高仕军1，刘文红2 （1.华北煤炭医学院管理系信息管理教研室；2.唐山电视台，河北 唐山 063000）
【摘 要】随着Internet的不断发展，用户接入技术也在不断的更新，无论是在接入速率方面，还是在接入方法方面，都取得了很大的进步。文章介绍并比较几种常见的网络接入方法，为住宅用户的网络接入选择提供参考。
【关键词】网络接入；ADSL；HFC
1987年9月中科院发出了中国第一封电子邮件：“Across the Great Wall we can reach every corner in the world.(越过长城，走向世界)”，从此揭开了中国人使用互联网的序幕。在过去的20年中，国际互联网在中国的发展可以说是日新月异，使用互联网的人数也增长迅速，根据中国互联网络信息中心(CNNIC)2005年1月发布的“第十五次中国互联网络发展状况统计报告”显示：中国上网用户总数为9400万；上网计算机达到4160万台。目前我国用户使用互联网的主要途径有办公室的网络接入、网吧和家庭网络接入。
随着互联网的广泛应用以及网络接入费用的降低，越来越多的用户对家庭网络接入有迫切的要求。本文就家庭网络的几种接入技术进行讨论，并对比几种接入技术的优缺点。
一、家庭网络接入技术综述
家庭网络接入指用户将家中的计算机通过电话线、同轴电缆、光纤或无线设备与网络接入服务商（ISP）的服务器连接，从而实现接入国际互联网的方法。目前，可供选择的家庭网络接入方法有PSTN、ISDN、ADSL、HFC、LMDS等多种，要根据自己的需求选择合适的网络接入方法，就要对各种网络接入技术有所了解，熟知它们各自的优缺点。
二、PSTN（Published Switched Telephone Network，公用电话交换网）
PSTN是覆盖范围非常广泛、技术非常成熟的电话网络系统，利用PSTN通过调制解调器拨号可实现用户接入国际互联网。用户只需要一块调制解调器和一个账号就可以拨号上网。利用PSTN接入网络的系统结构如图1，PSTN传输的是模拟信号，而计算机传输的是数字信号，调制解调器的功能就是将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换为模拟信号，从而实现利用传输模拟信号的公用电话交换网将计算机接入传输数字信号的Internet。
图1 利用PSTN接入网络的系统结构图
利用PSTN拨号上网是最早的网络接入方式之一，随着网络设备的改进，拨号上网的速率不断提升，从最初的9.6kbps到后来的56kbps。但是，Internet的发展异常快速，网上传播的信息数据量不断增大，用户对网络速率的需求也不断增加，而PSTN modem(调制解调器)的速率极限是56kbps，这已经不能满足用户需求，随着其他接入方式速率的提高，利用PSTN拨号上网的方式将会逐渐被淘汰。
三、ISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网)
ISDN的概念是1972年由原CCITT（国际电报电话咨询委员会）首次提出的，它是以电话综合数字网为基础的通信网，它能提供端到端的数字连接性能，用来承载包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户能够通过一组标准的多用途网络接口接入这个网络。ISDN在我国俗称“一线通”，它能够将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。用户利用一条ISDN用户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真。ISDN的速率比PSTN有了很大的提高，基本速率接口有两条64kbps的信息通路和一条16kbps的信令通路，简称2B+D，当有电话拨入时，它会自动释放一个B信道来进行电话接听。
ISDN接入系统结构图如图2所示。ISDN网络是一个专用的数字网络，该网络通过专用设备与Internet和PSTN相连。在用户家中安装一个网络终端设备NT1，用户的电话、传真、计算机等等通过NT1与IPS的ISDN交换机相连，可实现用一根总线连接多个设备，在用户的网络终端上最多可以连接8台不同的设备。
图2 ISDN接入系统结构图
