宽带接入技术 光纤接入技术的说明和应用

时间:2023-07-20 08:22:31 其他范文 收藏本文 下载本文

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宽带接入技术 光纤接入技术的说明和应用

篇1:宽带接入技术 光纤接入技术的说明和应用

据说网通要光纤入户

光纤接入技术是面向未来的光纤到路边(HTTC)和光纤到户(HTTH)的宽带网络接入技术,光纤接入网(OAN)是目前电信网中发展最为快速的接入网技术,除了重点解决电话等窄带业务的有效接入问题外,还可以同时解决高速数据业务、多媒体图像等宽带业务的接入问题。

OAN泛指从交换机到用户之间的馈线段、配线段及引入线段的部分或全部以光纤实现接入的系统。除了HFC外,光纤接入的方法还有以下几种:

(1) 光纤数字环路载波系统l

DLC系统以光纤传输方式代替馈线、配线,然后再以双绞线连接到用户。以传送窄带业务为主时采用PDH准同步时分复用技术体制,以传送宽带业务为主时可采用异步转移模式(ATM)加SDH同步时分复用技术体制。网络结构以点到点、链型或环型网结构为常见。传输速率34Mbps-155Mbps不等。传输距离可由几千米到上百千米。采用DLC技术可以将光纤到路边(FTTC)和光纤到户(FTTH)分期实现。该系统技术成熟,可靠性高,易于推广应用。国内已有多家厂商推出成熟产品,网上实际应用也最多。

(2)基于ATM的无源光网络

无源光网络(PON)是采用光纤分支的方法实现点对多点通信的接入技术,可以支持iSDN基群或同等速率的各类业务,

每个光网络单元(ONU)一般可以连接几个到几十个用户。APON是采用ATM信元传送方式的PON,可以是上、下行速率相等的对称系统,也可以是上、下行速率不相等的非对称系统,支持iSDN及B一iSDN业务的带宽需求,可以满足各类电信业务和全业务网(FSN)的共同要求。APON代表了宽带接入技术的最新发展方向,目前在英国、德国等已有实际应用,被认为是实现FTTC和FTTH的一种较好方法。APON的优点是可以节省光纤和光设备的费用,并可以实现宽带数据业务与CATV业务的共网传送。缺点是成本较高,如何经济地实现双向高质量传输仍是一个有待研究的问题。

(2) 交换式数字视像技术

SDV是在CATV网上采用波分复用(WDM)或分光纤技术共享光缆线路的网络接入技术。SDV技术与HFC技术比较,SDV是采用数字传输技术的系统,HFC是采用模拟技术体制的系统。因此,SDV具有较好的传输质量,便于升级,具有长远的发展前景。SDV采用光纤接入系统和ATM技术,采用分层面的方式提供电话、数据和视像信号的传输。第一个层面采用传统的光纤接入系统传输电话和数据业务。第二个层面采用基于SDH的ATM信元方式,支持交互式的数字视像等宽带业务。

篇2:FTTH各种光纤接入技术探讨

摘要 随着用户对宽带接入提出更高需求、光纤到户实现成本逐渐下降、光纤接入技术快速发展,光纤到户宽带接入方式将逐渐成熟,本文在对目前实现光纤到户的各种光纤接入技术的优势、缺点、应用场合进行详细分析的基础上,提出GEPON和GPON是将来实现光纤到户两种最具潜力的光纤接入技术,并对当前标准和设备比较成熟的GEPON关键技术进行介绍。

关键词 FTTH MSTP 点对点以太网 GEPON GPON

1、背景

首先,随着用户对宽带接入提出越来越高的要求,现有的宽带接入方式,如ADSL和LAN接入,由于存在传输距离短、接入带宽有限、安全性不高、QoS没有很好的保证等问题,已越来越不能满足用户的需求。第二,光接入技术快速发展,从有源光接入技术(PDH、SDH、MSTP、点到点以太网系统)到PON无源光接入技术(APON、BPON、GPON、EPON、GEPON)。最后,由于光纤本身的成本,光收发模块、OLT和ONU的设备成本,以及现有光纤到户的配套成本不断下降,使得目前实现光纤到户的设备成本和线路成本比以前有了大幅度的下降。因此,光纤到户接入方式逐渐成熟,目前也逐渐成为国内外通信行业的热点。在不久的将来必将成为用户接入的重要手段。然而在目前众多的光纤接入技术中,哪种光纤接入技术比较适合FTTH的大规模发展呢?

2、有源光纤接入技术

2.1 PDH

PDH技术以其成熟性在光接入领域得到广泛应用,其安全可靠性和高QoS保障性能,使其在一段时间内仍然是电信运营商重要的光纤接入技术方式。但是传统PDH技术在接入应用中不可避免存在一定局限性,主要体现在:

(1)缺乏统一的网络管理;

(2)组网能力欠缺;

(3)对业务的保护能力差;

(4)对急剧增长的IP数据业务缺乏有效的承载手段;

(5)扩容升级缺乏灵活性;

(6)接口单一,设备层叠,外部线缆连接比较多,故障点增多,给维护带来困难。

PDH光接入技术主要应用于点对点小容量专线企业用户。

2.2 SDH

在目前企事业客户光纤接入中应用得比较多的SDH,与PDH相比,有如下明显优点:

(1)统一的比特率,统一的接口标准,便于设备间的互联;

(2)网络管理能力大大加强;

(3)具有自愈保护功能。

SDH主要缺点在于是为传输TDM信息而设计的。该技术缺少处理基于TDM技术的传统语音信息以外的其他信息所需的功能,不适合于传送TDM以外的ATM和以太网业务。

SDH光接入技术主要应用于点对点大容量专线企业用户、局间或汇接点(POP)间通信。

2.3 MSTP

基于SDH、同时实现TDM、ATM、以太网等业务接入、处理和传送,提供统一网管的MSTP,具有如下优势:

(1)提供多种物理接口,满足新业务快速接入。在保证兼容传统TDM业务的同时,能够提供多业务灵活接入。典型的业务主要有:IP、ATM、SDH、FR。

(2)由于它是基于现有SDH传输网络的,可以很好地兼容现有技术,保证现有投资。

(3)MSTP采用VC虚级联技术,有效地利用带宽并实现了较小颗粒的带宽管理。

(4)MSTP采用LCAS技术,保证了在不中断数据流的情况下动态地调整虚级联的个数。

(5)MSTP技术支持网状、树型、星型、多环切接等组网方式,这样可以提高网络的可扩展性,便于灵活高效地配置系统环境。

(6)传输的高可靠性和自动保护恢复功能。MSTP继承了SDH的保护特性,小于50ms的自动保护恢复,保证用户对服务的满意程度。

MSTP的缺点主要有:

(1)带宽利用率较低;

(2)最大提供的带宽有限;

(3)主要实现二层功能,以及较为简单的三层功能;

(4)灵活提供业务能力不足。

(5)光纤的占用较多

MSTP的应用场合主要定位于局间或汇接点间通信以及大型企事业用户的点到点通信。

2.4 点到点以太网系统

点到点以太网系统是最直接的以太网光纤接入技术。每个用户通过一根/对光纤直接连接到局端以太网交换机的一个用户光接口。在点到点以太网系统方式中,通过扩充的以太网OAM协议,可以通过局端交换机对用户端设备进行远程管理,从而提供电信级可运营、可管理的以太网接入方式。

2.4.1 优点

(1)接入带宽高,网络升级方便;

(2)网络层次简单,接入网和用户以太网无缝连接;

(3)以太网交换机放在大楼、小区或者局端机房,局端和用户端之间直接通过光纤连接,整个接入网络结构简单;

(4)业务开通率高,投资回收快;

