劉 潔 周勝源

（桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 廣西 桂林 541004）

0 引言

隨著近年來政府、企業(yè)、學(xué)校等各大領(lǐng)域?qū)π畔⒒枨?，電子商?wù)走向應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的進(jìn)一步深化，以視頻點播(VOD)、電視會議、網(wǎng)上購物等交互式應(yīng)用為代表的新的業(yè)務(wù)類型的出現(xiàn)，用戶對數(shù)據(jù)通信的速率提出了更高的要求。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的“最后一公里”正引起人們越來越多的注意。ADSL、Cable Modem等新一代的高速接入技術(shù)被推向了臺前，頻頻曝光。

1 幾種主要寬帶接入技術(shù)

目前，主要有以下幾種方式:ADSL、Cable Modem、電力線通信、無線接入技術(shù)和光纖接入技術(shù)。

1.1 ADSL

ADSL（Asymmetric Digital SubscribeLine）相比最為普遍。ADSL即非對稱數(shù)字用戶線路，是一種在普通電話線上進(jìn)行寬帶通信的技術(shù)。ADSL把傳輸帶寬分為三個部分，0-5kHz作為電話信號，30kHz-138kHz作為數(shù)據(jù)信號 （上行用戶-局端），138kHz以上作為數(shù)據(jù)信號（下行局端-用戶）。為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率，上行（從用戶到網(wǎng)絡(luò)）為低速的傳輸，可達(dá)1.5Mbit／s；下行（從網(wǎng)絡(luò)到用戶）為高速傳輸，可達(dá)8Mbit／s，非常符合普通住家用戶聯(lián)網(wǎng)的實際需要。原來家里電話只能提供語音業(yè)務(wù)，現(xiàn)在只要增加一個ADSL貓，就可以同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送，ADSL的傳輸速率比傳統(tǒng)的模擬調(diào)制解調(diào)器快100多倍，也是傳輸速率達(dá)128kbit／s的ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）所無法比擬的。

目前來講，固定電話中中國普及率非常高，這種增值業(yè)務(wù)在較長一段時間會存在于生活當(dāng)中，既滿足了一般用戶對網(wǎng)絡(luò)的需求，又大大節(jié)省了工程的投資。缺點在于速率提高還是有限。

1.2 Cable Modem

這種技術(shù)和ADSL技術(shù)異曲同工，原先的有線電視網(wǎng)只是傳送電視信號，而Cable Modem寬帶接入則是利用原來的同軸電纜傳輸線路，經(jīng)過改造來實現(xiàn)上網(wǎng)和通訊。

由于有線電視采用同軸電纜，其帶寬容量相當(dāng)大，下傳速率可以達(dá)到30Mpbs。但它的問題也是顯而易見的，因為有線電視的同軸電纜是按單行道模式設(shè)計，所以有線電視網(wǎng)必須將單向傳輸改制為雙向傳輸才能實現(xiàn)因特網(wǎng)功能。

另外，Cable Modem采用樹型結(jié)構(gòu)，在樹型節(jié)點上簡單地將幾個節(jié)點連在一起。因此，它實際上是一個總線型網(wǎng)絡(luò)，用戶要和鄰居共享有限的帶寬，所以當(dāng)同一時間上網(wǎng)人數(shù)多時，有線電視上網(wǎng)速度會變慢。不過，由于Cable Modem網(wǎng)絡(luò)的骨干部分是由光纖組成，而光纖的速度幾乎是沒有限制的，因此只要讓有線電視網(wǎng)中光纖的部分增加，同軸電纜的部分減少，Cable Modem的擴(kuò)充能力是極強(qiáng)的，共享式的結(jié)構(gòu)不一定對速度產(chǎn)生太大影響。

