第 9章宽带网络技术简介本章主要内容
宽带网络的技术层次；宽带传输技术及 SDH； DSL接入技术；光纤接入技术；
光纤 /电缆混合接入技术；无线接入技术；宽带网络应 。
本章要求
了解宽带网络的概念和技术层次
了解光纤传输系统的组成,SDH的帧结构和基本信息模块
了解 DSL接入技术的类型及对称和非对称性
掌握 ADSL接入技术的对称性、提供的通道、所需硬件及其作用
了解光纤接入网的拓扑结构和类型
了解 HFC技术的组成和应用,Cable
Modem 的特点和应用
了解无线接入网和无线接入技术的种类
了解宽带网络的应用本章分为四小节
6,1 宽带网络概述
6,2 宽带传输技术及 SDH
6,3 宽带接入技术
6,4 宽带网络应用
9,1 宽带网络概述
宽带网络 是具有较高通信速率和吞吐量的通信网络 。 宽带的获得不仅仅是速率的提高,还与通信技术,半导体技术,协议实现技术和组网技术等密切相关 。
通常,宽带网络可作为高速主干网络或互连通道,适于公共网络和专用网络 。
宽带网络 可分为传输网络、交换网络和接入网络三部分 (三个层次 )，因此宽带网络技术也分为宽带传输技术、宽带交换技术和宽带接入技术三部分。
宽带传输网络 主要是以 SDH为基础的大容量光纤网络；
宽带交换网络 主要是采用 ATM技术的综合业务数字网络；
宽带接入网络 主要有光纤接入、铜线接入、混合光纤 /铜线接入、无线接入等方式。
9,2 宽带传输技术及 SDH
1,传输技术
宽带网络中干线传输要解决的问题是大容量,长距离的可靠传输,采用的物理传输线路当然是光纤 。
光纤通信系统除信源,信宿和光纤信道外,还有电发射机,光发射机,中继放大器,光接收端机和电接收端机等 。
电发射端机光发射端机光接收端机电接收端机中继放大器光通信系统的组成
电发射端机将多路电信号复用成一路高速信号送入光发射端机；
光发射端机完成电 /光转换、线路编码和光调制 (目前采用光幅度调制 )，调制后的光信号在光纤线路上传输。
对于长距离传输，可采用中继放大器。
中继放大器对信号进行放大、整形，再重新发送到光纤上。
光接收端机完成光解调和光 /电转换，电接收端机则分离出各路电信号。
光通信的传输损耗在不断下降，特别是波分复用技术和光孤子技术的发展使传输容量不断增加。
光孤子技术采用极窄的光脉冲，传播后可以达到极小的失真，从而达到极高的传输质量。
波分复用可使多路不同波长的光信号在同一光纤上传输。
利用波分复用技术，光纤的传输容量可达 100Gbps以上。
在传输体系方面，宽带传输网采用光纤同步数字传输体系 (SDH)。
2,SDH技术
(1) SDH概述
SONET最早是由美国贝尔公司提出，后被
ANSI定为 SONET标准。接着 ITU-T采纳了
SONET概念，进一步修订后重命名为 SDH，
作为一种新型数字传输标准。
SDH是一种新型的数字传输标准 。 目前各国都先后建设了 SDH传输系统 。
后来,SDH成为不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的通用性技术体系。
同步光纤网络 SONET是以光纤为传输媒体的高速骨干网络。 SONET可灵活地支持多种业务服务。
所以 SONET和 SDH基本上是一回事。
1988年 ITU-T开始推出了一系列 SDH标准，对 SDH的比特率、帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，从而确立了 SDH
传输体系。
(2) SDH速率和帧结构
SDH帧结构为块状结构，由横向 270列和纵向的 9行 (每行 8比特 )组成。字节传输是从左而右、从上而下按顺序进行的，
每秒钟传输 8000帧。因此其传输速率是
155.52Mbps (9χ 270χ 8χ 8000)。
9行基础模块的帧结构每行 8位
270列
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SDH最基本、最重要的模块信息是 STM-
1，其速率为 155.52Mbps。更高等级的
STM-N是将 STM-1同步复用而成。 4个
STM-1构成 STM-4(622.08Mbps)； STM-
16是 2448.32 Mbps，即 2.5Gbps； STM-64
约 10Gbps。
(3) SDH的特点
具有全球统一的网络结点接口 NNI,简化了信息互通；
具有一套标准化的信息结构 (同步传输模块 STM-N)等级；
具有强大的网络管理功能；
各网络单元均有标准的光接口；
具有一套特殊的复用结构,允许现有的准同步数字体系 PDH,SDH和 ISDN的信息进入其帧结构,因而具有广泛的适应性；
采用大量软件进行网络配置和控制；
9,3 接入网络技术
宽带接入网是网络中技术最复杂,实施最困难,影响面最广的一部分 。 在电信网发展的几十年中,已实现了从模拟到数字,
从电缆到光缆,从 PDH(准同步数字体系 )
到 SDH的飞跃,各种新技术被应用于传输网和交换网 。
但接入网仍以模拟双绞线技术为主,主要采用拨号上网方式,无法适应宽带数字网的要求 。 从目前情况看,主要有 4种宽带接入技术：以现有电话网铜线为基础的
