接入网介绍

所谓 接 入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，应而被形象地称为"最后一公里"。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，应此， 接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。 接 入网的 接 入方式包括铜线（普通电话线） 接 入、光纤 接 入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合 接 入、无线 接 入和以太网 接 入等几种方式。目前，世界各通信发达国家都在投巨资使 接入网数字化、光纤化。我国将可能在2015年实现全部用户 接入光纤化。

一、接入网的概念

　　国际电联标准部（ITU—T）根据近年来电信网的发展演变趋势，提出了接入网的概念。

　　从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。 公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。

　　二、宽带有线接入网技术

　　宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的ADSL技术、基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。

　　1．基于双绞线的ADSL技术

　　非对称数字用户线系统（ADSL）是充分利用现有电话网络的双绞线资源，实现高速、高带宽的数据接入的一种技术。ADSL是DSL的一种非对称版本，它采用FDM（频分复用）技术和DMT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。

　　从实际的数据组网形式上看，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七层模型的物理层。它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开封。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 和接入多路复用系统DSLAM,,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8Mbps的下行传输速率和1Mbps的上行速率，比传统的28.8Kbps模拟调制解调器将近快200倍，这也是传输速率达128Kbps的ISDN（综合业务数据网）所无法比拟的。与电缆调制解调器（Cable Modem）相比，ADSL具有独特的优势是：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，但考虑到将来会有越来越多的用户在同一时间上网，电缆调制解调器的性能将大大下降。另外，电缆调制解调器的上行速率通常低于ADSL。

不容忽视的是，目前，全世界有将近7.5亿铜制电话线用户，而享有电缆调制解调器服务的家庭只有1200万。ADSL无须改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务，由于技术成熟，产量大幅上升，ADSL已开始进入大力发展阶段。

　　目前，众多ADSL厂商在技术实现上，普遍将先进的ATM服务服务质量保证技术融入到ADSL设备中，DSLAM（ADSL的用户集中器）的ATM功能的引入，不仅提高了整个ADSL接入的总体性能，为每一用户提供了可靠的接入带宽，为ADSL星形组网方式提供了强有力的支撑，而且完成了与ATM接口的无缝互联，实现了与ATM骨干网的完美结合。

　　2．基于HFC网的Cable Modem技术

　　基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem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其对有线电视网络公司和新成立的电信公司很具吸引力。

　　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Cable Modem的传输介质是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；另外，Cable Modem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务。

　　目前Cable Modem产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS是北美标准，DVB/DAVIC是欧洲标准。

　　欧、美两大标准体系的频道划分、频道带宽及信道参数等方面的规定，都存在较大差异，因而互不兼容。北美标准是基于IP的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于ATM的数据传输系统，侧重于DVB交互信道的规范，具有实时视频传输优势。从目前情况看，兼容欧洲标准的Euro DOCSIS1.1标准前景看好，我国信息产业部——CM技术要求（征求意见稿）类似于这一标准。

　　Cable Modem的工作过程是：以DOCSIS标准为例，Cable Modem的技术实现一般是从87 MHZ—860MHZ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）调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5 MHZ—65 MHZ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）。 CMTS（Cable Modem的前端设备）与 CM（Cable Modem）的通信过程为：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5 —65 MHZ射频信号进入HFC网的上行通道，同时，CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。

Cable Modem的前端设备CMTS采用10Base—T，100Base—T等接口通过交换型HUB与外界设备相联，通过路由器与Internet连接，或者可以直接联到本地服务器，享受本地业务。CM（Cable Modem）是用户端设备，放在用户的家中，通过10Base—T接口，与用户计算机相联。

　　有线电视HFC网络是一个宽带网络，具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范，为电缆调制解调器（Cable Modem）系统的发展提供了保证。与ADSL不同，HFC的数据通信系统Cable Modem不依托ATM技术，而直接依靠IP技术，所以很容易开展基于IP的业务。通过Cable Modem系统，用户可以在有线电视网络内实现国际互联网访问、IP电话、视频会议、视频点播、远程教育、网络游戏等功能。此外，电缆调制解调器也没有 ADSL技术的严格距离限制。采用Cable Modem在有线电视网上建立数据平台，已成为有线电视事业发展的必然趋势。

