1.2 宽带接入技术

1.2.1 xDSL

DSL（数字用户环路）是目前世界上发展最快的高速宽带互联网接入技术，包括HDSL、SDSL、ADSL、VDSL、UDSL等，一般称之为xDSL。它们的主要区别体现在信号传输速率和距离的不同及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。

传统的DSL的特点是以普通的铜质电话线为传输介质，通过调制解调器拨号实现用户接入，速率可达56 kbps，由于无法满足用户对带宽业务的需求，目前采用一些先进的调制和编码技术改进性能，即形成xDSL。xDSL应用广泛，并保护了原有投资，作为一种宽带网络连接技术，其网络连接速度令人陶醉。下面分别介绍几种成熟的xDSL技术。

1. HDSL

HDSL是一种对称的高速数字用户环路技术，上行和下行速率相等，采用回波抑制、自适应滤波和高速数字处理技术，一般采用两对电话线进行全双工通信。

HDSL无中继传输距离为3～5km。每对电话线的数据传输速率为1168 kbps，两对线的数据传输速率可达T1/E1（1.544 Mbps/2.048 Mbps）。HDSL提供的数据传输速率是对称的，即为上行和下行通信提供相等的带宽。其典型的应用是代替光缆将远程办公室或办公楼连接起来，为企事业网络用户提供低成本的E1通路。与一般的基带调制解调器相比，HDSL是各种DSL技术中最成熟的一种，互连性好，传输距离较远，设备价格较低，故HDSL技术适用于企业网络系统中部分边远节点的连接。HDSL通常采用2B1Q或CAP调制技术。

2. SDSL

SDSL（单线路数字用户线）是对称的DSL技术，与HDSL的区别在于采用锁频技术，只使用一对铜线就能达到相同的数据传输速率。SDSL可以支持各种要求上、下行通信速率相同的应用，该技术现在已可应用，在双线电路中运行良好。不过标准尚未最终确立。

3. ADSL

ADSL（非对称数字用户线路）被欧美等发达国家誉为“现代信息高速公路上的快车”，因其具有下行速率高、频带宽、性能优等特点而深受广大用户的喜爱，成为继MODEM、ISDN之后的一种全新的更快捷、更高效的接入方式。因为一般人上网通常是浏览网页寻找资料，而上传资料的量不是很多，ADSL就是针对这样的网络使用特性，让计算机下载资料的速度高于上传资料的速度，所以被称为“非对称数字用户线路”。ADSL的上传速率达到512 kbps～1 Mbps，下行速率可达8 Mbps，是普通56 kbps调制解调器的150倍。

用户通过ADSL接入宽带多媒体信息网与互联网，同时可以收看影视节目，举行视频会议，还可以以很高的速率下载数据文件，这还不是全部，用户还可以在这同一条电话线上使用电话而不影响以上所说的其他活动。安装ADSL极其方便快捷。在现有的电话线上安装ADSL，除了在用户端安装ADSL通信终端外，不用对现有线路作任何改动。使用ADSL技术，通过一条电话线，以比普通MODEM快一百倍的速度浏览互联网，通过网络学习、娱乐、购物，享受先进的数据服务如视频会议、视频点播、网上音乐、网上电视、网上MTV的乐趣，已经成为现实。

ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种，其带宽较大、连接简单、投资较小，因此发展很快，目前广州、深圳、上海、北京、成都等地的电信部门已先后推出了ADSL宽带接入服务，而区域性应用更是发展迅速，ADSL成为目前世界上xDSL技术中应用最广泛的一种。

现在比较成熟的ADSL标准有两种——G．DMT（G.992.1）和G．Lite（G.992.2）。G．DMT是全速率的ADSL标准，支持8 Mbps/1.5 Mbps的高速下行/上行速率，但是，G．DMT要求用户端安装POTS分离器，比较复杂且价格昂贵；G．Lite标准速率较低，下行/上行速率为1.5 Mbps/512 kbps，但省去了复杂的POTS分离器，成本较低且便于安装。就适用领域而言，G．DMT比较适用于小型或家庭办公室（SOHO），而G．Lite则更适用于普通家庭用户。

