1.1.3　网络接入方式

大型通信网络从传输的角度一般可分为两个层次，处于中心地位的是骨干网（Back-boneNetwork），负责城市或地区间的连接，一般不和用户直接打交道。处于网络外围的是接入网（Access Network），指骨干网络到用户终端之间的所有设备，一边直接和用户打交道，一边和骨干网连接。接入网范围一般为几百米到几千米，因而被形象地称为“最后一千米”。对大多数用户而言，最为关心的是接入网部分，因为它涉及用户的通信设备如何连接到通信网络中的问题。目前用户的接入方式主要有以下几种。

（1）非对称数字用户线（ADSL）接入

公用交换电话网（PSTN，Public Switched Telephone Network）接口是目前应用较广泛的通信接口，它提供300~3 400 Hz的模拟语音信号通道。为了在这个语音通道里传输数字信息，必须使用调制解调器（Modem），将用户数据信号调制到用户线的带宽以内。

非对称数字用户线（ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line）设备是一种扩展用户线带宽的特殊调制解调器，它将一个用户线带宽分为3段信道：最低端为普通电话信道，电话业务仍在原频带内传送，即使ADSL系统出故障或电源中断等也不影响正常的电话业务；接着是ADSL的双向数据信道，提供160~640 kbit/s的中速数据传输；最高端为下行（由交换中心到用户）信道，可提供1.5~6 Mbit/s的高速数据传输。可见ADSL上、下行信道的速率不一样，是一种不对称的接入方式。

在ADSL技术基础上发展起来的超高速数字用户线（VDSL，Very-high-rate Digital Subscriber Line），可在300~1.6×103m双绞铜线上传送25 Mbit/s或52 Mbit/s的数据。ADSL、VDSL的优点是以现有的公用电话用户网为基础，加上适当的设备和改造，比较容易实现广大电话用户的数据通信，已经在世界范围内得到相当普及的应用。

（2）光纤宽带接入

在各种宽带接入技术中，光纤宽带接入技术是最有发展潜力的。在光纤宽带接入中，根据光纤到达位置的不同，有光纤到楼宇（FTTB，Fiber to the Building）、光纤到路边（FTTC，FTT Curb）、光纤到交接箱（FTTCab，FTT Cabinet）和光纤到家（FTTH，FTT Home）这4种服务形态，统称FTTx。在FTTx中，除了FTTH是光纤已经到达最终用户以外，其他几种光纤接入离最终用户都还有一段距离，在光信号终接之后，还需要采用金属线接入或无线接入技术，才能实现最终的接入。目前应用较多的是采用电话线的ADSL、VDSL技术，或WLAN的无线接入技术。

FTTH是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此可以充分利用光纤的宽带特性，满足用户宽带接入的需求，目前正在全面普及中。在FTTH应用中，可以采用点到点（P2P，Point to Point）技术，即媒介转换器，实现用户和局端的直接连接，提供高带宽的接入，适应大中型企业用户的接入；也可以采用点到多点的多种无源光网络（PON，Passive Optical Network）技术为普通用户接入。PON技术出现较早，在光纤接入中具有优势，它可与多种技术相结合，如与以太网结合产生的EPON（Ethernet PON）。EPON继承了以太网的优势，把全部数据封装在以太网帧内传送，成本相对较低。

（3）无线接入

在实际通信中，长途、干线通信基本由光纤网络承担，无线通信技术大部分用作短距离接入网。同有线接入相比，无线接入摆脱了线缆的束缚，不受地理位置的限制，不受运动状态的限制，降低了接入的复杂度和成本，随时随地都能接入通信网络，可以方便快捷地实现信息交流。当今发展出了众多面向不同场合和应用的无线接入技术。

无线局域网（WLAN）是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。最常见的无线网络协议簇有IEEE 802.11x和IEEE 802.16x两类。前者主要用于小功率、短距离的Wi-Fi（Wireless Fidelity）接入方式，后者主要用于较大功率和较长距离的WiMAX（World Interoperability for Microwave Access）接入方式。其中，IEEE 802.11是最早制定的协议，工作在2.4 GHz频段，数据速率只有2 Mbit/s，IEEE 802.11a工作在5 GHz频段，支持54 Mbit/s的速率；IEEE 802.11b和IEEE 802.11g都工作在2.4 GHz频段上，速率各为11 Mbit/s、54 Mbit/s。后来制定的IEEE 802.16d工作在2~66 GHz频段，IEEE 802.16e工作在2~6 GHz频段。

