宽带接入技术的分类

当前，从整个电信网络建设的情况来看，核心网的建设已经具有相当大的规模，基本可以满足目前通信的需要，突出的矛盾主要体现在接入网方面，即用户和核心网络的连接部分，也称为“最后一千米”的问题。

传统的接入网主要是以铜缆的形式为用户提供一般的语音业务和少量的数据业务。但随着社会经济的发展，人们对各种新业务特别是宽带综合业务的需求日益增加，为了顺应业务发展的这一要求，未来接入技术的宽带化、接入承载的差异化和接入终端设备的可控化，将成为新一代宽带接入网的发展趋势和重要特征。目前，应用较广的宽带接入网技术主要有以下几种：

1.基于双绞线的ADSL接入技术

ADSL是一种利用现有电话网络的双绞线资源，实现高速、高带宽的数据接入技术。ADSL采用频分复用FDM（Frequency Division Multiplexing）技术和离散多音频DMT（Discrete Multi-Tone）调制技术，在保证不影响正常电话使用的前提下，利用原有的电话双绞线进行高速数据传输。

从实际组网形式上看，ADSL所起的作用类似于窄带的拨号Modem，担负着数据的传送功能。按照OSI七层模型的划分标准，ADSL的功能从理论上应该属于物理层，主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气特性。同样，ADSL的宽带接入仍然遵循数据通信的对等层通信原则，在用户侧对上层数据进行封装后，在网络侧的同一层上进行解封。因此，要实现ADSL的各种宽带接入，在网络侧也必须有相应的网络设备相结合。

ADSL的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块组成，中央交换局端模块包括中心ADSL Modem 和数字用户线路接入复用器DSLAM（DSL Access Multiplexer），远端模块由用户ADSL Modem和滤波器组成。ADSL能够向终端用户提供1～8 Mbps的下行速率和640kbps～1 Mbps的上行速率，这是传输速率仅为128 Kbps的ISDN（综合业务数据网）所无法比拟的。而与电缆调制解调器（Cable Modem）相比，ADSL也具有以下独特优势：它是针对单一电话线路用户的专线服务，而电缆调制解调器则要求一个系统内的众多用户分享同一带宽。尽管电缆调制解调器的下行速率比ADSL高，但考虑到随着越来越多的用户会在同一时间上网，将导致电缆调制解调器的性能大大下降。另外，电缆调制解调器的上行速率通常低于ADSL。

2.基于HFC网（光纤与同轴电缆混合网，Hybrid Fiber Coaxial）的Cable Modem接入技术

Cable Modem接入技术是宽带接入技术中最先成熟和进入市场的，其巨大的带宽和相对经济性使得其对有线电视网络公司和电信公司都很具吸引力。Cable Modem具有以下优点：首先，Cable Modem的上、下行速率可以达到2～10Mbps，因此Cable Modem的接入速率高，传输质量好。其次，虽然Cable Modem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上交互传输的过程，但也存在差异，普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输介质，而接入是基于有线电视宽带网络技术，其传输介质是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质，因此无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务。无须交纳电话费，不限时间上网，只按流量计费。

3.基于五类线的以太网接入技术

基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。局侧设备一般位于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内，而用户侧设备位于楼层内。局侧设备提供与IP骨干网的接口，用户侧设备提供与用户终端计算机相接的10/100BASE-T接口。局侧设备具有汇聚用户侧设备网管信息的功能。

以太网接入能给每个用户提供10Mbps或100Mbps的上、下行速率，拥有的带宽是其他方式的几倍或者几十倍。完全能满足用户对带宽接入的需要。ADSL 虽然比传统的 56 KB Modem以及ISDN方式的速度都要快，但与以太网相比，还有非常大差距，因此，它只是人们迈向宽带过程中的一个过渡技术。另外，ADSL和Cable Modem的费用都很高，而以太网每户费用则比较便宜。目前，大部分的商业大楼和新建住宅楼都进行了综合布线，布放了5类无屏蔽双绞线，将以太网插口布到了桌边。所以，在商业大楼和新建高档住宅楼，以太网接入方式将会是最有前途的宽带接入手段。

4.光纤接入技术

光纤接入网是指传输媒质为光纤的接入网。由于光纤具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点，因此，光纤不但在干线通信中扮演着重要角色，同样，在接入网中也正成为发展的重点，特别是无源光网络PON（Passive Optical Network）几乎是综合宽带接入中最经济有效的一种方式。作为一种新兴的覆盖最后一千米的宽带接入光纤技术，PON采用光纤分支的方法实现点对多点通信的接入，在光分支点不需要节点设备，只需安装一个简单的光分路器POS（Passive Optical Splitter），然后即可由光网络单元ONU （Optical Network Unit）接入用户（一个ONU一般可以连接几个到几十个用户），而在局端一侧，PON也仅需安装一台光线路终端设备OLT（Optical Line Terminal）于中心机房，因此，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APON（ATM-PON，即基于ATM的无源光网络）、EPON（Ethernet-PON，基于以太网的无源光网络）两种。其中，APON是在PON中采用ATM信元的形式来传输信息的，这种模式建立的是一个点到多点的系统，不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务，还可以利用ATM进行高效的带宽业务管理，是一种适用于ATM网络业务的宽带接入技术。而EPON采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务，它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，因此是一种适合IP业务的宽带接入技术。

目前，应用最广泛的EPON接入系统为Gbps速率的GE-PON（吉比特/千兆EPON）。GEPON的系统结构如图2.19所示，主要由中心局的光线路终端 OLT、包含无源光器件的光分配网ODN（Optical Distribution Network）、用户端的光网络单元/光网络终端 ONU）以及网元管理系统EMS（Element Management Systems）组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方向（如图2.20所示），IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT，采用广播方式，通过ODN中的1:N无源光分路器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向（如图2.21所示），来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1:N无源光分路器耦合到同一根光纤，最终送到位于局端OLT接收端。

图2.19 GE-PON的系统结构

图2.20 GE-PON的下行原理

图2.21　GE-PON的上行原理

GE-PON与APON的最大区别是GE-PON根据IEEE 802.3协议，包长可变至1 518字节传送数据，而APON根据ATM协议，按照固定长度53个字节包（信元）来传送数据，其中48个字节负荷，5个字节开销。这种差别意味着APON运载IP协议的数据效率低且困难。用APON传送IP业务，数据包被分成每48个字节一组，然后在每一组前附加上5个字节开销。这个过程耗时且复杂，也给OLT 和ONU增加了额外的成本。此外，每48个字节就要浪费5个字节，造成沉重的开销，即所谓的ATM包的税头。相反，以太网传送IP流量，相对于ATM开销急剧下降。

5.FTTx+ETTH接入技术

FTTx+ETTH是一种光纤到楼FTTB（Fiber To The Building）、光纤到路边FTTC（Fiber To The Curb）、以太网到用户ETTH（Ethernet To The Home）的接入方式。它为用户提供了可靠性很高的宽带保证，真正实现了千兆到小区、百兆到楼单元和十兆到家庭，并随着宽带需求的进一步增长，可平滑升级实现了百兆到家庭而不用重新布线。