xDSL技术,以电缆电视为基础的 HFC技术,光纤接入技术和无线接入技术 。
1．数字用户线 xDSL接入技术
(1) xDSL概述
DSL(数字用户线 )技术是 1989年为视频点播 VOD业务开发的。现在已有十余种
DSL技术问世，形成了 xDSL。我国电信部门为用户提供的主要是 ADSL技术。
xDSL比 PSTN更高速，也更复杂。 xDSL
是基于公用电话网的技术。
基于电话网的普通 Modem传输速率只有几十 K，而 xDSL却能达到几 M。
xDSL只是利用 PSTN的用户环路而不是整个网络。采用 xDSL技术调制的数据信号实际上是与原有话音信号在线路上叠加传输的，在电信局和用户端分别进行合成和分解，需要配置相应的局端设备。
我们知道，传输距离越远，信号衰减越大，越不适合高速传输，所以 xDSL只能工作在用户环路上，距离有限。 xDSL技术按上行 (用户到交换局 )和下行 (交换局到用户 )的速率是否相同可分为速率 对称型 和 非对称型 两类。
电话网是由一系列独立的电话交换局互连形成,每个局的服务半径一般在 5km之内,用户线路基本上都是市话电缆 (双绞线对 )。 因此采用 xDSL技术不需要对现有的接入系统进行改造,即可方便地开通宽带业务 。
xDSL的关键在于高速信道的调制技术 。
目前所用调制技术有三种：
QAM(正交幅度调制 )
CAP(无载波幅度相位调制 )
DMT(离散多频调制 )
(2) ADSL
ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line )
ADSL是一种在无中继的用户环路网上利用双绞线传输高速数据的技术 (非对称 )，它可在现有电话线上提供最高达
8Mbps的下行速率和最高 640Kbps的上行速率，有效传输距离达 3— 5km。
ADSL的下行速率受距离影响较大。在距离 3km时，速率还可达 8Mbps，而在
6km时，速率就降低到 1.5Mbps左右。上行速率通常在 16K— 640Kbps之间。
ADSL可以在普通电话线上提供 三个通道,
最低频段部分为 0— 4kHz的话音通道；
中间频段部分为上行数据通道；
最高频段部分为下行数据通道。
因此，在现有电话线上既可以快速接入
Internet，也可以打电话、发传真。通话质量与 Internet接入速度互不影响。
ADSL与 一线通相似，但比 ISDN速率更高些。
ADSL宽带接入原理,用户使用 ADSL接入 Internet时，要增加 ADSL Modem (或
Router)和 ADSL分离器等硬件设备。
ADSL Modem 用于单机或小型网络用户的接入,ADSL Router 用于用户较多或对安全性和稳定性要求较高的中小型网络。
ADSL接入包括用户端模块和交换局端模块。用户端由用户 ADSL Modem和分离器组成，交换局端由 ADSL Modem、
分离器和接入多路复用系统组成。
接线盒 外线跳线架交换机跳线架外线跳线架交换机跳线架
Internet
接线盒
ADSL
用户电话用户用户端 电话外线 电话局端
ADSL接入与普通电话模型示意图
ADSL Modem
分离器 分离器
ADSL Modem
程控交换机程控交换机
ADSL Modem的作用是将用户机的数字数据调制成较高频率的模拟信号，以便在电话线上传输，或反之 (解调 )。
分离器 的作用是分离承载音频的 4KHz以下的低频带信号和 ADSL Modem调制的高频带信号。
ADSL的优势：
ADSL上网和打电话两不误,不交电话费；
ADSL使网上视频服务成为可能：
带宽 1.5Mbps(mpeg1)相当于 VCD图象质量
带宽 3--6Mbps(mpeg2)相当于 DVD图象质量
(2) HDSL
HDSL(高速数字用户线 )
HDSL是一种 对称式 高速数字用户技术，
上 /下行速率相等。它利用 两对双绞线 进行数字传输。一对线时，速率达 784--
1040K bps；两对线时，达 T1或 E1速率。
(3) SDSL
SDSL(对称数字用户线 )是 对称 技术,
与 HDSL的区别在于只使用一对铜线 。
SDSL可支持 1Mbps左右上,下行速率相同的应用 。 该技术现在已使用 。
(4) VDSL
VDSL(超高速数字用户线 )技术是目前最先进的数字用户线技术,它是一种 非对称 技术,上行速率为 1.6--2.3Mbps；下行速率为 12.96--55.2Mbps,最高可达
155Mbps (HDTV信号速率 )。
VDSL采用 DMT (离散多频调制 )方式。
VDSL技术是在 ADSL基础上发展起来的，
它可在很短的双绞铜线上 (如 300m)传输比
ADSL更高速的数据。
VDSL采用前向纠错 (FEC)编码技术进行传输差错控制。
与 ADSL相比,VDSL传输速率高，码间干扰小，数字信号处理技术简化，成本低。
但目前 VDSL还处于研究阶段，相关组织正在进行规范的制定。
(5) RADSL
RADSL是速率自适应数字用户线,它提供与 ADSL基本相同的速率范围,也是一种 非对称式 数字用户线技术 。
