寬帶接入技術

1、寬帶接入技術,主要內容,第一章 寬帶接入網概述第二章以太網接入技術第三章 XDSL技術第四章 HFC技術第五章 HomePNA技術第六章 光纖接入網,第一章 寬帶接入網概述,一 寬帶接入網定義二 寬帶接入網功能三 寬帶接入網分類四 寬帶接入網特點五 帶寬與寬帶關系六 窄帶上網的簡述,接入網定義,什么是接入網,接入網（AN：Access Network）是由業(yè)務節(jié)點接口（SNI: Service Node

2、Interface ）和用戶網絡接口（UNI: User Network Interface）之間的一系列傳送實體（例如線路設施和傳輸設施）組成，為供給電信業(yè)務而提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)，可經由Q3接口配置和管理。 Q3接口是電信管理網和電信網各部分交互的標準接口接入網的定界:是指市話端局或遠端交換模塊與用戶終端之間的傳輸線路?；蛘哒f核心網以外為接入網.(核心網: 長途網+市話中繼網),,用戶網絡接口UNI應該支持各種業(yè)務

3、的接入，如模擬電話PSTN、ISDN等等業(yè)務節(jié)點不限于支持電話業(yè)務，還可以連接單個本地交換機單個租用線業(yè)務VOD其它業(yè)務節(jié)點如ROUTER等,接入網特點,,接入網共占49%,,,電信網成本分布圖,接入網特點,占全網投資比例最大， 技術最復雜、實施最困難、 影響面最廣。 完成復用、 交叉連接和傳輸功能，不具備交換功能。提供各種綜合業(yè)務 網絡覆蓋較小。 成本與用戶有關。 線路施工難度大 組網能力強（各種網絡拓

4、撲）,接入網功能,接入網功能,寬帶接入網,電信網的結構：傳輸網-- 是所有信息傳輸的基礎通道，其實現(xiàn)信息從源地址到目的地址的轉移。交換網-- 通過對信息的接收、分揀和轉發(fā)過程實現(xiàn)信息的相互交換。接入網-- 是整個網絡與用戶相連的最后一段，用戶通過接入網連接到網絡上。 寬帶網絡的結構及主要技術： 寬帶傳輸網主要技術-- 光纖、 SDH、 DWDM 寬帶交換網主要技術-- ATM -交換技術、IP-分組轉發(fā)/路由交換

5、 寬帶接入網主要技術-- 光纖化 及其它各種寬帶接入技術,接入網分層,傳輸煤質層：雙絞線、同軸電纜、光纖或無線通道層：PDH、SDH、ATM等電路層：電路方式、ATM信元方式、X.25分組方式、幀方式,接入網分層的優(yōu)點,可以單獨設計和運行每一層網絡，實現(xiàn)起來簡單方便便于管理減少各層間的影響,接入網物理參考模型和接口,P7圖1－8為接入網物理參考模型接入網接口：UNI、SNI、Q3UNI位于接入網的用戶側，可以支持各種

6、業(yè)務的接入，對于不同的業(yè)務，采取不同的接入方式，對應不同的接口類型，主要包括用戶模擬兩線音頻接口，64K接口，ISDN基本速率接口（BRA），ISDN基群速率接口（PRA），E1數字中繼接口、V.24、V.35接口等。,,SNI位于接入網的業(yè)務側，，對不同的用戶，可以提供相對應的業(yè)務節(jié)點接口，使其能與交換機相連。兩種接口，模擬接口（Z），對應于UNI的模擬二線音頻接口，可以提供普通電話業(yè)務或模擬租用線業(yè)務；數字接口（V5），含有V5.1

7、和V5.2V5的出現(xiàn)規(guī)范了接口,接入網的網絡拓撲,電信網的三種基本拓撲結構星形線形環(huán)形有線電視網的拓撲結構樹形網狀網結構一般而言，接入網的拓撲結構由上述的一些基本的拓撲結構組合而成,接入網的有關標準,接入網的有關標準P11,接入網與核心網的區(qū)別,接入網具有業(yè)務密度低、成本差異大、成本與業(yè)務量無關、運行環(huán)境惡劣、技術變化慢。P16表1－2，從結構、容量、業(yè)務、管理、技術5個方面進行比較。,接入網實現(xiàn)的技術手段,有線：P16

8、表1－3無線： P16表1－4,寬帶接入網的概念,是指能同時承載語音、圖像、數據、視頻等寬帶業(yè)務需求的接入網絡。數據傳輸速率是在幾百千比特/秒到幾兆或幾十兆比特/秒；傳輸帶寬在幾百kHz到幾千MHz的范圍內；在一條傳輸線上同時支持多種電信業(yè)務和多媒體數據傳輸業(yè)務,寬帶接入網分類,寬帶接入網技術的分類: * 銅線接入: XDSL、Home PNA * 光纖/同軸混合接入： HFC * 光纖接入網: PON、AON、

