寬帶交換技術(shù)論文

　　寬帶技術(shù)包括主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。下面是小編為大家精心推薦的寬帶交換技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　寬帶交換技術(shù)論文篇一

　　寬帶技術(shù)分析

　　摘要：本文對(duì)寬帶 網(wǎng)絡(luò) 的主干網(wǎng)和接入網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì) 分析 ，并對(duì) 目前 占有寬帶網(wǎng)絡(luò)主要市場(chǎng)的ADSL和LAN接入技術(shù)進(jìn)行了比較，最后討論了寬帶技術(shù)的 發(fā)展 趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) 非對(duì)稱(chēng)數(shù)字線路 寬帶以太網(wǎng) 混合光纖同軸網(wǎng)

　　1.引言

　　計(jì)算 機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，網(wǎng)絡(luò)日益成為人們工作、 學(xué)習(xí) 、生活的必備工具。在網(wǎng)絡(luò)普及過(guò)程中，網(wǎng)速是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)的關(guān)鍵。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率就越高，寬帶技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂寬帶網(wǎng)絡(luò)是指?jìng)鬏?、交換和接入的寬帶化。本文詳細(xì)分析了寬帶網(wǎng)的主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)，并對(duì)寬帶技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論。

　　2.主干網(wǎng)技術(shù)

　　寬帶技術(shù)包括主干網(wǎng)技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。在過(guò)去的幾年內(nèi)，運(yùn)營(yíng)商將大量資金注入主干網(wǎng)，主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化，傳輸速率可以達(dá)到千兆。

　　寬帶主干網(wǎng)在物理層使用的是SONET(同步光纖網(wǎng)絡(luò))技術(shù)。ITU-T以SONET為基礎(chǔ)，制定出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH。一般可以認(rèn)為SDH和SONET 是同義詞。主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)可以大致分成三類(lèi)：虛電路服務(wù)、數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和ATM技術(shù)。虛電路服務(wù)是一種面向連接服務(wù)，通信過(guò)程包括建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接。X.25協(xié)議和幀中繼都是虛電路服務(wù)。虛電路提供的是可靠服務(wù)，因此，基于X.25協(xié)議和幀中繼等虛電路服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可靠性較好。但是由于虛電路傳輸效率較低，目前常用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是基于另一類(lèi)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的IP協(xié)議。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的無(wú)連接服務(wù)，雖然服務(wù)質(zhì)量不可靠，但其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸效率高，這也是IP協(xié)議能夠一統(tǒng)天下的原因。最后一類(lèi)是ATM信元交換技術(shù)，ATM是綜合了電路交換和分組交換的特點(diǎn)產(chǎn)生，能夠提供可靠服務(wù)和較高的傳輸速率，美中不足的是其協(xié)議復(fù)雜，交換設(shè)備昂貴，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用不多。

　　3.接入網(wǎng)技術(shù)

　　接入網(wǎng)的概念從建立電話(huà)網(wǎng)開(kāi)始就存在，寬帶網(wǎng)的出現(xiàn)使得接入網(wǎng)作用尤為突出。接入網(wǎng)是連接用戶(hù)終端設(shè)備和某種業(yè)務(wù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，即用戶(hù)交接設(shè)備之后到用戶(hù)引入線之前，僅提供通道而不具備交換功能的通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

　　如前所述，寬帶主干網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)光纖化，其帶寬可滿(mǎn)足當(dāng)前的通信需要，但大部分的接入網(wǎng)仍然停留在以電話(huà)交換為主的水平上。接入網(wǎng)的傳輸速率普遍比較低，成為制約寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。于是，近年來(lái)出現(xiàn)了多種接入網(wǎng)技術(shù)。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)的一部分同樣可以使用主干網(wǎng)的協(xié)議，如有些接入網(wǎng)也才采用幀中繼等技術(shù)。這里主要討論目前發(fā)展比較迅速的幾種寬帶技術(shù)。

　　3.1 ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))

　　ISDN是在綜合數(shù)字電話(huà)網(wǎng)(IDN)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，提供端到端數(shù)字通信。它在用戶(hù)和ISDN之間建立一條數(shù)字比特管道，使用時(shí)分復(fù)用方式支持多個(gè)獨(dú)立的通路(channel)。窄帶ISDN 定義的標(biāo)準(zhǔn)化通路有B通路(64kbit/s的數(shù)字PCM話(huà)音或數(shù)據(jù))，D通路(16kbit/s或64kbit/s用作帶外信令)。

　　ITU-T規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化組合有兩種：(1)基本速率2B+D=144kbit/s，其中一個(gè)B通路用于傳輸話(huà)音，一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)，D通路為16kbit/s。(2)一次群速率23B+D或30B+D,分別對(duì)應(yīng)T1標(biāo)準(zhǔn)(1.544Mbit/s)和E1標(biāo)準(zhǔn)(2.048Mbit/s)。