第一代ADSL标准的确认工作早在1999年6月就已经完成，此后，国际标准组织一直致力于ADSL技术的升级。2002年5月，ITU-T会议第二代ADSL标准ADSL2（G.992.3）和无分离器ADSL2（G.992.4）通过，2003年1月，ADSL2+（G.992.5）标准也得以通过。这标志着ADSL2和ADSL2+作为ADSL技术的升级版本，将在应用中逐步走向成熟。

ADSL2/2+在第一代ADSL的基础上增加了一些新的特性，在性能、功能方面有较大改进，主要包括：提高了数据传输速率并增大覆盖范围，最高可达25 Mbps；拓展了应用范围，能够更加高效地传送日益增长的以太网/IP业务；增强了线路故障诊断和频谱控制能力；增加了速率适配能力，能在不影响业务的情况下动态调整速率，以适应变化的线路条件；增加了节能特性，在业务量小或没有业务的情况下，进入低功率模式或休眠状态；支持多线对速率捆绑，可以实现更高的数据传输速率。

4. VDSL

VDSL（甚高速数字用户环路）是ADSL的快速版本。除了拥有ADSL的各种优点外，VDSL的显著技术特点是：在短距离内的最大下载速率可达55 Mbps，上传速率可达19.2 Mbps，甚至更高。

VDSL可提供的业务功能如下。

高速数据接入：用户可以通过VDSL宽带接入方式快速地浏览各种互联网上的信息、进行网上交谈、收发电子邮件等。

视频点播：特别适合用户对音乐、影视和交互式游戏点播的需求，还可根据用户的个性化需要进行随意控制。

家庭办公：实现家庭办公，客户只需通过高速接入方式，即可在网上查阅自己企业（单位）信息库中的所需信息，甚至可以面对面地和同事进行交谈，完成工作任务。

远程教学、远程医疗等。通过宽带接入方式，客户可以在网上获得图文并茂的多媒体信息，或者与教师、医生随意交流、探讨。

1.2.2 有线电视接入

有线电视网络由于覆盖范围广、频带宽，是目前公认较好的宽带网络接入方式。它采用同轴电缆入户，带宽可以达到1000 MHz以上，可以同时承载多种业务，提供广播电视节目、高速数据传输和多种信息增值服务。利用有线电视网络作为接入网，用户家中不需要重复布线，不影响用户家庭装修，安装快捷方便，因而具有广阔的应用前景。

摩托罗拉、松下、东芝等多家企业组成了同轴电缆多媒体联盟（MoCA Multimedia over Coax Alliance），制定了利用现有有线电视电缆进行设备互连的标准，可以用于家庭宽带连网也可用于宽带接入。该标准规定使用的频带范围为800～1500 MHz，在每个50 MHz频道内最高数据传输速率可达270 Mbps，并且不影响原来的电视信号，与CATV、DBS、HDTV等业务可以并存。

随着电信市场的日益开放，接入网市场的竞争日趋激烈。为了满足当前宽带业务的需要，美国AT&T公司于1994年提出了光纤同轴电缆混合网（HFC）的方案。HFC技术推动了有线电视网的发展。HFC不仅可以提供原有的有线电视业务，还可以提供语音、数据及其他交互型业务。电缆调制解调器是以HFC为基础的高速数据接入技术。HFC由光纤干线和同轴电缆分配网通过光节点结合而成，是一种以模拟频分复用技术为基础、综合应用模拟和数字技术、光纤和同轴电缆技术及射频技术的宽带接入网络。在一个光节点小区内的用户共享HFC电缆调制解调器的27 Mbps或40 Mbps的下行信道。为保证接入速度，一个节点内的用户数不能太多。双向HFC网的上行信道工作在50 MHz以下频段。用户的上行信号采用多址技术（如TDMA、FDMA、CDMA）复用到上行信道，由同轴电缆传送到光节点进行电光转换，然后经光纤传至前端。

