浅谈家庭网络的技术应用

浅谈家庭网络的技术应用
谢永晶

在网络迅速发展、普遍应用的今天，个人的工作、生活与电脑的联系越来越密切，每个家庭拥有1-2台电脑成为一种需要，也是一种必然的趋势。家庭网络的构成简单，实用性强。我们就分别从家庭网络的结构组成、网络连接原理、未来发展方向来说明家庭网络在生活中的作用。计算机论文,计算机论文,发表计算机论文网,计算机网络论文
家庭网络中应用的最广泛的网络模式有2种：一种是基于因特网和电话使用功能的ADSL技术宽带业务，一种是基于CATV网络的HFC技术，使用电缆调制解调器接入技术。由网络运营商为用户提供一个网络传输平台，然后由用户自己准备一台电脑，通过线路的点对点连接，就构成了现在普遍应用的家庭网络结构。这一部分是家庭网络的硬件部分，而用户在应用网络的时候还需要很多的应用软件，于是软件与硬件的搭配就构成了我们的家庭网络。通过这种组合用户就可以轻松的把网络与生活结合在一起。比如查询生活工作中的资料，闲暇之余看看电影，听听音乐等等。那我们就从家庭网络硬件和软件来谈谈家庭网络的实用性。
家庭网络硬件组成，首先说由运营商为用户提供的部分，我们以电信运营商为例，运营商利用用户家庭中的电话线路，在电话线路中接上一个分线盒，分别接一根电话线，一根宽带线路，电话线直连到电话机；宽带线路从分线盒出来后连接到宽带modem，属于家庭到运营商点对点的直连设备，负责拨号和注册；宽带modem除具备宽带连接线路的接口外，还具备一个与电脑连接的网络接口，由网线将电脑与宽带modem连接在一起。这就是我们的家庭网络的组成模式：
运营商—分线盒—宽带modem—家庭电脑
从这个组合模式，我们可以很清楚的看到家庭网络中的环节，最重要的一步，是拨号的软件应用，利用计算机本身的功能，和运营商的服务器连接的问题，由运营商为我们提供一组拨号的用户名和密码。通过网络拨号，我们就可以和网络连接起来，体验往上冲浪的乐趣。
那么我们的网络是应用什么技术让我们体验网络乐趣的呢？那就是宽带网络技术. 宽带网络按其技术结构来说可以分为宽带传输网、宽带交换网和宽带接入网三个部分。传输网是所有信息元素传输的基础通道，信息单元和数据就是通过传输网络实现从源地址到目的地址的转移。宽带交换网络通过对信息的接收、分拣和转发的过程，实现了信息的相互交换过程；接入网是整个宽带网络中与用户相连的最后一段，用户通过接入网连接到宽带网上。接入网是与我们生活最紧密相关的部分。
宽带接入网的建设占全网投资的比例较大，是技术最复杂、实施最困难、影响面最广的一部分。要因地制宜，因时制宜，尽量合理地发展接入网。先进的光纤接入网发展既要考虑光纤接入网与原电缆接入网拓扑结构的兼容性，又要明确接入网的全光纤化方向；既要节省投资成本，又要坚持高起点、分期实施的原则。因此在接入网的建设过程中我们应该循序渐进，从低速业务开始，逐渐向高速业务发展。当前常用的窄带接入技术有频带Modem技术，V.90标准的Modem下行速率是56kbps；窄带ISDN接入技术能在一对普通的电话线上，通过基本速率（2B＋D，144kbps）接口，为用户提供端到端的全数字连接的多种电信业务。而我们主要应用的宽带接入网技术有以下几种；
1、基于电信网用户线的数字用户线（DSL）接入技术
DSL技术是一系列基于双绞铜线的用户线高速传输技术，包括HDSL、SDSL、ADSL、RADSL及IDSL等，统称为xDSL。
ADSL：（非对称数字用户线）技术。ADSL技术的下行速率达 8Mbps，上行速率达640kbps，能传输3～5km的距离。ADSL所支持的主要业务是因特网和电话，该技术接入速度可满足宽带因特网接入和部分宽带应用。更重要的是结合ATM等宽带干线网络技术，可以支持广播级的视频分发和VoD。利用ADSL技术开展宽带接入业务的优势非常明显，首先可以充分利用电信网现有的铜缆资源，保护这一巨大投资，并充分发挥铜线的潜力。其次，用户随时可以上网，无需每次重新建立连接，而且不会影响电话的使用，每个用户都可以独享高速通道，没有阻塞问题。其主要缺点是对线对的要求苛刻，目前只有大约30％的线对可以开通ADSL业务。
目前一种称为G.Lite的简化型的、无分路器的ADSL标准已经问世。其基本特点有两点：第一是速率降低到1.5Mbps左右，第二是在用户端不用电话分路器，价格可以下降，安装更为方便。它具有自适应速率适配能力，抗射频干扰的能力比ADSL强，主要业务为因特网接入、Web浏览、IP电话、远程教育、在家工作、可视电话和电话等。
VDSL系统：有关ADSL系统发展的第二个趋势是进一步提高系统的下行带宽，即演变成甚高速数字用户线（VDSL）系统。这种技术在双绞线上下行传输速率可以扩展至25Mbps～52Mbps，同时允许1．5Mbps的上行速率，其传输距离则分别缩短至 1000m或300m左右。很适合光纤到小区（FTTC）的接入方式。由于它能提供高速接入带宽，且能满足高清晰度电视和视频点播的要求，所以是一种比较现实的、理想的宽带混合接入方案。
2、基于CATV网HFC传输设施的电缆调制解调器（Cable Modem）接入技术
