寬帶接入技術(shù)的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 一系列傳送實(shí)體組成，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的無線實(shí)施系統(tǒng)。無線接入網(wǎng)可以全部或部分地替代有線接入網(wǎng)，具 有組網(wǎng)靈活、使用方便和成本較低等特點(diǎn)，無線接入技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，無線接入技術(shù)是無線通信技術(shù)與接入網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合。在無線通信中，頻率影響著數(shù)據(jù)傳送量和傳送速率，傳輸功率決定有效信號(hào)的可傳輸距離，并保持信號(hào)的可被理解性。 對(duì)于各種接入技術(shù)，對(duì)于不同的國情，不同的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，靈活選擇。目前世界各地所采用的接入技術(shù)就是五花八門的，但總的來說目前實(shí)際應(yīng)用的寬帶網(wǎng)絡(luò)中，提供寬帶業(yè)務(wù)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)主要有三種：光纖接入網(wǎng)， HFC網(wǎng)和銅線接入網(wǎng)。許多專家學(xué)者和工程技術(shù)人員相繼發(fā)表文章陳述 各種技術(shù)的利弊，激烈的爭論和技術(shù)本身的飛速發(fā)展使得廣大技術(shù)人員感到有些無所是從，在一定程度上影響了接入網(wǎng)的建設(shè)，改造。本文主要對(duì) FTTH寬帶接入網(wǎng)的技術(shù)問題進(jìn)行了分析討論，重點(diǎn)研究了FTTH接入技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議，回傳通道的噪聲問題，以及為解決噪聲問題而采用的集中分配式 FTTH網(wǎng)絡(luò)和 SCDMA電纜調(diào)制解調(diào)器等，最后對(duì)寬帶接入網(wǎng)建設(shè)的一些問題進(jìn)寬帶接入技術(shù)的研究 8 行了討論，綜合我國的接入網(wǎng)狀況，提出了適合我國現(xiàn)狀的寬帶接入方案。 寬帶接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì) 寬帶接入網(wǎng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段有多種，包括銅線上的 DSL和以太網(wǎng)技術(shù)，同軸 電纜上的 HFC技術(shù)，光纖上的各種有源和無源技術(shù)，以及無線上的寬帶接入技術(shù)等。當(dāng)前各種寬帶接入技術(shù)都在發(fā)展和應(yīng)用，從世界范圍看，電信公司是以 ADSL為主發(fā)展的。根據(jù) ATM論壇的統(tǒng)計(jì)， 20xx 年第一季度全球已有 7340 多萬 ADSL寬帶用戶，其他寬帶接入技術(shù)的用戶量都不是很大。 目前的 ADSL技術(shù)是建立在銅線基礎(chǔ)上的寬帶接入技術(shù)，然而銅是世界性戰(zhàn)略資源，所以隨著國際銅纜價(jià)格的持續(xù)攀升，以銅纜為基礎(chǔ)的 xDSL的線路成本會(huì)越來越高；其次，作為有源設(shè)備，電磁干擾難以避免，維護(hù)成本也會(huì)越來越高；最后，隨著全網(wǎng)的光纖化進(jìn)程 繼續(xù)向用戶側(cè)延伸，端到端寬帶連接的限制將越來越集中在接入段，目前 ADSL上行1MBit/s和下行 8MBit/s的連接速率已無法滿足高端用戶的長遠(yuǎn)需求。盡管 ADSL2和 ADSL2＋技術(shù)有望緩解這一壓力，但其速率和傳輸距離的繼續(xù)大幅度提高是受限的，不能指望有本質(zhì)性突破。顯然，隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢(shì)將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，關(guān)鍵是推進(jìn)速度有多快。這將取決于多種因素，包括市場(chǎng)的需求、競(jìng)爭的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步、成本的下降以及配套運(yùn)維系統(tǒng)的開發(fā)，等等 。