畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-小區(qū)寬帶接入比較與選擇設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　加州小區(qū)寬帶接入比較與選擇</p><p>　　摘要：隨著Internet的迅速普及和網(wǎng)上眾多新業(yè)務(wù)的開放，用戶端對寬帶的需求也日益增加?，F(xiàn)在寬帶上網(wǎng)方式較多，有ADSL、小區(qū)寬帶和有線電視等上網(wǎng)方式，如何才能選擇適合自己且經(jīng)濟(jì)的寬帶上網(wǎng)方式，成為了大家必須解決的問題。本文主要介紹了各種主流寬

2、帶接入方式的原理及各種接入方法的比較。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞] 通信 寬帶 ADSL 上網(wǎng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 概 述…………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1寬帶的概念及需求……………………………………………………

3、………4</p><p>　　1.1.1 什么是寬帶………………………………………………………………4</p><p>　　1.1.2 對寬帶的需求……………………………………………………………4</p><p>　　1.2住宅小區(qū)寬帶概念……………………………………………………………5</p><p>　　1.2.1 小區(qū)寬帶網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)的主

4、要差別………………………………………5</p><p>　　1.2.2 社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)研究的主要問題…………………………………………5</p><p>　　1.2.3 社區(qū)寬帶服務(wù)……………………………………………………………6</p><p>　　1.3 家庭用戶寬帶接入的主要方式………………………………………………6</p><p>　　第

5、2章 基于電信用戶的寬帶接入…………………………………………………9</p><p>　　2.1 現(xiàn)有模擬窄帶電信業(yè)務(wù)特性…………………………………………………9</p><p>　　2.1.1 模擬本地環(huán)路特性………………………………………………………9</p><p>　　2.1.2 基于模擬本地環(huán)路的數(shù)據(jù)接入………………………………………10</p>

6、;<p>　　2.2 基于電話用戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字本地環(huán)路………………………………………10</p><p>　　2.3 ADSL體系結(jié)構(gòu)………………………………………………………………11</p><p>　　2.3.1 ADSL系統(tǒng)參考模型……………………………………………………12</p><p>　　第3章 基于有線電視網(wǎng)的寬帶接入………………………

7、………………………16</p><p>　　3.1 有線電視網(wǎng)…………………………………………………………………16</p><p>　　3.1.1 有線電視的組成、特點(diǎn)與分類…………………………………………16</p><p>　　3.1.2 HFC有線電視網(wǎng)…………………………………………………………19</p><p>　　3.2 HF

8、C寬帶接入網(wǎng)………………………………………………………………19</p><p>　　3.2.1 雙向傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法…………………………………………………20</p><p>　　3.2.2 HFC寬帶接入網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………21</p><p>　　3.3 HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)與線纜調(diào)制解調(diào)器………………………………………21</p&

9、gt;<p>　　第4章 FTTx+LAN接入網(wǎng)絡(luò)…………………………………………………………23</p><p>　　4.1 FTTx接入網(wǎng)絡(luò)………………………………………………………………23</p><p>　　4.2 局域網(wǎng)（LAN）的基本概念……………………………………………………25</p><p>　　4.2.1局域網(wǎng)的基本特點(diǎn)……………

10、…………………………………………25</p><p>　　4.2.2 局域網(wǎng)分類……………………………………………………………25</p><p>　　4.3 FTTx+LAN寬帶接入…………………………………………………………26</p><p>　　4.3.1什么是FTTx+LAN…………………………………………………………26</p><p

11、>　　4.3.2 FTTx+LAN的特點(diǎn)………………………………………………………26</p><p>　　第5章 比較與選擇………………………………………………………………28</p><p>　　5.1寬帶接入方法的比較………………………………………………………28</p><p>　　5.1.1 HFC與ADSL的比較………………………………………………

12、………28</p><p>　　5.1.2 ADSL和FTTX+LAN比較…………………………………………………29</p><p>　　5.2 寬帶運(yùn)營商比較……………………………………………………………30</p><p>　　5.3 加州小區(qū)寬帶接入方案……………………………………………………32</p><p>　　5.3.1 網(wǎng)絡(luò)安

13、全解決方案……………………………………………………32</p><p>　　5.3.2 小區(qū)布線方案…………………………………………………………33</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………34</p><p>　　謝辭…………………………………………………………………………………35</p><p&

14、gt;　　附錄…………………………………………………………………………………36</p><p><b>　　第1章 概 述</b></p><p>　　現(xiàn)代社會對信息的需求越來越大，互聯(lián)網(wǎng)對信息社會變得越來越重要，同時(shí)，由于近年來微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得因特網(wǎng)上由簡單的傳送數(shù)據(jù)文件到普遍提供實(shí)時(shí)視頻、音頻通信及動(dòng)畫、廣告等其他娛樂服務(wù)，從而使因特網(wǎng)上數(shù)

15、據(jù)量大增。目前，大部分人上網(wǎng)都是靠調(diào)制解調(diào)器撥號接入，接入速率比較低，常常會有一個(gè)比較長的等待時(shí)間，尤其是瀏覽視頻、圖片等服務(wù)時(shí)，人們常常戲稱WWW(World wide web)世界范圍瀏覽為世界范圍等候(World wide wait)。要改善目前的狀況，除了要增加因特網(wǎng)骨干傳輸通路的帶寬、網(wǎng)上服務(wù)器的處理能力以及路由器的速度以外，很重要的瓶頸是在用戶接入網(wǎng)部分。寬帶這個(gè)新東西就進(jìn)入了我們的生活</p><p&g

16、t;　　1.1寬帶的概念及需求</p><p>　　1.1.1 什么是寬帶</p><p>　　所謂寬帶，是指某種傳輸媒介的寬頻帶特性及其同時(shí)傳輸多種信號和業(yè)務(wù)的能力。這樣媒介可以是同軸線、光纖、雙絞線或是無線的。有了寬帶，在傳送信息時(shí)就有很大的頻率范圍可以應(yīng)用。這就使得可能是不同業(yè)務(wù)類型的多個(gè)信號通過不同頻率或信道同時(shí)傳送，而同時(shí)發(fā)送的信息量也隨之加大。</p><p

17、>　　1.1.2 對寬帶的需求</p><p>　　Yankee集團(tuán)，一家電信科研公司，對2002年到2007年美國寬帶用戶申請量的調(diào)查見圖1-1</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　在中國，寬帶市場從2000年開始便展示了其旺盛的增長勢頭，幾年來保持了幾何級數(shù)的成長率，歐美等國家的寬帶普及過程一般會經(jīng)歷三個(gè)

18、階段：以發(fā)燒友為主力的“萌芽期”、以效率型用戶為主的“高速發(fā)展期”和時(shí)尚型用戶加入的“轉(zhuǎn)型增長期”。從中國寬帶市場發(fā)展來看，其正處于第二階段“高速成長期”。</p><p>　　目前，寬帶用戶種類主要有：家庭上網(wǎng)用戶、商業(yè)上網(wǎng)用戶、VPN用戶、VoIP用戶、NVD用戶、個(gè)人網(wǎng)站、商業(yè)網(wǎng)站、智能家庭用戶。商業(yè)上網(wǎng)用戶又分為：網(wǎng)吧、酒店、寫字樓、學(xué)校、其他企業(yè)用戶。</p><p>　　1.2

19、住宅小區(qū)寬帶概念</p><p>　　最近一二年來，有關(guān)小區(qū)寬帶和智能化小區(qū)建設(shè)方興未艾，在社區(qū)的規(guī)劃及建設(shè)中提供更為優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化社區(qū)建設(shè)的目標(biāo)。傳統(tǒng)消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)和快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)都紛紛涉足這一領(lǐng)域，以試圖在這一建設(shè)浪潮中分一杯羹，雖然傳統(tǒng)小區(qū)環(huán)境中的家庭用戶可以通過連至家庭的電話網(wǎng)進(jìn)行電話和數(shù)據(jù)的通信，借助有線電視網(wǎng)和無線廣播接受廣播電視節(jié)目，但隨著數(shù)字視頻廣播、VOD、高速互聯(lián)

