數(shù)字通信-寬帶網(wǎng)絡(luò)

寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)層次：寬帶傳輸技術(shù)及SDH；

DSL接入技術(shù)；光纖接入技術(shù)；光纖/電纜混合接入技術(shù)；無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)；寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；1寬帶網(wǎng)絡(luò)概述寬帶網(wǎng)絡(luò)是具有較高通信速率和吞吐量的通信網(wǎng)絡(luò)。寬帶的獲得不僅僅是速率的提高，還與通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、協(xié)議實(shí)現(xiàn)技術(shù)和組網(wǎng)技術(shù)等密切相關(guān)。通常，寬帶網(wǎng)絡(luò)可作為高速主干網(wǎng)絡(luò)或互連通道，適于公共網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。寬帶網(wǎng)絡(luò)可分為傳輸網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)三部分(三個(gè)層次)，因此寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也分為寬帶傳輸技術(shù)、寬帶交換技術(shù)和寬帶接入技術(shù)三部分。寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)主要是以SDH為基礎(chǔ)的大容量光纖網(wǎng)絡(luò)；寬帶交換網(wǎng)絡(luò)主要是采用ATM技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)；寬帶接入網(wǎng)絡(luò)主要有光纖接入、銅線(xiàn)接入、混合光纖/銅線(xiàn)接入、無(wú)線(xiàn)接入等方式。2寬帶傳輸技術(shù)及SDH1）傳輸技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)中干線(xiàn)傳輸要解決的問(wèn)題是大容量、長(zhǎng)距離的可靠傳輸，采用的物理傳輸線(xiàn)路當(dāng)然是光纖。光纖通信系統(tǒng)除信源、信宿和光纖信道外，還有電發(fā)射機(jī)、光發(fā)射機(jī)、中繼放大器、光接收端機(jī)和電接收端機(jī)等。電發(fā)射端機(jī)光發(fā)射端機(jī)光接收端機(jī)電接收端機(jī)中繼放大器光通信系統(tǒng)的組成電發(fā)射端機(jī)將多路電信號(hào)復(fù)用成一路高速信號(hào)送入光發(fā)射端機(jī)；光發(fā)射端機(jī)完成電/光轉(zhuǎn)換、線(xiàn)路編碼和光調(diào)制(目前采用光幅度調(diào)制)，調(diào)制后的光信號(hào)在光纖線(xiàn)路上傳輸。對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸，可采用中繼放大器。中繼放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，再重新發(fā)送到光纖上。光接收端機(jī)完成光解調(diào)和光/電轉(zhuǎn)換，電接收端機(jī)則分離出各路電信號(hào)。光通信的傳輸損耗在不斷下降，特別是波分復(fù)用技術(shù)和光孤子技術(shù)的發(fā)展使傳輸容量不斷增加。光孤子技術(shù)采用極窄的光脈沖，傳播后可以達(dá)到極小的失真，從而達(dá)到極高的傳輸質(zhì)量。波分復(fù)用可使多路不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在同一光纖上傳輸。利用波分復(fù)用技術(shù)，光纖的傳輸容量可達(dá)100Gbps以上。在傳輸體系方面，寬帶傳輸網(wǎng)采用光纖同步數(shù)字傳輸體系(SDH)。2）SDH技術(shù)(1)SDH概述SONET最早是由美國(guó)貝爾公司提出，后被ANSI定為SONET標(biāo)準(zhǔn)。接著ITU-T采納了SONET概念，進(jìn)一步修訂后重命名為SDH，作為一種新型數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)。SDH是一種新型的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)。目前各國(guó)都先后建設(shè)了SDH傳輸系統(tǒng)。后來(lái)，SDH成為不僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眯约夹g(shù)體系。同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET是以光纖為傳輸媒體的高速骨干網(wǎng)絡(luò)。SONET可靈活地支持多種業(yè)務(wù)服務(wù)。所以SONET和SDH基本上是一回事。1988年ITU-T開(kāi)始推出了一系列SDH標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)SDH的比特率、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用設(shè)備、線(xiàn)路系統(tǒng)、光接口、網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型等進(jìn)行了定義，從而確立了SDH傳輸體系。(2)SDH速率和幀結(jié)構(gòu)

