论文：基于宽带接入技术的分析及应用

论文：基于宽带接入技术的分析及应用论文：基于宽带接入技术的分析与应用论文简介：吉林大学远程教育本科生毕业论文（设计）中文题目基于宽带接入技术的分析及应用学生姓名专业层次年级学号指导教师职称学习中心成绩2018年10月9日摘要伴随现代宽带技术的快速发展，客户对宽带业务的接入要求也随之增加，那么就迫切要求各个运营商去构建一个高速率、稳定安全、可靠的宽带接入网络。本文通过对现有的主论文：基于宽带接入技术的分析及应用本文内容：吉林大学远程教育本科生毕业论文（设计）中文题目基于宽带接入技术的分析及应用学生姓名专业层次年级学号指导教师职称学习中心成绩2018年10月9日摘要伴随现代宽带技术的快速发展，客户对宽带业务的接入要求也随之增加，那么就迫切要求各个运营商去构建一个高速率、稳定安全、可靠的宽带接入网络。本文通过对现有的主流有线、无线宽带接入技术进行深入细致分析和研究，对它们特点和应用技术进行分析比较，主要是针对有线和无线两种类型宽带接入方式的优缺点，然后以广电有线宽带接入案例进行分析研究，总结归纳了现行的网络结构中所存在的问题，进行深入的分析并提出了优化方案。关键词：宽带、接入技术、有线、无线、广电目录导言3正文31.接入技术综述32.主流有线宽带接入技术42.1SDH/MSTP技术42.2无源光网络（xPON）接入技术62.3分组传送网（PTN）63.无线宽带接入技术83.1标准成熟度93.2商用化成熟度94.有线、无线接入技术比较分析104.1空间设置104.2传输质量104.3灵活性能114.4故障排查114.5安全性能115.广电有线宽带接入案例115.1广电有线宽带接入网络现状及存在问题125.2宽带接入网络优化方案12总结13参考文献14致谢14导言宽带接入技术是面对NGN、NGI以及IP业务迅猛发展的关键环节，当前各种宽带接入技术及市场发展情况怎样?这是业界关注的热点问题。本文首先介绍了当前宽带业务市场的一些情况，然后对现有的主流有线、无线宽带接入技术进行深入细致分析和研究，对它们特点和应用技术进行分析比较，主要是针对有线和无线两种类型宽带接入方式的优缺点，然后以广电有线宽带接入案例进行分析研究，总结归纳了现行的网络结构中所存在的问题，进行深入的分析并提出了优化方案。正文1.接入技术综述从2003年开始，我国的宽带业务得到了快速发展，一跃成为电信行业业务迅速增加的主力军，大力发展宽带业务也成为电信行业运营商的重大抉择。因此，各个运营商也开始将宽带业务接入的网络建设，放到了企业长期发展的战略上来。接入方式，从接入业务的角度看，可简单地分为适用于窄带业务的接入网技术和适用于宽带业务的接入网技术。从用户入网方式角度来看，Internet接入技术可以分为有线接入和无线接入两大类。最近几年，国内外宽带接入网的工作开展十分很快，然而，到现在为止没有制定一项大家公认的绝对主导的宽带接入技术，其中包含接入网对成本、相关法律法规、宽带接入技术等均很敏感。从全球来看，以内铜缆接入的ADSL光纤、同轴混合网（HFC）、以太网暂时是三足鼎立。如图1-1所示：图1-1全球范围内使用宽带接入技术比例图从图1-1，我们不难看出现在ADSL的使用这种方法的数量已经超过HFC和以太网成为主流的宽带接入技术。但是从目前客户发展的需求来看，ADSL在很多技术上仍然改进，例如宽带网管能力的增强等。从长远的发展上面来看，比较理想的宽带接入方式是：光纤接入网和无源光网络。还有就是光纤到户（FTTH）可能成为是最佳的处理方法，另一个刚刚凸显出发展前途的移动无线宽带接入技术（WiMAX），其开发的重点是802.16e在传递速率和而且其比3G更加节约成本，但是移动无线宽带接入技术在移动性和覆盖面这些方面远远不如3G。根据宽带接入的不同的驱动力量，我们能将其归纳为以下几个方面：在业务方面上，在业务新收入和新商务方案的驱动；在技术方面上，新技术进步和创新科技的驱动；在竞争方面上，有线电视和其他同行电信公司的竞争压力驱动。