HFC网络结构的提出不仅解决了传统的有线电视广播业务，而且通过采用先进的光纤传输技术、数字传输技术和新型的网络拓扑结构，增加了上、下行通道的传输能力，使HFC网具备了承载双向交互式宽带业务的能力，可以提供除有线电视业务外的语音、数据和其他交互式业务。例如，利用HFC双向传输平台，在HFC网络的前端设置CMTS，并且通过路由器与Internet相连，用户端通过Cable MODEM就可以实现计算机之间的通信及与Internet的互连。除此之外，还可以利用HFC双向传输平台构建会议电视系统、射频监控系统、多媒体教学系统等多种应用系统。

在用模拟电视机接收数字电视信号的节目时，数字机顶盒（STB）是不可缺少的设备。它的功能已从一个多频率的调谐器和解码器演变成为一个可以访问和接收（包括电影、新闻、数据等）大量多媒体信息的控制终端。有线电视的机顶盒技术含量很高，它集中了多媒体、计算机、数字压缩编码、加解扰与加解密算法、通信、网络等技术的最新水平。

1.2.3 基于LAN的以太网接入

局域网（Local Area Network，LAN），是指在某一区域内由多台计算机互连而成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

以太网技术是20世纪70年代出现的一种局域网技术，也是目前应用最广泛的一种局域网技术。据统计，现有局域网的70%以上是基于以太网协议的。在以太网中，所有计算机都被连接在一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓扑结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。

所谓以太网接入技术，就是把以前用在局域网中的以太网技术用于公用电信网的接入网中，来解决用户的宽带接入。据统计，目前我国通过以太网接入的用户数已达100万户以上，这些用户主要是住宅用户和中小型企事业用户。目前的以太网接入可以为用户提供10～100 Mbps的宽带接入能力。

由于以太网接入的设备低廉、兼容性好、协议简单成熟，以太网接入在我国的发展速度远快于世界上其他国家，市场规模也远大于世界上其他国家。可以说，以太网接入是一种具有中国特色的宽带接入技术。

以太网是目前应用最广泛的局域网传输方式。在技术上，以太网将IP包直接封装在帧中，因而是与IP配合最好的协议之一，且技术上已有重要突破（LAN交换、大容量MAC地址存储等），容量分为10/100/1000 Mbps三级，可按需分配。采用专用的无碰撞全双工光纤连接，已可以使以太网的传输距离大为扩展，完全可以满足接入网和城域网的应用需要。千兆位互联网到家将成为除电话、电视以外的第三种可进入家庭的网络业务。利用DWDM、光互联网技术和低成本千兆位以太网帧格式，可以提供从几兆位到几太位每秒速率的信号，并且只需IP平台，从而简化了网络。在企事业用户中，以太网接入将成为主导接入方式。

以太网接入利用了以太网简单、低成本、可扩展性强、与IP网络和业务融合性好等特点，在实装率较高的商业大厦和住宅小区是一种很好的接入方式。

但以太网接入在发展用户前需要进行综合投资，初期投资成本高，在实装率低时经济效益较差。另外，其接入距离较短，通常需要将以太网交换机放在用户楼道内，导致设备过于分散、难以管理和维护。

此外，以太网本身是一种局域网技术，用于电信网接入领域时，还需要解决认证、计费、用户管理、用户安全和绑定、服务质量保证和网络管理等问题。鉴于以太网接入的特点和DSL技术的良好发展势头，运营商主要将其用于商业大厦。一些缺乏铜缆资源的新型运营商也将以太网接入作为一种竞争手段。

1.2.4 蜂窝移动通信系统

1897年，马可尼在陆地和一艘拖船上完成了无线通信实验，标志着无线通信的开始。1928年，美国警用车辆的车载无线电系统标志着移动通信的开始。1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网。20世纪60年代，实现无线频道自动选择域公用电话网的自动拨号连接。1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念。自此开始了蜂窝移动通信的发展。到目前为止经历了三代发展和演变。

1. 第一代模拟移动通信系统

20世纪70年代末至80年代初，出现了第一代模拟移动通信系统，该系统主要采用模拟调频、频分多址技术，以模拟方式工作，使用频段为800/900 MHz（早期曾使用450 MHz），故称为蜂窝式模拟移动通信系统，这一代的代表性技术为美国的AMPS和英国的TACS（中国在20世纪80年代末、90年代初引进该体制），它们的技术参数比较如表1-1所示。