(5)通过局端交换机可以对用户端设备进行远程管理,在局端就可以轻松进行线路检测、故障定位,降低了维护难度。

2.4.2 缺点

(1)需要重新铺设光纤线路;

(2)每个用户占用一根/对光纤,光纤数量多,施工较困难;

(3)因为以太网技术的固有机制不提供端到端的包时延、包丢失率和带宽控制,难以保证实时业务的服务质量,提供TDM业务比较困难;

(4)维护成本很高;

(5)缺乏安全机制保证;

2.4.3 应用场合

用户很密集时,机房空间需求和成本也随之迅速增加,因而不太适合高密集用户区域,比较适合分散用户接入。

3、无源光纤接入技术

无源光网络(PON),是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备。其典型的拓扑结构为点对多点的星型结构(如图1所示)。在光分支点不需要节点设备,只需要安装一个简单的无源光分路器,因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、安全性高、综合建网成本低、维护成本低、可靠性高等优点。

图1 无源光网络(PON)拓扑图

PON光纤接入技术的缺点:

(1)初期投资成本太高;

(2)其拓扑结构使用户不具有保护功能或保护成本太高。

PON光纤接入技术的应用场合主要适合于分散的小企业和居民用户,特别是那些用户区域较分散,而每一区域用户又相对集中的小面积密集用户地区。

目前基于PON的光纤接入技术有APON、BPON、GPON、EPON和GEPON等5种,由于APON和BPON是基于ATM,而ATM不是发展方向,而且其速率有限,设备复杂,满足不了用户高带宽和低成本的要求,因此,APON和BPON不是发展方向,

本文主要介绍EPON/GEPON和GPON光纤接入技术。

3.1 EPON/GEPON

EPON/GEPON是IEEE提出的基于以太网的PON技术,已形成标准802.3ah,该标准主要是设备商推动的。

3.1.1 优势

(1)消除了ATM层,降低设备复杂度和实现难度,从而降低成本。

(2)速率更高,上下行带宽高达1Gbit/s。

(3)标准和设备成熟。

3.1.2 缺点

(1)难以支持以太网以外的业务,特别是实时性要求要的TDM业务。

(2)传输效率低,由于线路编码、承载层、传输汇聚层、业务适配效率等方面的原因,使得传输效率很低,仅为GPON的一半。

3.1.3 应用场合

主要定位于为用户提供数据业务接入,以商业用户和个人用户为主。

3.2 GPON

GPON是ITU-T提出的基于ATM和GFP的PON技术,已形成标准G.984.1和G.984.2,该标准主要是运营商推动的,因此具有更周到的运营利益考虑,速率更高,可达2.4Gbit/s;具有通用的映射格式,可适应任何新老业务;具有丰富的运行、管理、维护和配置(OAM&P)特点;对各种业务均具有很高的传输效率,即便对于TDM业务也能高效无开销地传送。

3.2.1 优势

(1)速率更高,达到2.5Gbits/s;

(2)传输效率更高;

(3)能够有效承载TDM业务。

3.2.2 劣势

(1)硬件实现难度大,成本高;

(2)设备和标准不太成熟。

3.2.3 应用场合

主要定位于为高端用户提供数据、语音业务和专线接入,以大客户和商业用户为主。

4、GEPON关键问题和技术

4.1 测距、同步

测距技术是TDMA方案中的一个关键问题。它实质上是上行信号的同步问题。由于各ONU距OLT的光纤路径不同和各ONU元器件的不一致性造成OLT与各ONU间的环路时延不同,而且由于环境温度的变化和器件老化等原因,环路延时也会发生不断的变化。因此必须引入测距技术对上述原因引发的时延差异进行补偿,以确保不同ONU所发出的信号能够在OLT处准确地按时隙复用在一起,避免由于上行时隙间的不同步而导致在OLT上发生信号碰撞的现象。GEPON中采用的同步技术是绝对时标(ATS)技术,包括ATS的插入和提取等。

OLT有一个本地时钟计数器,该计数器对时间颗粒计数。当OLT发送MPCP帧时,它就将本地时钟计数器的值,即绝对时钟插入到其时间标签域中。ONU中也有一个本地时钟计数器。这个计数器也是对时间颗粒计数。但是。ONU无论何时接收到OLT发送的MPCP帧,就要将这个帧所携带的新的时间标签值来刷新自己的本地时钟计数器的值。当ONU发送MPCP帧时,它也要将自己的时钟计数器的值映射到时间标签域中。OLT将对接收到的ONU的时间标签进行检查。时间标签测距法就是通过时间标签在OLT与ONU之间的传递,计算接收的时间标签值和OLT本地时钟的之间的差来得到ONU的RTT值。OLT只要接收到了ONU的MPCP帧,就要进行测距,利用时间标签法进行测距的原理如图2所示。

图2 GEPON测距技术

图中TR为ONU总的响应时间,TDOWN为下行传输延时,TUP为上行传输延时,TWAIT为ONU接收到OLT的MPCP消息(一般为GATE消息)到发送窗口开始之间的等待时间。OLT在本地时间为to时,给ONU发送一个MPCP帧,它携带的时间标签值为TS=to。经过TDOWN时间的传输延时后,这个MPCP帧到达ONU。ONU将本地时间计数器的值更新为to,然后就等待。等待TWAIT时间后,这个ONU的发送窗口开始了,它就发送数据和MPCP帧,并将本地时钟计数器的值t1插入到MPCP帧的时标域。ONU发出的MPCP帧经过TUP时间的传播延迟后到达OLT。

4.2 突发发送和接收

与所有的采用TDMA技术的PON一样,GEPON中也面临着上行信号的突发发送和接收的问题。由于不同的ONU到达OLT的距离不相等,以及每一个ONU的光模块发出的光信号的强度不同,造成了OLT的接收机接收到的信号功率在每一个时隙都不相同,导致OLT容易产生误判。

为了解决OLT误判的问题,有两种方法,一种是要求ONU动态调整发光功率,另外一种是要求OLT动态调整判决电平,如图3所示。前一种方法对ONU提出更高的要求,成本较高,后一种方法实现简单,成本较低,目前大部分采用后一种方法。

图3 GEPON突发接收技术

4.3 安全性问题

由于GEPON下行是一个共享网络,因此用户安全也是GEPON中比较受到关注的一个问题。如图4所示,为了确保用户数据的安全,目前主要采用两种方式,一种是为每个ONU分配唯一的LLID,另外一种是采用AES128加密技术对用户数据进行加密,ONU将定时产生新的密钥,并发送到OLT,OLT根据一定算法将ONU产生的密钥转换成真正的加密图样,对下行数据流进行加密。

图4 GEPON安全问题

4.4 QoS问题和DBA技术

由于以太网中的数据流具有很强的突发性,如果采用静态的带宽分配方案,就会产生带宽利用率低下或带宽分配不公平的现象。因此,为提高带宽利用率,在GEPON中采用动态的带宽分配机制。采用DBA的好处在于不但可以提高带宽利用率,还可以采用带宽调度算法来保证某些优先级高的业务的QoS。DBA能确保用户所签订的服务等级合同(包括最小带宽、最大带宽和延时敏感性)得到公平的执行。在签订SLA时可以规定业务和用户的优先级。高优先级的业务或用户可以优先获得网络资源。在确保所有的业务或者用户的最小带宽得到保障的情况下,可以动态地分配剩余带宽,供突发性较强的业务使用。

4.5 MPCP技术

MPCP是一种多点控制协议,指明了OLT和ONU之间的控制机制,如图5所示,其功能如下:

