\合力金桥宽带接入解决方案北京合力金桥系统集成有限公司二零零零年九月现状分析如今计算机网络在全球范围内的各行各业中得到了广泛的应用和发展承载的信息已经涉及到图象语音数据等各项内容过去传统的窄带通信手段已经不能满足目前及将来业务发展的需要并且随着科技的发展和人们对物质文化和精神文化的需求计算机网络已经渗透到各行各业象各个大专院校科研院所机关单位文化社区等等对宽带信息的需求更是迫在眉睫宽带接入系统的建设已经产生多家竞争的格局近年来的网络建设发展很快很多地区已经建成了带宽很宽的IP骨干网络, 有的覆盖面已经达到城市各个区域但是目前很多网络还没有被用户接入用户还是只能通过电话拨号上网,无法满足用户对宽带业务的需求也无法在本区内开展宽带业务并且信息的网络化智能化已经成为今后城市建设的趋势近年来电信部门的光纤铺设很快很多地方光纤已经铺设到小区这为在这些地区开展宽带IP业务提供了基础近几年随着有线网络技术的巨大进步铜质电缆网络和光纤网络正变得更普遍速度更快并且高性能激光器光耦合器掺饵放大器等技术的进步和光纤密集波分复用技术DWDM的成熟和商品化可以大大提高了网络传输的能力同时无线网络技术的快速发展不用线缆便可以方便使用网络这些技术包括直接广播卫星DBS通道多点分配业务MMDS本地多点分配业务LMDS近地轨道卫星LEO等等并且用户在使用无线接入业务的同时可以自由得移动因此无线网在用户中普遍应用快速交换技术和交换机内部体系结构得发展尤其是ASIC芯片的出现交换机的背板带宽越来越大数据交换的处理能力越来越强端口密度越来越高为宽带接入网络的信息交换处理提供了高性能的硬件支持同时随着MPLS流量工程和QoS等技术的发展与完善IP层在传输语音图象数据等多媒体业务时具有与传统技术同级别的可靠性和服务质量这些网络建设的软件和硬件的基础为宽带接入网络的实现提供了保证构建宽带接入网络已经成为一种高性能低成本极具发展前景的网络建设方案宽带接入技术1光纤接入网目前光纤接入网是宽带接入网络的研究开发和标准化的重点光纤接入方式包括FTTC光纤到路边FTTB光纤到楼FTTH光纤到户等等FTTx又称为OAN Optical Access Network指采用光纤传输技术的接入网一般指本地交换机与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统这是未来接入网的发展趋势名称是按照用户端的光网络单元ONU放置的位置不同来划分的1光纤接入系统的构成光纤接入系统一般由局端的光线路终端OLT用户端的光网络单元ONU以及光配线网ODN和光纤组成其常用结构图如下其中OLT具有光电转换传输复用数字交叉连接及管理维护等功能ONU具有光电转换传输复用等功能ODN具有光功率分配复用/分用滤波等功能它为OLT和ONU提供传输手段2光纤接入网的特点容量大光纤能传输的带宽很宽最高可达106GHz 而电缆最高只达800MHz损耗低光纤的衰减系数比同轴的低几十倍防电磁能力强光纤成本逐步下降而铜缆成本却逐步上升3光网络类型有源光网络AON(Active Optical Network)指光配线网ODN 含有有源器件电子器件电子电源无源光网络PON(Passive Optical Network)指ODN不含有任何电子器件及电子电源ODN全部由光分路器分支器等无源器件组成不需要贵重的有源电子设备它的优点是设备投资和维护成本低避免了电磁和雷电影响因此是一种很受欢迎的光网络2XDSL接入网DSL代表Digital Subscriber Line数字用户线是一种在现有铜双绞线电话线上进行高速数据传输的技术xDSL代表各种DSL技术如ADSL IDSL HDSL