课程设计（论文）宽带接入方式比较及关键实现技术探讨

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1、目录1 引言32 宽带接入方式介绍42.1 最初的网络接入方式42.2 基于混合光纤同轴接入技术52.3 xDSL技术铜线宽带接入62.3.1 HDSL与SDSL技术62.3.2 VDSL62.3.3 ADSL与G.lite72.3.4 HomePNA82.3.5 IM-DSL82.4 Ethernet以太网接入技术92.5 光纤接入技术102.5.1 SDH技术的有源光接入102.5.2无源光网络PON102.5.3 FSO技术122.6 宽带无线接入技术123 总结15摘要： 本文介绍了骨干网与接入网络的概念，阐述多种当今使用的几种宽带接入技术 并且分析了当前各种宽带接入实现技术。宽带接入

2、技术的研究和开发将会随着数据和多媒体业务的发展、网络的宽带化、光纤化变得越来越明显，进而也就成为目前通信领域的一个热点。从目前的发展看来，三种不同体系的宽带接入技术：xDSL(特别是ADSL)、Cable Modem与HFC、Ethernet、无线宽带接入、光纤接入技术会成为宽带接入网的关键技术，而作为宽带接入技术的PON和SDH也会在相应的领域内得到发展。随着社会的发展，生产生活的雪要及人们日益增长的需求，促使网络向高带宽、高速率、低延时、高可靠的方向发展，宽带接入网作为网络的一部分，也必需采取措施不断变革中，这就需要了解各种流行的宽带接入方式及关键的实现技术，先进的技术促进成本的不断下降，

3、满足不断发展的互联网新业务和更高带宽的要求，纵览各种网络的宽带接入技术，其中都有很大的发展在不同的领域。关键词：接入网络 光纤同轴混合HFC 光网络接入 以太网接入 无线接入Abstract: This paper introduces the backbone network and access network concept, elaborated a variety of todays use of several broadband access technology and analysed the various broadband access technology. Broa

4、dband access technology research and development will be with the data and multimedia services, the development of broadband networks, fiber optic mechanization has become more and more obvious, and has become a hotspot of current communication. From the current development looks, three kinds of dif

5、ferent system of broadband access technology: xDSL ( especially ADSL ), Cable Modem and HFC, Ethernet, wireless broadband access, optical fiber access technology will become the key technology of broadband access network, and as the broadband access technique of PON and SDH will also be in the corre

6、sponding field development. With the development of society, the production and life of the snow and the growing needs of people, prompted the network to the high bandwidth, high speed, low delay, high reliable direction, broadband access network as part of the network, also must take measures to co

7、ntinuously reform, which requires an understanding of a variety of popular broadband way of access and key the realization of technology, advanced technology to promote cost decreases, meet the development of new Internet services and higher bandwidth requirements, a variety of network broadband acc

8、ess technology, which has great development in different areas.Key words: access network hybrid fiber coaxial HFC Optical network access Ethernet access wireless access 1 引言随着光通信技术的发展，通信距离已经“死亡”，网络传输带宽瓶颈已经成为过去，基于光纤传输技术的骨干网带宽变得十分宽裕，然而网络的接入方式却仍然是以为窄带方式，限制了宽带交换式多媒体业务、宽带视频业务、带宽按需分配和带宽出租等新一代电信增值业务的发展。直到近

9、些年各种宽带接入方式才不断地涌现出来，促进了网络的应用与推广。简单地说，通信网分为3部分：核心网、接入网和用户驻地网。接入网与核心网构成电信公网。两者是基于功能的划分，接入网负责屏蔽用户的多样性接入，核心网负责业务处理，这极大地简化了网络的体系结构。但是随着今年来宽带城域网技术的发展，核心网进一步划可分为骨干网（核心层）和城域网（汇聚层）。所谓边缘网络是一个及其松散的概念，目前还没有一个统一的说法，从广义上说，电信网将整个网络划分为骨干网和除用于传输的骨干网以外的网络。这样骨干网可以专注于如何提高业务传输性能和网络的生存性，而将具有业务智能化的高速路由器和交换机移到网络的边缘，促进了电信运营业

10、务的拓展和多样化趋势。因此我们往往考虑接入层面网络。目前宽带城域网解决方案十分活跃，有基于SONETSDH的、基于ATM的，也有基于10G以太网以及MPLS和RPR（弹性分组环技术）等技术，使得带宽的利用率大提高，对电信级QOS能很好的保障，能足够的支持宽带业务的实施。但是所谓“最后一公里”这一通信的瓶颈仍然使得终端用户未能享受到高带宽的好处，因此接入网络实施的重点就在于如何改善原有的有线接入方式以提高带宽；充分利用新的无线接入和光纤接入技术满足新建用户的高带宽需求。 骨干网技术是一种在主要连接节点之间承载快速通信流量的通信传输网络，提供了不同子网间信息交换路径，采用混合型拓扑结构，网络间设备