图5 GEPON MPCP技术

(1)控制网络启动导入过程,即ONU的注册过程。

(2)给终点站(ONU)分配带宽

(3)询问来自终点站(ONU)的带宽请求

5、结束语

综上所述,各种光纤接入技术都有其最佳使用场合和时机,PDH、SDH和MSTP最适合企事业用户,点到点以太网系统适合在低密度用户分散地区应用,PON光纤接入技术最适合新建或改建的密集用户区应用,其中又以GEPON和GPON光纤接入技术在FTTH将来大规模发展中最具潜力。

篇3:什么是光纤接入技术

纤在接入网中也占有传输媒介的主导位置,特别是当带宽成为业务瓶颈的时候,

光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。目前光纤传输的复用技术发展相当快,多数已处于实用化。复用技术用得最多的有时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)等。根据光纤深入用户的程度,可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。FTTH是接入网的长期发展目标,各个国家都有明确的发展目标,但由于成本、用户需求和市场等方面的原因,FTTH仍然是一个长期的任务。目前主要是实现FTTC,而从ONU到用户仍利用已有的铜线双绞线,采用xDSL传送所需信号。根据业务的发展,光纤逐渐向家庭延伸,从窄带业务逐渐向宽带业务升级。WDM-PON超级PON可以适应将来更进一步发展的需要。

我国接入网当前发展的战略重点已经转向能满足未来宽带多媒体需求的宽带接入领域(网络瓶颈之所在),

而在实现宽带接入的各种技术手段中,光纤接入网是最能适应未来发展的解决方案,特别是ATM无源光网络(ATM-PON)几乎是综合宽带接入的一种经济有效的方式。

APON的在国内外的情况

在国外,美国南方贝尔、法国电信、英国电信、CNET、日本NTT、德国电信、KPN、SwissCom、SBC、Telecom Italia/CSELT等国际机构在全业务接入网的研究方面已经取得了阶段性成果,均已作出基于 ITU―T G.983建议的系统级 APON实验或商用产品。在国内,我国在光宽带网络的研究、开发方面起步较晚,在ASIG芯片工艺、微电子、元器件方面与国际先进水平有较大差距。另外,接入网的规划涉及到技术、经济、标准、政策法规等多方面的问题,并非某一商家持有先进的技术就能投入市场运营。近年来华为等公司推出了基于PON的产品,但仍然属于窄带系统。随着未来宽带业务的增加,市场驱动将使宽带接入成为必然趋势。

篇4:宽带LMDS接入技术说明

宽带固定无线接入技术主要有三类,即已经投入使用的多路多点分配业务(MMDS)、直播卫星系统(DBS)以及正处于试验阶段的本地多点分配业务(LMDS),前两者已为人熟知,而LMDS则刚刚兴起,近来才逐渐成为热门的宽带无线接入技术。LMDS是一种微波宽带业务,工作在28GHz频段,在较近的距离上双向传输话音、数据和图像等信息。LMDS采用一种类似蜂窝的服务区结构,将一个需要提供业务的地区划分为若干服务区,每个服务区内设有基站,基站设备经点到多点无线链路与服务区内的用户端通信。每个服务区覆盖范围为几公里至十几公里,并可相互重叠,

LMDS的三个最基本要素为:基站、客户端设备和网络管理系统。基站是处理蜂窝用户所有来往通信的中央集散点,包括室内和户外设备。室内设备为用户与有线或无线骨干网连接提供接口,户外设备包括发射机和接收机,通常安装在发射塔上或屋顶上。这些设备负责收集和传递来往于一个蜂窝或扇区内的所有通信。客户端设备在功能上与基站设备相似,只是结构稍有变化。在客户端,发射机、接收机和天线一般都合并成一个定向性极强的器件。网络管理系统(NMS)负责管理有线与无线网络所提供的业务。理想的网络管理系统应该能够为整个网络提供端对端管理,包括骨干网和客户端。

篇5:光纤陀螺技术及其发展应用

光纤陀螺技术及其发展应用

1976年,美国学者V.Vali和R.W.Shorthill首次提出光纤陀螺(Fiber-Optic Gyro,FOG)的概念,他们使用多圈光纤环形成大等效面积的闭合光路,利用萨格纳克效应(Sagnac Effect)实现了载体的角运动测量,使得这种光纤角运动传感器具备了完整的.陀螺功能.光纤陀螺是全固态的陀螺,与传统的机械陀螺或激光陀螺相比,具有以下特点:

作 者:蔡明  作者单位:中国人民解放军驻二一二厂军代表室 刊 名:航空科学技术 英文刊名:AERONAUTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(4) 分类号:V2 关键词: 

篇6:宽带Cable Modem接入技术说明

Cable Modem是近几年发展起来的,主要用于有线电视网数据传输,现在大多数新建的有线电视网都采用光纤同轴混合(HFC)网络,其巨大的带宽和相对经济性使其对有线电视公司和新成立的电信公司很具吸引力。由于Cable Modem是作为一种在HFC网上提供数据业务的设备,因此它通常等同于HFC宽带接入技术。

Cable Modem利用64QAM技术,可在单一的电视频道提供30Mbit/s的下行数据速率,亦可利用256QAM将速率提升至40Mbit/s。从用户端的上行通道可以利用QPSK或16QAM调制技术提供320kbit/s到10Mbit/s的速率,

上行和下行带宽由连接到缆线网络区段上的使用者共享,通常一个缆线网络区段会连接500~5000个家庭。

Cable Modem与以往的调制解调器在原理上都是将数据进行调制后变成模拟信号在电缆的一个频率范围内传输接收时叫薪獾鳎将模拟信号转换为数字信号,输入计算机,其传输机理与普通调制解调器相同。但Cable Modem本身不单纯是调制解调器,它一般有两个接口,一个用来接有线电视端口,另一个与计算机相联,它集调制解调器、调谐器、加密解密设备、桥接器、网络接口卡、简单网络管理协议(SNMP)代理和以太网集线器的功能于一身,且通过HFC网的某个传输频带进行调制解调。普通调制解调器的传输介质在用户与交换机之间是独立的,即用户独享通信介质。Cable Modem则属于共享介质系统,其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。

篇7:我国宽带接入技术的应用及其发展

接入方式概述

传统的接入方式是铜线接入,且SNI接口不开放,这种接入方式仅能支持普通电话业务和低速数据业务。70年代末80年代初,国外出现数字用户环路的概念。随着光通信技术和高速调制技术的突破,以及用户对高速数据业务和多媒体业务需求的推动,接入网技术在90年代飞速发展。总的特点是,设备的标准化程度更高,接口更开放,用户接口速率更高,对不同业务的支持能力更强。

宽带与窄带一般的划分标准是用户网络接口上的速率,即将用户网络接口上的最大接入速率超过2Mb/s的用户接入称为宽带接入,对最低接入速率则没有限制。窄带接入系统是基于支持传统的64kb/s电路交换业务的,对以IP为主流的高速数据业务支持能力差。宽带接入系统则是以分组传送方式为基础,具有统计复用功能。宽带接入网适合用来解决高速数据业务接入。

近几年,Internet以惊人的速度迅猛发展。据统计,世界上Internet业务量每6个月翻一番。现在每天都有数以亿计的人与Internet 。随着Internet服务内容的增多,用户对数据传送速率的需求也日益增加,对整个网络带宽形成巨大压力。特别是在接入部分,已成为Internet的瓶颈。为解决Internet业务的接入,国内外主要电信运营商都开始宽带接入网的建设。这些宽带接入网中,有的是试验网,还有的是大规模的商用网。我国接入网的建设始于90年代中期,到目前为止网上运行的接入网设备绝大部分是窄带接入系统。开始出现较大规模的宽带接入网试验。

由于市场需求的推动,宽带接入技术这几年有了较大发展,呈现百花齐放的状态。基于铜线(缆)的接入技术有xDSL(HDSL、ADSL、VDSL....)、Cable Modem等;基于光纤的接入技术有有源光接入和无源光接入等;另外还有固定无线接入技术。这给运营商增加了技术选择余地。

