計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理-因特網(wǎng)接入技術(shù)課件

第10章因特網(wǎng)接入技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1第10章因特網(wǎng)接入技術(shù)10.1接入網(wǎng)概述10.2PSTN接入10.3ISDN接入10.4ADSL接入10.5DDN專(zhuān)線接入10.6光纖同軸混合網(wǎng)HFC10.7光纖接入網(wǎng)(OAN)10.8以太網(wǎng)接入210.1接入網(wǎng)概述所謂接入網(wǎng)(AccessNetwork)是指交換局到用戶終端之間的所有機(jī)線設(shè)備(接入網(wǎng)的物理位置)，又稱(chēng)為用戶環(huán)路。其中主干系統(tǒng)為傳統(tǒng)的電纜和光纜，一般長(zhǎng)數(shù)公里；配線系統(tǒng)可以是電纜和光纜，其長(zhǎng)度一般為幾百米；而引入線通常長(zhǎng)幾米到幾十米。接入網(wǎng)主要完成使用戶主機(jī)或局域網(wǎng)接入到核心廣域網(wǎng)的任務(wù)。3接入網(wǎng)的組成ITU-T規(guī)定，接入網(wǎng)是指由業(yè)務(wù)接點(diǎn)接口(SNI)和相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體(諸如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)所組成，為傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供所需傳送承受能力的實(shí)施系統(tǒng)。傳送實(shí)體提供必要的傳送承載能力，對(duì)用戶信令是透明的,不作處理。接入網(wǎng)核心網(wǎng)接入網(wǎng)UNIUNISNISNI業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口SNI用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI4廣域網(wǎng)的接入方式點(diǎn)到點(diǎn)專(zhuān)線方式：撥號(hào)電話線路(PSTN、ADSL和ISDN)、DDN專(zhuān)線、E1線路等。主要協(xié)議有HDLC、PPP等。分組交換方式多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)公用的分組交換網(wǎng)絡(luò)，共享一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的連接。主要的交換網(wǎng)絡(luò)有X.25、幀中繼(FrameRelay)、ATM等。5如何接入因特網(wǎng)有線接入城市地面固定電話銅線網(wǎng)公共交換電話網(wǎng)PSTN接入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)ISDN接入不對(duì)稱(chēng)的數(shù)字用戶環(huán)路ADSL數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)接入混合光纖/同軸電纜HFC寬帶接入光纖寬帶接入以太網(wǎng)接入無(wú)線接入移動(dòng)通信和微波通信610.2PSTN接入公共交換電話網(wǎng)PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）是以電路交換技術(shù)為基礎(chǔ)的用于傳輸模擬話音的網(wǎng)絡(luò)。PSTN采用分級(jí)交換方式。它主要由三個(gè)部分組成：

