思维导图： 

前言：

我的理解：

1. **早期互联网接入技术的局限性**：
   - 作者首先回顾了早期用户通过电话线和调制解调器连接到互联网服务提供商（ISP）的方式，指出这种方式的速度上限是56 kbit/s，无法满足高速网络的需求。

2. **宽带技术的引入和定义变化**：
   - 随着宽带技术的出现，用户的网络速度得到了显著提升。宽带的定义也随着时间和技术的进步而变化，从最初的超过56 kbit/s，到后来美国联邦通信委员会（FCC）将宽带的标准提升至下行25 Mbit/s和上行3 Mbit/s。

3. **宽带接入技术的分类**：
   - 作者将宽带接入技术分为有线宽带接入和无线宽带接入两大类，并提到无线宽带接入因其复杂性将在后续章节中讨论，而本章将重点介绍有线宽带接入技术。

4. **本章的目的和重点**：
   - 介绍有线宽带接入技术的特点、原理及应用场景，旨在为读者提供全面和系统的有线宽带接入知识，帮助读者理解有线宽带技术的重要性和如何根据实际需求选择合适的有线宽带接入技术。

2.6.1 ADSL技术 

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）技术是一种充分利用现有电话线资源，为用户提供宽带接入服务的技术。主要内容和要点如下：

1. **技术原理**:
    - ADSL技术将现有模拟电话线通过数字技术进行改造，使其能承载宽带数字业务。
    - 通过保留0～4 kHz低端频谱给传统电话使用，而将高端频谱用于网络数据传输，使得电话和互联网服务能在同一条线路上并行运作。

2. **频谱分配和DMT调制技术**:
    - 使用离散多音调(DMT, Discrete Multi-Tone)调制技术，将高频段划分为多个子信道，其中25个用于上行（从用户到ISP），249个用于下行（从ISP到用户）。
    - DMT技术通过频分复用的方式，使得每个子信道能够并行传输数据，极大提高了数据传输的效率。

3. **自适应传输**:
    - ADSL技术能够根据线路条件（如距离、线径、信噪比）自适应地选择最佳的调制方案和数据传输速率，以实现尽可能高的数据传输效率。

4. **传输距离和速率的关系**:
    - 传输距离与速率呈反比关系。例如，较细的线径和较高的传输速率会导致较短的传输距离。

5. **ADSL网络架构**:
    - 基于ADSL的接入网络包括数字用户线接入复用器(DSLAM)、用户线、用户家中的设施（如ADSL调制解调器、电话分离器）等。
    - DSLAM是网络中的重要设备，它集成了多个ADSL调制解调器，负责多用户的数据聚合和转发。

6. **优势和发展**:
    - ADSL技术的最大优势是能够利用现有的电话线资源，无需重新布线，特别适用于老旧建筑。
    - ADSL技术也在不断发展，例如ADSL2和ADSL2+标准提供了更高的数据传输速率和更先进的无缝速率自适应技术(SRA)，以满足用户日益增长的宽带需求。

1. **ADSL与企业应用的局限性**:
    - ADSL主要适用于家庭用户，而不太适合企业应用，因为企业通常需要更高的上行通道带宽来发送大量数据。

2. **高速DSL的变型**:
    - **SDSL (Symmetric DSL)**: 适合企业使用，提供均衡的上下行带宽，速度为384 kbit/s或1.5 Mbit/s，距离为5.5 km或3 km。
    - **HDSL (High-speed DSL)**: 旨在替代T1线路，提供768 kbit/s或1.5 Mbit/s的速率，距离为2.7~3.6 km。
    - **VDSL (Very high-speed DSL) 和 VDSL2**: VDSL提供50~55 Mbit/s的下行速率和1.5~2.5 Mbit/s的上行速率，而VDSL2的上下行速率都能达到100 Mbit/s，适用于短距离传送。
    - 这些高速DSL技术统称为xDSL。

3. **新的超高速DSL技术 - G.fast**:
    - ITU-T于2011年启动G.fast项目，旨在开发超高速的DSL技术。华为公司是该项目的主要参与者之一，成功研制出GigaDSL样机，实现了在100m内的上下行总速率可达1Gbit/s的超高速DSL接入。

4. **高速DSL技术在欧洲的应用**:
    - 由于欧洲有许多古老的建筑和严格的文物保护法律，高速DSL技术（利用现有的电话线实现高速接入）在欧洲受到欢迎。