11、采用任意点对任意点连接方式。 接入网技术分类比较繁杂，从接入业务的角度看，可简单地分为适用于窄带业务的接入网技术和适用于宽带业务的接入网技术。适用于窄带业务的接入网技术主要有：有源光网络DLC 、无源光网络PON 、固定无线接入WLL 等，这些技术是根据不同的建设需要发展起来的，其中，DLC 适用于用户比较密集的地区，PON 适用于用户比较分散的地区，WLL 适用于边远地区、不宜铺设光缆的地区、城市新居民区应急通话和小范围有移动要求的用户。窄带接入网技术比较成熟。宽带接入网技术是随着宽带业务的需求逐渐发展成熟的。主要有基于双绞线传输的接入网技术、基于光传输的接入网技术、基于同轴电缆传输的接入网

12、技术和基于无线传输的接入网技术。2 宽带接入方式介绍目前主要的宽带接入技术包括：普通Modem、N-ISDN(窄带综合业务数字网)、以同轴电缆为接入手段的基于HFC的Cable Modem有线电视网接入技术、基于电话铜线的xDSL接入技术HDSL(高速数字用户环路)与SDSL (对称数字用户环路)、ADSL(不对称数字用户环路)与G.lite(无分路器ADSL)、VDSL(甚高速数字用户环路)、HomePNA(家庭电话线联网联盟)、以五类超五类双绞线为接入手段的Ethernet、光纤接入技术SDH(同步数字序列)、PON(Passive无源光网络)与APON(ATM无源光网络)、IM-DSL(

13、反向多路复接数字用户环路)、无线接入技术本地多点分配系统LMDS（Local Multipoint Distribute System）、多点多信道分配系统MMDS（Multipoint Multichannel Distribution System）、无线局域网、无线城域网IEEE802.16、蓝牙及其他（如红外）等。一般来说，任何宽带接入技术都有相应的 CO(局端设备)和RT(用户端设备)，但后者更具有多样性。2.1 最初的网络接入方式普通Modem是目前实现窄带Internet接入的主要方式之一，技术成熟，最高传输速率达56kbps。在技术上它不依赖光接入网络;在产品上包括用户所用的M

14、odem和放在电信机房的Modem池。由于其速率较低，正在逐步被N-ISDN和其它技术所取代。N-ISDN，又称“一线通”也是一种成熟的、依赖光接入网络的窄带接入的铜线技术，目前主要利用2B+D来实现电话和Internet接入，典型下载速度可达64kbps，基本上能够满足目前窄带浏览的需要，是广大Internet用户提高上网速度的一种经济而有效的选择。目前已在国内各个城市开通，用户反映良好，渐又取代普通Modom之势。ISDN设备包括交换机和终端设备，其中终端设备种类很多，但从功能上讲，主要是ISDN网络终端、终端适配器、路由器和可视电话等功能的自由组合，同时提供不同接口(如：ISA、PCI、

15、 RS232、USB、模拟电话口、以太网口等)以适应不同需求。2.2 基于混合光纤同轴接入技术Hybrid Fiber Coaxial是一种新型的宽带接入技术，采用光纤到服务区，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。它融数字与模拟传输为一体，集光电功能于一身，同时提供较高质量和较多频道的传统模拟广播电视节目、较好性能价格比的电话服务、高速数据传输服务和多种信息增值服务，以及交互式数字视频应用。 HFC的主要结构由模拟前端、数字前端、光纤传输网络、同轴电缆传输网络、光节点、网路接口单元和用户终端设备等技术组成。模拟前端的主要功能是将模拟电视信号调制在HFC所规定的50450MHz或550MH

16、z的频段。数字前端提供对数字图像的压缩调制、数字电话信号的调制以及用户信息的路由选择等功能。光纤传输网络的主要作用是将所有接入到HFC的信息复用成一群信息流，然后将其变换为光信号后传送。光节点主要进行光电和电光转换。网络接口单元的主要作用是：一是将电话、数据和电视信号分开，二是将这些业务信号分送到不同的用户设备。 HFC的主要优点是基于现有的有线电视网络，提供窄带、宽带及数字视频业务，因此，成本较低，将来可方便地升级到光纤到户（FTTH）。但缺点是必须对现有有线电视网络进行改造，以提供双向业务的传送。 随着有线电视网的发展，通过Cable Modem（线缆调制解调器）利用有线电视网访问互联网已