除了WLAN外，还有近距离、低成本的ZigBee和蓝牙（Bluetooth）等无线接入方式。

①Wi-Fi

现在普遍使用的无线保真（Wi-Fi）网络的特点是速率较高，可实现几十到几百Mbit/s的无线接入，但通信范围较小，不具有移动性，价格便宜，因此主要用于小范围的无线通信。Wi-Fi使用IEEE 802.11b、IEEE 802.11a或IEEE 802.11g标准，通过无线接入点（AP，Access Point）实现主机无线互联，其发射采用的是低功率无线电信号，穿透能力不强，室内传输距离为25~50 m，在户外开放的环境里，大约为300 m。

②WiMAX

WiMAX是一种以IEEE 802.16系列宽带无线标准为基础的无线IP城域网技术。WiMAX提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接，可以替代有线和DSL连接方式提供最后一千米的宽带无线接入。一般在5~15 km半径范围内，WiMAX可为固定和便携接入提供高达每信道40 Mbit/s的带宽，可同时支持数百个使用2 Mbit/s连接速度的商业用户或数千个使用DSL连接的家庭用户。WiMAX作为移动接入服务时，能在3 km半径范围内为用户提供高达15 Mbit/s的带宽。

③蓝牙和ZigBee接入

蓝牙是一种高速率、低功耗、近距离的微波无线连接技术，主要用于电话、便携式电脑、PDA和其他袖珍型设备的自动连接组网，具有全向传输能力，只要蓝牙产品进入彼此的有效范围内，它们会立即传输地址信息并组建成网。例如，在不同设备间组建个域网（PAN，Personal Area Network）实现多种移动设备之间的短距离无线连接。它基本通信速度为750 kbit/s，目前已能达4 Mbit/s甚至16 Mbit/s。蓝牙工作于2.4~2.485 GHz的工业/科学/医疗（ISM，Industrial Scientific Medical）频段，采用频率调制（FM）方式，大大降低了设备成本；采用快速跳频、正向纠错和短分组技术，减少同频干扰和随机噪声，使无线通信质量得以提高。蓝牙在多向性传输方面具有较大优势，但若设备数太多，识别方法和速度也会出现问题。蓝牙具有一对多点的数据交换能力，故需要安全系统来防止未经授权的访问。

和蓝牙技术类似，ZigBee也是一种低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。它基于IEEE 802.15.4标准，工作在2.4 GHz和868/928 MHz，常用于个域网和对等网状网络。

（4）移动通信接入

移动通信接入除了具有无线接入的优势，更重要的是可以在运动中接入通信网络并保持通信的进程。随着移动通信技术和设备的更新换代，移动接入也从模拟第一代（1G）进化到数字第二代（2G）、第三代（3G），直到今天的4G，5G的应用也指日可待。

①2G接入

全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobile Communications）是一种起源于欧洲的2G移动通信技术，采用窄带时分多址（TDMA，TDM Access）技术，允许在一个射频上同时进行8组通话，它的频率范围在900~1 800 MHz。通过GSM调制解调器（或GSM手机），一路GSM接入的数据速率为9.6 kbit/s。GSM的升级版——通用分组无线业务（GPRS，General Packet Radio Service）可提供115 kbit/s的传输速度。进一步改进的EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution）技术允许高达384 kbit/s的数据传输速率。

码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）与GSM一样，也属于第二代移动通信技术。CDMA技术采用扩频（Spread Spectrum）方式。CDMA让每一个用户使用所能提供的全部频谱，具有高效的频带利用率和网络容量。一路CDMA的接入速率和GSM相当，在十几kbit/s左右。

②3G、4G接入

3G移动通信业务包括2G移动通信的所有业务，又包括3G网络特有的流媒体等新业务。3G业务的主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，在高速移动环境下支持144 kbit/s速率的数据传输，步行和慢速移动环境下支持384 kbit/s速率的数据传输，室内环境下支持2 Mbit/s速率的数据传输，并提供高可靠的服务质量。因此，3G可以提供高速移动情况下的无线接入，实现移动终端之间直接的视频通信。

正在普及中的4G移动通信包括TD-LTE/LTE-Advanced和FDD-LTE两种制式，集3G与WLAN于一体，采用多项先进的技术，如多载波正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术、多输入多输出（MIMO，Multiple Input Multiple Output）技术、智能天线技术等。在移动状态下，4G的下行速率达100 Mbit/s以上，上行速率在30~50 Mbit/s，可为用户提供高速数据、高质量音频和视频传输。

（5）卫星接入

由于卫星通信具有覆盖面大、传输距离远以及不受地理条件限制等优点，利用卫星通信作为宽带接入技术具有很好的发展前景。例如，可利用卫星的宽带IP多媒体广播技术解决Internet宽带的瓶颈问题。再如，使用卫星通信的甚小口径地面站（VSAT，Very Small Aperture Terminal）技术，发挥其非对称特点，上行检索使用地面电话线或数据电路，而下行则通过卫星通信高速率传输，为互联网提供商（ISP，Internet Service Provider）提供双向传输服务。