云计算技术综述（4）
胡经国
5、宽带网
⑴、基本概念
宽带网是有线网络的简称宽带是一个相对于窄带而言的概念。宽带网，简单地说，就是指高带宽的网络。通常，人们把骨干网传输速率在2.5G以上，接入网传输速能够达到1兆的网络定义为宽带网。
与传统的窄带网络相比，宽带网在速度上占据极大的优势它可以为上网者提供更为平滑的视频图像，更为清晰逼真的声音效果和更为迅速的网站搜索服务。
宽带网的上网方式主要采用modem（调制解调器）拨号或者采用modem（调制解调器）路由器来使用单一用户可仅使用modem来访问Internet局域网多用户，可使用路由器搭建局域网并完成多用户同时访问Internet。
宽带网分为3层：
骨干网相当于城市与城市之间的高速公路。
城域网相当于城市市区内的道路。
社区接入网相当于将道路从市区一直修到小区，抵达每户的家门口。、传输速率快过去通过电话线上网，其传输速率只有64K而接入社区的宽带网能够为用户提供10100兆的网络带宽，上网速度是电话拨号上网的100倍以上。、由于宽带网具有多媒体、互动性及个性化的特点，起窄带网络来，它具备了更多功能，如视频点播、可视电话、电子商务、网上办公、远程教育等。、宽带网上可以直接传输声音、图像和数据，使得电话上网中存在的长途电话和市话的区别消失，宽带网技术可以实现人们常说的三网合一。、宽带的接入费用和使用费用较之窄带高，而且各地之间存在较大差价。、网上内容并不能完全与宽带网相配。
社区宽带网有以下几种常见接入方式：ADSL（非对称数字用户环路
ADSL是对传统电话线进行改造，实现宽带接入。该系统在用户端采用ADSL调制解调器（俗称猫，通过电话线连接到电话交换局前端ADSL解调设备解调后送入ATM网，可以提供基于ATM的各种应用业务。ADSL头端设备DSLAM提供的是ATM接口，最终它还需要通过路由器连接因特网实现因特网接入。ADSL使用40KHz以上频率来传输数据，40KHz以下频率仍然用来传输话音，因使用ADSL可以一直连网而不影响电话的使用。ADSL
ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率和通话质量下降的情况。通常ADSL在不影响正常电话通信的情况下可以提供最高3.5Mbps的上行速度和最高24Mbps的下行速度。ATM网
ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式是一种比较新型的单元交换技术ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术它没有共享介质或包传递带来的延时，非常适合音频和视频数据的传输。ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式ATM网DSLAM
DSLAM（DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer，数字用户线路接入复用器是各种DSL系统的局端设备，属于最后一公里（thelastmile）接入设备其功能是接纳所有的DSL线路，汇聚流量，相当于一个二层交换机。
ADSL接入的优点：是可以利用现有的市内电话网和电话交换局的机房，可以降低施工和维护成本，对电话业务没有影响。
缺点：它对线路质量的要求比较高当其线路质量不高时，推广使用有困难。ADSL的实际速度还要受到用户和电话分局的电话线长度和电话线路的质量的影响而且ADSL系统楼内楼外使用的都是非屏蔽双绞线，所以抵抗天气干扰（打雷下雨）的能力较差。由于宽带可扩展的潜力不大，ADSL不能满足日益增长的接入速率需求，只能成为过渡性产品，或者用于要求不高的旧社区单用户的宽带接入改造上。HFC（混合光纤同轴
在城市有线电视HFCHybridFiber-Coaxial，混合光纤同轴网上，使用电缆调制解调器CableModem）进行数据传输，可构成宽带接入网。HFC宽带接入网下行传输利用550M～870MHz频段
在中国一般采用北美标准，以64QAMQuadratureAmplitudeModulation，相正交振幅调制方式调制传输数据，传输速率为27Mbps。
与ADSL每户独占一条接入线不同，在一个光结点小区内的HFC电缆调制解调器用户共享传输速率27Mbps或40Mbps的下行通道。为了保证接入速度，一个光结点小区内覆盖用户数目不能太多。中国广电总局要求HFC网光结点小区覆盖用户在500户以内，越少越好。HFC网
HFC（HybridFiber-Coaxial，混合光纤同轴网，是以光纤为骨干网络，同轴电缆为分支网络的高带宽网络，传输速率可达20Mb/s以上。目前国内的广电行业系统网络即采用HFC网络体系。数字电视以HFC为传输基础网络，其与传统有线电视结构基本一致，主要存储及传送的内容是MPEG-2流，采用IPoverDWDM技术，基于DVDIP光纤网传输。光节点光结点
