毋炜玮

（郑州信息工程职业学院，河南 郑州 450121）

0 引言

所谓宽带接入技术，是指用户通过什么技术接入到互联网。从宽带接入的媒体分，接入技术可以划分为有线宽带接入技术和无线宽带接入技术两大类。本文主要讨论三种有线宽带接入技术，即基于电话线铜缆改造的ADSL 技术[1]，基于有线电视同轴线缆改造的HFC 技术和光接入FTTX 技术。

1 ADSL 技术

1.1 技术简介

ADSL 也称为非对称数字用户线，这里的“非对称”是指数字用户线的上、下行速率不同，其上行速率比下行速率小。ADSL 技术主要是指在维持现有电话业务及其质量基础上，利用已有的电话线铜缆网络，在局端和用户侧分别新增相应的ADSL 设备，以实现用户宽带上网业务的接入技术。

ADSL 技术根据业务需要重新分配频谱资源，传统电话业务使用低端频谱0～4 kHz，用户宽带接入业务使用高端频谱40 kHz～1.1 MHz。ADSL 技术的传输数据率与距离和用户线径有很大的关系。例如，用户线线径为0.5 mm，传输速率为1.5 Mb/s 时，传输距离5.5 km；同等线径0.5 mm 用户线，传输速率为6.1 Mb/s 时，传输距离为3.7 km；那么在6.1 Mb/s 的传输速率下，用户线的线径为0.4 mm，传输距离为2.7km。也就是说，相同线径用户线，传输速率越快，传输距离越短。相同传输速率，用户线径越细，传输距离越短。

1.2 技术特点

（1）用户线的上行和下行速率不同。

（2）上行指从用户到互联网服务供应商上传业务，下行指从用户到互联网供应商下载业务。

（3）线路两端各加装一个ADSL 设备。

1.3 调制技术

ADSL 通常采用正交调幅（QAM）技术、无载波调相（CAP）技术和离散多音调调制（DMT）三种调制技术，本文主要介绍一下DMT（Discrete Multi-Tone）离散多音调调制技术。

DMT 调制是一种正交的频分复用方式，将整个信道频率划分为若干独立、等宽的子信道，每一个子信道根据各自频带的中心频率不同，选取不同的载波频率，分别在各自载波上进行QAM 调制。具体做法是把高端频谱40 kHz～1.1 MHz 划分为274 个子信道，每个子信道占据4.312 5 kHz 带宽，其中的25 个子信道用于上行信道，249 个子信道用于下行信道。

1.4 ADSL 接入网

ADSL 接入网的网络结构分别由数字用户线接入设备、用户线和用户设备三部分组成。

数字用户线接入设备也就是数字用户线接入复用器（Digital Subscriber Line Access Multiplexer，DSLAM），由许多ADSL 调制解调器组成。ADSL 调制解调器也叫做接入端接单元ATU，包括用户ADSL 调制解调器（ATU-R）和局端ADSL 调制解调器（ATU-C）。ADSL 调制解调器主要功能是对用户的模拟信号和数字信号进行转换，并提供数据传输接口。

在用户侧，用户电话设备经过两次电话分离器PS（POTS Splitter）到达本地电话局，一次是将经过的数据信号和语音信号组合在一起，通过用户线到达端局，在局端，再次经过电话分离器把ATU-R 接到ATU-C和本地电话交换机。电话分离器由高通滤波器和低通滤波器组合而成，是一个三端口的无源器件，电话分离器一端是将语音信号和数据信号合并，另一端是将两个信号分离开，分别接入各自业务平台上去。

ADSL 技术在早期对于改造老旧小区的宽带业务发挥了重要作用，可以充分利用现有电话网中的用户线，无需重新铺设线缆，也无需改造现有网络，只需在一对铜质双绞线上添加相应设备，实现信号双向传输，从而减少资源浪费和对建筑物损害。

2 HFC 网

2.1 技术简介

混合光纤/同轴电缆（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）接入网，是在传统的有线电视（Community Antenna TeleVision，CATV）网络上进行改造而来的，是将新铺设的光纤和有线电视同轴电缆相结合的一种混合网络[2]。HFC 将光缆先敷设到居民小区的光节点，然后在节点进行光电转换，最后通过同轴电缆网连接到用户。

