超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展xxx公司超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度超寬帶技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展一、引言隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線傳輸技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，而超帶寬（UWB）技術(shù)作為一種新型短距離高速無(wú)線通信技術(shù)正占據(jù)主導(dǎo)地位，超帶寬技術(shù)又被稱為脈沖無(wú)線發(fā)射技術(shù)，是指占用帶寬大于中心頻率的1/4或帶寬大于的無(wú)線發(fā)射方案，超帶寬技術(shù)在2002年以前主要應(yīng)用于雷達(dá)和遙感等軍事領(lǐng)域，UWB技術(shù)不需載波，能直接調(diào)制脈沖信號(hào)，產(chǎn)生帶寬高達(dá)幾兆赫茲的窄脈沖波形，其帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前任何商業(yè)無(wú)線通信技術(shù)所占用的帶寬，UWB信號(hào)的寬頻帶、低功率譜密度的特性，決定了UWB無(wú)線傳輸技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：易于與現(xiàn)有的窄帶系統(tǒng)（如全球定位系統(tǒng)（GPS）、蜂窩通信系統(tǒng)、地面電視等）公用頻段，大大提高了頻譜利用率。易于實(shí)現(xiàn)多用戶的短距離高速數(shù)據(jù)通信；目前，UWB技術(shù)在商業(yè)多媒體設(shè)備、家庭和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用正在不斷發(fā)展。二超寬帶技術(shù)的特點(diǎn)應(yīng)用1、超寬帶技術(shù)解決了困擾無(wú)線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的問(wèn)題，如發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲大問(wèn)題，具有對(duì)信道衰落不敏感的問(wèn)題，又具有能力、系統(tǒng)復(fù)雜程度低、能提供厘米級(jí)的定位精度等優(yōu)點(diǎn)；它在無(wú)線局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和個(gè)人局域網(wǎng)的應(yīng)用中，可提供低功耗、超帶寬及相對(duì)簡(jiǎn)捷的通信技術(shù)，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無(wú)線接入，可實(shí)現(xiàn)ＰＣ與移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)電子等信息終端的小范圍智能化互聯(lián)，從而組建個(gè)人化的辦公或家用信息化網(wǎng)絡(luò)。超帶寬（ＵＷＢ）無(wú)線通信技術(shù)以它高速率、高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)成為最具有競(jìng)爭(zhēng)力的ＷＰＡＮ實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并已成功應(yīng)用于多個(gè)方面。２、超寬帶技術(shù)特點(diǎn)（１）體積小、成本低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、ＵＷＢ不使用載波，直接發(fā)射脈沖序列，不需要傳統(tǒng)收發(fā)器所需要的上、下變頻，從而不需要功用放大器與混頻器，因此ＵＷＢ設(shè)備集成更為簡(jiǎn)化。脈沖發(fā)射機(jī)和接收機(jī)前端可集成在一個(gè)芯片上，再加上時(shí)間基和一個(gè)微控制器，就可構(gòu)成一部超寬帶通信設(shè)備。（２）傳輸速率高數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化和個(gè)人化是通信發(fā)展的主要趨勢(shì)。為確保提供高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其信息速率不能低于５０Ｍｂｉｔ／ｓ。在用商品中，一般要求ＵＷＢ信號(hào)的傳輸范圍為１０ｍ以內(nèi)，再根據(jù)經(jīng)過(guò)修改的信道容量公式，其傳輸速率可達(dá)５００Ｍｂｉｔ／ｓ，是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和無(wú)線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。