ADSL和Cable Modem迅速发展

ADSL和Cable Modem是当今发展最快、市场容量最大、技术最为成熟的宽带接入技术。

ADSL和G.lite(无话音分离器的ADSL)都是基于现有的铜双绞线的高速接入技术。带话音分离器的ADSL下行带宽最高可达8Mb/s,上行带宽最高可达640kb/s。使用的传输频段是25~1104kHz,多采用DMT线路编码方式。通过调整传输速率,最远传输距离可达4~5km。ADSL设备可同时支持电话高速数据接入业务。由于其上下行速率的不对称性,特别适合用于住宅用户和小型商业用户的Internet接入,

但ADSL也存在着开通率低、不能支持视频广播业务、不同厂家的局端和用户端设备一般不能相互兼容、设备价格高、用户端安装相对复杂等问题。

G.lite与普通ADSL相比除接入速率较低外,最大区别是用户端不再有独立的话音分离器(局端还需要),因而用户端安装相对简单。另外G.lite使用的传输频带是25~552kHz,不再需要在用户电缆中传输衰耗大的552~1104kHz频带,因而传输距离得到延长。G.lite也采用DMT线路编码方式,抗扰性较好。下行速率范围是64kb/s~1.5Mb/s,上行速率范围是32~512kb/s。G.lite设备也可同时支持电话高速数据业务的接入。同样由于其上下行速率的不对称性,适合用于住宅用户和小型商业用户的Internet接入。G.lite设备相对普通ADSL设备而言,标准化程度高(ITU-T建议G.992.2),将来能做到不同厂家的局端和用户端设备相互兼容。另外,G.lite也不能支持视频广播业务。

在HFC上利用Cable Modem进行数据传输,是解决住宅用户高速数据接入的另一项热门技术。Cable Modem下行数据占用50~860MHz之间的一个8MHz的频段。一般采用64QAM调制方式,速率可达40Mb/s;上行数据占用5~42MHz之间的一个8MHz的频段。为解决漏斗噪声问题,一般采用抗噪声能力较强的QPSK调制方式,速率可达10Mb/s。Cable Modem系统在HFC中的引入不影响有线电视业务的正常传送。目前Cale Modem设备大多符合MCNS的标准DOCSIS1.1,该标准正成为事实上的国际标准。Cable Modem与其它接入技术相比存在可靠性低的问题。另外,虽然我国同轴电缆入户率很高,但如果要引入Cable Modem系统,首先要对现有的单向有线电视网进行双向改造,这里涉及的费用往往比较高。

ADSL和Cable Modem在北美地区发展最快。到19底,北美地区这两类宽带接入设备的安装量均超过了100万线。这是因为北美的电信运营市场开放较早,有线电视公司和电信运营商的相互竞争促进了这两种技术的应用。在亚洲地区,仅有少量Cable Modem用户,ADSL用户相对多一些。香港和新加坡ADSL的安装量比较多。世界上目前已接入使用的ADSL基本上都是带话音分离器的产品,但从发展前途看,G.lite将取代带话音分离器的ADSL,成为ADSL的主导产品。未来的G.lite用户端Modem将大部分是PCI插卡式,作为个人计算机的基本配件,由计算机厂商提供给用户。

我国电信部门已经敷设一亿多条铜双绞线,这是未来发展以ADSL为主的宽带接入网的重要基础设施。我国ADSL设备的安装量到年底为止已突破1万线,主要集中在广东和上海。另外,北京、四川、云南、山东、湖南、浙江等省市建了少量ADSL试验网。预计我国ADSL设备(含G.lite设备)的安装总量将超过5万线。

篇8:网络接入技术的分类及应用

随着信息化产业的发展,网络技术的不断普及,已经成为了我们生活交流的一种新型平台。小至一个家庭单个用户,大到一个企业商业运作,都起着重要的作用。

现行的网络中,我们经常用到的就是眼下最流行的INTERNET,它是目前惟一遍及全球的计算机网络,连接了世界各地数以亿计的计算机,能过TCP/IP协议进行通信。常用的接入方式可大体分为专线接入和拨号接入两种。所谓的专线接入就是用户与ISP之间通过专用的线路连接,这其中又分模拟专线和数字专线两种。拨号接入就比较简单多了,通过一根普通的电话线,再加上计算机和调制解调器就可以连接到INTERNET。

然而人们最关心的就是它的接入技术,经过对基础设施的改造和重新建设,我国的通信网络已实现了从模拟到数字,从铜缆到光纤的转变。其技术可以分为MODEM接入,ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、Cable MODEM接入、无线接入、光纤接入、电力线接入。

一、MODEM接入方式为现在最广泛使用的一种。它是一个数字信号与模拟信号之间的转换信号,调制器的作用是用音频信号作为载波,在线路的一端用要发送的数字信号去调制载波。解调器的作用是解调所接收到的音频信号,还原出它所携带的数字信号。调制解调器正是这两部分的综合。目前它的下行速率最高可达56Kbps,而上行速率只有33.6Kbps。从功能上讲,MODEM又可分为单功能MODEM和多功能MODEM。多功能MODEM主要有MODEM+FAX、MODEM+以太网卡,或数据+传真MODEM、数据+传真+语音MODEM、数据+传真+语音+无线通信MODEM等多种,其中的传真功能与独立式传真机功能有所不同,它是通过计算机来完成传真事件的,因而不能进行扫描传真,或真迹传真。由于功能较多,设备也相对复杂。因此,多功能MODEM不但价格较高,而且维护较难。所以,一般用户很少使用多功能MODEM。但是多功能的MODEM可以在一条电话线路上实现三种通信,能为小型办公室和家庭用户提供全自动PC和语音通信所需要的所有功能。在拥有差错控制、数据压缩、传真等功能的同时,采取异步操作方式,可以产生和管理多个语音信箱,实现远程信息管理、自动寻呼、语音记录和回放、信箱保密、自动识别、传真行动回覆和即插即用等功能。有的设备还配有功能强大、齐全的语音、传真、数据通信软件包。利用这些软件包,用户可以制定出完整的通信方案,可以在几分钟内为小型办公室或家庭建立一个完整的语音信箱和传真系统等。一般来讲,人们希望上网后,可以完成各项网上工作,包括数据、语音和传真等,而现在普遍使用的、传输速率在33.6Kbps以上的多功能语音调制解调器,不但包括了这些网上功能,还可较大地减少桌面办公设备的数量。所以,对于具有该类应用要求的用户,选择数据+传真+语音MODEM是非常有意义的。

MODEM从结构上可分为外置、内置和PC卡式三种。外置式也叫独立式,它的背面有与计算机、电话等设备连接的插口,连接和使用十分方便,不占计算机槽位,不需要专门安装软件驱动,应用非常广泛。但这种独立式Modem占用空间,需要专门直流电源供电,使得电脑连接变得更加复杂,不便于电脑移动。内置式也叫内装式,是以槽卡形直接插入计算机的扩充槽上,该设备不占空间,不需要专门电源,也更便宜,与电脑连接采用主板总线连接,相对来讲传输速率要高于外置式。但它占用了电脑的扩充槽,且安装较复杂。PC卡式是专为笔记本电脑设计的,一般都是多功能型设备,有传真+网卡+无线通信+调制解调器四合一Modem,也有只具备其中部分功能的三合一或二合一Modem。这类设备只有一张名片大,可以直接插入笔记本电脑的标准PCMCIA插槽中,为笔记本电脑移动办公、浏览Web提供了极大方便。MODEM现采用的协议一般为现在的V.90 标准,它解决了在以前Rockwell的K56flex和USR的X2两大标准互不兼容的问题。20秋季,国际电信联盟推出了新的MODEM标准V.92标准,它比V.90有着更快的上行速度,迅速的连接以及MODEM保持等优势。在上行速度上可以达到48Kbps的最大额定速率。显著的好处是以更快的速度将文件上传以及使拨号IP语音、低速率视频会议和多人在线游戏拥有切实可行的充足带宽。MODEM保持特性可使MODEM适时地中断一次连接,并在另一个呼叫进行时处于待命状态。客户端可以在不完全切断的情况下输入呼叫,用户便可在访问INTERNET时避免错过一些电话。还可以在浏览的同时停下来打电话,省去了家中安装第二根电话线的麻烦。