本地回路、干線和交換機(jī)。其中干線和交換機(jī)一般采用數(shù)字傳輸和交換技術(shù)，而本地回路（也稱(chēng)用戶環(huán)路）基本上采用模擬線路。7撥號(hào)上網(wǎng)的原理由于PSTN的本地回路是模擬的，因此當(dāng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)想通過(guò)PSTN傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，中間必須經(jīng)雙方Modem實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。PSTNISPInternet接入服務(wù)器ModemModem用戶環(huán)路使用Modem撥號(hào)上網(wǎng)實(shí)際上是以PSTN作為用戶環(huán)路，與ISP的網(wǎng)絡(luò)建立連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)因特網(wǎng)的訪問(wèn)。8PSTN的特點(diǎn)PSTN是一種電路交換的網(wǎng)絡(luò)。它可看作是物理層的一個(gè)延伸，其內(nèi)部并沒(méi)有上層協(xié)議進(jìn)行差錯(cuò)控制。PSTN的信道利用率低。通信雙方在建立連接后獨(dú)占一條信道，當(dāng)通信雙方無(wú)信息時(shí)，該信道也不能被其他用戶所利用。PSTN線路的傳輸質(zhì)量較差，帶寬有限。目前通過(guò)PSTN進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的最高速率不超過(guò)56Kbps。910.3ISDN接入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)是基于單一通信網(wǎng)絡(luò)提供包括語(yǔ)音、文字、數(shù)據(jù)、圖像等綜合業(yè)務(wù)的數(shù)字網(wǎng)。ISDN的目的是應(yīng)用單一網(wǎng)絡(luò)向公眾提供不同的業(yè)務(wù)。ISDN分為窄帶的N-ISDN和寬帶的B-ISDN。前者采用同步傳輸模式STM，后者采用異步傳輸模式ATM，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。10N-ISDN的用戶訪問(wèn)速率接口基本速率接口(BRI，BasicRateInterface)由2個(gè)速率為64Kbps的B信道和1個(gè)速率為16Kbps的D信道組成（2B＋D）?？衫矛F(xiàn)有用戶電話線支持，提供電話、傳真等常規(guī)業(yè)務(wù)?；核俾式涌?PrimaryRateInterface)北美和日本的標(biāo)準(zhǔn)：使用23B＋D的結(jié)構(gòu)，和T1線路相對(duì)應(yīng)，速率為1.544Mbps；歐洲標(biāo)準(zhǔn)：使用30B＋D的結(jié)構(gòu)，和E1線路相對(duì)應(yīng)，速率為2.048Mbps。其中B、D信道均為64Kbps。11ISDN的信道和速率信道數(shù)

接口類(lèi)型數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺罃?shù)

(B信道)控制信令的信道數(shù)

(D信道)基本速率接口

BRI2×64kbps

=128kbps1(16kbps)集群速率接口PRI(T1，美國(guó))23×64kbps

=1.544Mbps1(64kbps)集群速率接口PRI(E1，歐洲)30×64kbps

=2.048Mbps1(64kbps)ISDN使用D信道進(jìn)行呼叫和控制，使用B信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。12N-ISDN的特點(diǎn)

ISDN業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方便，用戶使用非常靈活便捷。實(shí)現(xiàn)了端到端的數(shù)字傳輸：呼叫速度快多種安全措施綜合的通信業(yè)務(wù)：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)了綜合的業(yè)務(wù)服務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口：ISDN向用戶提供一組標(biāo)準(zhǔn)的多用途網(wǎng)絡(luò)接口。13N-ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在用戶和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)之間的傳輸通路相當(dāng)于一個(gè)數(shù)字比特管道，管道中的比特流可以來(lái)自數(shù)字電話機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)或其它終端，并且比特流可以雙向流動(dòng)。目前已經(jīng)定義了兩個(gè)數(shù)字比特管道的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是家用的低頻帶標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是用于大企事業(yè)單位的高頻帶標(biāo)準(zhǔn)。還可以按需要配置多個(gè)數(shù)字比特管道。14家用ISDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在用戶家中或辦公室中安裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備N(xiāo)T1，用戶的電話、傳真、計(jì)算機(jī)等等通過(guò)NT1與ISDN交換局相連，用戶設(shè)備可多達(dá)8個(gè)。只需要一根總線接通（簡(jiǎn)稱(chēng)一線通）。（T）ISDN信令S-busISDN

交換機(jī)ISDN網(wǎng)絡(luò)PSTNInternetNT1（U）用戶環(huán)路15Internet企業(yè)用的N-ISDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)企業(yè)單位的用戶設(shè)施較多，需要第二類(lèi)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，即專(zhuān)用的ISDN小交換分機(jī)（PBX），以提供較大的接入帶寬。TATE2TE1LANISDN

PBX（T）ISDN

交換機(jī)ISDN網(wǎng)絡(luò)NT1（U）（S）（R）用戶環(huán)路16ISDN硬件參考點(diǎn)U接口（UInterface）該接口定義了ISDN交換機(jī)到客戶端設(shè)備N(xiāo)T-1之間的關(guān)系，以一對(duì)線傳送。U接口的標(biāo)準(zhǔn)接頭是RJ-45接頭。S/T接口（S/TInterface）該接口定義了NT-1與其他客戶終端設(shè)備之間的關(guān)系，以?xún)蓪?duì)線傳送。S/T接口的標(biāo)準(zhǔn)接頭也是RJ-45接頭，但實(shí)際使用四芯。R接口（RInterface）是非ISDN設(shè)備連接TA或Router的接口統(tǒng)稱(chēng)。所以RJ-11接頭、RS-232、Ethernet、TokenRing等接口對(duì)于ISDN而言均稱(chēng)為R接口。17ISDN功能組件功能

