第一章 宽带接入技术
第一节 宽带接入技术的概述
宽带接入是指用户需要通过一定的通信基础网络支持实现用户和Internet的高速连接。由于种种原因，从通信基础网络到用户端“最后一公里”成为宽带接入的“瓶颈”。目前，实现主要有以下几种方式：xDSL、Cable Modem、吉比特以太网、无线接入技术和光纤接入技术。
一、xDSL
xDSL是高速数字用户线（High Digital Subscriber Line，HDSL）、非对称数字用户线路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）、超高速数字用户线（Very high data rate Digital Subscriber Line，VDSL）等技术的统称。在xDSL的这几项技术中，由于HDSL主要支持2Mbit/s及以下的速率，VDSL提供的速率虽然很高（可达25Mbit/s以上），但线路长度较短（25Mbit/s时约为1㎞），已部分技术尚未完全确定，故在实际使用中，ADSL使用最为普遍。
ADSL是一种在普通电话线上进行宽带通信的技术，它利用现有的电话网络，以市话双绞铜线为传输介质，实现点到点的宽带传输，为用户提供上、下行非对称的传输速率，上行（从用户到网络）为低速的传输，可达1.5Mbit/s；下行（从网络到用户）为高速传输，可达8Mbit/s，非常符合普通用户联网的实际需要。ADSL的传输速率比传统的模拟调制解调器快100多倍，也是传输速率达128kbit/s的综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）所无法比拟的。
ADSL最初主要是针对视频点播业务开发的，但随着技术的发展，ADSL逐步成为了一种较方便的宽带接入技术。ADSL满足了用户即时接入Internet服务的需求。这一技术极大地推动了高速数据传输，如会议电视、视频点播技术（Video On Demand，VOD）、高清晰度电视（High Definition Television，HDTV）等业务的增长。
二、Cable Modem
有线电视网只是传送电视信号，而Cable Modem宽带接入则是利用原来的电缆传输线路，经过改造来实现上网和通讯。由于有线电视采用同轴电缆，因此其带宽容量相当大，下传速率可以达到30Mpbs。但是Cable Modem的问题也是显而易见的，因为有线电视的同轴电缆
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是按单行道模式设计，所以有线电视网必须将单向传输改制为双向传输才能实现因特网功能。
另外，Cable Modem采用树型结构，在树型节点上简单地将几个节点连在一起。因此，它实际上是一个总线型网络，这就意味着用户要和邻居共享有限的带宽。所以当同一时间上网人数多时，有线电视的上网速度就会变慢。不过，由于Cable Modem网络的骨干部分是由光纤组成，而光纤的速度几乎是没有限制的，因此只要让有线电视网中光纤的部分增加，同轴电缆的部分减少，Cable Modem的扩充能力仍是极强的，所以共享式的结构不一定对速度产生太大影响。
三、吉比特以太网
吉比特以太网是一种新型高速局域网，它可以提供高达1Gbit/s的通信带宽，采用和传统10Mbps、100Mbps以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速以大网基础上平滑、连续性的网络升级，从而能最大限度地保护用户以前的投资。由于其利用光纤接入用户局域网，所以用户接入速度只受限于光纤的接入速率。另外，吉比特以太网总体的开销，包括购置和维护开销都比较低，具备可支持新应用和新数据类型的能力，网络设计可以有相当的灵活性，还能够提供内部局域网通信。
四、无线接入
无线接入可分为移动接入与固定接入两种。其中移动接入又可分为高速和低速两种。高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等。低速接入系统可用PGN的微小区和毫微小区，如 CDMA的 WILL、PACS、PHS等。固定接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入，它实际上是公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）/ISDN网的无线延伸,其目标是为用户提供透明的PSTN/ISDN业务。固定无线接入系统的终端不含或仅含有限的移动性，其接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等。固定无线接入系统以提供窄带业务为主，基本上是电话业务。主要的宽带固定无线接入技术有3类，即已经投入使用的多路多点分配业务、直播卫星系统以及正在做现场试验的本地多点分配业务。
五、光纤接入
光纤接入技术是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体的接入方式，用户网光纤化有很多方案，有光纤到路边、光纤到小区、光纤到办公室、光纤到大楼、光纤到家庭。但不
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管是何种领域的应用，实现光纤到户都是为了满足高速宽带业务以及双向宽带业务的客观需要。光纤用户网的主要技术是光波传输技术，目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。复用技术用得最多的有时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）、波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）、频分复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）、码分复用（Code Division Multiplexing，CDM）等。
