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重庆邮电大学研究生堂下考试答卷2011-2012学年第 一 学期考试科目 现代通信系统 姓 名 学 号 年 级 11 级 专 业 通信与信息系统 电 话 2011年 1月 8 日接入网 摘要：接入网是指由用户-网络接口(UNI)到业务节点接口(SNI)之间的一系列传送实体所组成的全部设施。其长度一般为几百米到几公里，因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，因此，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、无线接入等几种方式。随着通信技术迅猛发展，电信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化和个人化方向发展，人们对电信业务多样化的需求也不断提高，同时由于主干网上SDH、ATM、无源光网络(PON)及DWDM技术的日益成熟和使用，为实现话音、数据、图象“三线合一，一线入户”奠定了基础。如何充分利用现有的网络资源增加业务类型，提高服务质量，已成为电信专家和运营商日益关注研究的课题，“最后一公里”解决方案是大家最关心的焦点。因此，接入网成为网络应用和建设的热点。关键词：接入网 有线接入网 无线接入网 整个电信网按网络功能分为三个部分：传输网、交换网和接入网。接入网负责将电信业务透明传送到用户，具体而言，接入即为本地交换机与用户之间的连接部分，通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。而实际上接供业务的实体就是业务结点。接入网可以分为如下两类：有线接入网和无线接入网。有线接入技术包括铜线接入、光纤接入和混合接入技术；无线接入技术包括固定接入和移动接入技术，例如微波、卫星单收站属于固定接入；手机、寻呼属于移动接入。下面分别介绍各种接入网，及其应用范围。一有线接入网：1.铜线接入：在我们国家，电话已经非常普及，传统的电话用户铜线接入网构成了整个通信的重要部分，它分布面广，所占比重大，针对目前的现状和国庆，铜线接入技术在我国是接入网当中应用最广的技术，它充分利用了原有的铜线（电话用户线）这资源，采用各种高速调制和编码技术，实现宽带接入。目前流行的铜线接入技术主要是xDSL技术。DSL是Digital Subscriber Line的缩写，即所谓的数字用户环路，DSL技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载；并且不需要拨号，一直在线，属于专线上网方式，这意味着使用xDSL上网并不需要缴付另外的电话费。 xDSL中的x代表了各种数字用户环路技术，包括HDSL、SDSL、ADSL、RADSL、VDSL等等。下面分别介绍这几种DSL技术。（1）HDSL（高速率数字用户线） HDSL技术是一种对称的DSL技术，即上下行速率一样。HDSL利用现有电话用户线的两对来提供全双工的1.544Mbps(T1)或2.048Mbps(E1)信号传输。传输距离可达35公里。HDSL/SDSL的优点是双向对称，速率比较高，充分利用现有电缆实现扩容。其缺点是需要两对线缆，住宅用户难以使用，另外目前还不能传输2048Kbps以上的信息，传输距离限于610公里以内，费用也比较高。HDSL主要用在企事业单位，包括：会议电视线路、LAN互联、PBX程控交换机互联等，也可以解决少量用户传输384Kbps和2048Kbps宽带信号的要求。（2）SDSL（单线数字用户环路）目前还有一种在一对双绞线上传送T1/E1信号的HDSL产品，常常称为单线数字用户环路SDSL。（3）ADSL（不对称数字用户线）ADSL是一种非对称的宽带接入方式，即用户线的上行速率和下行速率不同。互联网用户使用互联网时用到最多的是多媒体业务，如视频点播（VOD）、多媒体信息检索和其他交互式业务，上行速率要求较低，下行速率要求则比较高。为此开发了ADSL解决这个问题。ADSL被欧美等发达国家誉为现代信息高速公路上的快车，是继HDSL之后进一步扩大双绞铜线传输能力的新技术。ADSL不仅继承了HDSL技术成果，而且在信号调制与编码、相位均衡以及回波抵消等方面采用了更加先进的技术，性能更佳。ADSL典型的上行速率为16-640kbps，下行速率为1.544-8.192Mbps，传输距离为3-6km。ADSL的优点是能够充分利用现有铜线资源、能够与普通电话业务共享铜线，系统投资少；缺点是有选线率问题、带宽速率低。由于ADSL 的特点，ADSL主要用于Internet接入，居家购物，远程医疗等。 （4）RADSL（速率自适应非对称数字用户环路）RADSL是自适应速率的ADSL技术，可以根据双绞线质量和传输距离动态地提交640Kbps22Mbps的下行速率，以及从272Kbps到1.088Mbps的上行速率。 （5）VDSL（ 甚高速数字用户环路）VDSL（甚高速数字用户环路）技术是鉴于现有ADSL技术在提供图像业务方面的带宽十分有限以及经济上成本偏高的弱点而开发的。