宽带接入技术及应用1.ppt

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1、宽带接入技术及应用传播学院 电子信息科学与技术课程定位与学习目标o 本课程针对通信工程、电子信息技术专业的学生进行讲授，主要内容是当前最新的宽带网络技术。包括宽带骨干网技术、宽带接入技术和信息服务系统。o 通过学习，掌握宽带网的基本概念、网络结构、网络体系、各种宽带网络技术和宽带接入技术，并了解相应的技术产品、设备和实际的宽带网络构建方案等内容。1.1 理解宽带1.2 宽带接入技术1.3 下一代网络中的宽带接入第1 章 宽带接入网概述1.1 理解宽带o 宽带的概念o 宽带将为我们带来什么？o 支持宽带的技术 通过网络提供宽带通信的传输技术 接入技术1.1.1 宽带的概念o 宽带，其实并没有很严

2、格的定义，早期时候一般是以目前拨号上网速率的上限 56Kbps(Bits per Second，数据传输速率的常用单位)为分界，将 56Kbps 及其以下的接入称为“窄带”，之上的接入方式则归类于“宽带”。o 能够满足人们感观所能感受到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽，因此它也是一个动态的、发展的概念。宽带对家庭用户而言是指传输速率超过1M，可以满足语音、图像等大量信息传递的需求。o 宽带的概念是一个不断变化、相对的概念；相对9.6kbit/s，56 kbit/s 是宽带；o 目前带宽：155M/622M/2.5G/40G/1.6T(DWDM)只有与业务相匹配的带宽才是经济、合理的带宽；Mo

3、demADSL Modem（Asymmetric Digital Subscriber Line）ADSL（非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率和通话质量下降的情况。通常理论值ADSL 在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高3.5Mbps 的上行速度和最高24Mbps 的下行速度ADSL 是一种异步传输模式（ATM）。在电信服务提供商端，需要将每条开通ADSL 业务的电话线路连接在数字用户线

4、路访问多路复用器（DSLAM）上。而在用户端，用户需要使用一个ADSL 终端（因为和传统的调制解调器（Modem）类似，所以也被称为“猫”）来连接电话线路。由于ADSL 使用高频信号，所以在两端还都要使用ADSL 信号分离器将ADSL 数据信号和普通音频电话信号分离出来，避免打电话的时候出现噪音干扰o 以 ITU-T G.992.1 标准为例，ADSL 在一对铜线上支持上行速率512Kbps 1Mbps，下行速率1Mbps 8Mbps，有效传输距离在3 5 公里范围以内。当电信服务提供商的设备端和用户终端之间距离小于1.3 千米的时候，还可以使用速率更高的VDSL，它的速率可以达到下行55.2

5、Mbps，上行19.2Mbps。关于DSL 的其他种类：HDSL 和VDSL 请同学们课后查阅资料！1.1.2 宽带为我们带来什么（讨论）永远在线在线游戏全球广播互动电视视频点播网络购物电子商务 视频会议智能化家庭远程监控等等1.1.2 宽带为我们带来什么（讨论）永远在线在线游戏全球广播互动电视视频点播网络购物电子商务 视频会议智能化家庭远程监控等等1.1.3 支撑宽带的技术一.通过网络提供宽带通信的传输技术 分组交换是宽带的核心技术，因为分组能满足对更大网络容量的要求。（查阅资料了解电路交换和分组交换）二.接入技术 宽带接入是一个复杂的系统，它涉及到大量的软件，关键技术有通讯协议与路由算法、

6、组播协议、质量保证（QoS）、网络管理及嵌入式系统。1.2 宽带接入技术 基于PSTN 的接入技术 基于LAN 的以太网接入技术 基于光纤的接入技术 FTTX 基于同轴电缆的接入技术 HFC 无线接入技术 自由空间光通信 网络电视 家庭网络PSTN(Public Switched Telephone Network)公共交换电话网络，即我们日常生活中常用的电话网。1.2.1 基于PSTN 的接入技术o PSTN 拨号 o ISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网)o 专线 o ADSLo 传统的铜线接入技术（）单线数字用户（）高速数字用户（

7、）超高速数字用户（）其他1.2.2 基于LAN 的以太网接入技术局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。总线网总 线 拓 扑 结 构 的 优 点 是：所 需 电 缆 数 量 少，结 构 简 单，易 于 扩 充，增 加 或 减 少 用 户 比较 方 便。其 缺 点 是：系 统 范 围 有 限，一 般在 几 公 里 以 内；故 障