由于第一代以FDMA技术为基础的模拟移动通信系统存在频谱利用率低、移动设备复杂、费用较高、业务种类受限制、通话易被窃听及制式太多、互不兼容等缺点，20世纪80年代中期人们便着手研究数字蜂窝移动通信系统。

2. 第二代数字移动通信系统

20世纪80年代中期起，随着数字技术的发展，通信、信息领域中的很多方面都面临向数字化、综合化、宽带化方向发展的问题。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网（GSM）体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。以GSM、IS-95 CDMA为代表的第二代移动通信系统的特点是采用了时分多址或码分多址技术，频谱利用率、系统容量、语音质量都有了进一步提高，制订了更加完善的呼叫处理和网络管理功能，克服了第一代移动通信系统的不足之处，可与窄带综合业务数字网（ISDN）兼容，能够传输低速数据业务。和第一代移动通信系统相比有着很大的优势，因此很快取而代之。国际上的主要系统有：欧洲的GSM（全球移动通信系统）、美国的CDMA（IS-95），两种数字移动通信系统的主要技术参数比较如表1-2所示。

由于2G只能传输低速的数据业务，不能满足人们的需求，于是在此基础上提出了各种演进方案，如，GSM→GPRS→EDGE，或者IS-95→IS-95B→CDMA20001X，也即所谓的2.5G。

尽管2G和2.5G在性能和容量方面有了很大提高，但是还是不能满足人们的需求。随着业务量的增长，特别是IP数据业务量的增长，以及人们对多种新业务的需求，人们对移动通信系统提出了更高的要求，于是人们开始着手研究第三代移动通信系统。

3. 第三代数字移动通信系统

ITU TG8/1早在1985年就提出了第三代移动通信系统的概念，最初命名为FPLMTS（未来公共陆地移动通信系统），后在1996 年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunications 2000）。第三代移动通信系统的目标是：世界范围内设计上的高度一致性；与固定网络各种业务的相互兼容；高服务质量；全球范围内使用的小终端；具有全球漫游能力；支持多媒体功能及广泛业务的终端。为了实现上述目标，对第三代无线传输技术（RTT）提出了支持高速多媒体业务（高速移动环境：144 kbps；室外步行环境：384 kbps；室内环境：2 Mbps）、比现有系统有更高的频谱效率等基本要求。2000年，ITU完成第三代移动通信网络部分标准的制订。

下面是三个主流标准的技术参数比较，如表1-3所示。（2007年ITU将WiMax接收为3G标准。）

4. 未来移动通信系统

随着互联网技术的发展和数据业务的不断增长，未来的通信方式将越来越“IP”化，移动通信也是如此，未来移动通信系统将是一个全IP网络，移动业务将走向数据化和分组化，而且通信量和现在相比将有很大的增长，面对移动多媒体（如IPTV）、移动视频和音频、互动多媒体游戏等业务，3G已经不能满足要求，为了应对这种趋势，人们着手研究适应下一代移动通信的技术。

Beyond 3G（B3G）是在第三代移动通信技术的基础上进一步开发的后三代移动通信，又称第四代移动通信（4G）。它是面向2010年以后的移动通信系统，是主要以移动数据服务为主的、大范围覆盖的高速移动通信网络。IMT-Advanced系统是ITU给B3G移动通信系统的正式名称，其目标是成为3G和E3G之后的下一代移动通信系统。该系统在低速移动的室内和室外环境下将提供高达1 Gbps的小区吞吐量；在中高速移动的广域环境下将提供最高100 Mbps的峰值速率。

我国的“863计划”于“十五”期间启动了面向未来第四代移动通信的FuTURE计划——未来通用无线环境研究开发。FuTURE项目中，在网络结构、空中接口、载波频段等方面比传统蜂窝移动通信系统都有全新的改进，使得未来的移动通信系统可以全方位地适应未来业务的需求。