9、APON * 以太網接入: FTTX＋LAN * 無線接入網： LMDS，WLAN,帶寬與寬帶關系,寬帶與窄帶一般劃分標準是用戶網絡接口上的最大接入速率超過2Mbit/s的用戶接入稱為寬帶接入，反之為窄帶接入。,寬帶接入網的主要接入技術,ADSLHFCVDSL以太網接入HOME PNA,寬帶接入網的發(fā)展,隨著人們生活水平的提高，寬帶將會越來越多的得到廣泛的應用，越來越多的進入家庭PDH->SDH->DW

10、DM,第二章、以太網接入,以太網的基本概念和原理,以太網的基本概念和原理,第二章、以太網接入,以太網接入概述以太網接入基本要求以太網接入方案基于FTTX的以太網接入智能小區(qū)中的以太網接入,寬帶IP接入網： IP接入網的功能是為用戶提供因特網接入服務。接入網技術有很多種類，適用于IP接入的技術，包括： 以 太 網 （寬帶） ＡＤＳＬ（寬

11、帶） ＨＦＣ （寬帶） ＩＳＤＮ（窄帶）,一、以太網接入概述,,一、以太網接入概述,,一、以太網接入概述,,,一、以太網接入概述,,一、以太網接入概述,,一、以太網接入概述,,以太網由于具有標準化程度高、升級性能好、價格便宜等多種優(yōu)勢，占據了世界上局域網市場中90％的份額。是組建寬帶IP網絡的重要技術。同時交換式以太網解決了共享式以太網的低效率問題，而

12、光纖極大的改善了傳輸距離的問題，在城市光纜網上用以太網架構城市寬帶IP接入網是最合理、實用、經濟、有效的方法，稱之為LAN(FTTX+LAN)接入系統(tǒng)，即以太網接入。,一、以太網接入概述,,以太網非常適合于城市，因為人口密集，居住在高層建筑的特點。以太網技術成熟、成本低廉、使用方便的特點。但是要重新布線。IP骨干網實際是IP over Ethernet 加上IP over WDM/SDH/ATM，以太網是組建寬帶IP網的重要技術。實

13、踐證明，以太網是傳送IP的最好技術之一。,一、以太網接入概述,以太網接入方式與IP網很適應，以太網的幀格式和IP數據包是一致的，用以太網傳輸IP數據業(yè)務時沒有任何格式轉換問題。速率分為1O/100/1O00Mbps 3種等級，可按需升級，萬兆以太網技術也已經問世。,一、以太網接入概述,交換式以太網解決了共享式以太網所造成的使用效率低的問題，而光纖則極大地改善了距離限制，采用全雙工光纖連接，已可以使以太網的傳輸距離大為擴展，完全可以滿足接

14、入網和城域網的應用需要。,一、以太網接入概述,光纖傳輸技術的進步使得在標準單模光纖上百兆以太網不用中繼器的傳輸距離達到100km以上。各種速率的以太網不僅可以構成局域網，也可以構成城域網甚至廣域網。在城市光纜網上用各種速率的以太網架構城市寬帶IP接入網是一種最合理、最實用、最經濟、最有效的方法。我們稱之為LAN接入系統(tǒng)。,一、以太網接入概述,,以太網最初是一種局域網技術，如果直接將以太網用于接入網，將不能滿足公用網絡中的用戶管理、安全管

15、理、業(yè)務管理和計費管理等要求，因此，必須在以太網技術基礎上再開發(fā)以太網接入技術，以滿足接入網的各種要求，有效地解決以太網接入用戶身份、網絡業(yè)務、安全、計費等管理問題。,一、以太網接入概述,以太網接入的業(yè)務范圍：高速Internet接入基于IP的話音業(yè)務基于IP的廣播電視、VOD電子商務企業(yè)虛擬網智能化社區(qū)服務遠程教育、遠程醫(yī)療,一、以太網接入概述,以太網接入的技術特點：適應以IP為代表的寬帶業(yè)務接入設

16、備價格便宜，用戶接入方便，接口速率可達到10/100/1000Mbps概念簡單清晰，易于建設，與社區(qū)信息化要求相適應但可管理性、不同業(yè)務的QoS需求、 規(guī)范性需要進一步解決的問題,一、以太網接入概述,網管,局側設備,,,,計算機/LAN,AAA服務器,社區(qū)服務器,IP核心網,,,用戶側設備,,網絡電話,CPN,,AAA：認證、授權、計費,,以太網 接口,二、以太網接入基本要求,1、以太網接入的組成,

17、,,二、以太網接入基本要求,,二、以太網接入基本要求－以太網接入應具有的功能,,二、以太網接入基本要求－以太網接入的接口要求,,二、以太網接入基本要求－局側設備的基本功能,,二、以太網接入基本要求－用戶側設備的基本功能,,以太網接入一般可分為3個層次: 用戶接入層（用戶端） 以太網交換層（大樓） 匯聚層（小區(qū)或局端）,三、以太網接入方案,,用

