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接入网论文
姓 名： 肖敬轩
学 号: 20101000639 班 级： 075102#04 老 师： 陶加祥
院 系： 机电学院
接入网技术体系
1.接入网的定义
接入网（Acce Network,AN）泛指用户网络接口（UNI）与业务节点接口（SNI）之间实现传送承载功能的实体网络，其目标是建立一种标准化的接口方式，以一个可监控的接入网络，使用户能够获得话音、数据多媒体和有线电视等综合业务。随着通信与计算机整合时代的来到，接入网的数字化、宽带化和智能化已成为未来通信技术发展的方向之一。
2.接入网的大概分类
近几年推出的各类接入网技术和产品归纳起来可以分为以下三类：第一类是在原有铜缆上采用新的数字解调技术，以提高速率，如以HDSL、ADSL、VADSL等为代表的xDSL技术，其优势是可充分利用现有的铜缆资源，缺点是带宽较小，传输速率和距离相互制约。第二类是以光纤为基础的接入网，如SDH、有源光网络接入（AON）、无源光网络接入（PON）、HFC和可交换的数字图像接入（SDV）等，其中主要以HFC应用最为广泛，其优势是带宽较大，但成本较高。第三类是无线接入技术，如微波接入、卫星通信和固定无线接入（FWA）等技术，这类技术目前应用还不广泛。在实际应用中，这些接入技术往往被结合起来使用，并且与网管系统一起组成一个完整的接入网系统。
2.1 铜缆
在传统的线路基础设施中，各地已经铺设了大量的铜线，并且引入到千家万户。为了继续发挥铜缆的作用，尽可能地向用户提供宽带和高速业务，已经出现了利用铜缆来提供高传输速率的新技术。目前，研究比较集中、竞争性较强的两个铜缆新技术是xDSL和电缆调制解调器（Cable Modem）。
2.1.1 xDSL技术
xDSL技术按上行和下行的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。速率对称型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(Single line DSL)、HDSL2等多种形式，HDSL采用2对双绞铜线实现双向速率对称通信。SDSL的功能与HDSL相同，但仅用一对铜线即可提供速率对称型通信。IDSL（ISDN DSL）提
供128 kbit/s双向速率对称型通信业务。非对称型的xDSL有ADSL（Asymmetric DSL）、G.lite ADSL。另外，VDSL（Very high bit rate DSL）技术能够同时提供对称型与非对称型业务，目前厂家宣布已经制造出在1km距离内能达到双向11Mbit/s速率的VDSL设备。
为推进宽带接入的发展，2001年北京电信已经推出ADSL业务。ADSL是一种新的在一对双绞线上同时传输电话业务与数据信号的技术，它属于速率非对称型铜线接入网技术，并且可以在一对用户线上进行上行640kbit/s、下行达1.5~8Mbit/s速率的传输。由于ADSL能够很好地适应Internet业务非对称性的特点，所以在众多的xDSL技术中是一种最有希望能够解决高速Internet接入的技术。另外，ADSL采用了先进的数字信号处理技术来减少线路损伤对传输性能的影响。
虽然ADSL采用先进的数字信号处理技术、编码调制技术和纠错技术，但是在推广ADSL业务时，用户线路的许多特性，包括线路上的背景噪声、脉冲噪声、线路的插入损耗、线路间的串扰、线径的变化、线路的桥接抽头、线路接头和线路绝缘等因素将影响高速率传输业务的性能。首先，铜线的插入损耗将随着线路距离的增加而成比例地增加，并且在同一距离下各子信道的插入损耗也发生变化，这个因素和线路固有的背景噪声、脉冲噪声、调制解调器的接收灵敏度一起将限制在单用户线上ADSL所能够传输的最大距离。其次，在同一条电缆中开多条ADSL业务，或者存在其他高速传输业务，例如HDSL、ISDN时，线路间的串扰将影响ADSL的业务性能和传输速率，其结果是ADSL传输速率下降或者其最大传输距离缩短，影响了ADSL的开通率。测试表明，在同一电缆中，以25对双绞线为一组的基本单位内的线路串扰最大，而一对双绞线对不同基本单位内的线路串扰较小，所以同一基本单位内线对之间的串扰是影响ADSL业务开通率的主要因素。第三，线对线径的改变、线路的纵向平衡性、线路的绝缘性能和线路接头的性能将影响线路的插入损耗、引入附加噪声，从而降低ADSL的传输速率，影响ADSL的传输性能。第四，线路的桥接抽头将显著地改变线路插入损耗的频响特性和相频特性，特别是接收端附近的桥接抽头将导致某些子信道无法使用，所以在使用ADSL时，一定要检测线路上的桥接抽头，并尽可能地去除桥接抽头。应特别注意的是，在接收端附近不能够有任何形式的桥 3
接抽头。另外，电话的振铃，摘挂机等引起的脉冲干扰，周围环境温湿度的变化均将影响ADSL的传输性能。
2.1.2 Cable Modem技术
Cable Modem是一种通过CATV网络实现高速数据接入的新技术设备，它可接收10~30Mbit/s的下行数据。在国际上是从1995年开始研制试验Cable Modem，到目前已形成成熟的产品和技术。由于其具有很高的传输速率，不占用电话线路；并且它所需要的CATV网的覆盖面积广、费用低廉，因此已成为一种极具竞争力的宽带接入技术。