光节点：下行光接收机光电转换、上行光发射机电光转换的组合。简单理解的话，干线一般用光，支线一般用电缆，间的转换装置统称为光节点。
中国各个城市都建设了HFC网。一般线路频宽为550MHz，新建的能达到870MHz。2000年后，中国一些城市进行了HFC网双向改造，并且开始进行宽带因特网接入试验性服务。如深圳率先将新建网络达到1000MHz，每个CMTS设备预计连接300户用户。CMTS
CMTS（CableModemTerminalSystems，电缆调制解调器终端系统），是管理控制CableModem的设备。
采用电缆调制解调器在HFC网上架构宽带接入网的优点是可以利用已有的HFC网，只需要对同轴电缆网进行双向改造可以使用有线电视台机房等。缺点是需要进行HFC网的双向改造，工程施工和系统调试较为复杂，不可见因素较多。此外还需要投资建立一个维护队伍以保障网络的正常运行。从发展前景来看，其带宽进一步提高的潜力是有限的，不可能满足每一户接入速度达到100Mbps或今后1Gbps的需求。
HFC和ADSL接入方案的共同特点是利用已有的网络基础设施。它们各有自己的优点和用户群，在一段时间内将发挥一定作用它们之间将存在既是相互竞争又是相辅相成的关系。它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限，而且无法建设独立的社区内部网络平台。
以太网是应用最为广泛的局域网络传输方式它采用基带传输，通过双绞线和传输设备，实现10M/100M/1Gbps的网络传输应用非常广泛，技术成熟。从最初的同轴电缆上的共享可以肯定，以太网络技术还将以更高的速度不断发展和提高。
在北美，家庭的宽带接入一般很少采用构建以太网的方式因为住宅一般较分散，以太网方式成本较高。但在中国，城市人口居住相当密集，90%以上是多层、高层住宅群，以太网方式就有了相对低成本的优势。尤其对于新建小区，采用综合布线构建以太网优势更加明显。
对于已经建成的社区，如要采用以太网社区接入解决方案则需要重新进行数据网络结构化布线。这对于高档社区的用户，可能是无法接受的。10Base-S方案则可利用社区现有的电话线布线系统组建社区网络，提供全双工10Mbps的网络速率。10Base-S解决方案利用现有的电话线路，为用户同时提供语音、传真和高速数据传输服务。
10Base-S以太网的VDSL10Base-S
10base主要是对网络传输介质的定义
10表示10Mbit/s的以太网使用的介质
base表示基带Baseband信源信息源，也称发终端发出的没有经过调制进行频谱搬移和变换的原始电信号所固有的频带频率带宽，称为基本频带，简称基带。
VDSL（VeryHighSpeedDigitalSubscriberLine，超高速数字用户线路是一种非对称DSLDigitalSubscriberLine，数字用户线路技术。
和ADSL技术一样，VDSL也使用双绞线进行语音和数据的传输。现有电话线上安装VDSL，只需在用户侧安装一台VDSLmodemVDSL调制解调器）。最重要的是，无须为宽带上网而重新布设或变动线路。
VDSL技术采用频分复用原理，数据信号和电话音频信号分别使用不同的频段，互不干扰，上网的同时可以拨打或接听电话。
它的适用范围很广泛，如社区、宾馆、医院等拥有电话布线系统的单位，特别是不适合或不便于进行结构布线的情况采用。这种组网方式不需要重新布线，在传输网络数据的同时，仍可提供电话业务服务。
光纤接入网有多种方式，最主要的有光纤到路边、光纤到大楼和光纤到家，即常说的FTTC、FTTB和FTTH。结合成熟的园区局域网技术，提供10M/100Mbps交换或共享到用户端。这种解决方案需要进行园区网络结构化布线，比较适合于新建社区或正在建设中的社区。而且一般采用的最成熟、最优质、最经济的方式是光纤连接到大楼（FTTB）与UTP综合布线相结合的物理连接方式。这种技术的成熟性已有共识，经济性也为众多的使用者接受，开发商的投资回报时间短（大约一年）。对于高住宅社区如别墅区亦可以考虑光纤入户（FTTH）的方式。
随着光纤接入网的快速发展，已逐步实现了FTTC、FTTB，全光网络是最终的趋势。UTP
计算机局域网中的双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类。STP外面有一层金属材料包裹，以减小辐射，防止信息被窃听，同时具有较高的数据传输速率；但价格较高，安装也比较复杂。UTP无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹；价格相对便宜，组网灵活，其线路优点是阻燃效果好，不容易引起火灾。
2017年2月12日编写于重庆
2017年5月27日修改于重庆
2022年4月25日修改于重庆
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