宽带接入方式浅析

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　宽带接入网建设投资约占信息网络基础设施总投资的一半以上，可以说这是宽带网络建设的瓶颈、热点和关键环节。因此，宽带接入受到了普遍的关注。现在各种宽带接入技术的发展正方兴未艾，竞争激烈。 　　目前，实现宽带接入技术主要有以下几种方式：xDSL、Cable Modem、吉比特以太网、无线接入技术和光纤接入技术。下面我们将向大家逐一介绍这些技术。
　　1 xDSL
　　xDSL是HDSL、ASDL、VDSL等技术的统称。在xDSL的这几项技术中，由于HDSL主要支持2Mbit／s及以下的速率，VDSL提供的速率虽然很高（可达25Mbit／s以上），但线路长度较短（25 Mbit／s时约为1km），已部分技术尚未完全确定，故在实际使用中，ADSL（Asymmetric Digital SubscribeLine）相比最为普遍。我们以ADSL为例介绍xDSL技术。
　　ADSL即非对称数字用户线路，是一种在普通电话线上进行宽带通信的技术。ADSL的技术标准出台于1997年，它在HDSL技术的基础上，根据网络和用户间的业务流量特点，在信号调制、数字相位均衡。回波抵消等方面采用了更为先进的器件和动态控制技术，因而成为接入网由窄带向宽带过渡的主流技术，近年来发展迅猛。ADSL是利用现有的电话网络，以市话双绞铜线为传输介质的点到点的宽带传输技术，为用户提供上、下行非对称的传输速率，上行（从用户到网络）为低速的传输，可达1.5Mbit／s；下行（从网络到用户）为高速传输，可达8Mbit／s，非常符合普通用户联网的实际需要。ADSL的传输速率比传统的模拟调制解调器快100多倍，也是传输速率达128kbit／s的ISDN（综合业务数字网）所无法比拟的。
　　ADSL最初主要是针对视频点播业务开发的，随着技术的发展，逐步成为了一种较方便的宽带接入技术。ADSL满足了用户即时接入Internet服务的需求。这一技术极大地推动了高速数据传输如会议电视、VOD、HDTV等业务的增长。
　　更为吸引人的地方是，ADSL能够利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。因此可以与普通电话共存于一条电话线上，在一条普通电话线上打电话或发传真的同时上网“冲浪”而不会影响通话质量或降低下载Internet内容的速度。它能够在同一铜线上使用不同的频率分别传送数据和话音信号，数据信号并不通过电话交换设备，因此减轻了电话交换机的负担，而不通过电话交换机则意味着使用ADSL上网不需要交纳电话费并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式。
　　ADSL接入网有两种类型：一种是基于计算机网络的IP over ADSL方式，另一种是ATM over ADSL方式。构筑ADSL技术的核心是编码技术，目前有离散多音频调制DMT（Discrete MultiTone）及无载波调幅／调相CAP（Carrierless Amplitude／Phase Modulation）两种主要方法。其中，DMT已经被ANSI采纳为标准，而CAP技术还在进一步完善。
　　ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装，在局端方面由服务商将用户原有的电话线接入ADSL局端设备，操作极其简单；用户端的ADSL安装也非常简易方便，只要将电话线接上分离器，分离器与ADSL调制解调器之间用一条之芯电话线连上，ADSL调制解调器与计算机网卡之间用一条双绞网线连接即可完成硬件安装，再将TCP／IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。ADSL的使用就更加简易了，由于ADSL不需要拨号，一直在线，用户只需接上ADSL电源便可享受高速网上冲浪的服务了。但ADSL业务的信号在从局端发送到用户端的途中会迅速衰减，有质量保证的一般在3km以内（如对0.4mm线径的双绞线，速率为3Mbit／s时的传输距离约为2.7km）。而目前市话端局的覆盖面积一般在5km以内，对于3～5km的用户必须考虑采用其他方法。
