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1.4.3 网络接入技术

1.有线接入方式

1)不对称数字用户线(ADSL)

公用电话网接口是目前应用最广泛的通信接口,它提供300~3400Hz的模拟话音信号通道。为了在这个话音通道里传输数字信息,必须使用调制解调器(MODEM),将用户数据信号调制到用户线的带宽以内。

ADSL设备就是一种扩展用户线带宽的特殊调制解调器,它将一个用户线带宽分为3段信道:最低端为普通电话信道,电话业务仍在原频带内传送,即使ADSL系统出故障或电源中断等也不影响正常的电话业务;紧挨着的是ADSL的双向数据信道,提供160~640kb/s数据传输;最高端为下行(由交换中心到用户)信道,可提供1.5~6Mb/s的高速数据。可见ADSL的上、下行信道的速率不一样,是一种不对称的接入方式。

在ADSL技术基础上发展起来的超高速数字用户线(VDSL),可在300m~1.6km双绞铜线上传送25Mb/s或52Mb/s的数据。ADSL、VDSL的优点是可以共用现有的电话用户网和机房,在世界范围内都得到相当普及的应用。

2)光纤宽带接入

在各种宽带接入技术中,光纤宽带接入技术是最有发展潜力的。在光纤宽带接入中,由于光纤到达位置的不同,有FTTB(Fiber To The Building)、FTTC(FTT Curb)、FTTCab(FTT Cabinet)和FTTH(FTT Home)等4种服务形态,统称FTTx。在FTTx 中,除了FTTH 是光纤已经到达最终用户以外,其他几种光纤离最终用户都还有一段距离,在光信号终接之后,还需要采用金属线接入或无线接入技术,才能实现最终的接入。目前应用较多的是采用电话线的ADSL、VDSL技术,或者WLAN的无线接入技术。

FTTH是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。在FTTH应用中,可以采用点到点(P2P)技术,即媒介转换器,实现用户和局端的直接连接,提供高带宽的接入,适应大中型企业用户的接入。也可以采用点到多点的xPON(Passive Optical Network)技术。PON技术出现较早,在光纤接入中具有优势,它可与多种技术相结合,如与以太网结合产生的EPON(Ethernet PON)。EPON继承了以太网的优势,把全部数据装在以太网帧内传送,成本相对较低。

2.无线接入方式

在实际通信中,长途、干线通信基本是由光纤网络承担,无线通信技术大部分用作短距离接入网。同有线接入相比,无线接入摆脱了线缆的束缚,不受地理位置的限制,不受运动状态的限制,降低了接入的复杂度和成本,随时随地都能接入通信网络,可以方便、快捷地实现信息交流。无线通信技术的飞速发展,产生了众多面向不同场合和应用的无线接入技术。

1)无线局域网接入

无线局域网(WLAN)是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。常见的无线网络协议簇为 IEEE 802.11x。其中802.11数据速率只有2Mb/s。802.11a工作在5GHz频段上,支持54Mb/s的速率;802.11b和802.11g都工作在2.4GHz频段上,速率各为11Mb/s、54Mb/s。服从WLAN协议的接入技术有两种,一种是小功率短距离的Wi-Fi 接入方式,另一种是较大功率和较长距离的WiMAX接入方式。

(1)Wi-Fi。无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)网络的特点是速率较高,可实现几十到几百Mb/s的无线接入,但通信范围较小,不具有移动性,价格便宜,因此主要用于小范围的无线通信。Wi-Fi使用IEEE802.11b、802.11a或802.11g标准通过无线接入点(AP)实现计算机无线互连并接入Internet,其发射采用的是低功率无线电信号,穿透能力不强,室内传输距离约为25~50m;在户外开放的环境里,可达300m左右。

(2)WiMAX。WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)是一项新兴的定位于以IEEE 802.16系列宽带无线标准为基础的无线IP城域网技术。WiMAX可以替代有线和DSL连接方式来提供最后一千米宽带无线接入。一般在5~15km半径范围内,WiMAX可为固定和便携接入提供高达每信道40Mb/s的容量,可以同时支持数百使用2Mb/s连接速度的商业用户或数千使用DSL连接的家庭用户。WiMAX作为移动接入服务时,能在3km半径范围内为用户提供高达15Mb/s的带宽。

2)蓝牙和ZigBee接入

蓝牙(Bluetooth)是一种高速率、低功耗、近距离的微波无线连接技术,主要用于电话、便携式电脑、PDA和其他袖珍型设备的自动连接组网,具有全向传输能力。只要蓝牙技术产品进入彼此的有效范围之内,它们就会立即传输地址信息并组建成网,如在不同设备间组建个域网(PAN)来实现多种移动设备之间的短距离无线连接。它的基本通信速度为750kb/s,目前已能达到4Mb/s甚至16Mb/s。蓝牙采用2.4GHz ISM频段,采用FM调制方式,大大降低了设备成本;采用快速跳频、正向纠错和短分组技术,减少同频干扰和随机噪声,使无线通信质量得以提高。蓝牙在多向性传输方面上具有较大的优势,但若是设备众多,识别方法和速度也会出现问题;蓝牙具有一对多点的数据交换能力,故需要安全系统来防止未经授权的访问。

和蓝牙技术类似,ZigBee也是一种低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,主要用于近距离无线连接。它基于IEEE 802.15.4标准,工作在2.4 GHz和868/928 MHz,用于个域网和对等网状网络。

3)移动通信接入

(1)2G接入。

GSM(Global System for Mobile communications)是一种起源于欧洲的第二代(2G)移动通信技术,采用窄带TDMA(时分多址)技术,允许在一个射频上同时进行8组通话,它的频率范围是900~1800MHz。通过GSM调制解调器(或GSM手机),一路GSM接入的数据速率为9.6kb/s。GSM的升级版,通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)可提供115kb/s的传输速度。进一步改进的EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)技术允许高达384kb/s的数据传输速率。

CDMA(Code Division Multiple Access)与GSM一样,也属于第二代移动通信技术。采用扩频(Spread Spectrum)技术的CDMA(码分多址)技术让每一个用户使用所能提供的全部频谱,具有高效的频带利用率和网络容量。一路CDMA的接入速率和GSM相当,为十几kb/s。

(2)3G、4G接入。

第三代移动通信(3G)业务既包括第二代移动通信的所有业务,也包括3G网络特有的流媒体等新业务。3G业务的主要特征是可提供移动宽带多媒体业务,其中高速的移动环境下支持144kb/s速率,步行和慢速的移动环境下支持384kb/s速率,室内环境下支持2Mb/s速率的数据传输,并提供高可靠的服务质量。因此,3G可以提供高速移动情况下的无线接入,实现移动终端之间直接的视频通信。

第三代移动通信正在向第四代移动通信(4G)方向发展,在高速移动的情况下峰值数据率高达100Mb/s,在低速移动的情况下可达1Gb/s的速率。

4)卫星通信

由于卫星通信具有覆盖面大、传输距离远及不受地理条件限制等优点,利用卫星通信作为宽带接入技术,具有很好的发展前景。例如,可利用卫星的宽带IP多媒体广播技术解决Internet宽带的瓶颈问题。目前,有些网络使用卫星通信的甚小口径卫星地面站(Very Small Aperture Terminal,VSAT)技术,发挥其非对称特点,上行检索使用地面电话线或数据电路,而下行则通过卫星通信高速率传输,为ISP(Internet Service Provider)提供双向传输服务。 j0VGJM1jDwjg41NE76Fs6CMCj+sjDVJwqMdUdJ9+7K08mvgEvk6q5rOQgzTw/iNA

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