18、戶接入層：(P53圖） 用戶可采用普通的10Mb/s、10/100Mb/s以太網網卡與位于大樓內支持VLAN的以太網交換機連接。以太網交換層： 大樓的以太網交換機通過10/100Mb/s以太網與匯聚層的路由器連接。匯聚層： 匯聚層為路由器（或路由交換機）。路由器再通過100Mb/s以太網、1000Mb/s以太網、155Mb/s或622Mb/s POS（IP over SDH）光接口與IP

19、核心網絡（如163網絡）連接。,三、以太網接入方案,,,,,,,寬帶IP網,,,,匯聚層（小區(qū)或局端）,用戶接入層（用戶端）,以太網交換層 （大樓）,路由器,以太網交換機,以太網接入方案,10Mb/s10/100Mb/s,100Mb/s1000Mb/s155Mb/s622Mb/s,10/100Mb/s,,,,,路由器可提供幾個或十幾個10/100Mb/s以太網接口，每個以太網接口可以連接1個交換機，交換機可提供8、16

20、、24、32個10/100Mb/s以太網接口，每個以太網接口可連接1個用戶。,三、以太網接入方案,,路由器支持對用戶的認證、授權和計費以及用戶IP地址的動態(tài)分配。此外，對于組播業(yè)務，路由器控制下聯(lián)的各以太網用戶的多播組狀態(tài)和組內成員的情況，以太網交換機只執(zhí)行受控的多播復制，不需要多播組管理功能。為了保證網絡的安全性，路由器與交換機之間采用邏輯上獨立的內部管理通道。,三、以太網接入方案,,以太網交換機的每個端口可配置成獨立的VLAN，享有

21、獨立的VLAN ID。交換機對不同用戶端口進行信息隔離，用戶的IP地址被綁定在端口的VLAN ID上，通過核實IP地址與VLAN ID 來識別用戶是否合法，各用戶之間在物理層和鏈路層相互隔離，從而保證用戶數據的安全性。,三、以太網接方入案,,另外以太網交換機可以在路由器的控制下動態(tài)改變其端口速率，從而保證用戶最低接入速率，限制最高接入速率，支持業(yè)務的QoS。此外，還可以隔離攜帶用戶信息的廣播消息，從而使用戶數據的安全性得到提高。,三、以

22、太網接方入案,,用戶的認證也可以采用其它方法，如MAC地址和交換機端口進行綁定，如果用戶更換了網卡，則需重新以初次上網用戶進行登錄，一個賬戶對應一個MAC地址。中心交換機則用本次登錄的MAC地址代替以前的MAC地址，始終保證一個賬戶只能使用一個MAC地址，從而保證網絡的安全性。,三、以太網接方入案,,用戶的隔離方式也可采用VLAN + 子網的隔離方式，即一個VLAN一個子網。 VLAN+子網實現(xiàn)的用戶隔離可以較好利用子網的隔離屬性，也可

23、節(jié)約大量的VLAN數量。,三、以太網接方入案,從拓撲結構看，HFC網絡的光纜網或電信的光纖環(huán)路部分，最能滿足城市寬帶IP骨干網的要求。其基本結構是在前端和各分中心之間用環(huán)型光纜網連接，各分中心再用星型光纜網連接各光結點。在這個光纜網上架構城域寬帶IP網會是非常方便的。（P54圖2－37）。各分中心為寬帶/高速匯接點GPoP。也可稱為社區(qū)匯接點。,四、基于FTTX的以太網接入,在分中心設置高性能路由交換機，上接骨干網路由器，下接各光節(jié)點

24、路由交換機。高速匯接點還負責連接HFC網絡電纜調制解調器前端（CMTS）和電話交換分局ADSL前端（DSLAM）。在分中心還將配置大容量代理服務器、視頻服務器，以減少對骨干網帶寬需求的壓力。,四、基于FTTX的以太網接入,從分中心高速匯接點GPoP向下再連接到光節(jié)點匯接點PoP。一個分中心的高速匯接點通過單模光纖可連接幾十至上百個光節(jié)點PoP，其傳輸速率從今天的100Mbps在幾年內可能發(fā)展到幾Gbps。,四、基于FTTX的以太網接入,

25、光節(jié)點匯節(jié)點,,,高速匯接點,小區(qū)、大型寫字樓、機關大院,,,,,,四、基于FTTX的以太網接入,HFC網的光節(jié)點一般覆蓋500-2000戶居民。在我國城市由于住房密度較大，兩個相鄰光節(jié)點的距離只有幾百米。稱之為FTTC。這個網絡稍微加以擴展將光纜送到辦公大樓、學校、單位大院就實現(xiàn)了FTTB。在這些光節(jié)點設置路由交換機使之成為寬帶IP接入網的接入匯接點PoP。,四、基于FTTX的以太網接入,光節(jié)點匯接點PoP通過單?；蚨嗄９饫w連接居民樓