20、網(wǎng)接入等各種社區(qū)寬帶新業(yè)務(wù)的推出，迫切需要建立一個(gè)基于數(shù)字傳輸技術(shù)的社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)來承載這些業(yè)務(wù)。而計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也正趨向于形成一個(gè)寬帶通信平臺，以建立，以建立一個(gè)可提供各種窄帶業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)的社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)（Residential BroadBand,RBB）?？梢哉f，正是日益增長的寬帶業(yè)務(wù)需求促成了社區(qū)寬帶網(wǎng)的提出，反過來社區(qū)寬帶網(wǎng)的發(fā)展又帶動(dòng)了更多寬帶業(yè)務(wù)的增長。在小區(qū)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為當(dāng)今社區(qū)建

21、設(shè)中一個(gè)潛在的和現(xiàn)實(shí)的需求，并將成為今后信息時(shí)代社區(qū)服務(wù)的標(biāo)志。</p><p>　　國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的傳送平臺主要由傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)組成，社區(qū)寬帶是連接普通家庭用戶終端設(shè)備和國家信息基礎(chǔ)設(shè)施傳送平臺之間的橋梁。網(wǎng)絡(luò)通常需求的速率至少是 2 Mbps。按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的定義，小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋了接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)（家庭網(wǎng)絡(luò)）兩者的范圍，該網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率應(yīng)足以提供某些視頻業(yè)務(wù)，其通常需求的速率應(yīng)該達(dá)到2Mbit/s。<

22、;/p><p>　　1.2.1 小區(qū)寬帶網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)的主要差別</p><p>　　伴隨信息時(shí)代的到來，分散的居民用戶對寬帶業(yè)務(wù)的需求與日俱增。它在許多方面不同于企業(yè)網(wǎng)：</p><p>　?。?） 社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)調(diào)娛樂功能：如廣播電視、交互游戲、VOD、網(wǎng)上沖浪、購物等。</p><p>　　（2） 社區(qū)用戶與需要專業(yè)技術(shù)支持的商業(yè)用戶不同，社

23、區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)調(diào)易用性。</p><p>　　（3） 社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更為復(fù)雜，更不容易進(jìn)行控制。</p><p>　　1.2.2 社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)研究的主要問題</p><p>　　社區(qū)寬帶網(wǎng)的業(yè)務(wù)：模擬與數(shù)字視頻，VOD，WWW，多點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)；</p><p>　　社區(qū)寬帶網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)：調(diào)制技術(shù)，噪音抑制，信令，組播，數(shù)據(jù)壓縮等；</

24、p><p>　　各種寬帶接入網(wǎng)絡(luò)：有線電視網(wǎng)絡(luò)，電信銅絞線網(wǎng)絡(luò)，光纖接入，無線接入；</p><p>　　家庭網(wǎng)絡(luò)：戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、社區(qū)（戶內(nèi)）網(wǎng)關(guān)、戶內(nèi)布線、戶內(nèi)網(wǎng)</p><p><b>　　絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　發(fā)展社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)是必須有實(shí)際的，達(dá)到規(guī)模的經(jīng)濟(jì)所需要的業(yè)務(wù)需求和可行的商業(yè)運(yùn)作模式，其前提

25、是居民的教育水平已經(jīng)達(dá)到一定層次，收入水平也已經(jīng)超越溫飽而進(jìn)入迫切需要提高素質(zhì)階段。發(fā)展社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)則是必須能夠提供滿足業(yè)務(wù)需要的各種關(guān)鍵技術(shù)，如數(shù)據(jù)壓縮業(yè)務(wù)，寬帶接入業(yè)務(wù)，高效數(shù)字傳輸技術(shù)。</p><p>　　1.2.3 社區(qū)寬帶服務(wù)</p><p>　　社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)可能提供的服務(wù)非常廣泛，并且隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，服務(wù)需求也不斷變化。從居民用戶的角度看，社區(qū)寬帶服務(wù)需求有：

26、</p><p><b>　　休閑娛樂服務(wù)</b></p><p>　　包括模擬與數(shù)字電視廣播在內(nèi)的網(wǎng)上休閑、網(wǎng)上娛樂仍然是社區(qū)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段最主要的市場和驅(qū)動(dòng)力之一。除了電視業(yè)務(wù)，還包括娛樂節(jié)目在線點(diǎn)播，交互式娛樂、聯(lián)機(jī)游戲。多用戶聯(lián)機(jī)游戲允許多個(gè)用戶參與，并同時(shí)改變游戲的狀態(tài)。透過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交互式電子游戲，足不出戶就可以和世界上任何地方的人展開搏弈。</p>

27、<p><b>　　通信與信息服務(wù)需求</b></p><p>　　對于社區(qū)用戶來說，與休閑娛樂服務(wù)同樣重要的是對通信及信息服務(wù)的需求。在社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)中，除了可以提供普通電話業(yè)務(wù)，還可以利用社區(qū)網(wǎng)絡(luò)和Internet的聯(lián)通能力，實(shí)現(xiàn)IP電話、可視電話以及視頻會議功能。</p><p><b>　　家居與家政服務(wù)需求</b></

28、p><p>　　隨著各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品在家庭的普及，通過網(wǎng)絡(luò)對眾多的家用電器進(jìn)行控制已逐漸成為一種現(xiàn)實(shí)需求。如果電冰箱、空調(diào)、烤爐等都具有網(wǎng)絡(luò)接口，那么通過Internet遙測遙控家里的電器就會得以實(shí)現(xiàn)。此外，如果電表，水表。煤氣表等都可以向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)并從網(wǎng)絡(luò)中接受指令，就可以實(shí)現(xiàn)短周期的遠(yuǎn)程抄表/費(fèi)用自動(dòng)轉(zhuǎn)帳等等。</p><p><b>　　電子商務(wù)需求</b>&l

29、t;/p><p>　　社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的電子商務(wù)應(yīng)用是社區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求的最誘人的部分之一，也是即將到來的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)最主要的應(yīng)用和市場推動(dòng)力。通過節(jié)省大量的勞務(wù)和時(shí)間，可以使用戶獲得實(shí)在的經(jīng)濟(jì)效益，反過來又進(jìn)一步刺激社區(qū)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。電子商務(wù)在社區(qū)環(huán)境下的主要應(yīng)用形式主要包括網(wǎng)上購物、網(wǎng)上股票交易、遠(yuǎn)程辦公等。電子商務(wù)這種商業(yè)形態(tài)對于發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者并且發(fā)掘出消費(fèi)者的購買欲望有很好的效果，這使得電子商務(wù)可以在社區(qū)網(wǎng)絡(luò)中大顯身手。</p

30、><p>　　1.3 家庭用戶寬帶接入的主要方式</p><p>　　（1）ADSL: ADSL是英文Asymmetrical Digital Subscriber Loop（非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）的英文縮寫，ADSL技術(shù)是運(yùn)行在原有普通電話線上的一種新的高速寬帶技術(shù)，它利用現(xiàn)有的一對電話銅線，為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率（帶寬）。</p><p>　　ADSL是使

31、用電話網(wǎng)作為傳輸?shù)拿浇?。?dāng)在一對電話線的兩端分別安置一個(gè)ADSL設(shè)備時(shí)，利用現(xiàn)代分頻和編碼調(diào)制技術(shù)，就能夠在這段電話線上產(chǎn)生三個(gè)信息通道：高速的下傳通道、中速的雙工通道和普通的電話通道，這三個(gè)通道可以同時(shí)工作。也就是說它能夠在現(xiàn)有的電話線上獲得最大的數(shù)據(jù)傳輸能力，這樣用戶在一條電話線上既可以上網(wǎng)快速“沖浪”，還可以打電話發(fā)送傳真，而不影響通話質(zhì)量或降低上網(wǎng)速度。具體工作流程是:經(jīng)ADSL Modem編碼后的信號通過電話線傳到電信局后再通

