宽带接入技术论文

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1、湖南农业大学毕业论文ADSL宽带接入技术及应用学生姓名: 廖绍春年级专业:2008级 计算机科学与技术指导老师及职称: 王志明 讲师学 院:成人教育学院湖南长沙提交日期:20 年 月目 录摘要. . . . .1关键词. . . . .11 前言. 12 ADSL的主要特点 . . .13 ADSL与其他技术接入的比较。. . . . . 23.1 与的比较. . . . 23.2 ADSL与传统拨号相比. . .34 的应用前景. . . . .35 接入技术原理. .46 线路编码与调制技术. .57 用户接入网络技术. . .67传输模式. .77传输模式. .78 总结发展存在的问题.

2、 .8参考文献. .8致谢. .9ADSL宽带接入技术及应用学 生：廖绍春指导老师：王志明 （湖南农业大学成人教育学院，长沙 410128）摘 要：随着信息技术的发展，特别是的商业应用和多媒体服务诸方面的迅速发展，用户对信息传输速率提出了越来越高的要求。从性能上看，是比较理想的编码调制方式，信噪比高、传输距离远，或同样距离下传速率较高。关键词：接入系统 技术； 维库； 频带传输 变换； 正交频分复用 ；1前言随着信息技术的发展，特别是的商业应用和多媒体服务诸方面的迅速发展，用户对信息传输速率提出了越来越高的要求。要改善目前上网速率慢的情况，除了增加骨干网的带宽、路由器速度和服务器的处理能力外，

3、更主要的在于如何提高用户接入网的传输速率。为了实现用户接入的数字化、宽带化，提高用户上网速度，光纤到户（）是今后发展的必然方向。但由于光纤用户网的成本过高，要实现光纤到户还需要很长的时间。而且目前全世界已经有超过亿条固定铜线在使用，所以目前应该首先考虑如何利用已经铺设好的铜线来传送高速数据。在今后十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路。近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，其中（非对称数字用户环路）是最具前景与竞争力的一种，在未来十几年甚至几十年内将占主导地位。2 的主要特点（）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括、和等，一般称之为。其主要差别表现在信号传输速

4、度、距离、上行速率、下行速率、对称性几个方面。 与支持对称的（）传输。其中的有效传输距离为公里，且需要两至四对铜质双绞电话线；最大有效传输距离为公里，只需一对铜线。比较而言，对称更适用于企业点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收发数据量大致相应的工作。同非对称相比，对称的市场要小得多。 、和属于非对称式传输。其中技术是技术中最快的一种，在一对铜质双绞电话线上，上行数据的速率可达，下行数据的速率为，但是的传输距离只在几百米以内，可以成为光纤到户的具有高性价比的替代方案。技术是年由提出的一种新兴的标准化调制解调传输技术，该技术可以在普通电话线上将现有电话线路的频宽经由调制解调技术处理后扩大，将高

5、速数字信号安排在普通电话频段的高频侧，再用滤波器滤除如环路不连续点和震铃引起的瞬态干扰后即可与传统电话信号在同一对双绞线共存而不互相影响；标准规定在传输距离为英尺时，下行速率为，上行速率为；在传输距离为英尺时，数据速率降为下行和上行。从的传输速率和传输距离上看，都能够较好地满足目前用户接入的要求；而且这种不对称的传输技术符合业务下行数据量大，上行数据量小的特点。能够提供的速度范围与基本相同，但它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。正是的这些特点使成为用于网上高速冲浪、视频点播、远程局域网络访问的理想技术，因为在这些应用中用户下载的信息往往比上载的信息要多得多。

6、3 与其它接入技术的比较接入服务具有独特的技术优势和较高的性能价格比，它无需另铺电缆，节省投资；渗入能力强，接入快，适合于集中与分散的用户；能为用户提供上、下行不对称的传输带宽；采用点一点的拓扑结构，用户可独享高带宽；可广泛用于视频业务及高速等数据的接入。3与的比较 技术不同于电缆调制解调器，它不被众多用户所共享，因此其速率和容量不会像电缆调制解调器那样受用户数量多少的影响。的接入方案采用分层树型结构，其优势是带宽比较高（），但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，这就意味着用户要和邻近用户分离有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速率将减慢。有关资料表明，大部分情况下，方案必需兼顾现有的有线

