随着Internet的迅猛发展,人们对远程教学、远程医疗、视频会议等多媒体应用的需求大幅度增加,电子商务更是网络应用的典型热点。同时,人们对网络带宽及速率也提出了更高的要求,促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。

网络接入方式的结构,统称为网络的接入技术,其发生在连接网络与用户的最后一段路程,网络的接入部分是目前最有希望大幅提高网络性能的环节。互联网的接入技术很多,常见的有以下几种接入技术:

一、网络接入技术

(一)铜线接入技术

传统铜线接入技术,即借助电话线路,通过调制解调器拨号实现用户接入的方式,速率已达56kbit/s(通信一方应为数字线路接入),但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。虽然铜线的传输带宽有限,但由于电话网非常普及,电话线占居着全世界用户线的90%以上,如何充分利用这部分宝贵资源,采用各种先进的调制技术和编码技术,提高铜线的传输速率,是中、近期接入网宽带化的重要任务。

xDSLDSL(Digital Subscriber Line)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。尽管xDSL可以包括HDSL(高速数字用户线)、SDSL(对称数字用户线)、ADSL(非对称数字用户线)、VDSL(甚高比特率数字用户线),但是目前市面上主要流行的还是ADSL(非对称数字用户线路)和VDSL(甚高速数字用户线)。VDSL以其52Mbps的理论速度相对于于ADSL 1.5Mbps的理论速度而言,具有绝对的性能优势,但是其高昂的价格也让用户望而却步。它适合于单位用户召开电视电话会议等。DSL实质是一系列的超级Modem,他们的传输速率要远远高于普通的模拟Modem,甚至能够提供比普通模拟Modem300倍的兆级传输速率。由于DSL使用普通的电话线(不象其他的高速传输技术,如Cable Modem),所以DSL技术被认为是解决最后一英里问题的最佳选择之一。其最大的优势在于利用现有的电话网络架构,为用户提供更高的传输速度。

目前,以电话线为传输介质的宽带接入技术主要有以下几种:

1、高速数字用户环路(HDSL)技术

HDSL是数字用户线(DSL)技术中的一种,它采用高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器,进行线路均衡,消除线路串音,实现回波抑制,不需要再生中继器,适合所有用户环路,设计、安装和维护方便、简捷。HDSL技术广泛适用于移动通信基站中继、无线寻呼中继、视频会议、ISDN基群接入、远端用户线单元(RLU)中继以及计算机局域网互联等业务。

2ADSL技术

ADSLAsymmetric Digital Subscriber Line)是不对称数字用户环路的简称,是目前电信系统所称的宽带网。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。它是利用现有的市话铜线进行数据信号传输的一种技术,下行速率在29MB/s之间,上行速率在640KB/s1MB/s之间,终端设备主要是一个ADSL调制解调器。ADSL的基本原理是将传统电话线没有充分利用的双绞线的带宽充分利用起来,传统电话线仅使用4K的带宽,而双绞线的带宽至少可以达到10M,可以同时实现网络连接与语音通讯,即ADSL使用电话话音以外的频率来传输数据,而且不会影响通话的质量和网络下载速度,用户在浏览Internet的同时可以打电话或发传真,即使ADSL出现设备故障也不影响普通电话业务。ADSL不仅具有HDSL的优点,而且在信号调制数字相位均衡、回波抑制等方面采用了更先进的器件和动态控制技术。ADSL技术有利于充分利用铜缆资源,保护已有投资,能够在正常开通现有话音业务的同时提供宽带业务。

目前,市面上电信、铁通等都在经营ADSL业务,在他们经营的业务中,分为虚拟拨号ADSL和固定IP ADSL,在带宽上也分有等级:512K1M2M等。对于普通的家庭用户,电信提供512K的虚拟拨号ADSL,铁通提供2M的虚拟拨号ADSL。对于非营运性的家庭用户,电信提供512k的虚拟拨号ADSL,铁通提供2M的虚拟拨号ADSL

3VDSL技术

VDSL(超高速数字用户环路)和ADSL技术相似,也是一种非对称的数字用户环路技术,采用频分复用方式,将POTSISDN以及VDSL的上、下行信号放在不同的频段传输,但VDSLADSL的传输速率更高,是高速的 ADSLVDSL采用CAPDMTDWMT等编码方式,在一对普通电话双绞线上提供的典型速率为上行1.62.3Mbit/s,下行12.9655.2Mbit/S(目前最高达到155Mbit/s),速率比ADSL高约10倍,但传输距离比ADSL也低得多,典型的传输距离为0.31.5km。由于VDSL的传输距离比较短,因此特别适合于光纤接入网中与用户相连接的最后一公里,并且要求光网络单元(ONU)尽量与用户接近,其系统配置图与ADSL类似,存在于用户与本地ONU之间。VDSL可同时传送多种宽带业务,如高清晰度电视(HDTV)、清晰度图像通信以及可视化计算等。