組件全稱(chēng)說(shuō)明TE11類(lèi)終端設(shè)備各種ISDNCPE的統(tǒng)稱(chēng),提供使用四線電纜連接的S參考點(diǎn)。TE22類(lèi)終端設(shè)備非ISDNCPE的統(tǒng)稱(chēng)。提供使用RS-232orV.35電纜連接的R參考點(diǎn)。TA終端適配器提供R參考點(diǎn)和S參考點(diǎn)，用于將TE2連接到TE1。18ISDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能

組件全稱(chēng)說(shuō)明NT1網(wǎng)絡(luò)終端器一型NT-1是物理層設(shè)備，它的主要功能是將網(wǎng)絡(luò)所提供的適合長(zhǎng)距離兩線傳輸?shù)腢接口轉(zhuǎn)換為適合短距離傳輸，但可連接多個(gè)ISDNCPE的四線S或T參考點(diǎn)。NT2網(wǎng)絡(luò)終端器二型NT-1是智能網(wǎng)絡(luò)終端，完成OSI模型的2、3層的功能，提供S和T參考點(diǎn)。19ISDN的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T定義了ISDN的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分為以下三個(gè)系列：E系列——模擬電話與ISDN網(wǎng)絡(luò)；I系列——ISDN主要概念及接口標(biāo)準(zhǔn)；Q系列——交換與信令。OSI層B信道HDLC、PPP、FR、LAPB網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層BRI(I430)、PRI(I431)Q930、Q931LAPD(Q920、Q921)D信道2010.4ADSL接入xDSL技術(shù)：所謂xDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。DSL是數(shù)字用戶線(DigitalSubscriberLine)的縮寫(xiě)。而字母x表示DSL的前綴可以是多種不同字母，用不同的前綴表示在數(shù)字用戶線上實(shí)現(xiàn)的不同寬帶方案。21xDSL的幾種類(lèi)型

ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：

非對(duì)稱(chēng)的數(shù)字用戶線HDSL(HighspeedDSL)：高速數(shù)字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對(duì)線的數(shù)字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數(shù)字用戶線DSL：ISDN用戶線。RADSL(Rate-AdaptiveDSL)：速率自適應(yīng)的DSL，是ADSL的一個(gè)子集，可自動(dòng)調(diào)節(jié)線路速率）。22非對(duì)稱(chēng)的數(shù)字用戶環(huán)路ADSL是在普通電話線上傳輸高速數(shù)字信號(hào)的技術(shù)。頻譜頻率(kHz)04252001100250語(yǔ)音業(yè)務(wù)上行信道下行信道電話線理論上有接近2MHz的帶寬，傳統(tǒng)的Modem只使用了0K-4KHz的低頻段，而ADSL使用了26KHz以后的高頻帶，因而能提供很高的速度。23ADSL的信道

當(dāng)電話線兩端連接ADSL接入端接單元ATU時(shí)，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個(gè)信息通道：一個(gè)速率為1.5Mbps-8Mbps的高速下行通道，用于用戶下載信息；一個(gè)速率為64Kbps-1Mbps的中速雙工通道，用與ADSL控制信號(hào)的傳輸和上行的信息；一個(gè)普通的老式電話服務(wù)通道。高速下行數(shù)據(jù)流中速雙工數(shù)據(jù)流電話數(shù)據(jù)24ADSL接入模型ADSL的功能從理論上應(yīng)該屬于OSI七層模型的物理層。它主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制、提供接口類(lèi)型等一系列底層的電氣特性。信號(hào)分離器

