宽带接入技术的应用与比较

第ｌ８卷第３期　江苏通信技术　２ＯＯ２年６月　Ｖ０１．１８　Ｎｏ．３　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｊｕｎ．２００２　文章编号：１（］０７．９５１３（２００２）０３一ＯＹ２６－０４　宽带接人技术的应用与比较　蔡骏，李晓飞　（南京邮电学院信息工程系，江苏南京２１０００３）　摘要：随着网络用户数量和所需业务的增多，宽带接入技术发展很快，文中分宽带有线接入和宽带无线接入两种方　式介绍了几种主流的宽带接入方式，并进行了比较。　关键词：接入网；数字用户线路；光纤同轴电缆混合网；多点分配业务　中图分类号：ＴＮ９１３．２　文献标识码：Ｂ　・弓Ｉ　言【１－２３　４６ｋｂｉｔ／ｓ到２Ｍｂｉｔ／ｓ称为中带宽接入网；　・２　Ｍｂｉｔ／ｓ以上可统称为宽带接入网。　宽带互联网可分为宽带骨干网和宽带接入网两　部分。宽带骨干网技术解决远距离传输和交换问　１有线宽带接入　题；而宽带接人技术让用户充分利用骨干网的承载　１．１金属双绞线上的ｘＩ）ＳＬ技术　能力，最终实现用户到网络的高速接人。　电话网的铜线是目前世界上普及率最高的接人　骨干网又被称为核心网络。对宽带骨干网的传　介质，如何充分利用这些铜线来为用户提供较高的　输速率的定义是至少应达到２　Ｇｂｉｔ／ｓ。它由所有用　传输速率和较稳定的接人质量，从８０年代开始研究　户共享，负责传输骨干数据流。这种网络通常采用　的在铜线上进行高速调制与解调的技术就是着重解　高速传输网络（如ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ）传输数据，高速包交　决这个问题，统称为ＤＳＬ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　ｌｉｎｅ，数字　换设备（如ＡＴＭ和基于ＩＩ）的交换）提供网络路由。　用户线路）技术。　宽带接入网提供“最后一公里”的连接——用户　１．１．１对称ＤＳＬ技术　和骨干网络之间的连接。随着Ｉｎｔｅｍｅｔ的高速普及　对称ＤＳＬ技术主要用于替代传统Ｔ１／Ｅ１接人　与多媒体技术的飞速发展，解决网络接人部分带宽　技术。与传统的Ｔ１／Ｅ１接人相比，ＤＳＬ技术对线路　不足的瓶颈问题成为人们网络建设的重点。图１为　质量要求较低，而且通过复用技术，还可以提供语　用户网、接入网与核心网的关系示意图。　音、视频与数据多路传送等服务。　１）ＨＤＳＬ技术。ＨＤＳＬ是高比特率数字用户线　（ｈｉｇｈ．ｂｉｔ．ｒａｔｅ　ＤＳＬ），ＨＤＳＬ可以利用现有的电话线铜　ＣＰＮＩｃｕｓｔｏｔｅｎｘ　ｐｒｅｍｉｓｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ；　ＡＮ：ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ；　ＵＮ］：Ｏ，ｌｆｅ！ｒｎｅｌｗｏｔｋｉｎｔｅｒｌａｃｅ；ＳＮＪ：ｓ　ｃｅ　ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｌｅｒｆａｃｅ　缆用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的　图１接入网示意图　１．