虽然Cable Modem与HFC配合，是将CATV网改造成为视频、数据混合通信网的一种可能选择，但HFC采用副载波频分复用方式，必须进行数模转换才能传输，所以传输质量将受到影响。第二，因为传统的同轴电缆网是单向分配式网络，为了能够进行双向数据传输，必须对这个网络进行双向改造。第三，Cable Modem容易受到噪声干扰，特别是上行信道易受噪声“漏斗”效应的影响以及由于频带窄而引起信号间的串扰。在HFC网络中，上行信道采用5~42MHz的频带，虽然这一频带具有良好的衰减特性，但是因为其他服务也采用这一频带，所以引入噪声成了一个严重的问题，并且这个噪声将逐步积累，严重地影响Cable Modem的传输性能。Cable Modem的另一个问题是，其总的带宽由所有用户共享，当同时使用的用户的数目增加时，则每一个用户所能够获得的带宽就减小。
2.1.3自我总结
铜线传输技术目前主要只的是xDSL和电缆调制解调器（Cable Modem）两种。但是本文主要针对的时ADSL，虽然它采用数字编码调试技术，但是由于线路固有的背景噪音和脉冲噪音。严重影响了他的性能。接下来介绍了Cable Modem，通过Cable Modem技术速数据接入的新技术设备，它可接收10~30Mbit/s的下行数据，他的特点有，调试的上下行采用不同的调制技术，但是他受噪声的影响也明显，尤其是在HFC网络中，噪声积累。
2.2光纤接入技术
利用光纤作为传输媒质的宽带接入网一般可以分为宽带有源光网络、宽带无源光网络（APON）和光纤/同轴电缆混合网络（HFC）。
2.2.1宽带无源光网络（APON）
APON是在无源光网络中采用ATM传送技术，利用SDH帧结构传送各种宽带和窄带业务的信元，业务节点接口采用STM-N接口。由于ATM具有统计复用功能，故可以在APON中对宽带业务进行集中传输。这种系统所要求的总比特率取决于网络中业务传递的统计分布，比特率的利用率较高。
首先，APON要解决的问题是测距问题。由于APON中各ONU与OLT之间的物理距离各不相同，并且其传输距离也会由于环境温度的变化和光电器件的老化等因素而发生动态的改变，引起上行传输时延差异造成各ONU的上行时隙重叠，从而导致不同的ATM信元流发生碰撞。因此引入测距技术对时延差异进行补偿，以确保不同OUN所发出的信号能够在OLT处准确地复用到一起。测距包括静态测距和动态测距，在ONU安装调测阶段进行静态粗测，确定对物理距离差异的固定时延补偿；ONU在正常运行过程中一直进行实时的动态精测，以校正由于环境温度变化和器件老化等因素引起的动态时延漂移。
APON需要解决上行信道中突发信元快速同步的问题。虽然采用了测距技术，但是各ONU到达OLT处的比特流仍存在一定的相位漂移，所以必须采取快速同步的技术，将OLT的接收时钟同步到当前所接收的、来自某一ONU的比特流。在上行帧的每个时隙里有字节开销，其防卫时间用于防止微小的相位漂移损害信号，前置比特图案则用于同步获取。OLT在接收上行帧时，搜索同步图案，并以此快速获取比特流的相位信息，达到比特同步；然后根据定界图案确定ATM信元的边界，完成字节同步。OLT必须在收到ONU上行突发的前几个比特内实现比特同步，才能恢复ONU的信号。同步获取可以通过将收到的比特流与特定的比特图案进行相关运算来实现。为了提高快速同步的速度，可以利用多相位的时钟，采用并行的滑动相关搜索方法，来选择最佳时钟源。
另外，APON还需要解决突发发送和接收的技术关键问题。每个ONU到OLT接收机的传输损耗不同，因此所接收到的上行光功率将存在较大的动态范围。一方面，接收机必须具有自适应功能，能以最快的速度动态调定“0”、“1”比特电平判决门限；另一方面，ONU的发射机应该采取-定的措施减小和补偿突发时延，其光突发发送电路要求能够非常快速地开启和关断激光器，迅速发送信号，所以，它需要使用响应速度很快的激光器。
2.2.2 宽带有源光网络
宽带有源光网络采用ATM传送技术，利用SDH帧结构在光纤传输环上传送各种宽带和窄带业务的信元，业务节点接口采用STM-N接口。虽然SDH传输技术正在广泛地应用于核心级网络中，但是因为它采用时分复用的机制，具有带宽的颗粒度太大，带宽分配不灵活，不适合于接入网中用户数量多、带宽需求不确定等特点，所以SDH技术在接入网中的应用受到一定的限制。利用ATM技术来传送这些业务时，就能够根据所需要的服务质量（QoS）级别和需要传输的实际业务量来按需分配带宽。
另外，ATM信元在SDH环网中传输，其带宽由环网上的所有节点单元所共享。其部分信元可以被预留给某些对实时性要求高的业务，其他信元可以根据环网上各节点业务量的动态变化和根据各用户的业务类别，被动态地分配到各节点和各用户，所以它既能够很好地适应QoS要求高的业务，也能够很好地适应突发业务的传输。
2.2.3 混合光纤同轴网（HFC）
混合光纤同轴网的概念最初是由Bellcore提出的。它的基本特征是在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。HFC主干系统使用光纤，采取频分复用方式传输多种信息；配线部分使用树状拓扑结构的同轴电缆系统，传输和分配用户信息。