ＵＷＢ以非常寬的頻率來(lái)?yè)Q取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用現(xiàn)在的頻率資源，而是共享其他無(wú)線技術(shù)使用的頻帶。（３）空間容量大ＵＷＢ無(wú)線通信技術(shù)的單位區(qū)域內(nèi)通信容量可超過(guò)每平方米１０００Ｋｂｐｓ，而ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ僅為每平方米１Ｋｂｐｓ，藍(lán)牙技術(shù)為每平方米３０Ｋｂｐｓ，ＩＥＥＥ８０２．１１ａ也只有每平方米８３Ｋｂｐｓ，可見，現(xiàn)有的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的空間容量都遠(yuǎn)低于ＵＷＢ技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷完善，ＵＷＢ系統(tǒng)的通信速率、傳輸距離及空間容量還將不斷提高。（４）低功耗ＵＷＢ使用簡(jiǎn)單的傳輸方式，即使用間歇的脈沖來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，僅為０．２ｎｓ￣１．５ｎｓ，因此ＵＷＢ系統(tǒng)的功耗很低，僅為１ｍＷ￣４ｍＷ，民用的ＵＷＢ設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話或者無(wú)線局域網(wǎng)所需功率的１／１０￣１／１００左右，大大延長(zhǎng)了電源的供電時(shí)間。ＵＷＢ設(shè)備在電池壽命和電磁輻射上，相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。（５）多徑分辨能力強(qiáng)由于常規(guī)無(wú)線通信的射頻信號(hào)大多為連續(xù)信號(hào)，或其持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于多徑傳播時(shí)間，多徑傳播效應(yīng)限制了通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。由于超帶寬無(wú)線電發(fā)射的是持續(xù)時(shí)間極短的單脈沖且占空比較低，多徑信號(hào)在時(shí)間上是可分離的。假如多徑脈沖要在時(shí)間上發(fā)生交疊，其多徑傳輸路徑長(zhǎng)度應(yīng)小于脈沖寬度與傳播速度的乘積。由于脈沖多徑信號(hào)在時(shí)間上不重疊，很容易分離出多徑分量以充分利用發(fā)射信號(hào)的能量。大量的實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)常規(guī)無(wú)線電信號(hào)多徑衰落深達(dá)１０￣３０ｄＢ的多徑環(huán)境，對(duì)超帶寬無(wú)線電信號(hào)的衰落最多不到５ｄＢ。（６）穿透能力強(qiáng)由于超帶寬無(wú)線電的帶寬很寬，因此具有很強(qiáng)的穿透樹葉和障礙物的能力，有希望填補(bǔ)常規(guī)超短波信號(hào)在叢林中不能有效傳播的空白。實(shí)驗(yàn)表明，適用于窄帶系統(tǒng)的叢林通信模型同樣可適用于超寬帶系統(tǒng)；超寬帶技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)隔墻成像等。（７）定位精確沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超帶寬無(wú)線電通信，很容易將定位與通信合一，而常規(guī)無(wú)線電難以做到這一點(diǎn)。超帶寬無(wú)線電具有極強(qiáng)的穿透能力，可在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位，而ＧＰＳ定位系統(tǒng)只能工作在ＧＰＳ定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)；與ＧＰＳ提供絕對(duì)地理位置不同，超短脈沖定位器可以給出相對(duì)位置，期定位精度可達(dá)厘米級(jí)，此外，超帶寬無(wú)線電定位器更為便宜。（８）安全性高、隱蔽性好、與有線通信相比，超帶寬無(wú)線電的射頻帶寬可達(dá)到１ＧＨｚ以上，且所需平均功率小，信號(hào)的能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi)，對(duì)一般通信系統(tǒng)，ＵＷＢ信號(hào)相當(dāng)于白噪聲，并且多數(shù)情況下，ＵＷＢ信號(hào)的功率譜密度低于自然的電子噪聲，從電子噪聲中將脈沖信號(hào)檢測(cè)出來(lái)是一件非常困難的事。信號(hào)被隱蔽在環(huán)境噪聲和其它信號(hào)中，難以被敵方檢測(cè)到。