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寬帶技術(shù)分析
摘要：本文對寬帶網(wǎng)絡的主干網(wǎng)和接入網(wǎng)技術(shù)進行了詳細分析，并對目前占有寬帶網(wǎng)絡主要市場的ADSL和LAN接入技術(shù)進行了比較，最后討論了寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng) 非對稱數(shù)字線路 寬帶以太網(wǎng) 混合光纖同軸網(wǎng)
1.引言
計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使得網(wǎng)絡進入千家萬戶，網(wǎng)絡日益成為人們工作、學習、生活的必備工具。在網(wǎng)絡普及過程中，網(wǎng)速是網(wǎng)絡技術(shù)和網(wǎng)絡經(jīng)營的關(guān)鍵。眾所周知，網(wǎng)絡帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率就越高，寬帶技術(shù)應運而生。所謂寬帶網(wǎng)絡是指傳輸、交換和接入的寬帶化。本文詳細分析了寬帶網(wǎng)的主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)，并對寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了討論。
2.主干網(wǎng)技術(shù)
寬帶技術(shù)包括主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。在過去的幾年內(nèi)，運營商將大量資金注入主干網(wǎng)，主干網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化，傳輸速率可以達到千兆。
寬帶主干網(wǎng)在物理層使用的是SONET(同步光纖網(wǎng)絡)技術(shù)。ITU-T以SONET為基礎，制定出國際標準同步數(shù)字系列SDH。一般可以認為SDH和SONET 是同義詞。主干網(wǎng)的網(wǎng)絡層服務可以大致分成三類：虛電路服務、數(shù)據(jù)報服務和ATM技術(shù)。虛電路服務是一種面向連接服務，通信過程包括建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接。X.25協(xié)議和幀中繼都是虛電路服務。虛電路提供的是可靠服務，因此，基于X.25協(xié)議和幀中繼等虛電路服務的網(wǎng)絡可靠性較好。但是由于虛電路傳輸效率較低，目前常用網(wǎng)絡層協(xié)議是基于另一類數(shù)據(jù)報服務的IP協(xié)議。數(shù)據(jù)報服務是基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制的無連接服務，雖然服務質(zhì)量不可靠，但其最大優(yōu)點是傳輸效率高，這也是IP協(xié)議能夠一統(tǒng)天下的原因。最后一類是ATM信元交換技術(shù)，ATM是綜合了電路交換和分組交換的特點產(chǎn)生，能夠提供可靠服務和較高的傳輸速率，美中不足的是其協(xié)議復雜，交換設備昂貴，實際網(wǎng)絡中使用不多。
3.接入網(wǎng)技術(shù)
接入網(wǎng)的概念從建立電話網(wǎng)開始就存在，寬帶網(wǎng)的出現(xiàn)使得接入網(wǎng)作用尤為突出。接入網(wǎng)是連接用戶終端設備和某種業(yè)務網(wǎng)網(wǎng)絡節(jié)點之間的網(wǎng)絡設施，即用戶交接設備之后到用戶引入線之前，僅提供通道而不具備交換功能的通信設備網(wǎng)絡。
如前所述，寬帶主干網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)光纖化，其帶寬可滿足當前的通信需要，但大部分的接入網(wǎng)仍然停留在以電話交換為主的水平上。接入網(wǎng)的傳輸速率普遍比較低，成為制約寬帶網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸。于是，近年來出現(xiàn)了多種接入網(wǎng)技術(shù)。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡的一部分同樣可以使用主干網(wǎng)的協(xié)議，如有些接入網(wǎng)也才采用幀中繼等技術(shù)。這里主要討論目前發(fā)展比較迅速的幾種寬帶技術(shù)。
3.1 ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）
ISDN是在綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）基礎上發(fā)展起來的，提供端到端數(shù)字通信。它在用戶和ISDN之間建立一條數(shù)字比特管道，使用時分復用方式支持多個獨立的通路(channel)。窄帶ISDN 定義的標準化通路有B通路（64kbit/s的數(shù)字PCM話音或數(shù)據(jù)），D通路（16kbit/s或64kbit/s用作帶外信令）。
ITU-T規(guī)定的標準化組合有兩種：（1）基本速率2B D=144kbit/s，其中一個B通路用于傳輸話音，一個用于傳輸數(shù)據(jù)，D通路為16kbit/s。（2）一次群速率23B D或30B D,分別對應T1標準（1.544Mbit/s）和E1標準（2.048Mbit/s）。
由于N-ISDN難以適應寬帶需求，繼而在ATM技術(shù)的基礎上出現(xiàn)了寬帶ISDN(B-ISDN)。B-ISDN將話音、數(shù)據(jù)、圖像及視頻信號集中在一個網(wǎng)絡傳輸，就是通常所說的“一線通”。B-ISDN采用ATM技術(shù)，用戶環(huán)路和干線都采用光纜。由于ATM技術(shù)沒有得到廣泛的應用，B-ISDN使用的也很少。
3.2 HFC（混合光纖同軸網(wǎng)）
HFC利用具有巨大帶寬的廣播電視網(wǎng)，鋪設光纖到服務區(qū)，用戶的“最后一公里”采用同軸電纜。光纖部分的光分配節(jié)點（ODU）到頭端（HEAD）是星型連接，光結(jié)點到用戶這段同軸電纜是樹型連接，在美國圍繞一個光結(jié)點的同軸網(wǎng)絡可以連接500個用戶。
用戶使用Cable modem利用同軸電纜連接到光結(jié)點，接入HFC網(wǎng)絡。由HFC網(wǎng)接入有線電視網(wǎng)（Cable TV）, 最后由有線電視網(wǎng)和Internet高速相連。
Cable modem 和一般modem原理相似，都是進行頻譜搬移。Cable modem將計算機的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到某個頻帶范圍后占用有線電視帶寬傳輸。但是Cable Modem 本身又不是單純的調(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加解密設備、橋接器、網(wǎng)絡接口卡、SNMP代理和以太網(wǎng)集線器等功能為一身。
HFC的上行速率一般在200kbit/s到2Mbit/s之間，最高可達10Mbit/s。下行速率一般在3Mbit/s到10Mbit/s,最高可達到36Mbit/s。
同軸電纜帶寬要比電話線帶寬寬很多，在有線電視網(wǎng)絡比較發(fā)達的地區(qū)，HFC是一種很好的寬帶接入方式。但是傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)是單向的，用于上網(wǎng)就要對原有線路進行雙向改造，需要一定費用。
3.3 ADSL(非對稱數(shù)字線路)
xDSL是DSL(數(shù)字用戶線路)的統(tǒng)稱，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點對點傳輸技術(shù)。xDSL包括HDSL（高速數(shù)字用戶線）、SDSL（對稱數(shù)字用戶線）、ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）、VDSL（甚高比特率數(shù)字用戶線）等多種類型。目前寬帶市場主要使用ADSL技術(shù)。
ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，利用ADSL Modem 將計算機的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到一定的頻帶后再與原有電話信號復用同一條普通電話線傳輸。ADSL 利用ADSL Modem將電話線分成三個信息通道：一個速率為1 Mbps到9Mbps的高速下行通道；一個速率為16kbps到1Mbps的中速雙工通道，用于ADSL控制信號的傳輸和上行信息；一個普通3k帶寬的電話通道。這三個信息通道可以同時工作。
當前 ADSL調(diào)制解調(diào)設備一般采用 3種線路編碼技術(shù)，抑制載波幅度和相位 (carrier-less amplitude and phase, CAP),離散多音復用 (disc
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