對通信傳輸中接入網技術的幾點探討

何俊斌

（中移鐵通有限公司 東莞分公司，廣東 東莞 523000）

1 通信傳輸技術分析

1.1 ATM網絡傳輸技術

網絡通信傳輸技術決定著網絡信息交換方式。異步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）將復用信元與通信信元交換緊密結合在一起，是實現B-ISDN業務的核心技術之一。其利用信元作為信息傳輸的基本單位，在實際通信過程中的信元與復用交換階段，將信元的前5個字節作為信頭，傳輸信元方位，以控制相應的數據傳輸，信元之后的字節用來傳輸通信的數據信息。從ATM技術的應用分析來看，網絡通信數據主要采用硬件切換來進行數據傳輸，與利用軟件技術來實現信息轉換存在著本質區別，但隨著人們對網絡通信的效率與質量提出了更高的要求，采用信元復用的方法可以解決這一問題，所有用戶共用一個傳輸線路，可以有效提高網絡的利用率[1,2]。

1.2 GPS網絡傳輸技術

隨著數據處理技術的不斷發展，傳統的數據傳輸技術已經不能滿足網絡通信的要求，GPS技術隨之誕生。其主要包括偽距單點定位、載波相位定位及實時差分定位等，并采用偽隨機碼測距方式提高了網絡通信的精度，增強了網絡通信的穩定性[3]。

1.3 WDM傳輸技術

波分復用技術（Wavelength Division Multiplexing，WDM）利用光纖傳輸不同的信號，在數據傳輸階段采用發射機來發送各種不同波長的信號，利用同一光纖對信號進行傳輸，并在節點位置對信號進行解復用，該技術是目前網絡通信中應用較為廣泛的技術。

2 通信傳輸中的接入技術分析

2.1 多天線傳輸技術

多天線傳輸技術（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）在無線通信中得到了廣泛的應用，它采用分集技術和復用技術來處理無線信號，可以減少信號的衰減，保證信號的穩定性。分集技術通過多個發射端的天線同時向不同的方向發送相同的信息，用戶能在不同的方位接收到網絡信號，改善了網絡通信的BER性能，也有效降低了信號干擾。復用技術采用多天線發射相互獨立的信號，能增加網絡通信的信道容量，提高網絡帶寬[4]。

2.1.1 分集技術

在多天線傳輸的信號系統中，信號產生衰減的主要原因是碼間干擾與多徑衰落。分集技術通過多發射天線發送信號，利用多根天線同時發送通信信道中信息數據的副本來減少無線信號的衰減，且采用不同的信道傳輸副本，傳輸時與原信息的傳輸存在少許延遲與差異，便于信號接收端的多根天線在接收到信道加擾數據后采用相應的檢測算法恢復發射端傳輸的數據，從而保證信息數據的完整性。結合分集技術在資源類型分配上的差異，將其分為時間分集、頻率分集及空間分集等。時間分集主要在發射端根據一定的時間間隙將多個數據信息進行重發，指導信息解碼完成。頻率分集是將調制在不同載波頻率上的同一路信號進行合并，從而帶來信號增益。空間分集主要采用波束賦形與空間時分組碼（Space-Time Block Code，STBC）技術處理信號，由于其在數據處理時不需要增加無線網絡的時延和帶寬，因此在無線網絡中的應用比較成熟[5]。

2.1.2 復用技術

與單天線系統相比，采用多天線系統傳輸數據具有更多的優勢，不僅可以給系統帶來分集增益，有效提高通信傳輸速率，還可以有效地減少單天線傳輸的不利因素。在多天線系統每一個通信信道相互獨立時，可以利用復用技術在不同的天線上發送多個相互獨立的數據信息，在接收端采用SIC算法逐層檢測數據信息，以恢復發送端每根天線發送的數據信息，有效提高系統的傳輸速率。此外，如果不能有效地處理信號傳輸干擾，那么容易降低無線通信系統的穩定性和BER性能。

