淺談幾種寬帶接入技術優劣

劉 潔 周勝源

（桂林電子科技大學信息科技學院 廣西 桂林 541004）

0 引言

隨著近年來政府、企業、學校等各大領域對信息化需求，電子商務走向應用，網絡應用的進一步深化，以視頻點播(VOD)、電視會議、網上購物等交互式應用為代表的新的業務類型的出現，用戶對數據通信的速率提出了更高的要求。接入網作為網絡系統中的“最后一公里”正引起人們越來越多的注意。ADSL、Cable Modem等新一代的高速接入技術被推向了臺前，頻頻曝光。

1 幾種主要寬帶接入技術

目前，主要有以下幾種方式:ADSL、Cable Modem、電力線通信、無線接入技術和光纖接入技術。

1.1 ADSL

ADSL（Asymmetric Digital SubscribeLine）相比最為普遍。ADSL即非對稱數字用戶線路，是一種在普通電話線上進行寬帶通信的技術。ADSL把傳輸帶寬分為三個部分，0-5kHz作為電話信號，30kHz-138kHz作為數據信號 （上行用戶-局端），138kHz以上作為數據信號（下行局端-用戶）。為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率，上行（從用戶到網絡）為低速的傳輸，可達1.5Mbit／s；下行（從網絡到用戶）為高速傳輸，可達8Mbit／s，非常符合普通住家用戶聯網的實際需要。原來家里電話只能提供語音業務，現在只要增加一個ADSL貓，就可以同時實現數據業務的傳送，ADSL的傳輸速率比傳統的模擬調制解調器快100多倍，也是傳輸速率達128kbit／s的ISDN（綜合業務數字網）所無法比擬的。

目前來講，固定電話中中國普及率非常高，這種增值業務在較長一段時間會存在于生活當中，既滿足了一般用戶對網絡的需求，又大大節省了工程的投資。缺點在于速率提高還是有限。

1.2 Cable Modem

這種技術和ADSL技術異曲同工，原先的有線電視網只是傳送電視信號，而Cable Modem寬帶接入則是利用原來的同軸電纜傳輸線路，經過改造來實現上網和通訊。

由于有線電視采用同軸電纜，其帶寬容量相當大，下傳速率可以達到30Mpbs。但它的問題也是顯而易見的，因為有線電視的同軸電纜是按單行道模式設計，所以有線電視網必須將單向傳輸改制為雙向傳輸才能實現因特網功能。

另外，Cable Modem采用樹型結構，在樹型節點上簡單地將幾個節點連在一起。因此，它實際上是一個總線型網絡，用戶要和鄰居共享有限的帶寬，所以當同一時間上網人數多時，有線電視上網速度會變慢。不過，由于Cable Modem網絡的骨干部分是由光纖組成，而光纖的速度幾乎是沒有限制的，因此只要讓有線電視網中光纖的部分增加，同軸電纜的部分減少，Cable Modem的擴充能力是極強的，共享式的結構不一定對速度產生太大影響。

1.3 電力線通信

指利用既有電力線，將數據或資訊以數位訊號處理方法進行傳輸。PLC技術使用既有低頻(50/60Hz)的電力線路傳送寬帶的網絡訊息。和前面兩種原理一樣，使用電力線通信技術，基本上不需要另外重新鋪設網絡線路，且電力線路涵蓋的地區范圍之廣，遠大于其他種載體的線路。前已有商業化的應用電力線通訊的網絡橋接器產品，僅支援局域網路，外部網絡仍須透過DSL、光纖或是Cable才能完成，成本與價格仍居高不下。由于電力線通訊以電力線纜為載體，但在部分老舊地區，其電力線回路已大量耗損，可能影響訊號品質，進而降低實際傳輸速率。家電包括微波爐、吹風機等亦能干擾電力線通訊訊號，帶來訊號中斷問題等需克服。

1.4 無線接入

無線接入分為移動接入與固定接入兩種。移動接入又可分為高速和低速兩種。高速移動接入一般可用蜂窩系統、衛星移動通信系統、集群系統等。低速接入系統可用PGN的微小區和毫微小區，如CDMA的WILL、PACS、PHS等。固定接入是從交換節點到固定用戶終端采用無線接入，是PSTN／ISDN網的無線延伸。目標是為用戶提供透明的PSTN／ISDN業務，固定無線接入系統的終端不含或僅含有限的移動性。接入方式有微波一點多址、蜂窩區移動接入的固定應用、無線用戶環路及衛星VSAT網等。固定無線接入系統以提供窄帶業務為主，基本上是電話業務。