SDH幀結(jié)構(gòu)為塊狀結(jié)構(gòu)，由橫向270列和縱向的9行(每行8比特)組成。字節(jié)傳輸是從左而右、從上而下按順序進(jìn)行的，每秒鐘傳輸8000幀。因此其傳輸速率是155.52Mbps(9χ270χ8χ8000)?；A(chǔ)模塊的幀結(jié)構(gòu)9行每行8位270列。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。SDH最基本、最重要的模塊信息是STM-1，其速率為155.52Mbps。更高等級(jí)的STM-N是將STM-1同步復(fù)用而成。4個(gè)STM-1構(gòu)成STM-4(622.08Mbps)；STM-16是2448.32Mbps，即2.5Gbps；STM-64約10Gbps。(3)SDH的特點(diǎn)具有全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接口NNI，簡(jiǎn)化了信息互通；具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)(同步傳輸模塊STM-N)等級(jí)；具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能；各網(wǎng)絡(luò)單元均有標(biāo)準(zhǔn)的光接口；具有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，允許現(xiàn)有的準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH、SDH和ISDN的信息進(jìn)入其幀結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適應(yīng)性；采用大量軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制；3寬帶交換技術(shù)與ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中的交換技術(shù)要求能提供高速、大容量的交換，能支持多種業(yè)務(wù)。目前最有前途的寬帶交換網(wǎng)絡(luò)是ATM網(wǎng)。ATM采用面向連接的信元交換形式，可滿(mǎn)足大容量和高速率交換的要求。ATM兼具電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，但它并不是兩種交換簡(jiǎn)單地合并。ATM有一套復(fù)雜的協(xié)議。因此ATM標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜，設(shè)備昂貴。所以，ATM交換網(wǎng)現(xiàn)在還只在專(zhuān)用網(wǎng)和小范圍公用網(wǎng)中應(yīng)用，整個(gè)電信網(wǎng)都采用ATM技術(shù)尚需時(shí)日。ATM技術(shù)概括：是B-ISDN的支持技術(shù)、核心技術(shù)；集電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，是快速分組交換技術(shù)；信元(固定長(zhǎng)度的小分組)交換；虛連接：VirtualPath和VirtualChannel兩個(gè)層次；支持不同速率的業(yè)務(wù)(典型為52Mbps、155Mbps、622Mbps等)以ATM交換機(jī)為中心，可構(gòu)成WAN和LAN；QoS參數(shù)好(傳輸質(zhì)量高)。4接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶接入網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)最復(fù)雜、實(shí)施最困難、影響面最廣的一部分。在電信網(wǎng)發(fā)展的幾十年中，已實(shí)現(xiàn)了從模擬到數(shù)字、從電纜到光纜、從PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字體系)到SDH的飛躍，各種新技術(shù)被應(yīng)用于傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)。但接入網(wǎng)仍以模擬雙絞線(xiàn)技術(shù)為主，主要采用撥號(hào)上網(wǎng)方式，無(wú)法適應(yīng)寬帶數(shù)字網(wǎng)的要求。從目前情況看，主要有4種寬帶接入技術(shù)：以現(xiàn)有電話(huà)網(wǎng)銅線(xiàn)為基礎(chǔ)的xDSL技術(shù)、以電纜電視為基礎(chǔ)的HFC技術(shù)、光纖接入技術(shù)和無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)。1）數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)xDSL接入技術(shù)(1)xDSL概述DSL(數(shù)字用戶(hù)線(xiàn))技術(shù)是1989年為視頻點(diǎn)播VOD業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的。現(xiàn)在已有十余種DSL技術(shù)問(wèn)世，形成了xDSL。我國(guó)電信部門(mén)為用戶(hù)提供的主要是ADSL技術(shù)。xDSL比PSTN更高速，也更復(fù)雜。xDSL是基于公用電話(huà)網(wǎng)的技術(shù)?；陔娫?huà)網(wǎng)的普通Modem傳輸速率只有幾十K，而xDSL卻能達(dá)到幾M。xDSL只是利用PSTN的用戶(hù)環(huán)路而不是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。采用xDSL技術(shù)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)際上是與原有話(huà)音信號(hào)在線(xiàn)路上疊加傳輸?shù)?，在電信局和用?hù)端分別進(jìn)行合成和分解，需要配置相應(yīng)的局端設(shè)備。我們知道，傳輸距離越遠(yuǎn)，信號(hào)衰減越大，越不適合高速傳輸，所以xDSL只能工作在用戶(hù)環(huán)路上，距離有限。xDSL技術(shù)按上行(用戶(hù)到交換局)和下行(交換局到用戶(hù))的速率是否相同可分為速率對(duì)稱(chēng)型和非對(duì)稱(chēng)型兩類(lèi)。電話(huà)網(wǎng)是由一系列獨(dú)立的電話(huà)交換局互連形成，每個(gè)局的服務(wù)半徑一般在5km之內(nèi)，用戶(hù)線(xiàn)路基本上都是市話(huà)電纜(雙絞線(xiàn)對(duì))。因此采用xDSL技術(shù)不需要對(duì)現(xiàn)有的接入系統(tǒng)進(jìn)行改造，即可方便地開(kāi)通寬帶業(yè)務(wù)。xDSL的關(guān)鍵在于高速信道的調(diào)制技術(shù)。目前所用調(diào)制技術(shù)有三種：