32、過一個(gè)信號識別/分離器，如果是語音信號就傳到電話交換機(jī)上，如果是數(shù)字信號就接入Internet。如圖1-2所示。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　?。?） HFC: HFC（Hybrid Fiber Coaxial）網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng)。它采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進(jìn)入用戶的“最后1公里”采用同軸電纜。如圖1-3。由于同軸電纜可提供較寬

33、的工作頻帶和良好的信號傳輸質(zhì)量。HFC接入網(wǎng)是以模擬頻分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)、光纖和同軸電纜技術(shù)、射頻技術(shù)及高度分布式智能技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)。通過對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向化改造，使得有線電視網(wǎng)除了可提供豐富良好的電視節(jié)目之外，還可提供電話、Internet接入、高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體等業(yè)務(wù)。</p><p><b>　　圖1-3</b></p><p&

34、gt;　　（3）FTTX+LAN：FTTX+LAN是“光纖+局域網(wǎng)接入”的英文簡稱，利用光纖+5類線方式實(shí)現(xiàn)“千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到家庭”的共享式寬帶接入方案，小區(qū)內(nèi)的交換機(jī)和局端交換機(jī)以光纖相連，小區(qū)內(nèi)采用綜合布線，用戶上網(wǎng)速率最高可達(dá)10Mbps(FTTX+LAN方式采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，眾多用戶共?-10Mbps帶寬)，網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性較強(qiáng)，投資規(guī)模小。如圖1-4。</p><p><b>　　

35、圖1-4</b></p><p>　?。?）其他接入方式：</p><p>　　PLC：PLC(Power Line Communication)即電力線通信是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載

36、引起的信號衰減等主要因素對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?lt;/p><p>　　寬帶無線接入方式：無線接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到用戶終端之間，部分或全部采用了無線手段，分為兩種：一種為移動(dòng)方式，包括CDPD（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)）、電路交換蜂窩、分組無線傳輸PCS（個(gè)人通信業(yè)務(wù)）；另一種為固定方式，包括微波、擴(kuò)頻微波、衛(wèi)星、無線光傳輸和UHF（特高頻）。</p><p>　　目前，提供PLC接入的寬帶運(yùn)營商較少，并

37、且電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，不利于可靠傳輸。城市小區(qū)中，因?yàn)椴季€等各種設(shè)施已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且移動(dòng)性不強(qiáng)。無線接入更適合不發(fā)達(dá)的廣大地區(qū)，如新疆，西藏，青海等。所以，暫不考慮以上2種情況，針對小區(qū)的寬帶接入，重點(diǎn)討論ADSL，HFC及FTTX+Lan三種方式。</p><p>　　第2章 基于電信用戶的寬帶接入</p><p>　　目前，傳統(tǒng)電信部門一般通過敷設(shè)大量的

38、用戶雙絞線電纜為用戶提供模擬電話、傳真、數(shù)字電話和窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。電信公司采用被稱為數(shù)字用戶線的新技術(shù)來提供社區(qū)寬帶業(yè)務(wù)，以充分利用他們價(jià)值不扉的現(xiàn)有電話線。我國電信部門已經(jīng)敷設(shè)一億多條銅雙絞線，這是發(fā)展以ADSL為主的寬帶接入網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。</p><p>　　2.1 現(xiàn)有模擬窄帶電信業(yè)務(wù)特性</p><p>　　電信公司在提供傳統(tǒng)普通電話業(yè)務(wù)時(shí)，通過位于本地交換局內(nèi)的電話交換設(shè)備而用

39、戶建立電話連接，用戶通過一對被稱為本地環(huán)路的用戶線連接至電話交換機(jī)。通常在同一條用戶電纜中纏有多個(gè)本地環(huán)路，稱為束群。用戶申請電話服務(wù)后，技術(shù)人員將通往家中的引入線與束群內(nèi)的一對線相連。從本地交換局出來的第一個(gè)3km饋線電路可以有數(shù)百甚至數(shù)千對用戶線纏繞在一起。從饋線電纜和小對數(shù)的配線電纜中抽取出單線對并通過引入線連接戶內(nèi)。引入線從一個(gè)被叫作網(wǎng)絡(luò)借口設(shè)備NID的接線盒與用戶房間相連。</p><p>　　2.1.

40、1 模擬本地環(huán)路特性</p><p>　　在公共交換電話網(wǎng)絡(luò)公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）中，模擬本地環(huán)路通常提供300～3400Hz的通路帶寬作為話音通信的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，其根據(jù)是人類語音能量大約有80%集中在這一范圍。</p><p>　　1.非屏蔽雙絞線（UTP）</p><p>　　最初，提供模擬電話服務(wù)的本地環(huán)路只有一根導(dǎo)線，采用所謂的“大地回波”形成回路。偶然原

41、因，人們發(fā)現(xiàn)采用另一根導(dǎo)線形成回路，即“金屬回波”可以顯著的消除串音，大大的改善語音質(zhì)量，從此本地環(huán)路變成雙線。但長距離并列的線對仍會產(chǎn)生信號的衰減，因?yàn)榫€對可以看做城市一個(gè)長而薄的電容，而電容會存儲信號而阻止其自由通過。不久，人們發(fā)現(xiàn)把線對絞起來可以在一定程度上減輕衰減，這相當(dāng)于增加了一種所謂互感的電學(xué)性質(zhì)來抵消線上的電容。另外增加金屬套或網(wǎng)來屏蔽線對也可以改善語音質(zhì)量，但這種方法成本太高，而且也會引入衰減。此外，人們還發(fā)現(xiàn)非屏蔽雙絞

42、線還可降低串音。</p><p><b>　　2.加載與衰減</b></p><p>　　在電路中，電容會改變電流相對于電壓的相位，而相位的變化則意味著最大的電壓值與最大的電流值將不能同時(shí)出現(xiàn)，這就限制了在電路中通過的功率。然而電感也改變電壓與電流的相位，但與電容恰恰相反。既然如此，很容易想到高容抗電路。盡管增加電感可以抵消衰減和信號損失，但通過對絞只能增加有限的電感

43、，解決辦法是在UTP上增加額外的電感。這種用電感來延長模擬本地環(huán)的過程叫“加載”。在被加載的本地環(huán)上，抗衰減效果十分理想如圖2-1中給出未加載的曲線當(dāng)頻率增加時(shí)，信號的損失要大的多，另外，用22AWG銅線，在加載環(huán)路上增加88mH的電感，線圈間距為1800M時(shí)，信號的損失要小的多。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.1.2 基于模擬

44、本地環(huán)路的數(shù)據(jù)接入</p><p>　　利用公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）進(jìn)行遠(yuǎn)程接入，用戶只要利用一條電話線和普通的模擬話帶調(diào)制解調(diào)器，在向互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商ISP神氣功能一個(gè)賬號，交納一定費(fèi)用和向電信局繳納不多的市話費(fèi)，即可得到世界各地的信息服務(wù)，或者通過電話線直接進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的互連。對用戶來說，一次性投資很小。</p><p>　　模擬話帶調(diào)制解調(diào)器（Modem）是一種可以使個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶

45、通過公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的數(shù)字通信設(shè)備，它利用原來傳輸模擬話音信號的電話線路，通過將數(shù)據(jù)調(diào)制到話音帶寬上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。利用它用戶可以簡單方便的接入Internet，是目前個(gè)人接入Internet的主要手段。隨著近兩年上網(wǎng)用戶的不斷增加，大大促進(jìn)了模擬Modem在技術(shù)、設(shè)備、功能及速率等方面的全面發(fā)展，在很短的時(shí)間內(nèi)使設(shè)備的速率從33.6Kbit/s升到了56Kbit/s。話帶調(diào)制解調(diào)器的最大優(yōu)勢在于，無論是多么慢的終