我國舉辦 20xx 年奧運(yùn)會(huì)和 20xx 年世界博覽會(huì)這兩大事件將在一定程度上推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展。下面將重點(diǎn)從技術(shù)角度來分析幾種主要寬帶光纖接入技術(shù)的特征、問題和發(fā)展趨勢(shì)。 寬帶接入技術(shù)的研究 9 第 3 章 寬帶接入網(wǎng) 的組網(wǎng)原則 組網(wǎng)基本原則 寬帶光纖接入網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以近中期相結(jié)合為原則。現(xiàn)在寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)正處于初級(jí)階段，因各地區(qū)和城市內(nèi)各區(qū)域發(fā)展不平衡，對(duì)業(yè)務(wù)需求不一，并且用戶比較分散，呈現(xiàn)不確定性。考慮到占領(lǐng)市場(chǎng)和投資的經(jīng)濟(jì)性，組建的原則應(yīng)是統(tǒng)一規(guī)劃分布實(shí)施。 由于寬帶光纖接入網(wǎng)工程建設(shè)目前尚 未形成既定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范根據(jù)，匯接節(jié)點(diǎn)設(shè)置選址主要遵循以下原則： （ 1）一個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍以 500m為半徑組成的小區(qū)或 5～ 15 幢多層建筑群； （ 3）匯接節(jié)點(diǎn)盡量與其他電信設(shè)施合用，以解決節(jié)點(diǎn)設(shè)備的機(jī)房問題； （ 4）匯接節(jié)點(diǎn)的位置應(yīng)便于光纜和電纜的出入； （ 5）匯接節(jié)點(diǎn)的位置應(yīng)避免有腐蝕性氣體、易遭雷擊、高壓輸電線下、強(qiáng)干擾區(qū)、潮濕地區(qū)、低洼地、防洪堤壩附近等易遭破壞的地方，設(shè)備必須放在室內(nèi)。 從目前寬帶用戶的實(shí)際流量考慮，在規(guī)劃過程中，核心節(jié)點(diǎn)之間分配一個(gè)1000Mbit/s帶寬，匯接節(jié)點(diǎn)按需要增加相應(yīng) 的接口板或交換機(jī)，以提供足夠的用戶接入端口，當(dāng)用戶流量達(dá)到一定規(guī)模以后，采用中繼流量的負(fù)荷分擔(dān)。近期規(guī)劃（ 1 年），1Ombit/s的端口總數(shù)量應(yīng)該和收容用戶數(shù)量相當(dāng)，樓道交換機(jī)上行接口速率至少應(yīng)按接入速率總和的 1/5 收斂配置，即每個(gè)寬帶用戶至少分配 2Mbit/s帶寬。對(duì)于住宅小區(qū)，按 20%寬帶接入網(wǎng)率分配帶寬。對(duì)于黨政機(jī)關(guān)、金融證券、智能大廈、賓館酒店、學(xué)校醫(yī)院和企業(yè)科研用戶，考慮其內(nèi)部已有局域網(wǎng)、上行可分配 100M～ 1000Mbit/s帶寬。 寬帶接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在規(guī)劃中，光纜敷設(shè)應(yīng)采用一步到位方式。 寬帶按入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)結(jié)合寬帶接入網(wǎng)分布的特點(diǎn)、路由情況及業(yè)務(wù)要求，綜合考慮，適當(dāng)選擇。既要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，又要顧及發(fā)展的需要，同時(shí)還要考慮寬帶接入網(wǎng)的窄帶需求，以及網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和調(diào)配靈活性，如擴(kuò)容、調(diào)度及應(yīng)急等因素。寬帶接入網(wǎng)光纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要考慮以下兩種方案。 母局匯接節(jié)點(diǎn)到匯接節(jié)點(diǎn)按星型點(diǎn)到點(diǎn)連接、構(gòu)成有源星型或雙星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，容易規(guī)劃，光纜的投資相對(duì)較小；缺點(diǎn)是占用管孔多，每個(gè)用戶是單路由，安全可靠性差。對(duì)一些用戶密度疏、近期變化大，且離局較遠(yuǎn) 的地區(qū)不失為一種行之有效的方式。 