現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課件：接入網(wǎng)

接入網(wǎng)7.1接入網(wǎng)概述 7.2銅線接入 7.3光纖接入7.4混合光纖/同軸電纜接入 7.5無(wú)線接入本章小結(jié)習(xí)題

7.1接入網(wǎng)概述

1．接入網(wǎng)的基本概念

ITU-T在G.902建議中對(duì)接入網(wǎng)定義是：由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶-網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體(包括線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)組成，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，可經(jīng)由Q3接口配置和管理。G.902定義的接入網(wǎng)主要是PSTN接入網(wǎng)，電信網(wǎng)中的本地?cái)?shù)字交換機(jī)與接入網(wǎng)設(shè)備之間通過(guò)V5接口連接，主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端電話用戶接入PSTN。G.902定義的接入網(wǎng)是傳統(tǒng)意義上的接入網(wǎng)，區(qū)別于第3章中Y.1231定義的IP接入網(wǎng)。

G.902定義的接入網(wǎng)是由3個(gè)接口定界的，即用戶通過(guò)UNI連接到接入網(wǎng)；接入網(wǎng)通過(guò)SNI連接到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)；通過(guò)Q3接口連到電信管理網(wǎng)(TMN)上，如圖7-1所示。

業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)(SN)是指能獨(dú)立提供某種業(yè)務(wù)的實(shí)體，即一種可提供各種交換型或永久連接型的電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)元，例如本地交換機(jī)、X.25節(jié)點(diǎn)機(jī)、DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)、特定配置下的點(diǎn)播電視和廣播電視業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)等，支持窄帶接入業(yè)務(wù)和寬帶接入業(yè)務(wù)，并連接到電信網(wǎng)中。圖7-1接入網(wǎng)的定界

電信管理網(wǎng)(TMN)是收集、處理、傳送和存儲(chǔ)有關(guān)電信網(wǎng)操作維護(hù)和管理信息的一種綜合手段，可以提供一系列管理功能，對(duì)電信網(wǎng)實(shí)施管理控制。它是通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互滲透和融合的產(chǎn)物。電信管理網(wǎng)的目標(biāo)是最大限度地利用電信網(wǎng)絡(luò)資源，提高運(yùn)行質(zhì)量和效率，向用戶提供優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。電信管理網(wǎng)(TMN)能使各種操作系統(tǒng)之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起支撐作用。TMN有5種節(jié)點(diǎn)：操作系統(tǒng)(OS)、網(wǎng)絡(luò)單元(NE)、中介裝置(MD)、工作站(WS)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)。TMN中有3類標(biāo)準(zhǔn)接口：Q接口、F接口、X接口。

2．接入網(wǎng)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的接入網(wǎng)是以雙絞線為主的銅纜接入網(wǎng)，近年來(lái)，接入網(wǎng)技術(shù)和接入手段不斷更新，出現(xiàn)了銅線接入、光纖接入、無(wú)線接入并行發(fā)展的格局。電信接入網(wǎng)與核心網(wǎng)相比有非常明顯的區(qū)別，具有以下特點(diǎn)：

(1)接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化大、網(wǎng)徑大小不一。在結(jié)構(gòu)上，核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、規(guī)模大、適應(yīng)新業(yè)務(wù)的能力強(qiáng)；而接入網(wǎng)用戶類型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)變化大、規(guī)模小、難以及時(shí)滿足用戶的新業(yè)務(wù)需求，由于各用戶所在位置不同，造成接入網(wǎng)的網(wǎng)徑大小不一。

(2)接入網(wǎng)支持各種不同的業(yè)務(wù)。在業(yè)務(wù)上，核心網(wǎng)的主要作用是比特的傳送；而接入網(wǎng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的接入，如話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等。

(3)接入網(wǎng)技術(shù)可選擇性大、組網(wǎng)靈活。在技術(shù)上，核心網(wǎng)主要以光纖通信技術(shù)為主，傳送速度高，技術(shù)可選擇性??；而接入網(wǎng)可以選擇多種技術(shù)，如銅線接入技術(shù)、光纖接入技術(shù)、無(wú)線接入技術(shù)，還可選擇混合光纖同軸電纜(HFC)接入技術(shù)等。接入網(wǎng)可根據(jù)實(shí)際情況提供環(huán)型、星型、總線型、樹型、網(wǎng)狀、蜂窩狀等靈活多樣的組網(wǎng)方式。

(4)接入網(wǎng)成本與用戶有關(guān)、與業(yè)務(wù)量基本無(wú)關(guān)。各用戶傳輸距離的不同是造成接入網(wǎng)成本差異的主要原因，市內(nèi)用戶比偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶的接入成本要低得多；核心網(wǎng)的總成本對(duì)業(yè)務(wù)量很敏感，而接入網(wǎng)成本與業(yè)務(wù)基本無(wú)關(guān)。

接入網(wǎng)可以選擇多種技術(shù)，就目前的現(xiàn)狀而言，接入網(wǎng)的技術(shù)可以分為有線接入和和無(wú)線接入兩類。

3．接入網(wǎng)的接入技術(shù)分類

有線接入網(wǎng)包括銅線接入網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)、混合光纖同軸電纜(HFC)接入網(wǎng)等。

1)銅線接入網(wǎng)

在傳統(tǒng)電信網(wǎng)中，用戶線主要采用雙絞銅線向用戶提供電話業(yè)務(wù)。在現(xiàn)代電信網(wǎng)中，通過(guò)采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)提高雙絞銅線的傳輸容量，滿足用戶對(duì)各種電信業(yè)務(wù)的需求，如高速上網(wǎng)、視頻業(yè)務(wù)等。

銅線接入網(wǎng)采用普通電話線(雙絞銅線)作為傳輸介質(zhì)，銅線接入技術(shù)包括線對(duì)增容技術(shù)和數(shù)字用戶線(xDSL)技術(shù)。線對(duì)增容技術(shù)是指利用普通電話線(雙絞銅線)在交換機(jī)與用戶之間傳送多路復(fù)用信號(hào)的技術(shù)，如N-ISDN技術(shù)。xDSL技術(shù)是指采用不同調(diào)制方式將信息在普通電話線(雙絞銅線)上高速傳輸?shù)募夹g(shù)，包括：非對(duì)稱(異步)數(shù)字用戶線(ADSL)、高比特?cái)?shù)字用戶線(HDSL)、甚高速數(shù)字用戶線(VDSL)技術(shù)等。其中，ADSL在Internet高速接入方面應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟；VDSL在短距離(0.3km～1.5km)內(nèi)提供高達(dá)52Mb/s傳輸速率，大大高于ADSL和CableModem。