1.3 電力線通信

指利用既有電力線，將數(shù)據(jù)或資訊以數(shù)位訊號處理方法進(jìn)行傳輸。PLC技術(shù)使用既有低頻(50/60Hz)的電力線路傳送寬帶的網(wǎng)絡(luò)訊息。和前面兩種原理一樣，使用電力線通信技術(shù)，基本上不需要另外重新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)線路，且電力線路涵蓋的地區(qū)范圍之廣，遠(yuǎn)大于其他種載體的線路。前已有商業(yè)化的應(yīng)用電力線通訊的網(wǎng)絡(luò)橋接器產(chǎn)品，僅支援局域網(wǎng)路，外部網(wǎng)絡(luò)仍須透過DSL、光纖或是Cable才能完成，成本與價格仍居高不下。由于電力線通訊以電力線纜為載體，但在部分老舊地區(qū)，其電力線回路已大量耗損，可能影響訊號品質(zhì)，進(jìn)而降低實際傳輸速率。家電包括微波爐、吹風(fēng)機(jī)等亦能干擾電力線通訊訊號，帶來訊號中斷問題等需克服。

1.4 無線接入

無線接入分為移動接入與固定接入兩種。移動接入又可分為高速和低速兩種。高速移動接入一般可用蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等。低速接入系統(tǒng)可用PGN的微小區(qū)和毫微小區(qū)，如CDMA的WILL、PACS、PHS等。固定接入是從交換節(jié)點到固定用戶終端采用無線接入，是PSTN／ISDN網(wǎng)的無線延伸。目標(biāo)是為用戶提供透明的PSTN／ISDN業(yè)務(wù)，固定無線接入系統(tǒng)的終端不含或僅含有限的移動性。接入方式有微波一點多址、蜂窩區(qū)移動接入的固定應(yīng)用、無線用戶環(huán)路及衛(wèi)星VSAT網(wǎng)等。固定無線接入系統(tǒng)以提供窄帶業(yè)務(wù)為主，基本上是電話業(yè)務(wù)。

現(xiàn)今比較熱門的兩種無線接入技術(shù)Wi-Fi與WiMAX:

wi-fi全稱Wireless Fidelity(無線保真)，是一種短距離無線傳輸技術(shù)，比較適合辦公室及家庭環(huán)境下應(yīng)用。wi-fi是第一項得到廣泛應(yīng)用和部署的高速無線技術(shù)，目前已經(jīng)得到大范圍應(yīng)用，只需要在家庭、辦公室等場所有一臺無線路由器，就可以輕松實現(xiàn)，現(xiàn)在的筆記本電腦，熱門的蘋果IPAD等，也幾乎都配備了迅馳模塊，可以實現(xiàn)wi-fi接入功能。

近幾年wi-fi技術(shù)發(fā)展十分迅速，已經(jīng)越來越成熟，無線速率更可達(dá)到300Mbps，這個速度甚至超過了傳統(tǒng)的有線以太網(wǎng)。

速度的提升為wi-fi贏得了“無線版本以太網(wǎng)”的美稱，而WLAN(無線局域網(wǎng))同樣為IEEE制訂的標(biāo)準(zhǔn)，可以視為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的無線領(lǐng)域的延伸。相比傳統(tǒng)的有線以太網(wǎng)，WLAN的安裝及設(shè)置十分簡單，只要在需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)連接區(qū)域設(shè)立無線熱點就可以了，規(guī)劃、布線等程序都可以省去，也節(jié)省了很多材料成本。

當(dāng)然wi-fi存在各項優(yōu)點的同時，也存在一個致命的缺點。由于wi-fi采用的是射頻(RF)技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，比較容易受到外界攻擊。數(shù)據(jù)包在傳送過程中都可以被外界檢測或接收，信息安全是個隱患，雖然數(shù)據(jù)可以經(jīng)過加密后傳輸，但在數(shù)據(jù)包足夠多的情況下，還是有被黑客破解的可能，這也是為什么很多公司、政府等單位的核心骨干網(wǎng)不使用wi-fi的原因。

WiMAX技術(shù)概述

WiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)是一項基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。WiMAX也被稱為IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)，可提供一種在城域網(wǎng)一點對多點的多廠商環(huán)境下，有效地互操作的寬帶無線接入手段。