PS信號(hào)分離器

PSATU-CInternet

ATM主干遠(yuǎn)端用戶PSTN電話外線程控

交換機(jī)ATU-RADSL

Modem中央交換局ADSLModemDSLAM下行8Mbps上行640Kbps用戶環(huán)路25ADSL的組成

信號(hào)分離器

PS信號(hào)分離器

PSATU-CInternet

ATM主干遠(yuǎn)端用戶PSTN電話外線程控

交換機(jī)ATU-RADSL

Modem中央交換局ADSLModemDSLAM下行8Mbps上行640Kbps數(shù)字用戶線接入復(fù)用器DSLAM(DSLAccessMultiplexer)接入端接單元ATU(AccessTerminationUnit)，即ADSLModemR代表遠(yuǎn)端RemoteC代表中心局端CentralOffice信號(hào)分離器PS(POTSSplitter)26ADSLModem的作用

從實(shí)際的組網(wǎng)形式上看，ADSLModem所起的作用類(lèi)似于窄帶的撥號(hào)Modem，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)的傳送功能。經(jīng)ADSLMODEM編碼后的信號(hào)通過(guò)電話線傳到電話局后在通過(guò)一個(gè)信號(hào)識(shí)別/分離器，如果是語(yǔ)音信號(hào)就傳到程控交換機(jī)上，如果是數(shù)字信號(hào)就接入Internet。27ADSL的調(diào)制技術(shù)當(dāng)前的ADSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備多采用以下3種調(diào)制技術(shù)之一：抑制載波幅度和相位(carrier-lessamplitudeandphase,CAP)CAP的基礎(chǔ)是正交幅度調(diào)制(QAM)，數(shù)據(jù)被調(diào)制到單一載波之上；離散多音復(fù)用(discretemultitone,DMT)(ANSI標(biāo)準(zhǔn))在DMT中，數(shù)據(jù)被調(diào)制到多個(gè)載波之上，每個(gè)載波上的數(shù)據(jù)使用QAM進(jìn)行調(diào)制。DMT中使用快速傅里葉變換算法進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。離散小波多音復(fù)用(discretewaveletmultitone,DWMT)。在DWMT中，則用近年來(lái)新興的小波變換算法代替快速傅里葉變換。28離散多音復(fù)用調(diào)制DMT

ANSI標(biāo)準(zhǔn)(T1.413)規(guī)定，QAM調(diào)制的速率是每波特15比特。DMT技術(shù)將可用帶寬(0~1.104MHz)劃分為256個(gè)正交子信道（每個(gè)子信道帶寬為4kHz，即60kbps）。通常上行信道占25個(gè)子信道，由于噪聲影響，比特率在64kbps~1Mbps之間。通常下行信道占200個(gè)子信道，由于噪聲影響，比特率在500kbps~8Mbps之間。ADSL技術(shù)還支持前向糾錯(cuò)FEC(ForwardErrorCorrection)。29DMT的信號(hào)處理機(jī)制

DMT的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)比特分配和緩存，將輸入數(shù)據(jù)劃分為比特塊，經(jīng)TCM編碼后再進(jìn)行512點(diǎn)離散傅利葉反變換(IDFT)將信號(hào)變換到時(shí)域，這時(shí)比特塊將轉(zhuǎn)換成256個(gè)QAM子字符；隨后對(duì)每個(gè)比特塊加上循環(huán)前綴（用于消除碼間干擾），經(jīng)數(shù)/模變換(DA)和發(fā)送濾波器將信號(hào)送上信道。在接收端則按相反的次序進(jìn)行接收解碼。30ADSL的技術(shù)特點(diǎn)

高速傳輸提供上、下行不對(duì)稱(chēng)的傳輸帶寬，下行速度最高達(dá)到8Mpds,上行速度最高達(dá)到1Mpds。上網(wǎng)、打電話互不干擾ADSL數(shù)據(jù)信號(hào)和電話音頻信號(hào)以頻分復(fù)用原理調(diào)制于各自頻段互不干擾。您上網(wǎng)的同時(shí)可以撥打或接聽(tīng)電話，避免了撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)不能使用電話的煩惱。獨(dú)享帶寬、安全可靠