三、超寬帶技術(shù)的原理1、UWB的關(guān)鍵技術(shù)脈沖成形技術(shù)任何數(shù)字通信系統(tǒng)，都要利用與信道匹配良好的信號(hào)攜帶信息，對(duì)于線性調(diào)制系統(tǒng)，已調(diào)制信號(hào)可以統(tǒng)一表示為：s（t）＝ΣIng（t－T）其中，In為承載信息的離散數(shù)據(jù)符號(hào)序列；T為數(shù)據(jù)符號(hào)持續(xù)時(shí)間；g（t）為時(shí)域成形波形，通信系統(tǒng)的工作頻段，信號(hào)帶寬、輻射譜密度、帶外輻射、傳輸性能、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度等諸多因素都取決于g（t）的設(shè)計(jì)。對(duì)于UWB通信系統(tǒng)，成形信號(hào)g（t）的帶寬必須大于500mHz，且信號(hào)能量集中于－頻段，脈沖成形技術(shù)中最具代表性的無(wú)載波脈沖是高斯單周脈沖，他的帶帶寬已經(jīng)大于2GHz，高斯單周脈沖是高斯脈沖的各階導(dǎo)數(shù)，各階脈沖波形可由高斯一階導(dǎo)數(shù)通過(guò)逐次求導(dǎo)得到。隨著脈沖信號(hào)階數(shù)的增加，過(guò)零點(diǎn)數(shù)逐漸增加，信號(hào)中心頻率向高頻移動(dòng)，但信號(hào)的帶寬無(wú)明顯變化，相對(duì)帶寬逐漸下降，早期UWB系統(tǒng)采用1階、2階脈沖、信號(hào)頻率成分從直流延續(xù)到2GHz，按照FCC對(duì)UWB的新定義，必須采用4階以上的亞納秒脈沖方能滿足輻射譜要求。調(diào)制技術(shù)調(diào)制方式是指信號(hào)以何種方式承載信息，他不但決定著通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，是也影響信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)、接收機(jī)復(fù)雜度，在UWB系統(tǒng)中常用的調(diào)制方式可以分為兩大類：基于超寬帶脈沖的調(diào)制，基于OFDM的正交多載波調(diào)制。其中基于超帶寬脈沖的調(diào)制常用的有脈位調(diào)制和脈副調(diào)制。脈位調(diào)制（PPM）是一種利用脈沖位置承載數(shù)據(jù)信息的調(diào)制方式，按照采用的離散數(shù)據(jù)符號(hào)狀態(tài)數(shù)可以分為二進(jìn)制PPM（2PPM）和多進(jìn)制PPM（MPPM）。在這種調(diào)制方式中，一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)脈沖可能出現(xiàn)的位置有2個(gè)或M個(gè)，脈沖位置與符號(hào)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)，根據(jù)相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關(guān)系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統(tǒng)傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關(guān)函數(shù)的負(fù)峰值點(diǎn)，從而使相鄰符號(hào)的歐氏距離最大化，在OPPM中，通常以脈沖寬度為間隔確定脈位，接收機(jī)利用相關(guān)器在相應(yīng)位置進(jìn)行相干檢測(cè)，鑒于UWB系統(tǒng)的復(fù)雜度和功率限制，實(shí)際應(yīng)用中，常用的調(diào)制方式為2PPM或2OPPM。脈副調(diào)制（PAM）是數(shù)字通信系統(tǒng)最為常用的調(diào)制方式之一。在UWB系統(tǒng)中，考慮到實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和功率有效性，不宜采用多進(jìn)制PAM（MPAM）。UWB系統(tǒng)常用的PAM有兩種方式：開關(guān)鍵控（OOK）和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）。OOK可以采用非相干檢測(cè)降低接收機(jī)復(fù)雜度，而BPSK采用相干檢測(cè)可以更好地保證傳輸可靠性。正交多載波調(diào)制（OFDM）是一種高效的數(shù)據(jù)傳輸方式，其基本思想是把高速數(shù)據(jù)流分散到多個(gè)正交的子載波上傳輸，從而使子載波上的符號(hào)速率大幅度降低，符號(hào)持續(xù)時(shí)間大大加長(zhǎng)，因而對(duì)時(shí)延擴(kuò)展有較強(qiáng)的抵抗力，減小了符號(hào)間干擾的影響，通常在OFDM符號(hào)前加入保護(hù)間隔，只要保護(hù)間隔大于信道的時(shí)延擴(kuò)展則可以完成消除符號(hào)間干擾，OFDM相對(duì)于一般的多載波傳輸?shù)牟煌幨撬试S子載波頻譜部分重疊，只要滿足子載波間相互正交則可以從混迭的子載波上分離出數(shù)據(jù)信息，由于OFDM允許子載波頻譜混迭起，其頻譜效率大大提高，因而是一種高效的調(diào)制方式。