光导纤维的宽带网接入技术

如题所述

第1个回答  2016-05-12

带宽接入技术的分类
1﹑光纤接入方式(FTTX)
光纤接入网可以有光纤到户(FTTH)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到路边(FTTC)、光
纤到小区(FTTZ)等多种形式,利用光纤传输介质,提供高带宽、高可靠性和高抗干扰性的数据传送。
2﹑高速数字环路(XDSL)技术
基于XDSL技术的铜线接入技术适应于已有的电话基础网络,通过2B1Q、CAP(无载
波调幅调相)、DMT(离散多音)等频带编码技术,挖掘双绞线高频段带宽的资源,通过带宽倍增技术实现宽带接入,满足高数据通信需求,主要技术有ADSL、HDSL、VDSL﹑ SDSL﹑DDN等。
①ADSL可在现有电话线上提供宽带业务,上下传速率不对称,避免了常规对称传输中的用户侧干扰,提高传输速率,延长传输距离。
下行信道速率2.048、4.096、6.144、8.192Mbps,分成数个1536Kbps的A信道,A信道能传送MPEG-1质量的图像;上行信道速率640Kbps;可选双工信道速率为160、384、544、576Kbps,传输距离3~6公里。
ADSL局端设备支持ATM/OC3接口,用户端设备支持ATMF/25Mbps或10BaseT接口。
ADSL调制技术主要有DMT(离散多音频)和CAP(无载波幅度相位调制),将0-1.1MHz频段划分成256个频宽4.3KHz的子频带;其中4KHz以下频段传送传统电话业务,20-138KHz传送上行信号,138K-1.1MHz传送下行信号,电话业务不受数据传送影响。
ADSL大规模推广存在问题:①提供的最高速率对距离和铜线质量敏感;②产品标准待完善,不同调制技术产品不兼容;③提供的最高速率仍然有限;④设备价格较高。
②HDSL使用两对或三对双绞铜线,典型速率2Mbps,可实现高速双向传输,距离3-5Km,误码率(BER)低;通过复用技术同时传送多路语音、视频和数据。
HDSL主要用于替代传统T1/E1接入技术,为用户提供30B+D或2Mbps租用线,也可传送30路话音,适用于连接PBX(专用小交换机)、数字局间中继、ISP和校园网等。
目前没有标准的HDSL设备,不同厂家的设备互不兼容。
③VDSL是传输距离很短的铜线技术,上下信道用频分复用分开,采用CAP、DMT和DWMT(离散小波多音频)三种编码方式。
VDSL上下行速率不对称,下行速率3档:13M、26M、52Mbps,相应传输距离1500m、1000m、300m;上行速率也有3档:1.6M、2.3M、19.2Mbps;主要适用于ATM网络,规范制定刚完成,一些产品已推出。
VDSL局端设备支持ATM/OC3/OC12接口,用户端设备支持ATMF/25Mbps连接。
④SDSL也是一种对称铜线传输技术,使用单根双绞线,提供双向高速可变速率连接,速率范围160K-2.084Mbps,0.4mm双绞线上最大传输距离3Km。
⑤DDN以及帧中继(FR)等主要是专线用户使用,传输端和尾端连接专用设备,通过专网通信,头端出口(如DDN路由器)都有10M、100M以太网接口。
3﹑宽带无线接入方式(如MMDS、LMDS)
主要适应于不便于铺设光纤,尤其是电话基础网络较薄弱的地区。用此技术可以拓展宽
带用户的接入,利用无线信道实现高速数据、VOD视频点播、广播视频和电话业务等。主要技术有LMDS(本地多点分配业务)、MMDS(多通道多点分配业务)。LMDS这种新型宽带无线接入技术,工作在10GHz~40GHz的频段范围,可用的频谱带宽最大能达到1GHz以上,能够提供从普通话音到2Mbps~32Mbps甚至高达155Mbps的宽带数据业务,LMDS系统主要由骨干网、基站、用户终端设备、网管系统组成,而且中国无线电频率主管部门目前正在进行LMDS的频率规划工作,中国网通也正在进行LDMS接入的测试。MMDS系统组成与LMDS相似,工作频段在3GHz左右,因而可利用的频谱资源比LMDS少,但其传输距离远远超过LMDS。
4﹑HFC(混合光纤同轴网络)Cable Modem 接入
基于同轴电缆接入的HFC方式是在传统同轴CATV 技术基础上发展起来的,利用频分
复用技术实现模拟电视、数字电视、电话和数据同时传送。系统成本比光纤用户环路低,并有铜线及双绞线无法比拟的传输带宽,适合当前模拟制式的高质量视象业务市场和CATV网使用。
电缆调制解调器又名线缆调制解调器,英文名称CableModem,它是近几年随着网络应
用的扩大而发展起来的,主要用于有线电视网进行数据传输。
CableModem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频
率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通Modem相同,不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的,即用户独享通讯介质。CableModem属于共享介质系统,其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。
CableModem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞,其速率已达10Mbps以上,
