计算机网络——物理层（互联网接入技术）

目录

接入网 AN

电话网拨号接入

数字用户线接入

非对称数字用户线 ADSL

光纤同轴混合网接入

我国 HFC 的频谱划分

HFC 网的设备组成

 用户所享用的最高数据率是不确定的

光纤接入

以太网接入

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接入网 AN

ISP一般指网络业务提供商。 网络业务提供商(Internet Service Provider，简称ISP)，互联网服务提供商，即向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、和增值业务的电信运营商。

互联网接入技术解决的就是最终用户接入本地ISP“最后一公里”的问题。通常，人们将用户设备（或用户驻地网络）连接到ISP边缘路由器的物理链路及相关设备的集合称为接入网 AN(access network)。

主要有：电话网拨号接入、数字用户线接入、光纤同轴混合网接入、光纤接入、以太网接入和无线接入。

电话网拨号接入

早期住宅用户接入互联网的方式，简单易行、成本低 (非宽带接入)。

 通过拨号调制解调器接入
– 允许最高56Kbps接入速率 (通常会更低)
– 不能同时上网和打电话，不提供持续连接

数字用户线接入

数字用户线（Digital Subscriber Line，DSL）是电话运营商提供的一种住宅宽带接入业务。用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。

虽然标准模拟电话信号的频带被限制在 300~3400 kHz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过 1 MHz。

DSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

非对称数字用户线 ADSL（Asymmetric DSL）是目前使用最多的DSL技术。“非对称”是指下行（从ISP到用户）带宽远远大于上行（从用户到ISP）带宽。

非对称数字用户线 ADSL

在用户线的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。

使用频分复用技术，0～4kHz用于电话业务，而将高端频谱用于上行和下行数据传输。

采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率，所能得到的最高数据传输速率与实际的用户线上的信噪比密切相关。

极限传输距离与数据率以及用户线的线径都有很大的关系（用户线越细，信号传输时的衰减就越大）。

光纤同轴混合网接入

光纤同轴混合网 HFC（Hybrid Fiber Coax，HFC）是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。

HFC 网除可传送有线电视外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。

现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造。

我国 HFC 的频谱划分

原来的CATV网的最高传输频率是 450 MHz，并且仅用于电视信号的下行传输。

但HFC网具有双向传输功能，而且扩展了传输频带。根据有线电视频率配置标准，目前我国的HFC网的频谱划分如下图所示。

HFC 网的设备组成

分路器将同轴电缆中的有线电视信号与互联网数据信号分离，有线电视信号传输到电视机的机顶盒，而互联网数据信号传输给电缆调制解调器。

电缆调制解调器只安装在用户端，安装在电缆头端的是电缆调制解调器端接系统（Cable Modem Termination System，CMTS）与互联网连接。

 用户所享用的最高数据率是不确定的

使用ADSL时，用户PC所连接的电话用户线是该用户专用的，因此在用户线上所能达到的最高数据率是确定的，与其他ADSL用户是否在上网无关。

但在使用HFC时，由于小区用户共享同一条同轴电缆带宽，用户所享用的最高数据率是不确定的，这取决于这段电缆上现在有多少个用户正在传送数据。

光纤接入

FTTx（光纤到……）一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母 x 可代表不同意思。

光纤到户 FTTH (Fiber To The Home)：光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法。

光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。

光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)：从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。

 

光信号从局端的光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）传输到最后，要设置一个叫作用户端的光网络单元（Optical Network Unit，ONU），也可简称为光结点，用来把光信号转换为电信号。

 FTTx的实现可以有两种方式：有源光网络和无源光网络。

无源光网络具有天然的抗电磁干扰影响的能力，减少了接入网的故障点，系统可靠性较高，维护成本较低，是目前FTTx的主流技术。

无源光网络采用无源光分路器（Passive Optical Splitter，POS）与ONU连接，是纯光纤网络。

光分路器是一种能将光信号从一条光纤中分至多条光纤中的无源光器件。

无源光网络通常采用波分复用，上行和下行分别使用不同的波长。
 

下行，OLT采用广播方式将数据发送给各用户ONU。

上行，各用户ONU通常采用时分多址TDMA 方式共享上行信道，将数据发送给OLT。

以太网接入

各种政府机构、大型企业和大学校园的用户通常通过内部的以太网接入到互联网

一些接入网运营商将以太网用于住宅接入网领域，在原有以太网技术的基础上（采用原有以太网的帧结构和接口），增加了远端馈电、接入端口的控制、用户间的隔离、计费等功能。

无线接入技术目前最常用的有两种：
– 无线局域接入：通过无线局域网接入到互联网(典型的：Wi-Fi)。
– 无线广域接入：通过蜂窝移动通信系统接入到互联网（典型的：3G、4G、5G）。