ADSL利用中國(guó)電信深入千家萬(wàn)戶的電話網(wǎng)絡(luò)，先天形成星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造，骨干網(wǎng)絡(luò)采用中國(guó)電信遍布全城全國(guó)的光纖傳輸，各結(jié)點(diǎn)采用ATM寬帶交換機(jī)處理交換信息，信息傳遞快速可靠安全。安裝快捷方便在現(xiàn)有電話線上安裝ADSL，只需在用戶側(cè)安裝一臺(tái)ADSLmodem。無(wú)須為寬帶上網(wǎng)而重新布設(shè)或變動(dòng)線路。31正交幅度調(diào)制技術(shù)QAM

QAM用兩路獨(dú)立的基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號(hào)的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有4進(jìn)制QAM（4QAM）、16進(jìn)制QAM（l6QAM）、64進(jìn)制QAM（64QAM）、…，對(duì)應(yīng)的空間信號(hào)矢量端點(diǎn)分布圖（星座圖）分別有4、16、64、…個(gè)矢量端點(diǎn)。3210.5DDN專(zhuān)線接入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN（DigitalDataNetwork）是以數(shù)字交叉連接為核心技術(shù)，集合多種通信技術(shù)，利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。DDN網(wǎng)是由數(shù)字傳輸電路和相應(yīng)的數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成。其中，數(shù)字傳輸主要以光纜傳輸電路為主，數(shù)字交叉連接復(fù)用設(shè)備對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行半固定交叉連接和子速率的復(fù)用。DDN主要提供點(diǎn)到點(diǎn)及點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)字專(zhuān)線或?qū)＞W(wǎng)。33用戶環(huán)路用戶環(huán)路DDN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)DDN網(wǎng)絡(luò)主要完成OSI模型中物理層和部分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的功能，它由數(shù)字通道、DDN節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)管中心和用戶環(huán)路組成。DTUDTEDSUDDN網(wǎng)絡(luò)NMCDDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DDN節(jié)點(diǎn)DSUV.35/V.24V.35/V.2434注意DDN的網(wǎng)管中心NMC可以方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)的配置，實(shí)時(shí)地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)告警、網(wǎng)絡(luò)信息和線路利用情況的收集，作出統(tǒng)計(jì)報(bào)告等。數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE是接入DDN網(wǎng)的用戶端設(shè)備，它可以是DDN網(wǎng)關(guān)路由器，也可以是一般的異步終端或圖像設(shè)備，以及傳真機(jī)、電傳機(jī)、電話機(jī)等。DTE和DTE之間是全透明傳輸。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元DSU可以是基帶調(diào)制解調(diào)器等基帶傳輸設(shè)備，以及時(shí)分復(fù)用、語(yǔ)音/數(shù)字復(fù)用等設(shè)備。35DDN的信道和帶寬DDN的傳輸介質(zhì)主要有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道等。用戶端設(shè)備（主要為網(wǎng)關(guān)路由器）一般通過(guò)基帶Modem等DSU利用市話雙絞線實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。DDN采用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)將支持?jǐn)?shù)字信息高速傳輸?shù)墓饫w通道劃分為一系列的子信道（例如：2.048Mbps的光纖信道劃分為32路64Kbps的子信道，可以分配給32個(gè)用戶使用）。用戶可以向電信部門(mén)定時(shí)租用子信道（獨(dú)占）。DDN的基本速率為64Kbps，用戶租用的信道速率應(yīng)為64Kbps的整數(shù)倍。36DDN專(zhuān)線與電話專(zhuān)線的區(qū)別電話專(zhuān)線是固定的物理連接，并且是模擬信道，質(zhì)量差、帶寬窄、數(shù)據(jù)傳輸率低，可靠性差；而DDN專(zhuān)線是半固定連接，其數(shù)據(jù)傳輸率和路由可隨時(shí)根據(jù)需要申請(qǐng)改變。另外，DDN專(zhuān)線是數(shù)字信道，其質(zhì)量高、帶寬高，數(shù)據(jù)傳輸率高并且采用熱冗余技術(shù)，具有路由故障自動(dòng)迂回功能。37DDN的主要特點(diǎn)傳輸速率高：DDN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字交叉連接復(fù)用設(shè)備能提供N×64Kbps（≤2M）速率的數(shù)字傳輸信道。傳輸質(zhì)量好、時(shí)延短：DDN大量采用光纖傳輸，提供的數(shù)字電路為全透明的半永久性連接。全透明網(wǎng)：采用交叉連接技術(shù)和時(shí)分復(fù)用技術(shù)，由智能化程度較高的用戶端設(shè)備來(lái)完成協(xié)議的轉(zhuǎn)換，本身不受任何規(guī)程的約束。靈活的連接方式：可以支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像傳輸?shù)榷喾N業(yè)務(wù)，它不僅可以和多種不同的用戶終端設(shè)備進(jìn)行連接，為用戶提供靈活的組網(wǎng)環(huán)境。具有很好的安全性和可靠性：采用熱冗余技術(shù)，具有路由故障自動(dòng)迂回功能網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理簡(jiǎn)便：采用網(wǎng)管對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度監(jiān)控，迅速生成業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍很大，可以很方便地為用戶組建虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN（VirtualPrivateNetwork）。3810.6HFC接入光纖同軸混合網(wǎng)HFC（HybridFiberCoax）是在傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)CATV（CableTelevision）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。其網(wǎng)絡(luò)傳輸主干為光纖，到用戶端為同軸電纜接入。HFC不僅可以實(shí)現(xiàn)原CATV的業(yè)務(wù)，還能實(shí)現(xiàn)普通電話、VOD、遠(yuǎn)程醫(yī)療和數(shù)字交互業(yè)務(wù)等窄帶和寬帶業(yè)務(wù)，將電話網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)合并在一起，實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)合一”。39HFC網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