二、ISDN(Integrated Services Digital Network) 既综合业务数字网,它由电话综合数字网(IDN)发展而来。ISDN是数字交换和数字传输的结合,它以迅速、准确、经济、有效的方式提供目前各种通信网络中现有的业务,而且将通信和数据处理结合起来,开创了很多前所未有的新业务。 ISDN是一个全数字的网络,也就是说,不论原始信号是话音、文字、数据还是图象只要可以转换成数字信号,都能在ISDN网络中进行传输。在传统的电话网络中,实现了网络内部的数字化,但在用户到电话局之间仍采用模拟传输,很容易由于沿途噪声的积累引起失真。而对于ISDN来说,实现了用户线的数字化,提供端到端的数字连接,传输质量大大提高。

由于ISDN实现了端到端的数字连接,它可以支持包括话音、数据、图象等各种业务。随着电子通信在全球不断扩大,我们许多人需要和不同地区的用户交换信息。而现在人们对通信的要求已经不仅是简单的声音交换,还需要共享各种格式的不同信息。例如,有些人需要高速数据和文件传输;有些人可能需要多媒体和会议电视;有些人则希望能访问中央数据库。ISDN的业务覆盖了现有通信网的全部业务,例如传真、电话、可视图文、监视、电子邮件、可视电话、会议电视等,可以满足不同用户的需要。 ISDN还有一个基本特性是向用户提供了标准的入网接口。用户可以随意地将不同业务类型的终端结合起来,连接到同一接口上,并且可以随时改变终端类型。

ISDN主要有两种类型:基本速率(BRI)和基群速率(PRI)。电信局向普通用户提供的均为BRI接口,采用原有的双绞线,速率可达144Kb/s。BRIISDN可在一对双绞线上提供两个B通道(每个64K)和一个D通道(16K),D通道用于传输信令,B通道则用于传输话音、数据等。一路电话只占用一个B通道,因此,在同时进行多种业务或对话。PRI接口速率为2.048Mb/s,用于需要传输大量数据的应用,如PBX,LAN互联等。

ISDN的设备分为网络终端(NT1)、终端适配器(TA)和ISDN卡三种设备。

1.ISDN网络终端(NT1或NT1 PLUS),这是用户传输线路的终端装置。它是实现在普通电话线上进行数字信号转送和接受的关键设备。该设备安装于用户处,是实现N-ISDN功能的必备硬件。网络终端分为基本速率网络终端(NT1)和一次群速率网络终端(NT2)两种。根据国际电联的规定,一条ISDN 用户线路应该能够同时连接8个终端设备,而一般NT1只提供两个S/T接口。在需要接入 更多的终端设备时,可以采用扩展的连接端口,连接方式如下图所示:

NT1提供了U接口和S/T接口间物理层的转换功能,使ISDN用户可以在现有的电话线上通过NT1提供的接口,直接接入标准ISDN设备。 NT1向用户提供2B+D两线双向传输能力,它能以点对点的方式支持最多8个终端设备接入,可使多个ISDN用户终端设备合用一个D信道。NT1 PLUS 是ISDN一类网络终端增强型,与NT1的最大区别在于:NT1 PLUS可以直接接驳普通模拟电话机;而NT1必须接驳数字电话机。NT2主要提供30B+D的四线双向传输能力,定时完成网络的维护功能,常应用于ISDN小交换机。目前,部分生产厂家提供的用户终端设备已包括了NT2功能,俗称u接口。

2.ISDN终端适配器TA(Terminal Adapter),ISDN终端适配器TA可用来把ISDN的线路转换成两路普通的模拟线路,在TA上有一个ISDN的接口,另有3个用户接口,其中两个RJ11的普通模拟电话的接口,一个RS232 D型数据接口。 使用时,将ISDN线路插入ISDN接口,在两个RJ11模拟电话接口上可以连接两部普通电话机,RS232 D型接口通过一根电缆和计算机的串口或者并口连接。这样就可以实现一边上网一边打电话的功能。 TA可以自动选择1个空闲的B信道来进行通讯。比如,当您仅使用一个B信道来上网的时候,如果有外线打电话进来,那么电话机就会振铃,可以正常接听电话,如果这时候您需要往外打电话,只要您提起电话机,TA会自动选择空闲的B信道来进行通话。 当然如果您同时使用了2个B信道,外面呼叫您的号码时将听见忙音。 TA上一般有一些指示灯,用来指示当前B信道的使用状况。TA是将传统数据接口如V.24连接到ISDN线路,使那些不能直接接入ISDN网络的非标准ISDN终端与ISDN连接的外部设备。它支持单台PC 上网,还可以接多个如普通模拟电话机,G3类传真机,调制调解器等设备进行通信。

3.ISDN卡(ISDN PC卡),它是安装在计算机的扩展槽中,将计算机连接到NT1或NT1 Plus上,此种设备也可不要,但是与ISDN卡相连就必须通过计算机的串口或并口接到TA的RS232数据接口上,而不能直接与NT1相连。连接方式如下图:

三、DDN(Digital Data Network)接入。它是以数字交叉连接为核心的技术,包括了数据通信技术、数字通信技术、光纤通信技术等技术,利用数字信道传输数据的一种数据接入业务网络。它的误码率小于10-6的数字信道,而且不必对所传数据进行协议封装,也不须要进行分组交换式的存储转发,所以它的网络延时很短,一般都不大于40ms,传输速率为9.6Kbps-2.048Mbps。另外它是一个全透明网,因为任何规程都可以支持,不受约束的全透明网,可支持网络层以及其上的任何协议,从而可满足数据、图像、声音等多种业务的需要。

DDN的接点类型我们可以把它分为三种,2兆节点、接入节点和用户节点。

1. 2兆节点-是DDN网络的骨干节点,执行网络业务的转换功能。主要提供2048kbit/s(E1)数字通道的接口和交叉连接、对N*64kbit/s电路进行复用和交叉连接以及帧中继业务的转接功能。

2. 接入节点-主要为NND业务提供接入功能,分五种形式。1、N*64kbit/s、2048kbit/s数字通道的接口;2、N*64kbit/s(N=1~31)的复用;3、小于64kbit/s子速率复用和交叉连接;4、帧中继业务用户接入和本地帧中继功能;5、压缩话音/G3传真用户入网。

3. 用户节点-主要为DDN用户入网提供接口并进行必要的协议转换。包括小容量时分复用设备,LAN通过帧中继的网桥/路由器等。

DDN网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域,可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。其各级网络根据网络规模、网络和业务组织的需要,选用适当类型的节点,组建多功能层次的网。

1、一级干线网

一级干线网由设置在各省、自治区和直辖市的节点组成,它提供省与省之间的长途DDN业务。一级干线节点一般设置在省会城市,同时根据网络组织和业务量大小的需求,一级干线网节点可与省内多个城市或地区的节点互联。在一级干线网上,邮电部电信主管部门会根据电路组织、网络规模、安全和业务等因素选择适当位置的节点作为枢纽节点,枢纽节点具有E1数字通道的汇接功能和E1公共备用数字通道功能。网络的各节点互联时,一般会遵照下列4点要求进行连接:

(1)枢纽节点之间采用全网状连接;

(2)非枢纽节点应至少保证两个方向与其它节点相连接,并至少与一个枢纽节点连接;

(3)出入口节点之间、出入口节点到所有枢纽节点之间互联;

(4)根据业务需要和电路情况,可在任意两个节点之间连接。

2、二级干线网

二级干线网是设置在省内的节点相连而成,提供本省内的DDN数字业务。根据数字通路、DDN网络规模和业务需要,二级干线网上也可设置枢纽节点。当二级干线网在设置核心层网络时,应设置枢纽节点。

3、本地网

顾名思义本地网是指城市内的节点网络,一般会在省内比较发达的城市建造本地网。服务对象是当地用户和长途DDN业务。本地网也会根据网络规模、业务量要求,组建多层次的网络。本地网中的小容量节点可以直接设置在用户的室内。

DDN的同步问题

DDN是一个同步的网络,它必须保证各个网点的定时信号一致性,才能提供高质量的专用线路。同步分为三种方式,既准同步、主从同步和相互同步。下面我们就以4点来分析DDN的同步问题。

1、DDN网同步方式

准同步按ITU-T G.811建议,常推荐为国际间使用。主从同步是通过把从时钟相位锁定在主时钟的参考定时上达到同步,这种同步又分为数状结构主从式同步和外接参考方式主从式同步,前者以PCM高次群作为主,低次群为从;后者有一个主时钟负责所有交换机的频率分配,此时,时钟脉冲及信息比特流以不同通路进行传输。相互同步是一种没有唯一参考时钟的同步方式,此时,每个交换机时钟都是锁定在所有来信时钟的平均值上。

2、DDN节点时钟和定时

DDN节点一般采用晶体振荡器作为时钟源,对于中、大型节点应按三级时钟源的要求,其长期频率容差为+4.6×10-6;对于小型节点可参照四级时钟源的要求,其长期频率容差为+25~50×10-6。

DDN节点应能选择主、从两种定时方式。主定时工作方式是以本节点时钟源作为定时的工作方式。从定时工作方式是以某一参考基准频率为标准,对本节点时钟源进行锁定后为定时的工作方式。它应有下列参考基准频率的来源:

①局统一供给的标准频率信号,DDN节点应优先使用统一的局时钟,以保持与数字传输网的同步;

②从集合信道接口上提取的定时信号;

③直接使用数据接口上的定时信号,DDN节点应能选择在V.24、V.35和X.21数据接口上的定时信号,以满足特殊连接情况下的需要。

3、DDN网络节点间同步

(1)DDN网络节点间的同步应同我国数字网同步方式一致

根据我国数字同步网的同步等级,我国的DDN同步网分为四级,如下表。

(2)主从等级同步方式

在不能采用与数字同步网所在局统一时钟的情况下,DDN网上各节点采用主从等级同步方式。各DDN节点应根据它所在的位置,优先安排从连到高等级的数字通道上提取参考基准信号。为了保证DDN网同步的可靠性,DDN一级干线网和二级干线网上的每个节点都应按优先级的设置,从多条数字电路上获取参考基准信号。

4、用户入网同步

尽量安排用户使用网络提供的定时,当用户不能使用网络定时时,DDN节点应在用户接口处插入缓冲存储器,用于减少由于双方定时偏差而引起的滑动。数据电路转接处,插入缓冲存储器后,滑动时间间隔与缓冲存储器长度、接口速率、双方定时偏差等因素有关。

DDN网特点

(1)传输速率高: 在DDN网内的数字交叉连接复用设备能提供2Mbps或N×64Kbps(≤2M)速率的数字传输信道。

(2)传输质量较高: 数字中继大量采用光纤传输系统,用户之间专有固定连接,网络时延小。

(3)协议简单: 采用交叉连接技术和时分复用技术,由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换,本身不受任何规程的约束,是全透明网,面向各类数据用户。

(4)灵活的连接方式: 可以支持数据、语音、图像传输等多种业务,它不仅可以和用户终端设备进行连接,也可以和用户网络连接,为用户提供灵活的组网环境。

(5)电路可靠性高: 采用路由迂回和备用方式,使电路安全可靠。

(6)网络运行管理简便: 采用网管对网络业务进行调度监控,业务的迅速生成。

在现在很多行业都能看到DDN的影子,计算机联网、金融、无线移动通信网、气象、公安、铁路、医院、证券、银行等,DDN网络把数据通信技术、数字通信技术、光纤通信技术、数字交叉连接技术和计算机技术有机地结合在一起。通过发展,DDN应用范围从单纯提供端到端的数据通信扩大到能提供和支持多种通信业务,成为具有众多功能和应用的传输网络。

四.ADSL 网络接入

ADSL是DSL(Digital Subscriber Line,数字用户线路)大家庭中的一员,DSL包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等,一般统称为XDSL ,它们的主要区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率、下行速率对称性的不同这两个方面。ADSL属于非对称式传输,它是利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。它的下行速率(从端局到用户)最大可以达到8Mbps,有效距离在3~5KM范围内,比传统的28.8K模拟调制解调器快将近200倍,上行速率(从用户到端局)最大可以达到1.5Mbps,。这也是传输速率达128Kbps的ISDN(综合业务数据网)所无法比拟的。与电缆调制解调器相比, ADSL具有独特优势:它提供针对单一电话线路用户的专线服务,而电缆调制解调器则要求一个系统内的众多用户分享同一带宽。尽管电缆调制解调器的下行速率比ADSL高,但考虑到将来会有越来越多的用户在同一时间上网,电缆调制解调器的性能将大大下降。

ADSL设计目的有两个功能:高速数据通信和交互视频。数据通信功能可为因特网访问、公司远程计算或专用的网络应用。交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播(VoD)、电影、游戏等。目前,ADSL只支持与T1/E1的接口,在未来可以到桌面。

ADSL用其特有的调制解调硬件来连接现有双绞线连接的各端,它创建具有三个信道的管道,见下图。

该管道具有一个高速下传信道(到用户端),一个中速双工信道和一个POTS信道(4KHz),POTS信道用以保证即使ADSL连接失败了,语音通信仍能正常运转。高速和中速信道均可以复用以创建多个低速通道。

一直以来,ADSL有CAP和DMT两种标准,CAP由AT&T Paradyne和DMT的Amati,其区别在于发送数据的方式。ANSI标准T1.413是基于DMT的,DMT已经成为国际标准,而CAP则大有没落之势。近来谈论很多的G.Lite标准很被看好,不过DMT和G.Lite两种标准各有所长,分别适用于不同的领域。DMT是全速率的ADSL标准,支持8Mbps/1.5Mbps的高速下行/上行速率,但是,DMT要求用户端安装POTS分离器,比较复杂;而G.Lite标准虽然速率较低,下行/上行速率为1.5Mbps/512Kbps,但由于省去了复杂的POTS分离器,因此用户可以像使用普通Modem一样,直接从商店购买CPE,然后自己就可以简单安装。就适用领域而言,DMT可能更适用于小型或家庭办公室(SOHO);G.Lite则更适用于普通家庭用户。

1、CAP(Carrierless Amplitude/Phase Modulation)

CAP是AT&T Paradyne的专有调制方式,数据被调制到单一载体信道,然后沿电话线发送。信号在发送前被压缩,在接收端重组。

2、DMT(Discrete Multi-Tone)

将数据分成多个子载体信道,测试每个信道的质量,然后赋予其一定的比特数。DMT用离散快速傅立叶变换创建这些信道。

DMT使用了我们熟悉的机制来创建调制解调器间的连接。当两个DMT调制解调器连接时,它们尝试可能的最高速率。根据线路的噪声和衰减,两个调制解调器可能成功地以最高速率连接或逐步降低速率直到双方都满意。