46、端設(shè)備，無論在任何地點(diǎn)，只要有電話，就能立即完成數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　2.2 基于電話用戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字本地環(huán)路</p><p>　　模擬話帶Modem其傳輸速率的上限在雙向?qū)ΨQ傳輸時(shí)為33.6Kbit/s，在不對稱傳輸時(shí)可達(dá)到56Kbit/s，然而話帶調(diào)制解調(diào)器的傳輸速率限制并不是來自于用戶線本身，而是來自于本地交換網(wǎng)絡(luò)。處于本地交換網(wǎng)絡(luò)邊緣的濾波器將語音信號限制為3.4kHz。如

47、果沒有濾波器，盡管銅纜接入線存在相當(dāng)大的衰減，但它能傳輸?shù)念l率仍然可達(dá)數(shù)兆赫茲</p><p>　　為了克服模擬話帶Modem在承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)傳輸速率較低的弱點(diǎn)，人們先后提出了ISDN，Xdsl,Cable Modem等多種接入技術(shù)，其中ISDN提出最早。</p><p>　　與在模擬電話線路上以模擬信號方式傳遞數(shù)據(jù)的MODEM不同，ISDN是數(shù)字式端到端解決方案，采用數(shù)字用戶環(huán)路DSL技

48、術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶接入。盡管ISDN傳輸數(shù)據(jù)的物理媒介仍然是傳統(tǒng)的銅質(zhì)雙絞線，但在其上傳輸?shù)男盘栆咽菙?shù)字信號，即在網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)的接口是數(shù)字接口。</p><p>　　DSL直接將數(shù)字信號調(diào)制在電話線上，并沒有經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，所以可以獲得比普通調(diào)制解調(diào)器更多的帶寬和速率。它是在普通電話線的兩端分別接入DSL調(diào)制解調(diào)器，利用數(shù)字信號的寬頻帶寬特性進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。除了ISDN，還有其他數(shù)字環(huán)路技術(shù)，為了方便，人們長用xDS

49、L來表示各種DSL的總稱。圖2-2表示出了傳統(tǒng)Modem與xDSL技術(shù)提供Internet接入服務(wù)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連接方式和差異之處。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　DSL技術(shù)按上行信道（用戶到網(wǎng)絡(luò)）和下行信道的速率是否相同可分為速率對稱型和非速率對稱型兩種類型。速率對稱型包括ISDN，高數(shù)據(jù)率的數(shù)字用戶線HDSL，單線路數(shù)字用戶線SDSL

50、。速率非對稱DSL有非對稱數(shù)字用戶線，速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線RADSL，通用非對稱數(shù)字用戶線UADSL，甚高速數(shù)字用戶線VDSL，ISDN數(shù)字用戶線。</p><p>　　由于人們網(wǎng)上沖浪、數(shù)據(jù)檢索、視頻點(diǎn)播時(shí)，下行寬帶的需求一般遠(yuǎn)大于上行帶寬，所以速率非對稱DSL很適合Internet高速接入等應(yīng)用。在各種速率非對稱DSL技術(shù)中，ADSL技術(shù)現(xiàn)在的表現(xiàn)最為引人注目，受到了技術(shù)廠家和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商廣泛的關(guān)注。對家庭用戶

51、而言，ADSL技術(shù)可以提供高達(dá)8Mbit/s的Internet下行通道，可以為基于因特網(wǎng)的應(yīng)用帶來更高的接入帶寬，大大的提高了Web瀏覽、文件下載、Web視音頻等應(yīng)用性能，是用戶高速寬帶應(yīng)用中很具吸引力的技術(shù)。</p><p>　　2.3 ADSL體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　不對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)于1989年由Bellcore提出，是一種新興的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其關(guān)鍵是上下行速率的“不

52、對稱”。該技術(shù)可在普通電話線上將現(xiàn)有電話線路的頻寬經(jīng)由調(diào)制解調(diào)技術(shù)處理后擴(kuò)大，其中較高容量的部分用來將大量的資料傳輸?shù)接脩舳?，而用戶端?jīng)由網(wǎng)絡(luò)回送信號時(shí)，則使用較慢的速率來處理，從而實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)和語音同傳，使現(xiàn)存的雙絞電話線成為進(jìn)入多媒體和高速數(shù)字通信領(lǐng)域的路徑。以次避免了常規(guī)對稱傳輸系統(tǒng)所難以避免的用戶側(cè)干擾問題，提高了傳輸速率，延長了傳輸距離。</p><p>　　2.3.1 ADSL系統(tǒng)參考模型</

53、p><p>　　ADSL論壇為組成ADSL收發(fā)系統(tǒng)的電線網(wǎng)絡(luò)提供了在體系結(jié)構(gòu)、接口以及協(xié)議方面的技術(shù)知道。圖2-3描述了組成多媒體通信系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)組成要素，顯示了論壇的工作范圍，并對ADSL在網(wǎng)絡(luò)從同步傳輸模式轉(zhuǎn)換到異步傳輸模式過程中可能會遇到的傳輸配置提出了一系列建議。</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　表2-1

54、 ADSL論壇系統(tǒng)相關(guān)模型定義</p><p>　　1.ATU-C和 ATU-R</p><p>　　組件ATU-C ATU-R。，有時(shí)叫DSL Modem，屬于網(wǎng)絡(luò)的物理層，用來實(shí)現(xiàn)頻域帶寬分配和速率自適應(yīng)。POTS業(yè)務(wù)所占頻帶高端為4000Hz,數(shù)字業(yè)務(wù)所用帶寬的分配使用頻分復(fù)用或者回波消除的模式。FDM把剩下的頻帶分為上行頻帶和下行頻帶，如圖2-3，上行通道占用25～200kHz,下

55、行通道頻帶為250 kHz～1MHz.這種方法的一個(gè)問題是上行，下行信道不能重疊，這就減小了實(shí)際可用的帶寬。由于使用寬頻，實(shí)用傳輸距離比較近。</p><p>　　回波消除是一種被使用在V.32和V.34Modem中的技術(shù)，允許上，下行通道頻帶重疊，實(shí)際使用頻帶比較寬。圖2-4提供了回波消除的一個(gè)使用實(shí)例：下行通道的頻率完全覆蓋了上行通道的頻譜；在頻譜重疊的部分使用回波消除技術(shù)。</p><p

56、><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　回波消除使用了一種技術(shù)，發(fā)送方傳輸并記憶發(fā)送的模擬信號。另外一端傳送的新信號和第一方信號的回波混雜在一起。當(dāng)信號被接受到，接受方從信號中去除回波后很好的恢復(fù)出有用的信號（回波為它上次發(fā)送信號的反射）。當(dāng)只有一次回波時(shí)，這個(gè)方法效果很好，但橋接抽

57、頭能夠造成多次回波，這使回波消除速率降低?；夭ㄏ夹g(shù)的費(fèi)用比FDM高，使其競爭力較低。FDM因?yàn)榭梢越档虯TU-R的費(fèi)用和得以廣泛使用。</p><p><b>　　2. DSLAM</b></p><p>　　在參考模型中的接入點(diǎn)也稱作DSLAM。DSLAM基本功能是：</p><p>　　包含一組ATU-C接口；</p>&

58、lt;p>　　將流量從多個(gè)ATU-C統(tǒng)計(jì)服用至一個(gè)連到傳輸網(wǎng)絡(luò)的高速主干上；</p><p>　　將多路復(fù)用的流量從傳輸網(wǎng)絡(luò)上分接并交給對應(yīng)的ATU-C；</p><p><b>　　協(xié)商線路數(shù)據(jù)；</b></p><p>　　作為一個(gè)中央管理平臺；</p><p>　　如信號以ATM包方式傳送至ATU-R，則終結(jié)

