毕业设计（论文）-宽带及相关技术.doc

北京XXXX教育学院 毕业设计任务书 学 号：XX 专 业：通信工程 班 级：姓 名：毕业设计题目： 宽带及相关技术 2014 年 5 月 4 日北京XXXXXXXX(XX)XXXX毕业设计(论文)摘 要宽带网络就是依靠宽带技术为基础结构建立的网络体系。众所周知,多媒体信息的数据含量远远超过以前以单一形式传输信息的信息量,在传输速率不能降低并且同时信息容量增大的情况下,电信网络必须努力提高传输通道的容量和速度,否则必然不能保证信息及时,准确有效的传输.因此,需要实现社会信息的多媒体化,必须依靠宽带技术。宽带网络按其结构技术可分为宽带传输网,宽带交换网,和宽带接入网三个部分.传输网是所有信息元素传输的基础通道,信息单元和数据就是通过传输网络实现从源地址到目的地址的转移.宽带减缓网络通过对信息的接受,分拣和转发的过程，接入网是整个宽带网络中与用户连接的最后一段，用户通过接入网连接到宽带网上。宽带接入技术主要分下列几种：基于电信网用户线的数字用户线（DSL）接入技术，基于CATV网HFC传输设施的电缆调制解调器（Cable Modem）接入技术，基于光缆的宽带光纤接入技术，基于以太网(Ethernet)的高速局域网接入技术,基于无线传输手段的无线接入技术。关键词：传输网,宽带交换网,和宽带接入网, （DSL）接入技术, 调制解调器接入技术, 光纤接入技术, 局域网接入技术，无线接入技术。II 北京XXXXXXXX(XX)XXXX毕业设计(论文)ABSTRACTThe broadband is established based on the broadband network systemstructud networkers everyone knows, the amount of information data in multimedia information than before transmission to a single form information, reduce the transmission rate can not and at the same time, increasing the capacity of information, telecommunication network must strive to improve the transmission channel capacity and speed, otherwise it can not guarantee the information timely, accurate and effective transmission. Therefore, to realize the social information multimedia, must rely on broadband technology.Broadband network according to the structure can be divided into broadband transmission network, broadband network, and broadband access network part. Transmission network is the basis of all information elements in transmission channel, information units and data is through the transmission network to realize the transfer from the source address to a destination address. Broadband slow network through the acceptance of information, sorting and the forwarding process, the broadband access network is connected with the users of the network in the last paragraph, users connected to broadband Internet access network.Broadband access technology is divided into the following several kinds: digital subscriber line network subscriber line (DSL) access technology based on HFC，cable modem transmission facilities based on CATV net access technology, broadband optical access technology based on fiber optic cables, based on Ethernet (Ethernet) high speed LAN access