3、G.Lite

正如N1标准和互用性测试曾推动了ISDN市场一样,如今客户和厂商也急切地等待着一项DSL设备互用性标准的到来。该标准被称为G.lite,也被另称为Consumer Asymmetrical DSL (消费者ADSL),它正在由一个几乎包括所有主要的DSL设备制造商的集团--Universal ADSL Working Group进行开发。不过不要将这个标准与Rockwell公司夏天展示的已不再使用的基于QAM的Consumer DSL芯片集或者与Universal ADSL相混淆。G.lite的第一版工作文档是196月在亚特兰大举行的Supercomm贸易博览会上公布的。这项初步的'G.lite标准首先由UAWG交付表决,然后作为一项建议转交给国际电信联盟ITU。ITU当时预计在年底之前签署认可一项正式的G.lite标准。

现在的标准是用ANSI提出的速率可达6.1Mbps的T1.413,ETSI(European Technical Standard Institute)增加了附件以适应欧洲的需要,称为T1E1.4,将扩展标准以包含用户端的复用接口、网络配置和管理协议及其它改进。

ADSL与Internet

在互联网中,为了实现高速度,ADSL使用频分多址复用(FDM)和回波抵消这两种办法来将一个电话线路可用的带宽划分成多个信道。不管是频分多址复用还是回波抵消,均有一个滤波器从ADSL线路中分出4KHz的带宽用于普通老式电话服务(POTS),其余的带宽则用于数据通信。这意味着POTS和ADSL可以在同一条电话线路上同时使用,而不必为POTS单独分配一个线路来用于话音通信。换句话说ADSL也能象目前国内ISP普遍提供的ISDN接入一样实现电话和数据传输一线通。这样,ADSL技术不但具有速率高的巨大优势,而且它还可以实现话音/数据混合同时传输。

ADSL作为Internet的高速接入,它可以在不影响普通电话双绞线的通话能力情况下,只要在电话线两端加上ADSL适配器,利用其高效的线码技术,即可提供高速数字通信的能力。作为用户端只要装上ADSL用户端收发器,通过电话线与ISP的ADSL中心收发器进行高速连接。为了实现语音/数据的混合传输,用户端一般还要安装语音分离器,通过语音分离器与电话机并联,以便进行语音/数据的分离;在局端,也需要语音分离器,它将从用户电话线传来的数据信号直接送入Internet,将来自电话机的电话语音信号仍传送到电话交换网络。这样,用户就可以通过ADSL高速访问互联网,而且在上网的同时仍旧可以照常打电话。

ADSL技术的开发和试验目前主要集中在北美和太平洋一带的国家,美国一些有名的ISP(如美国在线等)已提供ADSL高速接入,国内也有部分省份的ISP跃跃欲试准备上ADSL接入业务,其中中国公众多媒体通信网-广东视聆通宽带网业已开通ADSL接入。视聆通提供的ADSL接入达到7.1Mbps的下行速率,较之33.6Kbps的普通MODEM,要快200倍以上,视聆通ADSL业务个人PC用户的收费为:开户费50元+终端设备费(含调机测试费)3800元+网络通信费300元/月。

五.Cable Modem接入

所谓的cable modem,即电缆调制解调器又名线缆调制解调器,它可以利用有线电视网进行数据传输。电缆调制解调器(Cable Modem)其主要功能是将数字信号调制到射频(FR)以及将射频信号中的数字信息解调出来。除此之外,电缆调制解调器还提供标准的以太网接口,部分地完成网桥、路由器、网卡和集线器的功能,因此,要比传统的电话拨号调制解调器复杂得多。一个完整的Cable Modem系统包括前端部分(Cable Modem Termination System,CMTS)、网络部分(Cable Network)、用户部分(Cable Modem,CM)以及网络管理和安全系统。

1. 前端部分

CMTS通常放在有线电视的前端,采用10Base-T或ATM OC-3等接口通过交换型HUB与外界设备相连,通过路由器与Internet连接,或者可以直接连到本地服务器,享受本地业务。此外,多数情况下,系统前端需要配备一台局端Cable Modem来对应约500~个用户端的Cable Modem,这一点不同于现在的电话Modem。使用电话Modem时,必须用Modem pool(Modem池)去分别对应每一个拨接进来的电话。

2. 网络部分

按目前的国际标准MCNS DOCSIS (Multimedia Cable Network Service Interface Specification)规范,Cable Modem 的信号传输必须基于HFC网络构架。在HFC网中,光节点是网络中一个至关重要的概念。由于CATV网实际可以看作一个大型的LAN,通常所谓Cable modem 可以提供的高达30Mbps的传输速率,实际上是由一个光节点下的众多用户共享的,而非一个用户所独享。如果同一光节点所属的用户超出了原始设定的数量,必须增加光节点(实质上是增加光路数量),以确保网络的质量,这也表明HFC网络具有相当高的设计弹性。

3 用户部分

用户线经用户器将信号一分为二,一端接电视供收看正常的电视节目,另一端接Cable Modem 。Cable Modem 自动对应的数字频道进行解调,然后通过10Base-T以太网卡与PC相连,供上网使用,连接一般不采用100Base-T网卡原因是对目前的Cable Modem应用技术和网络状态而言,用户应用中所分配的速率绝大多数情况下不可能高于10Mbps,最新的设计中PC不需网卡,而是通过串行总线(Universal Serial Bus,USB)接入。目前CM一般有三种类型,单用户的外置式和内置式以及SOHO(Small Office/Home Office)型。

Cable Modem工作原理

Cable Modem从下行的模拟信号中划出6MHz频带,将信号转化为符合以太网协议的格式,从而与电脑实现通讯。用户需要给电脑配置以太网卡和相应的网卡驱动程序。

同轴电缆中的6MHz频带被用来提供数据通讯。电视和电脑可以同时使用,互不影响。

射频信号在用户和前端之间沿同轴电缆上行或下行。上行和下行信号共享6MHz频带,但是调制在不同的载波频率上以避免相互干扰。一般速率下行为10Mbs,上行速率为786Kbs。

物理层-最主要的下行协议是64QAM(Quadrature Amplitude Modulation正交振幅调制),调制速率可达36Mbps。上行调制采用 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying四相移相键控调制),抗干扰性能好,速率可达10Mbps。另一个上行协议是S-CDMA(Synchronous Code Division Multiple Access 同步码分复用)。例如,摩托罗拉,把上行信号更进一步细分为10-600kHz 频带,把上行信号动态转入干净、无噪声的频带。

媒体通路控制层(MAC -Media Access Control Layer)和逻辑链接控制层(LLC -Logical Link Control Layer)

这两个协议层规定了不同信号和用户怎样共享公共带宽。由于目前还没有统一的行业标准,有些Cable Modem厂家采用不同的协议。

有线电视前端在上行方向,Cable Modem从电脑接收数据包,把它们转换成模拟信号,传给网络前端设备。该设备负责分离出数据信号,把信号转换为数据包,并传给Internet 服务器。同时该设备还可以剥离出语音(电话)信号并传给交换机。

为实现上述功能,需要将目前的单向有线电视网转变成双向光纤-同轴电缆混合网,以便实现宽带应用。除了前端设备和现存的下行信号放大器外,还需要在干线上插入上行信号放大器。

一个完整的接入系统如下图所示。包括CMTS(cable modem termination system)、cable network、CM(cable modem)以及网络管理和安全系统。

CMTS通常放在有线电视前端,采用10BaseT、100Base-T或ATM OC-3等接口通过交换型HUB与外界设备相联,通过路由器与Internet连接,或者可以直接联到本地服务器,享受本地业务。CM(cable modem)是用户端设备,放在用户的家中,通过10-BaseT接口与用户的计算机相联。一般CM有三种类型,单用户的外置式和内置式,以及SOHO型。SOHO型Modem可用于采用HFC网络进行计算机网络互连,形成SOHO(Small Office/Home Office)系统,即小型和在家办公系统。

除此之外,无线接入、光纤接入、电力接入等一些新型的技术也在不断的扩展壮大,但这些技术在现行应用领域中都是不十分成熟的,一般都是标准不统一、基础设施差或成本太高,应用到各个领域中都有很大的困难,它们只能作为我们以后再研究和开发的对象,我们相信,在以后的应用领域,这些技术都会象现在我们使用普通MODEM一样,灵活的去掌握和应用它。

篇9:无线接入技术应用简析

无线接入技术应用是本文介绍的重点内容,前面我们介绍了相关的无线接入技术原理《无线接入技术原理介绍》,那么基于它的原理,让我们来总结一下它在哪些方面具体有什么应用呢?