59、ATM；</p><p>　　選擇時(shí)延路徑，也就是將下行的負(fù)載分類為高時(shí)延或低時(shí)延。</p><p>　　3.ADSL信道和傳輸類型</p><p>　　ADSL數(shù)據(jù)的為數(shù)據(jù)流可分為7個(gè)信道同時(shí)傳輸，見表2-2。信道分兩大類型：單工模式，數(shù)據(jù)只能一個(gè)方向傳輸；雙工模式，數(shù)據(jù)可以雙向傳輸。前面4個(gè)信道以單工模式運(yùn)行，定義為ASO、AS1、AS2、AS3，可以獨(dú)立運(yùn)行；

60、剩下的3個(gè)信道LS0，LS1，LS2和LS3以雙工模式工作。所有的信道是一一對應(yīng)的，所以這些信道可以復(fù)用同一物理鏈接。</p><p>　　表2-2 信道支持簡介</p><p>　　第3章 基于有線電視網(wǎng)的寬帶接入</p><p><b>　　3.1 有線電視網(wǎng)</b></p><p>　　有線電視網(wǎng)的初期，為了解決邊

61、遠(yuǎn)地區(qū)電視節(jié)目的收看，改善城市內(nèi)處于高大建筑物陰影區(qū)內(nèi)居民的收視效果，采用了公用天線系統(tǒng)MATV。該方案用一個(gè)具有良好接受效果的公用主天線接收電視信號，經(jīng)適當(dāng)?shù)姆糯筇幚砗笥秒娎|分配給用戶，有效地解決了個(gè)體接收所存在的接收效果差、居民住宅區(qū)屋頂天線林立的問題。MATV的特點(diǎn)是只接收和差轉(zhuǎn)開路廣播電視信號，頻道少，傳輸距離短，覆蓋范圍一般僅局限與住宅樓、辦公樓等。</p><p>　　由于MATV系統(tǒng)節(jié)目容量小，支持

62、的用戶數(shù)量小，在其基礎(chǔ)上通過引入更多的節(jié)目信號源和相應(yīng)的前端設(shè)備，形成了以電纜為傳輸煤體的閉路電視系統(tǒng)。閉路電視系統(tǒng)的節(jié)目數(shù)量和用戶覆蓋范圍大大超出了原來公用天線系統(tǒng)，從而覆蓋范圍擴(kuò)大到成片住宅小區(qū)、企事業(yè)單位，方便了本系統(tǒng)內(nèi)自辦節(jié)目的播出。</p><p>　　隨著閉路電視系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對信號的遠(yuǎn)距離傳輸、分配、前端設(shè)備性能等均提出了更高的要求。為了進(jìn)一步擴(kuò)大有線電視的覆蓋范圍，使之從局部網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到城域網(wǎng)

63、規(guī)模，采用了多路微波分配系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)、光纖電纜混合系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。</p><p>　　進(jìn)入90年代中期以來，以Internet為代表的信息高速公路成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著光纖傳輸技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有線電視網(wǎng)絡(luò)也發(fā)生了革命性的變化。有線電視網(wǎng)絡(luò)光纖化已成為一種趨勢，光纖/同軸電纜混合（HFC）系統(tǒng)以其頻帶寬、容量大、成本低、雙向性好、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為有線電視系統(tǒng)的主要模式。由于有線

64、電視網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)帶寬寬、用戶覆蓋面大的優(yōu)點(diǎn)，而成為多媒體寬帶接入網(wǎng)的最佳選擇之一。</p><p>　　HFC網(wǎng)絡(luò)一般利用 5～40Hz頻帶作為上行通信信道，50MHz～1000GHz作為下行信號通道，這種具有非對稱雙向傳輸功能的結(jié)構(gòu)，使有線電視網(wǎng)絡(luò)具有廉價(jià)、寬帶、多功能的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了分配型業(yè)務(wù)和交換型業(yè)務(wù)在有線電視網(wǎng)中的統(tǒng)一。</p><p>　　3.1.1 有線電視的組成、特點(diǎn)與分類&l

65、t;/p><p>　　有線電視系統(tǒng)是一個(gè)為了完成電視信號的傳輸而右各種互相聯(lián)系的部件設(shè)備組成的整體。一般的有線電視系統(tǒng)主要由信號源、前端、干線傳輸和用戶分配等四部分組成。圖3-1顯示出了傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)的組成的原理方框圖。</p><p>　　1.傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)的組成。</p><p>　　傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)絡(luò)利用帶通傳輸系統(tǒng)將電視信號沿下行方向從前端傳向用戶，并利用頻分

66、復(fù)用方式承載多個(gè)模擬信號。為了支持這種帶通分配結(jié)構(gòu)，前端主要由三種關(guān)鍵部分組成，即調(diào)制器、變頻器和信號混合器。調(diào)制器是將一個(gè)視頻信號和相應(yīng)的伴音調(diào)制成一個(gè)具有8MHz帶寬的、由殘留邊帶調(diào)幅視頻信號和調(diào)頻伴音信號組成的中頻信號；變頻器將此8MHz帶寬的中頻信號變換成指定的電視頻道頻率；最后由信號混合器將所有頻道的射頻信號混合后送入干線傳輸系統(tǒng)加以分配。</p><p><b>　　圖3-1</b&g

67、t;</p><p>　　在傳統(tǒng)的單向廣播式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶分享這一相同的樹枝型網(wǎng)絡(luò)及其廣播寬帶，用戶可以通過調(diào)諧器調(diào)諧接收到取得授權(quán)的任何一個(gè)頻道。網(wǎng)絡(luò)中接收同一頻道的用戶數(shù)或不同頻道組合的用戶數(shù)不受限制。換句話說，就是有線電視網(wǎng)絡(luò)可以保證所有用戶沒有任何障礙的接收其廣播信號。</p><p><b>　　（1）信號源</b></p>&l

68、t;p>　　信號源是有線電視系統(tǒng)電視節(jié)目的信息源，它一般包括電視接收天線、調(diào)頻廣播接收天線、衛(wèi)星電視地面接收站、微波接收機(jī)和有線電視臺自辦的節(jié)目等。</p><p><b>　?。?）前端</b></p><p>　　前端是指在有線電視系統(tǒng)中用以處理接收到和自辦的、需要分配的節(jié)目信號的一系列設(shè)備。前端位于信號源和干線傳輸系統(tǒng)之間，其任務(wù)是把信號源從來的信號進(jìn)行濾

69、波、變頻、放大、加擾、調(diào)制、混合等，使其適于在干線傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸和付費(fèi)管理。它包括頻道處理器、頻道變換器、加擾系統(tǒng)、調(diào)制器、混合器以及需要分配的各種信號的發(fā)生器等。</p><p><b>　　（3）干線傳輸系統(tǒng)</b></p><p>　　干線傳輸系統(tǒng)是一個(gè)傳輸網(wǎng)，由一系列把前端接收處理混合后的電視信號傳送到用戶分配系統(tǒng)的設(shè)備組成。它主要包括各種類型的干線放大器

70、、干線電纜、干線光纜、光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、多路微波分配系統(tǒng)和調(diào)頻微波中繼等。其任務(wù)是把前端輸出的高頻電視信號高質(zhì)量地傳輸給用戶分配網(wǎng)，傳輸方式主要有同軸電纜、微波和光纖。</p><p>　　同軸電纜傳輸是最簡單的一種干線傳輸方式，具有成本低、設(shè)備可靠、安裝方便等優(yōu)勢。但因?yàn)殡娎|對信號電平損失較大，每隔幾百米就要安裝一個(gè)干線放大器來提高信號電平，由此引入較多的噪聲和非線性失真，使信號質(zhì)量受到影響。</p&g