接收技術(shù)盡管UWB信道的時(shí)延擴(kuò)展很大，但是在信號(hào)占空比很低的情況下，前后兩個(gè)接收波形之間的干擾可以忽略不計(jì)，因此早期的UWB接收機(jī)結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，只是一個(gè)等效于匹配濾波的相關(guān)器而已。同時(shí)為了降低微器件模擬變換器的（ADC）變換速率的要求，相關(guān)器是用線性相乘和積分等模擬過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，但是當(dāng)對(duì)傳輸速率的要求達(dá)到了上百兆比特每秒后，不理想的信道特性對(duì)接收信號(hào)的影響變得嚴(yán)重起來(lái)，接收信號(hào)幅度上的衰落需要通過(guò)RAKE接收機(jī)收集足夠非常的多徑分量來(lái)克服，另一方面，信號(hào)的占空比不足以避免前后波形之間的重疊現(xiàn)象，如何解決符號(hào)間干擾（ISI）問(wèn)題也必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加以考慮，一種比較理想的解決方案影響是RAKE＋均衡，通過(guò)RAKE接收捕捉各條徑的能量以抵抗衰落，同時(shí)利用均衡來(lái)消除符號(hào)間干擾。目前對(duì)接收機(jī)在多徑和各種干擾環(huán)境下的性能分析通?；赗AKE接收機(jī)，在具體實(shí)現(xiàn)上，有幾種路徑選取方法可以用，例如選擇信號(hào)最強(qiáng)的L條路徑或是最先到達(dá)的L條路徑。合并策略也可采用最大比合并或等增益合并，前者的性能更好，只是實(shí)現(xiàn)難度較大，從仿真結(jié)果來(lái)看，就UWB信道特性而言，選擇4－6條路徑進(jìn)行合并已可獲得接近最佳的性能，同步也是接收機(jī)中值得關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，在高速應(yīng)用中，快速同步的實(shí)現(xiàn)尤為關(guān)鍵，如果采用最大比合并方式，接收機(jī)還需要進(jìn)行信道估計(jì)[2]。2UWB無(wú)線傳輸系統(tǒng)的基本模型UWB系統(tǒng)的基本模型主要由發(fā)射部分、無(wú)線信道和接收部分構(gòu)成，與傳統(tǒng)的無(wú)線發(fā)射、接收機(jī)結(jié)構(gòu)相比，UWB的發(fā)射、接收機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，如傳統(tǒng)藍(lán)牙系統(tǒng)是一種低功耗的無(wú)線傳輸技術(shù)，它的集成電路是經(jīng)典的超外差電路，發(fā)射機(jī)部分包括壓控振蕩器、鎖相環(huán)同步器、參考振蕩器，接收機(jī)部分包括低噪聲放大器、混頻器、放大器等；而UWB的發(fā)射、接收機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，因?yàn)槊}沖產(chǎn)生器只需產(chǎn)生大約100mV的電壓就能滿足發(fā)射要求，因而發(fā)射端不需要功率放大器，在接收端，天線收集的信號(hào)先通過(guò)低噪聲放大器，再通過(guò)一個(gè)匹配濾波器或相關(guān)接收機(jī)恢復(fù)出期望信號(hào)[3]，由于UWB信號(hào)的發(fā)射未經(jīng)載波調(diào)制，UWB的接收端不再需要參考振蕩器、鎖相環(huán)同步器、壓控振蕩器及混頻器等。UWB的發(fā)射、接收機(jī)結(jié)構(gòu)比藍(lán)牙更簡(jiǎn)單，UWB的發(fā)射機(jī)可靈活地調(diào)整發(fā)射距離，當(dāng)發(fā)射距離增大時(shí)，UWB可以用多個(gè)脈沖傳一個(gè)信號(hào)以增加接收端的信噪比，由于UWB的發(fā)射功率與脈沖重復(fù)頻率成正比，因此可以通過(guò)軟件對(duì)數(shù)據(jù)率、功耗、發(fā)射范圍進(jìn)行管理，這種靈活性非常有利于功率受限的便攜式終端的設(shè)計(jì)。三、超寬帶技術(shù)在無(wú)線多媒體局域網(wǎng)中的應(yīng)用UWB無(wú)線通信技術(shù)的主要功能包括無(wú)線通信和定位功能。