ADSL、LAN、PON網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)交換原理
隨著我國互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，個人網(wǎng)絡使用量也在逐年增加，目前電信、聯(lián)通兩大寬帶運營商多為用戶提供2-10Mbps的不等的網(wǎng)絡接入服務，而網(wǎng)絡接入方式也在發(fā)生改變。由原來的ADSL入戶到目前主流的LAN、PON入戶，這些改變也標志著我國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換技術(shù)走向成熟、先進。
筆者至今依然記得在1999年時朋友辦理了一個300kbps的ADSL業(yè)務，當時令我們羨慕不已，要知道1999年時大多數(shù)用戶還在使用56kbps的小貓，也就是ADSL窄帶業(yè)務，在當時帶寬能達到256kbps就已經(jīng)可以與今天的20Mbps的光纖專線媲美了。
ADSL又稱非對稱用戶數(shù)字線路，這種技術(shù)是以遍布城鄉(xiāng)的電話網(wǎng)為傳輸介質(zhì)，通過頻分復用技術(shù)將線路中的信號分成三個頻段，分別是語音頻段，網(wǎng)絡上行頻段，網(wǎng)絡下行頻段，由于進行了頻分，所以用戶在使用網(wǎng)絡的同時也不影響語音通話。
運營商在一個稱為匯聚機房的地方裝有ADSL局端設(shè)備，這個設(shè)備又稱DSLAM（常見的有華為MA5600，有支援ATM交換機功能），局端設(shè)備上聯(lián)光網(wǎng)絡單元（OLT），自身帶有信號分離器，這個信號分離器有調(diào)制解調(diào)器的功能，信號分離器將信號分成三個頻段，分別是語音信號，網(wǎng)絡上行信號，網(wǎng)絡下行信號，這里的語音信號是模擬信號，它通過局端設(shè)備處理接程控交換機，為用戶進行聲訊服務，而網(wǎng)絡上行信號，網(wǎng)絡下行信號是數(shù)字信號，這組信號經(jīng)局端設(shè)備處理后接ATM交換機，為用戶進行網(wǎng)絡服務，同時，運營商的線務員會在用戶家里安裝一個調(diào)制解調(diào)器（俗稱貓），這個調(diào)制解調(diào)器有信號分離和調(diào)制解調(diào)的功能。當用戶使用電話時，信號分離器將線路中處于低頻的語音信號和處于高頻的網(wǎng)絡上下行信號分離，從中取出語音信號并提交程控交換機；當用戶使用網(wǎng)絡時，信號分離器會將處于高頻的網(wǎng)絡上下行信號通過調(diào)制解調(diào)的方式加載到低頻信號中去，分離器發(fā)送網(wǎng)絡下行信號時用調(diào)制的方式，而接受網(wǎng)絡上行信號時用解調(diào)的方式。調(diào)制解調(diào)器的信號收發(fā)原理與信號分離器的原理相同，就這樣反復地調(diào)制解調(diào)就完成了數(shù)據(jù)的交換，最終的網(wǎng)絡上下行信號會由調(diào)制解調(diào)器通過USB端口（需安裝驅(qū)動程序）或RJ45端口輸出到用戶的終端設(shè)備，這時用戶使用運營商提供的寬帶賬號撥號上網(wǎng)時，計算機會通過調(diào)制解調(diào)器向運營商的遠程認證服務器發(fā)送一組PPPoE協(xié)議報文這組協(xié)議報文會發(fā)送到服務器，服務器會驗證賬號的有效性，如屬實，服務器會從IP池中分一個公網(wǎng)IP和一些關(guān)鍵的網(wǎng)絡參數(shù)給用戶的終端撥號設(shè)備，同時，局端會根據(jù)你申請的帶寬對你進行帶寬控制（或端口速率控制），這樣用戶就完成了網(wǎng)絡接入。
華為MA5600，上為電源控制模塊，中為業(yè)務槽，下為蓄電池
銅纜配線架，連接你家的電話線
實際上，ADSL是一種較成熟的網(wǎng)絡接入方式，目前運營商大部分已經(jīng)升級到了ADSL二代局端（ADSL2+），線路穩(wěn)定性進一步提高。ADSL使用資費低，安裝成本低，安裝方式靈活，傳輸介質(zhì)較為普遍，傳輸距離較遠（可達3-5Km），傳輸安全穩(wěn)定（IP為公網(wǎng)IP，獨享一條線路，賬號與線路綁定，不會發(fā)生賬號被盜），信息編碼方案較為成熟等優(yōu)點，為廣大運營商所信賴。不過ADSL一代技術(shù)的上行理論帶寬只有1Mbps，而下行理論帶寬只有8Mbps，這些技術(shù)上的不足極大的影響了ADSL的應用前景，為此二代ADSL技術(shù)標準應運而生，二代技術(shù)在一代技術(shù)的基礎(chǔ)上提升了帶寬額度，二代ADSL上行理論帶寬為8Mbps,下行理論帶寬為24Mbps。雖然ADSL二代技術(shù)的速率有所提升，但其傳輸對線路要求極高，線路質(zhì)量不好時很容易造成斷流，線路中的雜波和信號損耗是斷流的主要原因，不過這些問題現(xiàn)在已經(jīng)漸漸得到解決?，F(xiàn)在一些偏遠地區(qū)運營商還會以這種接入方式為用戶提供網(wǎng)絡接入，不過目前運營商主打LAN及光纖入戶，特別是現(xiàn)在運營商實行'光進銅退'的戰(zhàn)略，使用ADSL接入的用戶逐漸減少。
