2.6.1ADSL技术
ADSL（非对称数字用户线）是一种利用传统电话线路实现高速互联网接入的技术，支持同时进行电话通话和数据传输。
1. 基本原理与频分复用
ADSL通过频分复用（FDM）在电话线上划分三个独立频段：
- 0-4 kHz：传统语音通话（POTS，即普通电话服务）。
- 4 kHz - 50 kHz：上行数据（用户到ISP）。
- 50 kHz - 1.1 MHz：下行数据（ISP到用户）。
2. 关键组件
- ADSL Modem：将数字信号调制为高频模拟信号，支持非对称速率。
- 分频器（Splitter）：分离低频语音和高频数据信号，防止互相干扰。
- DSLAM（数字用户线接入复用器）：位于电话局端，解调信号并将数据转发至互联网。
3. DMT 调制技术
ADSL使用离散多音调调制（DMT） 提升传输效率：
- 子信道划分：将频段分为多个4.3125 kHz的子信道（上行25个，下行249个）。
- 自适应调制：根据子信道质量动态调整每个信道的比特数和调制方式（如QAM）。
4. 非对称速率
- 下行速率（50 Mbps，理论值） > 上行速率（10 Mbps）。
- 适用场景：用户下载需求（如视频、网页）远高于上传需求。
5. 信号处理流程
-
用户端：
- 数据包经过PPPoE/PPP封装。
- ADSL Modem拆分数据为ATM信元（5字节头+48字节数据）。
- DMT调制后发送高频信号。
-
分频器：
- 将语音和数据信号合并传输至电话线。
-
局端处理：
- 分频器分离信号，语音至电话网，数据至DSLAM。
- DSLAM解调信号，重组数据包，通过BAS（宽带接入服务器）接入互联网。
6. 优缺点
- 优点：
- 利用现有电话线，无需重新布线。
- 节省成本，支持电话和网络同时使用。
- 缺点：
- 速率受距离影响显著（5公里内性能最佳）。
- 易受线路质量（如电磁干扰）影响。
7. 与其他技术对比
| 技术 | 介质 | 最大速率 | 特点 |
|---|---|---|---|
| ADSL | 电话线 | 下行100Mbps↑ | 非对称，受距离限制 |
| FTTH | 光纤 | 对称1Gbps↑ | 高速但需铺设光纤 |
| HFC | 同轴电缆 | 下行1Gbps↑ | 共享带宽，改造复杂度高 |
ADSL通过频分复用和自适应调制技术实现了传统电话线的高效利用，是其成为早期宽带接入主流方案的核心原因。
2.6.2光纤同轴混合网(HFC网)
HFC（Hybrid Fiber Coax，光纤同轴混合网）是对原有有线电视网的升级改造，实现电视节目传输的同时支持电话、互联网接入等宽带交互服务。
一、HFC的拓扑结构
- 前端（Headend）：信号源（电视节目、互联网数据）处理中心。
- 光纤节点（Fiber Node）：将光信号转换为电信号并分配至同轴电缆。
- 同轴电缆分支：覆盖用户最后几公里的接入（一般支持500-2000户）。
二、关键模块与技术
1. HFC的分层设计
- 光纤干线：使用单模光纤传输，损耗低，适合长距离（通常≤25 km）。
- 同轴分配网：频分复用（FDM），支持双向通信（同一根电缆上下行复用）。
- 用户终端：
- 机顶盒（Set-Top Box）：接收数字电视信号。
- 电缆调制解调器（Cable Modem）：通过 DOCSIS 协议实现宽带接入。
2. 频带划分（中国标准）
- 上行信道（5-65 MHz）：用户上传数据（电话请求、网页交互）。
- 下行信道（550-862 MHz）：电视节目、互联网数据广播。
三、双向通信流程
-
下行数据
- 内容（如网页、视频）通过光纤传输至光纤节点。
- 转换为电信号后广播到同轴电缆，用户通过CMTS（Cable Modem Termination System）接收数据。
-
上行数据
- 用户数据通过上行信道发送到光纤节点，转换为光信号回传至前端。
- 使用 TDMA（时分多址） 避免碰撞。
四、核心特点
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 共享带宽 | 用户共享同轴电缆段带宽，高峰期速率可能下降（如：100用户共享1信道）。 |
| 协议标准 | DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specifications），最新版支持10 Gbps下行。 |