第二节 光纤在接入网中的延伸——FTTx
一、FTTx的系统结构
FTTx技术主要用于接入网络的光纤化运作，范围是从区域内的电信机房中的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路终端（Optical Line Terminal，OLT），用户端设备为光网络单元（Optical Network Unit，ONU）或光网络终端（Optical Network Terminal，ONT）。FTTx系统的基本组成如图1.1所示。
NMI 接入网系统管理功能 ONT 业务节 点功能 OLT ODN ONT SNI S/R R/S JNI
图1.1 FTTx系统的基本组成
（一）光线路终端OLT
光线路终端OLT提供与光配线网（Optical Distribution Network，ODN）之间的光接口，是用于连接主干光纤的局端设备，一般放置在服务提供商的中心机房。OLT提供必要的手段来传递不同的业务给ONU，其功能结构由3部分组成：核心部分、业务部分和公共部分。
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（二）光分配网ODN
光分配网络ODN位于ONU和OLT之间，为ONU和OLT提供以光纤为传输媒介的物理连接，它是由无源光器件组成的无源光分配网。从其功能上分，整个ODN网络从局端到用户端可分为馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统和光纤终端子系统4个部分。
（三）光网络单元ONU/光网络终端ONT
ONU广义的概念是指装有包括光接收机、上行发射机、多端口桥接器的网络设备，光网络单元一般放置在用户端。对于狭义的ONU概念，ONU系局端设备到用户终端设备之间的中间设备，通过ONU下挂用户终端设备连接最终用户。
ONT指的是位于用户端的终端设备。
二、FTTx技术分类
光纤连接ONU主要有两种方式,一种是点对点形式拓扑（Point to Point，P2P）,另一种是使用点对多点形式拓扑（Point to Multipoint，P2MP）。
（一）点到点（P2P）以太网
点对点光纤连接没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点，上行的全部带宽可以被一个终端所用，有利于带宽的扩展，但光学器件和光纤等材料的成本相对较高。
（二）点到多点（P2MP）的无源光网络
光分配网（ODN）由无源器件组成，并无任何有源节点，光线路终端（OLT）下行的光信号，是通过一根光纤，由无源光分路器（Passive Optical Splitter，POS）将光信号分路广播给各用户终端设备光网络单元（ONU/ONT），大幅减少了设备维护的成本，节省了大量光缆资源等建设成本。
三、FTTx技术的应用类型
FTTx是指光纤在接入网中的推进程度或使用策略，不是具体的接入技术。光纤深入用户的程度不同，ONU放置的位置也不同。根据ONU的具体放置位置，光接入网（Optical Access Network，OAN）可以分为四种基本的应用类型：
? 光纤到路边（Fiber To The Curb/Cab，FTTC） ? 光纤到大楼（Fiber To The Building，FTTB）
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? 光纤到办公室（Fiber To The Office，FTTO） ? 光纤到家（Fiber To The Home，FTTH） ? 光纤到节点（Fiber To The Node，FTTN） 如图1.2所示OAN描述了的应用示意图。
FTTH 光纤 FTTO ONT 光纤 OLT 光纤 ONU FTTB/C 金属线或无线 FTTN ONT NT 光纤 ONU 金属线或无线 NT SNI
宽带光接入网 UNI
图1.2 FTTx接入网
（一）光纤到路边（FTTC）
光纤连接到路边，是一种基于优化xDSL技术的宽带接入方式，采用光纤到路边、铜线到用户的方式实现用户的宽带接入，我们称为FTTC+xDSL的宽带接入网，这是适合小区缺乏五类线的情况下的一种最合理、最实用、最经济有效的宽带接入方法。使用FTTC实际用户仍旧是采用xDSL接入，因此与当前的xDSL一样需要拨号，家里需要配置xDSL的“猫”。在FTTC中一般采用小型数字用户线接入复用器（Digital Subscriber Line Access Multiplexer，DSLAM）设备作为最终接入，布放在电话分线盒位置上，一般覆盖24~96用户。FTTC通常为点到点或点到多点结构，一个ONU可以为一个或多个用户提供接入。FTTC常和xDSL或cable modem组合使用，给用户提供窄带或宽带业务。
（二）光纤到大楼（FTTB）
光纤到楼，是一种基于优化高速光纤局域网技术的宽带接入方式，采用光纤到楼、网线到户的方式实现用户的宽带接入，我们称为FTTB+LAN的宽带接入网，这是一种最合理、最实用、最经济有效的宽带接入方法。使用FTTB不需要拨号，用户只要开机即可接入Internet，
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