1、宽带接入技术互联网的出现正在悄然地改变着我们的学习、生活、工作、交友方式，上网人数呈几何级数增加正说明了人们对多媒体通信的需求日益强烈。当我们在网上查询各种信息或下载文件时，常常抱怨网速太慢。传统的拨号上网，窄带综合业务数字网(NISDN)的接入方式不能从根本上解决计算机用户上网速度慢的困扰。另一方面，随着城市规模的不断扩大，社区的不断增多，社区中上网的计算机用户数目也不断增加，他们迫切需要一种上网速度快，投入费用低的接入方式。提供适用的宽带接入方式和多媒体业务，已成为网络运营商开拓的新市场。宽带城域网成为信息高速公路建设的重要部分，宽带接入技术将成为互联网接入的主要手段。一、宽带接入技术的现
2、状宽带接入是目前应用和发展的重点技术之一，也是推动其他技术发展和应用的重要力量，其迅猛增长的带宽需求很大程度上推动了 IP 城域网与骨干光传送网的发展。从 2003 年开始，ADSL 的应用走上了“ 快车道” ，以每年差不多 100%的速率增长，现今还处在高速发展时期。与此同时，其他宽带接入技术也有了新的应用宽带接入网是宽带城域网建设的关键和难点，技术复杂，实施困难，其应用前景既取决于技术发展，也取决于市场需求。由于接入层直接面对网络用户，是网络运营商和网络用户之间的桥梁，因此它所采用的技术、网络的结构和性能将是网络运营商和网络用户综合需求的体现。随着需求的不断变化和发展，新的接入技术和方式不
3、断产生并投入应用，产生现阶段多种宽带接入技术和方式并存的接入网状态。Internet业务的快速发展对宽带接入网的技术发展和网络建设起到关键的促进作用。经过20世纪90年代整整10年的发展，当前宽带接入技术非常多。根据传输媒质的不同，宽带接入网可分为基于铜线传输的接入网、基于光纤传输的接入网和基于无线传输的接入网等。基于铜线传输的接入技术有各种DSL技(xDSL)，基于光纤传输的接入技术有有源光接入和无源光接入(PON、A-PON)，基于无线传输的接入技术有MMDS和本地多点分配系统LMDS等。另外，HFC是一种混合光纤和铜线的接入技术。需要说明的是，光纤接入中的光纤到路边(FTTC)、光纤到大
4、楼(FTTB)、光纤到小区(FTTZ)、光纤到户(FTTH)等不是具体的接入技术；而是建设光纤接入网的实施策略。这些接入技术各有特点。在宽带接入市场中均有自己的发展空间。有适合用来解决普通住宅用户宽带接入的，也有适合企事业用户宽带接入的：有适合固定网络资源充足的传统电信运营商使用的，还有适合没有固定网络资源的新兴运营商使用的。各种宽带接入技术的发展仍然在进行中随着因特网的迅速发展，人们对网络的消费需求不再满足于简单的电子邮件等文本方式，而是转向多媒体方式，如视频点播、网络会议、电子商务等，这就对网络带宽提出了更高的要求。目前对于骨干网来讲，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，但
5、是作为用户与骨干网之间桥梁的接入网，由于受到入户媒质的带宽限制，发展较慢，已经成为阻碍因特网进一步发展的“瓶颈”。接入网建设投资约占信息网络基础设施总投资的一半以上，近年来发展了多种接入技术，主要包括以下五种：基于铜双绞线的xDSL(主要是ADSL)接入、以太网接入、光纤接入、电力线载波接入技术和基于光纤同轴混合(HFC)的Cable Modem接入。1、XDSL接入数字用户线DSL(Digital Subscriber Line)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的
6、不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。HDSL(高比特率DSL)利用两对双绞线实现数据传输，支持Nx64Kbps各种速率，最高可达El速率，无需借助放大器即可实现3.6公里以内的正常数据传输。SDSL(单线DSL)是HDSL的单线版本，可提供双向高速可变比特率连接，速率范围从160Kbps到2.084Mbps。SDSL采用单对双绞线，可支持最高达E1速率的多种连接速率，在04mm双绞线上的最大传输距离可达3公里以上。VDSL(超高速DSL)可以在相对短的距离上实现极高的数据传输速率，最高可以实现58Mbps的传输速率。根据市场或用户的实际需求，VDSL可以设置成是对称的，也可以设置