有线电视网是用来传输模拟电视信号的地面网络，所有用户共享下行带宽，是真正的宽带网络。HFC（Hybrid Fiber Coaxial，光缆同轴混合）技术推动了CATV网络的发展，HFC网不仅可以提供原有的有线电视业务，而且可以提供话音、数据以及其他交互型业务。Cable Modem方案是以HFC为基础的高速接入技术，Cable Modem 用户共享下行数据带宽，而每一个子信道下行通道的数据吞吐量都可以达到25Mbps～ 40Mbps。
传统的有线网只能传输单向业务，必须升级为双向的HFC网络才能实现双向宽带传输数字化多媒体信息，可开通VoD、远程教学、远程医疗、因特网高速接入及语音电话等多种新的增值业务。Cable Modem的开通率高，不存在ADSL 因线缆质量和串扰引起的开通率低的问题，只会因为共享用户数的增多而降低每个用户的可用数据带宽。
3、基于光缆的宽带光纤接入技术
宽带有源光接入：
在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。这种系统可称之为有源光接入，主要是为了与基于无源光网络（PON）的接入系统相对比。SDH技术是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用。在接入网中应用SDH技术，可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，
充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来的好处，在接入网的建设发展中长期受益。
SDH技术在接入网中的应用虽然已经很普遍，但仍只是FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到楼）的程度，光纤的巨大带宽仍然没有到户。因此，要真正向用户提供宽带业务能力，单单采用SDH技术解决馈线、配线段的宽带化是不够的，在引入线部分可分别采用FTTB/C＋xDSL、FTTB/C＋Cable Modem、FTTB/C＋局域网接入等方式提供业务。
宽带无源光接入网：
基于ATM的无源光网络（ATM PON）是既能提供传统业务，又能够提供先进多媒体业务的宽带平台。PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。APON下行采用TDM，而上行采用TDMA技术，其下行速率为622Mbps 或155Mbps，上行速率为155Mbps，可给用户提供灵活的高速接入。ATM PON最重要的特点就是其无源点到多点式的网络结构。光分配网络中没有有源器件，比有源的光网络和铜线网络简单，更加可靠，易于维护。特别是如果FTTH大量使用，有源器件和电源备份系统从室外转移到了室内，对器件和设备的环境要求可以大大降低，维护周期可以加长。APON的标准化程度很高，使得大规模生产和降低成本成为可能。此外，ATM统计复用的特点也使ATM PON 能比TDM方式的PON服务于更多的用户，ATM的QoS优势也得以继承。
采用波分复用技术是扩大光纤传输容量的一种有效手段。以波分复用技术为基础的无源光网络（WDM?PON）用于接入网有着广阔的发展前景。
4、由以太网（Ethernet）技术的高速局域网接入
以太网接入方式与IP网很相似，技术上可以达到 10／100／1000Mbps三级。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的应用需要。以太网技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP配合最好的协议之一，它以变长帧来传送变长的IP包。在当前因特网迅速发展的情况下，以太网正在转变成一种主要的接入方式。
5、由无线传输技术构成的无线接入技术
固定无线接入技术因其无须敷设线路、建设速度快、受环境制约少、初期投资省、安装灵活、维护方便等特点而成为接入网领域的新军。主要的宽带固定无线接入技术有三类：已经投入使用的多路多点分配业务（MMDS）、直播卫星系统（DBS）以及正在做现场试验的本地多点分配业务（LMDS）。
LMDS工作在毫米波的波段，可用频带至少1GHz。典型LMDS由类似蜂窝配置的多个发送机组成，单个蜂窝的覆盖区为2～5km。LMDS不仅可以提供因特网接入，而且可以用来互连局域网。LMDS几乎可提供任何种类的业务，如话音、数据、图像等，还支持TCP/IP以及MPEG2等标准。
总的来看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，可以作为运营商有线接入的重要补充。在今后的应用中将会越来越多。
通过以上的描述我们可以清晰的了解到整个网络运用的原理，在今后的发展过程中，网络将会起到很大的作用，人们将会足部出户的游览天下，网页浏览的虚拟物品，由商家第一时间为您变为现实。网络功能的迅猛发展，注定家庭网络成为我们生活中不可缺少的组成部分。