7、电视节目，因而占用了部分带宽，有部分带宽可供传送其它数据信号，所以只能达到的理论传输速率的一小半。大量实验表明，其速度减为，更常见的是。综合来看，即使在理想状态下，只相当于一个的共享式总线型以太网，而接入方案在网络拓扑结构上较为先进，因为每个用户都有单独的一条线路与局端相连，它的结构可以看作是星型结构，它的数据传输带宽是由每一用户独享的。3.2 ADSL与传统拨号相比较与普通拨号及的比较普通拨号的最高速率是，的速率为，显然的速率优热是不言而喻的。可将现有的铜电话线（亦称“铜双绞线”）转化成多媒体宽带分布系统。它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的

8、负载，它无需像普通的模拟调制解调器那样拨号，永远处于“在线”状态，很难出现掉线的情况，用户在享受高传输速率的同时，还可使用电话服务。另外，利用，多人通过局域网上网且不易拥挤。一个公司甚至一个住宅小区的局域网通过上网，冲浪的速度仍能保持较高状态。=Gs?Gco1xwC*4 的应用前景作为一种高速接入技术具有很强的生命力，目前世界上许多电信公司对传输系统进行了成功开发，欧洲和北美已开始规模应用。一般认为，可以在以下诸多方面将得到广泛应用。高速数据接入。用户可以通过宽带接入方式快速地浏览各种互连网上的信息，进行网上交谈、游戏、动画和收发电子邮件，获得所需要的信息。深圳已提供高速宽带接入服务，用户访问

9、相应的站点即可享受多种宽带多媒体服务。视频点播。基于非对称性传输技术的特别适合用户对音乐、影视和交互式游戏的点播，用户可以根据自己的需要，任意地对上述业务进行随意控制，而不必象有线电视节目一样受控于电视台。如深圳视聆通宽带网站与广州视聆通宽带网站上的视频点播、音乐厅、网上剧场等；并可提供网上游戏、交互电视和网上购物等宽带多媒体服务。网络互连业务。宽带接入方式可以接不同地点的企业网或局域网连接起来，避免了企业分散所带来的麻烦，同时又不影响各用户对互连网的浏览。家庭办公。通信技术的飞跃发展已经越来越影响着人们的生活与工作方式，一些企业的工作人员因为某种原因需要在家里履行自己的工作职责，通过高速的接

10、入方式从自己企业信息库中提取所需要的信息甚至而对面地和同事进行交谈，完成自己的工作任务。远程教学、远程医疗等。随着技术的进一步推广应用，接入服务还将可以提供点对点的远程医疗，远程教学等服务。通过宽带的接入方式，教育和医疗资源的全社会共享将成为大势所趋。5 接入技术原理 的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成，其接入系统如图所示。接入系统采用市话双绞线路作为传输媒质，能同时支持数据和话音业务，因此接入系统的基本结构由局端数据复用设备（）、局端话音数据分离器（）、本地市话线路、用户端话音数据分离器和用户端数据设备（）组成。一般将多个局端收发模块（）集成在设备中的一线线路卡内，来自不同线路卡

11、的用户数据流量经复用后形成上行数据链路，并由来提供所需的网络数据接口。每个对应的局端通常也可集成在设备中，再由局端集成的组提供一个通向话音交换机的市话电缆接口。一般用户端话音数据分离器为一单独分立设备，由它提供面向用户室内话机和设备的线路接口。用户端一般安装在市话线路中入户线的进门处以避免用户室内并机分支线路对高频数据传输通路造成的影响。用户端收发模块（）包含在用户端数据设备内，并由最终向用户提供通用的用户数据接口。接入系统中，原有的模拟话音双工通路通过局端和用户端来维持。话音数据分离器由高频滤波器和低频滤波器组成，它将线路模拟频带划分为高频段和低频段，其中高频段用于数字载波调制的数据传输通路

12、，低频段用于话音通路。接入系统中上行和下行数据通路的建立则通过和的初始化同步过程来完成。设备既可以直接接入系统中的局端设备，又可以是用户端设备。目前设备在线路接口上采用的调制技术主要有、和方式；而在数据接口上采用的传送模式则主要有以太包和信元等方式。但是不管这些设备的在向线路接口或数据接口的具体实现方式如何，它们在面向线路接口的物理媒质相关模块中均应具备线路编码、传输同步过程初始化、话音和数据通道的分离、线路传输同步过程初始化、话音和数据通道的分离、线路传输信号的加解扰码以及数字传输通道的嵌入操作控制等功能；而在面向数据接口的传输汇聚模块则应具备数字信道的复用及解复用、数字传输信号的前向纠错、