technology, wireless access technology of wireless transmission technology based on.Keywords: Keywords: Transmission network, broadband network, and broadband access network, (DSL) access technology, modem access techniques, fiber access technology, LAN access technology, wireless access technology北京XXXXXXXX(XX)XXXX毕业设计(论文)摘 要IABSTRACTII前 言I1. 宽带的出现与前景11.1宽带的发展11.1.1宽带通信业务不断多媒体化融合化11.1.2宽带集成通信业务将快速发展12. DSL接口及技术概述22.1 DSL简介22.1.1概述22.1.2非对称DSL技术主要有以下几种22.1.3 DSL - 编码技术32.1.4 DSL -技术应用43. 以太网接入技术63.1应用流媒体技术进行设计的优点63.1.1以太网接入技术6致 谢7参考文献88前 言时至今日，我们越来越离不开网络了，工作，学习，生活处处离不开网络，我们在网上看电影，听音乐，打游戏，它已经是我们生活的一部分了，不论是电脑还是手机，只要是接入网络的设备都能为我们提供各种信息，居家办公，宽带就非常重要了，款待其实是没有很严格的定义的一半是一拨号上网速率的上限56Kbps为分界线，将56Kbps及其以下的接入为“窄带”，之上为“宽带”，它能满足人们感官所能感受到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽，因此它也是一个动态的，发展的概念。宽带对家庭用户而言是指传输速率超过1M，可以满足我们对音乐，视频，游戏等大信息量传输的需求。宽带的发展，越来越多的用户有传统的DSL接入转向光纤接入。我国宽带网民基数大，但宽带接入用户地区差异很大，平均网速也比较低，威力满足娱乐的体验效果，用户对带宽的提高需求非常大，因此未来我国宽带接入还有很大的提升空间，从现在的2M提升到10M甚至更高。随着专业运营商在一二级城市市场的深入，并以一二级城市为中心，对三四级城市辐射式推进，专业运营商在面向商企用户和个人用户的宽带接入市场规模都会持续增长。特别是随着专业运营商对商企用户市场开拓力度的加大，服务范围进一步的拓宽和服务层次的进一步延伸，其市场分额也会逐年提高。随着北京地区企业信息化程度的不断提高，面向商企的宽带接入市场将注重数量上的增长阶段向注重质量和效益的阶段转变。据预测，2010年北京地区宽带接入服务市场专业运营商细分市场规模为36.4亿元，2013年增长为44.5亿元，年增长率为6.93%中国工业和信息化融合程度的日益加深，以及物联网，云计算等应用和服务的推广，中国企业对宽带接入的需求将会进一步加大，并呈现出个性化，定制化，多元化等特点，这将使得国内企业用户的宽带接入细分市场所占的份额持续增加。未来终有一天，家家都会接入宽带服务，方便我们的生活，网购就是很好的例子，我们可以足不出户就能买到心仪的商品，也可以使用我们的网上银行服务，将我们需要缴纳的费用通过网络轻松解决，宽带将无处不在。1. 宽带的出现与前景1.1宽带的发展目前，我国城市宽带正处于大提速阶段，农村地区则处于市场导入期，潜力巨大。2011年全国农村宽带家庭普及率为10%，预计未来3年将加速增长，2012年为14%，2014年将达到20%。随着城市化进程的加快，互联网将成为改变城乡二元结构缩小城乡差距的重要手段之一。发展宽带通信业务已经成为国内各运营商的战略抉择，也将成为国内市场竞争的焦点。未来宽带通信业务发展将呈现以下趋势和特点：宽带接入普及率逐步提高，与日本韩国等宽带通信发达国家相比，我国宽带接入类业务普及率目前还比较低，宽带接入类业务还有很大的发展空间。在未来我国大力推动社会信息化的大背景下，居民上网进行生产生活以及娱乐活动的需求将不断增大。随着居民收入和居民文化素质的逐步提高以及上网终端价格的不断降低，潜在的宽带接入用户群体规模将不断扩大。宽带通信业务趋于个性化用户总是希望通信企业提供适合其要求的通信业务。在宽带通信环境下，这种根据用户特性定制业务的需求将越来越大。为用户提供个性化服务将是未来宽带通信业务发展的主线之一。一方面是宽带通信的应用在各种终端上的应用更加多样，个人可以通过各种终端实现个人的各种应用。另一方面是通过3G网络和智能终端，实现随时随地的个人化应用。 1.1.1宽带通信业务不断多媒体化融合化目前，电信业务正在由单一的话音业务向语音文字图像视频等多种媒体融合的业务发展。这种多媒体化的趋势将在未来的电信类业务发展过程中继续得到体现。 宽带通信业务的融合化包含两个含义：首先是电信类业务与互联网类业务的融合。未来的宽带通信业务将融合互联网类业务简单灵活与电信类业务稳定可靠的优点，形成更加完善的新型业务，而互联网类业务与电信类业务之间的界线也将逐渐模糊。其次是电信类业务将融合目前的部分媒体传播业务（如广播电视出版等），这是社会信息化发展的必然趋势。