寬帶接入技術(shù)的研究 10 母局匯接節(jié)點(diǎn)采用從本節(jié)點(diǎn)出來的光纜雙向進(jìn)纖方式，匯接環(huán)由大芯數(shù)主干光纜構(gòu)成，環(huán)上光纜采用不遞減方式，每個(gè)匯接環(huán)上一般接 4～ 6 個(gè)匯接節(jié)點(diǎn)。匯接節(jié)點(diǎn)至樓道交換機(jī)采用星形點(diǎn)到點(diǎn)連接。該結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是匯接環(huán)光纜占用管孔少，纖芯使用率高，易于調(diào)度，安全性高。 對(duì)一些在母局匯接節(jié)點(diǎn)間總線上的其他重要匯接節(jié)點(diǎn)，為解決單一物理路由的不安全性，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)可采用通向兩個(gè)母局匯接節(jié)點(diǎn)方向的進(jìn)纖方式，形成對(duì)該匯接節(jié)點(diǎn)的雙向接入方式。當(dāng)其中一個(gè)母局匯接節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可通 過另一母局匯接節(jié)點(diǎn)疏通，增加了接入業(yè)務(wù)的可靠性，同時(shí)，當(dāng)用戶光纜有富余時(shí)可作為局間中繼用。但該方式增加了匯接節(jié)點(diǎn)設(shè)備負(fù)載，同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造復(fù)雜，不宜大量使用。對(duì)于環(huán)網(wǎng)綜合型接入方式，對(duì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、光纜鋪設(shè)等都有一系列細(xì)則要求，其中對(duì)自愈環(huán)網(wǎng)中主要節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)的要求為 4～ 8 個(gè)為宜。 （ 1）主要與光傳輸容量有關(guān) 以使用的 UT斯達(dá)康公司生產(chǎn)的 OMUX400 為例，在自愈環(huán)網(wǎng)中，對(duì)交換局或靠近交換局的節(jié)點(diǎn)設(shè)置成局端點(diǎn)（ COT），其余節(jié)點(diǎn)設(shè)置成遠(yuǎn)端點(diǎn)（ RT），假設(shè)圖 1 中 A局端（ COT）節(jié)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)為 32 個(gè) 2Mbit/s系統(tǒng) ， B、 C、 D、 E遠(yuǎn)端（ RT）節(jié)點(diǎn)考慮其上、下線業(yè)務(wù)量相同，各節(jié)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)定為 8 個(gè) 2Mbit/s系統(tǒng)，如果RT節(jié)點(diǎn)數(shù)增加，其節(jié)點(diǎn)內(nèi)的傳輸系統(tǒng)數(shù)將減少，不能滿足節(jié)點(diǎn)內(nèi)上、下線業(yè)務(wù)量的需求。 （ 2）與光傳輸設(shè)備的性能有關(guān) 用于監(jiān)控、倒換、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、幀同 ??增多，無疑使這些控制信息復(fù)雜化，并引起傳輸容量相對(duì)下降及倒換時(shí)延增加。 （ 3）光纖自愈環(huán)保護(hù) 對(duì)環(huán)路中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間全部斷纖形成的環(huán)路保護(hù)其可靠性相似于在設(shè)備段經(jīng)常使用的 1:N（這里 N為節(jié)點(diǎn)數(shù)），即當(dāng)發(fā)生多個(gè)節(jié)點(diǎn)間光纖中斷時(shí)，只能保護(hù)其中的一個(gè)。如果自愈環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)增多 ，那么，自愈環(huán)的保護(hù)可靠性就相對(duì)降低。另外，組成環(huán)形網(wǎng)至少要有 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)以上，所以，要求節(jié)點(diǎn)下限是 4 個(gè)為宜。 