1.2.5 宽带无线接入

无线接入技术是指接入网的某一部分或全部使用无线传输介质，向用户提供固定和移动接入服务的技术。无线接入系统主要由用户无线终端（SRT）、无线基站（RBS）、无线接入交换控制器及与固定网的接口网络等部分组成。其基站覆盖范围分为三类：大区制5～50km，小区制0.5～5km，微区制50～500 m。无线接入技术作为电信网当前发展最快的领域之一，主要解决固定和移动电话通信的接入问题，同时也可以解决移动终端访问Internet等窄带数据移动通信业务接入问题。无线接入的优点是可以提供一定程度的终端移动性，开设速度快，投资省；缺点是传输质量不如光缆等有线传输方式，适用于移动宽带业务的无线接入技术尚不成熟。

目前，宽带无线接入技术代表了宽带接入技术一种新的发展趋势，宽带无线接入一般包含无线个人域网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）、无线广域网（WWAN）四个大类，它们共同组成宽带无线接入的网络架构。

1. 无线个人域网

在网络构成上，WPAN位于整个网络链的末端，用于解决同一地点的终端与终端之间的连接，即点到点的短距离连接，目前主要侧重使用超宽带（UWB）、蓝牙和Zigbee技术来提供短程的高速信息的传输，也可以用来提供测距和定位等功能。WPAN工作在个人操作环境下，需要相互通信的装置构成一个网络，而无需任何中央管理装置，可以动态组网，从而实现各个设备间的无线动态连接和实时信息交换。

WPAN工作在2.4GHz频段，其新的标准将可以支持最高达55 Mbps的多媒体通信。目前承担WPAN标准化任务的国际组织主要是IEEE 802.15工作组。

WPAN的标准化进程如下。

1998年3月，在IEEE 802.11无线局域网工作组内成立了一个WPAN研究组。1999年3月，该研究组扩充为一个专门的工作组，即现在所说的IEEE 802.15。IEEE 802.15负责制订WPAN标准，其下又分为4个任务组（TG）。

TG1也就是IEEE 802.15.1，该任务组负责在蓝牙技术1.1版的基础上制订WPAN标准。IEEE 802.15.1于2002年6发布了IEEE std．802.15.1—2002版。

TG2是解决WPAN与WLAN等其他无线网络之间共存问题的任务组。目标是使WPAN和WLAN在同时运行的过程中相互干扰最小，保证两者正常运作。

TG3是高速率任务组，为在WPAN实现20 Mbps以上的数据传输速率制订相应的标准和规则。

TG4，也就是IEEE 802.15.4，负责低速WPAN标准的制订。

2. 无线局域网

无线局域网（WLAN）可定义为使用射频（RF）、微波（Microwave）或红外线（Infrared）技术，在一个有限地域内互连设备的通信系统。WLAN是目前全球范围内重点应用的宽带无线接入技术之一，用于点对多点的无线连接，解决用户群内部的信息交流和网际接入，如企业网和驻地网。现在的大多数WLAN都在使用2.4GHz频段。

WLAN（802.11系列）的标准化进程可以分为三条主线：①物理层标准化；②满足管制要求的修改版本标准化；③增强型标准的标准化。

IEEE于1990年11月成立无线局域网标准委员会，并于1997年6月制订了全球第一个无线局域网标准IEEE 802.11，它定义了使用红外线技术、调频扩频（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）技术，运行速率为1 Mbps和2 Mbps的无线局域网。目前已经批准的四个涉及物理层的主要标准是：802.11、802.11b、802.11a和802.11g。后三个标准是802.11的升级，其中，802.11b产品是全球WLAN设备市场的主流，它定义的数据传输速率为1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps和11 Mbps。而802.11a和802.11g设备的市场份额也在逐步增加，802.11a支持高达54 Mbps的数据传输速率。

除了上述几个物理层标准外，IEEE还根据WLAN的应用需求提出了针对安全、QoS和提高传输速率等问题的标准，如802.11c、802.11d、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i等。

欧洲通信标准协会（ETSI）也制订了WLAN领域的标准HiperLAN1/HiperLAN2。HiperLAN1与802.11b整体上相同，HiperLAN2则是HiperLAN1的第二版本，对应于IEEE的802.11a。