VDSL等1xDSL技术特点1采用现有的大量电话铜线资源2提供更高带宽的接入业务3采用工业标准以确保互通性4采用特殊的数字信号处理技术能有效提高接入质量5提供比拨号Modem接入快得多的链路建立时间xDSL分类对称xDSL和非对称xDSL“对称”指数据上传和下传的速率相同“非对称”则相反2xDSL技术分类ADSL又称为不对称数字用户线Asymmetric DSL它采用多载波调制技术将原始信息调制到多个载波上再进行传输传输距离一般为3Km~5KmADSL技术标准DMT离散多音G.Lite ADSL简化版DMT与G.Lite的区别DMT——640K上行速率8M下行速率要求用话音分离器G.Lite——512K上行速率 1.5M下行速率无须用话音分离器VDSL甚高比特率数字用户线Very High-rate DSL这种技术用于用户离光纤设备很近的环境当距离为300m时下行速率可达52Mbps上行可达2MbpsSDSL对称用户数字线Symmetric DSL使用一根双绞铜线进行传输采用2B1Q 调制技术传输速率为768Kbps传输距离为3~4km只支持数据传输HDSL高比特率数字用户线High-bit rate DSL使用一根或两根双绞铜线进行传输采用2B1Q或CAP调制技术欧洲和中国标准是2B1Q和CAP美国用2B1Q传输速率2Mbps传输距离3-5kmIDSL ISDN数字用户线提供128Kbps的对称传输速率传输距离4~5km 3HFC接入网3HFC接入网HFC=Hybrid Fiber Coax即混合光纤/同轴电缆技术它是在有线电视网CATV 的基础上发展起来的一种宽带接入技术它可以将语音数据视频等多媒体信息经调制后与电视射频信号一起传输到用户端1HFC技术特点充分利用现有的大量CATV资源传输速率高若经过双向和扩频改造则下行速率可达30Mbps下行速率可达10Mbps提供业务丰富电视上网点播图文信息定制电话多媒体通信等共享传输介质传输距离较远2HFC系统构成HFC系统在用户端采用Cable Modem (CM) 它通过分离的信道对下行和上行通信提供网络接入CM主要由调制/解调器调谐器网桥/路由模块网卡部分Hub模块等组成HFC在局端采用CMTS(Cable Modem终接系统TS Termination System)中间用光纤及同轴电缆连接3xDSL与HFC技术的比较xDSL HFC接入速率一般8Mbps(独占) 30Mbps(共享)频带宽10MHz 800MHz提供业务语音数据多媒体传输距离一般3~5Km 可变方向双向传输目前多为单向传输需双向改造4无线接入网尽管有线接入网络有很大的容量但无线网在用户中已经有普遍应用广播电视蜂窝电话寻呼以及直接广播卫星等都是无线业务的成功这些技术包括DBS直接广播卫星MMDS通道多点分配业务LMDS本地多点分配业务LEO近地轨道卫星等等下面我们重点介绍LMDS接入系统1LMDS系统构成LMDS通常由交换机基站和用户端设备收发装置网络接口单元NIU 组成交换机负责接入骨干网如ATM骨干网基站包括收发装置和控制器动态带宽分配网络连接NIU连接多种用户设备的接口用户终端可以是PC PBX电视路由器等2LMDS网络结构特点覆盖范围每个小区的覆盖半径为3~10Km拓朴结构一般是用星形类似于蜂窝状扇形划分每个小区可以划分为多个扇区可按扇区提供业务3LMDS与MMDS的比较MMDS代表Multichannel Multipoint Distribution Service多信道多点分配业务它主要使用2~4GHz频带MMDS与LMDS类似其对比见下表MMDS LMDS频段2~4GHz 20~40GHz接入速率2Mbps 155Mbps带宽中宽带宽带小区半径几十公里 3~10公里交换技术电路交换分组交换5五类综合布线接入网1综合布线的结构TIA/EIA-568-A和 