5. **高速DSL技术在中国的应用情况**:
    - 在中国，新建的高楼通常会预留电缆管线位置，因此用户有更多的接入选择，超高速DSL的应用不如欧洲普遍。

通过理解这节内容，我们可以了解到高速DSL技术的不同变型和它们在不同应用场景中的优劣，以及高速DSL技术在全球不同地区的应用情况和发展趋势。

我的理解：

想象一下，现有的模拟电话线就像是一条狭窄的小路，原本只能容纳行人（电话信号）通过。但随着互联网的普及，人们渴望能在这条小路上驾驶汽车（数据信号）以达到更快的速度。ADSL技术就像是一个巧妙的城市规划师，它不仅重新设计了这条小路，还将其拓宽成为一条可以同时容纳行人和汽车的多车道高速公路。

1. **技术原理**:
    - 这就像是在原有的小路上铺设了新的道路面，并划分了专门的行人道和车道。其中，行人道（0~4 kHz低端频谱）依然为传统的电话服务所用，而新划分的车道（高端频谱）则为互联网数据传输所用。

2. **频谱分配和DMT调制技术**:
    - DMT技术就像是一个精密的交通信号系统，它将车道进一步细分为多个子车道，每个子车道都有自己的信号灯和交通规则，使得不同的数据包能够在各自的车道上高效运行。

3. **自适应传输**:
    - 根据路况（如交通流量、道路状况等），ADSL技术能自动选择最佳的行车速度和路线，以确保数据尽可能快地到达目的地。

4. **传输距离和速率的关系**:
    - 这就像是，车速越快，能够在限定时间内行驶的距离就越远。但如果道路状况不好（如线径细、信噪比低），车速就会受限，相应的行驶距离也会缩短。

5. **ADSL网络架构**:
    - DSLAM就像是一个大型的交通枢纽，它集中了来自不同方向的交通流，并确保它们能够顺利地流向各自的目的地。

6. **优势和发展**:
    - ADSL的出现让老旧的建筑（已有的电话线资源）得以新生，它们不需要经历繁琐的重建过程就能享受到高速的网络服务。而随着技术的进步，ADSL也在不断升级，就像是道路系统不断优化，以适应日益增长的交通需求。

通过这种比喻，我们可以更形象地理解ADSL技术的基本原理和特点，以及它如何在宽带接入领域发挥作用。

 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC网）

### 2.6.2 光纤同轴混合网 (HFC网)

#### **定义及历史背景**
光纤同轴混合网（HFC网）是基于广泛覆盖的有线电视网开发的一种居民宽带接入网。除了电视节目传输，它还支持电话、数据和其他宽带交互型业务。早期的有线电视网主要是基于同轴电缆的树状拓扑结构，并使用模拟技术的频分复用来进行电视节目的单向广播传输。随着技术的进步，该网络结构进行了改造，进化为HFC网。

#### **HFC网主要特点**
1. **传输介质的优化**：为了提高信号质量和可靠性，HFC网将传统有线电视的同轴电缆主干部分替换为光纤。如图2-23所示，光纤从头端连接到光纤结点，在这里，光信号转换为电信号，并通过同轴电缆传输到用户家中。
2. **高效的信号放大**：相较于传统模式，HFC网在头端至用户家庭的整个链路中只需使用4~5个放大器。
3. **光纤结点的用户分布**：一个光纤结点通常连接大约500个用户，但最大不超过2000用户。
4. **传输距离**：光纤结点到头端的距离约为25km；光纤结点到用户家的距离通常不超过2~3km。
5. **扩展的传输频带**：HFC网支持双向传输，并且与早期有线电视网相比，它的传输频带得到了扩展，如图2-24所示。
6. **机顶盒和电缆调制解调器**：为了使模拟电视接收数字信号，用户需要连接机顶盒。同时，为了让用户能够使用互联网和进行数字电视的双向交互，需要使用电缆调制解调器。

#### **电缆调制解调器**
DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications)是电缆调制解调器的一种国际标准。从1998年的DOCSIS1.0到2006年的DOCSIS3.0，它经历了多次更新。

