网络接入技术概念.ppt

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1、6.1 网络接入技术概念6.2 光纤接入技术6.3 铜线接入技术6.4 同轴电缆接入技术,第六章 网络接入技术,接入技术要解决的问题是如何将用户连接到各种网络上。作为网络中与用户相连的最后一段线路上所采用的技术，接入技术已成为目前网络技术的一大热点，为了提供端到端的宽带连接，宽带接入是必须要解决的一个问题。目前主要的接入技术有以下几种：,6.1网络接入技术概念,1光纤接入 光线是目前传输速率最高的传输介质，在主干网中已大量的采用了光线。如果将光纤应用到用户环路中，就能满足用户将来各种宽带业务的要求。可以说，光纤接入是宽带接入网的最终形式，但目前要完全抛弃现有的用户网络而全部重新铺设光纤，对于大

2、多数国家和地区来说还是不经济、布线似的。,2同轴接入 同轴电缆也是传输带宽比较大的一种传输介质，目前的CATV网就是一种混合光纤铜轴网络，主干部分采用光纤，用同轴电缆经分支器介入各家各户。混合光纤/铜轴（HFC）接入技术的一大优点是可以利用现有的CATV网，从而降低网络接入成本。,3铜线接入 铜线接入是指以现有的电话线为传输介质，利用各种先进的调制技术和编码技术、数字信号处理技术来提高铜线的传输速率和传输距离。但是铜线的传输带宽毕竟有限，铜线接入方式的传输速率和传输距离一直是一对难以调和的矛盾，从长远的观点来看，铜线接入方式很难适应将来宽带业务发展的需要。,4无线接入 无线用户环路是指利用无线

3、技术为固定用户或移动用户提供电信业务，因此无线接入可分为固定无线接入和移动无线接入，采用的无线技术有微波、卫星等。无线接入的优点有：初期投入小，能迅速提供业务，不需要铺设线路，因而可以省去浦县的大量费用和时间；比较灵活，可以随时按照需要进行变更、扩容，抗灾难性比较强。,光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点，是未来接入网的主要实现技术。FTTH方式指光纤直接到用户，一般仅需要一至二条用户线，这种方式短期内经济性欠佳，但却是长远的发展方向和最终的接入网解决方案。,6.2 光纤接入技术,6.2.1 光纤接入网概述 光纤接入网又称光纤用户环路，在交换局中设有光线路终端（OLT）

4、，在用户侧有光网络单元（ONU）。OLT和ONU之间用光纤连接，OLT和ONU之间可以有光纤分配网ODN。,光纤接入网的一般结构,光纤接入网的一般结构,根据ONU到用户的距离，FITL又有多种方式：FTTH 光纤到家 FTTO 光纤到办公室 FTTB 光纤到大楼 FTTC 光纤到路边 FTTZ 光纤到小区,6.2.2 光纤接入网络结构 1有源光纤网络 有源双星结构FTTC采用有源光分支器。采用有源节点可以降低对光器件的要求，例如可采用带宽窄、性能低的光器件，但这种结构初期投资较大，并且存在着供电、维护等问题。,有源光纤网络,2无源光纤网络PON 无源光纤网络采用无源光分支器将信号分送到用户。采

5、用无源分支器初期投资较小，大量的费用将在所有宽带业务发展以后支出，但必须采用性能较好、带宽较宽的光设备，传输距离也较短。因为一个1：2的光分支器约产生34dB的损耗，分路数越大，损耗也越大，所以无源光纤网络中光分支器的分支数目受到了一定的限制，一般不大于16个分支。,无源光纤网络,6.2.3 光纤接人系统中的复用技术 复用技术是光纤接入系统中的一个关键技术，复用的目的有两种：一是利用一根光纤传送上、下行的双向信号；二是多个ONU的信号在一根光纤上传送。,1时分多址(TDMA)时分复用是一种最常用、最简单的复用方式，它将上行传输时间分为若干时隙，在每个时隙内只安排一个ONU以分组方式向OLT发送

6、分组信息，各ONU按OLT规定的顺序依次向上行方向发送信息。TDMA方式要求OLT与ONU之间有严格的定时关系，一般由OLT向ONU发送定时信号，同时各ONU的时隙之间还留有一定的保护时隙。,TDMA方式的PON系统,TDMA的原理虽然简单，但由于各ONU到OLT的距离是不一样的，这就需要解决下列三个问题.1)采用时分复用方式对各ONU之间的同步有严格要求，如果各ONU采用同样的定时信息，那么由于它们到光分支器的距离不等，其发送的分组包到达无源光分支器的时延也不等，若不采取任何措施，这些分组包就可能在无源光分支器上发生碰撞。为此，要由OLT测定各ONU与OLT之间的信号传输时延，然后对各OUN