５４４Ｍｂｉｔ／，ｓ（Ｔ１）或２．０４８　Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｅ１）数字连接能力，　接入网通常可分为窄带、中带、宽带：　传输距离可达３　５　ｋｍ。ＨＤＳＬ技术的特点是利用两　・６４　ｋｂｉｔ／ｓ以下速率的接入网称为窄带接入网；　对双绞线实现数据传输，支持Ｎ×６４　ｋｂｉｔ／ｓ各种速　收稿日期：２００２－０３－０７　作者简介：蔡骏（１９７８一），男，江苏大丰人，南京邮电学院２０ＯＯ级硕士研究生，研究方向为多媒体通信；李晓飞（１９６４一），男，江苏　扬州人，南京邮电学院副教授，硕士研究生导师，研究方向为多媒体通信。　第３期　蔡骏，李晓飞：宽带接入技术的应用与比较　２７　率，最高可达Ｅｌ速率。与传统Ｔ１／Ｅ１技术相比，　速率在６４０　ｋｂｉｔ／ｓ到１２　Ｍｂｉｔ／ｓ之间，上行传输速率则　ＨＤＳＬ最突出的优势是部署成本低、安装简便。　在１２８ｋｂｉｔ／ｓ到１　Ｍｂｉｔ／ｓ之间，并能够支持同时的数　２）ＳＤＳＬ技术。ＳＤＳＬ是单线路数字用户线（ｓｉｎ．　据与语音传输。ＲＡＤＳＬ是一种自适应速率的ＡＤＳＬ　ｇｌｅ．１ｉｎｅ　ＤＳＬ），它是ＨＤＳＬ的单线版本。ＳＤＳＬ可提供　技术，可以根据双绞线质量、传输距离和实际带宽需　双向高速可变比特率连接，速率范围从１６０ｋｂｉｔ／ｓ到　求情况动态地调整连接带宽，并较好地克服了传输　２．０８４Ｍｂｉｔ／ｓ。ＳＤＳＬ利用单对双绞线，可支持最高达　距离与传输质量限制。　Ｅｌ速率的多种连接速率。与ＨＤＳＬ相比，ＳＤＳＬ可节　３）ＶＤＳＬ技术。ＶＤＳＬ是甚高速数字用户环路　省一对双绞线，因而部署更为简单方便。　（ｖｅｒｙ．ｈｉｇｈ．ｄａｔａ．ｒａｔｅ　ＤＳＬ）技术。它是针对现有ＡＤＳＬ　１．１．２非对称ＤＳＬ技术　技术在提供图像等多媒体业务方面的带宽十分有　非对称ＤＳＬ技术适用于对双向带宽要求不一　限，以及经济上成本偏高的弱点而开发的。ＶＤＳＬ是　致的应用，比如ｗｅｂ浏览、多媒体点播等，因此适用　ｘＤＳＬ技术中速率最高的一种。ＶＤＳＬ的传输距离较　于Ｉｎｔｅｍｅｔ接入、ＶＯＤ系统、多媒体信息检索等。　短，一般只在几百米以内，其信道分配见图３。ＶＤＳＬ　１）ＡＤＳＬ技术。ＡＤＳＬ是非对称数字用户线　速率大小取决于传输线的长度，具体如下：　（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ＤＳＬ）。非对称是指用户线的上行速率　・１．５ｋｍ时为１２．９６～１３．８Ｍｂｉｔ／ｓ；　与下行速率不同，上行速率低、下行速率高。ＡＤＳＬ　・１　ｋｍ时为２５．９２～２７．６Ｍｂｉｔ／ｓ；　在一对铜线上支持上行速率５　１２　ｋｂｉｔ／ｓ～１　Ｍｂｉｔ／ｓ，下　・０．３　ｋｍ时为５１．８４～５５．２　Ｍｂｉｔ／ｓ。　行速率１～８　Ｍｂｉｔ／ｓ，有效传输距离为３～６　ｋｍ，其信　目前已提出了４种可用于ＶＤＳＬ的线路编码技　道分配见图２。　术：　・ＳＤＭＴ（ＴＤＤ．ＤＭＴ）：时分双工多载波传输；　・Ｚｉｐｐｅｒ（ＦＤＤ．