71、t;<p>　　2.有線電視系統(tǒng)的分類</p><p>　　有線電視系統(tǒng)根據(jù)其規(guī)模大小，干線傳輸方法、頻道利用方式和傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為若干類型：</p><p>　?。?）按用戶數(shù)量分：</p><p>　　A類系統(tǒng)：100000個(gè)用戶以上的城市有線電視網(wǎng)；</p><p>　　B類系統(tǒng)：3000～10000個(gè)用戶的住宅小區(qū)或大

72、型企業(yè)生活區(qū)內(nèi)的大型閉路電視網(wǎng)；</p><p>　　C類系統(tǒng)：500～3000個(gè)用戶的住宅小區(qū)或大型建筑內(nèi)的中型閉路電視網(wǎng)；</p><p>　　D類系統(tǒng)：500個(gè)用戶以內(nèi)的小型閉路電視網(wǎng)。</p><p>　?。?）按干線傳輸方法分為：</p><p>　　同軸電纜系統(tǒng)、光纜系統(tǒng)、多頻道微波分配系統(tǒng)、衛(wèi)星電視分配系統(tǒng)、光纜與電纜混合系統(tǒng)以

73、及雙向查系統(tǒng)等。</p><p>　　（3）按頻道利用方式分為：</p><p>　　非鄰頻傳輸系統(tǒng)和鄰頻傳輸系統(tǒng)。</p><p>　　（4）按系統(tǒng)交互特性分：</p><p>　　單向廣播式傳輸分配系統(tǒng)；</p><p>　　雙向交互式按需分配接入系統(tǒng)。</p><p>　　（5）按傳輸?shù)男?/p>

74、號形式分：</p><p>　　模擬信號傳輸分配系統(tǒng)；</p><p>　　模擬和數(shù)字信號混合傳輸分配系統(tǒng)。</p><p>　　3.傳統(tǒng)同軸電纜網(wǎng)絡(luò)存在的問題</p><p>　?。?）可靠差，維護(hù)困難</p><p>　　在傳統(tǒng)的以同軸電纜為傳輸干線的有線電視網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的有源部件，如干線放大器、分配放大器等。

75、因此，任何放大器故障都會造成該放大器以下的所有用戶信號中斷。因此，減少網(wǎng)絡(luò)中的放大器數(shù)量不僅可以減少系統(tǒng)成本，而且可以大大增加系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　（2）信號質(zhì)量低</b></p><p>　　傳統(tǒng)同軸電纜電視系統(tǒng)存在的另外一個(gè)問題是用戶接受信號質(zhì)量的降低。由于同軸電纜干線傳輸系統(tǒng)需要采用大量的放大器來補(bǔ)償因電纜損耗而衰減的信號，從而造成系統(tǒng)載噪

76、比的下降，引入非線性失真。</p><p><b>　　（3）頻道容量小</b></p><p>　　傳統(tǒng)同軸電纜有線電視網(wǎng)絡(luò)存在的問題限制了其規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和他在多媒體寬帶中的應(yīng)用，因而導(dǎo)致了新一代有線電視網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——光纖同軸電纜混合網(wǎng)HFC的誕生。</p><p>　　3.1.2 HFC有線電視網(wǎng)</p><p>

77、　　HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是在20世紀(jì)80年代后提出來的，有效地解決了傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)在支持傳統(tǒng)電視廣播方面存在的問題。它采用先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)并利用新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌@著地增加了提供給沒一個(gè)用戶可用的寬帶；通過采用數(shù)字傳輸和復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，有效地增加了上下行通道的承載能力</p><p><b>　　1.光纖干線傳輸</b></p><p>　　有線電視領(lǐng)域從80年代便開始了

78、利用光纖來代替?zhèn)鹘y(tǒng)干線中繼傳輸所用的同軸電纜和與之相應(yīng)的放大器。由于光纖傳輸系統(tǒng)在長局里傳輸時(shí)具有非常低的信號損耗，因而顯著地減少了前端至每一個(gè)最終用戶間的放大器數(shù)量。更進(jìn)一步，由于光纖傳輸比同軸電纜的抗外界電磁干擾能力更強(qiáng)，因而有助于保證傳輸?shù)膱D象信號質(zhì)量，同時(shí)滿足無線電頻管理部門對電磁兼容特性惡毒要求。</p><p>　　2.HFC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　在HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中

79、，它不僅僅是利用光纖來代替同軸電纜做干線中繼，而更中要的是引入光節(jié)點(diǎn)，光節(jié)點(diǎn)的主要功能是完成干線光纖中繼和同軸電纜分配網(wǎng)之間信號的光電轉(zhuǎn)換。結(jié)構(gòu)如圖3-2。</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　HFC采用的這種節(jié)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增加了系統(tǒng)的可靠性。正個(gè)網(wǎng)絡(luò)被分成若干個(gè)小區(qū)以后，各個(gè)小區(qū)相互獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)中任何一點(diǎn)的失效都不會造成大面積的影響。而只

80、限定在一小部分特定用戶內(nèi)，因而它在用光纖代替同軸電纜減少放大器數(shù)量使可靠性增加的基礎(chǔ)上，使可靠性得到進(jìn)一步的提高。</p><p>　　3.2 HFC寬帶接入網(wǎng)</p><p>　　HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的提出不僅解決了傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)在支持廣播電視方面的問題，而且通過引入雙向可交換式寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，得以支持大范圍用戶的寬帶應(yīng)用。HFC網(wǎng)絡(luò)采用先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)并利用新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，有效地利用?shù)字傳

81、輸技術(shù)增加了上下行通道的承載能力，具備了承載雙向交互式寬帶業(yè)務(wù)的能力。</p><p>　　3.2.1 雙向傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法</p><p>　　為提供交互式多媒體業(yè)務(wù)，CATV網(wǎng)必須是雙向的。傳統(tǒng)CATV網(wǎng)一直是單向的，僅能提供信號的單向傳輸下行傳給用戶，而這對開展新業(yè)務(wù)應(yīng)用是不夠的，CATV網(wǎng)可以通過改進(jìn)來提供回傳通路或上行通信。有線電視系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)殺向傳輸有空間分割法和頻率分割法。<

82、;/p><p><b>　　1.空間分割法</b></p><p>　　空間分割法是采用雙電纜完成光節(jié)點(diǎn)以下信號的上下行傳輸。然而對有線電視系統(tǒng)來說，鋪設(shè)雙同軸電纜完成雙向傳輸，由于成本太高，因而幾乎是不可能的。目前空間分割法是采用有線電視網(wǎng)與普通電話網(wǎng)相結(jié)合，利用高速線纜調(diào)制解調(diào)器通過有線電視網(wǎng)傳送下行的信號，利用常規(guī)模擬調(diào)制解調(diào)器通過PSTN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上行信號的傳輸。&l

83、t;/p><p><b>　　2.頻率分割法</b></p><p>　　頻率分割法則是將電纜的工作頻率做分割，利用不同的頻帶實(shí)現(xiàn)上下行信號的傳世一般低頻用于上行信道，高頻用于下行信道。以分割頻率的高低不同，它又可分為：</p><p>　　低分割：分割頻率為30～40MHz</p><p>　　中分割：分割頻率為100MH

84、z左右</p><p>　　高分割：分割頻率為200MHz左右</p><p>　　高中低三中分割方法的選擇主要取決于系統(tǒng)的功能和所需的傳輸?shù)男畔⒘俊Ｔ陔p向有線電視系統(tǒng)中，要求傳輸系統(tǒng)具有雙向傳輸功能，這就要求在傳輸系統(tǒng)中采用的放大器必須能夠雙向放大。雙向有線電視系統(tǒng)目前主要采用頻率分割的方式，即用不同的頻段分別傳輸上行和下行信號。我國采用5～30MHz頻段傳送商行信號，48MHz以上頻率