下行速率则更高。而传统的Modem虽然已经开发出了速率56Kbps的产品,但其理论传输极限为64Kbps,再想提高已不大可能。
CableModem也是组建城域网的关键设备,混合光纤同轴网(HFC)主干线用光纤,光结
点小区内用树枝型总线同轴电缆网连接用户,其传输频率可高达550/750MHz。在HFC网中传输数据就需要使用CableModem。
我们可以看出CableModem是未来网络发展的必备之物,但是,目前尚无CableModem
的国际标准,各厂家的产品的传输速率均不相同。因此,高速城域网宽带接入网的组建还有待于CableModem标准的出台。
Cable Modem 技术原理:
自从1993年12月,美国时代华纳公司在佛罗里达州奥兰多市的有线电视网上进行模拟
和数字电视、数据的双向传输试验获得成功后,Cable技术就已经成为最被看好的接入技术。一方面它理论上可以提供极快的接入速度和相对低的接入费用,另一方面有线电视拥有庞大的用户群。
有线电视公司一般从42MHZ~750MHZ之间电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于
下行传送数据。通常下行数据采用64QAM(正交调幅)调制方式,最高速率可达27Mbps,如果采用256QAM,最高速率可达36Mbps。上行数据一般通过5~42MHZ之间的一段频谱进行传送,为了有效抑制上行噪音积累,一般选用QPSK调制,QPSK比64QAM更适合噪音环境,但速率较低。上行速率最高可达10Mbps。
Cable Modem 本身不单纯是调制解调器,它集MODEM、调谐器、加/解密设备、桥接、网络接口卡、SNMP代理和以太网集线器的功能于一身。它无须拨号上网,不占用电话线,可永久连接。服务商的设备同用户的Modem之间建立了一个VLAN(虚拟专网)连接,大多数的Modem提供一个标准的10BaseT以太网接口同用户的PC设备或局域网集线器相联。
光通信的传输材料。光通信的线路采用像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的光缆。在玻璃纤维中传导的不是电信号,而是光信号,故称其为光导纤维。远距离通信的效率高,容量极大,抗干扰能力极强。
现代科学创造的奇迹之一,是使光像电流一样沿着导线传输。不过,这种导线不是一般的金属导线,而是一种特殊的玻璃丝,人们称它为光导纤维,又叫光学纤维,简称光纤。
1870年,英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验:让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出,以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现,细光束不是穿出这股水流射向空气,而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。
光导纤维正是根据这一原理制造的。它的基本原料是廉价的石英玻璃,科学家将它们拉成直径只有几微米到几十微米的丝,然后再包上一层折射率比它小的材料。只要入射角满足一定的条件,光束就可以在这样制成的光导纤维中弯弯曲曲地从一端传到另一端,而不会在中途漏射。科学家将光导纤维的这一特性首先用于光通信。一根光导纤维只能传送一个很小的光点,如果把数以万计的光导纤维整齐地排成一束,并使每根光导纤维在两端的位置上一一对应,就可做成光缆。用光缆代替电缆通信具有无比的优越性。比如20根光纤组成的像铅笔精细的光缆,每天可通话7.6万人次,而1800根铜线组成的像碗口粗细的电缆,每天只能通话几千人次。光导纤维不仅重量轻、成本低、敷设方便,而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。因此光缆正在取代铜线电缆,广泛地应用于通信、电视、广播、交通、军事、医疗等许多领域,难怪人们称誉光导纤维为信息时代的神经。中国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆,全长3047公里,已于1993年10月15日开通,标志中国已进入全面应用光通信的时代。
光纤传导光的能力非常强,能利用光缆通讯,能同时传播大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话,也可同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。光缆的质量小而细,不怕腐蚀,铺设也很方便,因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已使用光缆作为长途通讯干线。中国也开始生产光导纤维,并在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展,光纤通讯必将大为普及。
光纤除了可以用于通讯外,还可以用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。
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