寬頻交換技術論文

　　寬頻技術包括主幹網技術和接入網技術。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　寬頻技術分析

　　摘要：本文對寬頻 網路 的主幹網和接入網技術進行了詳細 分析 ，並對 目前 佔有寬頻網路主要市場的ADSL和LAN接入技術進行了比較，最後討論了寬頻技術的 發展 趨勢。

　　關鍵詞：綜合業務數字網 非對稱數字線路 寬頻乙太網 混合光纖同軸網

　　1.引言

　　計算 機技術和通訊技術的迅猛發展使得網路進入千家萬戶，網路日益成為人們工作、 學習 、生活的必備工具。在網路普及過程中，網速是網路技術和網路經營的關鍵。眾所周知，網路頻寬越寬，資料傳輸速率就越高，寬頻技術應運而生。所謂寬頻網路是指傳輸、交換和接入的寬頻化。本文詳細分析了寬頻網的主幹網技術和接入網技術，並對寬頻技術的發展趨勢進行了討論。

　　2.主幹網技術

　　寬頻技術包括主幹網技術和接入網技術。在過去的幾年內，運營商將大量資金注入主幹網，主幹網已經基本實現了光纖化，傳輸速率可以達到千兆。

　　寬頻主幹網在物理層使用的是SONET***同步光纖網路***技術。ITU-T以SONET為基礎，制定出國際標準同步數字系列SDH。一般可以認為SDH和SONET 是同義詞。主幹網的網路層服務可以大致分成三類：虛電路服務、資料報服務和ATM技術。虛電路服務是一種面向連線服務，通訊過程包括建立連線、資料傳輸和釋放連線。X.25協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，基於X.25協議和幀中繼等虛電路服務的網路可靠性較好。但是由於虛電路傳輸效率較低，目前常用網路層協議是基於另一類資料報服務的IP協議。資料報服務是基於儲存轉發機制的無連線服務，雖然服務質量不可靠，但其最大優點是傳輸效率高，這也是IP協議能夠一統天下的原因。最後一類是ATM信元交換技術，ATM是綜合了電路交換和分組交換的特點產生，能夠提供可靠服務和較高的傳輸速率，美中不足的是其協議複雜，交換裝置昂貴，實際網路中使用不多。

　　3.接入網技術

　　接入網的概念從建立電話網開始就存在，寬頻網的出現使得接入網作用尤為突出。接入網是連線使用者終端裝置和某種業務網網路節點之間的網路設施，即使用者交接裝置之後到使用者引入線之前，僅提供通道而不具備交換功能的通訊裝置網路。

　　如前所述，寬頻主幹網已經基本實現光纖化，其頻寬可滿足當前的通訊需要，但大部分的接入網仍然停留在以電話交換為主的水平上。接入網的傳輸速率普遍比較低，成為制約寬頻網路發展的瓶頸。於是，近年來出現了多種接入網技術。接入網作為網路的一部分同樣可以使用主幹網的協議，如有些接入網也才採用幀中繼等技術。這裡主要討論目前發展比較迅速的幾種寬頻技術。

　　3.1 ISDN***綜合業務數字網***

　　ISDN是在綜合數字電話網***IDN***基礎上發展起來的，提供端到端數字通訊。它在使用者和ISDN之間建立一條數字位元管道，使用時分複用方式支援多個獨立的通路***channel***。窄帶ISDN 定義的標準化通路有B通路***64kbit/s的數字PCM話音或資料***，D通路***16kbit/s或64kbit/s用作帶外信令***。

　　ITU-T規定的標準化組合有兩種：***1***基本速率2B+D=144kbit/s，其中一個B通路用於傳輸話音，一個用於傳輸資料，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***。

　　由於N-ISDN難以適應寬頻需求，繼而在ATM技術的基礎上出現了寬頻ISDN***B-ISDN***。B-ISDN將話音、資料、影象及視訊訊號集中在一個網路傳輸，就是通常所說的“一線通”。B-ISDN採用ATM技術，使用者環路和幹線都採用光纜。由於ATM技術沒有得到廣泛的 應用 ，B-ISDN使用的也很少。

　　3.2 HFC***混合光纖同軸網***

　　HFC利用具有巨大頻寬的廣播電視網，鋪設光纖到服務區，使用者的“最後一公里”採用同軸電纜。光纖部分的光分配節點***ODU***到頭端***HEAD***是星型連線，光結點到使用者這段同軸電纜是樹型連線，在美國圍繞一個光結點的同軸網路可以連線500個使用者。

　　使用者使用Cable modem利用同軸電纜連線到光結點，接入HFC網路。由HFC網接入有線電視網***Cable TV***, 最後由有線電視網和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將計算機的資料訊號調製到某個頻帶範圍後佔用有線電視頻寬傳輸。但是Cable Modem 本身又不是單純的調變解調器，它集Modem、調諧器、加解密裝置、橋接器、網路介面卡、SNMP代理和乙太網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。

　　同軸電纜頻寬要比電話線頻寬寬很多，在有線電視網路比較發達的地區，HFC是一種很好的寬頻接入方式。但是傳統有線電視網是單向的，用於上網就要對原有線路進行雙向改造，需要一定費用。

　　3.3 ADSL***非對稱數字線路***

　　xDSL是DSL***數字使用者線路***的統稱，是以銅電話線為傳輸介質的點對點傳輸技術。xDSL包括HDSL***高速數字使用者線***、SDSL***對稱數字使用者線***、ADSL***非對稱數字使用者線***、VDSL***甚高位元率數字使用者線***等多種型別。目前寬頻市場主要使用ADSL技術。