另外，需說明的是，光纖輔設(shè)的多少不影響傳輸設(shè)備容量：在每一個(gè)接入點(diǎn)，其傳輸容量（能力）僅與設(shè)備本身的性能有關(guān)，如光端機(jī)輸出 4 個(gè) E3 數(shù)據(jù)流，在實(shí)際工作中有些人理解為輔設(shè)光纖進(jìn)入接入網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)量越多，傳輸容量就越大。這種觀點(diǎn)是不正確的。 寬帶接入技術(shù)的研究 11 第 4 章上海寬帶接入網(wǎng)的概況 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀 上海電信從 20xx 年開始進(jìn)行寬帶接入網(wǎng)的規(guī)模性建設(shè)，歷經(jīng)幾年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已基本覆蓋全市范圍，目前上海電信的寬帶接入 用戶已達(dá) 300 多萬戶。 在建設(shè)初期，上海電信寬帶網(wǎng)絡(luò)主要使用的是 ADSL 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用戶的接入，DSALM 設(shè)備都是基于 ATM 內(nèi)核，通過 ATM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)收斂之后，上聯(lián)至 BRAS 設(shè)備實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入 。同時(shí)在部分小區(qū)采用 FTTZ+LAN 方式作為寬帶接入的補(bǔ)充手段。 20xx～ 20xx 年期間上海電信逐步開始戰(zhàn)略性地引入 IPDSLAM 設(shè)備，而對(duì)于ATMDSALM 基本不再擴(kuò)容，主要是考慮寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，再通過 ATM 網(wǎng)收斂，建設(shè)成本較大，而且采用 ATMDSALM 不能實(shí)現(xiàn)多播復(fù)制功能，對(duì)今后的多播類業(yè)務(wù)的開展有制 約作用。同一時(shí)期， ADSL2+技術(shù)趨于成熟，具備了規(guī)模商用的條件，因而上海電信局端建設(shè)開始采用支持 ADSL2+的設(shè)備構(gòu)架寬帶接入網(wǎng)。 20xx～ 20xx 年期間，為了配合 IPTV 業(yè)務(wù)的開展，上海電信對(duì)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)做了比較大的調(diào)整工作，對(duì) IPDSALM 上聯(lián)鏈路進(jìn)行了改造，增加 DSLAM 匯聚 交換 機(jī)，經(jīng)交換機(jī)收斂后，將 IPTV 業(yè)務(wù)和上網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)路徑分離，確保了 IPTV 業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量 。同時(shí)針對(duì) IPTV 業(yè)務(wù)啟用 DHCP 地址分配方式，多播復(fù)制點(diǎn)下移至 DSLAM，降低對(duì)核心設(shè)備的組播復(fù)制壓力。 目前上海電信的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)形成了以 ADSL2+為主、 LAN 接入為輔的總體網(wǎng)絡(luò)格局。相比原來的 ADSL， ADSL2+技術(shù)采用更有效的調(diào)制方式，提高初始化狀態(tài)機(jī)的性能，采取更先進(jìn)的信號(hào)處理算法，具有更佳的傳輸性能 。同時(shí)增強(qiáng)了抗線路損傷等方面能力，提供低功耗模式和速率的自適應(yīng)能力。 ADSL2+擴(kuò)展了 ADSL2 的頻譜，可以顯著提高近距離下的下行速率，在遠(yuǎn)距離下可以在一定程度上延長線路的傳輸距離。在區(qū)分服務(wù)方面，上海電信目前通過專用的設(shè)備在接入層面實(shí)現(xiàn)重要用戶的承載分離，通過不同的接入收斂設(shè)備對(duì) IPTV 業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)分離，從而在迅速發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)的同時(shí)對(duì)重要的用戶、重要的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量上的保障。 