ADSL是目前得到普遍應(yīng)用的xDSL技術(shù)，它的下行通信速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行通信速率，最適用于Internet接入和視頻點(diǎn)播(VOD)等業(yè)務(wù)。ADSL從局端到用戶端的下行和用戶端到局端的上行的標(biāo)準(zhǔn)傳輸設(shè)計(jì)能力分別為8Mb/s和640kb/s，ADSL的下行速率受到傳輸距離和的影響，處于比較理想的線路質(zhì)量情況下，在2.7km傳輸距離時(shí)ADSL的下行速率能達(dá)到8.4Mb/s左右，而在5500m傳輸距離時(shí)ADSL的下行速率就會(huì)下降到1.5Mb/s左右。

2)光纖接入網(wǎng)

光纖接入網(wǎng)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，利用光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)提供用戶側(cè)接口。由于光纖上傳送的是光信號(hào)，因而需要在交換局側(cè)利用光線路終端(OLT)進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換，在用戶側(cè)要利用ONU進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換，將信息送至用戶設(shè)備。

根據(jù)ONU放設(shè)的位置不同，光纖接入網(wǎng)可分為光纖到大樓(FTTB)、光纖到路邊(FTTC)或光纖到小區(qū)(FTTZ)、光纖到戶(FTTH)或光纖到辦公室(FTTO)等。FTTB與FTTC的結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別在于FTTC的ONU放置在路邊，而FTTC的ONU放置在大樓內(nèi)；FTTH從端局連接到用戶家中的ONU全程使用光纖，容量大，可以及時(shí)引入新業(yè)務(wù)，但成本比較高。

3)HFC接入網(wǎng)

混合光纖同軸電纜(HFC)接入網(wǎng)采用光纖和同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，是電信網(wǎng)和有線電視(CATV)網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物。實(shí)際上將現(xiàn)有的單向模擬CATV網(wǎng)改造為雙向網(wǎng)絡(luò)，利用頻分復(fù)用技術(shù)和CableModem實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和交互式視頻等業(yè)務(wù)的接入。CableModem是專門在CATV網(wǎng)上開發(fā)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的用戶接入設(shè)備。

局端將電信業(yè)務(wù)和視像業(yè)務(wù)綜合，從前端通過(guò)光載波經(jīng)光纖饋線網(wǎng)傳送至用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)同軸電纜傳送至網(wǎng)絡(luò)接口單元(NIU)。每個(gè)NIU服務(wù)于一個(gè)家庭，它的作用是將整個(gè)電信號(hào)分解為電話、數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)送達(dá)各個(gè)相應(yīng)的終端設(shè)備。用戶可以利用現(xiàn)有的電視機(jī)而無(wú)需外加機(jī)頂盒就能接收模擬電視信號(hào)。

采用FTTC+HFC的組網(wǎng)方式，可以提供交互式數(shù)字視頻(SDV)。在SDV中，F(xiàn)TTC和HFC是重疊的，一是用FTTC來(lái)傳送所有交換式數(shù)字業(yè)務(wù)，包括話音、圖像和視頻；二是用HFC來(lái)傳送單向模擬視頻信號(hào)，同時(shí)向FTTC的ONU供電。

4)無(wú)線接入網(wǎng)

無(wú)線接入網(wǎng)是由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體組成，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的無(wú)線實(shí)施系統(tǒng)。

無(wú)線接入(WA)是指利用無(wú)線通信技術(shù)(包括移動(dòng)通信、VSAT、微波、衛(wèi)星、無(wú)繩電話等)實(shí)施接入網(wǎng)的全部或部分功能，向用戶提供固定的或移動(dòng)的終端業(yè)務(wù)。無(wú)線接入網(wǎng)它可以全部或部分地替代有線接入網(wǎng)，具有組網(wǎng)靈活、使用方便和成本較低等特點(diǎn)，特別適合于農(nóng)村、沙漠、山區(qū)和自然災(zāi)害嚴(yán)重等不便于使用有線接入的地區(qū)，是對(duì)有線接入的有效支持、補(bǔ)充和延伸，是快速、靈活裝備與實(shí)現(xiàn)普遍服務(wù)的重要手段。

另外，無(wú)線接入技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，未來(lái)個(gè)人通信的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任何人在任何時(shí)候、任何地方能夠以任何方式與任何人進(jìn)行通信。無(wú)線接入技術(shù)是無(wú)線通信技術(shù)與接入網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，只要是采用無(wú)線通信技術(shù)將用戶駐地網(wǎng)或用戶終端接入到公用電信網(wǎng)的核心網(wǎng)的系統(tǒng)，稱為無(wú)線接入系統(tǒng)或無(wú)線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。

無(wú)線傳輸通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)，電磁波是由傳輸天線中的電流感應(yīng)產(chǎn)生的震蕩電磁射線，電磁波在空氣中或自由空間中傳播，然后被接收天線感應(yīng)。

在無(wú)線通信中，頻率影響著數(shù)據(jù)傳送量和傳送速率，傳輸功率決定有效信號(hào)的可傳輸距離，并保持信號(hào)的可被理解性。一般來(lái)說(shuō)，低頻傳輸攜帶的數(shù)據(jù)量小，速度慢，但傳輸距離較遠(yuǎn)；而高頻傳輸攜帶的數(shù)據(jù)量大，速度快，但傳輸距離較近。

7.2銅線接入

銅線接入,即數(shù)字用戶環(huán)路(DSL)技術(shù)是一種利用普通銅質(zhì)電話線路,實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x通常在300m～7km之間,數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾士蛇_(dá)1.5Mb/s～52Mb/s。

xDSL是各種類型DSL的總稱，包括HDSL，SDSL，ADSL，RADSL，

VDSL和IDSL等。其中“x”由取代的字母而定。各種DSL技術(shù)的區(qū)別主要體現(xiàn)在信號(hào)傳輸速率和距離的不同，以及上行速率和下行速率是否具有對(duì)稱性兩個(gè)方面。

ADSL接入系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)是：

(1)采用了適合用戶接入業(yè)務(wù)的不對(duì)稱傳輸結(jié)構(gòu)，可為用戶提供高速的數(shù)據(jù)傳輸信道。

(2)采用先進(jìn)的線路編碼和調(diào)制技術(shù)，具有較好的用戶線路適應(yīng)能力。

(3)可同時(shí)支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并將數(shù)據(jù)和話音流量在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的接入端實(shí)現(xiàn)分離。

(4)可充分利用現(xiàn)有市話網(wǎng)絡(luò)中大量的銅纜資源，并可與光纖接入網(wǎng)中的光纜鋪設(shè)計(jì)劃協(xié)調(diào)發(fā)展，從而為用戶提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)接入服務(wù)。它適用于個(gè)人用戶寬帶接入Internet網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和局域網(wǎng)互聯(lián)等應(yīng)用。

符合ITU-TG.992.1建議(G.dmt)的ADSL是在電話用戶線上采用分離器技術(shù),支持上行速率為640kb/s，最低下行速率為6.144Mb/s的非對(duì)稱高速數(shù)據(jù)傳輸,有效傳輸距離為3km～5km。由于采用分離器,系統(tǒng)成本偏高,且需要派專業(yè)人員上門安裝。

