第9章网络接入技术

第9章网络接入技术9.1网络接入概述9.2ISDN接入技术9.3xDSL接入技术9.4ADSL接入技术9.5CableModem接入技术9.6电力线接入方案9.7HomePNA接入9.8DDN数字专线9.9光纤接入技术9.10以太网宽带接入技术9.11宽带固定无线接入技术9.1网络接入概述公共传输网络网络接入技术的发展公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分“最后一公里”调制解调器（MODEM）来拨号上网调制技术从基本的ASK（幅移键控法）、FSK（频移键控法）和PSK发展到高速调制解调器中使用的PAM（正交幅度调制）和TCM（网格编码调制）MODEM的速率从9600bps、14.4Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps2000年ITU提出使用V.92协议“窄带”和“宽带”二种接入方式9.2ISDN接入技术ISDN与Modem的最大区别在于它将原本以模拟方式传送的信号经抽样及信道划分后变为数字信号进行传送，从而使原本56K的模拟信号带宽的物理限制得以突破，可以充分利用物理限制上限，提高至约2Mbps的数字信号带宽。根据抽样定理，抽样速率必须是模拟信号最高频率的二倍以上，才能保证抽样值能准确地再现原模拟信号。模拟语音信号的最高频率为4KHz，为保证每个信道能正确的传送语音信号，其抽样频率就要达到8KHz，即每秒8000个抽样值，因此，每个数字信道必须具有8bit×8KHz=64Kbps带宽，才能无畸变传送语音信号，这就是ISDN每个信道的带宽必须为64Kbps的原因。ISDN用户端的接入设备分为ISDN网络终端设备、ISDN用户终端设备（TE1）和ISDN终端适配器（TA）三种。9.2ISDN接入技术9.3xDSL接入技术xDSL是DSL(DigitalSubscriberLine)的统称，意即数字用户线路，是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。xDSL实质是一系列的超级ModemxDSL已成为电信公司占领接入网市场为家庭和小型商务服务的主要接入技术。xDSL技术被认为是解决“最后一公里”问题的最佳选择之一9.3xDSL接入技术1.对称xDSL(1).高速数字用户线（HDSL）(2).对称数字用户线(SDSL)(3).综合数字业务用户线（(ISDNDSLIDSL)(4).多虚拟数字用户线（MultipleVirtualLineMVL）2.非对称xDSL(1).非对称数字用户线（ADSL）(2).超高速数字用户线（VDSL）(3).速率自适应数字用户线（RADSL）(4).UDSL(Ultrahighbit-rateDSL:超高速数字用户线)）9.4ADSL接入技术传统的Modem也是使用电话线传输的，但它只使用了0～4KHz的低频段，而电话铜线理论上有接近2MHz的带宽，ADSL正是使用了26KHz以后的高频带才提供了如此高的数据传输速率。ADSL调制解调器一般采用两种方法实现。频分多路复用（FDM）或回波消除（EchoCancellation）技术ADSL都会分离出4KHz的频带用于电话服务（POTS）9.4ADSL接入技术DMT调制解调技术把铜制电话线上可用的0~1.104MHz频带分割为256(0~255)个信道，每个信道占用4312.5Hz带宽，0信道（0~4KHz）用来传输电话音频；1~5信道（4KHz~26KHz）没有使用，用来分隔语音信道和数据信道；另外的250信道（26KHz~1.1MHz）传送数据，其中一个信道用于上行的控制，一个信道用于下行的控制，其余的可以传送数据。电信公司可决定上下行数据各占用多少信道，由于接入网中用户下行数据量大于上行数据量，因此下行信道数一般占可用信道的80%~90%，上行信道只占10%~20%，这就是为什么电信公司提供的ADSL接入速率不一致的原因。9.4ADSL接入技术理论上每赫兹可以传输15bit数据，如果有224条下行信道，则理论上下行速率为：224*4000*15=13.44Mbps但实际的信号传输受到噪声的影响，在有干扰存在的信道上的传输速率可能降为8bits/HzADSL标准：ANSI的T1.413h和ITU－T的G.992.1都规定允许有8Mbps的下行速率和1Mbps的上行速率，实际上电信公司很少给用户提供这么高的速率。9.4ADSL接入技术9.4.2ADSL系统组成系统主要由局端设备和用户端设备(CPE)组成9.4ADSL接入技术9.4.4局域网中使用ADSL1.ADSLMODEMADSLModem共享上网可分为Internet连接共享、网络地址转换和代理服务器等三等形式。9.4ADSL接入技术9.4.4局域网中使用ADSL2.ADSL路由器9.4ADSL接入技术9.4.4局域网中使用ADSL3.无线宽带路由器9.5CableModem接入技术9.5.1HFC简介光纤同轴电缆混合网（HybridFiberCoaxial，HFC），是以现有的CATV网络为基础，采用光纤到服务区，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆的新型有线电视网。传统的同轴电缆系统通常的传输频带为330MHz或450MHz，而HFC系统达到750MHz以上，HFC的高带宽为数据提供了传输空间。