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寬帶技術(shù)分析
摘要：本文對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)和接入網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)目前占有寬帶網(wǎng)絡(luò)主要市場(chǎng)的ADSL和LAN接入技術(shù)進(jìn)行了比較，最后討論了寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) 非對(duì)稱數(shù)字線路 寬帶以太網(wǎng) 混合光纖同軸網(wǎng)
1.引言
計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入千家萬(wàn)戶，網(wǎng)絡(luò)日益成為人們工作、學(xué)習(xí)、生活的必備工具。在網(wǎng)絡(luò)普及過(guò)程中，網(wǎng)速是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率就越高，寬帶技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂寬帶網(wǎng)絡(luò)是指?jìng)鬏�、交換和接入的寬帶化。本文詳細(xì)分析了寬帶網(wǎng)的主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)，并對(duì)寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論。
2.主干網(wǎng)技術(shù)
寬帶技術(shù)包括主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。在過(guò)去的幾年內(nèi)，運(yùn)營(yíng)商將大量資金注入主干網(wǎng)，主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化，傳輸速率可以達(dá)到千兆。
寬帶主干網(wǎng)在物理層使用的是SONET(同步光纖網(wǎng)絡(luò))技術(shù)。ITU-T以SONET為基礎(chǔ)，制定出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH。一般可以認(rèn)為SDH和SONET 是同義詞。主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)可以大致分成三類：虛電路服務(wù)、數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和ATM技術(shù)。虛電路服務(wù)是一種面向連接服務(wù)，通信過(guò)程包括建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接。X.25協(xié)議和幀中繼都是虛電路服務(wù)。虛電路提供的是可靠服務(wù)，因此，基于X.25協(xié)議和幀中繼等虛電路服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可靠性較好。但是由于虛電路傳輸效率較低，目前常用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是基于另一類數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的IP協(xié)議。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的無(wú)連接服務(wù)，雖然服務(wù)質(zhì)量不可靠，但其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸效率高，這也是IP協(xié)議能夠一統(tǒng)天下的原因。最后一類是ATM信元交換技術(shù)，ATM是綜合了電路交換和分組交換的特點(diǎn)產(chǎn)生，能夠提供可靠服務(wù)和較高的傳輸速率，美中不足的是其協(xié)議復(fù)雜，交換設(shè)備昂貴，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用不多。
3.接入網(wǎng)技術(shù)
接入網(wǎng)的概念從建立電話網(wǎng)開(kāi)始就存在，寬帶網(wǎng)的出現(xiàn)使得接入網(wǎng)作用尤為突出。接入網(wǎng)是連接用戶終端設(shè)備和某種業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，即用戶交接設(shè)備之后到用戶引入線之前，僅提供通道而不具備交換功能的通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
如前所述，寬帶主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)光纖化，其帶寬可滿足當(dāng)前的通信需要，但大部分的接入網(wǎng)仍然停留在以電話交換為主的水平上。接入網(wǎng)的傳輸速率普遍比較低，成為制約寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。于是，近年來(lái)出現(xiàn)了多種接入網(wǎng)技術(shù)。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的一部分同樣可以使用主干網(wǎng)的協(xié)議，如有些接入網(wǎng)也才采用幀中繼等技術(shù)。這里主要討論目前發(fā)展比較迅速的幾種寬帶技術(shù)。
3.1 ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）
ISDN是在綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，提供端到端數(shù)字通信。它在用戶和ISDN之間建立一條數(shù)字比特管道，使用時(shí)分復(fù)用方式支持多個(gè)獨(dú)立的通路(channel)。窄帶ISDN 定義的標(biāo)準(zhǔn)化通路有B通路（64kbit/s的數(shù)字PCM話音或數(shù)據(jù)），D通路（16kbit/s或64kbit/s用作帶外信令）。
ITU-T規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化組合有兩種：（1）基本速率2B D=144kbit/s，其中一個(gè)B通路用于傳輸話音，一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)，D通路為16kbit/s。（2）一次群速率23B D或30B D,分別對(duì)應(yīng)T1標(biāo)準(zhǔn)（1.544Mbit/s）和E1標(biāo)準(zhǔn)（2.048Mbit/s）。
由于N-ISDN難以適應(yīng)寬帶需求，繼而在ATM技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了寬帶ISDN(B-ISDN)。B-ISDN將話音、數(shù)據(jù)、圖像及視頻信號(hào)集中在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸，就是通常所說(shuō)的“一線通”。B-ISDN采用ATM技術(shù)，用戶環(huán)路和干線都采用光纜。由于ATM技術(shù)沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，B-ISDN使用的也很少。
3.2 HFC（混合光纖同軸網(wǎng)）
HFC利用具有巨大帶寬的廣播電視網(wǎng)，鋪設(shè)光纖到服務(wù)區(qū)，用戶的“最后一公里”采用同軸電纜。光纖部分的光分配節(jié)點(diǎn)（ODU）到頭端（HEAD）是星型連接，光結(jié)點(diǎn)到用戶這段同軸電纜是樹(shù)型連接，在美國(guó)圍繞一個(gè)光結(jié)點(diǎn)的同軸網(wǎng)絡(luò)可以連接500個(gè)用戶。
用戶使用Cable modem利用同軸電纜連接到光結(jié)點(diǎn)，接入HFC網(wǎng)絡(luò)。由HFC網(wǎng)接入有線電視網(wǎng)（Cable TV）, 最后由有線電視網(wǎng)和Internet高速相連。
Cable modem 和一般modem原理相似，都是進(jìn)行頻譜搬移。Cable modem將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到某個(gè)頻帶范圍后占用有線電視帶寬傳輸。但是Cable Modem 本身又不是單純的調(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、SNMP代理和以太網(wǎng)集線器等功能為一身。
HFC的上行速率一般在200kbit/s到2Mbit/s之間，最高可達(dá)10Mbit/s。下行速率一般在3Mbit/s到10Mbit/s,最高可達(dá)到36Mbit/s。
同軸電纜帶寬要比電話線帶寬寬很多，在有線電視網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，HFC是一種很好的寬帶接入方式。但是傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)是單向的，用于上網(wǎng)就要對(duì)原有線路進(jìn)行雙向改造，需要一定費(fèi)用。
3.3 ADSL(非對(duì)稱數(shù)字線路)
xDSL是DSL(數(shù)字用戶線路)的統(tǒng)稱，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)。xDSL包括HDSL（高速數(shù)字用戶線）、SDSL（對(duì)稱數(shù)字用戶線）、ADSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶線）、VDSL（甚高比特率數(shù)字用戶線）等多種類型。目前寬帶市場(chǎng)主要使用ADSL技術(shù)。
ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，利用ADSL Modem 將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到一定的頻帶后再與原有電話信號(hào)復(fù)用同一條普通電話線傳輸。ADSL 利用ADSL Modem將電話線分成三個(gè)信息通道：一個(gè)速率為1 Mbps到9Mbps的高速下行通道；一個(gè)速率為16kbps到1Mbps的中速雙工通道，用于ADSL控制信號(hào)的傳輸和上行信息；一個(gè)普通3k帶寬的電話通道。這三個(gè)信息通道可以同時(shí)工作。
當(dāng)前 ADSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備一般采用 3種線路編碼技術(shù)，抑制載波幅度和相位 (carrier-less amplitude and phase, CAP),離散多音復(fù)用 (disc
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