与 ADSL的区别在于,RADSL的速率可以根据传输距离的变化动态自适应 。
(6) IDSL
ISDL是基于 ISDN的数字用户线 。 ISDN
从其现在的应用看也可算作 xDSL技术中的一种 。 IDSL可以被认为是 ISDN技术的一种扩充,它用于为用户提供基本速率 (144Kbps)的 IDSN业务,但其传输距离可达 5km。
xDSL技术是宽带接入中非常热门、活跃的技术。除以上介绍外，还有 UDSL、
CDSL,EDSL等技术。
2．光纤接入技术
(1) 光纤接入技术概述
光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰和保密性强等优点，
它在数据传输网和交换网中都有广泛应用，在接入网中，也得到了发展。
光纤宽带接入将会取代现有的电话拨号、
ISDN和 ADSL，成为因特网接入的首选方式。
光纤接入宽带网属于 MAN的范畴，通过光纤将 LAN接入 MAN的，在实现与其它
LAN高速连接的同时，实现与因特网的高速连接。
光纤宽带接入网的硬件设备有光收发器、
路由器和光缆网卡。
光纤收发器 用于实现光纤到双绞线的连接，进行光电转换；
路由器 需有高速端口，实现 10Mbps或更高速率的连接。在与 Internet接入时，路由器的主要作用有二：
一是连接不同类型的网络二是实现网络安全。
(2) 光纤接入网基本结构
OAN(光纤接入网 )主要传输介质为光纤，
而交换局交换的和用户端接收的均为电信号，所以在用户端和交换局端都要进行电 /光 (E/O)和光 /电 (O/E)转换，才能实现中间线路的光信号传输。
光纤宽带接入网的拓扑结构有：总线型,
环型,星型和树型 。
总线结构,以光缆为公共总线,各用户端通过某种耦合器与总线直接连接构成 。
环型结构,所有节点共用一条光纤线路,
线路首尾相接构成封闭式回路 。
星型结构,各用户终端通过一个具有控制和交换功能的耦合器进行信息交换。
树型结构,为分级结构，采用多个分路器，将信号逐级分配，最高端级具有很强的控制和协调能力。
(3) 光纤接入网的分类
根据光网络单元 ONU与用户的距离,光纤接入网 OAN可分为若干种专门的传输结构 。 主要有：光纤到路边 (FTTC),光纤 到 大 楼 (FTTB),光 纤 到 远 端 节 点
(FTTR),光纤到社区 (FTTZ),光纤到家庭 (FTTH)和光纤到办公室 (FTTO)等 。
FTTC(光纤到路边 )：
在 FTTC结构中,ONU是设置在路边的分线盒或交换箱。 ONU到用户之间部分是双绞线对，该段也可采用同轴电缆，这时可传输宽带图像业务。
FTTB(光纤到大楼 )：
FTTB是 FTTC的一个变形，不同之处在于将 ONU直接放在楼内，并由多对双绞线将业务分送各个用户。
FTTH(光纤到家庭 )：
如将 FTTC设在路边的 ONU移到家庭中，
就形成了 FTTH结构。 FTTH也将是接入网最终的解决方案，即从本地交换机到用户全部都采用光纤线路，从而为用户提供宽带交互式业务，且可避免外界干扰、便于供电等。
从技术角度看,FTTC,FTTR,FTTZ、
FTTB基本接近，没有实质性区别；
从运营角度看，业务量最大、用户需求最迫切的是 FTTB，因为目前 FTTH成本还是较高，多数用户难以接受。
3,HFC接入技术
HFC(Hybrid Fiber Coax)是光纤 /同轴电缆混合接入网。 HFC网是一种综合了频分复用、数字传输、光纤和同轴电缆技术、
射频技术的智能宽带接入网，是有线电视网 (CATV)和电话网结合的产物。
HFC是基于有线电视网、以同轴电缆为最终接入的宽带网络系统。
通过有线电视宽频上网，使用 Cable
Modem(电缆调制解调制器 )，传输速率可达 10Mbps— 36Mbps。
通过 HFC网传输数据,可以覆盖整个大,中城市 。 如果通过改造后有线电视宽频网的光纤主干线能到大楼,实现全数据网络,传输速率可达 1G以上 。
HFC除了实现高速上网外,还可实现可视电话,远程医疗,IP电话和 VOD服务,
成为事实上的信息高速公路 。
HFC的特点,覆盖范围大,信号衰减小,噪声低,是理想的 CATV传输技术 。
HFC以光缆作为 CATV网络干线、同轴电缆为辅助线建立的用户接入网络。该网络连接用户区域的光纤节点，再由节点通过 750MHz的同轴电缆将有线电视信号送到最终用户。 Cable Modem在网中采用 IP协议，传输 IP分组。
有线接入网发展的一个重要趋势是 FTTC
和 HFC融合。 FTTC+HFC主干系统共缆光纤分别传送数字和模拟信号，两类信息由设置于路边的光网络单元分别恢复成各自的基带信号后，语音信息经双绞线送到用户，而数字和模拟视频信号经同轴电缆送到用户。
Cable Modem
顾名思义,Cable Modem是适用于电缆传输体系的调制解调器,其 主要功能 是将数字信号调制成射频信号,并可将射频信号中的数字信息解调出来；此外,
它还提供标准的以太网接口,还可完成网桥,路由器,网卡和集线器的部分功能 。 因此它的结构比传统 Modem复杂得多 。