ISO/IEC11801布线标准基于同一基本的布线系统结构其系统结构在标准中有严格而明确的定义布线系统包括电缆接插软线以及用于水平布线建筑物内主干布线和建筑群主干布线的连接器结构化布线支持布线端接同时使用接插软线很容易与设备相连或作交叉连接2布线距离在标准中对布线距离有严格规定水平布线<90米建筑物主干<500米园区主干<1500米布线距离主要取决于实际工作区域即建筑物楼层区域0主干布线距离基于实际应用所限定的距离3布线性能在TIA/EIA-568-A和ISO/IEC11801两个标准中100欧姆双绞线按其性能分为3类规定为16MHz4类规定为20MHz5类/5E类规定为100MHz6类规定为250MHz6局域网技术1以太网技术以太网技术经历了从共享到交换由低速到高速的发展最初的以太网都是10M速率和带宽共享式只能作一些低速的桌面接入而骨干则让位于速率可达100M的FDDI技术而现在的以太网不仅是全交换的网络而且提供10M100M1000M的各种交换带宽如今的以太网技术不仅可以使用在工作组还可以作为企业网的骨干由于现在绝大多数的工作站和服务器都是使用以太网接口所以10M/100M以太网技术在工作组内继续占主导地位并且千兆以太网技术以其简单高速和对上层IP协议的很好支持将在园区网骨干中扮演重要角色最初的网络设计中特别在以太网设计中常常用划分网段的方法将一个较大的网络分成一些较小的局域网网段各网段使用网桥进行互连以减少访问时的相互碰撞这样的一些由网桥相连的局域网现在可以在局域网交换机中方便地划分称为虚拟局域网VLAN VLAN 技术可以方便地根据业务需要在同一台物理设备上划分出多个逻辑的网络有效地减少了广播由于不同VLAN之间不能直接互访必须通过路由器进行所以又增加了安全性2第三层交换技术第三层交换技术应具有传统路由器的全部或部分功能如支持IP/IPX路由支持RIP, OSPF, BGP等路由协议同时采用新的路由包转发的算法和专用芯片提高速度使其达到交换机的性能一般对IP包的转发速度应在每秒一百万包以上有了第三层交换技术在园区网络中可以将二三层网络灵活地统一地整合在一起满足业务的不同要求接入网络设计一般用户的类型有集团用户和家庭用户集团用户包括政府机关企事业单位公司等等集团用户的特点是用户集中用户数量大所有用户通过统一个接口接入到宽带网络用户自身通过局域网互连这样可以通过光纤使用快速以太网的方式将集团用户直接接入宽带网络提供较高的接口速率而且集团用户可以通过宽带网络接入到INTERNET家庭用户的特点是用户数量多分布较广多为单独入网多数家庭不能承受过多的入网费用而且在多数家庭中布有电话线和有线电视线路具有一定的布线基础我们可以提供如下的宽带接入方式1双绞线到户接入使用FDDX+LAN的方式光纤铺设到楼或到户通过局域网接入交换机和五类双绞线连接到用户端设备采用此方法具有如下特点初装成本低接入带宽高接入方便减少维护2HFC方式接入利用现有的有线电视线缆基础对有线电视网进行双向和扩频改造将家庭用户的计算机通过有线电视网接入到宽带网络中同时通过宽带网络接入到INTERNET CABLE MODEM是HFC中的关键设备3ADSL接入ADSL是目前比较流行的另一种宽带接入技术通过普通电话线的高频率驱动高数据速率家庭用户在PC上安装ADSL MODEM卡通过电话线与局端的DSLAM DSL访问复用设备连接通过DSLAM接入到宽带网络采用ADSL有以下特点利用已有电话线提供非对称高速接入缓解用户长时间拨号上网对电话交换机和中继线造成的拥塞同时提供PSTN通道传输受距离线径环境等因素影响大用户端设备价格较高用户初装费用较高3无线用户使用无线方式接入的用户多为分布较远的中小型用户这类用户提供光纤接入经济上并不合算而xDLS和HFC技术需要解决网络侧设备和用户终端设备的造价问题并且有线电视的双向改造工作成本较高因此象LMDS等宽带无线接入技术凭着自身的优势赢得宽带接入运营商的重视作为宽带接入技术的一种宽带无线接入技术几乎可以提供所有的电信业务。