　　由于N-ISDN難以適應(yīng)寬帶需求，繼而在ATM技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了寬帶ISDN(B-ISDN)。B-ISDN將話(huà)音、數(shù)據(jù)、圖像及視頻信號(hào)集中在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸，就是通常所說(shuō)的“一線通”。B-ISDN采用ATM技術(shù)，用戶(hù)環(huán)路和干線都采用光纜。由于ATM技術(shù)沒(méi)有得到廣泛的 應(yīng)用 ，B-ISDN使用的也很少。

　　3.2 HFC(混合光纖同軸網(wǎng))

　　HFC利用具有巨大帶寬的廣播電視網(wǎng)，鋪設(shè)光纖到服務(wù)區(qū)，用戶(hù)的“最后一公里”采用同軸電纜。光纖部分的光分配節(jié)點(diǎn)(ODU)到頭端(HEAD)是星型連接，光結(jié)點(diǎn)到用戶(hù)這段同軸電纜是樹(shù)型連接，在美國(guó)圍繞一個(gè)光結(jié)點(diǎn)的同軸網(wǎng)絡(luò)可以連接500個(gè)用戶(hù)。

　　用戶(hù)使用Cable modem利用同軸電纜連接到光結(jié)點(diǎn)，接入HFC網(wǎng)絡(luò)。由HFC網(wǎng)接入有線電視網(wǎng)(Cable TV), 最后由有線電視網(wǎng)和Internet高速相連。

　　Cable modem 和一般modem原理相似，都是進(jìn)行頻譜搬移。Cable modem將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到某個(gè)頻帶范圍后占用有線電視帶寬傳輸。但是Cable Modem 本身又不是單純的調(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、SNMP代理和以太網(wǎng)集線器等功能為一身。

　　HFC的上行速率一般在200kbit/s到2Mbit/s之間，最高可達(dá)10Mbit/s。下行速率一般在3Mbit/s到10Mbit/s,最高可達(dá)到36Mbit/s。

　　同軸電纜帶寬要比電話(huà)線帶寬寬很多，在有線電視網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，HFC是一種很好的寬帶接入方式。但是傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)是單向的，用于上網(wǎng)就要對(duì)原有線路進(jìn)行雙向改造，需要一定費(fèi)用。

　　3.3 ADSL(非對(duì)稱(chēng)數(shù)字線路)

　　xDSL是DSL(數(shù)字用戶(hù)線路)的統(tǒng)稱(chēng)，是以銅電話(huà)線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)。xDSL包括HDSL(高速數(shù)字用戶(hù)線)、SDSL(對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線)、ADSL(非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線)、VDSL(甚高比特率數(shù)字用戶(hù)線)等多種類(lèi)型。目前寬帶市場(chǎng)主要使用ADSL技術(shù)。

　　ADSL使用普通電話(huà)線作為傳輸介質(zhì)，利用ADSL Modem 將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到一定的頻帶后再與原有電話(huà)信號(hào)復(fù)用同一條普通電話(huà)線傳輸。ADSL 利用ADSL Modem將電話(huà)線分成三個(gè)信息通道：一個(gè)速率為1 Mbps到9Mbps的高速下行通道;一個(gè)速率為16kbps到1Mbps的中速雙工通道，用于ADSL控制信號(hào)的傳輸和上行信息;一個(gè)普通3k帶寬的電話(huà)通道。這三個(gè)信息通道可以同時(shí)工作。

　　當(dāng)前 ADSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備一般采用 3種線路編碼技術(shù)，抑制載波幅度和相位 (carrier-less amplitude and phase, CAP),離散多音復(fù)用 (discrete multitone, DMT)，以及離散小波多音復(fù)用 (discrete wavelet multitone, DWMT)。其中 CAP的基礎(chǔ)是正交幅度調(diào)制 (QAM)。在 CAP中，數(shù)據(jù)被調(diào)制到單一的載波上;而在 DMT中，數(shù)據(jù)被調(diào)制到多個(gè)載波上，每個(gè)載波上的數(shù)據(jù)都使用 QAM調(diào)制。DMT中使用快速傅里葉變換進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，而在 DWMT中使用小波變換。ADSL技術(shù)目前還存在一些 問(wèn)題 ，如電纜中不同線路信號(hào)之間相互串?dāng)_及線路質(zhì)量問(wèn)題等。

　　目前，ADSL 的主要應(yīng)用方式有兩種：

　　(1)交換局端到用戶(hù)間直接使用ADSL。這種方式直接使用原有電話(huà)線路，成本比較低。利用ADSL Modem可以有效的將話(huà)音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量分離，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)直接分流到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，緩解了用戶(hù)上網(wǎng)負(fù)荷對(duì)電話(huà)交換網(wǎng)的壓力。但是這種方式的數(shù)據(jù)傳輸率不是很高，一般提供512kbps和284kbps 兩種。