4SDSL技术

SDSL技术(对称数字用户线)与HDSL类似,可以在两个方向上(上行和下行)传送1.544Mbit/s的带宽,但它利用一对铜双绞线。一对铜双绞线的使用使其传送距离受到限制,SDSL应用的传送范围为3km左右。它可在小范围的应用上找到位置,如住宅电视会议或远端LAN接入等。

5IDSL技术

IDSL(ISDN DSL综合数字业务用户环路)技术也与HDSL相同,它可以提供ISDN的基本速率(2B+D)或基群速率(30B+D)的双向业务,IDLISDN完全不同,ISDN是交换技术,ISDL是网络技术。不同于ISDN的最大特性是交换数据不通过交换机。

6UDSL技术

UDSL(Ultrahigh bit-rate DSL:超高速数字用户环路)也是ADSL技术的一种,但其传输速率更高,可达155Mb/s,不过传输距离只有数十米,Internet用户使用价值不大。目前仅处于实验阶段。

(二)混合光纤同轴(HFC)接入技术

为了解决终端用户通过普通电话线入网速率较低的问题,人们一方面通过xDSL技术提高电话线路的传输速率,另一方面尝试利用目前覆盖范围广、最具潜力、具有很大带宽的CATV网络。HFCHybrid Fiber Coaxial)网是指光纤同轴电缆混合网,它是一种新型的宽带网络,采用光纤到服务区,而在进入用户的最后1公里采用同轴电缆。最常见的也就是有线电视网络,它比较合理有效地利用了当前的先进成熟技术,融数字与模拟传输为一体,集光电功能于一身,同时提供较高质量和较多频道的传统模拟广播电视节目、较好性能价格比的电话服务、高速数据传输服务和多种信息增值服务,还可以逐步开展交互式数字视频应用。

HFC接入技术就是以现有的CATV网络为基础,采用模拟频分复用技术,综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。HFC技术可以统一提供CATV、话音、数据及其他一些交互业务,如数字电视和VOD等,750MHz以上频段暂时保留以后使用。终端用户要想通过HFC接入,需要安装一个用户接口盒(UIB),它可以提供三种连接:使用CATV同轴电线连接到机项盒(STB),然后连接到用户电视机;使用双绞线连接到用户电话机;通过Cable Modem连接到用户计算机。

由于CATV网络覆盖范围已经很广泛,而且同轴的带宽比铜线的带宽要宽得多,因此HFC是一种相对比较经济、高性能的宽带接入方案,是光纤逐步推向用户的一种经济的演变策略,尤其是在有线电视网络比较发达的地区,HFC是一种很好的宽带接入方案。HFC网是目前世界上公认较好的接入方式,是解决信息高速公路最后1公里宽带 接入网的最佳方案。HFC综合网可以提供电视广播(模拟及数字电视)、影视点播、数据通信、电信服务(电话、传真等)、电子商贸、远程教学与医疗、以及增值服务(电子邮件、电子图书馆)等极为丰富的服务内容。

传统的有线电视网只能实现单向传输,经过改造后可以实现双向传输。终端设备是一个电缆调制解调器,它是利用有线电视网作为接入网的接入设备。有线电视电缆传输速率下行最高可达36MB/s,上行最高可达10MB/s。目前我国有许多地区的有线电视网也开通了这项服务。

(三)HOME PNA接入技术

Home PNA全名是Home Phone Line Networking Alliance,它是19986月由全球多家知名的通讯及晶片大厂共同制订的利用电话线在小范围内搭建局域网的电话网络标准,执行的网络标准是IEEE802.3标准的局域网标准。Home PNA技术的出现其中一个主要目的就是解决最后几百米的互联网高速接入,实质就是一种变种的ADSLhome PNA设备就是一套简单的ADSL局端和用户端设备,只是速度相对标准ADSL慢一些,传输距离更短一些。目前速率可以达1Mbps,距离可达400。解决互联网接入的模型一般是这样:ISP通过光纤或者其他方式将高速互联网接口连到小区,通过Home PNA局端设备(小区网络中心)和客户端设备在小区内通过小区住户的电话线连接成一个局域网,然后通过Home PNA设备上的共享上网服务功能为用户提供高速上网连接。目前Home PNA已经获得了多家大IT企业包括AMDIBMAT&THP3ComCompaq等的支持。

