浅论有线宽带网络接入技术及其发展论文_周超

浅论有线宽带网络接入技术及其发展论文_周超

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摘要:随着社会信息化的加快推进,近年来宽带网络得到了迅猛的发展,宽带业务已经跟移动通信业务一样,成为了当今通信产业的重要支柱。本文主要对近年热门宽带接入技术进行探讨,以供大家参考。

一、有线宽带网络概念

有线宽带网络,是指具有传输介质(如光纤、电缆、双绞线等)作为载体的通信方式。而宽带网络是相对传统拨号上网而言的,尽管目前没有统一标准规定宽带的带宽应达到多少,但大家通常依据上行传输速率来定义的,即网络数据传输速率至少应达到256Kbps才能称之为宽带,其最大特点是带宽远远超过56Kbps拨号上网方式。我们常见的宽带网络接入方式有:电话拨号接入,ISDN,专线接入,ADSL接入、PON光纤接入等。

二、宽带网络主要接入技术

1、ISDN(综合业务数字网)技术

ISDN是在综合数字电话网(IDN)基础上发展起来的,提供端到端数字通信。它在用户和ISDN之间建立一条数字比特管道,使用时分复用方式支持多个独立的通路(channel)。窄带ISDN定义的标准化通路有B通路(64kbit/s的数字PCM话音或数据),D通路(16kbit/s或64kbit/s用作带外信令)[1]。简单地说,B通路用于传输话音,D通路用于传输数据。由于N-ISDN难以适应宽带需求,继而在ATM技术的基础上出现了宽带ISDN(B-ISDN)。ISDN将话音、数据、图像及视频信号集中在一个网络传输,就是通常所说的“一线通”。ISDN采用ATM技术,用户环路和干线都采用光缆。由于ATM技术没有得到广泛的应用,ISDN使用也很少。

2、基于铜线的xDSL技术

xDSL是各种类型DSL(数字用户线路)的总称,包括ADSL(非对称数字用户线)、VDSL(甚高比特率数字用户线)和EDSL(基于以太网的数字用户线)、HDSL(高速数字用户线)、HDSL2(第二代高速数字用户线)、SHDSL(单线对的高速数字用户线)等[2]。xDSL是一种以铜电话线为传输介质的点对点传输技术,它采用ADSL Modem将计算机的数据信号调制到一定的频带后再与原有电话信号复用同一条普通电话线传输。ADSL利用ADSL Modem将电话线分成三个信息通道:一个速率为1Mbps到9Mbps的高速下行通道;一个速率为16kbps到1Mbps的中速双工通道,用于ADSL控制信号的传输和上行信息;一个普通3k带宽的电话通道。这三个信息通道可以同时工作。目前宽带网络业务则是使用ADSL技术居多,ADSL是一种比较理想的双绞线铜缆宽带接入技术,这是一种采用离散多音频(DMT)线路码的数字用户线系统。其下行单工信道速率可为2.Mbit/s、4Mbit/s、6Mbit/s、8Mbit/s,可选双工信道速率为0Kbit/s、160Kbit/s、384Kbit/s、544Kbit/s、576Kbit/s,目前已能在0.5芯径双绞线上将6Mbit/s信号传送3.6km之远,ADSL所支持的主要业务是因特网和电话。各种DSL技术最大的区别体现在信号传输速率和距离的不同,以及上行信道和下行信道的对称性不同两个方面。

由于xDSL技术只能在短距离内提供高速数据传输,并且一般高速传输数据是非对称的,仅仅能够提供下行方向高速传输数据。因此xDSL技术只适合一部分应用。此外,xDSL技术对铜缆用户线路的质量也有一定要求,因此实践中实施起来有一定难度。基于以上种种原因,对ADSL技术提出更高的要求,于是诞生了新一代的ADSL技术,即ADSL2/ADSL2+。

3、ADSL2/ADSL2+ 技术标准简介

ADSL2是在第一代ADSL的基础上发展起来的,它下行频谱与第一代ADSL相同。由于采用了新的编码技术,理论上其最高下行传输速率可以达到12Mb/s,最高上行传输速率可以达到1.2Mb/s左右。ADSL2/ADSL2+ 与第一代ADSL技术相比主要有以下优点:1)通过灵活的带宽分配,能够提供更好的语音支持和开展多样化的业务;2)更高的传输速率和更远的传输距离。由于较第一代ADSL采取了更为有效的调制方法,其下行传输达到12Mbit/s,上行传输达到1.2Mbit/s的速率,ADSL2+ 则将提供下行传输带宽扩大到了24Mb/s;3)更强的线路侦测能力。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆ADSL2/ADSL 2+系统在线路监测、故障诊断等方面大大加强;4)通过采用无缝的实时速率自适应技术,增强了抗干扰的能力;5)其全数据模式应用范围更广。

