宽带接入网技术及比较<1>

发布: 2010-10-20 14:25 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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宽带接入网技术及比较<1>（刘志华）
摘要本文介绍和比较了目前几种流行的宽带接入网技术，包括用户线对增容技术
（Pair Gain）、HDSL、ADSL、VDSL、HFC、光纤接入技术以及无线接入技术，并简要
说明主要宽带接入网技术的系统配置结构和应用。
关键词  接入网  宽带接入  无线接入
1引言
    随着Internet的迅猛发展，人们对远程教学、远程办公、远程医疗、视频会议、
VOD点播、WWW浏览等多媒体应用的需求正大幅度增加，电子商务更是成为网络应用的
典型热点。可以说，人类社会的需求对网络的带宽及速率提出了更高的要求，促使网
络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。目前对于主干网来讲，
各种宽带组网技术已经或正在迅速发展中日臻成熟和完善，波分复用系统的带宽已达
400Gbit／s，IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM（DWDM）等技术已经开始投入
使用，并提出了建立全优化光学主干网络，可以说网络的主干已经为承载各种宽带业
务作好了准备。但是位于通信网络与用户之间的接入网发展相对滞后，大部分用户还
是通过基于电路交换的、窄带的、模拟化的接入网络进行信息传输和交换，接入网技
术成为制约通信发展的瓶颈。为了给广大用户提供端到瑞的宽带连接，保证宽带业务
的开展，接入网的宽带化、数字化是前提和基础，同时也是网络技术中的一大热点和
高利润增长点。
    为了适应新的形式和需要，出现了多种宽带接入网技术。包括铜线接入技术、光
纤接入技术、混合光纤同轴（HFC）接入技术等多种有线接入技术以及无线接入技术等。
它们各有各的特点，要根据具体的背景和条件来选择，本文将介绍常用的几种宽带接
入网技术。
2 铜线接入技术
    传统铜线接入技术，即借助电话线路，通过调制解调器拨号实现用户接入的方式，
速率已达56kbit／s（通信一方应为数字线路接入），根据仙农（Shannon）公式可知
这已接近信道容量极限了，但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。虽然
铜线的传输带宽有限，但由于电话网非常普及，电话线占居着全世界用户线的90％以
上，如何充分利用这部分宝贵资源，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线
的传输速率，是中、近期接入网宽带化的重要任务，目前，以电话线为传输介质的宽
带接入技术主要有以下几种。
2.1用尸线对增容技术（Pair Gain）
    它采用8bit、64kbit／s PCM数字编码标准及回波抑制技术，在现有一对电话双绞
线上为用户提供全双144kbit／S速率的2B＋D信号传输。同时，为了适应电话业务的发
展，也可以采用32kbit／s的自适应编码（ADPCM）技术，实现在一对双绞线上传送4路
电话信号，进行独立通信，互不干扰。严格地讲，它不属于一种新的宽带接入技术，只
是针对目前的电话线路进行了一些技术处理，是一种过渡性的临时措施，用户带宽改善
不大，其速率对于宽带业务还是远远不够，不具备推广价值。
2.2高速数字用户环路（HDSL）技术
    HDSL是数字用户线（DSL）技术中的一种，它采用高速自适应数字滤波技术和先进
的信号处理器，进行线路均衡，消除线路串音，实现回波抑制，不需要再生中继器，适
合所有非加感用户环路，设计、安装和维护方便、简捷。HDSL采用的编码类型为2B1Q码
或CAP码，可以利用现有电话线缆的用户线中两对或三对双绞线来提供全双工的T1／E1
信号传输，对于普通0.4－0.6mm线径的用户线路来讲传输距离可达3－6km，比传统的PCM
技术要长一倍以上，如果线径更粗些，传输距离可接近10km。HDSL技术广泛适用于移动
通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、ISDN基群接入、远端用户线单元（RLU）中继
以及计算机局域网互联等业务，由于它要求传输介质为2－3对双绞线，因此常用于中继
线路或专用数字线路，一般终端用户线路不采用该技术。与HDSL有关的标准包括ANSI的
T1E1.4。ETSI的DTR／TM－3017以及ITU－T的G.991.1等，许多国内外厂家均提供HDSL产
品，如 ORCKIT、3Com以及国内的华为公司等，另外目前还有一种在一对双绞线上传送
T1／E1信号的HDSL产品，常常称为单线数字用户环路  SDSL，该技术目前还没有统一的
国际标准。
2.3非对称数字用户环路（ADSL）技术
    ADSL是一种非对称的数字用户环路，即用户线的上行速率和下行速率不同，根据用
户使用各种多媒体业务的特点，上行速率较低，下行速率则比较高，特别适合传输多媒
体信息业务。ADSL不仅具有HDSL的优点，而且在信号调制数字相位均衡、回波抑制等方
面采用了更先进的器件和动态控制技术，它采用正交调幅（QAM）、无载波幅度相位调制
（CAP）、离散多音频调制（DMT）等调制技术，通过对不同的业务和上下行信号采用频
分复用方式，实现了在一对普通电话线上同时传送一路高速下行单向数据、一路双向较
低速率的数据以及一路模拟电话信号，可直接利用用户现有的电话线路，在线路两侧各
安装一台ADSL调制解调器即可。在普通电话双绞线上，ADSL的典型的上行速率为16－640
kbit／s f行速率为1.544－8.192Mbit／s，传输距离为3－6km，有关ADSL的标准有ANSI
的T1E1.4、ITU－T的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供电话业务外卫能提供多种宽带
业务，如基于MPEG－1甚至MEPG－2的交互式视频应用、Internet高速接入、局域网互联
等，在未来几年内，ADSL接入技术将会是终端用户最主要的宽带接入方式，国内外一些
电信公司、网络公司基本都提供成熟稳定的ADSL产品。
2.4超高速数字用户环路（VDSL）技术
    VDSL和ADSL技术相似，也是一种非对称的数字用户环路技术，采用频分复用方式，
将POTS、ISDN以及VDSL的上、下行信号放在不同的频段传输，但VDSL比ADSL的传输速率
更高，是高速的 ADSL。VDSL采用CAP、DMT和DWMT等编码方式，在一对普通电话双绞线上
提供的典型速率为上行1.6－2.3Mbit／s，下行12.96－55.2Mbit／S（目前最高达到155
Mbit／s），速率比ADSL高约10倍，但传输距离比ADSL也低得多，典型的传输距离为0.3
－1.5km。由于VDSL的传输距离比较短，因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最
后“一公里”，并且要求光网络单元（ONU）尽量与用户接近，其系统配置图与ADSL类似，
存在于用户与本地ONU之间。VDSL可同时传送多种宽带业务，如高清晰度电视（HDTV）、
高清晰度图像通信以及可视化计算等，目前ORCKIT、Aware等公司均提供VDSL产品，其国
际标准还正在制定。
    当前，xDSL技术成为宽带接入网中非常活跃、热门的技术，除上述几种比较典型的技
术以外，目前还存在其他一些数字用户环路技术，如IDSL、UDSL、CDSL、EDSL等。在光纤
到户（FTTH）末实现之前，xDSL将是主要的宽带接入方式之一。