7、成不对称的。ADSL技术是运行在原有普通电话线上传输高速数字信号的技术，通过采用新的技术在普通电话线上利用原来没有使用的传输特性，在不影响原有语音信号的基础上，扩展了电话线路的功能。它利用现有的一对电话铜线，为用户提供上、下行非对称带宽的传输速率。上行(从用户到网络)为低速的传输，可达640Kbps：下行(从网络到用户)为高速传输，可达8Mbps。RADSL(速率自适应DSL)可利用一对双绞线实现数据传输，能够支持同步与异步传输，并具有速率自适应性能。RADSL的下行传输速率在640kbps至012Mbps之间，并能够支持同时数据与语音传输。ADSL从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术演进
8、，随着ADSL应用的不断推广和宽带业务需求的不断变化，基于G.992.1/G.992.2的ADSL技术(业界称为第一代ADSL技术)，在业务开展、运维等方面都暴露出了一些难以克服的弱点。例如：第一代ADSL技术所支持的线路诊断和检测能力较弱，随着用户数的不断增多，如何实现用户终端的远程管理以及线路的自动测试成为运营商十分头疼的事；单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势；较低的传输速率难以满足一些高带宽业务的开展，如流媒体业务。2、以太网接入以太网是目前应用最广的局域网，以太网接入就是要把以太网的可利用技术用于电信网的接入部分，解决宽带接入问题。目前的以太网大部分采用五类线组建，要满足以太
9、网的传输速率，五类线的服务范围一般不超过100米。因此，要求采用以太网接入的局端设备和用户端设备之间的距离不能太远。以太网接入具有使用简单、成本低廉、扩展性强、接口速率高等优点，但是，以太网这种局域网技术与接入网的特性差异导致以太网接入在运营维护方面也存在不少问题，如用户管理、安全管理、业务管理、带宽以及计费等问题。尽管如此， ，在高度密集型的住宅小区和办公大楼，以太网接入完全可以满足传输距离要求，既比较经济，又能兼顾未来的发展，是比较理想的接入方式。3、光纤接入由于光纤具有容量大、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点，因此得到了迅速发展。光纤接入网正越来越受到运营商、设备商、甚至是政府
10、的重视。特别是作为光纤接入最有发展前景的宽带PON技术正面临前所未有的机遇。这里所说的宽带PON技术，指的是基于以太网技术的EPON技术和具有GBit/S传送能力的GPON技术，曾经风云一时的APON由于技术复杂、设备价格高，加之ATM网络在市场的萎缩，很难在将来的光纤接入市场中占据一席之地。EPON是在一些设备商的推动下产生的，旨在将目前最为简单和应用最为广泛的以太网技术与PON系统相结合，以点对多点的方式解决以太网接入问题。EPON采用8B/10B码型、利用以太网控制帧来传送信息，是基于以太网帧结构、TDMA方式的宽带PON技术。EPON支持1.25GBit/S对称速率，支持10km和20
11、km两种最大传输距离，支持的用户分支数为32路或16路。EPON技术相对简单、速率高、可扩展性强，能够以较低成本高效率地传送IP业务，与APON相比，具有更宽的带宽、更低的价格和更强的宽带业务能力。有些厂商还对EPON系统进行了改造，通过类似TDM方式定时发送分组信号来传送实时性要求强的信号，从而很好地支持TDM业务光纤接入网分为光纤到户(FTTH)、光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FTTO)、光纤到楼层(FTTF)等几种类型。其中FTTH将是未来宽带接入网发展的最终形式。光纤接入的一个致命弱点在于必须重新布线。目前光纤的价格还过于昂贵，大规模地光纤布线耗费相当惊
12、人。4、电力线载波接入技术电力线通信PLC(Power Line Communication)，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式，是用电线传输载有信息的高频电流，再由接受信息调制解调器把高频从电流中分离出来传送到计算机或电话中，来实现信息传递的一种通信方式。电力线接入是把户外通信设备插入到变压器用户侧的输出电力线上，该通信设备可以通过光纤与主干网相连，向用户提供数据、语音和多媒体等业务。由于PLC直接利用已有的电力配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，不破坏房屋的装修结构和外表，不影响室内的布局美观，适合已经装修过的家庭使用。而且只要有电源插头的地方都可以应用PLC接入方式