8、诊 断 和 隔 离 较 困 难；在 多 个 站 点 同 时 争 用 总 线 时，不 能 保 证 信息的及时传送。星型网 星 型 拓 扑 结 构 的 优 点 是：控 制 简 单，容 易进 行 故 障 诊 断 和 隔 离。其 缺 点 是：中 央 结点 负 担 重，易 形 成 瓶 颈，一 旦 发 生 故 障，全网受影响。环型网 环 型 拓 扑 结 构 的 优 点 是：电 缆 长 度 短，扩 充 容 易，增 加 或 减 少 工 作 站 时，仅需 简 单 的 连 接。其 缺 点 是：结 点 的 故障 会 引 起 全 网 的 故 障，检 测 故 障 较 困难。网 型 拓 扑 结 构 的 优 点 是：可 靠

9、 性 高，无 瓶 颈 问 题 和 失 效 问 题。其 缺 点 是：结构比较复杂，成本比较高。网型网1.2.3 基于光纤的接入技术o 1.FTTx 典型的就是FTTHo 2.宽带PON 技术FTTHo 光纤到家庭(FTTH)是20 年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。现在在沉寂多年后，FTTH 再次成为热点，步入快速发展期。目前所兴起的各种相关宽带应用如VoIP、Online-game、E-learning、MOD(Multimedia on Demand)及智能家庭等所带来生活的舒适与便利，HDTV 所掀起的交互式高清晰度

10、的收视革命都使得具有高带宽、大容量、低损耗等优良特性的光纤成为将数据传送到客户端的媒质的必然选择。正因为如此，很多有识之士把FTTx(特别是光纤到家、光纤到驻地)视为光通信市场复苏的重要转折点。并且预计今后几年，FTTH 网将会有更大的发展。PONo PON（无源光网络）技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式，上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树形、星形、总线形等拓扑结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的

11、无源光网络）和Ethernet-PON（EPON，即基于以太网的无源光网络）两种。1.2.4 基于同轴缆的接入技术o HFC 即Hybrid Fiber Coaxial 的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。HFC 通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期CATV 同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电光转换，进入用户区后要完成光电转换。1.2.5 无线接入技术o 1.固定无线接入技术 o 2.无线局域网（WLAN

12、）技术o 3.无线接入新技术（WiMAX）MMDSo MMDS 是一种点对多点分布、提供宽带业务的无线技术。它适用于中小企业用户和集团用户 WLANo 无线局域网络(Wireless Local Area Networks；WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency；RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到信息随身化、便利走天下的理想境界。WiMaxo WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微

13、波互联接入。WiMAX 的另一个名字是802.16。WiMAX 是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。移动通信多媒体业务有限的信道资源与无限的带宽需求V oIP 对传统语音的冲击视频与音频业务的增加客户需求不断变化网络带宽面临的主要挑战o 除了带宽增长这一横向需求以外，用户还希望随时能方便上网。上网地点的无所不在，成为宽带发展的一个新趋势。无论是CNNIC，还是DCCI的统计，都凸显了上网地点的多样化趋势：除了传统的固定在家庭、网吧、单位、学校等地点上网以外，地点不固定或者会选择多个地点上网的用户越来越多。o 与此同时，上网终端的多样化是又一新

14、趋势，尤其是手机上网用户群正在迅速扩张，多样化的终端能为无所不在的上网提供有力支持。1.3 下一代网络中的宽带接入o 世界电信业技术的发展已经进入了新的阶段，电话网的发展凸显融合、调整、变革的新趋势，因此在今后一段时期内，NGN 技术的发展及应用将成为全球发展的热点。1.3.1 网络发展的技术路线o 第一代交换的业务节点是模拟的信号，第二代业务节点是数字程控交换机，如果将固网智能化视为2.5 代技术，软交换视为第三代技术的话，那么IMS 就应该算是第四代或者说是下一代。1.3.2 发展下一代网络的驱动力量1.革命性的技术2.业务量组成的根本性变化3.网络融合的趋势4.市场开放和市场竞争1.3.

15、3 下一代网络的概念o NGN 泛指一个以IP 为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务的融合或部分融合的全业务网络。1.3.3 下一代网络的特征o 概括为以下几点：多业务、宽带化、分组化、开放性、移动性、兼容性。1.3.4 网络转型的五大发展方向1.向多元化的宽带接入网演进2.向以光联网为基础的下一代传送网演进3.向以IPv6 为基础的下一代互联网演进4.向以3G 为代表的下一代移动通信网演进5.向以软交换为核心的下一代交换网演进1.3.5 通信技术的发展趋势1.融合趋势2.交换技术3.传输技术4.接入技术5.无线技术1.3.5 宽带接入网技术的发展趋势o 下一代接入网的特点o 下一代接入网的关键技术 QoS 技术 多点介入控制技术 传送技术o IMS 即IP Multimedia Subsystem，中文意义为IP 多媒体子系统，是由朗讯（Lucent）提出的下一代通信网（NGN）实现 IMS 大融合方案的网络架构，o 该项技术植根于移动领域，最初是3GPP 为移动网络定义的，而在NGN 的框架下，IMS 应同时支持固定接入和移动接入。目前涵盖IMS 增强特性的3GPPR6 已经基本冻结，这标志着IMS 技术已经走向成熟。