宽带网络技术研究与发展述评

范 玲 甘为民

（中国联合网络通信有限公司哈尔滨市分公司，黑龙江 哈尔滨 150001）

宽带网络技术研究与发展述评

范 玲 甘为民

（中国联合网络通信有限公司哈尔滨市分公司，黑龙江 哈尔滨 150001）

提供高速大容量的信息己成为通信技术的一个重要课题，特别是随着因特网的高速发展，人们对宽带业务的需求也越来越高。宽带接入网技术众多，各有其特点，本文对现有宽带网络技术的技术特性进行了述评，并对今后宽带接入网的发展趋势进行了展望。

宽带接入网；宽带业务；宽带网络

1 宽带主干网技术

1.1 IP over SDH技术

它使用链路及PPP协议对IP数据包进行封装，把IP分组根据RFC1662规范简单地插入到PPP帧中的信息段中，然后再由SDH通道层的业务适配器把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净荷中，再经过SDH传输层和段层，把净荷装入一个SDH帧中，最后到达光层，在光纤中传输。采用高速光纤传输，以点对点方式提供从STM1到STM64甚至更高的传输速率。其中IP over SDH技术也简称为POS技术，也就是将IP包直接封装到SDH帧中，提高了传输的效率。特点为：（1）对IP路由的支持能力强，具有很高的IP传输效率。（2）符合Internet业务的特点，如有利于实施多路广播方式。（3）能利用SDH技术本身的环路达到链路纠错，提高了网络的稳定性。（4）省略了不必要的ATM层，简化了网络结构，降低了运行费用。（5）仅对IP业务提供好的支持，不适于多业务平台。（6）不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量保障。（7）对IPX等其它主要网络技术支持有限。

2 宽带接入技术

2.1 铜线接入

2.1.1 非对称数字用户环路（ADSL）

ADSL属于铜线接入技术，是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。它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，根据用户使用各种多媒体业务的特点，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。

2.1.2 高比特率数字用户线（VDSL）

VDSL是ADSL的升级，是DSL技术根据HDTV、视频会议以及对称/非对称业务的需要而发展的技术。该技术是在94年下半年提出，目的就是为了能在双绞线上实现比ADSL更高的传输速率。VDSL提供了更高的带宽，满足更多的业务需求，它除了支持与ADSL相同的应用外，还支持包括高保真音乐、高清晰度的电视，多通道视频业务、MPEG-2图象等，是真正的全业务接入（FSAN）手段。它的特点是传输速率快，有效距离短，速率可变自适应，并可以按照要求配制成对称和非对称两种传输模式。

2.2 光纤同轴（HFC）接入技术

Cabel Modem是一种基于光纤-同轴混合网（HFC）基础上的一种技术，可在不影响有线电视广播的频带内实现对互联网信息的接入与访问。它的下行传输速率可以达到10Mbps～30Mbps，上行速率可以在512kbps以上。这种技术的另一个突出的优点是，它只占用了有线电视系统可用频谱中的一小部分，因而用户上网时不影响收看电视和使用电话。

2.3 以太网接入技术

原本主要应用于计算机网络的以太网技术，由于技术上的发展，使得以太网的传输距离大为扩展，完全可以满足接入网和城域网数据通信的需求。由于具有性能价格比好、可扩展、易安装的特点，这一技术正在成为为企事业用户提供高速接入的主要手段，目前全球企事业用户80%以上都采用以太网接入。

2.3.1 固定无线接入

2.3.1.1 多点多信道分布式系统（MMDS）

MMDS最初用于单向传输的影像广播服务，包括城市与城市之间的无线网络系统。现在则可以采用双向的数据业务传输，允许更加灵活地使用MMDS频谱。而LMDS技术，则属于区域性的无线技术，可被应用在城市内、郊区等小范围的通信网络。