17、成为越来越受关注的一种高速接入方式。目前新建的CATV网都采用光纤同轴混合网络，采用Cable Modem进行数据传输，为用户提供宽带数据业务。利用Cable Modem在HFC网上为用户提供宽带服务的好处是，可利用已有的HFC网和有线电视台的机房等资源，不足之处在于需要对原有的单向HFC网进行双向改造，所需的工作较为复杂、改造成本高，在一定程度上限制了HFC技术的发展。 Cable Modem(线缆调制解调器)是利用有线电视网实现用户宽带数据接入的一种方法，也是混合光纤同轴网中的关键技术之一。HFC是宽带接入技术中最早成熟和进入市场的一种，具有宽带和相对的经济性的特点。HFC在一个500 户

18、左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播电视、每户至少2路电话、使原有的550MHz CATV网扩展到750MHz双向CATV网，其中有200MHz宽带用于数据传输。为了实现互联网接入，通常双向CATV网下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式，最高速率达27Mbps；若采用256QAM调制方式，最高速率则达40Mbps。为了有效抑制上行干扰，一般选用QPSK调制，速率最高可达10M。由于CATV网采用模拟传输协议，需要Cable Modem来协助完成数字数据的转化，它的空闲频带仍在传输有线电视信号。从长远看，HFC网计划提供的是所谓FSN (Full Service Network, 全业

19、务网)，即以单个网络提供各种类型的模拟和数字业务，并逐步从多用户共享上述带宽过渡到单个用户独享。2.3 xDSL技术铜线宽带接入xDSL技术主要包括ADSL、VDSL和SHDSL三种技术。ADSL和VDSL技术都能利用普通电话铜缆，在不影响窄带话音业务的情况下，为用户提供高速数据业务，由于中国有丰富的铜缆资源，ADSL和VDSL是目前主要的宽带接入技术。而SHDSL是一种利用电话铜缆提供上、下行高速对称数据速率的技术，主要为一些企业提供性价比较高的专线业务。 2.3.1 HDSL与SDSL技术HDSL是在无中继的用户环路网上，用无负载电话线对称地高速传输信息，典型速率2Mbps，距离达35km

20、，使用两对或三对双绞铜线，不需选择线对、误码率低、采用线路码，具有良好的频谱兼容性。目前HDSL技术已经发展得比较成熟，主要用于替代传统的T1/E1，解决分散用户宽带接入技术，为用户租用线，传送多路语音、视频和数据。 HDSL利用现有铜线用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.5/2Mbit/s数字连接能力。其基本原理是：局端机接收交换机来的标准一次群信号，然后加上所需的用于同步和维护的HDSL开销，进行数字信号处理和线路编码，形成具有HDSL帧的线路信号并送给双绞线传输。在用户侧的远端机对收到的线路信号进行解码和信号处理，减小传输损伤，去掉HDSL开销并恢复标准一次群信号。 SDSL是H

21、DSL的简化版本，使用单根双绞线，可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从 160Kbps到2.084Mbps，在0.4mm双绞线上，最大传输距离是3公里。HDSL/SDSL可以与FTTB/FTTC相结合。从功能上讲，HDSL设备种类不多，各厂家设备兼容性差;SDSL成熟稍晚，产品类型也不太丰富。2.3.2 VDSL在开发ADSL中发现，适当减少距离会大大提高传输速率，这便出现了VDSL。VDSL系统中的上下信道频谱是利用频分复用技术分开的，编码方式有CAP(无载波幅度相位调制)、DMT和DWMT(离散小波多音频)三种。VDSL上下行速率也是不对称的，其下行速率有3档：13Mbps、 26M

22、bps和52Mbips，相应传输距离为1500m、1000m和300m;上行速率一般也有3档：1.6Mbps、2.3Mbps和 19.2Mbps。VDSL必须与FTTB、FTTC、FTTCab、FTTZ相结合使用。在产品上，VDSL与ADSL类似，但由于VDSL技术出现比较晚，正式产品不多。对于相对密集、中等距离、带宽需求较高的用户，可考虑采用VDSL技术。 VDSL技术利用更宽的(0.138-12MHz)频段，为用户提供高速数据业务，在近距离(几百米范围内)，上下行速率分别最高可达26Mb/s和52Mb/s ，在1公里左右可以支持10Mb/s上、下行对称速率。VDSL作为ADSL技术的一种补