85、傳送下行信號，30～48MHz為保護(hù)帶，以見效由于濾波器特性不夠完善而造成的頻帶交叉影響。</p><p>　　雙向放大器的基本組成如圖3-3。放大器的輸入和輸出端都接有分波器，把上行和下行信號進(jìn)行分離或混合，使上行信號進(jìn)入各自的通道進(jìn)行調(diào)整和放大。</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　3.2.2 HFC寬帶接入網(wǎng)

86、的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) </p><p>　　在HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，模擬電視和數(shù)字電視、電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雜中心局進(jìn)行綜合。模擬和數(shù)字電視、電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)合用一臺下行光發(fā)射機(jī)，將下行業(yè)務(wù)用一根光纖傳輸至相應(yīng)的光節(jié)點(diǎn)。在光節(jié)點(diǎn)處，將下行光信號變換成射頻信號。每個(gè)光節(jié)點(diǎn)可分出若干條雙向同軸電纜線，以星-樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜Y(jié)構(gòu)覆蓋約500戶用戶。從用戶來的電話和數(shù)據(jù)信號在綜合業(yè)務(wù)用戶單元（ISU）處變換為上行射頻信號，送到光節(jié)點(diǎn)變換成光信號

87、。通過上行發(fā)射機(jī)和光纖傳回中心局，由上行光接收機(jī)接收并變換成射頻信號，將電話信號送至主數(shù)字終端HDT與PSTN電話網(wǎng)互連，將用戶上行控制信號送到服務(wù)器。圖3-4為寬帶用戶網(wǎng)絡(luò)示意圖。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　3.3 HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)與線纜調(diào)制解調(diào)器</p><p>　　HFC寬帶接入的一個(gè)重要市場之一

88、是數(shù)據(jù)服務(wù)，如因特網(wǎng)的接入業(yè)務(wù)。因特網(wǎng)的接入是一個(gè)非對稱的業(yè)務(wù)，這意味著來自前端的數(shù)據(jù)多于送往前端的數(shù)據(jù)，而這正是有線電視網(wǎng)低分割的寬帶分布特點(diǎn)。而且有線電視網(wǎng)應(yīng)用廣泛，能為大量用戶迅速的提供服務(wù)。在有線電視網(wǎng)絡(luò)上開展數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵 是線纜調(diào)制解調(diào)器Cable Modem的發(fā)展。</p><p>　　1. 線纜調(diào)制解調(diào)器</p><p>　　有線電視HFC網(wǎng)傳輸?shù)氖悄M信號RF信號。如

89、果用它來傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，就要使用線纜調(diào)制解調(diào)器。線纜調(diào)制解調(diào)器是一種可以通過有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入的裝置，其作用是對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，在一定頻率范圍內(nèi)，利用有線電視網(wǎng)線纜將信號傳輸出去，接收方再對這一信號進(jìn)行解調(diào)，還原出數(shù)據(jù)。Cable Modem通常有兩個(gè)接口，一個(gè)用來接墻上的有線電視接口，另一個(gè)與計(jì)算機(jī)相連。Cable Modem有多種與計(jì)算機(jī)連接方式，但以太網(wǎng)10Base-T接口是最常見的也是目前最可行的，這樣可以直接與一個(gè)局域網(wǎng)

90、相連。</p><p>　　線纜調(diào)制解調(diào)器也是通過調(diào)頻或調(diào)幅對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的，這也同電話調(diào)制解調(diào)器的物理層傳輸機(jī)制一致。Cable Modem的速率范圍很大，在下行方向速率可從很低直到36Mbit/s。在上行方向，速率最高可達(dá)10Mbit/s。</p><p>　　在線纜調(diào)制解調(diào)器中，非對稱的線纜調(diào)制解調(diào)器可能要比對稱方式更為常見。在非對稱方式中，下行通道要比上行通道占用大的多的頻率帶寬。

91、原因是現(xiàn)在的Internet等顯然是一種非對稱的應(yīng)用方式，如WWW瀏覽這樣的應(yīng)用，通常是從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的下行方向向電腦傳送大量的數(shù)據(jù)，而用鼠標(biāo)點(diǎn)擊產(chǎn)生的如URL請求命令以及發(fā)送電子郵件在上行方向只占用很少的頻帶。而圖象、聲音、視頻等多媒體數(shù)據(jù)流在下行方向占用頻帶則是相當(dāng)大的。</p><p>　　第4章 FTTx+LAN接入網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　4.1 FTTx接入網(wǎng)絡(luò)</p>

92、;<p>　　從發(fā)展的角度講，基于銅質(zhì)雙絞線和同軸電纜的各種寬帶接入技術(shù)都只是一種過度性措施，可以暫時(shí)滿足一部分較有需要的新業(yè)務(wù)。但如果真正解決寬帶多媒體業(yè)務(wù)的接入，就必須將光纖引入到接入網(wǎng)中。光纖傳輸頻帶寬、容量大、損耗底、受干擾影響小，是適合社區(qū)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的理想傳輸媒體。大容量、高速率的光纖系統(tǒng)在長途干線和本地網(wǎng)中的廣泛使用，形成了一個(gè)寬帶、高速、安全、可靠的傳輸網(wǎng)。繼長途干線和本地傳輸網(wǎng)之后，光纖化也成為接入網(wǎng)的發(fā)

93、展方向。</p><p>　　在引入光纖化方面，目前目前比較成熟的技術(shù)是傳統(tǒng)電信部門的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)（DLC）。這種系統(tǒng)以光纖取代通常距離較長的大芯數(shù)饋線電纜，在業(yè)務(wù)量相對集中的地方設(shè)置進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和配置用戶接口的遠(yuǎn)端站，再以銅線或無線將業(yè)務(wù)引入到戶。</p><p>　　光纖接入網(wǎng)是用光纖作為主要的傳輸媒體來取代傳統(tǒng)的銅線電纜，利用光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）提供用戶側(cè)接口。UNU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)是光

94、接口，而用戶側(cè)是電接口，因此ONU主要是完成光/電和點(diǎn)/光轉(zhuǎn)換功能。根據(jù)ONU向用戶端延伸的位置，光纖接入網(wǎng)又可分為光纖到戶（FTTH），光纖到路邊（FTTC），光纖到大樓（FTTB），光纖到小區(qū)（FTTZ）等幾種方式，一般用FTTx作為各種光纖接入方式的總稱。其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　

95、（1）光纖到路邊</b></p><p>　　FTTC用光纖代替主干銅纜和部分配線銅纜，將ONU設(shè)置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，然后通過雙絞線或同軸電纜連接用戶。這樣FTTC將比傳統(tǒng)的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)的光纖化程度更靠近用戶，增加了更多的光纜共享部分。FTTC比較適合于居住密度較高的住宅區(qū)。</p><p>　　FTTC結(jié)構(gòu)主要適用于點(diǎn)到點(diǎn)或者點(diǎn)大多點(diǎn)的樹形分支拓?fù)洹Ｓ脩魹?/p>

96、居民住宅用戶和小企事業(yè)用戶，典型用戶數(shù)在128個(gè)以下，經(jīng)濟(jì)用戶數(shù)正逐漸降低至8～32乃至4個(gè)左右。</p><p>　　FTTC結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　1）引入線部分是用戶專用的，現(xiàn)有的銅纜設(shè)施仍能利用，因而可以推遲引入線部分的光纖投資，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2）敷設(shè)了一條很靠近用戶的寬帶傳輸鏈路，一旦有更大的寬帶業(yè)務(wù)需要，可以很

97、快地將光纖引至戶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光纖到家的平滑過渡。</p><p>　　3）光纖化程度已相當(dāng)高，因而可充分體現(xiàn)光纖化所帶來的一系列優(yōu)點(diǎn)，諸如節(jié)省管道空間、易于維護(hù)、傳輸距離長，寬帶大等。</p><p>　　圖4-2出示了具有無源NT的FTTC組成結(jié)構(gòu)。來自業(yè)務(wù)提供者網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入節(jié)點(diǎn)（AN）接收到信號后成為下行數(shù)據(jù)，AN的功能類似于HFC中的線纜調(diào)制解調(diào)器。</p><p&