13、线路传输帧格式的实现、面向高层（如链路局或网络层）的协议处理和网元设备管理等功能。6 线路编码与调制技术传输系统中使用的线路编码和调制技术主要有两种相互竞争、互不兼容的调制编码技术，每种线路编码和调制技术都有其各自的代表产品。一种是被美国国家标准、欧洲电话标准以及采用的离散多音频（）线路编码技术。另一种是市场上广泛使用的无载波调幅调相（）技术。类似于，与线路编码均属于单载波线路调制技术。由编码技术发展而来，其调制效率或频带利用率也与相同。是两个正交的载波经调制后相加。而的正交化是将数字信号通过两个相同幅频特性但有相差的横向带通数字滤波器来完成。滤波器的输出相加后经过转换进行传输。接收端采用“软

14、判决”技术对信号进行解调，再用判决前债均衡器对电缆芯径变化和桥接抽头进行适配。采用二维线性码，并结构栅格码以减少近端串音。线路编码属于正交频分复用方式的多载波线路调制技术。首先对数字信号进行变换，相当于把信号调制到多个正交载波上，接受端对其进行变换即可接受原信号。为传输系统定义了个载波，每个载占用的线路模拟频带，并且每个载波均使用线路编码。因此在理想情况下，、和三种线路编码的调制效率是相同的。线路编码的每个载波通常补称为一个，上行传输通道可征用几十个，而下行传输通道则可征用两百多个。从理论上看，每个的传输设计能力应该相当甚至大于一个话音的数据传输能力。此外为了更好地抑制脉冲噪声，采用了前向纠错

15、码和栅格码技术。由于信号传输占用全部信道带宽，所以频域和时域噪声都会对它造成影响。的每个很窄的子信道频带内的电缆特性可以近似认为是线性的，因此脉冲混叠可以减至最低程度。在每个子信道内传送的比特率可以按该信道内信号和噪声的大小自适应地变化，故技术可自动避免工作在干扰较大的频段。和技术都可以实现速率的自适应调整，这就是。不同的是可以从开始的间隔平滑递增。而只能从开始作较粗糙的调整。与方式相比，具有许多优点。在标准化过程中，调制方式比方式获得了更广泛的支持。对线路信号衰减的适应能力较强，由于线路编码中每个载波的数据传输能力可以根据该载波所在频段的信噪比进行自动调节，因此比较容易适应宽频宽模拟传输信号

16、在市话双绞线路上出现的非均衡衰减。带宽利用率更高，技术可以自适应地调整各个子信道的比特率，可以达到比单频调制高得多的信道速率。可实现动态带宽分配，技术将总的传输带宽分成大量的子信道，这就有可能根据特定业务的带宽需求，灵活地选取子信道的数目，从而达到按需分配带宽的目的。由于线路编码调制效率的调整可以在各个载波内进行，的线路自适应调整的步长可以较小。具有很强抗脉冲噪声和窄带噪声干扰能力，根据傅立叶分析理论，频域中越窄的信号其时域延续时间越长，方式下各子信道的频带都非常窄，因而各子信道信号的时域中都是延续时间较长的符号，故可以抵御短时脉冲的干扰；如果线路中出现窄带噪声干扰，可以直接关闭被窄带噪声覆盖

17、的几个信道，系统传送性能不会受到太大影响。从性能上看，是比较理想的编码调制方式，信噪比高、传输距离远，或同样距离下传速率较高。但也存在一些问题，比如对某个子信道的比特率进行调整时，会在该子信道的频带上引起噪声，对相邻子信道产生干扰，而且比实现复杂。为得到更广泛的应用，应该很好地解决其存在的问题，使优势充分发挥出来。7 用户接入网络技术 由于接入系统要求为用户提供高速的数据接入业务，因此接入系统本身必须适应骨干数据网络和用户数据网络的技术要求。目前的接入设备已远远超出了传统意义上传输设备的范畴而成为网络设备的组成部分。当今基于技术的数据业务已成为网络应用发展的主流，中国公众多媒体通信网（网）采用