ＤＭＴ）：频分双工多载波传输；　・ＣＡＰ／ＱＡＭ：频分双工单载波传输；　・ｌ　ＭＱＡＭ（ｍｕｌｔｉ．ＱＡＭ）：频分双工多个单载波传　／ｋＨｚ　输。　图２　ＡＤＳＬ信道分配　ＡＤＳＬ是目前众多ＤＳＬ技术中较为成熟的一　种，优点有：　・不需要对极为普及的双绞线作任何改动就可　４　８０　３００　７００　１０００　１０　０００　以获得高速传送，同时支持电话业务；　／ｋＨｚ　图３　ＶＤＳＬ信道分配　・在带宽分配上具有很大的灵活性，能够很容　易地根据用户业务对带宽的需要和骨干网络的建设　１．１．３　ｃａｂｌｅ　ｍｏｄｅｍ和耶Ｃ　—和发展情况来调节分配给用户的带宽大小；　ｃａｂｌｅ　ｍｏｄｅｍ是基于ＨＦＣ（光纤同轴混合网）宽　・在同一个接入系统中能够容纳现有的各种业　带平台的一种高速接入方式，它实现了图像与数据　务，包括高速上网、ＶＯＤ、远程会议等；　网的融合，为用户提供多种速率的交互式数据服务。　ｃａｂｌｅ　ｍｏｄｅｎｌ下行数据一般采用６４ＱＡＭ调制方　・对用户来说，提供的带宽是独占的，而对于运　营商来说，由于采用了统计复用技术，因此带宽是共　式，速率可达３ｏ～４０Ｍｂｉｔ／ｓ；上行数据占用５～４２ＭＨｚ　享的。　自己的一个８　ＭＨｚ的频段。为解决漏斗噪声问题，　一２）ＲＡＤｓＬ技术。ＲＡＤＳＬ是速率自适应非对称　般采用抗噪声能力比较强的ＱＰＳＫ调制方式，速　数字用户环路（ｒａｔｅ．ａｄａｐｔｉｖｅ　ＡＤＳＬ）。它的下行传输　率可达１０Ｍｂｉｔ／ｓ。　—２８　江苏通信技术　２００２芷　ｃａｂｌｅ　ｍｏｄｅｍ接入的特点：　点分配业务，包括ＭＭＤＳ和ＬＭＤＳ）、卫星直播系统　・具有经济、高效、高带宽等优点；　（ＤＢＳ）和甚小孑Ｌ径终端卫星（ＶＳＡＴ）等；移动无线接　・ＨＦＣ接入方式可以根据技术和市场的发展逐　入包括无线【ＡＮ、无绳电话、集群系统、蜂窝移动通　步将光纤推向用户，有利于最终实现ＦＩⅦ（光纤到　信系统（Ｇ＇ＳＭ和ＣＤＭＡ）、同步卫星移动通信系统、低　户），是一种适应趋势的接入方式：　轨道卫星移动通信系统。其中移动通信中的无绳电　・是广播电视行业开展宽带数据业务的首选用　话、集群系统、ＧＳＭ等属于窄带无线接入技术，不属　户接人手段。　于本文的讨论范围。　１．２光纤接入技术　下面讨论３种无线宽带接入方式：ＭＭＤＳ、ＬＭＤＳ　ｘＤＳＬ技术和ｃａｂｌｅ　ｍｏｄｅｍ是目前提供宽带接入　和ＤＢＳ。　的基本方法，但随着宽带通信业务量的不断增加，在　２．１　ＭＭＤｓ技术［３］　传统接入网中电缆传输的缺点越来越明显，接入瓶　ＭＭＤＳ（多路多点分配业务）是一种被称为无线　颈问题的最终解决方法是光接入网（ＯＡＮ）。ＯＡＮ的　电缆电视（ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃａｂｌｅ）的微波传输技术，是用于空　Ｙｅ／电转换设备（Ｏ／Ｅ或Ｅ／Ｏ）在局端通常称为光线　中传送模拟有线电视业务的微波技术。ＭＭＤＳ频率　路终端（ｏｐｔｉｃａｌ　ｌｉｎｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ，ＯＬＴ），在客户端通常称　在２．１～２．７　ＧＨｚ，使用６４ＱＡＭ调制技术。