23、充，主要用于提供短距离范围内的高速非对称业务和1Km左右距离内的对称数据业务。由于VDSL技术还不成熟、设备成本较高，调制方式还存在DMT和QAM之争，使得基于QAM调制、 EoVDSL方式的VDSL设备在一定范围内被商用。2.3.3 ADSL与G.lite ADSL采用DMT调制技术、基于ATM传送模式，利用25KHz-1.104MHz频段，为用户提供上、下行非对称的宽带数据业务，最大上、下行速率分别不低于640kbps和6Mbps 。由于ADSL技术成熟，设备价格低，覆盖范围广，理论上最大传输距离可达5Km，实际使用证明3km范围内使用，能够保证较好的传输性能；再加上ADSL所提供的上、下

24、行速率能满足普通用户的带宽需求，目前ADSL作为主流的宽带接入技术获得广泛应用，ADSL主要解决覆盖，应用于距离较长、较为分散的用户，鉴于技术的成熟性特别适合于宽带接入发展初期。ADSL是在无中继的用户环路网上，用有负载电话线不对称地高速传输信息，HDSL/SDSL相比，避免了用户侧干扰问题，提高了传输速率，延长了传输距离。ADSL采用DMT(Discrete Multitone, 离散多音频)线路码，下行通信可以支持的速率为1.5Mbps8Mbps或更高，上行通信速率为16K640Kbps或更高，模拟用户话路独立，目前已能在0.5芯径双绞线上将6Mbps信号传送3.6公里之远。G.lite是

25、一种简化的ADSL，以降低成本和方便用户端设备的安装。其下行速率最高 1.5Mbps，上行最高512Kbps，可不用电话分离器，最大传输距离可达5公里。ADSL(包括G.lite)的CO端设备DSLAM(数字用户环路多路复用器)主要实现复/分接的功能，可以放在市话端局或小区，放在小区的目的是提高传输速率并可使更普遍的用户使用ADSL，这时需要光接入网的配合;用户端设备很多，从功能上讲主要包括：不同接口(PCI、USB、以太网) 的ADSL Modem、适应不同需求的ADSL 路由器、同时提供数据和话音的综合网关、分离器或低通滤波器。目前，在终端产品价格上G.lite和ADSL相差不是太大，主要

26、是在DSLAM价格上有差别，但是由于电信运营商更看中全速率的ADSL DSLAM，而目前的ADSL芯片和设备既支持全速率的ADSL，也支持G.lite，所以在实际中纯粹的 G.lite产品反而不多见。在国内，已经有广东、上海、福建、武汉等地开通了ADSL实验网。但由于需要交纳昂贵得出装费，使用费，一般家庭用户很难承受。2.3.4 HomePNAHomePNA是一种利用电话线组建局域网的技术，解决家庭用户的多台设备连接问题，还不能作为一种独立的宽带接入技术来看待。从频谱来看，HomePNA物理层信号分布在5.5MHz和9.5MHz之间，中心频率是7.5MHz，数据传输速率是1Mbps;在媒体访问

27、控制层上，HomePNA利用现有的以太网协议;在连接方式上，HomePNA技术可使网络内所有的节点按菊*链的方式连接，无需中央汇接或交换，这种连接方式有助于简化安装，还可巧妙地改变家庭电话布线随机拓扑结构。从产品上讲，HomePNA的终端设备正在从独立的网络接口卡、PC主板上嵌入式网卡向集成到10/100M快速以太网卡上发展;为了解决接入 Internet问题，HomePNA与xDSL和普通调制解调器结合，形成智能住宅网关。2.3.5 IM-DSLIM-DSL的基本构想是建立多条xDSL链路，通过反向复用技术构成一条高速的物理链路，然后利用ATM的统计复用技术，使众多的用户能够共享这条物理通道

28、。显然，IM-DSL传输距离限制在2公里以内，以解决目前宽带DSL技术因传输距离有限而依赖宽带接入技术与广泛实现FTTB、FTTC 和FTTZ还是有相当难度之间的矛盾。IM-DSL技术充分利用现有的电话线，工程小，容量的可扩展性好，投资少，但目前缺少工业标准，同时受到来自 HFC和光纤进一步向用户延伸的压力。目前，还很难见到这种技术的成熟正式产品。 总的说来，xDSL技术允许多种格式的数据、话音和视频信号通过铜线从局端传给远端用户，可以支持高速Internet/Intranet访问、在线业务、视频点播、电视信号传送、交互式娱乐等。其主要优点是能在现有90%铜线资源上传输高速业务，解决光纤不能完