引入線服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)CTMS

頭端放大器光纖節(jié)點(diǎn)模擬光纖同軸電纜分路器40三網(wǎng)合一的HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

在HFC網(wǎng)絡(luò)中有線電視臺(tái)的頭端設(shè)備CMTS通過(guò)路由器與數(shù)據(jù)網(wǎng)相連，并通過(guò)局用數(shù)據(jù)端機(jī)與公用電話網(wǎng)PSTN相連。用戶環(huán)路……CMCMTS光纖節(jié)點(diǎn)50~1000MHz5~42MHzNIUNIUNIU模擬光纖PSTNTV網(wǎng)InternetSTB41HFC的主干線路

HFC網(wǎng)將原CATV網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。在模擬光纖中采用光的振幅調(diào)制AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟(jì)。模擬光纖從CMTS頭端連接到光纖節(jié)點(diǎn)(fibernode)，即光分配節(jié)點(diǎn)ODN(OpticalDistributionNode)。在光纖結(jié)點(diǎn)，光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光纖節(jié)點(diǎn)以下就是樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同軸電纜。42HFC的頻譜下行信道上行信道540505507501000原有模擬電視數(shù)字信號(hào)頻率(MHz)保留43用戶接口盒

用戶接口盒UIB(UserInterfaceBox)即網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU，它要提供三種連接，即：使用同軸電纜連接到機(jī)頂盒(set-topbox)，然后再連接到用戶的電視機(jī)。使用雙絞線連接到用戶的電話機(jī)。使用纜線調(diào)制解調(diào)器連接到用戶的計(jì)算機(jī)。44纜線調(diào)制解調(diào)器(cablemodem)