VDSL是xDSL技术中最快的一种。在一对铜质双绞电话线上，下行速率为13Mbps52Mbps，上行速率为1. 5Mbps2.3Mbps。但VDSL的传输距离较短，一般只在几百米以内。由于国内的一般小区在1km以内，因此，如果使用VDSL技术，普通居民小区能够在一二个中心点内集中管理所有的接入设备，对网络管理、设备维护有重要的意义。另外，由于VDSL覆盖的范围比较广，能够覆盖足够的初始用户，初始投资少，也便于设备集中管理，也便于系统扩展。因此，使用VDSL技术的解决方案是适合中国实际情况的宽带接入解决方案。2.光纤接入：光纤接入网是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive Optical Network)。有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON；无源光网络可分为窄带PON和宽带PON。 由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC（光纤到路边）、FTTZ（光纤到小区）、 FTTB（光纤到大楼）、FTTO（光纤到办公室）和FTTH（光纤到户），它们统称为FTTx。FTTx不是具体的接入技术，而是光纤在接入网中的推进程度或使用策略。接入环路的三种系统结构分别为FTTN、FTTC和FTTH。在网络发展过程中，每种结构都有其应用和优势，而目在经济地向全业务演进过程中，每种结构都是关键的一环。FTTN给人们带来的好处是它将光纤进一步推向用户网络。它建立起一个接太平台，能提供话音、高速数据和视频业务给众多的家庭而不需要完全重建接入环路和分配网络。根据需求，可以在光纤节点处增加一个插件，即可提供所需业务。在因业务驱动或网络重建使光纤节点移到路边FTTC或家庭（FTTH）之前，FTTN将叠加于并利用现有的铜线分配网络。这种网络结构的基本要求是为了提供宽带或视频业务，节点与住宅的距离应当在4000到5000英尺的范围内。而当今的节点一般的服务距离可达12000英尺。因此，每个服务区需要安装3到5个FTTN节点。 FTTC或FATH光纤（光纤几乎到家）比FTTN多几个优点。当采用FTTC重建现有网络时，可消除由电缆传输可能带来的误差。它使光纤更深入到用户网络中，这可减少潜在的网络问题的发生和由于现场操作引起的性能恶化。目前FTTC是最健壮和“可部署的”的网络，是将来可演进到FTTH的网络。它同样是新建区和重建区最经济的网络建设方案。这种网络结构的一个缺点是需要提供铜线供电系统。一个位于局端的远程供电系统能给50到100个路边光网络单元供电、每个路边节点采用单独的供电单元代价非常高而且在持久停电时不能满足长期业务要求。作为提供光纤到家的最终网络形式，FTTH去掉了整个铜线设施：馈线、配线和引入线。对所有的宽带应用，这种结构是最健壮和长久的未来解决方案。它还去掉了铜线所需要的所有维护工作并大大延长了网络寿命。 3.混合接入网：HFC（混合光纤同轴电缆网）是一种发展前景广阔的通信技术，电信服务商现在对HFC表现出浓厚的兴趣。对有些电信服务供应商来说，采用HFC技术向居民住宅和小型商务机构提供融合了数据和视频服务的综合服务具有相当大的诱惑力。与此同时，HFC还为网络营造企业提供了众多的发展机会。但是，这一技术目前还存在一些设计缺陷，网络的建设和部署成本也比较昂贵。HFC既是一种灵活的接入系统同时也是一种优良的传输系统，HFC把铜缆和光缆搭配起来，同时提供两种物理媒质所具有的优秀特性。HFC在向新兴宽带应用提供带宽需求的同时却比FTTC（光纤到路边）或者SDV（交换式数字视频）等解决方案便宜多了，HFC可同时支持模拟和数字传输，在大多数情况下，HFC可以同现有的设备和设施合并。HFC支持现有的、新兴的全部传输技术，其中包括ATM、帧中继、SONET和SMDS（交换式多兆位数据服务）。一旦HFC部署到位，它可以很方便地被运营商扩展以满足日益增长的服务需求以及支持新型服务。总之，在目前和可预见的未来，HFC都是一种理想的、全方位的、信号分派类型的服务媒质。 HFC具备强大的功能和高度的灵活性，这些特性已经使之成为有线电视（CATV）和电信服务供应商的首选技术。由于HFC结构和现有有线电视网络结构相似，所以有线电视网络公司对HFC特别青睐。HFC的基本原理： HFC网络中的下行数据经由相应调制技术(如QPSK,QAM等) 转换成模拟射频信号,这些模拟射频信号和其他模拟音频、视频信号经由频分复用方式合成一个宽带射频信号,加到前端的光发射模块上,并调制成光信号传输到光节点并经同轴网络传输到用户。HFC主要网络应用：在HFC网络中,局端接入设备以上部分,就是常规的城域或局域网络,有网管系统,也有提供本地业务的服务器,以及相关的用户认证与计费设备。从局端到用户端的Cable Modem 是HFC 的部分,实际上完成的是数据信号在有线电视网络中进行传输的调制解调工作。Cable Modem与用户PC 之间可能通过以太网或USB接口相连。