它在無線鏈路的物理層和MAC層的設(shè)計考慮了突發(fā)型的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求，能夠自適應(yīng)無線信道環(huán)境，因此它在寬帶能力上不僅可與DSL和cable-modem相比，甚至是光纖接入技術(shù)的競爭者。WiMAX是在3G之外通向無線寬帶領(lǐng)域的另一條便捷通道。WiMAX與3G演化的方向均是為寬帶的、無線的信息時代服務(wù)的技術(shù)，從目標(biāo)上講，二者是相同的，從技術(shù)上講，WiMAX和3G互為補(bǔ)充，有各自無法比擬的優(yōu)勢。

WiMAX技術(shù)的信號覆蓋范圍可達(dá)三十英里，這種技術(shù)可以在50公里以內(nèi)的范圍以非?？斓乃俣冗M(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。英特爾已經(jīng)將這項技術(shù)視為一種能對偏遠(yuǎn)地區(qū)和發(fā)展中國家提供互聯(lián)網(wǎng)連接的新方式，也得到了全球最大的手機(jī)制造商諾基亞的支持。WiMAX是一種功能強(qiáng)大的無線技術(shù)，在近幾年移動通訊侵蝕固網(wǎng)業(yè)務(wù)的情況下，也是固網(wǎng)運(yùn)營商還擊移動運(yùn)營商的有力武器。

在安全方面，WiMAX怎么來保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全呢?在802.16 D3版本中主要是通過在MAC層中定義了一個保密子層來提供安全保障。保密子層主要包括兩個協(xié)議:數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議和密鑰管理協(xié)議(PKM)。其中數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議定義了IEEE 802.16支持的加密套件，即數(shù)據(jù)加密與完整性驗證算法，以及對MAC PDU載荷應(yīng)用這些算法的規(guī)則。而密鑰管理協(xié)議則定義了從基站向用戶工作站分發(fā)密鑰數(shù)據(jù)的安全方式，兩者之間密鑰數(shù)據(jù)的同步以及對接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的限制。

1.5 光纖接入

光纖接入技術(shù)是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體的接入方式，用戶網(wǎng)光纖化有很多方案，有光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區(qū)（FTTZ）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到大樓（FTTF）、光纖到家庭（FTTH）。不管是何種領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)光纖到戶都是為了滿足高速寬帶業(yè)務(wù)以及雙向?qū)拵I(yè)務(wù)的客觀需要。

光纖用戶網(wǎng)取代電纜用戶網(wǎng)是發(fā)展的一個大趨勢，也是遲早的事，但對于中國這么大的市場，不是短期能夠?qū)崿F(xiàn)的，因此，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)是兩者并存長期發(fā)展。 光纖接入在其傳輸介質(zhì)的優(yōu)良特性下，具有強(qiáng)大競爭力。

2 結(jié)束語

總的來看，網(wǎng)絡(luò)需求向著兩個方向發(fā)展:寬帶和無線，滿足這兩個要求，就能滿足5個W（任何時候任何地方任何人之間進(jìn)行任何業(yè)務(wù)傳輸），就現(xiàn)有運(yùn)營商格局來看，電信占有固定話路市場，也就是寬帶上有優(yōu)勢，而移動占有無線話路市場，無線上有優(yōu)勢，寬帶固定無線接入技術(shù)代表了寬帶接入技術(shù)的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢，不僅敷設(shè)開通快，維護(hù)簡單，用戶較密時成本低，而且改變了本地電信業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)觀念，最適于新的本地網(wǎng)競爭者與傳統(tǒng)電信公司與有線電視公司展開有效競爭，也可以作為電信公司有線接入的重要補(bǔ)充而得到應(yīng)有的發(fā)展，幾大運(yùn)營商格局勢必被重新打亂，再次融合，構(gòu)建信息化強(qiáng)大的新網(wǎng)絡(luò)。