2.3.1.2 自由空间光通信（FSO）

激光无线通信与以往的利用电磁波（radio）的无线通信相比，具有容量大、发射装置和功率小、不用政府特许证、对人体无影响等优点。但容易受到天气和障碍物的影响，一般用于近距离室内通信，如各种遥控信号的传递、微机间和手机间的数据通信等。现在开始应用到室外通信，但需要使用抗天气劣化的自适应技术。自由空间光通信（FSO）使用光脉冲调制信号，按照FSO联盟的规定可以采用两个红外线波长：长波长1550nm和短波长800nm。以提供100、155和622Mbps的数据速率。

2.4 移动无线接入

2.4.1 宽带无线局域网络（WLAN）

无线局域网络是便携式移动通信的产物，终端多为便携式微机。其构成包括无线网卡、无线接入点（AP）和无线路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列标准，它们主要用于解决办公室、校园、机场、车站及购物中心等处用户终端的无线接入。

2.4.2 蓝牙技术

蓝牙采用2.4GHz的ISM（工业、科研和医疗）频段，不受各国频率分配不统一的影响；采用FM调制方式，降低了设备成本；采用快速跳频、正向纠错（FEC）和短分组技术，可减少同频干扰和随机噪声，使无线通信质量有所提高。蓝牙的传输速率为1Mb/s，传输距离约10米，加大功率后可达100米。

2.4.3 无线ATM网络

由于无线ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异，一些新的问题，如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等，必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外，还要增加与无线通信有关的无线物理层（PHY）、介质访问控制层（MAC）、数据链路控制层（DLC），以及相应的无线控制功能，这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制，DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式；MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。

2.4.4 蜂窝移动无线通信系统

目前，国内外的主流系统是2G，它采用TDMA/CDMA和数字调制，提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务，为了提供自由的移动多媒体接入，例如话音、可视电话和高速数据传输，则需要发展3G和超3G移动通信系统。

3 宽带网络接入技术发展趋式

3.1 无线接入

3.1.1 高业务量

2010年，在3G系统中将广泛采用多媒体业务，上下行链路的话音和多媒体业务量之间的比率预计约为1:2。到2010后，假若多媒体业务量年增长率为40%，那么它将是目前水平的23倍，多媒体和话音业务量的比率将是10:1。为了适应业务量的高速增长，到2010年，频宽将增加160MHz。因此，对4G系统的研究包含提供频谱利用率和开发新的频段，以适应用户业务量的增长。

3.1.2 高机动性

4G 蜂窝系统将对移动用户提供至少2Mbps的数据率。尽管高数据率系统实现高机动性相当困难，但5.8GHz的智能传输系统实现这一要求是可能的。上述是专用于运输车辆的通信系统，但它将向通用系统发展，将在毫米波频段提供50～200Mbps的数据率。

3.1.3 覆盖地域广和不同系统之间的无缝隙漫游

由于未来系统的目标数据率将比目前系统高两个数量级，蜂窝半径将缩小；但是，利用距地面高20公里的同温层平台（HAPS）可以实现广域覆盖。同时，对户内WLAN、户外宽带接入系统和ITS等其他系统的平滑切换，是未来系统的极其重要的功能。实现这种漫游功能的第一步是构造基于IP技术的网络，支持下一代Internet。

3.1.4 低成本

鉴于到2010年，4G系统的每单位面积的容量将是3G蜂窝系统的10倍，而传输信息的成本将大幅度下降。

3.1.5 无线QoS资源控制

无线系统使用有限的资源（频率和发射功率），而且易于受拥塞的影响，因此无线QoS资源控制对于保证服务质量、支持各种应用和不同类型的服务将发挥重要作用，同时也是扩大用户数量的重要保证。

[1]王志立，欧晓鸥，刘莉.宽带网络流媒体技术的应用与发展.电子工程师，2006-12-15.

[2]石亚平.《宽带网络实用技术系列》简介.微计算机应用，2001-08-15.

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