WLAN在应用方面比较成熟，但需求的增加也引发了一些新的研究热点，体现在如下几个方面。

● VoWLAN：运营商和设备商希望将蜂窝电话和WLAN结合在一起，使用户通话时能方便地在蜂窝网络和WLAN网络之间无缝切换。

● 提高速率：很多设备厂家正在研制100 Mbps以上传输速率的WLAN产品，如Netgear等，但产品性能尚不稳定，缺乏统一标准。具有更高传输速率的WLAN产品在2006年802.11n标准批准后才能商用。

● 增强移动性：以往的WLAN产品只能支持小范围、低速率的游牧移动，随着技术的发展，很多厂家正在努力寻求通过WLAN实现更大的移动性。

3. 无线城域网

WMAN主要用于解决城域网的接入问题，目前正在商用的主要是多点多信道分配系统（MMDS）和本地多点分配业务（LMDS）技术。这两种技术都属于固定无线接入技术。在MMDS中应用比较多的是3.5GHz/5.8GHz频段，特点是频带资源较窄，工作频率较低，覆盖范围较广，适合中低等密度用户。LMDS中应用比较多的是26GHz/38GHz频段，其特点是频谱很宽，可达1GHz以上，采用高容量点到多点微波传输，支持双向语音、数据及视频图像等业务，用户接入速率从64 kbps到2 Mbps，甚至高达155 Mbps。LMDS的不足之处是覆盖范围小（3km左右），工作频率受雨、雪等天气状况影响较大，基站设备较复杂、价格较贵，用户少时平均成本较高，主要适合于城区分布较密集的地区及不易布线的地方。

固定无线接入技术自身的特点决定了其只能作为一种补充方式用于某些特殊场合。目前，3.5GHz MMDS和26GHz LMDS技术主要被一些新运营商在缺乏铜缆资源且难以布线的地方，用于抢占部分宽带用户。

从第一代模拟系统发展到现在的第二代数字系统，LMDS技术不断更新，但目前各厂商制造的LMDS设备彼此之间还不能兼容。

1999年，IEEE-SA成立了802.16工作组，专门开发宽带固定无线技术标准。IEEE 802.16标准既考虑了与现有LMDS系统的兼容，又考虑了LMDS技术的发展。IEEE 802.16是点对多点宽带固定无线接入系统的权威规范，其最初目标是规范10～66GHz频段的宽带固定无线接入系统，之后又对2～11GHz频段的系统进行了改进。

ETSI也在制订LMDS标准，称之为HiperMAN标准。

一些世界知名企业还发起成立了WiMAX论坛，力争在全球范围推广IEEE 802.16标准。

WiMAX（World Interoperability for Microwave Access）是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线城域网接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、数据传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化，而3G则将实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度将会越来越高。

WiMAX具有以下优势。

（1）实现更远的传输距离。WiMAX所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使无线网络应用的范围大大扩展。

（2）提供更高速的宽带接入。据悉，WiMAX所能提供的最高接入速度是70 Mbps，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。

（3）提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMAX可为50公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。

（4）提供多媒体通信服务。由于WiMAX比Wi-Fi有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。

（5）空中接口标准化程度高，易得到芯片厂商的支持，有利用产业化，易形成规模经济。

（6）可从固定无线接入系统平滑过渡到移动无线接入系统，在网络演进方面极具优势。

2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行无线通信全体会议，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。

4. 无线广域网

WWAN满足超出一个城市范围的信息交流和网际接入需求。802.20 和2G、3G蜂窝移动通信系统共同构成WWAN的无线接入，其中，2G、3G蜂窝移动通信系统目前使用得最多。

802.20 标准拥有更高的数据传输速率，达到16 Mbps，传输距离约为31km。802.20移动宽带无线接入标准也被称为Mobile-Fi。

IEEE 802.20标准工作组正式成立后的主要任务是制订移动宽带无线接入系统数据传输的空中接口标准，规范物理层和MAC层，工作组的初步任务是要使802.20标准达到如下要求：