在有线电视网络发达的地区,充分利用已有的网络资源,实现电视信号与数据信号的混合传输,同时又可利用同轴线高带宽的优势,这些都使得HFC 成为一种很有竞争力与潜力的接入方式。二无线接入技术： 可分为固定无线接入和移动无线接入两种方式。无线接入系统基本上采用频分多址(FDMA)技术，时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术等。1.FDMA它将不同用户的电话信息分配到不同频率的载波信道中进行传输，一个载波信道仅能传输一种电话信息，频谱利用率低，FDMA技术主要应用在模拟移动电话网中。 2.TDMA按照规定在不同时隙分别传输不同的电话信息，在同一载波中可同时传输多路信息，频谱利用率比FDMA高。该技术比较成熟，标准完善，因而得到了广泛的应用了。GSM(全球移动通信系统)就是同时采用FDMA和TDMA两种技术，使通信容量有了较大的提高。 3.CDMA技术，亦称为扩频技术，由于其具有较强的抗干扰能力，保密、低功率密度等特点，早在几十年前用在军事通信和卫星通信中。系统容量已达到FDMA模拟系统的10倍，达到现有的TDMA系统的2倍，是第三代移动通信系统的技术基础。无线接入系统的优点：1. 一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线施工工程，而无线接入网最大的优势就是免去网络布线的大部分工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备就可以建立覆盖整个建筑或一个区域的网络。建网投资费用低，与有线网建设相比，省去不少铜线设备，网络设计灵活，安装迅速，大约几周就可投入使用，加速资金回收。 2.在有线接入网中，网络设备的安放位置受网络接入点位置的限制，一旦无线接入网建成后，在无线网络的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。3.由于有线接入网缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，往往预留大量利用率较低的空闲资源；一旦网络的发展超出了设计规划，又要投入较多费用进行网络改造，而无线接入网可以避免或减少以上情况的发生。4.无线接入网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线接入网就适用于从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提供“漫游”等有线网络无法提供的特性。5.运营成本低，无线接入取消了铜线分配网和铜线分接线，也就无需配备维护人员，因而大大降低了运营费用。无线固定接入：例如微波、卫星单收站。固定无线接入系统由下述功能单元组成：固定终接设备：最终为用户提供电话、传真、数据调制解调器等终端的标准接口。它与基站通过无线接口相接，并向终端用户透明地传送交换机所能提供的业务和功能。它可分为单用户单元和多用户单元。基站：基站受控制器控制，为一个小区或同站址的多个小区服务的无线收发信设备。通过无线接口提供与固定终接设备之间的无线信道。控制器：可由多个实体构成，其功能是提供与基站、网络侧和O&M的接口。控制器提供无线信道控制功能和监测所有基站，并完成与交换机的转接。基站与控制器之间可根据用户分布、地理环境、环路可靠性等因素选择组成星状、树状、环状等传输网络。操作维护中心：负责整个固定无线接入系统设备的操作与维护。管理网络日常网络操作，并为网络管理和规划提供数据和统计。1、利用微波技术 微波技术是接入网最早用的技术，70年代第一代无线接入网就是利用微波技术，先是用模拟的，很快发展为数字的。常用微波一点多址技术。而构成的接入网属于固定接入网，系统由连接本地交换机的中心站(又叫基站)、外围站(用户站)和中继站组成。加拿大SRT公司的SR500是最为大家所知道的典型系统。此类产品很多，诸如，Alcatel公司的A9800系统，NEC公司的DMMASS、大唐的PMP1560、IRC公司的JUL，系统工作频率为15GHz，19GHz，24HGz，也向更高频率发展。系统覆盖范围可以是5-60公里(不加中继站)，也可以是500-600公里(加中继站)。农村、沙漠、山区和海岛是此类产品用武之地。 2、利用卫星通信技术 众所周知，卫星通信按轨道分有静止轨道卫星(GEO)通信、中轨道卫星(MEO)通信和低轨道卫星(LEO)通信；而按地球站天线直径大小又分为A站、B站、C站、E站及甚小口径地球站VSAT(VerySmallApertureTermimal)；卫星通信工作频率为C波段(46GHz)KU波段(重点是1114GHz)，Ka波段(2030GHz)。卫星通信是利用卫星作中继站，所以，利用卫星通信也可构成无线接入网，而且，是固定接入网，其特点是覆盖面大，对距离和气候条件不敏感，VSAT系统用于组建接入网是最典型，VAST主站作基站用，VAST边远站作用户站用，我国公用网用VSAT系统，专用网也有VSAT系统。