网络接入技术概念

3．DAVIC DAVIC是一个侧重于提供数字 视频和音频业务的民间组织。由于高速数字视 频、音频业务离不开宽带接入网络，所以 DAVIC有专门针对分配网络的规范，其中介绍 了如何利用FTTC、HFC、ADSL等各种接入网 络实现宽带交互式视频音频业务。
4．ATM论坛 ATM论坛专用网UNI中许多接 口类型的定义都适合于接入网，如51.84Mbit/s 的接口其传输介质就包括铜线，这就相当于 VDSL接入。
4．无线接入
无线用户环路是指利用无线技术为固定用 户或移动用户提供电信业务，因此无线接入可 分为固定无线接入和移动无线接入，采用的无 线技术有微波、卫星等。无线接入的优点有： 初期投入小，能迅速提供业务，不需要铺设线 路，因而可以省去浦县的大量费用和时间；比 较灵活，可以随时按照需要进行变更、扩容， 抗灾难性比较强。
2) 由于各个ONU到OLT的距离不同，它 们所发送信号的衰减也不同，到达OLT时各分 组信号的幅度必然不同，因此在OLT端就不能 简单地采用恒定判决门限的常规光接收机， 只能采用突发模式的光接收机。光接收机根 据每一分组信号开始几个比特的幅度大小为 这个分组建立合理的判决门限，以正确接收 该分组信号。
3) 还有一个比特同步问题，OLT测定了 各个ONU到OLT的时延后，为各ONU在下行 方向发送定时信号，各ONU根据获得的定时 信息在OLT规定的时隙内发送上行分组包， 这样，到达OLT的各上行分组包在频率上是 同步的，但由于传输距离的不同，它们在相
位上有相位差，这就给比特定时带来了困难。 解决的方法是在OLT端采用快速比特同步电 路，在每一分组信号开始几个比特的时间范 围内迅速为整个分组包建立同步。
交换局 xDSL xDSL
用户
xDSL调制解 调器
HDSL、ADSL、VDSL的网络结构
1.HDSL
HDSL即高速数字用户环路,用于在两对 或三对铜线上传输双向的T1/E1信号。现在 也有在一对双绞线上传送T1/E1信号的HDSL 产品，有人将这种技术称为单线数字用户 环路SDSL。
HDSL最早由Bellcore于1988年提出的， ANSI根据T1速率提出用两对线传输T1信号， 每对线速率为784kbit/s。欧洲采用E1速率， 它的两对线HDSL版本中每对线速率为 1.168Mbit/s，另外为了利用美国的技术和 产品，定义了三对线的HDSL标准，每对线速 率为784kbit/s。
2B+D的速率对于宽带业务是远远不 够的，因此人们坚持寻找更高素的数字用 户环路技术，这就出现了各种各样的数字 用户环路技术（xDSL）。
数字用户环路技术概况
名称
含义
典型速率
V.22 话带Modem来自双向14.4kbit/s
V.32 话带Modem
28.8kbit/s
V.34 话带Modem
33.6kbit/s
2．ADSL
ADSL指非对称数字用户环路，这是 一种上行速率和下行速率不相等的数字 用户线技术，它利用了各种高速多媒体 业务的特点，即下行速率较高而上行数 据量极小，在一对用户线上可达到上行 640Kbps、下行速率6Mbps，甚至更高得 传输速率，其有效的传输距离在3～5公 里范围以内。
ADSL可以在一对电话线上同时传 输一路高速下行单向数据、一路双向 较低速率的数据及一路模拟电话，因 此在进行数据传送时不影响普通电话 通信，各信道之间采用频分复用的方 式占用不同的频带。
3）网络互连业务:ADSL宽带接入方 式可以将不同地点的企业网或局域网连 接起来，避免了企业分散所带来的麻烦， 同时又不影响各用户对互联网的浏览。
4）家庭办公:部分企业的工作人员因 为某种原因需要在家里履行自己的工作职 责，他将通过高速的接入方式从自己企业 信息库中提取所需要的信息，甚至面对面 地和同事进行交谈，完成工作任务。
HDSL 双向160kbit/s(2B+D) T1=1.544Mbit/s
ADSL VDSL
E1=2.048Mbit/s; 下行1.5Mbit/s~8Mbit/s 低速控制16kbit/s~640kbit/s 下行通路13Mbit/s~52Mbit/s 低速控制1.5kbit/s~2.3kbit/s