它是一种　为光网络单元（ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｕｎｉｔ，ＯＮＵ）。　点对多点分布、提供宽带业务的无线技术，适用于中　ＯＡＮ通常分为两大类：有源光网络（ＡＯＮ）：包括　小企业用户和集团用户。　基于ＡＴＭ、ＳＤＨ、ＰＤＨ和局域网的接入技术；无源光　ＭＭＤＳ基站与网络的接口为Ｔ１／Ｅ１、１００ＢＡＳＥ—Ｔ　网络（ＰＯＮ）：包括ＡＴＭ无源光网络（ＡＰＯＮ）和基于ＩＰ　和ＯＣ一３等，在客户端的接口为Ｅｌ和１０ＢＡＳＥ—Ｔ等，　的ＰＯＮ技术。　可以为用户提供Ｉｎｔｅｍｅｔ的接入、本地用户的数据交　另外，根据光纤与用户的距离可分为：ＦＩⅦ（光　换、话音业务和ＶＯＤ（视频点播）业务。　纤到家庭），ｆＴｒ’ｒＢ（光纤到大楼），Ｆ１７Ｅ（光纤到路　合成后的节目码流通过卫星或光纤传送至　边），ＦＩＴＯ（光纤到办公室），ＦＴｒ１Ｚ（光纤到小区），　ＭＭＤＳ广播塔，通常ＭＭＤＳ前端和ＭＭＤＳ广播塔不　唧（光纤到楼层），兀ＴＮ（光纤到邻里），ＦＴｒＴＲ（光纤　在同一处。客户端安装一个小型微波接收天线，机　到远程结点）等。　顶盒将数据传给电视机和计算机；反向数据在另一　图４是一个是兀Ｔｘ＋【ＡＮ的组网示意图。　个接入网络（通常使用电话网）上传输。　住户ｌ　２．２　ＤＢＳＬ　ＤＢＳ（ｄｉｒｅｃｔ　ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ，直播卫星）是通过　住户ｎ　卫星将视频、图文和声音等节目进行点对面的广播，　学校　小型　直接供广大用户接收。ＤＢＳ一般属于卫星广播业务　企业　（ＢＳＳ），采用频段应是广播专用Ｋｕ频段（我国属全　球规划Ⅲ区，上行为ｌ７．３～ｌ７．８　ＧＨｚ，下行为１１．７～　汇聚层　：ｊ　边缘层　；交换机第二层　接入层　１２．２ＧＨｚ）和Ｉ（ａ频段（有待开发）。ＤＢＳ用ＱＰＳＫ编　图４丌Ｔｘ＋ＬＡＮ的宽带接入组网方式示意图　码调制在ＲＦ载波上，其下行速率可达１　Ｇｂｉｔ／ｓ。其　中上行链路采用电话线，属于窄带方式。其覆盖范　２无线宽带接入　围是全国。图５是ＤＢＳ的系统示意图。　无线接入可分为固定无线接入和移动无线接　但ＤＢＳ有一些明显的缺点：不能接收当地节　入。固定无线接入包括点到点微波通信、ｘＭＤＳ（多　目；ＤＢＳ射频信号易受降雨影响（这个问题可以通过　第３期　蔡骏，李晓飞：宽带接入技术的应用与比较　２９　给多雨地区直播更多的功率来解决）。　同步卫星　Ｂ　节目源　提供网络　节目源　计算机　鲨　提供网络　ＤＢＳ前端　图５　ＤＢＳ系统示意图　２．３　ＬＭＩＩＳ技术　一种提供通信容量接近于光纤的新型无线接入　技术发展很快，这就是ＬＭＤＳ（１ｏｃａｌ　ｍｕｈｉｐｏｉｎｔ　ｄｉｓｔｒｉｂｕ．　ｔｉｏｎ￥ｅｉ＇ｖｉｃｅ￥，本地多点分配业务）。这是一种采用微　波的很有发展前途的宽带接入技术。国外的各电信　运营商正加紧进行ＬＭＤＳ系统的建设，产生了巨大　的经济效益和社会效益。ＬＤＭＳ技术最初由美国　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｖｉｓｉｏｎ公司开发。目前世界上已有不少厂家　可以提供完整的ＬＭＤＳ解决方案，其中美国的Ｐ－　ＣＯＭ，加拿大的Ｎｅｗｂｒｉｄｇｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，法国的Ａｌｃａｔｅｌ等　公司的产品在世界上都有规模商用的经验。国内　ＬＭＤＳ的应用已开始起步。　ＬＭＤＳ工作在较高的频段（２４—３９　ＧＨｚ），可提供　很宽的带宽。ＬＭＤＳ频谱分配一般集中在２４、２６、　２８、３１、３８ＧＨｚ。由于该技术利用高容量点对多点微　波传输，通过毫米波进行传输，能够实现从６４　ｋｂｉｔ／ｓ　到２Ｍｂｉｔ／ｓ、甚至高达１５５Ｍｂｉｔ／ｓ的用户接入速率，被　比喻为“无线光纤”技术，可在较近的距离实现双向　传输话音、图像、视频、会议电视等宽带业务。　根据所采用的频率的高低，ＬＭＤＳ的覆盖半径　一般为３　７　ｋｍ。天气晴朗时，覆盖范围较大；阴雨　天气时，覆盖范围会受雨衰因素的影响，频率越高，　影响越大。因此，该技术主要应用于本地接入。　ＬＭＤＳ可提供多种业务，可同时向用户提供话音、数　据及视频业务，还可以提供承载业务。　１）话音业务。ＬＭＤＳ系统是一种高容量的点对　多点微波传输技术，可提供高质量的话音服务，并可　以和传统的ＰＯＴＳ业务相连，可实现ＰＳＴＮ主干网无　线接入。　２）数据业务。ＬＭＤＳ系统的数据业务包括低、　中、高速３种。　・低速数据业务：１．２—９．６　ｋｂｉｔ／ｓ，能处理开放　协议的数据，网络允许从本地接入点接到增值业务　网；　・中速数据业务：９．６ｋｂｉｔ／ｓ一２Ｍｂｉｔ／ｓ，这样的数　据接口通常是增值网络本地接点；　・高速数据业务：２—１５５　Ｍｂｉｔ／ｓ，提供这样的数　据业务必须有以太网和光纤分布数据接口。　３）视频业务．ＬＭＤＳ能提供模拟和数字视频业　务，如远程医疗、高速会议电视、远程教育、ＶＯＤ等。　ＬＭＤＳ可用频带比ＭＭＤＳ和ＤＢＳ大（ＬＭＤＳ可用　频带至少在１　ＧＨｚ以上，而ＭＭＤＳ的可用频带为２００　ＭＨｚ，ＤＢＳ的可用频带为５００ＭＨｚ）。　３结束语　现有的各种宽带接入技术都有各自的优点和不　足，业务提供商在考虑市场需求、业务成本的同时也　应该考虑用户对价格的承受能力。　・固定电信企业：目前最现实的宽带接入技术　应该是ＡＤＳＬ／ＶＤＳＬ和以太网技术；　・广电行业：采用ｃａｂｌｅ　ｉｎｏｄｅｍ技术进行接入应　该是其首选；　・新兴的电信运营商：采用以太网和ＬＭＤＳ技　术，可以迅速参与电信竞争，占领通信市场。　接入网的发展趋势是宽带化、数字化、综合化、　分组化、支持ＩＩ）业务。在相当长的时间内，宽带接　入市场将呈现各种接入技术百花齐放的局面，因为　目前还没有一种技术能够满足所有用户的需求。随　着应用的不断融合，接入方式也将不断融合并最终　走向光纤接入方式，让我们期待这一天的尽快到来。　参考文献：　［１］韦乐平．接入网［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９８．　［２］邬贺铨．宽带化——接入网技术的发展趋势［Ｊ］．电信科学，　２ＯＯＯ，（４）：２９—３２．　［３　３　ＡＢＥ　Ｇｅｏｒｇｅ．社区宽带网络［Ｍ］．北京：电子工业出版社，１９９９．　◆