符合ITU-TG.992.2建議(G.Lite)的ADSL不用分離器技術(shù),它是一種簡(jiǎn)化的ADSL,最高下行速率為1.536Mb/s,上行速率為512kb/s，有效傳輸距離為3km～5km。ADSLG.Lite具有成本低，安裝簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展較快。

ADSL接入系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)由局端設(shè)備和用戶端設(shè)備組成，局端設(shè)備包括在中心機(jī)房的ADSLModem(即ATU-C局端收發(fā)模塊)、DSL接入多路復(fù)用器(DSLAM)和局端分離器。用戶端設(shè)備包括用戶ADSLModem(即ATU-R用戶端收發(fā)模塊)和POTS分離器。目前ADSL系統(tǒng)有兩種傳送模式，一種是基于ATM傳送方式的ADSL系統(tǒng)，另一種是基于IP和Ethernet包傳送方式的ADSL系統(tǒng)。對(duì)于第1種方式的ADSL系統(tǒng)，局端設(shè)備一般通過(guò)34Mb/s或155Mb/sATM接口和ATM交換機(jī)相連；對(duì)于第2種方式的ADSL系統(tǒng)，局端設(shè)備一般通過(guò)100base-T或10base-T接口與路由器或接入服務(wù)器相連。ADSL接入模型如圖7-2所示。圖7-2ADSL接入模型

DSLAM的功能是對(duì)多條ADSL線路進(jìn)行復(fù)用，并以高速接口接入高速數(shù)據(jù)網(wǎng)，能與多種數(shù)據(jù)網(wǎng)相連，接口速率支持155Mb/s、100Mb/s、45Mb/s和10Mb/s。ADSL網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)能靈活地對(duì)ADSL線路進(jìn)行配置、監(jiān)測(cè)和管理，允許采用多種計(jì)費(fèi)方式。

信號(hào)分離器是一個(gè)3端口器件，由一個(gè)雙向低通濾波器和一個(gè)雙向高通濾波器組合而成，如圖7-3所示。信號(hào)分離器在一個(gè)方向上組合兩種信號(hào)，而在另一個(gè)方向上則將這兩種信號(hào)分離。其中低通濾波器用于傳輸話音信號(hào)，抑制數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_；高通濾波器用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，抑制話音信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。為了使得話音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)能同時(shí)在一條雙絞線上傳輸，在雙絞線的兩端都需要有一個(gè)信號(hào)分離器。

圖7-3信號(hào)分離器

7.3光纖接入

光接入網(wǎng)(OAN)泛指在本地交換機(jī)，或遠(yuǎn)端模塊與用戶之間全總或部分采用光纖作為傳輸媒質(zhì)的一種接入網(wǎng)。目前的接入網(wǎng)主要是銅纜網(wǎng)（如雙絞電話線），銅纜網(wǎng)的故障率很高，維護(hù)運(yùn)行成本也很高，OAN的引入首先是為了減少銅纜網(wǎng)的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用和故障率，其次是為了支持開發(fā)新業(yè)務(wù)，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù)；最后是為了改進(jìn)用戶接入性能。

在銅纜上的傳輸業(yè)務(wù)經(jīng)常會(huì)受到各種干擾和距離的限制，用戶接入速率一般不會(huì)很高，傳輸距離通常也受限在10km以內(nèi)，而光纖接入網(wǎng)，在技術(shù)上要遠(yuǎn)比銅纜優(yōu)越，受環(huán)境干擾和距離限制遠(yuǎn)沒(méi)有銅纜網(wǎng)強(qiáng)，而且速率還可遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的銅纜，具有非常明顯的發(fā)展?jié)摿?。采用光纖接入網(wǎng)已經(jīng)成為解決電信發(fā)展瓶頸的主要途徑，不僅最適合于新建的用戶小區(qū)，而且也對(duì)需要更新的現(xiàn)有銅纜網(wǎng)的主要替代手段。

7.3.1光纖接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

光接入網(wǎng)主要由光線路終端（OLT）、光配線網(wǎng)（ODN）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）三大部分組成，如圖7-4所示。圖7-4光接入網(wǎng)的系統(tǒng)模型

（1）光線路終端OLT。OLT位于ODN與核心網(wǎng)之間，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)與用戶間不同業(yè)務(wù)的傳遞功能，通常安裝在服務(wù)提供端的機(jī)房中。它可以區(qū)分交換和非交換業(yè)務(wù)，管理來(lái)自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息，并向網(wǎng)元管理系統(tǒng)提供網(wǎng)管接口，完成接口適配、復(fù)用和傳輸功能。同一個(gè)OLT可連接一個(gè)或多個(gè)ODN，為ODN提供網(wǎng)絡(luò)接口。OLT可以直接設(shè)置在本地交換機(jī)接口處，也可以設(shè)置在遠(yuǎn)端，與遠(yuǎn)端集線器或復(fù)用器接口，OLT在物理上可以是獨(dú)立設(shè)備，也可以與其他功能集成在一個(gè)設(shè)備內(nèi)。

（2）光配線網(wǎng)絡(luò)ODN。ODN位于ONU和OLT之間，為OLT與ONU提供光傳輸手段，完成光信號(hào)的傳輸和功率分配任務(wù)。通常ODN是由光連接器、光分路器、波分復(fù)用器、光衰減器、光濾波器和光纖光纜等無(wú)源光器件組成的無(wú)源光分配網(wǎng)，呈樹型分支結(jié)構(gòu)。

（3）光網(wǎng)絡(luò)單元ONU。ONU位于用戶和ODN之間，實(shí)現(xiàn)用戶接入。主要功能是終結(jié)來(lái)自O(shè)DN的光纖、處理光信號(hào)，并為多個(gè)小企事業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務(wù)接口。ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)是光接口，用戶側(cè)是電接口，因些ONU需要有光/電和電/光轉(zhuǎn)換功能，還要完成對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換、復(fù)用、信令處理和維護(hù)管理功能。它既可以安裝在用戶住宅處，也可以安裝在路邊（DP）處甚至樓邊（FP）處。

1.光接入網(wǎng)的分類

從光接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)看，按室外傳輸設(shè)備中是否含有源設(shè)備，光接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)兩大類。

1）有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）

有源光網(wǎng)絡(luò)主要采用電復(fù)用器分路，即指是OLT和ONU之間通過(guò)有源光傳輸設(shè)備相連。根據(jù)傳輸技術(shù)不同，AON又可分為基于SDH的AON、基于PDH的AON、基于MSTP和基于PPPOE的AON。目前以基于SDH技術(shù)為主。有源光網(wǎng)絡(luò)具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

（1）傳輸容量大：目前用在接入網(wǎng)的SDH傳輸設(shè)備一般提供155Mb/s或622Mb/s的接口，有的甚至提供2.5Gb/s的接口。將來(lái)只要有足夠的業(yè)務(wù)量需示，傳輸帶寬還可以增加。