6.2.2 光纤接入网络结构
1．有源光纤网络
有源双星结构FTTC采用有源光分支器。 采用有源节点可以降低对光器件的要求，例如 可采用带宽窄、性能低的光器件，但这种结构 初期投资较大，并且存在着供电、维护等问题。
1
ONU
2 ┇
n
OLT
有源 节点
1
ONU
2 ┇
n
1
ONU
2 ┇
n
有源光纤网络
2．无源光纤网络PON
1
ONU
2 ┇
n
OLT
无源 节点
1
ONU
2 ┇
n
1
ONU
2 ┇
n
无源光纤网络
6.2.3 光纤接人系统中的复用技术
复用技术是光纤接入系统中的一个关键 技术，复用的目的有两种：一是利用一根光 纤传送上、下行的双向信号；二是多个ONU 的信号在一根光纤上传送。
1．时分多址(TDMA)
时分复用是一种最常用、最简单的复用方 式，它将上行传输时间分为若干时隙，在每个 时隙内只安排一个ONU以分组方式向OLT发送 分组信息，各ONU按OLT规定的顺序依次向上 行方向发送信息。TDMA方式要求OLT与ONU 之间有严格的定时关系，一般由OLT向ONU发 送定时信号，同时各ONU的时隙之间还留有一 定的保护时隙。
第六章 网络接入技术
6.1 网络接入技术概念 6.2 光纤接入技术 6.3 铜线接入技术 6.4 同轴电缆接入技术
6.1网络接入技术概念
接入技术要解决的问题是如何将用户 连接到各种网络上。作为网络中与用户相 连的最后一段线路上所采用的技术，接入 技术已成为目前网络技术的一大热点，为 了提供端到端的宽带连接，宽带接入是必 须要解决的一个问题。目前主要的接入技 术有以下几种：
WDM
ONU PD λA PD λB ┇
PD λN
波分复用多址方式
6.3铜线接人技术
6.3.1 数字用户环路DSL技术的发展
最早的数字传输技术采用V.22、V.32、 V.34调制解调器，这也是现在应用最广的一 种技术，目前较好的电话线上可达 28.8kbit/s或33.6kbit/s的速率，并且出现 了56kbit/s的调制解调器，但很难想象调制 解调器的速率还会提高。
同轴电缆也是传输带宽比较大的一种传 输介质，目前的CATV网就是一种混合光纤铜 轴网络，主干部分采用光纤，用同轴电缆经 分支器介入各家各户。混合光纤/铜轴（HFC） 接入技术的一大优点是可以利用现有的CATV 网，从而降低网络接入成本。
3．铜线接入
铜线接入是指以现有的电话线为传输 介质，利用各种先进的调制技术和编码技 术、数字信号处理技术来提高铜线的传输 速率和传输距离。但是铜线的传输带宽毕 竟有限，铜线接入方式的传输速率和传输 距离一直是一对难以调和的矛盾，从长远 的观点来看，铜线接入方式很难适应将来 宽带业务发展的需要。
无源光纤网络采用无源光分支器将信号分 送到用户。采用无源分支器初期投资较小，大 量的费用将在所有宽带业务发展以后支出，但 必须采用性能较好、带宽较宽的光设备，传输 距离也较短。因为一个1：2的光分支器约产生 3～4dB的损耗，分路数越大，损耗也越大，所 以无源光纤网络中光分支器的分支数目受到了 一定的限制，一般不大于16个分支。
6.3.2 铜线介入的标准化工作
应用和需求的发展是高速数字用户环路 发展的主要动力，各种民间和官方的标准化 组织积极行动也大力推动了数字用户环路技 术进入实用。主要的组织有以下几个：
1．ANSI ANSI的T1E1.4工作组专门进 行高速数字用户环路的标准化工作，目前它 已制定了ADSL标准T1.431，这是一种针对 6.1Mbit/s的ADSL标准。ANSIT1E1.4正在加 紧VDSL方面的标准化工作。
2．波分复用多址WDMA
这种方式也是目前正在研究的复用方法， 与前几种方式不同，WDMA中不同ONU的激 光器采用不同波长，在OLT侧接收时就可以用 分波器（WDM）分别取出属于各ONU的不同 波长的光信号，再经光电控测器（PD）就可 检测出各ONU发送的电信号。
λA PD λB PD
┇
λN PD