26、、學校、公司等，其距離在幾百米以內。在居民樓內設置以太網交換機或交換式集線器，通過銅纜（五類、超五類、六類）連接終端用戶。這種寬帶接入網在光節(jié)點以上和HFC網絡的光纜網是同纜不同芯，分中心高速匯接點GPoP和光節(jié)點匯接點PoP可以共用有線電視HFC網的機房設施。,四、基于FTTX的以太網接入,以太網交換機,,四、基于FTTX的以太網接入,這種LAN接入系統(tǒng)從光節(jié)點到用戶的接入網的施工量和成本與將單向HFC網絡改造成雙向用Cable Mo

27、dem架構寬帶IP網差不多，但設備成本要低得多，維護管理也更方便。,四、基于FTTX的以太網接入,LAN接入系統(tǒng)在用戶端只需一塊以太網卡（幾十元-幾百元）。而HFC電纜調制解調器接入網在用戶端除了需要一塊以太網卡外,還需要一臺Cable Modem （2000元左右）。 在分中心，LAN接入系統(tǒng)只需要路由交換機，而在HFC接入系統(tǒng)前端除了路由器之外還需要有價格昂貴的電纜調制解調器前端。,四、基于FTTX的以太網接入

28、,LAN接入系統(tǒng)在高速匯接點GPoP處可以通過SNMP管理覆蓋區(qū)內所有的交換機（包括樓頭交換機）、設置VLAN、進行QoS控制等。,四、基于FTTX的以太網接入,LAN接入系統(tǒng)每一個用戶獨享10/100Mbps信道。而HFC接入系統(tǒng)，在光節(jié)點只設置光-電轉換器和集線器HUB，在覆蓋區(qū)內用戶共享下行40Mbps信道，沒有交換和管理功能。更重要的是LAN接入方法有非常強的擴展能力。用戶的接入速率可以從目前的10Mbps達到將來的1Gbps。

29、,四、基于FTTX的以太網接入,綜上所述，LAN接入系統(tǒng)與HFC電纜調制解調器接入系統(tǒng)相比有很大的優(yōu)越性。它可以利用HFC網光纜網的基礎設施在其上架構寬帶IP城域網，而接入網的施工量和成本與HFC網雙向改造差不多。設備成本不論是用戶終端設備還是分中心前端設備，LAN接入系統(tǒng)都要便宜得多。,四、基于FTTX的以太網接入,我國一些城市的有線電視臺開始在其HFC網上架構寬帶IP城域網，也建設了一些LAN接入的居民小區(qū)，試點取得很好的效果。,四

30、、基于FTTX的以太網接入,,在智能小區(qū)應用以太網接入時，一般并非只采用單一技術，而往往是根據實際情況綜合采用幾種技術組網，下面介紹幾種典型組網方式：,五、智能社區(qū)的以太網接入,（一）當光纖到大樓時: 1、采用以太網接入方式： 即光纖到大樓，五類線入戶。此方案入戶距離較短，為100米左右， 適用于高層樓房及高檔多層住宅。 在小區(qū)中心配置高性能交換機，大樓設備間配置以太網交換機，二者間通

31、過千兆或百兆以太網連接組成小區(qū)網絡。,五、智能社區(qū)的以太網接入,,五、智能社區(qū)的以太網接入,五、智能社區(qū)的以太網接入,智能小區(qū)以太網接入典型方案： 采用百兆以太網提供寬帶接入服務（即小區(qū)內部干線為100Mbps），一般為三層星型網絡結構： 骨干網--小區(qū)中心：單模光纖/1000Mbps. 小區(qū)中心--大樓：多模光纖/100Mbps. 大樓--住戶：五類UTP/10Mbps.

32、 此方案式用于新建小區(qū)。,對于網絡運營商來說，小區(qū)網絡必須具有認證、計費等管理功能。網絡設備采用的是管理型交換機。這種管理型交換機與非管理型交換機相比增加了許多功能，如支持VLAN、SNMP、IEEE 802.1D等協(xié)議、支持基于Web的管理、提供QoS保證等等。這些新技術的應用以及采用動態(tài)注冊的認證方式使得小區(qū)以太接入完全能滿足網絡運營商的要求，達到電信級的運營標準。,五、智能社區(qū)的以太網接入,小區(qū)網絡一般采用動態(tài)注冊的認證方式。即

33、用戶在每次使用網絡時，需向小區(qū)中心的認證服務器發(fā)起注冊，注冊成功后，根據其訪問權限，用戶將被指定到中心的相應出口，同時開始計費。計費過程中，注冊服務器將保持和用戶聯(lián)系，當出現(xiàn)設備死機或掉電情況時，計費系統(tǒng)自動終止該用戶的計費。,五、智能社區(qū)的以太網接入,以太網在舊區(qū)改造的不利因素： 一般無預留干線管道，且光纖干線（FTTB) 開挖強度大，涉及范圍廣，增加了工程造價和施工難度。 大樓無弱電井，給配線子系統(tǒng)布線路由選擇增加