（2）傳輸距離遠(yuǎn)：在不加中繼設(shè)備的情況下，傳輸距離可達(dá)70～80km。

（3）用戶信息隔離度好：有源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)論是星型還是環(huán)型，從邏輯上看，用戶信息的傳輸方式都是點(diǎn)到點(diǎn)方式。

（4）技術(shù)成熟：無(wú)論SDH設(shè)備還是PDH設(shè)備，均已在以太網(wǎng)中大量使用。

（5）成本上長(zhǎng)升低：由于SDH技術(shù)在骨干傳輸網(wǎng)中大量使用有源光接入設(shè)備的成本已大大下降，但在接入網(wǎng)中與其他接入技術(shù)相比，其成本還是比較高的。

2）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是指在OLT和ONU之間的光分配網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有任何有源電子設(shè)備，主要采用光分路器分路。1983年，BT實(shí)驗(yàn)室首先發(fā)明了PON技術(shù)；PON是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，它能避免外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設(shè)備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)可節(jié)省維護(hù)成本，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)。PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號(hào)。目前基于PON的實(shí)用技術(shù)主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON等幾種，其主要差異在于采用了不同的二層技術(shù)。

2.光接入網(wǎng)的特點(diǎn)

光接入技術(shù)與其他接入技術(shù)（如銅雙絞線、同軸電纜、無(wú)線等）相比，其具體優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)如下：

（1）傳輸速率高?，F(xiàn)在采用的光纖波分復(fù)用技術(shù)可使一根光纖的傳輸容量加大到Tbps級(jí)，4光路的WDM技術(shù)可以使一根光纖同時(shí)傳輸40Gbps信息量；100光路的WDM技術(shù)可以使一根光纖同時(shí)傳輸1Tbps信息量，這是其他有線接入網(wǎng)無(wú)法比擬的。

（2）功率增益高，頻率寬?，F(xiàn)代的WDM/DWDM光纖系統(tǒng)中采用EDFA摻鉺光纖放大器能夠使帶寬從20～30nm擴(kuò)展到80～100nm，對(duì)1550nm窗口上提供足夠的功率增益。

（3）適合各種綜合業(yè)務(wù)。因?yàn)楣饫w接入有極高的傳輸速率和帶寬，所以用戶可以通過(guò)光纖接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種信息傳輸業(yè)務(wù)，它有利于傳統(tǒng)電話通信網(wǎng)（PSTN）、互聯(lián)網(wǎng)（Internet）和有線電視廣播網(wǎng)（CATV）“三網(wǎng)合一”。光纖接入網(wǎng)能滿足用戶對(duì)各種業(yè)務(wù)的需求。

（4）傳輸質(zhì)量高。光纖通信可以克服銅線電纜無(wú)法克服的一些限制因素。如光纖損耗、頻帶寬，解除了銅線直徑小的限制，光纖不受電磁干擾，保證了信號(hào)傳輸質(zhì)量，用光纜代替銅線，可以解決城市地下通信管道擁擠的問(wèn)題。

當(dāng)然，與其他接入技術(shù)相比，光接入網(wǎng)也存在一定的劣勢(shì)。主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一是成本較高，尤其是光節(jié)點(diǎn)離用戶越近，每個(gè)用戶分?jǐn)偟慕尤朐O(shè)備成本就越高；二是與無(wú)線接入相比，光纖接入網(wǎng)還需要管道資源，配置也較復(fù)雜。但采用光接入網(wǎng)是光纖通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，光纖到戶是公認(rèn)的接入網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)。

7.3.2EPON接入

隨著IP技術(shù)的不斷完善，大多數(shù)的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將IP技術(shù)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要承載技術(shù)。由此也衍生出大量以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的接入技術(shù)。同時(shí)由于以太技術(shù)的高速發(fā)展，使得ATM技術(shù)完全退出了局域網(wǎng)。因此把簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的以太技術(shù)與PON的傳輸結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)的EthernetoverPON概念，自2000年開始引起技術(shù)界和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的廣泛重視。在IEEE802.3EFM（EthernetfortheFirstMile）會(huì)議上，加速了EPON的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，并于2004年4有通過(guò)了IEEE802.3ah標(biāo)準(zhǔn)。

1.EPON基本特征

EPON的基本特征有：

（1）單纖雙向，上行1310nm，下行1490nm

（2）下行廣播發(fā)送，選擇接收

（3）上行TDM方式發(fā)送，分享帶寬

（4）直接基于以太網(wǎng)包傳輸，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不需映射或處理，與IP網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合

（5）TDM等異質(zhì)協(xié)議數(shù)據(jù)包需要映射，關(guān)鍵特性能夠

保證

（6）傳輸距離≤20Km，分支比1:64(IEEE標(biāo)準(zhǔn)建議1:16,國(guó)內(nèi)EPON標(biāo)準(zhǔn)建議1：32，10km)

EPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)源光接入網(wǎng)絡(luò)，是第二層采用802.3以太網(wǎng)幀來(lái)承載業(yè)務(wù)的PON網(wǎng)絡(luò)。EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無(wú)源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。目前，IP/Ethernet的應(yīng)用，占整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟(jì)而高效的結(jié)構(gòu)，將成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。

EPON不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號(hào)就能精確傳送到終端用戶，來(lái)自終端用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層，EPON使用1000BASE的以太網(wǎng)，同時(shí)在PON的傳輸機(jī)制上，通過(guò)新增加的MAC控制命令來(lái)控制和優(yōu)化各ONU與OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)的TDM通信。在協(xié)議的第二層，EPON采用成熟的全雙工以太技術(shù)。使用TDM，由于ONU在自己的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，因此沒(méi)有碰撞，不需要CDMA/CD，從而充分利用帶寬。

2.EPON數(shù)據(jù)傳輸

EPON下行傳輸如圖7-5,下行數(shù)據(jù)廣播,OLT連續(xù)廣播發(fā)送，ONU選擇性接收,ONU根據(jù)包頭ID取出自己的數(shù)據(jù)；可高效支持組播或廣播業(yè)務(wù)；下行1490nm波長(zhǎng)。

圖7-5EPON下行傳輸

EPON上行傳輸如圖7-6,上行信號(hào)分時(shí)突發(fā)發(fā)送，采用測(cè)距技術(shù)保證上行數(shù)據(jù)不發(fā)生沖突;EPON上行幀以時(shí)分復(fù)用的形式由各個(gè)ONU發(fā)送的數(shù)據(jù)包組成,各ONU在授權(quán)時(shí)隙內(nèi)突發(fā)傳送數(shù)據(jù);各個(gè)ONU發(fā)送的上行數(shù)據(jù)流通過(guò)光分路器耦合進(jìn)共用光纖，以TDM的方式復(fù)合成一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)流。每個(gè)ONU有一個(gè)TDM控制器，它與OLT的定時(shí)信息一起控制上行數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)刻，避免復(fù)合時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞和沖突。當(dāng)ONU沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，也需要填充OLT分配給自己的時(shí)隙;上行1310nm波長(zhǎng)。