29、全取代铜线最后一公里的问题。但DSL技术也有其不足之处。它们的覆盖面有限（只能在短距离内提供高速数据输），并且一般高速传输数据是非对称的，仅仅能单向高速传输数据（通常是网络的下行方向）。因此，这些技术只适合一部分应用。可作为宽带接入的过渡技术。 2.4 Ethernet以太网接入技术基于以太网宽带接入技术的网络结构由局侧设备和用户侧设备组成，局侧设备一般位于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内，而用户侧设备位于楼层内。用户侧设备提供与用户终端计算机相接的10100BASET接口，局侧设备提供与IP骨干网的接口，并具有汇聚用户侧设备网管信息的功能。 在基于以太网宽带接入

30、网中，用户侧设备只有链路层功能，工作在MUX（复用器）方式下，各用户之间在物理层和链路层相互隔离，从而保证用户数据的安全性。另外用户侧设备可以在局侧设备的控制下动态改变其端口速率，从而保证用户最低接入速率、限制用户最高接入速率，支持对业务的QoS保证。对于组播业务，由局侧设备控制各多播组状态和组内成员的情况，用户侧设备只执行受控的多播复制，不需要多播组管理功能，局侧设备还支持对用户的认证、授权、计费（按信息量、连接时长或包月制等进行计费）和用户IP地址的动态分配，以及对用户侧设备的配置，性能优化，故障和安全管理的功能。为了保证设备的安全性，局侧设备与用户侧设备之间采用逻辑上独立的内部管理通道，

31、并且局侧设备不同于路由器，路由器维护的是端口网络地址映射表，而局侧设备维护的是端口主机地址映射表；用户侧设备不同于以太网交换机，以太网交换机隔离单播数据帧，不隔离广播地址的数据帧，而用户侧设备仅具有以太网帧的复用和解复用功能。由于10M/100M以太网目前已普及、1000M以太网技术的成熟、价格低廉、目前人们只需要IP业务并对QOS要求并非十分迫切等原因，全以太网接入方案被广泛关注，其基本构想是：建立以1000M以太网为骨干网，实现 1000M以太网到大楼、路边、小区，然后通过100M以太网到大楼的楼层、或小型楼宇和居民楼，再通过10M以太网到半公室和桌面。 目前，用户使用以太网卡和5类线与楼

32、层内设备相连;楼层内是工作在第二层的交换机(采用VLAN技术)，通过普通Modem实现带外管理，并多采用远程供电;小区设备是更高吞吐量的第二层的交换机(采用VLAN技术)，通过混合光缆和Modem管理楼层内的交换机并为之供电;多个小区通过光纤共享一个千兆路由器和NAT(网络地址映射);骨干网把多个路由器连接起来，构成宽带IP城域网。用户间的访问应通过路由器，用户管理也在路由器所在的节点处完成。2.5 光纤接入技术宽带光纤接入技术主要有有源光接入和无源光接入方式两种，以及近期浮出水面自由空间光通信FSO宽带接入方式。2.5.1 SDH技术的有源光接入 适用于接入网的SDH具有高可靠性、灵活性、高

33、度紧凑、低功耗和低成本。一般来说，当要求带宽155Mbps或更高时，可以直接用SDH系统以点到点或环形拓扑形式与用户相连;当需要带宽大于34Mbps时，直接将SDH ADM (Add/Drop Multiplexer, 分插复用器)设置在用户处用STM-1通道与STM-N服务节点相连，这种连接既可以是点对点的方式，也可以通过环结构;对于带宽要求远小于34Mbps 的情况，则采用更低速率的复用器或共享ADM的方式更经济有效;对于多数普通企事业用户，设在路边(DP点)的终端复用器可以用来为大量用户提供 2Mbps为基本单元的带宽，需要小于2Mbps带宽业务的用户可以靠业务复用器或后接PON 来解决

34、。使用STM-0子速率连接(Sub STM-0)对于小带宽用户是一种经济有效的方案，同时还能保持全部SDH管理能力和功能， ITU-T G.708就规定了这样的接口。虽然，SDH可以在建设时为不同的节点分配不同的带宽，但无法实现节点总速率的动态调整。目前，适用于接入网的各种SDH 设备(特别是SDH ADM)很多，在各种宽带光纤接入技术中，SDH技术是应用最普遍的有源光接入方式，但仍只是光纤到小区FTTC和光纤到大楼FTTB的程度，光纤的巨大带宽仍然没有到户。SDH技术至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，在边缘网络中应用SDH技术，可以将其在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带