1.1.2宽带集成通信业务将快速发展 宽带集成通信业务将快速发展社会信息化的发展为宽带通信集成类业务的发展提供了广阔的空间，宽带通信集成类业务与社会各行业的结合将越来越紧密。在信息化的新形势下，传统单一的通信业务已经无法满足日益复杂的信息化需求。为满足社会各层次信息化的特殊要求，宽带通信集成类业务需要在应用过程中不断创新，对现有通信业务根据客户的需求进行有机组合，形成一揽子解决方案。目前，各大电信运营商已经意识到社会信息化过程中所蕴涵的巨大商机，都将针对市场需求进行战略调整，为社会信息化提供更多的综合解决方案。2. DSL接口及技术概述2.1 DSL简介2.1.1概述 人们通常把所有的DSL技术统称为xDSL，“X”代表着不同种类的数字用户线路技术。各种数字用户线路技术的不同之处，主要表现在信号的传输速率和距离，以及对称和非对称的区别上。DSL技术主要分为对称和非对称两大类。1对称DSL技术主要有HDSL、SDSL、MVL等。对称DSL技术主要用于替代传统的T1E1接入技术。与传统的T1E1接入相比，DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简单等特点。HDSL。HDSL是技术上已经比较成熟的一种，已经在数字交换机的连接、高带宽视频会议、远程教学、移动电话基站连接等方面得到了较为广泛的应用。这种技术的特点是：利用两对双绞线传输；支持NX64kbps各种速率，最高可达口速率。HDSL是T1E1的有力竞争者。与T1E1相比，HDSL价格便宜、容易安装，放大器的数量也相对较少。SDSL。SDSL利用单对双绞线，支持多种速率到T1E1，用户可根据数据流量，选择最经济合适的速率。此外记比用HDSL节省一对铜线，在0.4mm双绞线上的最大传输距离可达3公里以上。MVL。MVL是Paradyne公司开发的低成本DSL传输技术。它利用一对双绞线，安装简便，价格低廉；功耗低，可以进行高密度安装；其上下行共享速率可达万768kbps；传输距离可达7公里。2.1.2非对称DSL技术主要有以下几种ADSL、RADSL、VDSL等。非对称DSL技术非常适用于对双向带宽要求不一样的应用，如Web浏览、多媒体点播、信息发布等，因此适用于Internet接入、VOD系统等。ADSL是目前业界讨论最热烈的DSL技术。ADSL技术是在无中继的用户环路网上，使用有负载电话线提供高速数字接入的传输技术。其特点是可在现有任意双绞线上传输，误码率低，下行速率可达6Mbps，上行速率可达144kbps或384kbps。ADSL所支持的主要业务是高速数据互联。该技术的最大特点是无需改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务。尽管ADSL技术已能很好地支持因特网业务，然而其成本仍偏高，用户端设备的安装仍嫌麻烦。RADSL支持同步和非同步传输方式，具有速率自适应的特点，下行速率从640kbps到12MbpS，上行速率从128kbps到1MbpS；也能够支持同时传输数据和语音。VDSL可在较短的距离上提供极高的传输速率。它的下行传输速率可以扩展至几十兆，同时允许1.5Mbps的上行速率，但传输距离会缩短至30O1O00米。不过，由于传输距离的缩短，码间干扰大大减小，对数字信号处理要求大为简化，所以设备成本可以比ADSL低。2.1.3 DSL - 编码技术正如任何一项技术都有其赖以存在的技术基础一样，编码技术是xDSL的“灵魂”，是xDSL赖以存在和发展的基础，了解它能帮助我们更好地认识xDSL。xDSL所采用的编码技术较多，但被广泛应用的编码技术主要有以下几种：2B1Q-由AMI技术发展出来的基带调制技术,能够利用AMI的一半频带达到AMI一样的传输速率,由于降低了频带要求,提高了传输距离,主要应用于H/SDSL技术中。QAM-传统的拨号Modem所用的技术,MVL将其扩展到高频段,并综合了复用技术,以支持多Modem共享同一线路。与其它调制技术相比,QAM编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点。 DMT-将高频段划分为多个频率窗口,每个频率窗口分别调制一路信道,由于频段间的干扰,传输距离相对短。在DMT调制解调技术中一对铜质电话线上0-4KHZ频段用来传输电话音频，用26KHZ-1.1MHZ频段传送数据，并把它以一定频宽划分为若干个上行子通道和若干个下行子通道。 DMT具有良好的抗干扰能力，它可以根据实际中线路及外界环境干扰的情况动态地调整子通道的传输速率，这样及保证了传输数据的高速性又保证了其完整性,主要应用于RADSL、ADSL、G.LITE中。在DSL的速度快过有线电视调制解调器的网络连接中，性能的不同也还可能要归结为不同系统的不同架构。线缆调制解调器基于共享式网络，在这种网络环境中，每个在一定的近距离范围内的用户都共享通向同一个线缆络流的路径。而DSL系统则不同，每一个用户有一个专线连接到电话公司的中心机房。由于覆盖面的问题，有人认为DSL的最佳应用领域是商用市场，而Cable Modem主要针对家庭市场。但DSL的支持者认为，DSL照样可以实现家庭办公。这主要因为以下几点。首先，DSL安装简单。