目前主流的LAN網(wǎng)絡（又稱FTTB+LAN接入）接入是以光纖，RJ45雙絞線為傳輸介質(zhì)，這種接入方式一般由小區(qū)物業(yè)提出申請（運營商一般不受理個人申請），一般來說，線務員會從就近的OLT（光線路終端，在整個LAN網(wǎng)絡系統(tǒng)中充當分光和局端的角色）拉一條光纖到小區(qū)，連接在小區(qū)安裝的ONU（光網(wǎng)絡單元），ONU將光纖分成多根，這些分出來的光纖進入小區(qū)單元樓，并在單元樓安裝樓層子配線間（樓層機箱，內(nèi)有網(wǎng)絡交換設(shè)備），這個機箱用于光電轉(zhuǎn)換，簡單地說他是一個帶光口和電口的交換機，一般帶有24個RJ45端口，從這些端口拉一條雙絞線到用戶家里，這樣就完成了線路的布置。當用戶使用運營商提供的寬帶賬號撥號上網(wǎng)時，計算機向運營商的遠程認證服務器發(fā)送一組PPPoE協(xié)議報文，這組協(xié)議報文通過switch穿透發(fā)送到運營商的遠程認證服務器，服務器會驗證賬號的有效性，如屬實，服務器會從IP池中分一個公網(wǎng)IP和一些關(guān)鍵的網(wǎng)絡參數(shù)給用戶的撥號設(shè)備，同時，局端會根據(jù)你申請的帶寬對你進行帶寬控制，這樣用戶就完成了網(wǎng)絡接入。
華為Smart MA5620樓層子配線間
支持雙口EPON 這里只裝一口 初次配置時用CONSOLE與OLT注冊
不過凡事都有優(yōu)缺點，LAN也不例外，這種接入方式受雙絞線的傳輸距離所限制，所以樓層子配線間距離用戶的距離不能超過100m。不過這種傳輸方式的網(wǎng)絡穩(wěn)定性很好，丟包率和PING值都很低。
筆者在上面簡單地介紹了ADSL與LAN兩種不同的網(wǎng)絡接入方式，下面要為大家介紹一下目前比較熱門的PON的接入技術(shù)，目前PON接入主要有兩種編碼技術(shù)方案，一種是GPON，一種是EPON，這兩種方案的應用前景不同，GPON可以承載多種業(yè)務，如常見的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，語音以及IPTV。而EPON主要是用于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的承載，兩種方案取長補短，詳細的技術(shù)參數(shù)見下表。
從以上的技術(shù)參數(shù)中我們可以看到，這兩種方案都可以滿足用戶的網(wǎng)絡需求，但是在整體的組網(wǎng)成本上GPON方案很占優(yōu)勢，因為GPON方案的分光比較大，一次性接入的用戶較多，所以目前運營商十分青睞GPON方案。
PON接入主要有三部分，一是光分配網(wǎng)，二是分光器，三是光貓（PON用戶端設(shè)備，又稱ONT，用于光電轉(zhuǎn)換）。光分配網(wǎng)上聯(lián)OLT。從OLT發(fā)出的激光通過分光器平均分到每根下行光纖上，最終到達用戶端的ONT設(shè)備，OLT發(fā)出的激光會通過分光器以廣播的方式向ONT設(shè)備發(fā)出，ONT設(shè)備會鑒別這個信息是不是它的，如果是則留下，不是則丟棄，而ONT發(fā)出的上行激光到了分光器卻只能進入上行光纖到達OLT。
光纖配線箱
已經(jīng)熔接好的光纖，通過熔接的方式接駁尾纖，然后進入右側(cè)的跳線架
分光器，在這里用的是1分32路的
筆者要特別強調(diào)的是光貓的安裝方式與ADSL貓不同，光貓有一個sn碼，這個sn碼有且只有一個，光貓向OLT注冊時，運營商機房會通過sn碼來識別光貓，然后向光貓下發(fā)配置數(shù)據(jù)，大致的注冊過程是這樣的。用戶辦理業(yè)務，領(lǐng)取光貓，營業(yè)員會將光貓的sn碼錄入系統(tǒng)并將其激活，當光貓連入光分配網(wǎng)，向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)報文（LOID號碼，用于支持前后臺工單自動流轉(zhuǎn)，營業(yè)員前臺將用戶信息錄入系統(tǒng)同時生成，這個LOID在轉(zhuǎn)后臺在你對應的上聯(lián)設(shè)備做好數(shù)據(jù)，同時計費認證系統(tǒng)也做好數(shù)據(jù)。之后就等你的貓去注冊了），運營商機房服務器發(fā)現(xiàn)光貓，驗證sn碼是否激活，如果激活，向光貓下發(fā)配置數(shù)據(jù)，并在OLT上注冊，這一系列動作完成后用戶使用賬戶撥號，服務器會從IP池中分一個公網(wǎng)IP（有些地方的運營商會向用戶分配局域網(wǎng)IP）和一些關(guān)鍵的網(wǎng)絡參數(shù)給用戶的終端撥號設(shè)備，這樣就完成了網(wǎng)絡接入。
在注冊方式上，sn碼注冊是是GPON注冊方式，mac注冊是EPON注冊方式。LOID注冊EPON和GPON都支持，另外sn和mac注冊多用于FTTC或FTTB這類場景。
這種接入方式的網(wǎng)絡穩(wěn)定性很好，丟包率和PING值都很低。是未來網(wǎng)絡接入的一個主流發(fā)展趨勢。
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