　　ADSL使用普通電話線作為傳輸介質，利用ADSL Modem 將計算機的資料訊號調製到一定的頻帶後再與原有電話訊號複用同一條普通電話線傳輸。ADSL 利用ADSL Modem將電話線分成三個資訊通道：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，用於ADSL控制訊號的傳輸和上行資訊;一個普通3k頻寬的電話通道。這三個資訊通道可以同時工作。

　　當前 ADSL調製解調裝置一般採用 3種線路編碼技術，抑制載波幅度和相位 ***carrier-less amplitude and phase, CAP***,離散多音複用 ***discrete multitone, DMT***，以及離散小波多音複用 ***discrete wavelet multitone, DWMT***。其中 CAP的基礎是正交幅度調製 ***QAM***。在 CAP中，資料被調製到單一的載波上;而在 DMT中，資料被調製到多個載波上，每個載波上的資料都使用 QAM調製。DMT中使用快速傅立葉變換進行數字訊號處理，而在 DWMT中使用小波變換。ADSL技術目前還存在一些 問題 ，如電纜中不同線路訊號之間相互串擾及線路質量問題等。

　　目前，ADSL 的主要應用方式有兩種：

　　***1***交換局端到使用者間直接使用ADSL。這種方式直接使用原有電話線路，成本比較低。利用ADSL Modem可以有效的將話音與資料業務流量分離，資料業務直接分流到資料網路中，緩解了使用者上網負荷對電話交換網的壓力。但是這種方式的資料傳輸率不是很高，一般提供512kbps和284kbps 兩種。

　　***2***FTTx+ADSL方式。這種方式的銅電話線比較短，其他線路採用光纖，可以達到較高的傳輸速率。

　　ADSL接入模型

　　3.4 LAN***寬頻乙太網方式***

　　乙太網是目前廣泛被採用的一種區域網技術，其技術成熟、安裝簡單、裝置便宜。隨著千兆乙太網和萬兆乙太網技術的逐漸成熟，乙太網已經佔有了80%的區域網市場。

　　寬頻以太接入網一般採用光纜+雙絞線的方式對社群進行綜合佈線。小區內使用者先用集線器組成一個簡單的乙太網，然後接入光纖幹線。雙絞線總長度一般不超過100米，線路距離短，因而線路質量可以得到更好保障。LAN方式的寬頻服務一般是吉位元光纖進小區，百兆光纖到樓，10/100M到戶的模式，雖然實際傳輸速度不能達到那麼高，但傳輸速率基本可以滿足使用者的各種需求。

　　由於接入網是一個公用網路環境，其要求與一般區域網的私有網路環境有很大不同，它僅借用了乙太網的幀結構和介面，與一般區域網的差別主要在使用者管理、安全管理、業務管理、計費管理及安全管理等方面。

　　目前主要佔有寬頻接入網市場的是ADSL和LAN接入技術。這兩種技術各有利弊。

　　從速度上來說，LAN方式使用者組成的乙太網採用爭用通道協議，上網速度受到集線器和使用者數量的 影響 。集線器所連使用者越多，上網速度就越慢。可以看出，集線器和交換裝置也是制約網速的一個瓶頸。但總的來說，LAN方式是目前幾種寬頻接入方式中速度最快的一種。ADSL的速度比LAN方式要慢，在傳輸視訊資訊時***如觀看網路電視等***質量不好。

　　從安裝的角度來說,ADSL建立在原有普通電話線基礎上，安裝方便，比較適合家庭或小型業務單位使用。乙太網方式適合於使用者比較密集的小區或單位，使用前需要重新鋪設線路。

　　在抗干擾方面，由於採用光纖接入，LAN方式比普通電話線上傳輸資料的ADSL方式干擾要小。

　　從費用上說，乙太網方式的初裝費一般高於ADSL,而且乙太網一般採用包月方式，ADSL一般按照若干小時為單位計費。因此，ADSL更適合那些偶爾上網的使用者。

　　4. 發展 方向

　　近年來，寬頻主幹網基本實現了光纖化，其速度可以承載任何服務。接入網的速度就成了 網路 發展的瓶頸。今後幾年內，接入網建設是寬頻網路發展的重點。儘管每一個寬頻服務商都強調自己的寬頻接入方式最先進、最便捷，但實際各種接入方式 理論 上所能達到的數值和使用者的實際使用效果存在巨大差距。因此，進一步增加接入頻寬，降低上網費用，提高網路服務質量是一個重要發展方向。對於寬頻接入網來說，實現光纖到戶是最終的目標，以上討論的各種接入方式只是過渡期中出現的技術。

　　寬頻網路的另一個發展方向是多網融合，在一個網路內傳輸語音、文字、影象、視訊等各種資訊，最終實現將電話網、有線電視網及 計算 機網路融為一體。

　　隨著網路的普及，人們越來越依靠網路傳輸一些祕密資訊，網路安全一直是 研究 熱點。寬頻網路也不可避免的要重視網路安全 問題 。

　　參考 文獻

　　[1] 熊桂喜，王小虎 譯. 計算機網路. 第三版. 北京：清華大學出版社,2000.

　　[2]. 周志敏. 寬頻接入技術的發展與 應用 .

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