(四)DDN数字专线技术

对于上网计算机较多的企业用户,可以采用DDN和帧中继的INTERNET的接入方式。DDNDigital Data Network)即数字数据网,是利用光纤、数字微波或卫星等数字信道,提高永久或半永久性电路,以传输数据信号为主的信号网络。它区别与传统模拟电话专线,其显著特点是数字专线,传输质量高,时延小,通信速度可以根据需要在2.4kbps2Mbps之间选择。用DDN方式接入INTERNET,传输速率可以达到64kbps2MbpsDDN是采用数字传输信道传输数据信号的通信网,可提供点对点、点对多点透明传输的数据专线,为用户传输数据、图象、声音等信息。

DDN专线就是市内或长途的数据电路,电信部门将它们出租给用户做资料传输使用后,它们就变成用户的专线,直接进入电信的DDN网络,因为这种电路是采用固定连接的方式,不需经过交换机房,所以称之为固定DDN专线。现在我们常见的固定DDN专线按传输速率可分为14.4K28.8K64K128K256K512K768K1.544M(就是常说的T1线路)及44.763MT3)九种目前DDN可达到的最高传输速率为155Mbit/s,平均时延≤450μs

因为DDN的主干传输为光纤传输,采用数字信道直接传送数据,所以传输质量高。采用专线连接的方式而不必选择路由,直接进入主干网络,所以时延小速度快14.4KDDN绝对比14.4K的拨号上网快很多、采用点对点或点对多点的专用数据线路,特别适用于业务量大、实时性强的用户。

(五)帧中继技术

帧中继(Frame Relay)是在OSI的第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种网络互联技术。它的传输率从19.2KBPS2MKBPS。帧中继主要运用在企业局域网之间的互联,以及局域网联入INTERNET,它是一种经济、方便、灵活、投资少的一种企业级的网络解决方案。

(六)无线接入技术

无线接入技术是指在终端用户和交换局端间的接入网部分全部或部分采用无线传输方式,为用户提供固定或移动的接入服务的技术。作为有线接入网的有效补充,它有系统容量大,话音质量与有线一样,覆盖范围广,系统规划简单,扩容方便,可加密码或用CDMA增强保密性等技术特点,可解决边远地区、难于架线地区的信息传输问题,是当前发展最快的接入网之一。目前,无线接入技术已较为广泛地应用于农村、城镇,在水利电力、工矿等专网中也得到一定程度上的应用。

无线接入的方式有很多,如微波传输技术(包括一点多址微波)、卫星通信技术、蜂窝移动通信技术(包括FDMATDMACDMASCDMA)、CTZDECTPHS集群通信技术、无线局域网(WLAN)、无线异步转移模式(WATM)等,尤其是WLAN以及刚刚兴起的WATM将成为宽带无线本地接入(WWLL)的主要方式。与有线宽带接入方式相比,虽然无线接入技术的应用还面临着开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元丢失、时延等方面的问题,但它以其特有的无须敷设线路、建设速度快、初期投资小、受环境制约不大、安装灵活、维护方便等特点将成为接入网领域的新生力量。

(七)电力线接入技术

随着因特网应用的不断扩展和各种新技术的出现,电力线通信开始应用于高速数据接入和室内组网,通过电力线载波方式传送语音和数据信息,把电力网用于网络通信,以节省通信网络的建设成本。电力线通信是接入网的一种替代方案。现有线路资源主要有:电话线、有线电视网和电力线。电话线和有线电视网的接入线路资源归传统的运营商所拥有,而且相对于电力线而言,其线路覆盖范围要小得多。在国内,除了特别偏僻的山区外,电力线几乎无所不在,在每个家庭的每个房间,至少都有一个以上的电源插座,这对开展接入业务而言非常方便。

(八)光纤接入技术

所谓光接入网(OAN)就是采用光纤传输技术的接入网,泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。通常,OAN指采用基带数字传输技术并以传输双向交互式业务为目的的接入传输系统,将来应能以数字或模拟技术升级传输宽带广播式和交互式业务。光纤由于其大容量、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点,正在得到迅速发展和应用。主干网线路迅速光纤化,光纤在接入网中的广泛应用也是一种必然趋势。光纤接入技术实际就是在接入网中全部或部分采用光纤传输介质,构成光纤用户环路(FITL),或称光纤接入网(OAN),实现用户高性能宽带接入的一种方案。

(九)以太网宽带接入技术

以太网是在20世纪80年代发展起来的一种局域网技术,由于其具有使用简便、价格低、速率高等优点,很快成为局域网的主流。随着千兆以太网(GbE)的成熟和万兆以太网(10GbE)的出现,以及低成本地在光纤上直接架构GbE10GbE技术的成熟,以太网开始进入城域网和广域网领域。如果接入网也采用以太网将形成从局域网、接入网、城域网到广域网全部是以太网的结构。采用与IP一致的统一的以太网帧结构,各网之间无缝连接,中间不需要任何格式转换,将可以提高运行效率、方便管理、降低成本。