其同轴电缆采用树型结构，通过分支器连接到终端用户。光分配节点（ODU）到头端（HE）为星型拓扑结构，采用AN－SCM光波技术通过光缆传输信号，所有连接到光节点的用户共享一条光纤线路。9.5CableModem接入技术9.5.1HFC简介终端用户要想通过HFC接入，需要安装一个用户接口盒（UIB），它可以提供三种连接：使用CATV同轴电线连接到机项盒（STB），然后连接到用户电视机；使用双绞线连接到用户电话机；通过CableModem连接到用户计算机。由于现有的有线电视只提供单向下行广播业务，为实现双向通信必须对现有的有线电缆进行双向通信改造，需要有双向分配放大器、双向分离器和双向干线放大器等。HFC接入系统为树型结构，同轴的带宽是由所有用户公用的，而且还有一部分带宽要用于传送电视节目，用于数据通信的带宽受到限制，目前一般一个同轴网络内至多连接500个用户。反向链路则由用户本地服务单元的CableModem将用户终端发出的信号调制送入反向信道，并由前端设备解调后送往网络。其中反向信道可以用电话拨号的形式，也可利用经过改造的HFC网络的反向链路。9.5CableModem接入技术9.5CableModem接入技术9.5.2CableModem的工作原理CableModem要在两个不同的方向上接收和发送数据，把上、下行数字信号用不同的调制方式调制在双向传输的某一个6MHz(或8MHz)带宽的电视频道上。它把上行的数字信号转换成模拟射频信号，类似电视信号，所以能在有线电视网上传送。接收下行信号时，CableModem把它转换为数字信号，以便计算机处理。CableModem通过电缆网络提供数据服务，通常在50MHz～750MHz之间电视频道中分离出一条6MHz的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式，最高速率可达27Mbps，如果采用256QAM，最高速率可达36Mbps。上行数据一般通过5～42MHz之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK（正交相移键控）调制，QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低。上行速率一般在500Kbps至10Mbps间。9.5CableModem接入技术9.5.3CableModem的种类9.5.4CableModem系统的配置、使用和管理9.6电力线接入方案电力线接入上网的原名为PLC技术，英文全称为PowerLineCommunicatio，主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。LC被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一电力宽带在传送数据信息时，往往会通过专门的OFDM或GMSK调制技术，将计算机数据信号调制成特殊的电力信号，该信号可以在1.6MHz~30MHz的频宽范围之间的电力线上正常传输；在数据信号的接受端，需要借助专业的信号分离器，将电力信号和数据信息进行过滤，然后再通过调制器将信号还原成原来的数据信号。电力宽带上网的速度根据网络设备的不同，可以达到5M~45M这样的大小。9.6电力线接入方案用户端在使用电力宽带上网时，用专业的PLC电力调制解调器，将计算机信号转换成电力信号，然后电力信号再通过电力线传送到ISP的局端设备中，利用该设备电力信号就能转换成数据信号，以后数据信号就能通过交换机、光收发器等设备直接进入Internet在通信设备内部，高频网络信号与50/60Hz低频电信号一起，耦合到用户端电力线上，由此可把通信网、电力输送网和用户驻地网连接起来。9.6电力线接入方案9.7HomePNA接入HomePNA全名是“家庭电话线路网络联盟（HomePhoneLineNetworkingAlliance）”HomePNA技术实质就是一种变种的ADSL，它的设备就是一套简单的ADSL局端和用户端设备，速度相对标准ADSL慢一些，传输距离更短一些，HomePNA主要面向解决最后几百米的高速Internet接入，LAN（局域网）互连等，它通过现有的电话线为每个用户提供1Mbps（HomePNA1.0版本）或10Mbps（HomePNA2.0版本）的高速数据传输。解决互联网接入的模型一般是这样：ISP通过光纤或者其他方式将高速互联网接口连到小区，通过HomePNA局端设备（小区网络中心）和客户端设备在小区内通过小区住户的电话线连接成一个局域网，然后通过HomePNA设备上的共享上网服务功能为用户提供高速上网连接。9.7HomePNA接入1.HomePNA工作原理HomePNA技术是基于频分复用技术，利用频率的不同分离语音与数据，实现了在同一条普通的电话线（２芯）上同时传输语音和数据业务。声音的传送频段在20Hz~3.4KHz之间，而xDSL利用26KHz~1.1MHz之间的频段，HomePNA利用5.5MHz~9.5MHz之间的频段，因此用户可以利用同一条电话线访问因特网，同时又可以使用电话或收发传真，而互不影响。HomePNA使用比POTS（语音服务）、ADSL更高的传输带宽，所以可以和电话同时使用而互不干扰。2.组网方式3.技术标准4.产品组成及特点5.HomePNA的特点6.应用范围