圖7-6EPON上行傳輸

3.EPON優(yōu)勢(shì)

EPON的優(yōu)勢(shì)為節(jié)省設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、可靠性高，屬于無(wú)源光學(xué)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)中無(wú)有源電子器件，網(wǎng)絡(luò)組件數(shù)量少，這意味著故障率將顯著降低；提供的帶寬可在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)滿足用戶對(duì)帶寬的需求；PON可以在高帶寬(1:32)的情況下保證20KM的傳輸距離，完全克服了以太網(wǎng)和xDSL技術(shù)在距離和帶寬上的局限性，使接入方案的部署更為靈活；以太網(wǎng)是承載IP業(yè)務(wù)的最佳載體：幾乎所有所有的上網(wǎng)設(shè)備都有以太網(wǎng)口,以太網(wǎng)從局域走向城域；EPON協(xié)議簡(jiǎn)單,設(shè)備成本低,EPON設(shè)備成熟可用；更適合未來(lái)發(fā)展需求。

4.EPON應(yīng)用舉例

1)商業(yè)用戶接入

圖7-7中,對(duì)于在狹長(zhǎng)地帶分布的多個(gè)網(wǎng)吧，采用EPON接入可大量節(jié)約光纜，而只需要沿街鋪設(shè)一條光纖，就可以解決多個(gè)網(wǎng)吧的接入；用戶到局端之間為無(wú)源設(shè)備，大大降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)。

圖7-7EPON商業(yè)用戶接入

2)小區(qū)接入

圖7-8中,光纖到住宅樓采用五類線入戶；綜合業(yè)務(wù)接入實(shí)現(xiàn)Internet/IPTV/VoIP；高度集中的運(yùn)營(yíng)管理與維護(hù)使得成本大大降低。

圖7-8EPON小區(qū)接入

3)鄉(xiāng)村接入

圖7-9中，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)部署一臺(tái)OLT，每村部署一臺(tái)ONU，分光器按需配置；20Km超長(zhǎng)距離傳輸，最大覆蓋可達(dá)40km；節(jié)省主干光纖資源，主干只需要一根光纖就可以解決多個(gè)遠(yuǎn)距離用戶的接入；分光器為無(wú)源設(shè)備，分光器和ONU提供室外機(jī)型，降低組網(wǎng)成本和運(yùn)維成本；高度集中的運(yùn)營(yíng)管理與維護(hù)；ONU下掛DSLAM，利用ADSL2+特性更大可能延伸寬帶區(qū)域，實(shí)現(xiàn)廣覆蓋；綜合業(yè)務(wù)接入電話、Internet、IPTV等。

圖7-9EPON鄉(xiāng)村接入

7.3.3GPON接入

GPON是目前最為理想的寬帶光接入網(wǎng)技術(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下。

1.提供多速率等級(jí)

在G.984.1標(biāo)準(zhǔn)中定義了7種類型的速率等級(jí)，見表7-1。上、下行速率可以是對(duì)稱的，也可以是非對(duì)稱的，能滿足不同的用戶要求，并具有擴(kuò)展性。

2.支持多種業(yè)務(wù)

GPON支持多種類型業(yè)務(wù)，具有豐富多的用戶網(wǎng)絡(luò)接口和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口。另外GPON引入了一種新的傳輸匯聚子層（GTC），用于承載ATM業(yè)務(wù)流和GEM業(yè)務(wù)流。GEM作為一種新的封裝結(jié)構(gòu)，主要用于封裝那些長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)信號(hào)和TDM業(yè)務(wù)。GTC由成幀子層和適配子層組成。也可看成由兩個(gè)平面組成，分別為C/M（用戶管理）平面和U平面，C/M平面負(fù)責(zé)管理用戶業(yè)務(wù)流、安全、OAM等，U平面負(fù)責(zé)承載用戶業(yè)務(wù)流。

3.采用前向糾錯(cuò)編碼（FEC）

GPON的OLT和ONU之間的最大邏輯距離可達(dá)60km，最大速率為2.44832Gbps。為了保證長(zhǎng)距離傳輸，引入前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)。利用FEC技術(shù)可大大降低傳輸誤碼率，可提高凈增益約為3～4dB，從而延長(zhǎng)傳輸距離。

GPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于GPON技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的OLT、用戶端的ONT/ONU、用于連接兩種設(shè)備的單模光纖和無(wú)源分光器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。如圖7-10所示。

圖7-10GPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一般采用樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在需要提供業(yè)務(wù)保護(hù)的情況下，可加上保護(hù)環(huán)，對(duì)某些ONT提供保護(hù)功能。

OLT位于中心機(jī)房，向上提供廣域網(wǎng)接口，包括GbE、OC-3/STM-1、DS-3等，向下對(duì)提供1.244Gbps或2.488Gbps的光接口。ONU/ONT放在用戶側(cè)，為用戶提供10/100Base-T、T1/E1、DS-3等應(yīng)用接口。面向ODN網(wǎng)可選擇多種光接口速率：155.520Mbps、622.080Mbps、1.244Gbps或2.488Gbps。ONU與ONT的區(qū)別在于ONT直接位于用戶端，而ONU與用戶間還有其他的網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)。

GPON下行采用廣播方式，上行方向采用基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的時(shí)分多址接入技術(shù)。GPON通過(guò)CWDM覆蓋實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的全雙工傳輸。

7.4混合光纖／同軸電纜接入

混合光纖/同軸電纜網(wǎng)（HFC）是在有線電視（CATV）網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)，是美國(guó)AT&T公司于1993年提出的。它是一種城域網(wǎng)或局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模式，采用模擬頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與CATV的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似，也是樹型分支結(jié)構(gòu)，采用共享介質(zhì)。HFC和CATV不同之處主要有以下兩點(diǎn)，一是在HFC網(wǎng)中，干線傳輸系統(tǒng)作用光纖作傳輸介質(zhì)，而在用戶分配系統(tǒng)中仍然采用同軸電纜；二是HFC除可以提供原CATV網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)外，還可以提供雙向電話業(yè)務(wù)、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和其他交互型業(yè)務(wù)，也被稱為全業(yè)務(wù)網(wǎng)。

一個(gè)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)與CATV網(wǎng)類似，也是由饋線網(wǎng)、配線網(wǎng)和用戶引入線3部分組成，如圖7-11所示。

圖7-11HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.饋線網(wǎng)

HFC的饋線網(wǎng)是指前端至服務(wù)區(qū)的節(jié)點(diǎn)之間的部分，大致對(duì)應(yīng)CATV網(wǎng)的干線段。其區(qū)別是：在HFC系統(tǒng)中從前端至每一光纖節(jié)點(diǎn)，都用一根單模光纖代替了傳統(tǒng)的干線電纜和一連串的幾十個(gè)有源干線放大器。