7、实施严格的发送定时。,2)由于各个ONU到OLT的距离不同，它们所发送信号的衰减也不同，到达OLT时各分组信号的幅度必然不同，因此在OLT端就不能简单地采用恒定判决门限的常规光接收机，只能采用突发模式的光接收机。光接收机根据每一分组信号开始几个比特的幅度大小为这个分组建立合理的判决门限，以正确接收该分组信号。,3)还有一个比特同步问题，OLT测定了各个ONU到OLT的时延后，为各ONU在下行方向发送定时信号，各ONU根据获得的定时信息在OLT规定的时隙内发送上行分组包，这样，到达OLT的各上行分组包在频率上是同步的，但由于传输距离的不同，它们在相位上有相位差，这就给比特定时带来了困难。解决的方

8、法是在OLT端采用快速比特同步电路，在每一分组信号开始几个比特的时间范围内迅速为整个分组包建立同步。,2波分复用多址WDMA 这种方式也是目前正在研究的复用方法，与前几种方式不同，WDMA中不同ONU的激光器采用不同波长，在OLT侧接收时就可以用分波器（WDM）分别取出属于各ONU的不同波长的光信号，再经光电控测器（PD）就可检测出各ONU发送的电信号。,波分复用多址方式,6.3.1 数字用户环路DSL技术的发展 最早的数字传输技术采用V.22、V.32、V.34调制解调器，这也是现在应用最广的一种技术，目前较好的电话线上可达28.8kbit/s或33.6kbit/s的速率，并且出现了56kb

9、it/s的调制解调器，但很难想象调制解调器的速率还会提高。,6.3铜线接人技术,直到NISDN出现以后，用户线的数字化技术才有了真正的发展，NISDN采用数字传输和数字交换技术，在铜线上传输2B+D的数字信号，采用的技术有乒乓技术、先进的回波抵消技术、2B1Q等线路码型。若采用2B1Q的线路码，线路速率可达到192kbit/s，使用0.4mm线路，传输距离可以达到5km，这对于绝大多数地区的窄带业务来说已经足够了。,2B+D的速率对于宽带业务是远远不够的，因此人们坚持寻找更高素的数字用户环路技术，这就出现了各种各样的数字用户环路技术（xDSL）。,数字用户环路技术概况,6.3.2 铜线介入的标

10、准化工作 应用和需求的发展是高速数字用户环路发展的主要动力，各种民间和官方的标准化组织积极行动也大力推动了数字用户环路技术进入实用。主要的组织有以下几个：,1ANSI ANSI的T1E1.4工作组专门进行高速数字用户环路的标准化工作，目前它已制定了ADSL标准T1.431，这是一种针对6.1Mbit/s的ADSL标准。ANSIT1E1.4正在加紧VDSL方面的标准化工作。,2ADSL论坛 与ATM论坛一样，ADSL论坛是一个非盈利性的组织，它的目的是为ADSL系统制定一种各成员认可的规范，以保证产品间的互通。ADSL论坛还为采用ADSL的系统定义了一套系统参考模型和参考点。加入ADSL论坛的厂

11、家主要有Amati公司、AD公司、Motorola等；运营公司有等Ameritech，BellAtantic，BT，USWest等。,3DAVIC DAVIC是一个侧重于提供数字视频和音频业务的民间组织。由于高速数字视频、音频业务离不开宽带接入网络，所以DAVIC有专门针对分配网络的规范，其中介绍了如何利用FTTC、HFC、ADSL等各种接入网络实现宽带交互式视频音频业务。,4ATM论坛 ATM论坛专用网UNI中许多接口类型的定义都适合于接入网，如51.84Mbit/s的接口其传输介质就包括铜线，这就相当于VDSL接入。,6.3.3 HDSL、ADSL和 VDSL 这三种高速数字用户环路技术都

12、能提供2Mbit/s以上的速率，其接入网络的结构都是一样的，都为点到点的拓扑结构。在用户一侧有HDSL、ADSL和VDSL的调制解调器；在网络一侧也有相应的调制解调器，相当于现有交换机的模拟用户板。,HDSL、ADSL、VDSL的网络结构,1.HDSL HDSL即高速数字用户环路,用于在两对或三对铜线上传输双向的T1/E1信号。现在也有在一对双绞线上传送T1/E1信号的HDSL产品，有人将这种技术称为单线数字用户环路SDSL。,HDSL最早由Bellcore于1988年提出的，ANSI根据T1速率提出用两对线传输T1信号，每对线速率为784kbit/s。欧洲采用E1速率，它的两对线HDSL版本

13、中每对线速率为1.168Mbit/s，另外为了利用美国的技术和产品，定义了三对线的HDSL标准，每对线速率为784kbit/s。,2ADSL ADSL指非对称数字用户环路，这是一种上行速率和下行速率不相等的数字用户线技术，它利用了各种高速多媒体业务的特点，即下行速率较高而上行数据量极小，在一对用户线上可达到上行640Kbps、下行速率6Mbps，甚至更高得传输速率，其有效的传输距离在35公里范围以内。,ADSL可以在一对电话线上同时传输一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据及一路模拟电话，因此在进行数据传送时不影响普通电话通信，各信道之间采用频分复用的方式占用不同的频带。,ADSL的频分