5）远程教学、远程医疗等:随着人 们生活水平的提高，人们在家里接受教 育和再教育以及得到必要的医疗保证将 成为一种时尚，通过宽带的接入方式， 你可以获得图文并茂的多媒体信息，或 者和老师或医生进行随意交谈。
2．ADSL论坛 与ATM论坛一样，ADSL 论坛是一个非盈利性的组织，它的目的是为 ADSL系统制定一种各成员认可的规范，以保 证产品间的互通。ADSL论坛还为采用ADSL 的系统定义了一套系统参考模型和参考点。加 入ADSL论坛的厂家主要有Amati公司、AD公 司、Motorola等；运营公司有等Ameritech， BellAtantic，BT，USWest等。
6.2 光纤接入技术
光纤具有宽带、远距离传输能力强、保 密性好、抗干扰能力强等优点，是未来接入 网的主要实现技术。FTTH方式指光纤直接到 用户，一般仅需要一至二条用户线，这种方 式短期内经济性欠佳，但却是长远的发展方 向和最终的接入网解决方案。
6.2.1 光纤接入网概述
光纤接入网又称光纤用户环路，在交换 局中设有光线路终端（OLT），在用户侧有光 网络单元（ONU）。OLT和ONU之间用光纤 连接，OLT和ONU之间可以有光纤分配网 ODN。
直到NISDN出现以后，用户线的数字化 技术才有了真正的发展，NISDN采用数字传 输和数字交换技术，在铜线上传输2B+D的 数字信号，采用的技术有乒乓技术、先进的 回波抵消技术、2B1Q等线路码型。若采用 2B1Q的线路码，线路速率可达到192kbit/s， 使用0.4mm线路，传输距离可以达到5km， 这对于绝大多数地区的窄带业务来说已经足 够了。
1
OLT
ODN
ONU
2 ┇
n
OLT
点对点
1
ONU
2 ┇
n
光纤接入网的一般结构
点对多点
光分
OLT
支器
1
ONU
2
┇
n
1
ONU
2
┇
n
1
ONU
2
┇
n
光纤接入网的一般结构
根据ONU到用户的距离，FITL又有多种方式： FTTH —— 光纤到家 FTTO —— 光纤到办公室 FTTB —— 光纤到大楼 FTTC —— 光纤到路边 FTTZ —— 光纤到小区
6.3.3 HDSL、ADSL和 VDSL
这三种高速数字用户环路技术都能提供 2Mbit/s以上的速率，其接入网络的结构都是 一样的，都为点到点的拓扑结构。在用户一 侧有HDSL、ADSL和VDSL的调制解调器；在网 络一侧也有相应的调制解调器，相当于现有 交换机的模拟用户板。
用户
xDSL调制解 调器
1．光纤接入
光线是目前传输速率最高的传输介质，在 主干网中已大量的采用了光线。如果将光纤应 用到用户环路中，就能满足用户将来各种宽带 业务的要求。可以说，光纤接入是宽带接入网 的最终形式，但目前要完全抛弃现有的用户网 络而全部重新铺设光纤，对于大多数国家和地 区来说还是不经济、布线似的。
2．同轴接入
电话
双向低速通路
下行数据通路
kHz
10
50
ADSL的频分复用
ADSL技术作为一种宽带接入方式，可以 为用户提供多种业务：
1）高速的数据接入:用户可以通过ADSL 宽带接入方式快速地浏览各种互联网上的信 息进行网上交谈、收发电子邮件、获得所需 要的信息。
2）视频点播:由于ADSL技术传输的 非对称性，特别适合用户对音乐、影视 和交互式游戏的点播，可以根据用户自 己的需要，任意地对上述业务进行随意 控制，而不必像有线电视节目一样受电 视台的控制。
下行
ONU A
OLT 上行 A
B
N
┅
保护时隙
ONU B ┇ ONU
N
TDMA方式的PON系统
OLT
AB
N
┅
A
ONU
B
ONU
┇
时延A 时延B 时延N
N
ONU
传输距离和衰减对距离的影响
TDMA的原理虽然简单，但由于各ONU到 OLT的距离是不一样的，这就需要解决下列三 个问题.
1) 采用时分复用方式对各ONU之间的同步 有严格要求，如果各ONU采用同样的定时信息， 那么由于它们到光分支器的距离不等，其发送 的分组包到达无源光分支器的时延也不等，若 不采取任何措施，这些分组包就可能在无源光 分支器上发生碰撞。为此，要由OLT测定各ONU 与OLT之间的信号传输时延，然后对各OUN实施 严格的发送定时。