從結(jié)構(gòu)上說(shuō)則相當(dāng)于用星形結(jié)構(gòu)代替了樹形-分支結(jié)構(gòu)。HFC的結(jié)構(gòu)又稱光纖到服務(wù)區(qū)（FSA）。一般一個(gè)光節(jié)點(diǎn)可以連接多個(gè)服務(wù)區(qū)，在一個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)，通過(guò)引入線接入的用戶共享一根線纜，所以在HFC網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)區(qū)越小，各個(gè)用戶可用的雙向通信帶寬就越大，通信質(zhì)量也越好。目前一個(gè)典型的服務(wù)區(qū)用戶數(shù)為500戶，將來(lái)可進(jìn)一步降至125戶或更少。

前端設(shè)備負(fù)責(zé)完成信號(hào)收集、交換及信號(hào)調(diào)制與混合，并將混合信號(hào)傳輸至光纖。目前應(yīng)用的主要設(shè)備有調(diào)制器、變頻器、數(shù)據(jù)調(diào)制器、信號(hào)混合器、激光發(fā)射機(jī)。

調(diào)制器將模擬音頻及視頻信號(hào)調(diào)制成射頻信號(hào)；變頻器完成音頻、視頻和數(shù)據(jù)中頻信號(hào)到射頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)調(diào)制器完成數(shù)據(jù)信號(hào)的QPSK或QAM調(diào)制，將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)中頻信號(hào)；信號(hào)混合器將不同頻率的射頻信號(hào)混合，形成寬帶射頻信號(hào)；激光發(fā)射機(jī)將寬帶射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，并將光信號(hào)送入光纖傳輸。

光節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將電信號(hào)放大傳輸至同軸電纜網(wǎng)絡(luò)。

2.配線網(wǎng)

在傳統(tǒng)CATV網(wǎng)中，配線網(wǎng)是指干線/橋接放大器與分支點(diǎn)之間的部分，典型距離為1～3km左右。而在HFC網(wǎng)中，配線網(wǎng)是指服務(wù)區(qū)光纖節(jié)點(diǎn)與分支點(diǎn)之間的部分，采用與傳統(tǒng)CATV網(wǎng)相同的樹形-分支同軸電纜網(wǎng)，但其覆蓋范圍則已大大擴(kuò)大，可達(dá)5～10km左右，因而仍需保留幾個(gè)線路延長(zhǎng)放大器，用以補(bǔ)償同軸電纜對(duì)射頻信號(hào)的衰減。這一部分設(shè)計(jì)的好壞往往決定了整個(gè)HFC網(wǎng)的業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)類型，十分重要。

在設(shè)計(jì)配線網(wǎng)時(shí)采用服務(wù)區(qū)的概念是一個(gè)重要的革新。采用了服務(wù)區(qū)的概念以后，可以將一個(gè)大網(wǎng)分解為一個(gè)個(gè)物理上獨(dú)立的基本相同的子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)服務(wù)于較少的用戶，允許采用價(jià)格較低的上行通道設(shè)備。同時(shí)每一個(gè)子網(wǎng)允許采用同一套頻譜安排而互不影響，與蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)十分類似，可最大限度地利用頻譜資源。此時(shí)，每一個(gè)獨(dú)立服務(wù)區(qū)可以接入全部上行通道帶寬。若假設(shè)每一個(gè)電話占據(jù)50kHz帶寬，則只需要25MHz上行通道帶寬即可同時(shí)處理500個(gè)電話呼叫，多余的上行通道帶寬還可以用來(lái)提供個(gè)人通信業(yè)務(wù)和其他各種交互式業(yè)務(wù)。

可見，服務(wù)區(qū)概念是HFC網(wǎng)得以提供除廣播型CATV業(yè)務(wù)以外的雙向通信業(yè)務(wù)和其他各種信息或娛樂(lè)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。當(dāng)服務(wù)區(qū)的用戶數(shù)目少于100戶時(shí)，有可能省掉線路延長(zhǎng)放大器而成為無(wú)源線路網(wǎng)，這樣不但可以減少故障率和維護(hù)工作量，而且簡(jiǎn)化了更新升級(jí)至高帶寬的程序。

3.用戶引入線

用戶引入線指分支點(diǎn)至用戶端設(shè)備之間的部分，與傳統(tǒng)CATV相同，分支點(diǎn)的分支器是配線網(wǎng)與用戶引入線的分界點(diǎn)。分支器是信號(hào)分路器和方向耦合器結(jié)合的無(wú)源器件，負(fù)責(zé)將配線網(wǎng)送來(lái)的信號(hào)分配給每一用戶。在配線網(wǎng)上平均每隔40～50m就有一個(gè)分配器，單獨(dú)住所區(qū)用4路分支器即可，高樓居民區(qū)常常使用多個(gè)16路或32路分支器結(jié)合使用。引入線負(fù)責(zé)將射頻信號(hào)從分支器經(jīng)引入線送給用戶，傳輸距離僅幾十米而已。與配線網(wǎng)使用的同軸電纜不同，引入線電纜采用靈活的軟電纜形式以便適應(yīng)住宅用戶的線纜敷設(shè)條件及作為電視、錄像機(jī)、機(jī)頂盒之間的跳線連接電纜。

5.HFC頻譜分配

在HFC網(wǎng)絡(luò)中，由于同軸電纜分配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向傳輸只能采用頻分復(fù)用方式，故在頻譜資源十分寶貴的情況下，必須考慮上、下行頻率的分割問(wèn)題。合理的劃分頻譜十分重要，既要考慮歷史和現(xiàn)在，又要考慮未來(lái)的發(fā)展。HFC網(wǎng)必須具有靈活的、易管理的頻段規(guī)劃，載頻必須由前端完全控制并由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者分配。

目前，雖然有關(guān)同軸電纜中各種信號(hào)的頻譜劃分尚無(wú)正式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但已有多種建議方案。過(guò)去，為了確保下行的頻率資源得到充分利用，通常采用“低分割”方案，即5～30MHz為上行，30～48.5MHz為過(guò)渡帶，48.5MHz以上全部

用于下行傳輸。但近年來(lái)，隨著各種綜合業(yè)務(wù)的逐漸開展，低分割方案的上行帶寬顯得越來(lái)越不夠用，且上行信道在頻率低端嚴(yán)重的噪聲積累現(xiàn)象，使該頻段的利用也受到限制，進(jìn)一步凸出了上行帶寬的不足。

隨著濾波器質(zhì)量的改進(jìn)，且考慮到點(diǎn)播電視的信令及電話數(shù)據(jù)等其他應(yīng)用的需要，真正開展雙向業(yè)務(wù)，可考慮采用“中分割”方案，即將上行通道進(jìn)行擴(kuò)展。如北美將上行通道擴(kuò)展為5～42MHz，共37MHz。有些國(guó)家計(jì)劃擴(kuò)展至更高的頻率。