Cable Modem与传统 Modem在原理上基本相同，都是将数据调制成模拟信号在电缆的一个频率范围内传输，接收时再解调为数字信号。不同之处在于,Cable Modem
是通过有线电视的某个传输频带而不是经过电话线进行解调。
另外，普通 Modem所使用的电话线由用户独享，而 Cable Modem属于共享介质系统，其余空闲频段仍可用于传输有线电视信号。
分线盒光放大器光放大器头端光纤节点 1
光纤节点 2
光纤节点 n
Cable
Modem PC
TV
光纤干线部分 用户部分前端部分
HFC 网结构
Cable Modem也类似于 ADSL,提供非对称的双向信道,上行信道采用载波频率范围在 5M— 42MHz之间，由于该段易受家用电器噪声干扰，因此采用抗干扰能力强的调制方式，可实现 128K— 10Mbps
的传输速率。
下行信道载波频率范围在 42M— 750MHz
之间，一般采用 QPSK和 QAM调制方式，
可实现 27M— 36Mbps的传输速率。
Cable Modem的特点：性能价格比高；
非对称专线连接、不受连接距离限制、
平时不占用带宽 (只在下载和发送数据瞬间占用带宽 )、上网看电视两不误。
每个有线电视的频宽为 8MHz,HFC网络的频宽为 750M，所以整个频宽可支持近 90个频道。在 HFC网络中，目前有大约 33个频道留给数据传输 (550 —
750MHz范围 )，整个频宽相当可观。
4．宽带无线接入技术
宽带无线接入技术是基于 Mpeg(活动图像数字压缩编码 )技术，为适应交互式多媒体业务和 IP应用的一种双向宽带接入技术。宽带无线接入网是由部分或全部采用无线电波传输媒介连接业务接入节点和用户终端构成的。
宽带无线接入网提供的业务有电话,
传真和短信息服务,还将扩展到图像和数据服务 。
无线接入网可分为 固定无线接入网 和移动无线接入网 两类 。
固定无线接入网 是指从业务接入点到用户终端部分或全部采用无线方式，为固定位置的用户或仅在小范围内移动的用户提供服务。用户终端主要有电话机、
传真机和计算机等，实现方式包括
VSAT、一点多址微波系统和直播卫星系统等。
一种崭新的固定无线宽带接入技术是本地多点分配业务 LMDS。大多数国家将
27.5 GHz--29.5GHz定为 LMDS频段。
LMDS具有更高带宽和双向数据传输特点，可提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。
移动无线接入网 主要为行进中和位置不固定的用户提供服务，用户终端主要有手机、车载电话等。实现方式有全球移动通信系统 GSM、卫星移动通信系统、
无线寻呼和集群调度系统等。
移动无线接入网 包括蜂窝区移动电话网、
无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、
卫星全球移动通信系统等。无线用户环路目前正从模拟系统向数字系统发展。
无线接入网几乎涉及无线传输的所有技术,如信源编码,信道编码,调制解调,放大与滤波,发射与接收,频段与天线,差错控制等 。
与有线网比,无线接入网具有建设周期短,维护费用小,抗自然灾害能力强,可同时向用户提供固定接入,移动接入和支持个人通信等优点 。
宽带无线接入网 实现技术,主要有 卫星通信接入技术 和 无线微波扩频接入技术 。
卫星通信接入技术就是为全球移动用户提供大跨度,大范围,远距离的漫游和机动灵活的移动接入服务 。 主要实现系统就是 VSAT,最大传输速率不超过 2Mbps。
无线微波扩频接入技术接入速率为 64K—
2Mbps，使用频段为 2.4M— 2.4835MHz，
该频段属于工业自由辐射频段，是国内唯一不需无委会批准的自由频段。
所谓 扩频 就是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱的编码处理。
5,几种宽带接入技术的比较
DSL技术 的最大优势在于它可以利用已建成的双绞铜线网,实现用户的宽带数字接入 。 就我国的国情来说,它具有其他方式无法比拟的优势 。 但铜线受传输距离的限制,带宽和传输质量有限,因此它可作为向未来光纤接入网过渡方案,而不能作为长远的选择
光纤接入技术,由于光纤频带宽,传输距离远,通信质量好,是接入技术传输媒体的首选 。 但光纤接入不能利用现有的传输铜线基础,需另行铺设线路,
因此费用很高,可作为长远的发展目标 。
宽带无线接入 具有组网灵活,安装和维护简单,不需铺设线路,具有终端移动性,费用低,建设速度快等优点,因此可用于用户密度低,铺设电缆不方便或边远地区 。
但主要问题是：需要开放新的无线频段；需开发一种智能波速控制方法来实现；需研制自适应可编程快速调制算法和满足高速移动通信要求的多路复用技术等 。
HFC宽带入技术 具有频带宽,传输速率大,灵活的扩充性,节省用户费用,
网络造价低等优点,因此它可作为现阶段最经济的数据通信手段 。
9,4 宽带接入网络应用
视频点播 (VOD)
可视电话
电视会议
虚拟专用网 VPN应用
在线游戏
网上炒股
