宽带接入网络技术综述

隆克平 李云 陈前斌

　　目前，宽带接入网络技术分为有线宽带接入网技术和无线宽带接入网技术。有线宽带接入网技术主要有铜线接入、光纤接入和基于有线电视网的混合光纤同轴接入。宽带无线接入技术系统是未来几年内通信市场发展的一个热点。目前宽带无线接入技术主要有以下几种：LMDS(Local Multipoint Distribute System,本地多点分配系统)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System,多点多信道分配系统)、无线局域网等。

　　有线宽带接入网技术

　　目前，有线宽带接入网技术主要有铜线接入、光纤接入和基于有线电视网的混合光纤同轴接入。

　　铜线宽带接入技术

　　铜线宽带接入技术也就是xDSL技术，主要包括高比特率的用户数字环路（HDSL）、非对称用户数字环路（ADSL）和甚高比特率的用户数字环路（VDSL）。

　　HDSL利用现有铜线用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.5/2Mbit/s数字连接能力。其基本原理是：局端机接收交换机来的标准一次群信号，然后加上所需的用于同步和维护的HDSL开销，进行数字信号处理和线路编码，形成具有HDSL帧的线路信号并送给双绞线传输。在用户侧的远端机对收到的线路信号进行解码和信号处理，减小传输损伤，去掉HDSL开销并恢复标准一次群信号。

　　ADSL在一对铜线上支持上行速率512Kbps～1Mbps，下行速率1Mbps～8Mbps，有效传输距离在3～5公里范围以内。ADSL采用频分复用方式将上行和下行信道分离，原有的电话信号占据最低的频段300～3400Hz，而高比特率的下行信号则占据高频段，总的工作频段限制在1MHz以内。

　　VDSL是xDSL技术中最快的一种，在一对铜质双绞电话线上，下行速率为13Mbps～52Mbps，上行速率为1.5Mbps～2.3Mbps。但VDSL的传输距离较短，一般只在几百米以内。VDSL是一种传输距离很短的宽带接入技术，当ONU离终端用户很近时，可与FTTC、FTTB等结合用。

　　总的说来，xDSL技术允许多种格式的数据、话音和视频信号通过铜线从局端传给远端用户，可以支持高速Internet/Intranet访问、在线业务、视频点播、电视信号传送、交互式娱乐等。其主要优点是能在现有90%铜线资源上传输高速业务，解决光纤不能完全取代铜线"最后一公里"的问题。但DSL技术也有其不足之处。它们的覆盖面有限（只能在短距离内提供高速数据输），并且一般高速传输数据是非对称的，仅仅能单向高速传输数据（通常是网络的下行方向）。因此，这些技术只适合一部分应用。可作为宽带接入的过渡技术。

　　光纤接入技术

　　光纤接入网又称光纤用户环路（FITL）, 它是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。ONU可以用多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。根据ONU与用户的距离，光纤接入网FITL又有多种方式，有光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、以及光纤到户（FTTH）等几种形式。从光纤接入网是否含有电源，可分成有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两大类。

　　从光接入网系统接入方式看，目前FITL有两接入方式：综合的FITL系统和通用的FITL系统。综合的FITL系的主要特点是通过一个开放的高速数字接口与数字交换机相连，这种方式代表了FITL的主要发展方向。通用的FITL系统在FITL和交换机之间需要应用一个局内终端设备，在北美称之为局端（COT）。其功能是进行数模转换并将来自FITL系统的信号分解为单个的话带信号，以音频接口方式经音频主配线架与交换机相连。这种方式适合于任何交换机环境，包括模拟交换机和尚不具备标准开放接口的数字交换机。然而，由于需要增加局内终端设备、音频主配线架和用户交换终端，因而这种方式的成本和维护费用要比综合的FITL系统高。

　　传统的时分复用方式（TDM PON）、频分复用FDM PON、波分复用WDM PON和ATM PON方式。其中，APON采用ATM技术进行信号传输、复用，即所谓的APON方式，使其具有多业务、多比特率支持能力，并动态分配带宽，这时带宽可统计复用，因而信道资源利用率高。由于PON是共用的，OLT是共用的，加上采用ATM后带宽是共享的，因此APON的突出优点是成本较低。

　　光接入网由于采用光纤作为传输介质，具有传输距离远，带宽大，维护费用低等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。但由于其初期投资大，很难在短期内得到广泛应用。