34、了難度，而目前采用在樓梯間內明敷管道，又影響整體美觀。,五、智能社區(qū)的以太網接入,缺乏配線設備間，給線纜端接和設備管理增加了難度，同時也不利于安全。 因材料及設備投入較大，故前期成本高。若使用率低，會使初期運行成本很高，從而不利于市場競爭。,五、智能社區(qū)的以太網接入,2、以太網＋Home PNA 即最下層采用Home PNA，而上層采用以太網接入，這種方法無需布線，可在樓內使用電話線，這是比較經濟的一種接入方

35、式。,五、智能社區(qū)的以太網接入,（二）當光纖到小區(qū)時: 1、ADSL+以太網 2、Cable Modem+以太網,五、智能社區(qū)的以太網接入,五、智能社區(qū)的以太網接入,,,,,,,SDH/IP/ATM/DWDM,高端路由器,LAN交換機,,,,核心層,匯聚層,接入層,,,,,,,,,L2/L3/L4交換機,寬帶接入服務器,無線基站,DSLAM,CMTS,ATM交換機,城域 IP 接入網解決方案,,以太網接入、ADSL接入、HF

36、C各具特色：ADSL：適用于分散的用戶、已建高檔小區(qū)LAN：密集新建小區(qū)、特別是高層住宅，新建酒店和寫字樓HFC：已建的密集中、低檔小區(qū)ADSL+LAN：新建、低密度的高檔小區(qū)Home PNA&ADSL+HPNA&LAN+HPNA:已建的密集型、低消費小區(qū),五、智能社區(qū)的以太網接入,綜合布線的演進：布線－電信布線&計算機網絡布線&樓宇控制布線－綜合布線－綜合布線系統(tǒng)：綜合布線的組成：工作區(qū)

37、配線子系統(tǒng)（水平子系統(tǒng)）干線子系統(tǒng)（垂直子系統(tǒng)）設備間管理：就是對各個子系統(tǒng)設施按一定的模式進行標識和記錄建筑群子系統(tǒng),綜合布線,工作區(qū)：由配線（水平）布線系統(tǒng)的信息插座延伸到終端設備處的連接電纜以及適配器組成（P59圖2－46）配線（水平）子系統(tǒng)：由信息插座到樓層配線設備的配線電纜或光纜、樓層配線設備和跳線等組成（P60圖2－47）干線（垂直）子系統(tǒng)：由設備間的建筑物配線設備和跳線以及設備間到樓層配線間的干線電纜組成（P

38、60圖2－48）建筑群子系統(tǒng)：由連接各建筑物間的綜合布線纜線、建筑群配線設備和跳線等組成（P61圖2－49）,綜合布線,綜合布線系統(tǒng)結構：P61圖2－50綜合布線系統(tǒng)各子系統(tǒng)間的連接關系P62圖2－51綜合布線拓撲結構： P62圖2－52常用的拓撲結構有星型、環(huán)型、總線、樹和網狀型，以星型使用最多。主要組成部件：傳輸介質：雙絞線、UTP、STP、光纜連接硬件：配線架、信息插座等,綜合布線,綜合布線系統(tǒng)的長度限制P63圖2－

39、53綜合布線系統(tǒng)的有關標準：P64-65北美標準：ANSI國際保準：ISO歐洲標準：EN國家標準：GB行業(yè)標準：YD協(xié)會標準：CEC廠家：朗訊（AVAYA）、西蒙、AMP、科龍、北電、ALCATEL、百通、普天等,綜合布線,第三章 XDSL技術,一 XDSL技術發(fā)展簡述二 高比特率數字用戶線(HDSL)三 非對稱的數字用戶線(ADSL)四 甚高速率數字用戶線(VDSL)五 XDSL技術總結,一 XDS

40、L技術發(fā)展簡述,1、XDSL技術的歷史及發(fā)展70年代后期，美國率先開始研究如何利用雙絞銅線對用戶提供N-ISDN基本速率業(yè)務。 80年代中期，美國Bellcore提出了數字用戶線（DSL：Digital Subscriber Line）技術，實現(xiàn)了2B+D基本速率的傳輸。進一步改善通信質量后，又誕生了高比特數字用戶線HDSL（H igh-Bit-Rate Digital Subscriber Line）技術，完成了T1的傳輸，

41、最大傳輸距離在3.7Km。 90年代初，美國一些電話公司希望在原有電話線上提供VOD（Video on demand）業(yè)務。這種需要導致了非對稱數字用戶線ADSL技術誕生。1995年以后，隨著Internet，特別是基于Web瀏覽業(yè)務的增長，ADSL重新得到了人們廣泛的關注。因為ADSL不僅比話帶 Modem和ISDN BRA提供了高得多的數據傳輸速率，而且ADSL的數據傳輸方式正好與Web瀏覽器的需要是一致。最近人們在A