宽带网络的技术层次；宽带传输技术及 SDH； DSL接入技术；光纤接入技术；
光纤 /电缆混合接入技术；无线接入技术；宽带网络应 。
本章要求
了解宽带网络的概念和技术层次
了解光纤传输系统的组成,SDH的帧结构和基本信息模块
了解 DSL接入技术的类型及对称和非对称性
掌握 ADSL接入技术的对称性、提供的通道、所需硬件及其作用
了解光纤接入网的拓扑结构和类型
了解 HFC技术的组成和应用,Cable
Modem 的特点和应用
了解无线接入网和无线接入技术的种类
了解宽带网络的应用本章分为四小节
6,1 宽带网络概述
6,2 宽带传输技术及 SDH
6,3 宽带接入技术
6,4 宽带网络应用
9,1 宽带网络概述
宽带网络 是具有较高通信速率和吞吐量的通信网络 。 宽带的获得不仅仅是速率的提高,还与通信技术,半导体技术,协议实现技术和组网技术等密切相关 。
通常,宽带网络可作为高速主干网络或互连通道,适于公共网络和专用网络 。
宽带网络 可分为传输网络、交换网络和接入网络三部分 (三个层次 )，因此宽带网络技术也分为宽带传输技术、宽带交换技术和宽带接入技术三部分。
宽带传输网络 主要是以 SDH为基础的大容量光纤网络；
宽带交换网络 主要是采用 ATM技术的综合业务数字网络；
宽带接入网络 主要有光纤接入、铜线接入、混合光纤 /铜线接入、无线接入等方式。
9,2 宽带传输技术及 SDH
1,传输技术
宽带网络中干线传输要解决的问题是大容量,长距离的可靠传输,采用的物理传输线路当然是光纤 。
光纤通信系统除信源,信宿和光纤信道外,还有电发射机,光发射机,中继放大器,光接收端机和电接收端机等 。
电发射端机光发射端机光接收端机电接收端机中继放大器光通信系统的组成
电发射端机将多路电信号复用成一路高速信号送入光发射端机；
光发射端机完成电 /光转换、线路编码和光调制 (目前采用光幅度调制 )，调制后的光信号在光纤线路上传输。
对于长距离传输，可采用中继放大器。
中继放大器对信号进行放大、整形，再重新发送到光纤上。
光接收端机完成光解调和光 /电转换，电接收端机则分离出各路电信号。
光通信的传输损耗在不断下降，特别是波分复用技术和光孤子技术的发展使传输容量不断增加。
光孤子技术采用极窄的光脉冲，传播后可以达到极小的失真，从而达到极高的传输质量。
波分复用可使多路不同波长的光信号在同一光纤上传输。
利用波分复用技术，光纤的传输容量可达 100Gbps以上。
在传输体系方面，宽带传输网采用光纤同步数字传输体系 (SDH)。
2,SDH技术
(1) SDH概述
SONET最早是由美国贝尔公司提出，后被
ANSI定为 SONET标准。接着 ITU-T采纳了
SONET概念，进一步修订后重命名为 SDH，
作为一种新型数字传输标准。
SDH是一种新型的数字传输标准 。 目前各国都先后建设了 SDH传输系统 。
后来,SDH成为不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的通用性技术体系。
同步光纤网络 SONET是以光纤为传输媒体的高速骨干网络。 SONET可灵活地支持多种业务服务。
所以 SONET和 SDH基本上是一回事。
1988年 ITU-T开始推出了一系列 SDH标准，对 SDH的比特率、帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，从而确立了 SDH
传输体系。
(2) SDH速率和帧结构
SDH帧结构为块状结构，由横向 270列和纵向的 9行 (每行 8比特 )组成。字节传输是从左而右、从上而下按顺序进行的，
每秒钟传输 8000帧。因此其传输速率是
155.52Mbps (9χ 270χ 8χ 8000)。
9行基础模块的帧结构每行 8位
270列
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SDH最基本、最重要的模块信息是 STM-
1，其速率为 155.52Mbps。更高等级的
STM-N是将 STM-1同步复用而成。 4个
STM-1构成 STM-4(622.08Mbps)； STM-
16是 2448.32 Mbps，即 2.5Gbps； STM-64
约 10Gbps。
(3) SDH的特点
具有全球统一的网络结点接口 NNI,简化了信息互通；
具有一套标准化的信息结构 (同步传输模块 STM-N)等级；
具有强大的网络管理功能；
各网络单元均有标准的光接口；
具有一套特殊的复用结构,允许现有的准同步数字体系 PDH,SDH和 ISDN的信息进入其帧结构,因而具有广泛的适应性；
采用大量软件进行网络配置和控制；
9,3 接入网络技术
宽带接入网是网络中技术最复杂,实施最困难,影响面最广的一部分 。 在电信网发展的几十年中,已实现了从模拟到数字,
从电缆到光缆,从 PDH(准同步数字体系 )
到 SDH的飞跃,各种新技术被应用于传输网和交换网 。
但接入网仍以模拟双绞线技术为主,主要采用拨号上网方式,无法适应宽带数字网的要求 。 从目前情况看,主要有 4种宽带接入技术：以现有电话网铜线为基础的