北方网络推出的ProximityS1000是该公司系列接入网产品之一，该产品“揉合了卫星及陆地的通信系统，能为全球用户提供话音、数据及传真服务。” 无线移动接入：手机、寻呼属于移动接入。移动通信系统由第一代模拟制式到第二代数字制式，第三代以CDMA技术为基础的移动通信已经商用，第四代移动通信系统正在实验中，不久后将面世。下面主要谈谈第三代移动通信。CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 问题。CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。CDMA，就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。CDMA的带宽可以扩展较大，还可以传输影像，这是第三代手机为什么选用CDMA的原因。CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行向反的过程，进行解扩，增强了抗干扰的能力。Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，是第三代数字无线通信系统标准之一。CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G cdmaOne标准的延伸。 根本的信令标准是IS-2000。 CDMA2000与3G标准WCDMA不兼容。TDS-CDMA标准是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作，完成了TD-SCDMA标准，成为CDMA TDD标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。CDMA优点：1.接通率高。上网的人都有经验，找人少的时候上网，这样网塞少，就容易接通。打手机也是同样道理。CDMA源于军用抗干扰系统，有个“处理增益”的参数远远高于其他系统；再加上CDMA的信号占用整个频段，几乎是普通窄带调制效率的7倍，因此综合来看，对于相同的带宽，CDMA系统是GSM系统容量的45倍，网塞大大下降，接通率自然就高了。 2.CDMA手机打电话几乎没有杂音。CDMA采用了先进的数字话音编码技术，并使用多个接收机同时接收不同方向的信号。好像你听几个人从不同方面讲一件事，综合后，你就了解事情的全貌了，同时也省略了一些无关的内容。3.不易掉话。基站是手机通话的保障，当你移动到基站覆盖范围的边缘时，基站就应该自动“切换”来保障你，否则就会掉话。CDMA系统切换时的基站覆盖是“单独覆盖双覆盖单独覆盖”，而且是自动切换到相邻较为空闲的基站上，也就是说，在确认手机已移动到另一基站单独覆盖地区时，才与原先的基站断开，这样就保障了手机不会掉话。 4.“绿色手机”。CDMA系统的发射功率很小，只有01200毫瓦，因此对人体的电磁辐射可以忽略不计，对健康基本没有不良影响；另外，功耗小意味着电池、话机的寿命长了，对环境起到了保护作用，故有人称之为“绿色手机”。 5.窃听通话为何难。要窃听你的通话，必须要找到你的码址。但你的码址是个伪随机码，而且共有44万亿种可能的排列，因此，要破解密码或窃听通话内容是太困难了。 6.功能 。六种：三方同时通话；来话号码显示；来话自动转到您事先指定的电话、寻呼机或手机上（无条件呼叫前转）；将你打电话时的来话自动转到您事先指定的电话、寻呼机或手机上（遇忙呼叫前转）；你30秒内不接来话则自动转到您事先指定的电话、寻呼机或手机上（无应答呼叫前转）；分别与来话的两方通话（呼叫等待）。 7.CDMA能通全球 。现在中国电信已经推出天翼国际卡业务，前往没有CDMA网络的国家可以在出国前申请国际卡，可以支持在中国电信CDMA 网络使用，以及其他国家或地区的CDMA 网络或GSM 网络使用。结论：有线网络在速度上提供了目前无线接入网技术所不能支持的专用的网络带宽，对于那些数据密集型的应用，如工程技术方面的应用来说，这是非常关键的。安装过程非常简洁明了，而且维护有线网络的过程也是非常通俗易懂的。但有线接入网接入费用比较昂贵，而且铺设过程比较耗时，不利于快速投入使用，在救灾等急用场合不如无线接入网优势明显。为了改善网络带宽的问题，无线网络提供了共享带宽。在安装之前需要进行站点的调查，而且要想实现最大范围的覆盖，需要调整接入点的配置。 有线和无线接入网技术相互之间的关系是互为补充的，无线接入网技术并不会替代有线技术，为了实现灵活性和性能的最大化，使用无线接入网技术的公司通过有线网络有效地实现了对整个公司的全面覆盖。这意味着：现在的问题不是使用哪一种技术，不是谁把谁消灭取而代之的问题，而是如何将这两种技术的优势结合在一起，从而实现性能和灵活性的最佳组合。参考文献:1 现代通信系统 鲜继清 张德民 西安电子科技大学出版社 20022 接入网技术与设计应用 李雪松 傅珂 柳海 北京邮电大学出版社 2007 3 宽带综合接入技术 刘伟 科学出版社 20074 用户接入网技术与工程 五廷尧 人民邮电出版社 20078