　　3．基于五类线的以太网接入技术

　　从二十世纪八十年代开始以太网就成为最普遍采用的网络技术，根据IDC的统计，以太网的端口数约为所有网络端口数的85%。1998年以太网卡的销售是4800万端口，而令牌网、FDDI网和ATM等网卡的销售量总共才是500万端口，只是整个销售量的10%。而以太网的这种优势仍然有继续保持下去的势头。

　　传统以太网技术不属于接入网范畴，而属于用户驻地网（CPN）领域。然而其应用领域却正在向包括接入网在内的其它公用网领域扩展。历史上，对于企事业用户，以太网技术一直是最流行的方法，利用以太网作为接入手段的主要原因是：（1）以太网已有巨大的网络基础和长期的经验知识；（2）目前所有流行的操作系统和应用都与以太网兼容；（3）性能价格比好、可扩展性强、容易安装开通以及可靠性高；（4）以太网接入方式与IP网很适应，同时以太网技术已有重大突破，容量分为10/100/1000Mb/s三级，可按需升级，10Gb/s以太网系统也即将问世。

　　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。

　　宽带以太网接入技术具有强大的网管功能。与其它接入网技术一样，能进行配置管理、性能管理、故障管理和安全管理；还可以向计费系统提供丰富的计费信息，使计费系统能够按信息量、按连接时长或包月制等计费方式。

光线接入网采用光纤做为主要的传输媒体来取代传统的双绞线，。由于光纤上传送的是光信号，因而需要在交换局将电信号进行电光转换变成光信号后再在光纤上进行传输。在用户端则要利用光网路单元（ONU）再进行光电转换恢复成电信号后送至用户设备。

根据光纤向用户延伸的距离，也就是ONU所设置的位置，光线接入网又有多种应用形式，如表所列，其中最主要的三种形式是光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到户（FTTH）。

FTTC主要为住宅用户提供服务。ONU放置在路边，从ONU出来用同轴电缆传送视像业务，双绞线对传送普通电话业务，，每个ONU一般可为8～32个用户服务，适合为独门独院的用户提供各种宽带业务，如VOD等。

FTTB有分为两种，一种是为公寓大楼用户服务，实际上只是把FTTC中的ONU从路边移至公寓大楼内；另一种是为办公大楼服务的，ONU设置在大楼内的配线箱处，为大中型企事业单位及商业用户服务，可提供高速数据、电子商务、可视图文、远程医疗、远程教育等宽带业务。FTTB与FTTC并没有什么根本不同，两者的差异在于服务的对象不同，因而所提供的业务不同，ONU后面所采用的传输媒介也有所不同。

FTTH则是将ONU放置在住户家中，有住户专用，。为家庭提供各种综合宽带业务，如VOD、居家购物、多方可视游戏等等。

光纤接入网，特别是FTTH光纤接入网，具有频带宽、容量大、信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务、是实现B-ISDN的最佳方案等优点，因而被认为是接入网的发展方向。但光纤接入网成本昂贵，FTTH平均用户成本平均3000～5000美元，普通用户难以承受。尽管FTTB、 FTTC采用若干用户共用ONU以分摊成本、降低平均成本的方式，但却带来供电困难等问题。此外，适合光纤接入网的OAM&P程序还不完善，这些都限制了它的大规模应用。

近几年来，随着技术的进步，光电器件成本下降，FTTH与FTTC之间的成本差距正在逐步缩小（）。尽管FTTH初期投资高于FTTC，但由于FTTH无外部有源设备，因而可靠性高、供电容易且成本低、运营维护费低、规划费用低等，综合考虑系统寿命成本，FTTH与FTTC已不再存在巨大的成本差距，这将促进FTTC向FTTH的演化