关于接入网技术的全面分析

网络 通信技术
文章主要介绍了接入网技术,同时也展望了接入网技术的发展方向,随着通信行业的不断发展,新技术也将随之出现,能够为用户提供以多媒体为主的多种形式的业务。

接入网技术有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍接入网技术发展的动力,包括介绍社会需求、光纤接入网技术等方面。希望对大家有所帮助。二十世纪的***二十年,是电信网长足发展最辉煌的时期。电信网中的交换网和传输网都先后完成了从模拟到数字的过渡,从交换节点到交换节点的信息高速公路可以说已基本建成。但是,用户终端与交换节点之间,仍由传统的用户环路连接着。这些用户环路是整个电信网的末梢神经,它好比“羊肠小道”,大大限制着用户终端与交换节点之间的信息传输速率,成为整个电信网的“瓶颈”。要建成从用户到用户的信息高速公路,必须拓宽用户终端与交换节点之间的“羊肠小道”,击破电信网中的“瓶颈”。

最近几年,击破电信网“瓶颈”的工程骤然兴起,传统的用户环路开始向接入网技术发展演变,铜线接入、光纤接入和无线接入等各种接入方式形成群雄竞争的局面,使接入网技术成为电信网建设中的又一热点。目前,ITU-T已对接入网技术与交换机之间的V5接口标准和VB5接口标准作出建议,从而进一步促进了这一热点的形成与发展。

社会需求——接入网应运而生
众所周知,信息社会的重要特征是信息经济占主导地位。人们对信息的需求量越来越大,而且对不同种类信息的需求也越来越多。电信业务开始从传统的电话业务向非话音业务转移,出现了多种多样的新业务,如数据、可视图文、电子商务、电子信箱、可视电话以及会议电视等等。这些新业务的传输不是传统的用户环路都能胜任的。为了满足各种各样的电信业务能在用户终端和业务节点之间快速可靠地传递,接入网的建设成了社会迫切的需求。

接入网技术正是在社会需求的推动下发展起来的。接入网技术的核心是数字化、宽带化和综合化。这些技术使接入网具有灵活性、可靠性、资源共享性和便于管理的功能,从而能为用户提供多种接入业务。目前,接入网技术能够支持的接入业务主要有:话音类业务、数据类业务和多媒体业务。

技术推动——接入网技术发展的动力
接入网技术的发展除了社会需求之外,还要靠先进技术来推动。目前,在许多新技术的推动下,接入网技术中出现了铜线接入、光纤接入、无线接入和混合接入等多种接入形式。

一、铜线接入
铜线接入的传输媒质包括铜双绞线和同轴电缆。传统的铜线用户环路是电信网中投资比例较大的重要基础设施,目前它传输的主要是模拟电话业务。采用新技术,使其承担起传输宽带业务的任务,在现代电信网中继续发挥重要作用,焕发活力,创造效益,无疑是接入网技术建设最为经济、最有效和简捷的手段。而用户环路的数字化技术是所有新技术的核心。其中包括旨在提高线路使用效率的数字双工技术、数字复用技术和数字集线技术等;还有提高线路使用效率和传输性能的数字编码技术、数字调制解调技术和数字自适应均衡技术等。由于这些技术的突破,铜线接入网技术中出现了xDSL和CATV等多种系统。

ADSL即不对称数字用户环路。它是在一对铜双绞线上双工传输上、下行信号速率不等的数字用户环路。ADSL系统主要是针对住宅用户设计的,它除了能向用户提供原有的电话业务外,还能向用户提供一个中速(速率可达576kbit/s)双工数据信道和一个高速(速率可达6Mbit/s)单工下行数据信道。这样,它就能向用户提供多种宽带业务,ADSL系统的关键技术主要包括频谱结构设计、高效调制解调、高灵敏度接收以及抗住宅噪声等技术。

HDSL即高速数字用户环路。它是利用两对或三对铜双绞线,为用户提供PDH一次群速率(T1或E1)的双工数字连接。HDSL系统主要是为企事业单位用户设计的。它可以作为铜双线接入业务的通用平台,为用户提供话音、数据和图像等多种宽带业务。HDSL系统的关键技术主要包括线路编码、回波抵消和自适应均衡等技术。VDSL即甚高速不对称数字用户环路(VADSL)。它是速率更高的ADSL,也有人称其为宽带数字用户环路(BDSL)。VDSL系统一般用于光纤接入网技术中的***一段入户连接,其传输距离只有100m(155Mbit/s时)~1km(13Mbit/s时)。它的下行传输速率可达13Mbit/s、26Mbit/s、52Mbit/s甚至155Mbit/s,采用的调制技术一般为DMT或16CAP;它的上行传输速率为1.5~2Mbit/s,采用的调制技术一般为DMT、QPSK或4CAP。VDSL与FTTC结合,可为用户提供各种宽带接入业务。

