浅析互联网接入方式

发表时间:2021/5/26   来源:《中国教工》2021年第4期   作者:周海严
[导读] 互联网接入技术指采用何种方式使普通用户接入到城域网、
        周海严
        江苏省盐城技师学院  江苏盐城   224000
        【摘 要】互联网接入技术指采用何种方式使普通用户接入到城域网、骨干网乃至互联网中。主要考虑的因素有采用何种介质、信号如何表达、编码和传输、传输速率和提供哪些服务等。总的看,目前在我国来讲主要有铜缆接入、光纤接入、混合光纤同轴电缆(HFC)接入技术以及正蓬勃发展的无线接入方式等。鉴于我国普通用户常见接入方式,这里主要介绍前两种接入方式。
    【关键词】铜缆接入、ADSL、光纤接入、PON
        一、铜缆接入(DSL技术——数字用户线技术)
        早期的铜线接入技术,即借助电话线路,通过调制解调器拨号实现用户接入的方式(接入到PSTN网),速率达56kbit/s(通信一方应为数字线路接入),但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。虽然铜线的传输带宽有限,但由于电话网非常普及,电话线占居着全世界用户线的90%以上,如何充分利用这部分宝贵资源,采用各种先进的调制技术和编码技术,提高铜线的传输速率,是接入网宽带化的重要任务,目前,以电话线为传输介质的宽带接入技术主要有以下几种。
        1、高速数字用户环路(HDSL)技术
        HDSL是数字用户线技术中的一种,它采用高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器,进行线路均衡,消除线路串音,实现回波抑制,不需要再生中继器。上、下行速率一致,速率在1.544至2.048Mbps之间,传输距离为4到7KM。
        2、非对称数字用户环路(ADSL)技术
    ADSL是一种非对称的数字用户环路,即用户线的上行速率和下行速率不同,上行速率较低,下行速率则比较高,特别适合传输多媒体信息业务。
        目前我国普通用户如果选择电话线接入到互联网中(当前的骨干网都是采用光纤搭建起来的,比如ATM网等),往往采用ADSL技术。其结构如下图1所示。而最新的ADSL2+技术成熟,成本低,互通性好,下行速率能够达16Mbit/s,上行速率能够进一步提高到2Mbit/s左右,是提供中低速率接入的主要手段。

图1
        3、超高速数字用户环路(VDSL)技术
        VDSL和ADSL技术相似,也是一种非对称的数字用户环路技术,采用频分复用方式,VDSL比ADSL的传输速率更高。VDSL在一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行1.6~2.3Mbit/s,下行12.96~55.2Mbit/S(目前最高达到155Mbit/s),但传输距离比ADSL也低得多,典型的传输距离为0.3~1.5km。        
        4、对称数字用户线(SDSL)
        使用一对铜双绞线对在上、下行方向上实现E1/T1传输速率的技术,是HDSL的一个分支。它采用2B1Q线路编码,上行与下行速率相同,传输速率由几百Kbps到2Mbps,传输距离可达3公里左右。
        补充一点的是,像早期的PSTN网接入方式、ISDN网接入方式(俗名“一线通”)和DDN网接入,随着时代的发展和技术的进步已基本淘汰了。随着光纤技术的发展、用户对带宽的不断需求,光纤接入也在逐渐挤占基于电话线的DSL接入技术的市场空间。
        二、光纤接入技术
        1、按照接入技术分类的宽带用户数(截至2009年底)见下图2所示。
        
        图2
        说明:FTTX为光纤接入,CABLE为同轴电缆接入,DSL为铜缆(电话线)接入。由此图可见,中国、日本、韩国的FTTX接入比例高,北美的CABLE接入比例高,欧洲的DSL比例高。光纤接入可以为用户提供更高的带宽,随着这几年的发展,我国的FTTX接入方式比例越来越高,甚至成为目前主流的接入互联网技术。
        2、AON、PON光纤接入技术
        AON(ActiveOpticalNetwork)称之为有源光网络,指局端到用户端存在电子电源。PON(PassiveOpticaOptical Network)称之为无源光网络,其是指在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN),没有任何有源电子设备。PON技术是目前最为主流的光纤接入技术,其为点到多点接入方式。再次强调,至于局端或是城域网或是骨干网究竟如何不属于这里所探讨的话题。
        有源光网络又分为基于PDH(上个世纪80年代的光传输技术,现已基本被淘汰)的AON和基于SDH(上个世纪90年代的光传输技术,现在仍然使用,但也正面临被MSTP、ASON和PTN等淘汰)的AON。
        无源光网络包括基于ATM网的APON、基于以太网的EPON(IEEE802.3ah标准)和在APON基础之上发展起来的GPON(G.984标准)。EPON将以太网技术与PON技术完美结合,非常适合IP业务,简单成本低,相关产品成熟较早,被日韩广泛使用,核心芯片产量大。GPON采用GEM封装,速率高,管理性好,支持多业务,得到欧美运营商的支持,但目前成本高于EPON。今天,EPON还是我国光接入的主流,但GPON由于其技术和产业链的日趋成熟,以及主流设备商的强力推进,已显现出良好的上升势头。中国电信和中国联通目前以EPON为主,宽带市场的新军中国移动则更倾向于GPON。
        3、基于PON技术光纤接入的一些基本概念
        (1)OLT:光线路终端,指光接入网的局端设备。由光分路器件将OLT的光信号分到树形网络的各个ONU(见下一个概念)。
        (2)ODN:光分配网,主要由光缆、分光器、光连接器等无源光器件组成的网络。
        (3)ONU:光网络单元,指光接入网的远端(用户端)设备。一个OLT可接多个PON口,所能接的PON口数量与不同厂家的不同型号设备等有关,目前来说OLT端的设备可插入5到16个PON线卡,每个线卡可支持4到8个PON口,所以计算下来,一个OLT最多可支持128个PON口。一个PON口和分光器之间通过一根光纤相连,分光器的分光比率一般有1:16、1:32和1:64,即一个PON口通过分光器最多可接64个ONU。目前一个ONU可接1个或8个或16个或24个用户。计算一下,一个OLT(局端)最多可接128×64×24=196608个用户。当然这个值是个理论值,因为受到总带宽的限制且考虑到每个用户对带宽的实际需求,实际应用中一个OLT局端接不了这么多用户。当然,光通信技术在不断发展,对于未来,我们充满遐想。
        4、根据光网络单元(ONU)的位置,光纤接入方式有:FTTB、
FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF、FTTP、FTTN、FTTD。
三、无线接入技术
        由于智能手机等移动设备的广泛应用,可以看到无线接入技术在飞速发展,但由于受到无线通信技术自身所带来的瓶颈,我们可以看到一个城市的城域网,一个地区的骨干网仍然将采用带宽高、稳定性好、安全性高等的光纤通信技术。但可以预料到无线接入技术将成为接入技术中的一个非常重要的成员。
     总之,随着互联网技术和应用的不断发展,互联网接入技术也在不断发展、创新之中。可以看到,普通用户接入互联网越来越容易,越来越方便。这为互联网+得以更加深刻地影响、改变工业生产和百姓生活奠定了坚实的基础。
        参考文献:
        [1]《计算机网络》电子工业出版社 谢希仁 编著
        [2]《计算机网络技术与应用》(第2版) 电子工业出版社 段标 张玲 主编
作者简介:周海严(1983.08- ),男,汉,???安徽省合肥市,本科,讲师,?研究方向:计算机网络技术
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