　　(2)FTTx+ADSL方式。這種方式的銅電話(huà)線比較短，其他線路采用光纖，可以達(dá)到較高的傳輸速率。

　　ADSL接入模型

　　3.4 LAN(寬帶以太網(wǎng)方式)

　　以太網(wǎng)是目前廣泛被采用的一種局域網(wǎng)技術(shù)，其技術(shù)成熟、安裝簡(jiǎn)單、設(shè)備便宜。隨著千兆以太網(wǎng)和萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟，以太網(wǎng)已經(jīng)占有了80%的局域網(wǎng)市場(chǎng)。

　　寬帶以太接入網(wǎng)一般采用光纜+雙絞線的方式對(duì)社區(qū)進(jìn)行綜合布線。小區(qū)內(nèi)用戶(hù)先用集線器組成一個(gè)簡(jiǎn)單的以太網(wǎng)，然后接入光纖干線。雙絞線總長(zhǎng)度一般不超過(guò)100米，線路距離短，因而線路質(zhì)量可以得到更好保障。LAN方式的寬帶服務(wù)一般是吉比特光纖進(jìn)小區(qū)，百兆光纖到樓，10/100M到戶(hù)的模式，雖然實(shí)際傳輸速度不能達(dá)到那么高，但傳輸速率基本可以滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。

　　由于接入網(wǎng)是一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其要求與一般局域網(wǎng)的私有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有很大不同，它僅借用了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和接口，與一般局域網(wǎng)的差別主要在用戶(hù)管理、安全管理、業(yè)務(wù)管理、計(jì)費(fèi)管理及安全管理等方面。

　　目前主要占有寬帶接入網(wǎng)市場(chǎng)的是ADSL和LAN接入技術(shù)。這兩種技術(shù)各有利弊。

　　從速度上來(lái)說(shuō)，LAN方式用戶(hù)組成的以太網(wǎng)采用爭(zhēng)用信道協(xié)議，上網(wǎng)速度受到集線器和用戶(hù)數(shù)量的 影響 。集線器所連用戶(hù)越多，上網(wǎng)速度就越慢?？梢钥闯觯€器和交換設(shè)備也是制約網(wǎng)速的一個(gè)瓶頸。但總的來(lái)說(shuō)，LAN方式是目前幾種寬帶接入方式中速度最快的一種。ADSL的速度比LAN方式要慢，在傳輸視頻信息時(shí)(如觀看網(wǎng)絡(luò)電視等)質(zhì)量不好。

　　從安裝的角度來(lái)說(shuō),ADSL建立在原有普通電話(huà)線基礎(chǔ)上，安裝方便，比較適合家庭或小型業(yè)務(wù)單位使用。以太網(wǎng)方式適合于用戶(hù)比較密集的小區(qū)或單位，使用前需要重新鋪設(shè)線路。

　　在抗干擾方面，由于采用光纖接入，LAN方式比普通電話(huà)線上傳輸數(shù)據(jù)的ADSL方式干擾要小。

　　從費(fèi)用上說(shuō)，以太網(wǎng)方式的初裝費(fèi)一般高于ADSL,而且以太網(wǎng)一般采用包月方式，ADSL一般按照若干小時(shí)為單位計(jì)費(fèi)。因此，ADSL更適合那些偶爾上網(wǎng)的用戶(hù)。

　　4. 發(fā)展 方向

　　近年來(lái)，寬帶主干網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化，其速度可以承載任何服務(wù)。接入網(wǎng)的速度就成了 網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展的瓶頸。今后幾年內(nèi)，接入網(wǎng)建設(shè)是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。盡管每一個(gè)寬帶服務(wù)商都強(qiáng)調(diào)自己的寬帶接入方式最先進(jìn)、最便捷，但實(shí)際各種接入方式 理論 上所能達(dá)到的數(shù)值和用戶(hù)的實(shí)際使用效果存在巨大差距。因此，進(jìn)一步增加接入帶寬，降低上網(wǎng)費(fèi)用，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是一個(gè)重要發(fā)展方向。對(duì)于寬帶接入網(wǎng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)光纖到戶(hù)是最終的目標(biāo)，以上討論的各種接入方式只是過(guò)渡期中出現(xiàn)的技術(shù)。

　　寬帶網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)發(fā)展方向是多網(wǎng)融合，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸語(yǔ)音、文字、圖像、視頻等各種信息，最終實(shí)現(xiàn)將電話(huà)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)及 計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò)融為一體。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，人們?cè)絹?lái)越依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸一些秘密信息，網(wǎng)絡(luò)安全一直是 研究 熱點(diǎn)。寬帶網(wǎng)絡(luò)也不可避免的要重視網(wǎng)絡(luò)安全 問(wèn)題 。

　　參考 文獻(xiàn)

　　[1] 熊桂喜，王小虎 譯. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò). 第三版. 北京：清華大學(xué)出版社,2000.

　　[2]. 周志敏. 寬帶接入技術(shù)的發(fā)展與 應(yīng)用 .

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