頻業務

寬帶IP網可以承載基于IP的視頻流，開展視頻點播、遠程監控和遠程教學等交互視頻服務，FTTX+LAN接入網可視頻業務提供高帶寬的傳輸通道，將視頻業務接入寬帶IP網。

3.3.3.5 IP電話業務

為了適應基于IP上承載語音這一Internet發展的趨勢，FTTX+LAN接入網可以提供IP電話接入業務。

3.3.4 FTTX+LAN的優缺點

3.3.4.1 FTTX+LAN的優點

①高速傳輸——用戶上網速率目前為10Mbit/s或100Mbit/s，以后還可根據用戶需要升級。

②網絡可靠、穩定——樓道交換機和小區中心交換機、小區中心交換機和局端交換機之間通過光纖相連，網絡穩定性高、可靠性強。

③用戶投資少、價格便宜——用戶只需一臺帶有網絡接口卡（NIC）的PC即可上網。

④安裝方便——小區、大廈、寫字樓內采用綜合布線，用戶端采用5類線方式接入，即插即用。

⑤應用廣泛——通過FTTX+LAN方式即可實現高速上網，遠程辦公、VOD點播、VPN等多種業務。

3.3.4.2 FTTX+LAN的缺點

①5類線布線問題——5類線本身只限于室內使用，限制了設備的擺設位置，致使工程建設難度已成為阻礙以太網接入的重要問題。

②故障定位困難——以太網接入網絡層次復雜，而網絡層次多導致故障點增加且難以快速判斷排除，使得線路維護難度大。

③用戶隔離方法較為煩瑣，且廣播包較多。

3.4 無線接入

3.4.1 無線接入網的概念

無線接入網是指從業務節點接口到用戶終端部分全部或部分采用無線方式，即利用衛星、微波及超短波等傳輸手段向用戶提供各種電信業務的接入系統。

3.4.2 無線接入網的分類

3.4.2.1 固定無線接入網

固定無線接入網主要為固定位置的用戶或僅在小區內移動的用戶提供服務，其用戶終端主要包括電話機、傳真機或數據終端（如計算機）等。

固定無線接入網的實現方式主要包括無線本地環路一點多址系統、甚小型天線地球站（VSAT）系統、本地多點分配業務（LMDS）系統、無線局域網（WLAN）等。

3.4.2.2 移動無線接入網

移動無線接入網是為移動用戶提供各種電信業務。由于移動接入網服務的用戶是移動的，因而其網絡組成要比固定網復雜，需要增加相應的設備和軟件等。

移動接入網使用的頻段范圍很寬，其中可有高頻、甚高頻、特高頻和微波等。

實現移動通信的方式有多種，如蜂窩移動通信系統、衛星移動通信系統等。

3.4.2.3 固定無線接入或移動無線接入

微波存取全球互通（WiMax）系統，它既可以提供固定無線接入，也可以提供移動無線接入。

4 結束語

在以上幾種寬帶接入方式中，在選擇接入方式時，要綜合考慮各種接入方式的優缺點及當地的具體情況。在寬帶IP網絡中，幾種接入方式中用得較多的是ADSL和FTTX+LAN。ADSL適合零散用戶的接入，而FTTX+LAN適合用戶集中地區（如小區）的接入。