現今比較熱門的兩種無線接入技術Wi-Fi與WiMAX:

wi-fi全稱Wireless Fidelity(無線保真)，是一種短距離無線傳輸技術，比較適合辦公室及家庭環境下應用。wi-fi是第一項得到廣泛應用和部署的高速無線技術，目前已經得到大范圍應用，只需要在家庭、辦公室等場所有一臺無線路由器，就可以輕松實現，現在的筆記本電腦，熱門的蘋果IPAD等，也幾乎都配備了迅馳模塊，可以實現wi-fi接入功能。

近幾年wi-fi技術發展十分迅速，已經越來越成熟，無線速率更可達到300Mbps，這個速度甚至超過了傳統的有線以太網。

速度的提升為wi-fi贏得了“無線版本以太網”的美稱，而WLAN(無線局域網)同樣為IEEE制訂的標準，可以視為以太網標準的無線領域的延伸。相比傳統的有線以太網，WLAN的安裝及設置十分簡單，只要在需要建設網絡連接區域設立無線熱點就可以了，規劃、布線等程序都可以省去，也節省了很多材料成本。

當然wi-fi存在各項優點的同時，也存在一個致命的缺點。由于wi-fi采用的是射頻(RF)技術，通過空氣發送和接收數據，使用無線電波傳輸數據信號，比較容易受到外界攻擊。數據包在傳送過程中都可以被外界檢測或接收，信息安全是個隱患，雖然數據可以經過加密后傳輸，但在數據包足夠多的情況下，還是有被黑客破解的可能，這也是為什么很多公司、政府等單位的核心骨干網不使用wi-fi的原因。

WiMAX技術概述

WiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標準。WiMAX也被稱為IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)，可提供一種在城域網一點對多點的多廠商環境下，有效地互操作的寬帶無線接入手段。

它在無線鏈路的物理層和MAC層的設計考慮了突發型的分組數據業務的要求，能夠自適應無線信道環境，因此它在寬帶能力上不僅可與DSL和cable-modem相比，甚至是光纖接入技術的競爭者。WiMAX是在3G之外通向無線寬帶領域的另一條便捷通道。WiMAX與3G演化的方向均是為寬帶的、無線的信息時代服務的技術，從目標上講，二者是相同的，從技術上講，WiMAX和3G互為補充，有各自無法比擬的優勢。

WiMAX技術的信號覆蓋范圍可達三十英里，這種技術可以在50公里以內的范圍以非常快的速度進行數據通訊。英特爾已經將這項技術視為一種能對偏遠地區和發展中國家提供互聯網連接的新方式，也得到了全球最大的手機制造商諾基亞的支持。WiMAX是一種功能強大的無線技術，在近幾年移動通訊侵蝕固網業務的情況下，也是固網運營商還擊移動運營商的有力武器。

在安全方面，WiMAX怎么來保護用戶數據的安全呢?在802.16 D3版本中主要是通過在MAC層中定義了一個保密子層來提供安全保障。保密子層主要包括兩個協議:數據加密封裝協議和密鑰管理協議(PKM)。其中數據加密封裝協議定義了IEEE 802.16支持的加密套件，即數據加密與完整性驗證算法，以及對MAC PDU載荷應用這些算法的規則。而密鑰管理協議則定義了從基站向用戶工作站分發密鑰數據的安全方式，兩者之間密鑰數據的同步以及對接入網絡服務的限制。

1.5 光纖接入

光纖接入技術是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體的接入方式，用戶網光纖化有很多方案，有光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區（FTTZ）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到大樓（FTTF）、光纖到家庭（FTTH）。不管是何種領域的應用，實現光纖到戶都是為了滿足高速寬帶業務以及雙向寬帶業務的客觀需要。

光纖用戶網取代電纜用戶網是發展的一個大趨勢，也是遲早的事，但對于中國這么大的市場，不是短期能夠實現的，因此，現在的網絡是兩者并存長期發展。 光纖接入在其傳輸介質的優良特性下，具有強大競爭力。

2 結束語

總的來看，網絡需求向著兩個方向發展:寬帶和無線，滿足這兩個要求，就能滿足5個W（任何時候任何地方任何人之間進行任何業務傳輸），就現有運營商格局來看，電信占有固定話路市場，也就是寬帶上有優勢，而移動占有無線話路市場，無線上有優勢，寬帶固定無線接入技術代表了寬帶接入技術的一種新的不可忽視的發展趨勢，不僅敷設開通快，維護簡單，用戶較密時成本低，而且改變了本地電信業務的傳統觀念，最適于新的本地網競爭者與傳統電信公司與有線電視公司展開有效競爭，也可以作為電信公司有線接入的重要補充而得到應有的發展，幾大運營商格局勢必被重新打亂，再次融合，構建信息化強大的新網絡。