以我國(guó)HFC頻帶劃分為例，根據(jù)GY/T106-1999標(biāo)準(zhǔn)的最新規(guī)定，在HFC網(wǎng)中，低端的5MHz～65MHz頻帶為上行數(shù)字傳輸通道，通過(guò)QPSK和TDMA等技術(shù)提供非廣播數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，65MHz～87MHz為過(guò)渡帶。

87MHz～1000MHz頻帶均用于下行通道，其中87～108MHz頻段為FM廣播頻段，提供普通廣播電視業(yè)務(wù)。108～550MHz用來(lái)傳輸現(xiàn)有的模擬電視信號(hào)，采用殘留邊帶調(diào)制（VSB）技術(shù)，每一通路的帶寬為6～8MHz，因而總共可以傳輸各種不同制式的電視信號(hào)60～80路。

550～750MHz頻段采用QAM和TDMA技術(shù)提供下行數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。允許用來(lái)傳輸附加的模擬電視信號(hào)或數(shù)字電視信號(hào)，但目前傾向用于雙向交互型通信業(yè)務(wù)，特別是電視點(diǎn)播業(yè)務(wù)。假設(shè)采用64QAM調(diào)制方式和4Mb/s速率的MPEG-2圖像信號(hào)，則頻率效率可達(dá)5b/(s.Hz)，從而允許在一個(gè)6～8MHz的模擬通路內(nèi)傳輸約30～40Mb/s速率的數(shù)據(jù)信號(hào)，若扣除必須的前向糾錯(cuò)等輔助比特后，則大致相當(dāng)于6～8路4Mb/s的MPEG-2的圖像信號(hào)，于是這200MHz的帶寬總共可以至少傳輸約200路VOD信號(hào)。

當(dāng)然也可以利用這部分頻帶來(lái)傳輸電話、數(shù)據(jù)和多媒體信號(hào)，可選取6～8MHz通路傳電話；若采用QPSK調(diào)制方式，每3.5MHz帶寬可傳90路64kb/s速率的語(yǔ)音信號(hào)和128kb/s的信令和控制信息，適當(dāng)選取6個(gè)3.5MHz的子頻帶單位置入6～8MHz的通路即可提供540路下行電話通路。通常這200MHz頻段傳輸混合型業(yè)務(wù)信號(hào)。將來(lái)隨著數(shù)字編碼技術(shù)的成熟和芯片成本的大幅度下降，這550～750MHz頻帶可以向下擴(kuò)展到450MHz及至最終取代這50～550MHz模擬頻段。屆時(shí)這500MHz頻段可以傳輸約300～600路數(shù)字廣播電視信號(hào)。

高端的750～1000MHz段已明確僅用于各種雙向通信業(yè)務(wù)，其中2個(gè)50MHz頻帶可用于個(gè)人通信業(yè)務(wù)，其它未分配的頻段可以有各種應(yīng)用以及應(yīng)付未來(lái)可能出現(xiàn)的其它新業(yè)務(wù)。

實(shí)際HFC系統(tǒng)所用標(biāo)稱頻帶為750MHz，860MHz和1000MHz，目前用得最多的是750MHz系統(tǒng)。幾種典型的HFC頻譜劃分示意圖如圖7-12所示。圖7-12HFC頻譜劃分示意圖

7.5無(wú)線接入

隨著通信的飛速發(fā)展，在鋪設(shè)最后一段用戶線的時(shí)候面臨著一系列難以解決的問(wèn)題：銅線和雙絞線的長(zhǎng)度在4～5公里的時(shí)候出現(xiàn)高環(huán)阻問(wèn)題，通信質(zhì)量難以保證：山區(qū)、島嶼以及城市用戶密度較大而管線緊張的地區(qū)用戶線架設(shè)困難而導(dǎo)致耗時(shí)、費(fèi)力、成本居高不下。為了解決這個(gè)所謂的“最后一千米”的問(wèn)題，達(dá)到安裝迅速、價(jià)格低廉的目的，作為接入網(wǎng)技術(shù)中的一個(gè)重要部分——無(wú)線接入技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。無(wú)線接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到用戶終端之間，部分或全部采用了無(wú)線手段。

無(wú)線寬帶接入技術(shù)具有組網(wǎng)靈活、成本較低等特點(diǎn)，成為有線寬帶接入的有效支持、補(bǔ)充與延伸，適用于不便于鋪設(shè)光纖尤其是電話基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)較薄弱的農(nóng)村、沙漠、山區(qū)等地區(qū)，它利用無(wú)線信道實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)、VOD視頻點(diǎn)播、廣播視頻和電話業(yè)務(wù)等。寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)主要有3類：本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)、多路多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(MMDS)、直播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)。寬帶移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)主要是第三代移動(dòng)通信(3G)和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，全球主流3G制式有3種：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。

7.5.1本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)

本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)起源于微波視頻分布系統(tǒng)(MVDS)技術(shù)，是一種高吞吐量、可提供多種寬帶業(yè)務(wù)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的微波技術(shù),工作頻段一般為10GHz～40GHz,可用帶寬大于1GHz。LMDS采用小區(qū)制技術(shù)，小區(qū)半徑一般在5km左右，LMDS利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波傳輸，用戶接入速率高達(dá)155Mb/s，因此被譽(yù)為“無(wú)線光纖”技術(shù)。LMDS具有高帶寬、雙向無(wú)線傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，主要應(yīng)用是向用戶提供雙向話音、寬帶交互式數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)等，如寬帶視頻分配業(yè)務(wù)。它克服傳統(tǒng)本地環(huán)路的瓶頸，適用于高密度用戶地區(qū)或光纖、銅線等有線手段很難到達(dá)的區(qū)域，滿足用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)和圖像通信日益增長(zhǎng)的需求，特別適用于突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和Internet接入。

LMDS是結(jié)合高速率的無(wú)線通信和廣播的具有交互性的系統(tǒng)。LMDS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由核心網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心(NOC)、服務(wù)區(qū)中的基站系統(tǒng)和服務(wù)區(qū)中的用戶端設(shè)備組成。核心網(wǎng)一般由光纖傳輸網(wǎng)、ATM交換或IP交換或IP＋ATM架構(gòu)而成的核心交換平臺(tái)以及與Internet、公共電話網(wǎng)(PSTN)的互連模塊等組成。