35、入边缘网络领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处。2.5.2无源光网络PON无源光网络PON（Passive Optical Network）包括一个安装于中央控制站（CO） 的光纤终端（OLT），以及安装于客户端的光纤网络单元（ONTs）。在OLT与ONT之间的光纤分布网络（ODN）包含了光纤以及无光源分波器或耦合器。在PON的架构中，一个OLT下可以有多个无源光网络的单元。宽带PON接入技术在实现光纤到户FTTH方面具有较好的发展前景，其主要有基于ATM的APON、基于以太网的EPON和具有Gbps传送能力的GPON三类。无源光网络

36、(PON)包括窄带的无源光网络和以ATM为基础的宽带无源光网络-APON，前者是用来提供2Mbps及以下速率的数据传输通道，后者则最高可以提供高达622Mbps的下行传输通道。APON多采用无源双星或树型结构，并使用特殊的点对多点多址协议，使得众多的ONU/ONT(Optical Network termination，光网络终端)共享OLT，众多的用户共享ONU来降低初建成本。目前，已有正式的APON产品，但品种有限，而且元器件的集成度还有待于进一步提高。APON与EPON技术比较：ITUT制定了APON技术的G.983建议。但它有两个问题：一是传输速率不够高，下行为622 Mbits或15

37、5 Mbits，上行为155 Mbits，带宽被1632个ONU所分享，每个ONU只能得到520 Mbits。另一个个是与以太网设备相比，ATM交换机和ATM终端设备相当昂贵。而且，现在因特网工作于TCPIP协议，用户终端设备都是IP设备，采用ATM技术必须将IP包拆分重新封装为ATM信元，这就大大增加了网络的开销。而EPON融合了PON和以太数据产品的优点，能与现有的以太网相兼容，简化了系统结构，设备成本低，系统能够提供高达1 Gbits的上下行带宽，EPON不仅能综合现有的有线电视、数据和话音业务，还能兼容未来业务如数字电视、VoIP、电视会议和VOD等等，实现综合业务接入。虽然APON对

38、实时业务的支持性能优越，但随着多协议标签交换MPLS等新的IP网QoS技术的采用，高层协议与EPON MAC协议相配合，EPON已能提供足够的QoS保证，被认为是最终实现FTTH的优选过渡方案。GPON技术：是由FSAN组织起草的一个超过1Gb/s速率的PON网络标准，提供1.244和2.488Gb/s的上下行速率。FSAN明确定义了GPON系统的服务要求GSR（Gigabit Service Requirement），已成为事实上的官方规范，也代表当今电信运营商对于营运服务的需求。GPON技术必须支持全方位服务，包括话音（TDM、PDH和SONET/SDH）、Ethernet（10/100B

39、aseT）、ATM、专线等等；物理实际覆盖至少20公里，理论上支持60公里；支持同一种协议下的多种速率模式，包括同步622Mb/s，同步1.25Gb/s，以及不同步的下行2.5Gb/s，上行1.25Gb/s等等；针对点对点的服务管理需提供OAM&P（Operation、Administration、Provisioning）的能力；针对PON下行流量是以广播传送的特点，提供协议层的安全保护机制。GPON是依据一个全新传输收敛层（TC - Transmission Convergence Layer）的架构。FSAN采用FlexLight及其他几家设备供应商所提出的以GFP（Generic Fr

40、aming Procedure）作为服务承载的通信协议。评估一个网络系统的好坏不外乎从其整体的传输效率及支出成本作参考。比较当前无源光网络的技术（APON、EPON 及GPON），令人惊讶的发现，EPON在以太网封包的传输上是效能最低的。这是因为庞大的封包头造成传输上的负担。虽然APON传输速率为622Mbps，但在扣除封包头及其他因素后实际可用来传送数据的速率是448 Mbps，这就是所谓的“收入比特（Revenue bits）”。而GPON 不论是在常规语音及数据传输上皆优于其它两种系统，EPON在常规语音传输上需要外接其他的设备才能提供TDM的服务。2.5.3 FSO技术FSO是光通信和

41、无线通信结合的产物，是用小功率红外激光束在大气中传送光信号的通信系统。FSO有两种工作波长：850ns和1550ns。850ns的设备相对便宜，一般应用在传输距离不太远的场合。1550ns的设备价格要高一些，但在功率、传输距离和视觉安全方面有更好的表现。1550ns的红外光波大部分都被角膜吸收，照射不到视网膜，因此，相关安全规定允许1550ns波长设备的功率可以比850ns的设备高2个等级。FSO和光纤通信一样，具有频带宽的优势，能支持155Mbps10Gbps的传输速率，传输距离可达24公里，但通常在1公里有稳定的传输效果。FSO是物理层传输设备，以光为传输媒介，任何传输协议均可被承载，对语