14、复用,ADSL技术作为一种宽带接入方式，可以为用户提供多种业务：1）高速的数据接入:用户可以通过ADSL宽带接入方式快速地浏览各种互联网上的信息进行网上交谈、收发电子邮件、获得所需要的信息。,2）视频点播:由于ADSL技术传输的非对称性，特别适合用户对音乐、影视和交互式游戏的点播，可以根据用户自己的需要，任意地对上述业务进行随意控制，而不必像有线电视节目一样受电视台的控制。,3）网络互连业务:ADSL宽带接入方式可以将不同地点的企业网或局域网连接起来，避免了企业分散所带来的麻烦，同时又不影响各用户对互联网的浏览。,4）家庭办公:部分企业的工作人员因为某种原因需要在家里履行自己的工作职责，他将通

15、过高速的接入方式从自己企业信息库中提取所需要的信息，甚至面对面地和同事进行交谈，完成工作任务。,5）远程教学、远程医疗等:随着人们生活水平的提高，人们在家里接受教育和再教育以及得到必要的医疗保证将成为一种时尚，通过宽带的接入方式，你可以获得图文并茂的多媒体信息，或者和老师或医生进行随意交谈。,3.VDSL VDSL即超高速数字用户环路,它与ADSL有许多相似之处,也是非对称的,也采用频分复用的方式。ADSL可将POTS、ISDN及VDSL的上、下行信号放在不同的频带内，接收时采用滤波器就可滤出各个信号。如DAVIC协议就将下行数据放在低频段，而将上行数据放在高频段，目的是为了与DAVIC及与铜

16、轴的VASL兼容。,VDSL的频带划分,6.3.4 ADSL和 ISDN、CABLE MODEM比较1.ADSL与ISDN的区别 ADSL与ISDN都是目前较有应用前景的接入手段，相同点是都能够进行语音、数据、图象的综合通信，但ADSL的速率要比ISDN的速率高得多。ISDN提供的是2B+D的数据通道。而ADSL的下行速率可达8Mbps,它的话音部分走的是传统的PSTN网，而数据部分则接入宽带ATM平台。,2ADSL和CABLE MODEM的上网速率比较 ADSL在网络拓扑的选择上采用星型拓扑结构，为每个用户提供固定、独占的保证带宽，而有线电视视讯网结构上是总线型的，其承诺的10M甚至30M的

17、信道带宽是一群用户共享的，一旦用户数增多，每个用户所分配的带宽就会急剧下降。,光纤同轴电缆混合网HFC由光纤和同轴电缆两种传输介质组成。与FTTC不同的是，HFC中的同轴网络采用树型拓扑结构，通过分支器连到各个用户。,6.4 同轴电缆接入技术,我国对接入网总技术规范中所定义的频段并没有严格的划分，大致使用情况如下：150MHz一下围上兴非广播业务（数据通信）。也有将低速的双向数据通信调制复用在50MHz以下频段内传输的，如DIVCE的HFC VOD系统。这一频段多采用正交相移键控以及时分多址来实现调制和复用。,250MHz550MHz用于普通广播电视.我国采用PAL-D制式,每8MHz为一个电

18、视频道,采用残留边带调制。,3550MHz750MHz为下行数字通信,用于传输数字电视、VOD等业务中的高速下行数字信号等，这一频段多采用QAM调制及时分复用技术。为有效利用现有的有线电视前端设备，长将多路信号时分复用，后经QAM调治，通过8MHz或6MHz带宽的滤波器形成与模拟电视一样带宽的信号，再经射频混合器与普通电视信号混合后送入HFC网络中进行传输。,由于HFC接入网络可以利用现有的有线电视网络，所以普遍认为HFC是一种比较经济的接入网解决方案。但早期的有线电视网络为单向网络,为实现双向通信，就要求有线电视网具有双向分配放大器、双向滤波器、双向干线放大器。另外，在HFC接入系统中同轴的

19、带宽是由所有用户公用的，并且有一部分带宽还要用于广播电视传颂，故铜轴线中可用于数据通信的带宽毕竟是有限的。,当用户数超过设计容量时，可以将同轴网络中的几个放大器转换成新的光节点，用光纤将一个铜轴网络分成几个网络，这样就可以增加几倍的用户数量。,HFC升级方案,HFC的另一个特点是它的树型结构，对于上行信号来说这种结构存在噪声积累问题。解决的方法有两个：一是限制一个铜轴网络上的用户数量；二是在双向分配器中对上行信号进行噪声抑制处理，但这样做会增加HFC接入系统的成本。,HFC网以数字方式传送数据、音频和视频信号，鉴于我国已经建成的世界上最大的有线电视网络，所以这样宽带技术最有可能在我国得到应用，采用这种方式的主要优点是：1速度快。2收费低廉。3永久连接。,本章思考题,1.我刚刚安装了一个通过专用线路连接到其他厂商路由器的Cisco路由器。我对方方面面都进行了检查，但线路仍然连接不上，请问问题可能出现在哪里？2.什么是Cisco路由器中串行接口的默认封装？A.IETF B.HDLC C.PPP3.家庭上网有哪几种接入方式？简单说明。,