上海電信寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展策略 這幾年正值電信企業(yè)的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時(shí)期，為了實(shí)現(xiàn)綜合信息服務(wù)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，運(yùn)營商需要對(duì)寬帶接入網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化工作。上海電信計(jì)劃在 “ 十一五 ” 期間，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，使寬帶接入網(wǎng)絡(luò)具備為普通寬帶用戶提供 8Mbit/s 下行帶寬、為高端用戶提供 20Mbit/s 下行帶寬的接入能力，使網(wǎng)絡(luò)能夠 有效承載高帶寬需求的綜合性業(yè)務(wù)。 寬帶接入技術(shù)的研究 12 為實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，在今后的 1～ 2 年內(nèi)，上海電信還是以發(fā)展 xDSL 方式為主，適度發(fā)展無線寬帶接入的方式，并關(guān)注光纖接入技術(shù)的發(fā)展步驟，同時(shí)通過技術(shù)更新、局端設(shè)備下移等措施進(jìn)行寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作。 近兩年 VDSL2 技術(shù)規(guī)范日趨成熟，芯片設(shè) 計(jì)逐步趨于完善，已基本具備規(guī)模部署的條件。 VDSL2 在短距內(nèi)可提供 100Mbit/s 對(duì)稱傳輸速率，因而在近期的建設(shè)中，上海電信在保證系統(tǒng)兼容性的前提下將加強(qiáng)對(duì)支持 VDSL2 的 DSLAM 設(shè)備的建設(shè)力度。同時(shí)為了滿足帶寬接入需求，上海電信對(duì) IPDSALM 的上聯(lián)帶寬都將擴(kuò)展至 GE 鏈路。 上海電信的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)局端主要以 ADSL2+設(shè)備為主，一般來說，在無串?dāng)_情況下 ADSL2+(annexM)上行速率為 ，下行速率可達(dá) 14Mbit/s 左右，可以滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)的帶寬需求水平。但是局點(diǎn)距離用戶 側(cè)較遠(yuǎn)，部分超過了 3km，而且基于銅線的傳輸技術(shù)均會(huì)受到電磁干擾、線路質(zhì)量的制約，這些因素將嚴(yán)重影響 ADSL2+的實(shí)際可開通速率。 同時(shí)，考慮到 VDSL2 只能在較短距離內(nèi)才能發(fā)揮其高帶寬的優(yōu)勢(shì)，因此，上海電信根據(jù) “ 光進(jìn)銅退 ” 的原則，按照 FTTx+xDSL 的建設(shè)思路，逐步推進(jìn)局端設(shè)備下移工作，采用支持 ADSL2+/VDSL2/SHDSL 同框混插的 DSLAM 設(shè)備，將 DSLAM 設(shè)備布放至遠(yuǎn)端模塊節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)格控制銅纜的接入段長度，使 DSALM 設(shè)備到用戶側(cè)距離盡量保持在 1～ 2km 內(nèi)。 FTTB+LAN 的接入方式在建設(shè)同 期需要進(jìn)行五類線的布放，綜合成本相對(duì)較高，而且由于 LAN 固有的一些缺陷在企業(yè)降低成本的要求下就越顯得突出，對(duì)運(yùn)營商的日常維護(hù)帶來很大的挑戰(zhàn)。因此，在今后的 1～ 2 年內(nèi)， FTTB+LAN 方式將不作為上海電信寬帶接入網(wǎng)的重點(diǎn)發(fā)展方向。 ：最終實(shí)現(xiàn) FTTH 從接入網(wǎng)的長期發(fā)展趨勢(shì)來看，實(shí)現(xiàn) FTTH 是最終的目標(biāo)。通過 FTTH，運(yùn)營商可以在較長距離提供高帶寬服務(wù)，提高主干光纜的利用率，對(duì)于三網(wǎng)合一、多種業(yè)務(wù)承載都能進(jìn)行良好的支持，而