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宽带接入网络技术

2020-09-24 17:34云杰小编阅读:116

宽带接入网络技术

随着Internet的快速发展普及,网上话音通信,音视频广播和宽带交互式新媒体的出现和发展对接入网带宽的要求将越来越高,由此带来了宽带接入技术的蓬勃发展。

企业网的宽带接入技术需求

传统的企业网络经常使用专线技术(如T1和E1等)来连接不同的分支机构。专线技术在实际应用中可以保证较高的安全性,但随之而来的是较为昂贵的线路租用费用和较低的利用率。

随着现代商业模式的发展,企业的SOHO(Small Office&Home Office)用户及移动用户在极大的提高企业运作效率和降低企业运作成本的同时,也迫切需要高速、灵活、便宜的接入技术来访问企业网络。由于大多数企业从业务角度都需要接入Internet,因此让企业的SOHO和移动用户通过Internet以安全的方式来访问企业网络成为了目前主流的选择。

宽带接入技术关键概念

什么是宽带接入?

对于电信运营商来说,数据网络的建设分为三层,核心交换网(又称为骨干网)、城域网和接入网:

·核心交换网相当于城市之间的高速公路;

·城域网相当于城市市区内的道路;

·接入网则是将道路从市区一直延伸到小区,直至每个家庭用户或分支办公室。

在传统的PSTN网络概念中,接入即为本地交换机(Local Exchange)与用户之间的连接部分,通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。国际电信联盟(ITU-T)第13组于1995年7月通过了关于接入网框架结构方面的新建设G.902,其中对接入网的定义如下:接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如:线路设备和传输设施)组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统,可经由管理接口(Q3)配置和管理。

接入网主要解决的是“最后一公里”的接入(First Mile Access)问题。由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,接入网往往便成为了整个网络系统的瓶颈。而用户对网络带宽的需求可以说是永无止尽的,因此接入网的宽带化成为了必然的发展趋势。

虽然传统以太网技术不属于接入网的范畴。但由于以太网具有巨大的网络基础和长期的经验知识,已经是非常成熟的技术,而且在性价比、可扩展性、可靠性和IP网络的适应性上都很有优势,因此目前运营商在数据网络的建设上,从骨干网到接入网都趋于以太网化。

宽带接入模型和基本概念

宽带接入模型中,主要有三个基本概念:CO、CPN和CPE。

CO(Central Office,局端)主要是指靠近用户网络的局端机房,CO主要提供本地交换和接入设备以实现本地用户线路的接入。

CPN(Customer Premises Network,用户驻地网),从整个电信网的角度讲,可以将全网划分为公用网和CPN两大块,其中CPN属用户所有,主要指由用户设备构成的网络。

CPE(Customer Premise Equipment,用户的设备)一般是指物理上位于用户侧的硬件设备。在宽带接入网络中,我们提到CPE设备时实际上指的主要是CPN的出口设备,比如说宽带路由器、宽带调制解调器、机顶盒和cable modem等。

主要的宽带接入技术

在现有的宽带接入技术中,常见的传输介质主要包括铜质双绞线、光纤、同轴电缆、无线电波和电力线路等:

·铜质双绞线:在传统的窄带网络中,铜质双绞线(电话线)已经被广泛使用,采用调制解调器接入,通过电话线拨号入网,其速率最高可以达到56kbps,如果采用窄带ISDN技术,两个B信道捆绑使用时可以提供最高速率128kbps的连接。从本质上来说,铜质双绞线(电话线)是窄带网络的主流传输介质,但由于窄带时代铜线的大量铺设,电信运营商也比较倾向于在现有的铜线资源上进行技术改造已进行更高带宽的数据传输,目前主要的技术包括一系列的DSL(Digital Subscriber Line,数字用户线路)技术。在某些用户比较密集的园区或者住宅小区中,采用铜质双绞线(网线,如常用的四对五类双绞线)直接入户的方式直接运行以太网Ethernet也是目前常见的宽带接入方式之一。

·光纤:相对于传统的窄带接入介质,光纤的带宽高、抗干扰能力强、可靠性高、节约管道资源。使用光纤进行宽带接入的成本也在持续降低中。铜是世界性战略资源,以铜缆为基础的传统线路成本会越来越高,而光纤的原材料是二氧化硅,在自然界取之不尽,用之不竭,在使用寿命上也远高于铜线。因此在新铺用户线路或者老电缆替换中,光纤已经成为更合理的选择,特别是在网络的主干段乃至配线段。而且原有的铜线网络有源设备多,电磁干扰难以避免,维护成本越来越高,作为无源传输介质的光纤则可以避免这类问题。

接入网络光纤化的技术一般统称为Fiber-to-the-x(FTTx)。在以光纤为介质的宽带接入应用中,上层应用多为以太网,其中比较典型的应用为基于无源光网络的EPON。

·同轴电缆……

·无线电波……

·电力线路……

不管使用哪种宽带接入技术,在从CO到CPE的运营商网络中(特别是新建的网络),实际上大多数都部分或者全部使用了光纤作为传输介质,即使是在无线宽带接入的应用中,从CO到靠近用户的无线接入点之间往往也会通过光纤进行连接。

接入网络光纤化的技术一般统称为Fiber-to-the-x(FTTx),其作用范围一般从CO到CPE,CO侧的设备为光线路终端(Optical Line Terminal,OLT),用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit,ONU)或者光网络终端(Optical Network Terminal,ONT)。

FTTx技术一般根据光纤到用户的距离来分类,如上图所示,可分为FTTH(Fiber To The Home,光纤到户)、FTTB(Fiber To The Building,光纤到大楼)和FTTC(Fiber To The Curb,光纤到路边)三种接入模式。

在FTTC结构中,ONU放置在路边或电线杆的分线盒边。从ONU到各个用户之间一般采用铜质双绞线或者同轴电缆进行连接,这样从ONU到用户家里仍可采用现有的铜缆设施,可以推迟入户的光纤投资。在铜质双绞线或者同轴电缆上可以选择的技术包括DSL、Cable Modem、EoC或直接运行的以太网等。

在FTTB结构中,ONU被直接放到楼内,光纤到大楼可以采用DSL、Cable Modem、EoC或直接运行的以太网等方式接入用户家用。FTTB与FTTC相比,光纤化程度进一步提高,因而更适用于高密度以及需提供窄带和宽带综合业务的用户区。

在FTTH结构中,ONU直接放置于用户的办公室或家中,是真正全透明的光纤网络,它们不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束,是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标。


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文章标题:《宽带接入网络技术》

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