98、gt;<b>　　圖4-2</b></p><p>　?。?） 光纖到樓與光纖到遠(yuǎn)端（FTTR）</p><p>　　FTTB可以看作是FTTC的一種類型，不同之處在于ONU置于大樓內(nèi)，再經(jīng)過雙絞線或者同軸電纜連接用戶。FTTB是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，通常不用于點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)。FTTB的光纖化程度比FTTC更進(jìn)一步，光纖敷設(shè)到樓，因而各個(gè)內(nèi)適于高密度用戶區(qū)，也接近于長遠(yuǎn)發(fā)展

99、目標(biāo)。</p><p>　　還有一種稱為光纖到遠(yuǎn)端的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上也是FTTC的一種變形，只是光網(wǎng)絡(luò)單元ONU位于離用戶較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端處，可以服務(wù)于更多的用戶，從而降低了成本。</p><p>　　（3）光纖到家和光纖到辦公室</p><p>　　在原來的FTTC結(jié)構(gòu)中，如果將設(shè)置在路邊的光網(wǎng)絡(luò)單元換成無源光分路器，然后將光網(wǎng)絡(luò)單元移到用戶家即為FTTH結(jié)構(gòu)。如果將光網(wǎng)絡(luò)

100、單元放在大企事業(yè)用戶（公司，大學(xué)，研究所，政府機(jī)關(guān)等）終端設(shè)備處并能提供一定范圍的靈活業(yè)務(wù)，則構(gòu)成所謂的光纖到辦公室結(jié)構(gòu)。由于大企事業(yè)單位所需業(yè)務(wù)量大，因而FTTO結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)上比較容易成功，發(fā)展很快?？紤]到FTTO也是一種純光纖連接網(wǎng)絡(luò)，因而可以歸入FTTH。然后由于兩者應(yīng)用的場合不同，因此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也不同。FTTO主要主要用于企業(yè)用戶，業(yè)務(wù)量需求較大，因而適合點(diǎn)到點(diǎn)或環(huán)行結(jié)構(gòu)。而FTTH用于居民用戶，業(yè)務(wù)量需求較小。因而更經(jīng)濟(jì)的方式是點(diǎn)

101、到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)。4.2 局域網(wǎng)（LAN）的基本概念</p><p>　　4.2 局域網(wǎng)（LAN）的基本概念</p><p>　　4.2.1 局域網(wǎng)的基本特點(diǎn)</p><p>　　局域網(wǎng)是現(xiàn)代社會各類辦公環(huán)境的主要支持系統(tǒng)，其基本特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.通信范圍較?。ㄔ?0KM以內(nèi)），可覆蓋一座高樓、一個(gè)建筑群、一個(gè)企業(yè)、一個(gè)

102、校園等，站點(diǎn)數(shù)目有限，路由功能可有可無。</p><p>　　2.數(shù)據(jù)速率較高（幾到幾百M(fèi)bps以上）。</p><p>　　3.誤碼率較低，中間節(jié)點(diǎn)不需要差錯(cuò)控制。</p><p>　　4.各個(gè)站點(diǎn)共享信道資源，需要較復(fù)雜的媒體接入控制（MAC）技術(shù)。</p><p>　　局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)分為：物理層，MAC層，LLC層及高層（未專門定義）如

103、圖4-3所示。MAC層和LLC層合稱為數(shù)據(jù)鏈路層。物理層的功能是編碼及譯碼、同步碼產(chǎn)生與識別、比特流發(fā)送與接收、信道監(jiān)聽等。MAC層的功能是幀的封裝與拆裝（封裝幀交給物理層、拆裝幀給LLC層）、鏈路管理（即媒體接入控制）、尋址、比特差錯(cuò)檢驗(yàn)等。LLC層的功能是建立或釋放數(shù)據(jù)鏈路、標(biāo)識幀的類型、向高層提供單個(gè)或多個(gè)服務(wù)接入邏輯接口、差錯(cuò)檢驗(yàn)等。MAC層與傳輸媒體及傳輸方式有關(guān)，而LLC層與傳輸媒體及傳輸方式無關(guān)。通常，物理層的功能由收發(fā)器

104、來實(shí)現(xiàn)，MAC層的功能由網(wǎng)卡來實(shí)現(xiàn)，而LLC層和高層的功能則由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p>　　4.2.2 局域網(wǎng)分類</p><p>　　按照所采用的技術(shù)，局域網(wǎng)大致可以分類為以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)(Token Ring)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)以及ATM（異步傳輸模式）局域網(wǎng)。具有分類

105、：</p><p><b>　　局域網(wǎng)</b></p><p>　　4.3 FTTx+LAN寬帶接入 </p><p>　　4.3.1 什么是FTTx+LAN</p><p>　　FTTx—Fiber To The （FTTC、FTTZ、FTTB、FTTH、FTTO），光纖到路邊、小區(qū)、大樓、家、辦公室的總稱。</

106、p><p>　　LAN—local area network，局域網(wǎng)。FTTX+LAN光纖局域網(wǎng)，是一種高速接入業(yè)務(wù)。在光纖到小區(qū)基礎(chǔ)上利用局域網(wǎng)通過五類數(shù)據(jù)線，采用共享機(jī)制的以太網(wǎng)交換技術(shù)向用戶提供高速上網(wǎng)，以及如視頻通信、交互游戲、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、局域網(wǎng)高速互連之類的寬帶增值業(yè)務(wù)。</p><p>　　FTTx+LAN （光纖+局域網(wǎng)）用戶接入方式：   

107、; LAN技術(shù)主要采用以太網(wǎng)技術(shù)，以信息化小區(qū)的形式為用戶服務(wù)。在中心節(jié)點(diǎn)使用高速交換機(jī)，為用戶提供FTTZ（光纖到小區(qū)）+LAN(網(wǎng)線到戶)的寬帶接入。用戶只需一臺電腦和一塊網(wǎng)卡，就可享受網(wǎng)上沖浪、VOD（視頻點(diǎn)播）、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和虛擬社區(qū)等服務(wù)。 對于房產(chǎn)開發(fā)商整體開發(fā)的在建或待建的居民住宅小區(qū)，電信局采取與房產(chǎn)商合作的形式，共同建設(shè)信息化小區(qū)。電信局在小區(qū)建設(shè)期間，提前布放光纜及五類線，等到居民入住以后，即可使用寬

108、帶業(yè)務(wù)。另外，對于用戶已入住的小區(qū)，對電腦擁有率較高、有使用寬帶業(yè)務(wù)意向的居民較多、用戶比較集中的優(yōu)先發(fā)展建設(shè)成為信息化小區(qū)。電信局同樣可以提供光纖到企業(yè)、光纖到大樓的服務(wù)，用于滿足集團(tuán)用戶的寬帶業(yè)務(wù)需求。如圖4-4所示。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　4.3.2 FTTx+LAN的特點(diǎn)</p><p>　　

109、FTTx+LAN的接入設(shè)備成本低，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，投資規(guī)模小，價(jià)格也比較便宜。而且FTTX+LAN的安裝申請很簡單，通常只要一、兩天就能開通，用戶只要配備一塊10Mbps的網(wǎng)卡就能實(shí)現(xiàn)輕松上網(wǎng)。操作簡單，無需撥號，開機(jī)即可接入互聯(lián)網(wǎng)。不過FTTX+LAN無法像ADSL一樣，單獨(dú)為某個(gè)用戶而開通，它需要小區(qū)綜合布線，使用光纖接入城域網(wǎng)，各社區(qū)樓內(nèi)采用以太網(wǎng)接入到戶，所以在選擇這種接入方式時(shí)要考慮所居住的小區(qū)是否能安裝。&