　　如今，我国的部分城市已开通了ADSL业务，如上海、广州和深圳等地，例如上海电信新开放的宽带信息网——上海热线Ⅱ，允许用户以ADSL方式接入。用户的数据终端设备（如PC机）通过以太网卡以10Base-T接入本端的ADSL设备，以此接入上海热线Ⅱ，享受到多种宽带服务。北京市的宽带商用实验网也即将建成。它建成后即可为北京市的广大用户提供高速的ADSL接入。
　　2 Cable Modem
　　另外一种宽带接入技术则是利用现有的有线电视（CATV）网络，以Cable（同轴电缆）或HFC（Hybrid Fiber／Coax光纤同轴混合）网络作为传输通道，采用Cable Modem（电缆调制解调器）技术接入网络，它最大的优势在于速度快，占用资源少，其下行传输速率根据频宽和调制方式不同可以达到27～56Mbit／s，上行传输速率可以达到10Mbit／s。在实际运用中，Cable Modem只占用有线电视系统可用频谱中的一小部分，因而上网时不影响收看电视和使用电话。计算机可以每天24小时停留在网上，不发送或接收数据时不占用任何网络和系统资源。Cahle Modem本身不单纯是调制解调器，它集Modem、调谐器、加／解密设备、桥接器、网络接口卡、SNMP代理和以太网集线器的功能干一身，无需拨号上网，不占用电话线，只需对某个传输频带进行调制解调，这一点与普通的拨号上网是不同的（普通的Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的，即用户独亨通信介质）。
　　利用Cable Modem技术实现宽带接人还有一些其他优势。同利用ADSL等电信网络实现宽带接入的成本相比，它的成本费用很低。因此，由它提供宽带接入的费用会明显低于xDSL等的接入费用。这是它在应用中最大的优势。另外，有线电视覆盖范围有广泛的大众基础，而已与丰富的可提供服务的信息内容联系在一起，通过有线电视网络提供语音服务已经成为极具前景的发展方向，是最佳的实现三网融合的接入方案。Cable Modem融数、模传输为一体，既能同时支持目前的模拟与数字服务，又能平滑过渡到今后的光纤到户和全数字化服务。
　　有线电视网络原本就是宽带网络，其传输数据的HFC网连接用户端的传输频宽可高达750MHz，但由于传统的有线电视网络只能传输单向数据，必须对现有网络进行大规模的双向传输改造及其他相关系统互联设备改造才能提供普通电话，快速Internet接入、VOD、远程教学等业务。当然，这种升级改造对进一步推广交互式数字电视也是必须的。Cable Modem不存在由于电话线质量和串扰引起的开通率低的问题，但由于共享用户数的增多，会降低每个用户的可用带宽，而且需要切实解决回传噪声问题。
　　除此之外，有线电视网的带宽为所有用户所共享，即每一用户所占的带宽并不同定，它取决于某一时刻对带宽进行共享的用户数。随着用户的增加，每个用户分得的实际带宽将明显降低，甚至低于用户独享的ADSL带宽。由于其现为共享型网络，数据传送基于广播机制，通信的安全性不够高。另外，它主要铺设在住宅小区，显然不及市话双绞线覆盖的范围广泛。
　　据了解，目前全球较著名的Cahle Modem系统试验已达数十个，经过近几年的先期运行和试验，Cable Modem系统服务也进入了活跃的试用阶段。我国有线电视经历了20多年的发展，全国有线电视网络线路总长度超过了300万公里，光纤干线达到26万公里，近2000个县开通了有线电视，其中600多个县已实现了光纤到乡、到村，HFC网正在成为发展的主流。目前，有线电视用户总数已超过8000万，并以每年500万户以上的速度增长，有线电视用户数已位居世界第一。在这种条件下，依托有线电视网络资源，利用PC／Cable Modem或TV／STB组合实现宽带接入，提供图像、语音、数据“三合一”的多媒体信息服务具有更加特殊的意义。现在，我国部分省市的有线电视台，如重庆的合川市、深圳有线电视台等已开始利用有线电视网为用户提供宽带信息服务。合川市在有线电视网上现已成功地实现了有线电视、多媒体数据通信和网络电话“二网合一”，通过Cahle Modem实现的下载速率可达300kbit／s，而用户每月只需缴纳100元的网络使用费，即可随意上网。一些省市的电信部门也在用类似的技术为用户提供宽带接入服务。
　　3 吉比特以太网
　　关于以太网模式的高速接入大家都比较熟悉，以太网和快速以太网已经被证明是最广泛和占主导地位的LAN技术。