纜線調(diào)制解調(diào)器CM（CableModem）是連接用戶的電腦至CableNetwork的必需設(shè)備。纜線調(diào)制解調(diào)器最大的特點(diǎn)就是傳輸速率高。其下行速率一般在310Mb/s之間，最高可達(dá)30Mb/s，而上行速率一般為0.22Mb/s，最高可達(dá)10Mb/s。纜線調(diào)制解調(diào)器比在普通電話線上使用的調(diào)制解調(diào)器要復(fù)雜得多，并且不是成對(duì)使用，而是只安裝在用戶端。45CM與普通調(diào)制解調(diào)器的區(qū)別CM的通信過(guò)程類(lèi)似于普通Modem，是數(shù)字信號(hào)在模擬信道上交互傳輸?shù)倪^(guò)程。但CM與普通Modem之間有差異：普通Modem的傳輸介質(zhì)由用戶獨(dú)享，而CM的傳輸介質(zhì)是HFC網(wǎng)，將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到某個(gè)傳輸頻帶與有線電視信號(hào)共享介質(zhì)；CM的結(jié)構(gòu)比普通Modem復(fù)雜，它由調(diào)制解調(diào)器、調(diào)諧器、加/解密模塊、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、以太網(wǎng)集線器等組成，它無(wú)須撥號(hào)上網(wǎng)，不占用電話線，可提供隨時(shí)在線連接的全天候服務(wù)。46纜線調(diào)制解調(diào)器的工作原理CM從下行的模擬信號(hào)中分離出一條6MHZ的頻帶，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合以太網(wǎng)協(xié)議的格式，從而與電腦實(shí)現(xiàn)通信。射頻信號(hào)在用戶設(shè)備和前端設(shè)備CMTS之間上行或下行，上行信號(hào)和下行信號(hào)共享6MHZ的頻帶，但是調(diào)制在不同的載波頻率上，以免互相干擾。一般下行速率為10Mbps，上行速率為786kbps。CM工作在OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。47CMTS與CM的通信過(guò)程CMTS把從外界網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)幀封裝在MPEG—TS幀中，通過(guò)下行數(shù)據(jù)調(diào)制（頻帶調(diào)制）后與有線電視模擬信號(hào)混合輸出RF信號(hào)到HFC網(wǎng)絡(luò)；CMTS同時(shí)接收上行接收機(jī)輸出的信號(hào)，并將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)幀給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。用戶端的CM的基本功能就是將用戶計(jì)算機(jī)輸出的上行數(shù)字信號(hào)調(diào)制成5~42MHz的射頻信號(hào)進(jìn)入HFC網(wǎng)的上行通道，同時(shí)，CM還將下行的RF信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)送給用戶計(jì)算機(jī)。48HFC的主要特點(diǎn)HFC能充分利用現(xiàn)有資源，為用戶提供高速率接入因特網(wǎng)。HFC建設(shè)成本低、接入帶寬高，采用組合總線型的分層樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最低接入帶寬一般為10Mbps，可實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及多媒體應(yīng)用。HFC不占用電話線路及無(wú)須撥號(hào)專(zhuān)線連接，費(fèi)用較低。HFC很適合現(xiàn)階段大量使用，又能充分適應(yīng)信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將來(lái)很容易向全光纖網(wǎng)（光纖到戶）過(guò)渡。如：現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)光節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于ONU）所帶的用戶數(shù)可由現(xiàn)在的數(shù)百戶逐漸減少，直至最終僅帶一個(gè)用戶，即過(guò)渡為最終的FTTH/O方式。4910.7光纖接入網(wǎng)(OAN)光纖接入網(wǎng)(OAN)是指接入網(wǎng)中傳輸介質(zhì)為光纖的接入網(wǎng)。光纖接入網(wǎng)從技術(shù)上可分為兩大類(lèi)：有源光網(wǎng)絡(luò)(AON，ActiveOpticalNetwork)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON，PassiveOpticalNetwork)。前者又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON；后者可分為窄帶PON和寬帶PON。光纖接入網(wǎng)包括遠(yuǎn)端設(shè)備——光網(wǎng)絡(luò)單元(OpticalNetworkUnit,ONU)和局端設(shè)備——光線路終端(OpticalLineTerminal,OLT)，它們通過(guò)傳輸設(shè)備相連。光線路終端與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)相連，光網(wǎng)絡(luò)單元與用戶連接。50光纖接入的形式光纖到路邊FTTC(FiberToTheCurb)：從路邊到各用戶使用星形結(jié)構(gòu)，以雙絞線作為傳輸介質(zhì)。光纖到大樓FTTB(FiberToTheBuild