常见网络接入方式
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提到接入网,首先要涉及一个带宽问题,随着互联网技术的不断发展和完善,接入网的带宽被人们分为窄带和宽带,业内专家普遍认为宽带接入是未来发展方向。
宽带运营商网络结构如图1所示。整个城市网络由核心层、汇聚层、边缘汇聚层、接入层组成。社区端到末端用户接入部分就是通常所说的最后一公里,它在整个网络中所处位置如图1所示。
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在接入网中,目前可供选择的接入方式主要有PSTN、ISDN、DDN、LAN、ADSL、VDSL、Cable-Modem、PON和LMDS9种,它们各有各的优缺点。
PSTN拨号: 使用最广泛
PSTN(Published Switched Telephone Network,公用电话交换网)技术是利用PSTN通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。这种接入方式是大家非常熟悉的一种接入方式,目前最高的速率为56kbps,已经达到仙农定理确定的信道容量极限,这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需求; 但由于电话网非常普及,用户终端设备Modem很便宜,大约在100~500元之间,而且不用申请就可开户,只要家里有电脑,把电话线接入Modem就可以直接上网。因此,PSTN拨号接入方式比较经济,至今仍是网络接入的主要手段。
PSTN接入方式如图2所示。随着宽带的发展和普及,这种接入方式将被淘汰。
ISDN拨号:通话上网两不误
ISDN(Integrated Service Digital Network,综合业务数字网)接入技术俗称“一线通”,它采用数字传输和数字交换技术,将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。用户利用一条ISDN用户线路,可以在上网的同时拨打电话、收发传真,就像两条电话线一样。ISDN基本速率接口有两条64kbps的信息通路和一条16kbps的信令通路,简称2B+D,当有电话拨入时,它会自动释放一个B信道来进行电话接听。
就像普通拨号上网要使用Modem一样,用户使用ISDN也需要专用的终端设备,主要由网络终端NT1和ISDN适配器组成。网络终端NT1好像有线电视上的用户接入盒一样必不可少,它为ISDN适配器提供接口和接入方式。ISDN适配器和Modem一样又分为内置和外置两类,内置的一般称为ISDN内置卡或ISDN适配卡;外置的ISDN适配器则称之为TA。ISDN内置卡价格在300~400元左右,而TA则在1000元左右。
ISDN接入技术示意如图3所示。用户采用ISDN拨号方式接入需要申请开户,初装费根据地区不同而会不同,一般开销在几百至1000元不等。ISDN的极限带宽为128kbps,各种测试数据表明,双线上网速度并不能翻番,从发展趋势来看,窄带ISDN也不能满足高质量的VOD等宽带应用。
DDN专线: 面向集团企业
DDN是英文Digital Data Network的缩写,这是随着数据通信业务发展而迅速发展起来的一种新型网络。DDN的主干网传输媒介有光纤、数字微波、卫星信道等,用户端多使用普通电缆和双绞线。DDN将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术以及数字交叉连接技术有机地结合在一起,提供了高速度、高质量的通信环境,可以向用户提供点对点、点对多点透明传输的数据专线出租电路,为用户传输数据、图像、声音等信息。DDN的通信速率可根据用户需要在N×64kbps(N=1~32)之间进行选择,当然速度越快租用费用也越高。
用户租用DDN业务需要申请开户。DDN的收费一般可以采用包月制和计流量制,这与一般用户拨号上网的按时计费方式不同。DDN的租用费较贵,普通个人用户负担不起,DDN主要面向集团公司等需要综合运用的单位。DDN按照不同的速率带宽收费也不同,例如在中国电信申请一条128kbps的区内DDN专线,月租费大约为1000元。因此它不适合社区住户的接入,只对社区商业用户有吸引力。
ADSL: 个人宽带流行风
ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line,非对称数字用户环路)是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术,也是目前极具发展前景的一种接入技术。ADSL素有“网络快车”之美誉,因其下行速率高、频带宽、性能优、安装方便、不需交纳电话费等特点而深受广大用户喜爱,成为继Modem、ISDN之后的又一种全新的高效接入方式。
ADSL接入技术示意如图4所示。ADSL方案的最大特点是不需要改造信号传输线路,完全可以利用普通铜质电话线作为传输介质,配上专用的Modem即可实现数据高速传输。ADSL支持上行速率640kbps~1Mbps,下行速率1Mbps~8Mbps,其有效的传输距离在3~5公里范围以内。在ADSL接入方案中,每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连,它的结构可以看作是星形结构,数据传输带宽是由每一个用户独享的。
VDSL: 更高速的宽带接入
VDSL比ADSL还要快。使用VDSL,短距离内的最大下传速率可达55Mbps,上传速率可达2.3Mbps(将来可达19.2Mbps,甚至更高)。VDSL使用的介质是一对铜线,有效传输距离可超过1000米。但VDSL技术仍处于发展初期,长距离应用仍需测试,端点设备的普及也需要时间。
目前有一种基于以太网方式的VDSL,接入技术使用QAM调制方式,它的传输介质也是一对铜线,在1.5公里的范围之内能够达到双向对称的10Mbps传输,即达到以太网的速率。如果这种技术用于宽带运营商社区的接入,可以大大降低成本。基于以太网的VDSL 接入方式示意图见图5,方案是在机房端增加VDSL交换机,在用户端放置用户端CPE,二者之间通过室外五类线连接,每栋楼只放置一个CPE,而室内部分采用如图6所示的综合布线方案。这样做的原因是: 近两年宽带建设牵引的社区用户上网率较低,一般在5%~10%左右,为了节省接入设备和提高端口利用率,故采用此方案。
我们分别测算过采用VDSL技术与LAN技术的社区建设成本,发现对于一个1000户的社区而言,如果上网率为8%,采用VDSL方案要比LAN方案节省5万元左右投资。虽然表面上看VDSL方案增加了VDSL用户端和局端设备,但它比LAN方案省去了光电模块,并用室外双绞线替代光缆,从而减少了建设成本。
Cable-modem: 用于有线网络
Cable-Modem(线缆调制解调器)是近两年开始试用的一种超高速Modem,它利用现成的有线电视(CATV)网进行数据传输,已是比较成熟的一种技术。随着有线电视网的发展壮大和人们生活质量的不断提高,通过Cable Modem利用有线电视网访问Internet已成为越来越受业界关注的一种高速接入方式。
由于有线电视网采用的是模拟传输协议,因此网络需要用一个Modem来协助完成数字数据的转化。Cable-Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通Modem相同,不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。
Cable Modem连接方式可分为两种:即对称速率型和非对称速率型。前者的Data