10-6 广域网接入技术
广域网接入技术
下图项目列从上到下也是广域网接入技术的发展脉络
| 项目 | 描述 |
|---|---|
| PSTN公用电话网络 | 56kb/s |
| ISDN | B：数据信道，D：控制信道 BRI=2B+D=144k(个人办公) PRI=30B+D=2.048M(企业网络) |
| 线缆调制解调器接入 | 即HFC网络，已经淘汰 主干用光纤——光纤到小区——铜缆接入用户家庭(闭路电视线缆) |
| 数字用户线路远程接入 | xDSL技术，其中用得最多的是ADSL，其参数如下： 高速下行信道：1.544 |
接入和终结设备
线缆调制解调器接入HFC
线缆调制解调器接入HFC：主干网络用光纤，用户接入用铜缆（常考)
对HFC技术而言
- 前端(运营商这端)用CMTS(是一种光终结的设备)
- 主干用光纤
- 用户本地使用Cable Modem(线缆猫)
- 用户接入用铜缆
数字用户线路远程接入ADSL
数字用户线路远程接入xDSL(常考)，常见为ADSL
- 前端(运营商这端)用DSLAM(是一种xDSL的终结器)
- 用户本地使用ADSL的Modem
PON接入
(标记颜色的记忆)
PON（Passive Optical Network,无源光纤网络）是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT、用户侧的ONU(光网络单元即光猫)和ODN(光分配网络)组成。
- “无源”是指ODN(光分配网络)全部由分光器等无源器件组成，不需要供电。(OLT和ONU都需要供电)
- PON具有组网方便、建网速度快、节省光缆资源、抗电磁干扰、防雷和综合建网成本低等优点。
- 传统PON技术下行数据流采用广播技术、上行数据流采用TDMA(时分复用)技术，以解决多用户每个方向信号的复用问题。
- PON上行波长为1310nm，下行波长为1490nm。
当前线网如家庭接入使用PON技术，其架构为：
- 前端运营商有一个OLT(Optical Line Terminal，光线路终端，是一种光终结设备)
- 从OLT出来的光信号通过分光器(无源设备)分成多个子树
- 每个家庭有一个ONU(光网络单元即光猫)，ONU接入到前面所说的子树上去
其他接入技术
(了解)
| 技术类型 | 详细说明 |
|---|---|
| MSTP接入 | 基于SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）的多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform, MSTP），是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务接入 |
| 虚拟专用网(VPN) | 通过公共网络实现远程用户/局域网互连，采用隧道技术传输报文。即GRE和IPSec协议技术体系 |
| MPLS VPN | 可以把现有的IP网络分解成逻辑上隔离的网络，用于解决企业网互连和政府部门网络间的互连，也可以用来提供新的业务，为解决IP网络地址不足(加标签)、QoS需求和专用网络需求提供较好的解决方案。 VLAN：用在局域网中的隔离技术 VXLAN：用在数据中心网络中的隔离技术 MPLS VPN：用在广域网中的隔离技术 |
例题
例题1
解析：
HFC网络中用户是通过同轴电缆接入
需要CableModem
局端终结设备是CMTS
ADSL网络
- 局端终结设备是DSLAM
PON网络
局端终结设备是OLT
运营商网络用户认证一般都采用PPPOE，负责的设备是BRAS。
例题2
解析：PON网络下行是广播，上行是TDMA
例题3
解析：PON网络下行是广播，上行是TDMA
例题4
解析：OLT（Optical Line Terminal）光线路终端，用来终结PON网络流量
例题5
解析：PON网络下行是广播，上行是TDMA
例题6
解析：CATV即家用闭路电视。不同协议转换需要猫，即modem
- ADSL网络接入需要ADSL Modem
- HFC网络中用户是通过同轴电缆接入，即需要Cable Modem
- PON网络接入（光纤接入），那么需要光猫。
如何理解：不同协议转换需要猫，即modem ？
- ADSL网络接入需要ADSL Modem
- HFC网络中用户是通过同轴电缆接入，即需要Cable Modem
- PON网络接入（光纤接入），那么需要光猫。
1. ADSL网络需要ADSL Modem
- 技术原理：ADSL通过电话线传输数据，但电话线只能传输模拟信号，而计算机处理的是数字信号。ADSL Modem的作用是将计算机的数字信号调制成高频模拟信号（通过频分复用技术与语音信号共存），并通过电话线传输。
- 功能需求：
- 信号转换：ADSL Modem实现数字信号与模拟信号的相互转换（调制/解调），例如上行数据调制到20-138kHz频段，下行数据调制到138kHz-1.1MHz频段。
- 带宽非对称：ADSL上下行速率不同（如最高下行24Mbps，上行3.5Mbps），Modem需支持DMT（离散多音频）技术动态分配子频带资源。
2. HFC网络需要Cable Modem
- 技术原理：HFC（混合光纤同轴网）通过同轴电缆传输数据，但同轴电缆的射频信号需与数字信号相互转换。Cable Modem采用QAM调制技术，将数字信号编码为适合同轴电缆传输的射频信号。
- 功能需求：
- 频段划分：Cable Modem需支持上行5-42MHz（用户到ISP）和下行550-750MHz（ISP到用户）的频段划分，并避免与电视信号干扰。
- 共享带宽管理：由于HFC是共享介质网络，Cable Modem需配合DOCSIS协议动态分配带宽，并通过CMTS（电缆调制解调终端系统）协调通信。
3. PON网络需要光猫（ONU/ONT）
- 技术原理：PON（无源光网络）通过光纤传输光信号，而终端设备（如电脑、路由器）需处理电信号。光猫（光调制解调器）的作用是将光信号转换为以太网电信号，并实现协议封装（如GPON的GEM帧）。
- 功能需求：
- 光电转换：光猫内置光电二极管和激光器，完成下行1490nm/上行1310nm波长的光信号与电信号的转换。
- 协议适配：PON采用分层结构（如GPON的物理层、TC层），光猫需支持OLT（光线路终端）的测距、动态带宽分配（DBA）等功能。
对比总结
接入技术 传输介质 信号类型转换 核心设备 典型协议 ADSL 电话线 数字↔模拟（频分复用） ADSL Modem PPPoE、ATM HFC 同轴电缆 数字↔射频（QAM调制） Cable Modem DOCSIS PON 光纤 光信号↔电信号 光猫（ONU/ONT） GPON/XGS-PON、10G-EPON
关键差异
- 物理层处理：ADSL和HFC需处理模拟信号与数字信号的调制，而PON直接处理光信号与电信号的转换。
- 网络结构：
- ADSL和HFC依赖共享介质（电话线/同轴电缆），易受距离和噪声影响；
- PON采用点到多点（P2MP）结构，通过分光器实现无源扩展，支持更高带宽和可靠性。
- 标准化程度：Cable Modem早期缺乏国际标准（现以DOCSIS为主），而PON技术（如GPON、EPON）已有成熟的国际标准。
通过以上分析可见，不同网络技术因介质和协议差异，必须通过专用Modem实现信号转换和协议适配。