數(shù)字通信-寬帶網(wǎng)絡(luò)

1、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介寬帶網(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)； 無線接入技術(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)概述 寬帶網(wǎng)絡(luò)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)和專用網(wǎng)絡(luò)。 寬帶網(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)寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)主要是以SDH為基礎(chǔ)

2、的大容量光纖網(wǎng)絡(luò)； 寬帶交換網(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)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)主要有光纖接入、銅線接入、混合光纖/銅線接入、無線接入等方式。 2 寬帶傳輸技術(shù)及寬帶傳輸技術(shù)及SDH1）傳輸技術(shù)）傳輸技術(shù) 寬帶網(wǎng)絡(luò)中干線傳輸要解決的問題是大容量、長距離的可靠傳輸，采用的物理傳輸線路當(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、光發(fā)射機、中繼放大器、光接收端機和電接收端機等。電發(fā)射端機光發(fā)射端機光接收端機電接收端機中繼放大器光通信系統(tǒng)的組成光通信系統(tǒng)的組成 電發(fā)射端機將多路電信號復(fù)用成一路高速信號送入光發(fā)射端機； 光發(fā)射端機完成電/光轉(zhuǎn)換、線路編碼

3、和光調(diào)制(目前采用光幅度調(diào)制)，調(diào)制后的光信號在光纖線路上傳輸。 對于長距離傳輸，可采用中繼放大器。中繼放大器對信號進行放大、整形，再重新發(fā)送到光纖上。 光接收端機完成光解調(diào)和光/電轉(zhuǎn)換，電接收端機則分離出各路電信號。 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，傳播后可以達到極小的失真，從而達到極高的傳輸質(zhì)量。 波分復(fù)用可使多路不同波長的光信號在同一光纖上傳輸。 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)技術(shù)(1) SDH概述概述

4、SONET最早是由美國貝爾公司提出，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)。目前各國都先后建設(shè)了SDH傳輸系統(tǒng)。 后來，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開始推出了一系列SDH標(biāo)準(zhǔn)，對SDH的比特率、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用設(shè)備、線路系統(tǒng)、光接口、網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型等進行了定義，從而確立了SDH傳輸體系。 (

5、2) SDH速率和幀結(jié)構(gòu)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、從上而下按順序進行的，每秒鐘傳輸8000幀。因此其傳輸速率是155.52Mbps (9 270 8 8000)。基礎(chǔ)模塊的幀結(jié)構(gòu)基礎(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。更高等級的STM-N是將STM-1同步復(fù)用而成。4個STM-1構(gòu)成STM-4(622.08Mbps)；STM-16是2448.32 Mbps，即2.5Gbps；STM-64約10Gbps。 (3) SDH的特點的特點 具有全球統(tǒng)一

6、的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點接口NNI，簡化了信息互通； 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； 具有強大的網(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； 采用大量軟件進行網(wǎng)絡(luò)配置和控制；3 寬帶交換技術(shù)與寬帶交換技術(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，但它并不是兩種交換簡單地合并。 ATM有一套復(fù)雜的

7、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)在還只在專用網(wǎng)和小范圍公用網(wǎng)中應(yīng)用，整個電信網(wǎng)都采用ATM技術(shù)尚需時日。ATM技術(shù)概括：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，是快速分組交換技術(shù)； 信元(固定長度的小分組)交換； 虛連接：Virtual Path 和 Virtual Channel兩個層次； 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)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、實施最困難、影響面最廣的一部分。

8、在電信網(wǎng)發(fā)展的幾十年中，已實現(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)仍以模擬雙絞線技術(shù)為主，主要采用撥號上網(wǎng)方式，無法適應(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)有電話網(wǎng)銅線為基礎(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)和無線接入技術(shù)。 1）數(shù)字用戶線）數(shù)字用戶線xDSL接入技術(shù)接入技術(shù)(1) xDSL概述概述 DSL(數(shù)字用戶線)技術(shù)是1989年為視頻點播VOD業(yè)務(wù)開發(fā)的?，F(xiàn)在已有十余種DSL技術(shù)問世，形成了xDSL。我國電信部門為用戶提供的主要是ADSL技術(shù)。 xDSL比PS