典型的LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由基站(又稱中心站)、終端站(又稱遠(yuǎn)端站或用戶站)、網(wǎng)管系統(tǒng)組成，如圖7-13所示。其中基站和終端站均包括室內(nèi)單元和室外單元兩部分，基站通過(guò)SNI接口與核心網(wǎng)相連，終端站通過(guò)UNI接口與用戶駐地網(wǎng)(CPN)相連；基站與終端站之間采用微波傳輸，空中接口一般采用10GHz以上頻帶，并滿足視距傳輸條件，基站至終端站下行鏈路可以采用TDM或FDM復(fù)用方式進(jìn)行廣播傳輸，終端站至基站上行鏈路可以采用TDMA、FDMA、CDMA方式進(jìn)行傳輸。另外，LMDS系統(tǒng)還可以通過(guò)接力站的中繼傳輸來(lái)擴(kuò)大基站的服務(wù)范圍。圖7-13LMDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．基站

LMDS采用一種類似蜂窩的服務(wù)區(qū)結(jié)構(gòu)，將一個(gè)需要提供業(yè)務(wù)的地區(qū)劃分為若干服務(wù)區(qū)，每個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)基站，基站位于服務(wù)區(qū)的中心，負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶端的覆蓋，可對(duì)不同扇區(qū)的多個(gè)終端站提供服務(wù)，提供與核心網(wǎng)的接口，完成SNI接口與空中無(wú)線接口之間信號(hào)的處理與變換，并負(fù)責(zé)LMDS系統(tǒng)無(wú)線資源管理。

基站包括室內(nèi)單元和室外單元兩部分。室內(nèi)單元作為控制器將來(lái)自各個(gè)扇區(qū)不同用戶的上行業(yè)務(wù)信息進(jìn)行適配和匯聚復(fù)用，送往核心網(wǎng)，同時(shí)將來(lái)核心網(wǎng)的下行業(yè)務(wù)信息分送至各個(gè)扇區(qū)?；究刂破髦饕ㄕ{(diào)制解調(diào)單元、MAC卡和光網(wǎng)絡(luò)接口，其中，調(diào)制解調(diào)單元將來(lái)自核心網(wǎng)的基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制處理，變換為中頻信號(hào)后送往基站射頻收發(fā)器，或?qū)?lái)自基站射頻收發(fā)器的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，變換為基帶信號(hào)后送往核心網(wǎng)；MAC卡用于終端站的接入請(qǐng)求控制和無(wú)線資源管理；光網(wǎng)絡(luò)接口提供LMDS系統(tǒng)與核心網(wǎng)之間的接口。

室外單元作為射頻設(shè)備將中頻信號(hào)變換至相應(yīng)的微波頻段，通過(guò)天線發(fā)射出去，或?qū)⑻炀€收到的微波信號(hào)變換至中頻信號(hào)送往基站控制器，射頻設(shè)備包括射頻收發(fā)器和天線，基站天線可以采用全向天線對(duì)整個(gè)服務(wù)區(qū)進(jìn)行覆蓋，也可以采用定向天線進(jìn)行扇區(qū)化覆蓋?；究刂破髋c室外單元之間通過(guò)中頻電纜相連。

LMDS系統(tǒng)的基站采用多扇區(qū)覆蓋，使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的喇叭天線來(lái)覆蓋用戶端設(shè)備?；镜娜萘咳Q于以下因素：可用頻譜的帶寬、扇區(qū)數(shù)、頻率復(fù)用方式、調(diào)制技術(shù)、多址方式及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)等。系統(tǒng)支持的用戶數(shù)則取決于系統(tǒng)容量和每個(gè)用戶所要求的業(yè)務(wù)?；靖采w半徑的大小與系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、微波射頻收發(fā)器性能、信號(hào)調(diào)制方式、電波傳播路徑以及當(dāng)?shù)亟涤昵闆r等許多因素有關(guān)。

2．終端站

終端站位于用戶駐地，主要任務(wù)是接收基站的下行廣播信號(hào)，從中提取屬于自己的業(yè)務(wù)信號(hào)，將其分配到各個(gè)用戶；同時(shí)將來(lái)自本站各個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行復(fù)用，采用TDMA或FDMA或CDMA方式發(fā)送到基站。

終端站均包括室內(nèi)單元和室外單元兩部分。室外單元包括射頻收發(fā)器、天線和饋線，終端站室外單元通常安裝在建筑物的屋頂上，通常采用口徑很小的室外定向天線；室內(nèi)單元包括調(diào)制解調(diào)單元和用戶接口單元，可提供多種業(yè)務(wù)接口，一般有E1、10/100Base-T、POTS、ATM、FR、ISDN等接口，可以支持多種應(yīng)用，如E1接口與用戶交換機(jī)相連，支持普通電話和ISDN業(yè)務(wù)；10/100Base-T接口與HUB或路由器等設(shè)備相連，支持IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此，LMDS系統(tǒng)可以作為電信接入網(wǎng)使用，也可以作為IP接入網(wǎng)使用。

3．網(wǎng)管系統(tǒng)

網(wǎng)管系統(tǒng)提供故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和計(jì)費(fèi)等基本功能，如自動(dòng)功率控制、自動(dòng)性能測(cè)試、遠(yuǎn)程管理等。網(wǎng)管系統(tǒng)可對(duì)基站和終端站設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

7.5.2無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)是指以無(wú)線電波或紅外線作為傳輸媒質(zhì)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。無(wú)線局域網(wǎng)支持具有一定移動(dòng)性的終端的無(wú)線連接能力，是有線局域網(wǎng)的補(bǔ)充。

一個(gè)典型的WLAN系統(tǒng)由無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線接入點(diǎn)(AP)、接入控制器(AC)、PC機(jī)和有關(guān)設(shè)備組成(如認(rèn)證服務(wù)器)組成，如圖7-14所示。圖7-14WLAN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.無(wú)線網(wǎng)卡

無(wú)線網(wǎng)卡稱為站適配器，是計(jì)算機(jī)終端與無(wú)線局域網(wǎng)的連接設(shè)備，在功能上相當(dāng)于有線局域網(wǎng)設(shè)備中的網(wǎng)卡。無(wú)線網(wǎng)卡由網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)、擴(kuò)頻通信機(jī)和天線組成，NIC在數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)建立主機(jī)與物理層之間的連接，擴(kuò)頻通信機(jī)通過(guò)天線實(shí)現(xiàn)無(wú)線電信號(hào)的發(fā)射與接收。

無(wú)線網(wǎng)卡是用戶站的收發(fā)設(shè)備，一般有USB、PCI和PCMCIA無(wú)線網(wǎng)卡。無(wú)線網(wǎng)卡支持的WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有802.11b、802.11a/b、802.11g。

要將計(jì)算機(jī)終端連接到無(wú)線局域網(wǎng)，必須先在計(jì)算機(jī)終端上安裝無(wú)線網(wǎng)卡，安裝過(guò)程是：

（1）將無(wú)線網(wǎng)卡插入到計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)；

（2）在操作系統(tǒng)中安裝該無(wú)線網(wǎng)卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；

（3）③對(duì)無(wú)線網(wǎng)卡進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如網(wǎng)絡(luò)類型、ESSID、加密方式及密碼等。

【產(chǎn)品實(shí)例】

CiscoPCM342

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