18、了的传输模式。如何利用接入技术将用户数据网络系统接入宽带数据骨干网络，并且最终向用户提供基于技术的各种数据业务是目前电信部分建设接入网络的关键。基于的宽带网络系统如图所示。目前用户接入系统设备的网络传送模式主要有两种：一种是传送模式；一种是传送模式。7传输模式采用传送模式的接入系统中，局端设备的上行链路数据接口和用户端设备的用户数据接口均为目前流行以太网接口。传输系统承载的传判断数据格式通常可根据局端和用户端设备的功能变化而分别采用可变长度的第二层以太网帧或第三层包。采用传送模式的数据接入网络结构有时也被称为结构。的上行接口经边缘路由器接入宽带数据网，同时接入系统中数据通道的路由也由该路由器来

19、解决。因此边缘路由器应考虑在接入网络的建设成本之中。接入设备的网元管理系统要求支持采用协议的远程配置和监视访问，而考虑到网元管理系统的安全性，用户数据传送的网段和网元管理系统所在网段应在路由上分开。随着接入系统规模的增长和数据用户需求的增多，边缘路由器在提供相应增长的端口数量的同时，还应具备交换的功能，而在用户侧的设备也应具备连接大型企业用户域网和路由的能力。7传输模式采用传送模式的接入系统中，局端设备上行链路的数据接口通常为标准的接口，并可直接或通过本地传输网络与交换机相连。传输系统承载的传送数据格式为信元。而接入系统的用户端设备上通常可提供或的应用接口。采用模式的数据接入的网络结构有时也被

20、称为结构。由于局端设备通常在数据传送通道上仅支持单纯的交叉和复用功能，接入系统中数据通道的路由仍需由连接在交换网上的边缘接入路由器来解决，因此接入路由设备也应考虑在接入网络的建设成本之中。接入设备的网元管理系统要求支持采用协议的远程配置和监视访问，并可直接通过接口或通过接口经路由设备与宽带网络相连。由于目前这种系统通常使用专用的（）与被管理网元连接，因此系统具有较好的安全性。随着接入系统规模的增长和数据用户需求的增多，接入系统用户侧设备还应具备连接大型企业用户局域网的路由功能或支持用户侧路由器的能力。8 总结发展存在的问题技术具有许多优越性，但我们同样要一分为二。目前的技术仍控制在少数国外大公

21、司手中，这种情况可能造成技术垄断。一些服务器的性能还远远不能与所提供的带宽相适应。两大主流标准和都有支持自己的生产厂家，标准暂时不能统一。由于方案以现有的电话双绞铜线为接入线路，而电话线毕竟是为打电话而设计的，其传输质量和可靠性无法与现代通信电缆相比。例如，它需补偿和克服比语音传输更大的衰减和串音（近端串音和远端串音），并且电话线从用户处直接通到电信局的结构使它更易受到外界干扰。因此要获得比较满意的传输性能，除设备性能之外，运营商需要提供高质量的线路。因为设备可以自适应选择传输速率，当线路不能满足要求时，传输速率就行不到保证。因此，在开始业务之前，要对线路进行测试和优化，如测试环路长度、环路电

22、阻、环路损耗是否可接受，定位并去影响高速传输的加感线圈和桥分点，对线路误码率进行测试等。总之，各种数据业务对传输速率提出越来越高的要求以及世界上各大公司对标准的致认可，将极大地推动技术的发展和应用，而发展我国自己设备和业务也将成为未来研究的一个热点。参考文献1 ADSL全攻略（第三版），李彦庆 ，电子出版社2001版2ADSL/DSL技术与工程实践 美戈拉斯画著；姚永成译 清华大学出版社2003版3ADSL安装优化与共享（第三版）丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版4ADSL工程技术 萨莫维尔 著 机械工业出版社 2007版5华为ADSL安装指导 华为公司 2007版6 晏蒲柳.大规模智能网络管理模型方法J.计算机应用研究.2005,03.7 周杨,家海,任宪坤,王沛瑜.网络管理原理与实现技术M.北京:清华大学出版社.2000.8 李佳石, 冰心著. 网络管理系统中的自动拓扑算法J.华中科技大学学报.2002,06.致 谢本论文是在王志明讲师的悉心指导和热情关怀下完成的，在此对指导老师和评委表示衷心的的感谢！9