42、音、数据、图像等业务可以实现透明传送。但是FSO技术由于光信号裸露在大气中进行传输，势必会受到气象条件的影响。风力和大气温度的梯度变化会产生气穴，其密度变化将带来光折射率的变化，这会造成光束强度的瞬时突变，即所谓的“闪光”，影响FSO的通信质量。2.6 宽带无线接入技术当前宽带无线接入有以下几大技术：本地多点分配系统LMDS（Local Multipoint Distribute System）、多点多信道分配系统MMDS（Multipoint Multichannel Distribution System）、无线局域网、无线城域网IEEE802.16、蓝牙及其他（如红外等）。 2.6.1本

43、地多点分配系统（LMDS）LMDS系统通常由基础骨干网、基站、用户终端设备和网管系统组成。骨干网可由ATM或IP的核心交换平台及因特网、PSTN网互连模块等组成。基站实现骨干网与无线信号的转换，可支持多个扇区，以扩充系统容量。一般来说，用户终端都有室外单元（含定向天线和微波收发设施）和室内单元（含调制解调模块及网络接口NUI）。LMDS系统可采用的调制方式主要为相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。无线双工方式一般为频分双工(FDD)，多址方式为频分多址(FDMA)或时分多址(TDMA)。 LMDS高频宽带（2426GHz38GHz）频谱资源比较多，可以传输较高的速率，但是由于工作于毫米

44、波，受气候影响大，抗雨衰性能差，降低了在经济发达的东南沿海地区的可用度。目前通常所说的LMDS为第二代数字系统，主要使用无线ATM传送协议，具有标准化的网络侧接口和网管协议。LMDS具有更高带宽和双向数据传输的特点，可以提供多种宽带交互式数据业务及话音和图像业务。LMDS的主要优点是可同时支持话音、数据和图像业务的传送，且初期投资少，容易扩容和升级。缺点是传输距离段，同时易受天气和地形限制的影响。 2.6.2 多点多信道分配系统（MMDS） MMDS（MultichannelMultipointDistributionSystem）是服务商向用户提供宽带数据和话音业务的一种固定无线接入方案。M

45、MDS中频宽带（2GHz5GHz）可用带宽231.5MHz（上、下行），传输性能好、覆盖范围广、技术成熟、频谱不受雨衰的影响，但可被建筑物衰减。在通常情况下，该频段需要视线传播，但对于一些较下方的阻挡物有一定的抵抗力、扩容性强、组网灵活且成本具有竞争力，是较为理想的无线接入手段。由于该频段资源比较紧张，能分给MMDS的频段窄，信道数少，需用新技术来提高频谱利用率， MMDS可提供点对点面向连接的数据业务、点对多点业务、点对点无连接型网络业务。与LMDS相比，MMDS不受雨衰影响，适用于用户分散、容量较小的场合。MMDS基站端与网络侧接口包括T1/E1、100Base-T和OC-3，用户侧接口包

46、括T1/E1、10Base-T。因此，MMDS提供的带宽比较有限，MMDS的建设成本相对于LMDS要低些。 2.6.3 无线局域网无线局域网的主要技术有IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g、HiperLAN等。当前最具代表性的是IEEE802.11b。1999年9月通过的IEEE802.11b工作在2.4GHz2.483GHz频段。802.11b数据速率可以为11Mbits、5.5Mbits、2Mbits、1Mbits或更低，根据噪音状况自动调整。目前802.11b已经成为WLAN市场上的主流技术。随着技术的成熟和产品的降价，无线局域网开始大显身手，在机场和写

47、字楼中广泛使用。随着3G的延迟，无线局域网趁势推广与普及，高端移动数据用户被不断分流，未来无线局域网与3G存在一定的互补与竞争关系，爱立信等移动通信设备厂家已将无线局域网作为未来3G的一部分。一般来说，凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网。这里的无线媒体可以是无线电波、红外线或激光。无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点（AP）、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。 无线局域网的组网方式包括有中心和无中心两种模式。当采用有中心的模式时，由接入点AP对无线信道进行集中式管理，当采用无中心的方式

48、时，各移动终端分布式地随机访问信道。在物理层，无线局域网可采用外+FHSS（或DSSS）、DSSS+补码键控以及OFDM多中方式。在MAC子层，无线局域网可采用PCF和DCF两种方式。无线局域网为移动终端提供一种访问广域网的方式，也可由多个移动终端自由组网，共享资源。它主要支持数据业务的传送，也可提供语音和图像业务的传送。 无线局域网的主要优点投资少，移动终端可以动态，临时组网，支持移动终端的漫游。缺点是覆盖范围有限，带宽相对较小，且存在潜在的安全问题。2.6.4 无线城域网WMAN无线城域网WMAN负责对无线本地环路的无线接口及其相关功能制定标准，它由三个小工作组组成：IEEE 802.16