综上所述，现代宽带接入技术多种多样，再次，本文只介绍主要的几种宽带接入技术。2.主流有线宽带接入技术现在，许多电信运营商的城域网大多是由IP城域网与城域传送网所组成的，其主要用来解决专线、基站、TDM电路等业务。下面具体分析以上所提到的几种主流有线接入技术。2.1SDH/MSTP技术所谓的SDH/MSTP光纤接入，就是主要以“SDH/MSTP155Mb/s设备＋光纤”的模式对大客户进行专线接入。MSTP是在SDH技术对传输数据业务的基础上为宽带接入提供保护更好的恢复保护能力和很短的延时功能，同时MSTP实现为第二层和第三层的数据交换提供可靠支持，以构成宽带接入技术的业务层和传送层一体化。这种SDH/MSTP光纤接入具体有以下的几点优势：1）SDH/MSTP光纤接入提供不同的物理接口，满足更多新业务更加快捷的接入。2）在现有SDH传输网络的基础上，能较好地兼容现有宽带接入技术，降低成本投入。3）MSTP可以采用VC虚级联接技术，能更好利用带宽对了较小颗粒的进行带宽管理。4）MSTP技术支持多种组网方式，例如星型、多环切接等，能有效地提高网络的扩展性能。5）MSTP利用LCAS技术，在数据流不中断的情况下，能够保证动态地对虚级联的个数进行快速调整。6）宽带网络的传输也变得更加可靠，且其自动保护恢复功能更加凸显。但是，SDH/MSTP光纤接入也存在缺点，例如其带宽可重复利用率很低、提供大带宽时所需要的成本很高等。但从整体上来说，MSTP技术可以提供多种的接口类型，不同业务处理能力以及安全可靠的网络性能基本上能够满足现在构建城域网所需要的业务。可以在等到这种接入方式为运营商在取得运营回报之后，可以对网络做进一步的优化升级。图2-1MSTP组网结构图在政府部门这种场合的应用，如OA系统、办公视频会议等，其对带宽要求不高，但其对网络的安全可靠性要求很高，就能使用现的MSTP网络进行构建，可以节省很多成本。现在的MSTP主要以以环形为主的组网方式。这种环形的组网方式对用户采用的电源要求很高，应该充分考虑到用户在办公机房电源位置、和电源管理等多方面，也应该考虑到基站不能和集团客户的组环形式，避免其发生故障影响基站业务。而对于分布较为偏远、零散的集团客户不可纳入组环中来，应该采用支链的方式进行接入。2.2无源光网络（xPON）接入技术现在宽带视频及数据业务也得了迅速发展，用户开始对网络带宽和传输的稳定性的需求日益高涨，FTTH也将成为未来宽带接入技术的发展方向。PON所采用的技术主要包含A/BPON、EPON和GPON三种，其中A/BPON现在基本被淘汰，PON重点的发展对象是EPON和GPON技术，由于这两种技术的协议标准制定组织不同、成熟度等多种因素的制约，而导致其分别发展。但对于今天的电信行业的运营商来说，GPON更具有竞争力，其主要表现在带宽和投资回报率等优势。GPON技术被称为“用户最后一公里”的光纤接入技术，在光分支点出不需要采用有源节点设备，只是在靠近用户使用处安装无源光的分路器，这样具备了很多优点，例如，节省光纤资源、节省机房投资成本，维护成本低，带宽资源共享等多种方面，成为FTTH宽带接入技术的最佳选择。图2-2PON的组图结构图GPON部署网络的投资回报率相对于EPON来说，其得到了极大的增加。在相同的成本基础上，GPON很轻松的支持更高的带宽可用率（高达93%）、提供更大的可用带宽（最低可达2.3bps）以及更多的用户数（支持1:64的分光比）。现在，EPON多用于纯以太网业务，其成熟度较高、成本也较低；而GPON更适合于要求更高的业务承，如TDM/IP共存等，但是GPON的成熟度和成本方面与EPON的差距慢慢变小。GPON系统可以更加适合于家庭、集团用户的宽带接入业务。2.3分组传送网（PTN）与传统的以太网相比，传统SDH/MSTP网络的端到端的OAM管理能力在PTN这里得到了非常好的继承，并且PTN可根据不同的QOS的机制，提供差异化服务，在很大传统补充了以太网的缺点。