以太网技术的实质是一种二层的媒质访问控制技术,可以在五类线上传送,也可以与其它接入媒质相结合,形成多种宽带接入技术。以太网与电话铜缆上的VDSL相结合,形成EoVDSL技术;与无源光网络向结合,产生EPON技术;在无线环境中,发展为WLAN技术。以太网是目前使用最广泛的局域网技术。由于其简单、低成本、可扩展性强、与IP网能够很好结合等特点,以太网技术的应用正从企业内部网络,向公用电信网领域迈进。以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合,作为公用电信网的接入网,直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。

二、网络接入方式

互联网服务提供商ISPInternet service provider),是指为互联网用户提供互联网接入服务及相关技术支持的公司,是广大用户进入互联网的入口和桥梁。目前我国的ISP是中国电信、联通、网通、吉通、铁通等。

互联网服务提供商(ISP)包括互联网内容提供商(ICP)和互联网接入服务商(IAP)。互联网内容提供商提供内容服务,如网页制作、门户网站等。互联网接入提供商专门从事互联网接入服务及有限的信息服务,国内IAP的有新网(ChinaDNS.com)、东方网景(east.net.cn)、北京电信(bta.net.cn)等。互联网的接入方式很多,从用户的角度出发,大致有以下几种连入方式:

(一)普通电话拨号上网

其基本原理是,将数字信息通过调制解调器转为模拟信号,然后通过电话线进行传输,接收方再通过调制解调器将模拟信号转为数字信号,从而完成数据通信的过程。上网速度理论上可以达到33.6(上传)~56(下载)KB/s,缺点是上网速度较慢,而且易受电话线路通讯质量的影响。

(二)ADSL上网

ADSLAsymmetric Digital Subscriber Line)是不对称数字用户环路的简称,是目前电信系统所称的宽带网。它是利用现有的市话铜线进行数据信号传输的一种技术,下行速率在29MB/s之间,上行速率在640KB/s1MB/s之间,终端设备主要是一个ADSL 调制解调器。ADSL的基本原理是将传统电话线没有充分利用的双绞线的带宽充分利用起来,传统电话线仅使用4K的带宽,而双绞线的带宽至少可以达到10M,可以同时实现网络连接与语音通讯,即使ADSL出现设备故障也不影响普通电话业务。ADSL适用于人口密度大,高层建筑多,网络节点密集的地段,具有系统结构简单,使用维护方便,性能价格比高的特点。

(三)ISDN上网

ISDNIntegrated services digital network)是综合业务数字网的简称,又称一线通,它是由电话综合数字网演变而来的。ISDN有两个信道,可以全部用于接入互联网,也可以仅用一个信道接入。如果两个信道同时使用,则数据传输速率为128KB/s,一个信道使用时数据传输速率为64KB/s,此时另一个信道作为普通电话使用。

(四)DDN上网

DDNDigital data network)就是数字数据网,是利用数字信道来传输数据信号的数字数据网。目前全国各地的电信系统都普遍开通了这项服务。DDN利用数字信道提供半永久性连接线路以连入互联网,是一种全透明、全数字、优质的传输介质,其传输速率是64KB/s2MB/s

(五)局域网共享上网

比如校园网通过光纤连入互联网,而学校内部的电脑可以共享这根光纤上网,光纤局域网内的传输速率范围是10100MB/s

(六)有线电视电缆上网

传统的有线电视网只能实现单向传输,经过改造后可以实现双向传输。终端设备是一个电缆调制解调器,它是利用有线电视网作为接入网的接入设备。有线电视电缆传输速率下行最高可达36MB/s,上行最高可达10MB/s

(七)光纤上网

光纤是一种直径为50100微米的特殊传输介质,一般由石英玻璃或塑料制成,外裹一层折射率较低的材料,多根光纤连在一起,就组成了光缆。光纤通信网才是真正意义上的宽带网,传输速度最快、单根光纤的传输速度可以达到100MB/s 10GB/s,而且相当稳定,唯一缺点就是价格较高。

(八)无线接入上网

无线接入技术分为两种:

一种是固定接入方式,如微波、卫星和短波等。微波接入的典型方式是建立卫星地面站,租用通信卫星的信道与上级ISP通信,其单路最高速率为27 KB/s,可多路复用,其优点是不受地域的限制。卫星通信传输技术是利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的数据通信。利用专用的短波设备也可以接入互联网,且接入速率和距离都较理想。由于短波有绕射力,因此这种技术适用于在城市及市郊做中远距离联网。

另一种是移动接入方式,利用手机上网除了可以进行网页浏览、收发电子邮件等常规互联网服务外,还可以发送短信息、下载铃声、下载屏保等,传输速率约9.6KB/s