xDSL技术,以电缆电视为基础的 HFC技术,光纤接入技术和无线接入技术 。
1．数字用户线 xDSL接入技术
(1) xDSL概述
DSL(数字用户线 )技术是 1989年为视频点播 VOD业务开发的。现在已有十余种
DSL技术问世，形成了 xDSL。我国电信部门为用户提供的主要是 ADSL技术。
xDSL比 PSTN更高速，也更复杂。 xDSL
是基于公用电话网的技术。
基于电话网的普通 Modem传输速率只有几十 K，而 xDSL却能达到几 M。
xDSL只是利用 PSTN的用户环路而不是整个网络。采用 xDSL技术调制的数据信号实际上是与原有话音信号在线路上叠加传输的，在电信局和用户端分别进行合成和分解，需要配置相应的局端设备。
我们知道，传输距离越远，信号衰减越大，越不适合高速传输，所以 xDSL只能工作在用户环路上，距离有限。 xDSL技术按上行 (用户到交换局 )和下行 (交换局到用户 )的速率是否相同可分为速率 对称型 和 非对称型 两类。
电话网是由一系列独立的电话交换局互连形成,每个局的服务半径一般在 5km之内,用户线路基本上都是市话电缆 (双绞线对 )。 因此采用 xDSL技术不需要对现有的接入系统进行改造,即可方便地开通宽带业务 。
xDSL的关键在于高速信道的调制技术 。
目前所用调制技术有三种：
QAM(正交幅度调制 )
CAP(无载波幅度相位调制 )
DMT(离散多频调制 )
(2) ADSL
ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line )
ADSL是一种在无中继的用户环路网上利用双绞线传输高速数据的技术 (非对称 )，它可在现有电话线上提供最高达
8Mbps的下行速率和最高 640Kbps的上行速率，有效传输距离达 3— 5km。
ADSL的下行速率受距离影响较大。在距离 3km时，速率还可达 8Mbps，而在
6km时，速率就降低到 1.5Mbps左右。上行速率通常在 16K— 640Kbps之间。
ADSL可以在普通电话线上提供 三个通道,
最低频段部分为 0— 4kHz的话音通道；
中间频段部分为上行数据通道；
最高频段部分为下行数据通道。
因此，在现有电话线上既可以快速接入
Internet，也可以打电话、发传真。通话质量与 Internet接入速度互不影响。
ADSL与 一线通相似，但比 ISDN速率更高些。
ADSL宽带接入原理,用户使用 ADSL接入 Internet时，要增加 ADSL Modem (或
Router)和 ADSL分离器等硬件设备。
ADSL Modem 用于单机或小型网络用户的接入,ADSL Router 用于用户较多或对安全性和稳定性要求较高的中小型网络。
ADSL接入包括用户端模块和交换局端模块。用户端由用户 ADSL Modem和分离器组成，交换局端由 ADSL Modem、
分离器和接入多路复用系统组成。
接线盒 外线跳线架交换机跳线架外线跳线架交换机跳线架
Internet
接线盒
ADSL
用户电话用户用户端 电话外线 电话局端
ADSL接入与普通电话模型示意图
ADSL Modem
分离器 分离器
ADSL Modem
程控交换机程控交换机
ADSL Modem的作用是将用户机的数字数据调制成较高频率的模拟信号，以便在电话线上传输，或反之 (解调 )。
分离器 的作用是分离承载音频的 4KHz以下的低频带信号和 ADSL Modem调制的高频带信号。
ADSL的优势：
ADSL上网和打电话两不误,不交电话费；
ADSL使网上视频服务成为可能：
带宽 1.5Mbps(mpeg1)相当于 VCD图象质量
带宽 3--6Mbps(mpeg2)相当于 DVD图象质量
(2) HDSL
HDSL(高速数字用户线 )
HDSL是一种 对称式 高速数字用户技术，
上 /下行速率相等。它利用 两对双绞线 进行数字传输。一对线时，速率达 784--
1040K bps；两对线时，达 T1或 E1速率。
(3) SDSL
SDSL(对称数字用户线 )是 对称 技术,
与 HDSL的区别在于只使用一对铜线 。
SDSL可支持 1Mbps左右上,下行速率相同的应用 。 该技术现在已使用 。
(4) VDSL
VDSL(超高速数字用户线 )技术是目前最先进的数字用户线技术,它是一种 非对称 技术,上行速率为 1.6--2.3Mbps；下行速率为 12.96--55.2Mbps,最高可达
155Mbps (HDTV信号速率 )。
VDSL采用 DMT (离散多频调制 )方式。
VDSL技术是在 ADSL基础上发展起来的，
它可在很短的双绞铜线上 (如 300m)传输比
ADSL更高速的数据。
VDSL采用前向纠错 (FEC)编码技术进行传输差错控制。
与 ADSL相比,VDSL传输速率高，码间干扰小，数字信号处理技术简化，成本低。
但目前 VDSL还处于研究阶段，相关组织正在进行规范的制定。
(5) RADSL
RADSL是速率自适应数字用户线,它提供与 ADSL基本相同的速率范围,也是一种 非对称式 数字用户线技术 。