　　吉比特以太网是一种新型高速局域网，它可以提供高达1Gbit／s的通信带宽，采用和传统10兆比特、100兆比特以太网同样的CSMA／CD协议、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速以大网基础上平滑、连续性的网络升级，从而能最大限度地保护用户以前的投资。利用光纤接入用户局域网，用户接人速度只受限于光纤的接入速率。另外，吉比特以太网总体的开销，包括购置和维护开销都比较低，具备可支持新应用和新数据类型的能力，网络设计可以有相当的灵活性，还能够提供内部局域网通信。
　　它的缺点则是需要重新布线，对环境有要求（如交换机位置、保护、噪声、电源、温度），设备安装维护比较困难，维护费用较高，运营方式相对复杂，而且从方向上不符合利用现有网络资源推进三网融合的大趋势。
　　4 无线接入技术
　　无线接入是指从交换节点到用户终端部分或全部采用无线手段接入技术，无线接入技术可以分为移动接入和固定接入两大类。
　　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、卫星全球移动通信网直至个人通信网等等，是当今通信行业中最活跃的领域之一。其中移动接入又可分为高速和低速两种。高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等。低速接入系统可用PGN的微叫、区和毫微小区，如CDMA的WILLJACS、PHS等。
　　固定接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入，它实际上是PSTN／ISDN的无线延伸。其目标是为用户提供透明的PSTN／ISDN业务，固定无线接入系统的终端不含或仅含有限的移动性。接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等。固定无线接入系统以提供窄带业务为主，基本上是电话业务。主要的固定无线接入技术有三类，即已经投入使用的多路多点分配业务（MMDS）和直播卫星系统（DBS）以及本地多点分配业务（LMDS）。前两者已为人熟知，而LMDS则是刚刚兴起，近来才逐渐成为热点的新兴宽带无线接入技术，LMDS通常使用20～40GHz频带的高频无线信号，在用户前端设备和基站间收发数字信号，上／下行传输速率可以达到数兆比特每秒。其主要优势是几乎无需外部电缆线路，而且安装迅速灵活，但除了频道干扰外还存在雨衰、视距传输等问题，另外设备价格也还比较贵。
　　总地来看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，不仅开通快、维护简单、用户较密时成本低，而且改变了本地电信业务的传统观念，最适于新的本地网竞争者与传统电信公司和有线电视公司展开有效竞争，也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。
　　5 光纤接入技术
　　光纤接入技术是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体的接入方式，用户网光纤化有很多方案，有光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）。光纤到办公室（FTTO）、光纤到大楼（FTTF）、光纤到家庭（FTTH）。但不管是何种领域的应用，实现光纤到户都是为了满足高速宽带业务以及双向宽带业务的客观需要。
　　光纤用户网的主要技术是光波传输技术，目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。复用技术用得最多的有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等。
　　值得一提的是，光纤进入家庭是未来必然的趋势，但由于种种原因，短期内尚不能形成主流。
　　由上述分析可见，迄今为止，还没有哪种宽带接入技术具有绝对优势，而且都处于继续发展的过程之中。终端用户要求宽带接入Internet，他们并不在乎采用何种技术，而关心的是所能得到的服务的质量以及是否具有合理的性能价格比。因此，就供应商而言，在宽带接入技术的市场竞争中，关键在于要弄清楚最终用户需要什么样的服务，如何以最佳性能价格比提供这类服务。而就最终用户而言，就要根据各方面的实际情况，权衡利弊作出采用何种技术方案的抉择。