進(jìn)行高速無(wú)線通信（速率在100Mb/s以上）時(shí)，傳輸距離較近，一般在10－20m左右，進(jìn)行較低速率無(wú)線通信和定位時(shí)，傳輸距離可更遠(yuǎn)，UWB技術(shù)采用無(wú)載波脈沖方式時(shí)，具有較強(qiáng)的透視功能，可以穿透數(shù)層墻壁進(jìn)行通信、成像或定位，與全球定位系統(tǒng)（GPS）相比，UWB技術(shù)的定位精確度更高，可以達(dá)到10－20cm的精度，正是憑借短距離傳輸范圍內(nèi)的高傳輸速率及高精確度這一巨大優(yōu)勢(shì)，UWB進(jìn)入民用市場(chǎng)之初就將其應(yīng)用定位在了無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）和無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）上，這樣一種小范圍內(nèi)進(jìn)行高速通信，可以使人們擺脫線纜的束縛，使各種設(shè)備以高速無(wú)線進(jìn)行連接。根據(jù)超帶寬無(wú)線傳輸?shù)奶匦?，UWB技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)線多媒體家域網(wǎng)、局域網(wǎng)，雷達(dá)定位和成像系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)，以及應(yīng)用于軍事、公安、救援、醫(yī)療、測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域。四、超寬帶技術(shù)在城域網(wǎng)的應(yīng)用1寬帶城域網(wǎng)簡(jiǎn)介寬帶城域網(wǎng)的概念寬帶城域網(wǎng)是根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的需要而建設(shè)的城市范圍內(nèi)的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)，是寬帶骨于網(wǎng)絡(luò)在城市范圍內(nèi)的延伸，并作為本地的公共信息服務(wù)平臺(tái)組成部分，負(fù)責(zé)承載各種多媒體業(yè)務(wù)，為用戶提供多種接入方式，滿足各類用戶對(duì)各種多媒體業(yè)務(wù)的需求。因此，寬帶城域網(wǎng)必須是可管理和可擴(kuò)展的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在有三種網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)營(yíng)：電信交換網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)。將來(lái)的信息網(wǎng)絡(luò)一一下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）不可能以上述三種網(wǎng)絡(luò)之一為基礎(chǔ)平臺(tái)來(lái)構(gòu)建。隨著IP技術(shù)的發(fā)展，將三網(wǎng)融臺(tái)到統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。因此，寬帶城域網(wǎng)的發(fā)展一定是基于IP的網(wǎng)絡(luò)，所開展的也是基于IP的業(yè)務(wù)。1．2寬帶城域網(wǎng)的接入方式寬帶城域網(wǎng)面對(duì)大量的用戶，不同的用戶對(duì)接入速率、服務(wù)質(zhì)量、費(fèi)用等要求不盡相同，因此對(duì)接入方式也有不同的要求。目前能夠?qū)崿F(xiàn)的寬帶接入方式主要有以下幾種：FTTx：包括光纖到桌面路邊（FTTD）、光纖到家庭（FTTH）、光纖到大樓（FTTB）、以及（FTTC）等。目前成熟的用戶端光纖端口能夠支持高達(dá)10G帶寬，可以一勞永逸地解決用戶的帶寬要求，但資金投入大，對(duì)一般用戶不適會(huì)。FTTx方式一般使用FTTx＋LAN形式，即在光纖的終點(diǎn)連結(jié)局域網(wǎng)，用戶只需接入本地局域網(wǎng)就可獲得10～100M的使用帶寬，而且費(fèi)用比較便宜，是一種比較好而經(jīng)濟(jì)的方式。FTTx十LAN方式將是發(fā)展的重點(diǎn)。xDSL：包括HDSL，ADSL，VADSL等，當(dāng)前主要使用的是ADSL。它在已經(jīng)廣泛鋪設(shè)的銅纜上采用新的數(shù)字解調(diào)技術(shù)，為用戶提供比較高的接入帶寬。其優(yōu)勢(shì)是可充分利用現(xiàn)有的鋼纜資源，技術(shù)比較成熟，但是局端投資比較大，傳輸距離限制在l～5公里以內(nèi)。HFC：這種技術(shù)適合于在有線電視的同軸電纜線上開展寬帶接入業(yè)務(wù)，但是需要對(duì)現(xiàn)有的同軸電纜有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向改造，并且單個(gè)節(jié)點(diǎn)下用戶數(shù)目有一定限制。無(wú)線接入技術(shù)，如微波接入、衛(wèi)星通信、固定無(wú)線接入（FWA）等技術(shù)，這類技術(shù)目前應(yīng)用還不廣泛。