图2-3中小城域网PTN的组图结构图本文根据网络规模的不同，分为中小型城域网和大型城域网两种模型的组网方式。1）中小型诚域网模型：如图2-3所示，其采用核心层、汇聚层、接入层这三层进行分组化。在现阶段其核心层和汇聚层应该采用10GE组网设备，而接入层应该采用GE型号设备进行组网。2）大中型城域网构网模型：其也采用核心层、汇聚层、接入层这三层进行分组化。现阶段其核心层采用WDM光纤与分组化结合的组网，而汇聚和接入层采用分组化结构组网。就目前的发展来看，解决宽带接入的最有效的办法是光纤宽带接入。但是不同的光纤宽带接入技术都有自己的技术特点，而且需要最佳的使用场合和时机。综上所述，目前应用最为广泛的宽带接入技术是MSTP，技术较为成熟的宽带接入技术是光纤宽带接入技术。而无源光网络PON接入技术凭借其成本、带宽的优势，更加适合住宅小区和普通集团客户。如表2-1所示：表2-1GPON与MSTP的比较表接入技术GPON接入MSTP接入技术特点全程采取无源，节约了核心层光纤环形保护功能较好，但不太适合作为接入设备应用带宽性能带宽可达2.5G带宽较低带宽利用率带宽统计复用，利用率高虚级联固定占用带宽，利用率低网络扩展性容易不容易维护难易度较低，较高机房条件较低较高，需要上架和占用机房分光点灵活性分光器可以灵活放置不灵活；所有节点必须需考虑供电，管理方式集中管理局端和用户端设备无法管理下带设备全程无源支持不支持建设成本低高随着PTN宽带接入技术的不断成熟运用，使用PTN来代替MSTP，可以更好地为集团客户服务。各大经营商应该有效地采用不同的技术来满足客户不同的需求，才能更好地适应市场激烈的竞争、使得利润最大化。3.无线宽带接入技术现代的无线宽带接入技术主要包含无线局域网和无线城域网两大技术。但从现在的市场和业务定位看来，宽带无线接入将会和移动蜂窝网会出现重叠和竞争。虽然Wi—Fi、WiMAX、McWiLL和3G这些都是宽带无线技术，但是它们存在很大差异。如表3-1所示：表3-1宽带无线技术指标对比Wi-FiWiMAXMcWill3G增强型(HSDPA)技术传输速率（Mbit/s）11~54151514.4覆盖范围（km）0.05~0.3城区：2~3开阔地区：几十公里城区：2~3开阔地区：5~20城区：2~3开阔地区：几十公里信道带宽（MHz）20555移动性（km/h）-120100350(高速移动)通过表3-1对比，我们不难看出传输速率方面Wi—Fi是很强，但是其在覆盖范围方面比较差；而在移动性方面3G技术则表现最为突出。就目前市场的需求来看，各种的无线技术都有自身的优缺点，对于未来发展方向应该有所侧重。但是总体来看，宽带无线接人技术正在朝着两个方向发展：移动化和宽带化。例如，Wi—Fi在移动性和覆盖范围这些方面表现的较差，因此，其应该扬长避短，通过不断加大自身懂得传输速率以保持自己竞争优势；而WiMAX、McWiLL虽然在诸多方面与Wi—Fi和3G都不能突出太过明显的优势，则应该兼顾宽带化和移动化的共同发展。现在无线宽带接入技术的不断升级和市场需求的增长，不同的无线宽带接入技术都需要不断地区扩大自己业务。例如，Wi—Fi在传统市场上是只支持的终笔记本这类产品，也应当逐步向手机和平板电脑这块电子产品应用领域发展，尤其不断的发挥自己传输性能较强这一优速，充分在“无线城市”领域发挥作用；而3G增强型（HSDPA）技术将立在3G在手机终端领域的基础上，发挥自己传统的移动性能优势，逐步从车速移动领域高速移动领域发展。3.1标准成熟度目前，在标准成熟度方面只有3G增强型（HSDPA）技术、Wi—Fi标准技术相对来说比较成熟，都已经形成了自己完善的标准体系；WiMAX标准的制定相对3G增强型（HSDPA）技术、Wi—Fi标准比较落后，于2004年才开始正式推出802．16d为标准。现在，下一代的WiMAX标准802．16m是按照ITU—RIMT—Advanced的要求进行制定的，现在也得到了启