#### **HFC与ADSL的对比**
HFC网络中的电缆调制解调器在技术上比ADSL调制解调器复杂，因为它需要处理可能出现的共享信道冲突。与ADSL相比，HFC的最大数据传输速率可能会因为用户数量的增加而降低，尤其是在高并发的情况下。

#### **图示解释**
- **图2-23**：HFC网的结构图，展示了光纤、光纤结点、同轴电缆的连接方式。
- **图2-24**：显示了我国HFC网络的频带划分，包括下行信道和上行信道，及其频率范围。

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 2.6.3 FTTx技术

### 2.6.3 FTTx技术

**背景与需求**：
随着视频信息资源在互联网上的增加，宽带上网需求持续上升。尽管如此，不是所有用户都需要高达100 Mbit/s的数据速率，尤其当数兆比特每秒的速度已经可以满足流畅观看视频的需求时。因此，光纤到户（FTTH）的解决方案，尽管是理想选择，但可能并不是所有场合的最佳选择，特别是考虑到其高昂的成本以及家庭用户的实际需求。

**FTTx简介**：
FTTx（Fiber To The x）是一种宽带光纤接入方式，其中"x"可以代表不同的接入点，例如家庭（H）、路边（C）、小区（Z）等。FTTx的核心思想是将光信号的转换点从用户家中移到距离用户家更远的地方。

**光配线网ODN和PON**：
为了更有效地利用光纤资源，光纤干线和用户之间需要一个中转点，称为光配线网ODN（Optical Distribution Network）。ODN使用无源技术，不需要电源，降低了维护和管理的成本。此外，多个家庭用户可以共享一条光纤干线。这种ODN通常称为PON（Passive Optical Network）。

图2-25显示了PON的组成。其中，OLT（Optical Line Terminal）连接到光纤干线，而ONU（Optical Network Unit）则位于用户端。数据从OLT发送到ONU，并通过中间的分路器进行路由。这种方式使得数据能够有效地从OLT传输到各个ONU。

**无源光网络PON的主要类型**：
1. **EPON（Ethernet PON）**：基于以太网协议，已在2004年成为IEEE的标准802.3ah。优势在于与现有的以太网兼容、成本低、扩展性强和管理方便。
2. **GPON（Gigabit PON）**：是ITU在2003年批准的标准。使用通用封装方法GEM，可以承载多种业务，并为各种业务类型提供服务质量保证。

**不同的FTTx类型**：
除了FTTH，还有如FTTC、FTTZ、FTTB、FTTF、FTTO和FTTD等。究竟选择哪种接入方式取决于具体需求和成本效益分析。但总体趋势显示，光网络单元ONU正在逐渐靠近用户家庭，这也带来了“光进铜退”的发展趋势。

**注意事项**：
一些网络运营商推广的“光纤到户”可能实际上是FTTx，而不是真正的FTTH。因此，消费者在选择时需要注意并确保获取准确的产品信息。

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总结： 

**主要概念：**

1. **物理层任务**: 确定与传输媒体的接口特性，例如：机械、电气、功能和过程特性。
   
2. **数据通信系统的构成**:
   - 源系统：包括源点和发送器。
   - 传输系统。
   - 目的系统：包括接收器和终点。

3. **消息与数据**:
   - 通信的目标是传输消息，例如：语音、文本、图像、视频等。
   - 数据是运送消息的载体。
   - 信号是数据的电或电磁表示。

4. **信号类型**:
   - 模拟信号或连续信号。
   - 数字信号或离散信号。
   - 基本波形代表数字信号的不同离散数值称为码元。

5. **通信方式**:
   - 单向通信。
   - 双向交替通信。
   - 双向同时通信。

6. **基带信号**: 来自信源的信号。要在信道上传输需要经过调制。

7. **提高传输速率**: 通过更优的传输媒体或先进的调制技术，但传输速率有上限。

8. **传输媒体分类**:
   - 导引型传输媒体：例如，双绞线、同轴电缆、光纤。
   - 非导引型传输媒体：例如，无线、红外、大气激光。

9. **信道复用技术**: 包括频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用和波分复用。

10. **数字传输系统标准**:
   - PCM(脉冲编码调制)。
   - SONET(同步光纤网)。
   - SDH(同步数字系列)。

11. **宽带接入方法**: 包括ADSL、HFC和FTTx。

12. **有效利用光纤资源**:
   - 无源光网络PON。
   - EPON(以太网无源光网络)。
   - GPON(吉比特无源光网络)。

此节强调了FTTx技术的重要性和发展趋势。主要描述了光纤技术如何提供更高的网络速度，同时也介绍了多种宽带光纤接入方式，如FTTH、FTTC、FTTB等。最后强调了无源光网络的优点和最流行的无源光网络技术。