HFC采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。典型地，低频端的5~42MHz频带安排为上行通道，即所谓的回传通道。50~1000MHz均用于下行信道。其中50~550MHz频段用来传输现有的模拟CATV信号，每一通路的带宽为6~8MHz，因而总共可传输各种不同制式的电视信号60~80路。550~750MHz频段允许用来传输附加的模拟CATV信号或数字CATV信号，或者数据信号。
HFC适用于广播业务，但对于开发双向的、交互式业务存在着严重的缺陷：(1)树支形结构的系统可靠性较差，干线上每一点或每个放大器的故障对于其后的所有用户都将产生影响，系统难以达到像公用电话网那样的高可靠性。(2)限制了对上行信道的利用。原因很简单，成千上万个用户必须分享同一干线上的有限带宽，同时在干线上还将产生严重的噪声积累；严重情况下，甚至连模拟电话 6
业务也难以提供。(3)HFC属于模拟传输技术，与整个电信网络的数字化、光纤化的发展趋势不相吻合。(4)HFC的带宽由用户所共享，存在带宽竞争的问题，所以当HFC所服务的用户数目增加时，每一个用户所能够获得的HFC带宽就迅速下降。2.3.4自我总结
目前我感觉光纤技术已经成为主流了，像同轴光纤混合电缆已经应用很广了，它的基本特征是在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题，HFC采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。宽带有源光网络是在SDH环形网络结构上传输ATM信元，主要是利用SDH帧的结构，来实现的。
2.4无线接入技术
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。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（MMDS）、直播卫星系统（DBS）以及正在做现场试验的本地多点分配业务（LMDS）。前两者已为入熟知，而LMDS则是刚刚兴起，近来才逐渐成为热点的新兴宽带无线接入技术。
典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成，每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。单个蜂窝的覆盖区为 2～5kin。覆盖区相互重选，每一蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区，可根据用户需要在该扇区提供特定业务。这种模块式结构使网络扩容很灵活方便。为了减少设备成本和改进质量，初期的应用可能是模拟调频电视分配业务，每路20MHz，约50路。下一步再
逐步实现数字调制通路和提供数据和其它业务。原理上，LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。LMDS不仅可以提供因特网接入，而且可以用来互联局域网，从而可望在企事业用户市场上分流部分利润。只用于单向模拟分配电视业务时，其成本可望小于MMDS的一半。如果仅用于语音则可以支持6万个电话用户。
LMDS系统尚处于现场试验阶段，能否发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的28GHS收发机来。这一频段的放大器需要基于像砷技术的单片毫米波集成电路，要做到低成本高性能不大容易。另外，LMDS只能视距传输，为了避免阻挡，枢纽站可能不得不设置在高于地面15～20m处，这在有些环境下应用不利。
总的来看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，不仅敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，而且改变了本地电信业务的传统观念，最适于新的本地网竞争者与传统电信公司与有线电视公司展开有效竞争，也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。自我总结
无线接入技术主要包括移动接入和固定接入，移动还可以分为高速移动和低速移动，高速移动主要主要指蜂窝系统，卫星通信，如果更细一点，车辆网等等，低速接入系统可用PGN的微小区和毫微小区，而宽带固定接入技术主要以窄带业务，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，本文主要介绍LMDS，典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成，每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。
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