49、.1负责制定频率为10G到60G赫兹的无线接口标准；IEEE 802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准；IEEE 802.16.3负责制定频率范围在2G到10G赫兹之间获得频率使用许可的应用的无线接口标准。WMAN IEEE 802.16无线服务的作用就是在用户站点同核心网络之间建立起一个通信路径，这个核心网络可以是公用电话网络也可以是因特网，它所关心的是用户的收发机同基站收发机之间的无线接口。其中的协议专门对在网络中传输大数据块时的无线传输地址问题做了规定，协议标准是按照三层结构体系组织的，最底层是物理层，该层的协议主要是关于频率带宽、调制模式、纠错技术以及发射机同接收机之间的

50、同步、数据传输率和时分复用结构等方面的。对于从用户到基站的通信，使用的是按需分配多路寻址时分多址DAMA-TDMA技术。DAMA技术是一种根据多个站点之间的容量需要的不同而动态地分配信道容量的技术。通过DAMATDMA技术，每个信道的时隙分配可以动态地改变。在物理层之上是数据链路层，在该层上主要是为用户提供服务所需的各种功能。这些功能都包括在介质访问控制MAC层中，主要负责将数据组成帧格式来传输和对用户如何接入到共享的无线介质中进行控制。MAC协议对基站或用户在什么时候采用何种方式来初始化信道做了规定。因为MAC层之上的一些层如ATM需要提供服务质量服务QoS，所以MAC协议必须能够分配无线信

51、道容量。在MAC层之上是一个汇聚层，该层根据不同服务提供不同的功能。对于IEEE 802.16.1来说，能提供的服务包括数字音频/视频广播、数字电话、异步传输模式ATM、因特网接入、电话网络中无线中继和帧中继。2.6.5 蓝牙技术蓝牙也是一种使用2.4GHz2.483GHz的无线频带的通用无线接口技术，提供不同设备间的双向短程通信。蓝牙的目标是最高数据传输速率1Mbits（有效传输速率为721kbits）、最大传输距离为10cm10m（增加发射功率可达100m）。蓝牙的优势是设备成本低、体积小。而且，搭配“蓝牙”构造一个整体网路的成本要比铺设线缆低。相对802.11x系列和HiperLAN家族

52、，蓝牙的作用不是为了竞争而是相互补充。 3 总结宽带接入技术的研究和开发将会随着数据和多媒体业务的发展、网络的宽带化、光纤化变得越来越明显，进而也就成为目前通信领域的一个热点。从目前的发展看来，三种不同体系的宽带接入技术：xDSL(特别是ADSL)、Cable Modem与HFC、Ethernet、无线宽带接入、光纤接入技术会成为宽带接入网的关键技术，而作为宽带接入技术的PON和SDH也会在相应的领域内得到发展。随着社会的发展，生产生活的雪要及人们日益增长的需求，促使网络向高带宽、高速率、低延时、高可靠的方向发展，宽带接入网作为网络的一部分，也必需采取措施不断变革中，这就需要了解各种流行的宽带

53、接入方式及关键的实现技术，先进的技术促进成本的不断下降，满足不断发展的互联网新业务和更高带宽的要求，纵览各种网络的宽带接入技术，其中都有很大的发展在不同的领域。本次专业方向组设计主要探讨并以论文形式结合毕业设计题目做出宽带接入网现状以及应用越来越广泛发展前景与领域，展望未来宽带接入网的技术发展趋势及新技术的诞生。此次设计了解了十余种宽带接入网的技术，极其工作方式与原理，还了解到各种不同的宽带接入方式的应用场合，对于未来的网络发展充满期望并了解网络的发展靠人们的需求增加，本次课程设计非常感谢指导的徐光宪老师给予的帮助与指导。参考文献1xDSL技术及其应用无线电通信技术 2002.3 2 Kram

54、er G，Mukherjee BEthernet PON（EPON）：Design and analysis of an optical access networkJPhotNetCommun，2001，3（3）：3073193 ITUT Recommendation G9831998，High speed optical access systems based on passive optical network（PON）techniquesS4张继东，陶志勇EPON的发展状况与关键技术J光通信研究，2002（1）：26305邓永红.宽带固定无线接入技术及其比较DB/OL.http:,2003.6毛京丽,孙学康.SDH技术M.北京:北京邮电大学出版社,2002.7高文龙,刘力编著.宽带无线接入技术.北京:电子工业出版社,20018孙华明,周正.超宽带无线技术现状分析及展望自动化与仪器仪表，2004（2）16