CATV即电缆电视。在我国城乡已经比较普及,其系统带宽也从300MHz逐步提高到450MHz、550MHz、630MHz,甚至可达1GHz。CATV系统具有同轴电缆这一宽带传输媒质,这为其引入宽带电信业务提供了先天性条件。利用现有的电缆CATV系统,在向用户传送广播电视节目的同时,还可为用户提供各种宽带电信业务。这样,CATV系统将会成为电信网中区别于音频电缆接入的一个新的宽带接入网技术。目前,由于市场需要和技术发展,CATV系统又在向两个方面演进:其一,双向化;其二,引入光纤传输技术。它的关键技术主要是,实现多路信号复用的高效调制解调技术。

二、光纤接入网技术
光纤接入的传输媒质是光纤。由于光纤具有传输带宽宽(可用带宽达50THz(1THz=Hz)),传输衰减小(工作于1550nm波长的单模光纤的最小传输衰减可达0.2dB/km)的突出优点,因而成为现代通信网中长途干线传输和局间中继传输的主要手段。光纤传输的继续发展,必然向接入网延伸。近年来,随着光通信技术的成熟与发展,接入网中用到的各种设备与部件,网络设计和施工技术都达到了实用化水平,为光纤接入网的工程实现提供了有力的技术支持。目前,光纤接入网中已经出现了光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家庭(FTTH)等系统。但发展速度还不是很快。限制光纤接入网发展的主要因素是经济承受能力,而不是技术问题。随着社会经济的不断发展,光纤接入网将会不断扩大。

与铜线接入相比,引入光纤接入网可以带来两个明显好处:***,接入线路的传输距离大大延长,从而使接入网的覆盖范围扩大。这样,可以减少整个电信网的节点数量,使电信网的结构更加简单。第二,可以满足用户的多种宽带业务需求,并能提高业务质量。这就从根本上解决了传统铜线接入网的“瓶颈”问题,为信息高速公路的实现提供必要条件。因此,光纤接入网应当成为有线接入网建设的主战场。

三、无线接入
无线接入的传输媒质是无线电波。它除了能向用户提供固定接入外,还能向用户提供移动接入。与有线接入(包括铜线接入和光纤接入)方式相比,无线接入具有更大的使用灵活性和较强的抗灾变能力,因此在接入网发展中是最为活跃的。目前,无线接入网中主要有以下系统:无线本地环路,包括微波点到点系统、微波点到多点系统、固定蜂窝系统、固定无绳系统以及支持Internet接入和ATM接入的宽带CDMA专用无线本地环路等;

移动蜂窝系统,包括***代模拟系统(采用FDMA方式)、第二代数字系统(采用TDMA和CDMA方式)和即将问世的第三代移动系统(IMT-2000)。第三代系统的特点是提供包括卫星在内的全球覆盖,并实现有线与无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接,同时针对不同业务应用,提供从9.6kbit/s到2.048Mbit/s的接入速率,以满足多媒体业务的需求;无绳系统,已由***代的模拟系统发展到第二代的数字系统,并正在沿个人通信方向发展;寻呼系统;固定卫星系统(即同步卫星系统);移动卫星系统(如“铱”卫星系统)。

与同轴和光纤接入相比,无线接入的带宽较窄。因此,目前支持的主要业务是话音和低速数据。不过,无线接入也在向宽带化发展,正在研究中的第四代移动系统就是能支持宽带ATM接入的系统。无线接入系统中涉及的关键技术较多,其中最主要的是提高频谱效率和功率效率的编码技术和调制解调技术。

四、混合接入
混合接入是指铜线接入、光纤接入和无线接入混合使用的情况。例如,光钎/同轴混合系统(HFC)可将FTTB和FTTC分别延伸到办公室和家庭。

展望前景——接入网技术向宽带方向发展
鸟瞰电信网的发展现状,不难发现,以“面向连接、电路交换和时分复用”为基本特征的现代电信网,正在向“无连接、包交换和统计复用”为基本特征的未来电信网过渡。受互联网(Internet)的冲击,“融合”已成为目前电信网发展的新趋势:电话网、数据网和视像网将“三网合一”;电话线、数据线和视像线将“三线合一”。电信网的“三网合一”必将导致接入网的“三线合一”。

接入网技术的“三线合一”,对于同轴和光纤接入来说,不存在问题;但对于铜双绞线和无线接入来说,有一定难度。由于光纤具有低耗宽带特性,因此光纤接入成为扩大接入网覆盖范围、彻底解决接入网“瓶颈”的***方案。所以,光纤接入代表着有线接入网技术的发展方向。又由于无线接入具有可移动性,因此它的发展不仅现在十分活跃,今后仍将是一个热点。不难看出,未来的接入网将是以光纤接入为主要形式,并辅之以无线接入和铜线接入的混合接入网。它将支持以INTRENET接入和ATM接入为主要形式的宽带接入,为用户提供以多媒体为主的多种形式的业务。

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责任编辑:王晓东 来源: 通信世界网
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