ISDN接入也属于拨号上网的方式，首先在用户的计算机上需要安装ISDN适配卡，将适配卡与网络终端设备NT1连接，然后使用向ISP申请的账号拨号接入Internet。ISDN接入方式体现了端到端数字传输呼叫速度快、传输更加安全可靠的优势，但是，它的基本速率接口的速率极限为128Kbps，虽然较PSTN有了很大的提高，但是仍然满足不了目前实时传送高质量视频数据的要求。
四、ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，非对称数字用户环路)
数字用户线（xDSL：Digital Subscriber Line）是美国贝尔通信研究所于1989年为推动视频点播（VOD）业务开发出的用户线高速传输技术，xDSL是以铜电话线为传输介质的传输技术组合，它按上行（用户到交换局）和下行（交换局到用户）的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。它包括普通DSL、HDSL(对称DSL)、ADSL(不对称DSL)、VDSL(甚高比特率DSL)、SDSL(单线制DSL)等，一般称之为xDSL。
ADSL技术本身只是将数据的比特流从铜双绞线的一端传送到另一端，用户计算机要通过ADSL接入Internet，需要应用ADSL接入网。ADSL接入网的协议有ATM和IP两种，相应的接入方式也有两种。一种是基于ATM接口模式的ADSL宽带接入方案，ADSL在中央交换局采用ATM信元接口，向上连接到ATM宽带数据交换机上。另一种是基于IP的Internet接入方案，ADSL在中央交换局与用户端均提供标准的以太网端口，在现有IP骨干网上利用窄带铜线资源，提供宽带数据接入服务。
对于需要高带宽接入的普通用户而言，ADSL是值得考虑的一种技术。用户计算机需安装的设备有普通网卡、ADSL Modem（调制解调器）和信号分离器，将设备正确连接后就可以用申请的账号拨号上网了。一种典型的ADSL的系统结构图如图3所示。
图中左侧虚线左端为用户设备，信号分离器能分离承载音频信号的300Hz—3400Hz的低频带和ADSL Modem调制用的高频带；ADSL Modem能将数字信号调制成高频段的模拟信号。图中右侧虚线的右侧为中央交换局，负责将用户接入Internet ATM主干网或将用户的电话信号接入PSTN；图中两条虚线中间的部分是普通铜质电话线，它的频宽能达到1.1Mhz，而ADSL Modem正是将数字信号调制成音频范围之外的高频信号，达到数据的高速传输。当电话线两端连接ADSL Modem时，经过调制在这段电话线上便产生了三个信息通道：一个速率为 1.5Mbps-8Mbps的高速下行通道，用于用户下载信息；一个速率为16Kbps-1Mbps的中速双工通道，用与ADSL控制信号的传输和上行的信息；一个普通的老式电话服务通道；且这三个通道可以同时工作。
图3 一种典型的ADSL接入系统结构图
ADSL有很多技术优势：
1．高速传输：提供上、下行不对称的传输带宽，下行速度最高达到8Mpds,上行速度最高达到1Mpds。
2．上网、打电话互不干扰：ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。上网的同时可以拨打或接听电话，避免了拨号上网时不能使用电话的烦恼。
3．独享带宽、安全可靠：ADSL利用中国电信深入千家万户的电话网络，先天形成星型结构的网络拓扑构造，骨干网络采用中国电信遍布全城全国的光纤传输，各结点采用ATM宽带交换机处理交换信息，信息传递快速可靠安全。
4．安装快捷方便：在现有电话线上安装ADSL，只需在用户侧安装一台ADSL modem。无须为宽带上网而重新布设或变动线路。
五、HFC（Hybrid Fiber Coaxial，混合光纤/同轴网）
HFC是在传统有线电视网CATV（Cable Television）的基础上发展起来的，通过增加交换及路由设备将单向的广播式网络改造成双向的交互式网络。其网络传输主干为光纤，到用户端为同轴电缆接入。HFC不仅可以实现原CATV的业务，还能实现普通电话、VOD、远程医疗和数字交互业务等窄带和宽带业务，将电话网、计算机网和有线电视网的各种业务合并在一起，实现“三网合一”。