（1）工作在3.5GHz以下的许可证频段；

（2）每个用户的峰值数据传输速率超过1 Mbps；

（3）保证在最高移动速度达到250km/h的情况下正常使用；

（4）实现主要大城市地区的网络覆盖；

（5）提高频谱利用率，保证用户的数据传输速率，努力使高端用户得到的性能优于现在的移动网络。

这一新的标准将弥补现有802系列标准中高速率低移动性和现有移动通信网络高移动性低速率的缺陷，同时实现高速率和高移动性。

IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE 802.20这三种标准各自主攻的方向不同，覆盖范围不同，用户类型也各有侧重，虽然它们的主要目的都是为了解决数据接入问题，但其面对的层面并不相同。因此这三者之间是互补的关系。

1.2.6 光纤接入

目前的一些接入手段，如ADSL、HFC、以太网等，都只能算是过渡性的解决方案。从根本上解决这一问题的长远技术是光纤接入网。光纤到户是宽带接入网的终极目标，它是通过光网络来实现的。

1. 光纤接入网的基本构成

光纤接入网（OAN）是指将光纤作为主要的传输介质，实现接入网的信息传送功能。通过光线路终端（OLT）与业务节点相连，通过光网络单元（ONU）与用户连接。光纤接入网包括远端设备——光网络单元和局端设备——光线路终端，它们通过传输设备相连。系统的主要组成部分是OLT和远端ONU。它们在整个接入网中完成从业务节点接口（SNI）到用户网络接口（UNI）间有关信令协议的转换。接入设备本身还具有组网能力，可以组成多种形式的网络拓扑结构。同时接入设备还具有本地维护和远程集中监控功能，通过透明的光传输形成一个维护管理网，并通过相应的网管协议纳入网管中心统一管理。

OLT的作用是为接入网提供其与本地交换机之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。

ONU的作用是为接入网提供用户端的接口。它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能及相应的维护和监控功能。ONU的主要功能是终结来自OLT的光纤，处理光信号并为多个小企业、事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。因此ONU具有光/电和电/光转换功能。它还具有对语音的数/模和模/数转换功能。ONU通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。

光纤接入网（OAN）从系统分配上可分为有源光网络（Active Optical Network，AON）和无源光网络（Passive Optical Network，PON）两类。现在无源光网络已成为光接入网的主流技术。

无源光网络（PON）是指在OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备。无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光接入网的优势具体体现在以下几方面。

（1）无源光网体积小，设备简单，安装和维护费用低，投资相对也较小。

（2）无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。

（3）安装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直接挂在墙上或放置于“H”杆上，无须租用或建造机房。而有源系统需进行光/电、电/光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。

（4）无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。

（5）无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，非常适合在自然条件恶劣的地区使用。

（6）从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。

PON一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问题上是一种经济的宽带接入技术。现有的PON技术都为宽带PON，包括APON、EPON和GPON、Broadband PON（BPON）一般指线路中数据传输速率高于155 Mbps的APON。

APON、EPON和GPON的不同在于传输汇聚层（Transmission Convergence layer，简称TC层）和通道层/数据链路层所采用的不同方案。APON以ATM为平台，以ATM作为通道层协议，支持各种带宽速率、各种QoS要求的业务，包括语音、数据等多业务，提供明确的业务质量保证和服务级别，有完善的操作维护管理系统。APON已经过多年的发展，但仍没有真正进入市场。主要原因是ATM协议复杂，而且目前ATM技术在我国城域网中的应用并不是主流，承载IP业务效率不高等原因使其成本较高，相对于接入网市场来说设备还较昂贵。

随着互联网的快速发展和以太网的大量使用，针对APON标准过于复杂、成本过高、在传送以太网和IP数据业务时效率低等因素，IEEE 802.3ah EFM工作组和第一英里以太网联盟一直在推动EPON标准的制订和EPON技术的应用。重点规范EPON的IEEE 802.3ah标准已于2004年6月正式颁布。由于以太网相关器件价格相对低廉，并且对于在通信业务量中所占比例越来越大的以太网承载的数据业务来说，EPON免去了IP数据传输的协议和格式转化，其数据传输速率可达1.25 Gbps且有进一步升级的空间，使得EPON受到普遍关注。

EPON产品在很大程度上实现了商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为非常适合IP业务的宽带接入技术。Gbps速率的EPON系统也常被称为GE-PON。