13、，电力线是覆盖范围最广的网络，它轻松地渗透了每个家庭，为互联网的发展创造了极大的空间。用户只需要插上电源插头，通过连接在电脑上的“电力猫” ，就可以享受到14Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打电话和观看在线电影。PLC使用成本低廉，但是技术尚不稳定，不同质量的插座以及电线的不同材料和线径，对“电力猫“的上网速率会有一定影响。而且电力线传输的噪声大，安全性低。PLC联网通信频率会影响到短波收音机、短波通信、有线电视的回传通道等。另外，PLC是一种带宽共享的技术，用户上网时的速度，取决于当时有多少用户上网。如果很多用户同时上网，单个用户的速度相应减慢。5、基于光纤同轴混合HFC的Cable
14、Modem接入Cable Modem是在CATV系统中的HFC网络上提供双向IP数据业务的用户端设备，它利用HFC网络，与前端设备CMTS(Cable Modem Termination System)配合，在用户设备(如计算机)和数据业务节点之间透明传送数据包。在使用Cable Modem传输数据时，利用的是现有的有线电缆中的某一个频道。整个电缆划分可为三个频带，分别用于Cable Modem数字信号上传、数字信号下传及电视节目模拟信号下传。目前的Cable Modem标准主要有DOCSIS1.0、1.1、2.0、3.0和MoCA(Multimedia over Coax Alliance)
15、标准。在DOCSIS1.0和1.1中，上行信道带宽为3.2MHz，可以提供每个信道10Mbps的速率；在DOCSIS2.0中，上行信道带宽可达6.4MHz，可以提供每个信道30Mbps的速率。由于同轴电缆是共享媒质，DOCSIS技术采用加密的技术来保障每个用户的数据的安全性，而且DOCSIS1.1和2.0版本的技术规范还提供了更多的工具，以保证合法的用户安全、可靠、获得高速的数据通信业务。DOCSIS3.0的标准也已出台，该标准规定了频道绑定技术，通过4个频道绑定下行带宽可达160Mbs，而上行带宽可达120Mbs。摩托罗拉、松下、Entropic、东芝、西门子等多家企业组成的MoCA联盟推出
16、的MoCA标准利用同轴电缆实现高速率的接入和网络传输，可以提供最高270Mbps的速率。MoCA 所用的频率范围为 800.1500MHz，每个信道所占的带宽为50MHz，中心频率间隔为 25MHz，每个 50MHz 频道内最高可传输速率可达270Mbps。经过适当的频率设置，MoCA 与现有的有线电视业务并不冲突，可以共存。二、宽带接入技术的趋势DSL技术，特别是ADSL在今后相当长一段时间内仍是主流技术，用户群仍有相当增长空间，目前还需开发新的、高带宽需求的业务，使用户不仅仅是上网浏览。从DSL技术本身发展来看，ADSL2+的应用将会加速，但产品必须可以实现ITU-T标准所规定的功能并满足
17、互操作性。采用DMT调制的VDSL2实现与ADSL 2+的后向兼容，将是VDSL发展的方向。光纤接入虽然有了一些应用，但高成本依然限制了技术的应用，特别是光器件、光纤、光接续等技术和成本能否快速降低在很大程度上决定了光接入技术的发展。FTTH光纤接入目前基数依然偏小，成为主流技术还需要时间。但无论如何，光纤应该最大程度地贴近用户，增大光单元(ONU)数量，减少铜缆长度，一方面可以开通更高速率xDSL，另一方面也为向光纤入户FTTH过渡作准备。当前，面对流媒体等新型业务的迅速发展，我们迫切需要合适的宽带接入技术满足用户对各种宽带业务的带宽需求。如果以每个家庭同时收看1 路HDTV 和1 路SDT
18、V，并进行宽带上网来考虑，则每户家庭所需的业务带宽应在40Mbps 以上。按照这一要求，上述接入技术中，只有FTTH 和以太网接入方式可以满足要求。ADSL 不能提供足够带宽；Cable Modem 技术由多个用户共享信道，在用户较多的情况下不能提供满意的带宽；而无线接入方式由于难以提供稳定的信号质量，以及存在频率资源分配、安全性等问题只能作为其他接入方式的补充。从全球范围来看，宽带接入的市场需求的扩展是不可逆转的趋势。在新一轮的宽带接入市场竞争中，FTTH 由于其在带宽方面的巨大优势，已成为宽带接入的又一热点。尽管目前 FTTH 的发展仍受到高建设成本的制约，但随着光纤光器件成本和 FTTH 劳务成本的进一步下降，FTTH 的建设成本拥有非常大的下降空间。FTTH 将是新一轮全球宽带发展的主角，几年内 FTTH 的增长率将超越 xDSL，其市场占有量也将在十几年内超越 xDSL，成为新一代宽带接入的主导技术。