以上這些接入技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中往往被結(jié)合起來(lái)使用，并且與網(wǎng)管系統(tǒng)一起組成一個(gè)完整的接入系統(tǒng)。寬帶城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)平面寬帶IP城域網(wǎng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)主要有星型、環(huán)型等。星型結(jié)構(gòu)在初期建設(shè)中占比例較大，優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單，建設(shè)初期成本低，但是缺點(diǎn)是中心節(jié)點(diǎn)或路由器負(fù)擔(dān)過(guò)重，擴(kuò)容費(fèi)用高。環(huán)型結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)一般采用SDH或FDDI等，其優(yōu)點(diǎn)是規(guī)模擴(kuò)展性好，帶寬利用率高，有自愈保護(hù)功能，但是缺點(diǎn)是初期投資較大，網(wǎng)絡(luò)配置和管理比較復(fù)雜。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)是電信交換網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的融合，三種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)都有所不同。當(dāng)三網(wǎng)融會(huì)為基于IP的寬帶城域網(wǎng)之后，原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也要做一定的考慮。寬帶IP城域網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)一般分為核心層、匯接層和接入層：·核心層主要提供高帶寬的IP業(yè)務(wù)承載和交換通道，完成和已有網(wǎng)絡(luò)（ATM、PSTN、FR、DDN、IP以及有線電視網(wǎng)等）的互聯(lián)互通，并提供城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理、接入、計(jì)費(fèi)和認(rèn)證等功能，為用戶提供各種增值服務(wù)?！R接層的主要功能是給業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)提供用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的匯聚和分發(fā)處理。接入層的帶寬主要為n×2M、155M等，而核心層帶寬可達(dá)G級(jí)，需要在匯接層將用戶數(shù)據(jù)和帶寬從小到大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸暮?jiǎn)單到復(fù)雜過(guò)渡過(guò)去?！そ尤雽永枚喾N接入技術(shù)，迅速覆蓋用戶，進(jìn)行帶寬和業(yè)務(wù)分配，實(shí)現(xiàn)用戶的接入，接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備完成多業(yè)務(wù)的復(fù)用和傳輸，利用光纖、雙絞線、同軸電纜等連接到用戶。2超寬帶時(shí)代下城域網(wǎng)的特點(diǎn)面對(duì)即將到來(lái)的超寬帶時(shí)代，城域網(wǎng)將呈現(xiàn)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)網(wǎng)絡(luò)帶寬可運(yùn)營(yíng)，可方便的管理和運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)資源。如端到端業(yè)務(wù)提供、服務(wù)分級(jí)、虛擬專線、虛擬專網(wǎng)、帶寬點(diǎn)播等，后期接入業(yè)務(wù)即插即用，快速應(yīng)對(duì)突發(fā)帶寬需求，特別是大客戶專線應(yīng)用。(2)城域骨干和匯聚步入一體化，承載各種接入方式(如OTN、GPON、Packet、MSTP)的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)快速加載，運(yùn)維方便。(3)快速端到端傳送“海量”的大顆粒業(yè)務(wù)，如GE/10GE/40G/100G，主要應(yīng)用在路由器業(yè)務(wù)的“一站式”連接，各個(gè)匯聚點(diǎn)IP業(yè)務(wù)的上傳，及大客戶(政府和企業(yè))專線的快速提供，形成良好的運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)。(4)面向IP業(yè)務(wù)，全面適配各種業(yè)務(wù)接入，線路帶寬共享，高的帶寬利用率