2.2 主要特点

（1）主干线路采用光纤。原有线电视网中主干部分的同轴电缆退换为光缆，头端设备通过光缆接到用户侧光分配结点，在光分配结点进行信号转换，光信号转换为电信号，光分配结点至用户侧仍保留使用已有的同轴电缆。干线网是连接头端和光分配点之间的缆线设备，每隔一段距离需要设置单向放大器，对视频信号进行放大。

（2）采用结点体系结构。

（3）双向传输功能，具有比有线电视网更宽的频谱。

（4）安装用户接口盒。在用户侧安装用户接口盒，可以连接视频、语音和数据信号，也就是所谓的三网融合终端设备，分别与电视机、电话机和计算机连接。

（5）电缆调制解调器（cable modem）。HFC 网使用的电缆调制解调器不同于ADSL 调制解调器，它的结构复杂，不成对使用，只安装在用户端。最大的特点是传输速率高，其下行速率最高可达30 Mb/s，上行速率最高可达10 Mb/s。

根据我国有线电视广播系统技术规范的规定，HFC 频带为5～1 000 MHz，具有很宽的频带，其中5～65 MHz 留给传送电视、非广播业务及电话信号，用做上行信号使用，87～1 000 MHz 留给调频广播和传输模拟CATV 信号，用做下行信号使用，上行和下行通道之间要保留一定的间隔。

3 FTTX 技术

随着视频会议、互动游戏和各种高清视频节目这些高数据量业务的不断增加，ADSL、HFC 这些宽带接入技术已经无法满足用户需求，再加之覆盖范围小，维护成本高等原因，一种新的宽带接入技术——光纤接入技术应运而生，光纤接入技术也就是FTTx 技术[3]。

3.1 技术简介

FTTX（Fiber To The X）光纤连接到X 点，即光接入网络技术。根据接入场景的不同，字母X 表示终端设备所处位置不同，也就是可以选择不同接入方案，主要有如下3 种。

（1）FTTH：光纤到家（Home），光缆延伸至用户家中。

（2）FTTB：光纤到大楼（Building），在楼内光信号转换为电信号，通过双绞线延伸至终端。

（3）FTTC：光纤到路边此处（Curb），光缆敷设至路边，然后使用星形拓扑结构，通过双绞线分配到终端。

光接入技术主要是为了有效地利用光纤资源，提高终端用户上网速率。在光缆干线和家庭用户之间，加入一个无源转换装置分光器，分光器和两端线路称为光配线网ODN（Optical Distribution Network），多个用户可以共享光纤干线，提高光纤利用率。光配线网中无需配备电源，所以就叫无源的光配线网，也称为无源光网络PON，如图1 所示。

图1 无源光网络PON

PON（Passive Optical Network）网络由端局设备OLT（Optical Line Terminal）、无源分光器和用户侧设备光网络单元ONU（Optical Network Unit）三部分构成。

3.2 PON 传送方式

（1）下行（广播方式）：OLT 连续广播发送，ONU 仅处理与自己标签相同的数据包。

（2）上行（TDMA 方式）：ONU 仅在OLT 允许的时隙内发送数据包到OLT，时隙严格同步以免干扰。

PON 技术的优点是低成本、高带宽、易维护，扩展性强，兼容性强，方便管理等。随着接入网的日益宽带化，PON 技术已成为当下主流宽带接入技术，解决了接入网的许多问题。

4 结论

有线宽带接入技术有着各自不同的特点，它们广泛的应用在不同的环境、场景和领域中。宽带接入技术正在快速地向超带宽、可管理、更经济、更方便、能提供一定服务质量的方向发展。

随着光纤网络发展，10G PON 的大规模部署应用[4]，5G 与千兆宽带网络的规模部署，PON 网络应用将会进一步扩展到全光家庭、工业园区、数据中心等，实现更广泛的万物互联，引领未来智慧家庭新生活。