42、DSL基礎上 ,又提出VDSL技術，下行速率最高可達52Mb/s.,一 XDSL技術發(fā)展簡述,2、DSL的定義DSL（Digital Subscriber Line）是指數字用戶線路技術，它是一種利用現(xiàn)有的銅質雙絞電話線路，在運營商的交換機房和終端用戶間，傳輸數據、視頻、聲音等高帶寬數據的調制解調技術。DSL 扮演的是接入網的角色最大特點是利用現(xiàn)有的電話線路作為傳輸介質DSL系列分為對稱和非對稱式兩類，所謂對稱式是指上下行數

43、據速率相同，非對稱式上下行速率不同,一 XDSL技術發(fā)展簡述,3、XDSL產品發(fā)展趨勢,一 XDSL技術發(fā)展簡述,通信業(yè)務的帶寬需求：,一 XDSL技術發(fā)展簡述,通信業(yè)務的帶寬需求：業(yè)務種類 未壓縮帶寬 壓縮后帶寬 電話 64Kbps 8-32Kbps VOD 73Mbps

44、 1.5Mbps 可視電話 9.2Mbps 64-128Kbps 電視會議 36.5 Mbps 384k-2Mbps HDTV 1728Mbps 20-30Mbps寬帶數據通信業(yè)務： 業(yè)務種類 下行速率 上行速率

45、 電視 3-6Mbps 0 VOD 1.5-3Mbps 16-64Kbps 交互式可視游戲 1.5-6Mbps 低 電視會議 384Kbps 384Kbps N-ISDN 160Kb

46、ps 160Kbps,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,1 、 HDSL工作原理2 、 HDSL系統(tǒng)機構3 、 HDSL系統(tǒng)中的線路編碼4 、HDSL幀結構5 、HDSL的系統(tǒng)配置方式6 、HDSL應用舉例7 、HDSL的優(yōu)缺點,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,1 、 HDSL工作原理 HDSL可以在現(xiàn)有普通雙絞電話線上傳輸雙向T1/E1信號。HDSL傳輸系統(tǒng)含有兩套設備，HT

47、U-C轉換設備放在中心局，HTU-R轉換設備放在用戶端。HTU-C、HTU-R均含有相應發(fā)送接收部分。HDSL在兩對或三對雙絞線上傳輸。HDSL采用了高速自適應數字濾波技術和先進的信號處理器，因而可以自動處理環(huán)路中的近端串音、噪聲對信號的干擾、橋接和其它損傷，適應多種混合線路或橋接條件，無需再生中繼器傳輸距離可達3KM-5KM（0.4-0.6mm線徑）。,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,用戶

48、接口部分主要完成與E1的連接和適配；映射部分將輸入E1幀分成二到三部分，映射到HDSL核心幀上；公共電路對每路核心幀加上幀同步字、維護/開銷比特，形成HDSL幀結構。,二 高比特率數字用戶線（HDSL） --HDSL收發(fā)器原理,二 高比特率數字用戶線（HDSL） --HDSL收發(fā)器原理,HDSL收發(fā)器是整個傳輸系統(tǒng)的核心。HDSL發(fā)送單元將HDSL碼流進行線路編碼，經D/A變換后送至發(fā)送濾波器進行脈沖整形，然后發(fā)送出去。接收時，先通過接

49、收濾波器濾除去帶外噪聲，再經過回波抵消器、均衡器，及線路解碼后變換成HDSL碼流送到公共部分?；夭ǖ窒饔糜谙€路阻抗不匹配和混合線圈不平衡引起的回聲，使HDSL更適應于多線徑混連的雙絞線。 自適應均衡器可以消除前續(xù)字符和后續(xù)字符的影響?；夭ǖ窒骷熬饩捎米赃m應算法。不斷跟蹤線路的微小變化，使HDSL技術比同樣采用2B1Q線路碼的ISDN具有更高速率。,2 、 HDSL系統(tǒng)機構,端局交換機,G.703V35X.21E

50、IA-530,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,HDSL的線路編碼,3、 HDSL系統(tǒng)中的線路編碼HDSL系統(tǒng)中有若干編碼、調制方法可供選擇，其中包括2B1Q基帶編碼、無載波調幅調相（CAP）和離散多音頻編碼（DMT）。 （DMT固有的時延難以滿足HDSL要求的500us端到端傳輸延時的要求；并且DMT需要較復雜的模數轉換） 。 HDSL系統(tǒng)中常用的為2B1Q和CAP調制方式. 2B1Q碼是將兩位二進制比

51、特用一位四進制碼組表示的編碼方式，其對應關系為： 00 -2；01 -1；10 +1；11 +22B1Q碼是雙極性四電平碼，一般不含直流分量， 2B1Q碼可以將傳輸波特率降低50%，誤碼率為10的負7。,HDSL的線路編碼,2B1Q碼形圖,HDSL的線路編碼,CAP碼與QAM(正交調幅)基本相同，唯一的區(qū)別是CAP不用載波，而QAM用載波。 CAP碼的原理是：將