4、基于HFC网的Cable Modem技术

基于HFC的Cable Modem技术是目前有线广播电视网主要的宽带接入技术,它使用同轴电缆,为用户提供300-750MHz宽带的频率资源。HFC的网络结构简单,一般由两级光纤、一级电缆构成。主前端到分前端、分前端到分配节点(ODN)一般采用光纤,分前端到用户一般采用电缆。在宽带传输的HFC网上,加上相应的设备(Cable Modem)就可以实现双向数据通信,从而进一步为用户提供全面服务。该技术以模拟频分复用技术为基础,综合应用模拟和数字传输技术,为用户提供语音、数据、视频等多种综合交互式业务信息。

5、基于PON的宽带接入技术

基于PON的宽带接入技术属于光纤接入技术的一种。光纤接入网可分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON)两大类,PON技术能够提供更高的传输速率,它不用供电,投资成本较低,且易维护,得到了广泛的商用。PON系统主要由终端(OLT)、光分配网络(ODN)、光网络单元(ONU)三部分组成,其两个技术标准是EPON和GPON。EPON技术是将以太网和PON这两种技术相结合,EPON技术采用点到多点网络结构,无源光纤传输方式,是一种能够提供多种综合业务的宽带接入技术,其分光比可达1:64。GPON也是采用无源光纤传输方式,它采用点到多点拓扑结构,可以提供视频、数据、语音和TDM业务。GPON传输速率高达2.5Gb/s,下行的有效带宽是 EPON 的2.55倍,上行是1.37倍。GPON的分光能力是EPON的2倍,覆盖相同用户时可节省一半的主干光纤。采用GPON技术进行光接入网络建设,可节省线路成本和局端设备投资50%,具有更高带宽和更大分光比1:128。能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的对高带宽的需求,同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。是一种传输速度更高、业务承载更高效、支持全业务的宽带网络接入最更佳解决方案。

在PON带接入技术中,以光纤靠近用户侧的远近,有多种接入方式满足不同的用户需求,如FTTC(光纤到路边)、FTTB(光纤到大楼)、FTTH/FTTO(光纤到户或办公室),是当今宽带网络接入优选的技术。

三. 主流宽带接入技术的现状与发展

1、ADSL接入技术现状与发展

ADSL是应用非常广泛的宽带接入技术,它能够充分利用现有铜缆资源为用户提供较高的接入速率。虽然以ADSL技术作为宽带网络接入方式的用户很多,但各运营商网络中采用的都是第一代ADSL技术,ADSL技术存在着不少的问题:1)开通距离短,用户到机房的距离不得超过3公里;2)其最大下行传输速率640K/s显然很低;3)无法向企业用户提供更高传输速率;4)对线路传输质量要求较高,经常突发有相互串扰和线路质量问题,也较容易老化或是漏水渗水,而且排查故障和维护非常不便,影响了服务质量,制约着宽带用户的发展。

2)PON接入技术现状与发展

PON技术以光纤通信为传输介质,采用无源光接入技术。PON接入技术具有传输距离远、网络部署灵活、低成本、高密度接入能力,大量节省了光缆资源,而且传输速率高,扩容便利,易于维护,可以满足不同用户的需求。PON系统可以通过WDM方式将CATV/DTV等业务合并到系统中统一承载,真正实现一纤入户,业务全开。采用PON技术进行的FTTH宽带网络接入,避免有源节点级联,简化了机房,免除了中途提供电源和维护费用,是当前最流行、应用最广泛的宽带接入方式。

四、结束语

总之,各种宽带网络接入技术都有各自的优劣势,都是作为宽带接入的主要方式和多元互相补充。随着语音、数据和多媒体业务的快速发展,必将推动各种宽带接入技术的迅猛发展,具有低成本、可运营、可管理、支持各种业务等特点的有线宽带接入技术成为发展的热点。

参考文献:

[1] 唐贵臣. 关于宽带接入技术的发展[J] 计算机光盘软件与应用.2011(12)

[2] 唐贵臣. 宽带接入技术及其发展现状 [J] 中国新通信.2013(18)

论文作者:周超

论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期

论文发表时间:2018/7/23

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