2.2 空間調制技術

多天線MIMO技術在無線接入網中十分重要，為了提高多天線接入網的穩定性，研究者提出了空間調制（Spatial Modulation，SM）的多天線傳輸技術，在保留傳統MIMO優勢的同時，充分利用單射頻鏈路傳輸數據，可以有效地避免傳統MIMO數據傳輸的缺陷。在信息傳輸過程中引入空間維度，利用發送天線索引將部分信號隱藏其中，建立信號的比特信息與發射天線索引之間的映射關系，構成三維星座空間，從而利用映射關系處理信號。空間調制三維星座圖如圖1所示，發射端每隔一定的時間激活一根單一發生天線，系統就會分配一個單元處理接收到的數據，而其他處于靜默狀態的天線不會發送任何數據，這樣可以提高網絡數據傳輸的BER性能[6]。在SM天線系統中，為了便于對信息的比特進行處理，將每個時隙傳輸的信息比特分成兩個部分，一部分映射到空間星座圖成為天線索引以便與APM調制信號建立聯系，另一部分映射到二維星座圖成為APM調制符號，與其他部分建立聯系。因此，在SM系統中利用發射天線索引與APM調制符號傳輸多種數據信息，提高了網絡通信的傳輸速率[7]。

圖1 SM三維星座圖

2.3 光纖無線通信技術

2.3.1 PON網絡接入技術

無源光網絡（Passive Optical Network，PON）技術主要是解決單點到多點之間網絡通信寬度的技術，網絡組成包括光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）、光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）以及光分配網絡（Optical Distribution Network，ODN）等。其在通信接入網絡中利用分光器和相關網絡光分配器就能實現網絡通信的接入操作，且具有很強的通信包容性，包含著ATM網絡通信技術的關鍵因素，如通信的對稱速率和非對稱業務速率等。網絡通信的分光比可以選擇1:32或者1:64，以提高網絡通信效率。

2.3.2 APON技術

APON是ATM PON的簡稱，主要采用ATM技術和PON技術為不同跨帶網絡通信提供支持，網絡通信的下行速率達到了幾百兆每秒，上行速率也得到了大幅的提高，解決了傳統無線網絡傳輸速率較慢的問題。在APON網絡通信技術中，無源光分路器主要是對光通信進行傳輸分配，針對不同光纖采用不同的數據分配方式。光網絡單元匯聚光網絡通信信號，并在接口處進行網絡相關的數據操作處理，使其更好地適配網絡通信要求。

2.3.3 EPON技術

以太網無源光網絡（Ethernet Passive Optical Network，EPON）光通信技術符合國際通信標準，通信的下行鏈路采用TDMA模式，數據流從以太網幀傳播到ONU后進行分配，在沒有人工干預的情況下利用ONU的自動識別技術完成用戶的注冊處理，每個ONU根據對以太網幀的MAC地址分析結果選擇通信中的TDMA模式，將光纖上的信號傳輸與ONU結合在一起，提高網絡傳輸的效率。在EPON網絡中，普通光纖的上行及下行的數據傳輸速率能達到1G/s，而且通信傳輸的距離較遠，信號衰減較小。此外，利用EPON技術，可以直接在IPTV模式下為網絡通信提供多種服務。

2.3.4 GPON技術

千兆以太網（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）技術遵循上行下行的國際標準，通信距離達到了20 km以上，大大提高了無線網絡的傳輸距離，系統分頻比為1:32、1:64或1:128，而且利用GPON技術所需的OLT也小于EPON。針對不同通信用戶的需要，GPON技術的傳輸速率有所差異，但是網絡的實際傳輸速度不會受到太大的影響。相比于EPON和BPON光網絡，GPON具有更高的通信轉化率和通信傳輸速率，能夠更好地支持高清視頻，在高清電視和虛擬現實技術中具有很大的優勢。

2.4 FTTx技術

FTTx技術具有更高的傳輸速率，而且它也不需要電源供電，采用光源通信的方式就能夠完成光通信，可以降低信號衰減，減少實際損耗。由于其具有良好的網絡通信效果，各大運營商在接入通信網絡中都對其進行了采用。此外可以結合不同的場景由用戶完成接入操作，將光纖分為入戶層面和到辦公室層面等，利用FTTx技術完成不同場景的接入[8]。FTTx技術的帶寬要求如表1所示。

在實際應用中，可以結合GPON和FTTx的優勢完成接入網的通信處理，利用GPON技術匯聚處理通信數據并制定相應的通信傳輸協議，利用FTTx技術來完成相關業務流程的封裝操作和高速流量傳輸，增強網絡通信的適配性[9,10]。

3 結 論

通信傳輸中的接入技術比較多，通過分析當前網絡通信中常見的接入技術，便于人們有所了解。在通信技術不斷發展的背景下，傳統的通信傳輸接入網絡技術在數據處理上不能滿足需求，這就需要人們對網絡傳輸的接入技術進行不斷地優化，一方面要提高網絡通信的傳輸速率，另一方面還要節約網絡通信的成本，為用戶提供更為優質的服務。