52、碼流變換成兩路，分別通過兩個數字橫向帶通濾波器，然后將兩路信號相加即為CAP碼。（兩個數字帶通濾波器的幅頻特性相同，相頻特性相差90度）2B1Q：實現(xiàn)簡單，與ISDN兼容性 好，技術成熟，抗干擾性差，傳輸距離近。CAP：電路實現(xiàn)復雜，抗干擾性強，傳輸距離遠，誤碼率低,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,4、用于T1的HDSL幀結構： HDSL是基于幀結構傳輸的，HDSL幀每6秒發(fā)送一次，即167幀/s。,用于T1的HDSL幀

53、結構：,一個HDSL幀包含一個長度為14（2B1Q，28bit），然后是HDSL開銷，長度為2~10（ 2B1Q ），接下來就是48個“HDSL塊”，這48個塊被HDSL開銷（4個）分成四個單元，每個單元包含12個HDSL凈荷塊；每個凈荷塊由一個“塊頭”（ 2B1Q ）及12個8bit組組成。8*48*167幀/s=64kbit/s 64*12=768kbit/s*2=1.544Mbit/s,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,

54、基于E1的HDSL（三對線）：,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,基于E1的HDSL（二對線）：,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,5、HDSL的系統(tǒng)配置方式：點到點全容量配置: 此時HDSL系統(tǒng)相當于純線路設備，局端機成為線路終端（LT），遠端機成為網絡終端（NT）?？梢灾С值闹饕獦I(yè)務有ISDN-PRA(基群速率)、2Mb/s幀結構租用線，2Mb/s無幀結構租用線。點到點部分容量配置: 此時HDSL系統(tǒng)允許部分時隙(容量)的信

55、號經2Mb/s信號格式傳送，可以支持的業(yè)務有部分利用的租用線，Nx64Kb/s業(yè)務及部分利用的ISDN-PRA(基本速率)業(yè)務等。點到多點配置:此時HDSL系統(tǒng)必須處在部分容量配置方式，再結合系統(tǒng)內部的交叉連接功能可以使單個局端機與多個遠端機相連，每個遠端機的容量分配可以通過控制和分配時隙來實現(xiàn)。,6、HDSL應用舉例,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,二 高比特率數字用戶線（HDSL）,二 高比

56、特率數字用戶線（HDSL）,7、HDSL的優(yōu)缺點（1）HDSL安裝簡單，只需在線路兩端加裝HDSL設備即可。HDSL在無中繼情況下可以延長E1/T1的傳輸距離（2）HDSL采用數字技術，可以獲得比原模擬信號高的質量，傳輸質量接近光纖水平。（3）HDSL使用靈活，可以在一對線上提供T1或E1速率， 稱之為SDSL，其最大傳輸距離可達3km。 （4）HDSL要用兩對（或三對）雙絞線進行傳輸，最高傳輸速 率也只有 1.544

57、Mb/s或2.048Mb/s。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),1 、 ADSL工作原理2 、 ADSL網絡結構3 、 ADSL組網方式4 、業(yè)務類型及優(yōu)點5、 ADSL的發(fā)展 (G.lite),三 非對稱的數字用戶線(ADSL)－工作原理,1 、 ADSL工作原理－系統(tǒng)結構,非對稱數字用戶線。能夠滿足在一對雙絞線上開通電話、HDTV、交互式數據等多種業(yè)務。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL)－工作原理,注：兩端的話音

58、分離器可以分別集成到各自端的ADSL設備內部,三 非對稱的數字用戶線(ADSL)－工作原理,服務提供端設備主要有DSL訪問多路復用器（DSLAM）等 設備。DSLAM設備由中心點ADSL Modem和服務訪問多路復用器SAM組成。DSLAM的主要功能是將許多用戶的ADSL線路集聚在一起，向PSTN重定向語音和高速線路傳輸數據,并具有與其它設備連接的接口。ADSL系統(tǒng)完全是在原電話傳輸系統(tǒng)上的一種應用，充分利用了原有資源，建設周

59、期短、成本適宜、傳輸速率高ADSL的重要特征是“不對稱”，在下行傳送高速率的數字信號，上行傳送第速率的用戶信號。這樣保證用戶側的串音比對稱傳輸系統(tǒng)低的多，確保傳輸距離。在ADSL收發(fā)機中使用帶通調制方式，可以將高速數字信號安排在普通電話頻段的高頻側，再用濾波器濾除諸如環(huán)路不連續(xù)點和振鈴引起的瞬態(tài)噪聲干擾后即可與現(xiàn)有電路信號在同一對雙絞線上共存而互不影響。,,三 非對稱的數字用戶線(ADSL)－工作原理,ADSL接入模型,,上行信道