在EFMA提出EPON概念的同时，FSAN又提出了GPON，FSAN与ITU已对其进行了标准化，其技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP（通用成帧规程）对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25 Gbps和2.5 Gbps的下行速率和所有标准的上行速率，并具有强大OAM功能。在高速率和支持多业务方面，GPON有明显优势，但成本目前要高于EPON，产品的成熟性也逊于EPON。

2. 光纤接入网的形式

根据光网络单元（ONU）的位置，光纤接入网的形式可分为如下几种：FTTB（光纤到大楼）；FTTC（光纤到路边）；FTTZ（光纤到小区）；FTTH（光纤到用户）；FTTO（光纤到办公室）；FTTF（光纤到楼层）；FTTP（光纤到电杆）；FTTN（光纤到邻里）；FTTD（光纤到门）；FTTR（光纤到远端单元）。

其中，最主要的是FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到用户）三种形式。FTTC主要是为住宅用户提供服务的，光网络单元（ONU）设置在路边，即用户住宅附近，从ONU出来的电信号再传送到各个用户，一般用同轴电缆传送视频业务，用双绞线传送电话业务。FTTB的ONU设置在大楼内的配线箱处，主要用于综合大楼、远程医疗、远程教育及大型娱乐场所，为大中型企事业单位及商业用户服务，提供高速数据、电子商务、可视图文等宽带业务。FTTH则将ONU放置在用户住宅内，为家庭用户提供各种综合宽带业务，FTTH是光纤接入网的最终目标，但是每个用户都需要一对光纤和专用的ONU，因而成本高昂，实现起来比较困难。

3. 光接入网的优势与劣势

与其他接入技术相比，光纤接入网具有以下优点。

（1）光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来越高，除了打电话、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、远程教学、视频点播（VOD）及高清晰度电视（HDTV）等。这些业务用铜线或双绞线是比较难实现的。

（2）光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线电缆线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆代替铜缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。

（3）光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。

（4）光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应未来宽带综合业务数字网的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。

当然，与其他接入网技术相比，光纤接入网也存在一定的劣势。最大的问题是成本还比较高。尤其是光节点离用户越近，每个用户分摊的接入设备成本就越高。另外，与无线接入网相比，光纤接入网还需要管道资源。这也是很多新兴运营商看好光纤接入技术，但又不得不选择无线接入技术的原因。

现在，影响光纤接入网发展的主要因素不是技术，而是成本。到目前为止，光纤接入网的成本仍然太高。但是采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，尽管目前各国发展光纤接入网的步骤各不相同，但光纤到户是公认的接入网的发展目标。

1.2.7 电力线载波宽带接入

电力线载波接入技术也称电力线通信（Power Line Communication，PLC），是指把宽带接入数据等信息调制在载波上利用电力线传输数据信号向用户提供宽带业务的一种接入方式。

电力网作为电能输送的专用网络，是国家基础网络之一。它的覆盖面之广、容量之大是任何网络都不能相比的。通过利用传输电流的电力线传输宽带业务数据，使PLC具有极大的便捷性，任何有电源插座的地方都可接入Internet，从而可以实现集数据、语音、视频及电力于一体的“四网合一”。另外，可将房屋内的电话、电视、音响、冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，可以实现“智能家庭”的梦想。目前，PLC主要作为一种宽带业务接入技术，为居民小区等提供Internet接入服务。

PLC利用1.6～30 Mbps频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK（高斯滤波最小频移键控）或OFDM（正交频分多路复用）调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上传输。在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再解调，就可得到原通信信号，目前可达到的通信速率在4.5～45 Mbps之间。

与其他接入技术相比，电力线宽带接入网络具有以下优势：可以利用现有的配电网络基础设施，不需要重新布线，线路成本低；便于进行家庭连网，实现智能家庭；覆盖面极其广泛，它的规模是其他任何网络都无法比拟的，PLC可以轻松地渗透到每个家庭，为互联网的发展创造极大的空间。

但电力线宽带接入也存在不足之处：一般只能利用低压电力线这部分，而这段距离通常也就几百米，与ADSL相比，其传输距离比较短；通信质量受低压电网上负载变化的影响。