已经趋于成熟的无线接入技术,在当今的社会发挥着巨大的作用,使得人们感到科技的关怀,无线接入技术主要应用于电话网,移动通信网,无绳通信系统,卫星移动通信系统,个人通信网等。

无线接入技术应用1、 无线本地环系统(WLL)

又称为固定无线接入(FRA)系统,是一种提供基本电话业务或数字无线接入系统,其网络侧有标准有线接入的2线模拟接口或2Mbit/s数字接口,可直接与公司电话网的本地交换机相连,用户侧与普通机相连,可直接进行电话业务。目前,无线本地环系统尚无专用的国际标准使用频段,因而其频段可能占用任何现有无线设备的频段,从450MHz一直到4GHz。对于1GHz以下的频段已十分拥挤,且多为蜂窝移动通信所占用,包括(无线在内),因而留下的频段十分有限。对于1~4GHz的频段,特别是1.8GHz至4GHz频段尚不算很拥挤,因而无线本地环路系统有较大的发展余地。总的来看,可用频带没有保证可能是限制本地无线环系统发展的主要障碍。从另一方面看,由于无线本地环系统没有漫游问题,各系统不必相互兼容,因而可以充分利用各个频段的空闲频段,见缝插针地发展,这也是其顽强生命力的表现。

无线接入技术应用2.蜂窝移动通信系统

移动通信区由一个一个的小区组成,每一个蜂窝区由一个蜂窝基站和一群用户移动台组成,移动台是收发合一的,

每个用户移动台与基站通信,基站负责射频资源管理并经电话线或微波通道与移动电话交换中心(MSC)相连。MSC控制呼叫信号和处理、协调不同蜂窝区间的越区切换。移动电话交换局再与被叫用户相连。

无线接入技术应用3. 无线通信系统

所谓无线通信系统也属于移动通信的一种,但与蜂窝移动通信不同。无绳通信系统就是一种无线接入技术,而不涉及网络。最早应用至今仍然在发展的第一代无绳通信系统实际是家用无绳电话(称为CT),之后一种基于数字技术,面向公司网应用的第二代无绳通信系统(CT2)开始出现并形成了公共空中接口标准(CAI)。随后又出现了一些改进系统。如CT2P和CT3等,均因性价比不够理想,未能获得普及。一种新的欧洲数字无绳通信(DECT)于1992年诞生,着重规定了射频和协议要求,因而可以应用于各种不同业务和场合。最后DECT作为GSM网的无绳接入手段应用,从而提供了一种低成本“蜂窝”系统。这种DECT系统的出现标志着无绳通信进入了一个崭新的时代,即PCN的初级阶段。

无线接入技术应用4. 卫星移动通信系统.

经过传统卫星移动的发展,出现了一种慨念。低轨道卫星(LEO)方案,即在地球上方500~2000km处设置一系列卫星(20~70颗),其高度低于辐射带,但远高于大气层。目前已有很多卫星移动通信方案,最著名的是美国Motorola公司的全球数字移动个人通信卫星系统和美国Loral Qual-Comm卫星业务公司的全球星系统.

篇10:接入技术 千兆以太网应用技术详细说明

千兆位以太网并不是把我们所知的以太网简单叠加,尽管千兆位以太网应当很容易融入到现有的网络中,而且便于使用和管理,然而这种超负荷的以太网技术需要更加高性能的产品和符合标准,

一、千兆以太网网络的解决

千兆位以太网使用和10Mbps、100Mbps以太网相同的以太网帧,最小帧为64字节,而且也可以工作在半双工模式下,它也使用CSMA/CD介质访问控制机制,为了解决在半双工模式下提供足够大的网络直径,千兆位以太网系统需要增加时间的预算,802.3Z委员会为千兆以太网重新定义了MAC层,采用载波扩展和帧组发来延长短帧在信道上的停留时间以达到扩大距离的方法,将短扩大到达512字节。这样二个站点直接连到千兆以太网中继器上时才能提供200米的总网络直径。但补充扩展位增加了网络上的额外的开销。在实际应用中,采用全双工模式时,不使用CSMA/CD机制。用全双工千兆位以太网系统对任何大小的帧来说都比全双工以太网系统快10倍。

二、千兆以太网联网规范

技术标准:

1、1000BASE-SX就是针对工作于多模光纤上的短波长(850nm)激光收发器而制定的IEEE802.32标准,当使用62.5微米的多模光纤时,连接距离可达260米,当使用50微米的多模光纤时,连接距离可达550米;

2、1000BASE-LX就是针对工作于单模或多模光纤上的长波长(1300nm)激光收发器而制定的IEEE802.3z标准,当使用62.5微米的多模光纤时,连接距离可达440米,当使用50微米的多模光纤时,连接距离可达550米;在使用单模光纤时,连接距离可达3000米;

3、1000BASE-CX就是针对低成本、优质的屏蔽绞合线或同轴电缆的短途铜线缆而制定的IEEE802.3z标准,连接距离可达25米;

4、IEEE802.3ab制定1000BASE-T千兆位以太网物理层标准,它规定100米长的4对Category5非屏蔽绞合线缆的工作方式,

在升迁为千兆位以太网时要按照它的技术规范,不能简单的加入千兆网设备或替换原以太网设备,这是在组网时需注意的。

三、千兆以太网卡

用户在考虑将服务器和强有力的工作站的传输速率提高至1Gbps的时候,必须小心的挑选千兆位以太网NIC。在传输速率达到1Gbps时,其CPU就无法适应网络的吞吐量,除非NIC提供智能主机辅助功能,千兆位以太网上的路由器和现有的低容量交换机也同样如此。

理论上,一个工作站有多少吞吐量要取决于其总线和内存结构,以及其CPU速度,其总线为32位的计算机只能产生1Gbps的通信量,64位的PCI总线具有更高的吞吐量(2Gbps)。

千兆位以太网需要第三代适配器,其主要特色是包括一个执行智能的和主机特有的卸载功能的机械精简指令集计算处理器,进入的数据直接从网上传到主机存储器单元,应用立刻对其进行调整以便访问,这样就消除了包复制过程中的多重中断。

高性能的千兆以太网适配器将对网络的活动给予评判以及构造千兆以太网的解决方案。

四、千兆以太网交换机

随着千兆位的通信流经过局域网主干,交换传输着数据、图形、声音和图象构成的混合信息,主干交换机得发挥高端作用,通信管理、拥挤控制和服务质量(QoS)等问题直到最近才在ATM下得以解决。这些问题又成为千兆网的关心之事。

因此,除了增加带宽以外,千兆位以太网交换机的作用本质上与10Mbps以太网交换机和100Mbps以太网交换机不同。这是这一类产品主要不同之处。

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宽带接入技术 光纤接入技术的说明和应用
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