HFC一般采用频分复用（FDM）技术，将通过同轴电缆的信号频带分割成多个频段用于不同的业务。比如，有如下的频谱安排：5-42MHz为上行信道，用于传送监控信息、VOD信令、电话业务；50-750MHz为下行信道，用于传输模拟CATV信号和数字CATV信号；750-1000MHZ用作各种双向数据通信业务以及未来的新业务使用。
HFC可利用线缆调制解调器（CM, Cable Modem）实现宽带接入Internet，HFC的系统结构图如图4所示：
图4 HFC接入方式的系统结构图
在HFC网络中有线电视台的前端设备CMTS（Cable Modem Termination System, 线缆调制解调器终端系统）通过路由器与数据网相连，用于网络接入；通过局用数据端机与公用电话网PSTN相连，用于实现语音传输；与有线电视系统相连，用于传送有线电视信号。光纤进入小区后通过光节点设备转换成同轴电缆传输，在同轴电缆末端用网路用户接口单元（NIU）分别连接电话、电视和线缆调制解调器。
HFC网络接入方式可分为两种：即对称速率型和非对称速率型。前者的数据上传速率和数据下载速率相同，都在500kbps～2Mbps之间；后者的数据上传速率在500kbps～10Mbps之间，数据下载速率为2Mbps～40Mbps。这种连接方式也存在着一些缺陷，由于HFC网络采用总线型的连接方式，光纤进入小区后，需要多个用户共享有限的网络带宽，当上网用户增多时，网络速率会受到很大的影响。
六、LMDS（Local Multipoint Distribute Service，本地多点分配业务）
LMDS是一种崭新的无线宽带接入技术，（下转第118页）（上接第73页）近几年发展很快，是一种提供容量接近于有线光纤的新型无线通信技术。它采用一点对多点的宽带无线通信系统，工作在毫米波波段，20～40GHz频带上，具有很高的传输速率，被称为“无线光纤”的接入系统。LMDS系统可提供多种业务，可同时向用户提供话音、数据及视频综合业务，其中，LMDS的数据业务包括低速数据业务、中速数据业务和高速数据业务。具体数据速率可支持1.2kbps～155Mbps，并支持多种协议，包括帧中继、ATM、TCP／IP等。LMDS的网络结构示意图如图5所示：
图5 LMDS网络结构示意图
LMDS网络由四部分组成：骨干网、网络运行中心（NOC）、服务区中的基站系统和用户终端设备。骨干网是网络的核心层，提供一个多业务的网络平台，也是各个基站之间互连的物理通道；网络运行中心负责网络管理；基站系统负责实现骨干网与无线传输间的信号转换，它在城市环境中所覆盖的范围半径通常小于5000米；用户终……端设备包括室外单元（ODU）和室内单元（IDU）两部分，室外单元为定向天线和微波收发设备，室内单元含调制与解调模块和网络接口模块。网络接口模块通过用户交换机（PBX）和电话相连，实现话音传输，通过机顶盒（STB）与电视相连，实现数字电视信号的接收，通过调制与解调模块与计算机相连，实现网络接入。
对住宅用户而言，LMDS的优势就是提供的传输速率相对较高，能提供质优价廉的多种服务，但是它也有本身的缺陷，由于工作频率高，通信质量受雨、雪等天气影响较大。宽带无线接入技术虽然目前在我国并没有普及，但它代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势。
七、结语
除了以上介绍的接入方式以外，还有其他的一些网络接入方法，比如说，局域网接入方式、光纤接入方式、DDN（Digital Data Network，数字数据网络）方式、还有本文提到的xDSL中的HDSL、VDSL、SDSL等多种方式。 当前，Internet的发展迅速，用户对于传统的网络通讯速率已经不再满足，对带宽要求增高的同时期望网络使用的费用不断下降。不同的网络接入方式能提供不同的带宽，相应的通信费用也不同，用户可根据自己的需求，选择一种性价比最适合自己的方式接入Internet。
【参考文献】
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[2]周淑平，刘伟．宽带接入技术[J]．兵团教育学院学报，2004，(1)．
[3]崔红梅，张林．几种宽带接入技术的介绍和比较[J]．科技情报开发与经济，2004，4（5）． |