QAM(正交幅度調(diào)制)CAP(無(wú)載波幅度相位調(diào)制)DMT(離散多頻調(diào)制)(2)ADSLADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine)ADSL是一種在無(wú)中繼的用戶(hù)環(huán)路網(wǎng)上利用雙絞線(xiàn)傳輸高速數(shù)據(jù)的技術(shù)(非對(duì)稱(chēng))，它可在現(xiàn)有電話(huà)線(xiàn)上提供最高達(dá)8Mbps的下行速率和最高640Kbps的上行速率，有效傳輸距離達(dá)3—5km。ADSL的下行速率受距離影響較大。在距離3km時(shí)，速率還可達(dá)8Mbps，而在6km時(shí)，速率就降低到1.5Mbps左右。上行速率通常在16K—640Kbps之間。ADSL可以在普通電話(huà)線(xiàn)上提供三個(gè)通道：

最低頻段部分為0—4kHz的話(huà)音通道；中間頻段部分為上行數(shù)據(jù)通道；最高頻段部分為下行數(shù)據(jù)通道。因此，在現(xiàn)有電話(huà)線(xiàn)上既可以快速接入Internet，也可以打電話(huà)、發(fā)傳真。通話(huà)質(zhì)量與Internet接入速度互不影響。ADSL與一線(xiàn)通相似，但比ISDN速率更高些。ADSL寬帶接入原理：用戶(hù)使用ADSL接入Internet時(shí)，要增加ADSLModem(或Router)和ADSL分離器等硬件設(shè)備。ADSLModem用于單機(jī)或小型網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的接入，ADSLRouter用于用戶(hù)較多或?qū)Π踩院头€(wěn)定性要求較高的中小型網(wǎng)絡(luò)。ADSL接入包括用戶(hù)端模塊和交換局端模塊。用戶(hù)端由用戶(hù)ADSLModem和分離器組成，交換局端由ADSLModem、分離器和接入多路復(fù)用系統(tǒng)組成。ADSL接入與普通電話(huà)模型示意圖接線(xiàn)盒外線(xiàn)跳線(xiàn)架交換機(jī)跳線(xiàn)架外線(xiàn)跳線(xiàn)架交換機(jī)跳線(xiàn)架Internet接線(xiàn)盒ADSL用戶(hù)電話(huà)用戶(hù)用戶(hù)端電話(huà)外線(xiàn)電話(huà)局端

ADSLModem分離器分離器ADSLModem程控交換機(jī)程控交換機(jī)ADSLModem的作用是將用戶(hù)機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成較高頻率的模擬信號(hào)，以便在電話(huà)線(xiàn)上傳輸，或反之(解調(diào))。分離器的作用是分離承載音頻的4KHz以下的低頻帶信號(hào)和ADSLModem調(diào)制的高頻帶信號(hào)。ADSL的優(yōu)勢(shì)：

ADSL上網(wǎng)和打電話(huà)兩不誤，不交電話(huà)費(fèi)；

ADSL使網(wǎng)上視頻服務(wù)成為可能：帶寬1.5Mbps(mpeg1)相當(dāng)于VCD圖象質(zhì)量帶寬3--6Mbps(mpeg2)相當(dāng)于DVD圖象質(zhì)量