寬帶技術分析

時間：2024-08-16 15:32:44 計算機畢業論文我要投稿

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寬帶技術分析

摘要：本文對寬帶網絡的主干網和接入網技術進行了詳細分析，并對目前占有寬帶網絡主要市場的ADSL和LAN接入技術進行了比較，最后討論了寬帶技術的發展趨勢。

關鍵詞：綜合業務數字網非對稱數字線路寬帶以太網混合光纖同軸網

1.引言

計算機技術和通信技術的迅猛發展使得網絡進入千家萬戶，網絡日益成為人們工作、學習、生活的必備工具。在網絡普及過程中，網速是網絡技術和網絡經營的關鍵。眾所周知，網絡帶寬越寬，數據傳輸速率就越高，寬帶技術應運而生。所謂寬帶網絡是指傳輸、交換和接入的寬帶化。本文詳細分析了寬帶網的主干網技術和接入網技術，并對寬帶技術的發展趨勢進行了討論。

2.主干網技術

寬帶技術包括主干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干網，主干網已經基本實現了光纖化，傳輸速率可以達到千兆。

寬帶主干網在物理層使用的是SONET(同步光纖網絡)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。主干網的網絡層服務可以大致分成三類：虛電路服務、數據報服務和ATM技術。虛電路服務是一種面向連接服務，通信過程包括建立連接、數據傳輸和釋放連接。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，基于X.25協議和幀中繼等虛電路服務的網絡可靠性較好。但是由于虛電路傳輸效率較低，目前常用網絡層協議是基于另一類數據報服務的IP協議。數據報服務是基于存儲轉發機制的無連接服務，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。最后一類是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復雜，交換設備昂貴，實際網絡中使用不多。

3.接入網技術

接入網的概念從建立電話網開始就存在，寬帶網的出現使得接入網作用尤為突出。接入網是連接用戶終端設備和某種業務網網絡節點之間的網絡設施，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絡。

如前所述，寬帶主干網已經基本實現光纖化，其帶寬可滿足當前的通信需要，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，成為制約寬帶網絡發展的瓶頸。于是，近年來出現了多種接入網技術。接入網作為網絡的一部分同樣可以使用主干網的協議，如有些接入網也才采用幀中繼等技術。這里主要討論目前發展比較迅速的幾種寬帶技術。

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，提供端到端數字通信。它在用戶和ISDN之間建立一條數字比特管道，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的數字PCM話音或數據），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通路用于傳輸話音，一個用于傳輸數據，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技術的基礎上出現了寬帶ISDN(B-ISDN)。B-ISDN將話音、數據、圖像及視頻信號集中在一個網絡傳輸，就是通常所說的“一線通”。B-ISDN采用ATM技術，用戶環路和干線都采用光纜。由于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利用具有巨大帶寬的廣播電視網，鋪設光纖到服務區，用戶的“最后一公里”采用同軸電纜。光纖部分的光分配節點（ODU）到頭端（HEAD）是星型連接，光結點到用戶這段同軸電纜是樹型連接，在美國圍繞一個光結點的同軸網絡可以連接500個用戶。

用戶使用Cable modem利用同軸電纜連接到光結點，接入HFC網絡。由HFC網接入有線電視網（Cable TV）, 最后由有線電視網和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將計算機的數據信號調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制解調器，它集Modem、調諧器、加解密設備、橋接器、網絡接口卡、SNMP代理和以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。

同軸電纜帶寬要比電話線帶寬寬很多，在有線電視網絡比較發達的地區，HFC是一種很好的寬帶接入方式。但是傳統有線電視網是單向的，用于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(數字用戶線路)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（高速數字用戶線）、SDSL（對稱數字用戶線）、ADSL（非對稱數字用戶線）、VDSL（甚高比特率數字用戶線）等多種類型。目前寬帶市場主要使用ADSL技術。
ADSL使用普通電話線作為傳輸介質，利用ADSL Modem 將計算機的數據信號調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調制解調設備一般采用 3種線路編碼技術，抑制載波幅度和相位 (carrier-less amplitude and phase, CAP),離散多音復用 (disc

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