| 覆盖范围 | 广泛（依托原有电视网），改造成本低。 |
| 抗干扰能力 | 同轴屏蔽层减少电磁干扰，但接头过多易引入噪声。 |
五、优缺点对比
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 1. 高带宽（下行可达1Gbps+）。 2. 电视与互联网业务融合。 3. 覆盖广泛，快速部署。 | 1. 共享信道：高峰期拥堵，实际速率不稳定。 2. 双向改造复杂，需安装放大器和分支器。 3. 噪声累积问题（反向通道干扰敏感）。 |
六、HFC与ADSL/FTTH的对比
| 技术 | 介质 | 下行速率 | 接入方式 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| ADSL | 电话双绞线 | 10-100 Mbps | 点对点独占 | 城市家庭宽带 |
| HFC | 光纤+同轴电缆 | 100-1 Gbps | 共享广播 | 居民小区有线业务 |
| FTTH | 全光纤 | 1-10 Gbps | 点对点或PON（无源光网络） | 新建小区/高需求用户 |
2.6.3FTTx技术
一、FTTx 基本概念
FTTx（Fiber To The X）泛指通过光纤将网络延伸到不同场景的接入技术，核心目标是提升带宽和覆盖范围。根据光纤终止的位置，主要分为以下类型：
| 类型 | 全称 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| FTTH | Fiber To The Home | 光纤直接到用户家中 | 家庭、高带宽需求用户 |
| FTTB | Fiber To The Building | 光纤到楼，楼内通过网线分配 | 写字楼、公寓小区 |
| FTTC | Fiber To The Curb | 光纤到路边，最后一段用铜线/无线 | 老城区改造 |
| FTTP/FTTD | Fiber To The Premises/Desk | 光纤到办公室/桌面 | 企业专线 |
二、技术架构与组件
典型的 FTTx 系统由以下核心组件构成：
-
OLT（Optical Line Terminal）
- 位于运营商机房，负责光电转换和信号分配。
- 管理 ONU/ONT 的注册、带宽分配和加密。
-
ODN（Optical Distribution Network）
- 由光纤和分光器（Splitter）构成的无源网络。
- 典型分光比为 1:32 或 1:64，支持点对多点（P2MP）传输。
-
ONU/ONT
- ONU（Optical Network Unit）用于FTTB/FTTC；
- ONT（Optical Network Terminal）用于FTTH，直接提供用户接口（如 RJ45/WiFi）。
三、关键技术对比：EPON vs GPON
| 参数 | EPON（IEEE 802.3ah） | GPON（ITU-T G.984） |
|---|---|---|
| 下行速率 | 1.25 Gbps | 2.488 Gbps |
| 上行速率 | 1.25 Gbps | 1.244 Gbps |
| 分光比 | 1:64 | 1:128 |
| 业务支持 | 数据为主 | 数据、语音、视频 |
| 封装效率 | 较低（以太网帧） | 高（GEM封装） |
四、FTTx 工作流程（以 FTTH 为例）
- 用户认证：通过 PPPoE 或 DHCP+ 触发 OLT 进行 ONT 认证。
- 数据下行：
- OLT 广播数据 → 分光器复制到所有 ONT → ONT 通过逻辑标识（LLID）过滤数据。
- 数据上行：
- ONT 在 OLT 分配的时隙内发送数据，避免冲突（TDMA）。
- QoS 管理：OLT 基于 SLA 分配带宽等级。
五、技术优势与挑战
优势：
- 高带宽：支持千兆及以上速率。
- 低时延：光纤传输延迟 <1ms/km。
- 抗干扰：无电磁干扰问题。
挑战：
- 部署成本：ONT 和光纤铺设成本高。
- 维护复杂度：分光器故障可能导致大面积断网。
六、应用场景示例
- FTTH：4K/8K 视频流、VR/AR。
- FTTB：企业 VPN、云办公。
- FTTC：结合 VDSL2 提供 100M 接入。