60、,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),0 ~ 4 25K 200K 1.1M,基于FDM的ADSL，不需回波抵消。缺點：不能有效利用帶寬，其設備實現(xiàn) 主要用CAP碼。,ADSL系統(tǒng)的頻率劃分,ADSL系統(tǒng)中的頻率劃分,ADSL將0-1.1MHz頻譜分成三個頻段：POTS頻段：即模擬電話頻帶，占用0-4KHz帶寬。ADSL系統(tǒng)利用無源濾波器將電話信道與高頻信號分離。這樣，電話業(yè)務和AD

61、SL業(yè)務將互不影響。用戶在傳輸數據的同時可以打電話，而數據速率保持不變。中速上行信道：用于傳送上行數字信息。 下行數字信道：利用先進編碼調制技術，可傳送8Mbps下行數據。 頻帶劃分: 話音--0~4KHZ 上行--25~200KHZ 下行--250KHZ~1.1MHZFDM(頻分復用)方式：該方式把銅線可用頻譜按頻率劃

62、分為話音頻帶、上行數據頻帶、下行數據頻帶。,,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),基于FDM的回波抵消ADSL，需回波抵消器件優(yōu)點：能有效利用帶寬，DMT碼設備一般用 回波—FDM方案。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),EC(回波對消)方式：該方式把銅線可用頻譜按頻率劃分為話音頻帶、上行數據頻帶、下行數據頻帶。但上行和一部分下行信道重疊。 ADSL設備連接分為兩端：用戶端設備和服務提供端設備。其中用戶端設備包括P

63、OTS（Plain Old Telephone Service）分離器和ADSL Modem。POTS分離器用于將話音和數據傳輸分開，使得將話音傳向電話機，將數據送到ADSL Modem。ADSL Modem用于將需接收和發(fā)送的數據轉換成相應傳輸碼，以獲得高速率和遠距離傳輸。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL)－ADSL系統(tǒng)的接口,ADSL與用戶終端的接口 -ATM25.6Mb/s接口 -

64、Ethernet 10base-T接口 -USB（通用串行總線）和PCI接口ADSL與網絡側的接口 -ATM光、電接口 -Ethernet光、電接口,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),所有的電話線用戶都是潛在的ADSL用戶 SDH/SONET 和 ATM 骨干網可提供給ADSL用戶足夠的帶寬 ADSL 用戶可通過電話線方便的接入寬帶數據網,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),,三 非對稱的數

65、字用戶線(ADSL)－調制方式,在ADSL發(fā)展的初期，有三種線路調制方式可供選擇：正交幅度調制（QAM）無載波調幅調相（CAP）離散多音頻（DMT）技術。理論和實驗均表明，DMT的性能明顯優(yōu)于其它兩種方式，因而在ADSL系統(tǒng)中，一般采用DMT技術（標準推薦）。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),DMT調制技術ADSL利用銅雙絞線的0-1.1MHZ頻帶進行信號傳輸。用戶環(huán)路中銅雙絞線的傳輸特性比較復雜，取決于很多因素。在頻率

66、為1MHZ時，有些線路的衰減非常高，已經超過了100dB，隨著頻率的升高，信道的噪聲特性也變得非常復雜，近端串擾和遠端串擾的影響都不能忽略。銅雙絞線復雜的線路傳輸特性決定了ADSL系統(tǒng)必須采用一種特殊的調制方式。DMT又稱多載波調制，是一種正交的頻分復用方式，采用正交幅移鍵控方式。最大優(yōu)點是發(fā)送和接收都可利用高效的快速付里葉變換和反變換來實現(xiàn)，其作用是完成QAM信號與數字形式的副載頻信號之間的變換，再利用數模轉換和濾波器構成模擬信號

67、。,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),DMT的基本原理是把1.1MHz以下可用帶寬分成256個獨立的正交子信道，每個子信道帶寬為4.3125kHz，根據信道的性能（如信噪比、噪聲、衰減等），把輸入數據自適應地分配到每一個子信道上。如果某一個子信道無法承載數據，則簡單予以關閉，而對于那些可用子信道，一個碼元包絡內可載送1--11比特信息。DMT碼的ADSL：一般DMT系統(tǒng)僅使用250或249個子信道（256-6=250）來傳遞信息

68、；低端的子信道，一般是1至6保留用于傳送話音；這樣4.3乘6等于25.8KHz，所以一般將25KHz認為是ADSL業(yè)務的起始點，從第7子信道開始，25 ~ 32個子信道用于上行（雙工），其余全用于下行（單工）。,,DMT傳輸,三 非對稱的數字用戶線(ADSL),三 非對稱的數字用戶線(ADSL),與CAP相比DMT的優(yōu)點DMT調制的線路適應能力強能實時監(jiān)測信道的性能并實現(xiàn)內在的子信道優(yōu)化較強的抗干擾能力DMT的線路速率自適應