与 ADSL的区别在于,RADSL的速率可以根据传输距离的变化动态自适应 。
(6) IDSL
ISDL是基于 ISDN的数字用户线 。 ISDN
从其现在的应用看也可算作 xDSL技术中的一种 。 IDSL可以被认为是 ISDN技术的一种扩充,它用于为用户提供基本速率 (144Kbps)的 IDSN业务,但其传输距离可达 5km。
xDSL技术是宽带接入中非常热门、活跃的技术。除以上介绍外，还有 UDSL、
CDSL,EDSL等技术。
2．光纤接入技术
(1) 光纤接入技术概述
光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰和保密性强等优点，
它在数据传输网和交换网中都有广泛应用，在接入网中，也得到了发展。
光纤宽带接入将会取代现有的电话拨号、
ISDN和 ADSL，成为因特网接入的首选方式。
光纤接入宽带网属于 MAN的范畴，通过光纤将 LAN接入 MAN的，在实现与其它
LAN高速连接的同时，实现与因特网的高速连接。
光纤宽带接入网的硬件设备有光收发器、
路由器和光缆网卡。
光纤收发器 用于实现光纤到双绞线的连接，进行光电转换；
路由器 需有高速端口，实现 10Mbps或更高速率的连接。在与 Internet接入时，路由器的主要作用有二：
一是连接不同类型的网络二是实现网络安全。
(2) 光纤接入网基本结构
OAN(光纤接入网 )主要传输介质为光纤，
而交换局交换的和用户端接收的均为电信号，所以在用户端和交换局端都要进行电 /光 (E/O)和光 /电 (O/E)转换，才能实现中间线路的光信号传输。
光纤宽带接入网的拓扑结构有：总线型,
环型,星型和树型 。
总线结构,以光缆为公共总线,各用户端通过某种耦合器与总线直接连接构成 。
环型结构,所有节点共用一条光纤线路,
线路首尾相接构成封闭式回路 。
星型结构,各用户终端通过一个具有控制和交换功能的耦合器进行信息交换。
树型结构,为分级结构，采用多个分路器，将信号逐级分配，最高端级具有很强的控制和协调能力。
(3) 光纤接入网的分类
根据光网络单元 ONU与用户的距离,光纤接入网 OAN可分为若干种专门的传输结构 。 主要有：光纤到路边 (FTTC),光纤 到 大 楼 (FTTB),光 纤 到 远 端 节 点
(FTTR),光纤到社区 (FTTZ),光纤到家庭 (FTTH)和光纤到办公室 (FTTO)等 。
FTTC(光纤到路边 )：
在 FTTC结构中,ONU是设置在路边的分线盒或交换箱。 ONU到用户之间部分是双绞线对，该段也可采用同轴电缆，这时可传输宽带图像业务。
FTTB(光纤到大楼 )：
FTTB是 FTTC的一个变形，不同之处在于将 ONU直接放在楼内，并由多对双绞线将业务分送各个用户。
FTTH(光纤到家庭 )：
如将 FTTC设在路边的 ONU移到家庭中，
就形成了 FTTH结构。 FTTH也将是接入网最终的解决方案，即从本地交换机到用户全部都采用光纤线路，从而为用户提供宽带交互式业务，且可避免外界干扰、便于供电等。
从技术角度看,FTTC,FTTR,FTTZ、
FTTB基本接近，没有实质性区别；
从运营角度看，业务量最大、用户需求最迫切的是 FTTB，因为目前 FTTH成本还是较高，多数用户难以接受。
3,HFC接入技术
HFC(Hybrid Fiber Coax)是光纤 /同轴电缆混合接入网。 HFC网是一种综合了频分复用、数字传输、光纤和同轴电缆技术、
射频技术的智能宽带接入网，是有线电视网 (CATV)和电话网结合的产物。
HFC是基于有线电视网、以同轴电缆为最终接入的宽带网络系统。
通过有线电视宽频上网，使用 Cable
Modem(电缆调制解调制器 )，传输速率可达 10Mbps— 36Mbps。
通过 HFC网传输数据,可以覆盖整个大,中城市 。 如果通过改造后有线电视宽频网的光纤主干线能到大楼,实现全数据网络,传输速率可达 1G以上 。
HFC除了实现高速上网外,还可实现可视电话,远程医疗,IP电话和 VOD服务,
成为事实上的信息高速公路 。
HFC的特点,覆盖范围大,信号衰减小,噪声低,是理想的 CATV传输技术 。
HFC以光缆作为 CATV网络干线、同轴电缆为辅助线建立的用户接入网络。该网络连接用户区域的光纤节点，再由节点通过 750MHz的同轴电缆将有线电视信号送到最终用户。 Cable Modem在网中采用 IP协议，传输 IP分组。
有线接入网发展的一个重要趋势是 FTTC
和 HFC融合。 FTTC+HFC主干系统共缆光纤分别传送数字和模拟信号，两类信息由设置于路边的光网络单元分别恢复成各自的基带信号后，语音信息经双绞线送到用户，而数字和模拟视频信号经同轴电缆送到用户。
Cable Modem
顾名思义,Cable Modem是适用于电缆传输体系的调制解调器,其 主要功能 是将数字信号调制成射频信号,并可将射频信号中的数字信息解调出来；此外,
它还提供标准的以太网接口,还可完成网桥,路由器,网卡和集线器的部分功能 。 因此它的结构比传统 Modem复杂得多 。