　　混合光纤同轴接入

　　混合光纤同轴接入（HFC：Hybrid Fiber Coaxial）是一种新型的宽带接入技术，采用光纤到服务区，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。它融数字与模拟传输为一体，集光电功能于一身，同时提供较高质量和较多频道的传统模拟广播电视节目、较好性能价格比的电话服务、高速数据传输服务和多种信息增值服务，以及交互式数字视频应用。

　　HFC的主要结构由模拟前端、数字前端、光纤传输网络、同轴电缆传输网络、光节点、网路接口单元和用户终端设备等技术组成。模拟前端的主要功能是将模拟电视信号调制在HFC所规定的50～450MHz或550MHz的频段。数字前端提供对数字图像的压缩调制、数字电话信号的调制以及用户信息的路由选择等功能。光纤传输网络的主要作用是将所有接入到HFC的信息复用成一群信息流，然后将其变换为光信号后传送。光节点主要进行光电和电光转换。网络接口单元的主要作用是：一是将电话、数据和电视信号分开，二是将这些业务信号分送到不同的用户设备。

　　HFC的主要优点是基于现有的有线电视网络，提供窄带、宽带及数字视频业务，因此，成本较低，将来可方便地升级到光纤到户（FTTH）。但缺点是必须对现有有线电视网络进行改造，以提供双向业务的传送。

　　宽带无线接入技术

　　宽带无线接入技术系统是未来几年内通信市场发展的一个热点。目前宽带无线接入技术主要有以下几种：LMDS(Local Multipoint Distribute System,本地多点分配系统)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System,多点多信道分配系统)、无线局域网等。

　　本地多点分配系统（LMDS）

　　LMDS系统通常由基础骨干网、基站、用户终端设备和网管系统组成。骨干网可由ATM或IP的核心交换平台及因特网、PSTN网互连模块等组成。基站实现骨干网与无线信号的转换，可支持多个扇区，以扩充系统容量。一般来说，用户终端都有室外单元（含定向天线和微波收发设施）和室内单元（含调制解调模块及网络接口NUI）。LMDS系统可采用的调制方式主要为相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。无线双工方式一般为频分双工(FDD)，多址方式为频分多址(FDMA)或时分多址(TDMA)。

　　LMDS的主要优点是可同时支持话音、数据和图像业务的传送，且初期投资少，容易扩容和升级。缺点是传输距离段，同时易受天气和地形限制的影响。

　　多点多信道分配系统（MMDS）

　　MMDS（Multichannel　Multipoint　Distribution　System）是服务商向用户提供宽带数据和话音业务的一种固定无线接入方案。MMDS工作频段集中在2-5GHz，可用带宽2×31.5MHz（上、下行）。3.5G　MMDS频段具有良好的传播特性，传输距离可达10km。MMDS频谱不受雨衰的影响，但可被建筑物衰减。在通常情况下，该频段需要视线传播，但对于一些较下方的阻挡物有一定的抵抗力。

　　MMDS可提供点对点面向连接的数据业务、点对多点业务、点对点无连接型网络业务。与LMDS相比，MMDS不受雨衰影响，适用于用户分散、容量较小的场合。MMDS基站端与网络侧接口包括T1/E1、100Base-T和OC-3，用户侧接口包括T1/E1、10Base-T。因此，MMDS提供的带宽比较有限，MMDS的建设成本相对于LMDS要低些。

　　无线局域网

　　一般来说，凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网。这里的无线媒体可以是无线电波、红外线或激光。无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点（AP）、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。

　　无线局域网的组网方式包括有中心和无中心两种模式。当采用有中心的模式时，由接入点AP对无线信道进行集中式管理，当采用无中心的方式时，各移动终端分布式地随机访问信道。

　　在物理层，无线局域网可采用外+FHSS（或DSSS）、DSSS+补码键控以及OFDM多中方式。在MAC子层，无线局域网可采用PCF和DCF两种方式。

　　无线局域网为移动终端提供一种访问广域网的方式，也可由多个移动终端自由组网，共享资源。它主要支持数据业务的传送，也可提供语音和图像业务的传送。

　　无线局域网的主要优点投资少，移动终端可以动态，临时组网，支持移动终端的漫游。缺点是覆盖范围有限，带宽相对较小，且存在潜在的安全问题。
摘自　赛迪网