铜线是现成的，本地电话交换公司可以帮用户接入。而在用户家中安装双向Cable Modem则要求附近已经铺设了光纤主干道。其次，DSL可以保证带宽。Ca-ble Modem的带宽需要共享，而且没有服务等级保证。电信公司则可以通过DSL线路向每一位客户提供特定的带宽服务。第三，DSL性能优于电缆。电缆似乎性能更好，但在负载比较重的分支，每位Cable Modem用户享有的带宽会迅速下降。第四，对于构建家庭局域网的场合，如果用户家里拥有一台以上的PC机，可能需要把它们全部连接起来。CableModem并不具备分地址和局域网功能。2.1.4 DSL -技术应用DSL用作移动基站传送技术能显著降低成本在以移动语音业务和低速GPRS业务为主的阶段，移动基站对带宽需求较小，所以移动运营商在基站回传方案上，选择E1/T1租用线路或自建微波传送设备的方式基本能够满足业务需求。但随着移动用户数持续增长，特别是随着3G时代的到来，人们对移动数据和视频业务的需求日益增强，同时用户对于移动宽带的体验也更重视，这些促使移动网络对覆盖和带宽的需求持续增长。随着网络技术的发展，IP逐渐取代TDM/ATM成为电信网络技术发展的主流，基于IP的宽带接入DSL技术，一方面可以提供足够的带宽，另一方面能够利用已经广泛分布的铜缆提供宽带接入，方便地实现进一步扩展IP网络的目的。如果采用同等带宽的DSL线路的话，租用费就能降到E1的1/5到1/10，从而显著降低运营成本。DSL满足移动基站传送多业务、多场景和时钟同步需求移动网从2G向3G演进是个长期的过程，DSL作为移动基站传送模式，在满足低成本、高带宽的同时，还能满足E1接口回传、E1和FE分路回传、纯FE接口回传等多种业务应用场景，满足基站的时钟同步需求。多线对捆绑技术满足远距离高带宽传送需求目前主流的DSL技术有ADSL2+ 、VDSL2和G.SHDSL及由其衍生的ADSL2+AnnexM、G.SHDSL.bis、M-PairBonding等技术。这些技术在短距离应用时能提供比较高的速率，随着距离增大，传输速率也会有所下降。对816Mbit/s的单基站，可以通过DSL多线对绑定技术来解决远距离传送带宽需求。目前G.SHDSL提供4-Pairs绑定、ADSL2和VDSL2提供2-Pairs绑定都能够满足运营商现实的带宽需求。DSL不同线路技术满足多场景传送需求在向3G演进过程中，运营商网络中GSM/GPRS/EDGE/UMTS等多种基站设备往往同时存在，接口类型包括E1、ATM和FE等。针对2G/3G网络基站的不同接口，DSL不同线路技术可以提供基站的语音业务和数据业务的分路传送。对于TDM/ATME1接口可以采用对称速率的G.SHDSL、G.SHDSL.bis、M-pairbondedSHDSL.bis、ADSL2+ Annex M技术承载；而FE接口（HSDPA等数据业务）则可以采用非对称的ADSL2+、VDSL2技术承载。统一的PWE3技术满足多业务传送需求对于专注移动业务的运营商来说，简化传送层面可以大幅降低网络的建设成本和运维费用，网络故障概率也随之下降。IPDSLAM不仅提供多种DSL线路技术，而且能利用统一的PWE3机制很好地实现TDM/ATM/IP报文在IP网络中的统一承载，再通过完善的MPLS协议保证业务的QOS和安全。内外部时钟方案满足时钟同步需求无论2G网络还是3G网络，都需要时钟同步能力，当前在DSL方面有外部时钟和内部时钟两种时钟同步方案。外部时钟方案是通过SDH、BITS、GPS等网络引入外部时钟源到IPDSLAM或基站，实现基站与RNC/BSC的时钟同步，这种方式实现简单且时钟精度高。内部时钟方案则是由IPDSLAM从IP网络上获取时钟信息，适用于无法获取外部时钟源的节点，但是时钟精度相对低，受IP包交换网络时延抖动影响大，当前尚不实用。宽带DSL技术将成为3G时代重要的移动传输模式移动领域数据业务需求的高速增长使移动基站的带宽需求也随之快速增长，传统的TDM/TME1传送方式带来高TCO和带宽拓展性不好等问题。DSL技术具有建设成本低、布放灵活、易于维护等优点，进一步丰富了移动业务承载的接入手段。在当前移动业务迅速发展、竞争日趋激烈、成本压力不断增大的情况下，采用宽带接入技术对移动网络接入侧的IP化工作来说也是一个合理的选择。3. 以太网接入技术3.1应用流媒体技术进行设计的优点3.1.1以太网接入技术以太网接入技术：接入网最主要的目的是解决用户的接入能力和接入途径问题。解决接入能力就在于提供一个大容量、高速率的接入系统，而光纤接入无疑是最有效的方式，特别是对于高速宽带业务接入。以太网接入采用异步工作方式，很适于处理IP突发数据流，技术已有重要变化和突破（LAN交换、星形布线、大容量MAC地址存储以及管理性等）。以太网容量分为10/100/1000Mbit/s三级，可按需按64kbit/s的带宽颗粒逐步提供所需的带宽直至1Gbit/s，用户真正实现按需付费。特别是1Gbit/s和10Gbit/s以太网技术直接与光技术结合后，由于省掉了中间的ATM层和SDH层，可以使总的投资成本减少30%，而总的所有权成本降低40%。时下全球企事业用户的90%以上都采用以太网接入，已成为企事业用户的主导接入方式。以太网的一个最新发展是利用已有