Cable Modem与传统 Modem在原理上基本相同，都是将数据调制成模拟信号在电缆的一个频率范围内传输，接收时再解调为数字信号。不同之处在于,Cable Modem
是通过有线电视的某个传输频带而不是经过电话线进行解调。
另外，普通 Modem所使用的电话线由用户独享，而 Cable Modem属于共享介质系统，其余空闲频段仍可用于传输有线电视信号。
分线盒光放大器光放大器头端光纤节点 1
光纤节点 2
光纤节点 n
Cable
Modem PC
TV
光纤干线部分 用户部分前端部分
HFC 网结构
Cable Modem也类似于 ADSL,提供非对称的双向信道,上行信道采用载波频率范围在 5M— 42MHz之间，由于该段易受家用电器噪声干扰，因此采用抗干扰能力强的调制方式，可实现 128K— 10Mbps
的传输速率。
下行信道载波频率范围在 42M— 750MHz
之间，一般采用 QPSK和 QAM调制方式，
可实现 27M— 36Mbps的传输速率。
Cable Modem的特点：性能价格比高；
非对称专线连接、不受连接距离限制、
平时不占用带宽 (只在下载和发送数据瞬间占用带宽 )、上网看电视两不误。
每个有线电视的频宽为 8MHz,HFC网络的频宽为 750M，所以整个频宽可支持近 90个频道。在 HFC网络中，目前有大约 33个频道留给数据传输 (550 —
750MHz范围 )，整个频宽相当可观。
4．宽带无线接入技术
宽带无线接入技术是基于 Mpeg(活动图像数字压缩编码 )技术，为适应交互式多媒体业务和 IP应用的一种双向宽带接入技术。宽带无线接入网是由部分或全部采用无线电波传输媒介连接业务接入节点和用户终端构成的。
宽带无线接入网提供的业务有电话,
传真和短信息服务,还将扩展到图像和数据服务 。
无线接入网可分为 固定无线接入网 和移动无线接入网 两类 。
固定无线接入网 是指从业务接入点到用户终端部分或全部采用无线方式，为固定位置的用户或仅在小范围内移动的用户提供服务。用户终端主要有电话机、
传真机和计算机等，实现方式包括
VSAT、一点多址微波系统和直播卫星系统等。
一种崭新的固定无线宽带接入技术是本地多点分配业务 LMDS。大多数国家将
27.5 GHz--29.5GHz定为 LMDS频段。
LMDS具有更高带宽和双向数据传输特点，可提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。
移动无线接入网 主要为行进中和位置不固定的用户提供服务，用户终端主要有手机、车载电话等。实现方式有全球移动通信系统 GSM、卫星移动通信系统、
无线寻呼和集群调度系统等。
移动无线接入网 包括蜂窝区移动电话网、
无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、
卫星全球移动通信系统等。无线用户环路目前正从模拟系统向数字系统发展。
无线接入网几乎涉及无线传输的所有技术,如信源编码,信道编码,调制解调,放大与滤波,发射与接收,频段与天线,差错控制等 。
与有线网比,无线接入网具有建设周期短,维护费用小,抗自然灾害能力强,可同时向用户提供固定接入,移动接入和支持个人通信等优点 。
宽带无线接入网 实现技术,主要有 卫星通信接入技术 和 无线微波扩频接入技术 。
卫星通信接入技术就是为全球移动用户提供大跨度,大范围,远距离的漫游和机动灵活的移动接入服务 。 主要实现系统就是 VSAT,最大传输速率不超过 2Mbps。
无线微波扩频接入技术接入速率为 64K—
2Mbps，使用频段为 2.4M— 2.4835MHz，
该频段属于工业自由辐射频段，是国内唯一不需无委会批准的自由频段。
所谓 扩频 就是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱的编码处理。
5,几种宽带接入技术的比较
DSL技术 的最大优势在于它可以利用已建成的双绞铜线网,实现用户的宽带数字接入 。 就我国的国情来说,它具有其他方式无法比拟的优势 。 但铜线受传输距离的限制,带宽和传输质量有限,因此它可作为向未来光纤接入网过渡方案,而不能作为长远的选择
光纤接入技术,由于光纤频带宽,传输距离远,通信质量好,是接入技术传输媒体的首选 。 但光纤接入不能利用现有的传输铜线基础,需另行铺设线路,
因此费用很高,可作为长远的发展目标 。
宽带无线接入 具有组网灵活,安装和维护简单,不需铺设线路,具有终端移动性,费用低,建设速度快等优点,因此可用于用户密度低,铺设电缆不方便或边远地区 。
但主要问题是：需要开放新的无线频段；需开发一种智能波速控制方法来实现；需研制自适应可编程快速调制算法和满足高速移动通信要求的多路复用技术等 。
HFC宽带入技术 具有频带宽,传输速率大,灵活的扩充性,节省用户费用,
网络造价低等优点,因此它可作为现阶段最经济的数据通信手段 。
9,4 宽带接入网络应用
视频点播 (VOD)
可视电话
电视会议
虚拟专用网 VPN应用
在线游戏
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