9、TN更高速，也更復(fù)雜。xDSL是基于公用電話網(wǎng)的技術(shù)。 基于電話網(wǎng)的普通Modem傳輸速率只有幾十K，而 xDSL卻能達到幾M。 xDSL只是利用PSTN的用戶環(huán)路而不是整個網(wǎng)絡(luò)。采用xDSL技術(shù)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號實際上是與原有話音信號在線路上疊加傳輸?shù)?，在電信局和用戶端分別進行合成和分解，需要配置相應(yīng)的局端設(shè)備。 我們知道，傳輸距離越遠，信號衰減越大，越不適合高速傳輸，所以xDSL只能工作在用戶環(huán)路上，距離有限。 xDSL技術(shù)按上行(用戶到交換局)和下行(交換局到用戶)的速率是否相同可分為速率對對稱型稱型和非對稱型非對稱型兩類。 電話網(wǎng)是由一系列獨立的電話交換局互連形成，每個局的服務(wù)半徑一般在5

10、km之內(nèi)，用戶線路基本上都是市話電纜(雙絞線對)。因此采用xDSL技術(shù)不需要對現(xiàn)有的接入系統(tǒng)進行改造，即可方便地開通寬帶業(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(無載波幅度相位調(diào)制) DMT(離散多頻調(diào)制)(2) ADSL ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line ) ADSL是一種在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上利用雙絞線傳輸高速數(shù)據(jù)的技術(shù)(非對非對稱稱)，它可在現(xiàn)有電話線上提供最高達8Mbps的下行速率和最高640Kbps的上行速率，有效傳輸距離達35km。 ADSL的下行速率受距離影響較大。在距

11、離3km時，速率還可達8Mbps，而在6km時，速率就降低到1.5Mbps左右。上行速率通常在16K 640Kbps之間。 ADSL可以在普通電話線上提供三個通道三個通道： 最低頻段部分為04kHz的話音通道； 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)有電話線上既可以快速接入Internet，也可以打電話、發(fā)傳真。通話質(zhì)量與Internet接入速度互不影響。ADSL與 一線通相似，但比ISDN速率更高些。 ADSL寬帶接入原理：寬帶接入原理：用戶使用ADSL接入Internet時，要增加ADSL Modem (或Router)和ADSL分離器等硬件設(shè)備。ADSL

12、Modem 用于單機或小型網(wǎng)絡(luò)用戶的接入，ADSL Router 用于用戶較多或?qū)Π踩院头€(wěn)定性要求較高的中小型網(wǎng)絡(luò)。 ADSL接入包括用戶端模塊和交換局端模塊。用戶端由用戶ADSL Modem和分離器組成，交換局端由ADSL Modem、分離器和接入多路復(fù)用系統(tǒng)組成。ADSL接入與普通電話模型示意圖接入與普通電話模型示意圖接線盒接線盒外線外線跳線架跳線架交換機交換機跳線架跳線架外線外線跳線架跳線架交換機交換機跳線架跳線架Internet接線盒接線盒ADSL用戶用戶電話電話用戶用戶用戶端用戶端電話電話外線外線電話局端電話局端 ADSL Modem分離器分離器分離器分離器ADSL Modem程控交換機程控交換機程控交換機程控交換機 ADSL Modem的作用是將用戶機的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成較高頻率的模擬信號，以便在電話線上傳輸，或反之(解調(diào))。 分離器分離器的作用是分離承載音頻的4KHz以下的低頻帶信號和ADSL Modem調(diào)制的高頻帶信號。ADSL的優(yōu)勢：的優(yōu)勢： ADSL上網(wǎng)和打電話兩不誤，不交電話費； 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D