新一代宽频接取网路简介ADSL与CableModem课件.ppt

1、新一代寬頻接取網路簡介新一代寬頻接取網路簡介ADSL與與Cable Modeml鄧姚文lywdenglhit.edu.twlNovember 22,20191內容內容l前言lCable ModemlADSLlADSL 與 Cable Modem 的比較l未來趨勢2什麼是寬頻網路（什麼是寬頻網路（Broadband Network）？）？l寬頻（Broadband）的意義定義一：用來傳輸類比訊號的纜線系統l例：有線電視系統l基頻（Baseband）：傳輸數位訊號的纜線系統例：乙太網路定義二：頻寬很寬的網路l電信：頻寬大於 4 KHz3為何需要寬頻網路？為何需要寬頻網路？lInternetWWW、

2、E-Mail、FTPl多媒體通訊視訊會議、遠距教學、隨選視訊（VOD）、互動式電腦遊戲l商業應用網際網路電話、電子商務4Evolution of subscriber line technologiesVoicebandModemISDNADSLFTTHFTTx+VDSLTodayEnhancedCopperHybrid Fibre/CopperPure Fibre56 Kbps144 Kbps?Mbps?Mbps?Gbps5目前主要寬頻接取網路種類目前主要寬頻接取網路種類l有線電視業（Cable TV）Cable Modeml和信超媒體l智躍科技l東森寬頻城市l電信業ADSL（Asymmet

3、ric Digital Subscriber Line）l中華電信6Cable Modem系統系統7Cable Modem系統元件系統元件lCable Modem（纜線數據機）：用途雷同現在的 56 K 撥接 Modem，用來轉換類比與數位資料，頻寬遠大於目前 56 K 撥接 Modem 近百倍。lSplitter（分配器）：將一條 Cable 分成兩條線路的器材，約如一個火柴盒大。lCable（有線電視纜線）：能傳輸高頻寬資料的電纜線。8寬頻同軸纜線系統寬頻同軸纜線系統l有線電視纜線（CATV Cable）up to 300 MHz or 450 MHz100 公里，類比訊號普及率高（台灣：

4、涵蓋80%，普及60%）9寬頻同軸纜線系統（續）寬頻同軸纜線系統（續）l雙纜線系統Outbound cable訊號從頭端（Headend）傳遞到用戶Inbound cable訊號從用戶傳遞到頭端10寬頻同軸纜線系統（續）寬頻同軸纜線系統（續）l單一纜線系統在單一纜線上，為 Outbound 與 Inbound 配置不同的頻帶（Frequency Band）The“Subsplit”SystemlInbound:5 to 30 MHzlOutbound:40 to 300 MHzThe“Midsplit”SystemlInbound:5 to 116 MHzlOutbound:168 to 30

5、0 MHz11HeadendHeadendAmplifierInboundCableOutboundCableComputerDual CableSingle Cable12單向單向 Cable Modem 上網原理上網原理數據中心數據頭端網際網路InternetHFC網路SplitterCableModemModemPCTV網路卡網路卡同軸纜線同軸纜線電話線電話線網路線網路線13雙向雙向 Cable Modem 上網原理上網原理數據中心數據頭端網際網路InternetHFC網路SplitterCableModemSetTopBoxPCTV網路卡網路卡同軸纜線同軸纜線網路線網路線互動式電視互動

6、式電視14HFClHybrid Fiber/Copper：混合光纖銅纜lHybrid Fiber/Coaxial：光纖同軸混合l架構光纖纜線從頭端拉到 Fiber Node同軸纜線或銅雙絞線從 Fiber Node 拉到用戶同軸纜線距離縮短，頻寬加大l影響因素：訊號頻率、分接數目15HeadendTANETSeedNetHinetE/OO/ECM企業用戶企業用戶Ethernet住家用戶住家用戶FiberCMCM:Cable ModemAnalogVideoModulatorModulatorCombinerInternet RouterCMWWWServerDiplexerHeadend Co

7、ntroller16HFC（續）（續）l頻譜規劃：750 MHz下行l50 550 MHz：傳統類比視訊l550 750 MHz：數位壓縮視訊數位資訊服務上行l5 35 or 42 MHzl每一個 Fiber Node 服務 500 2,000 用戶服務範圍約 1.5 公里半徑17Case Studyl和信超媒體giga.twl智躍科技speed.twl東森寬頻城市ethomenet.tw18和信超媒體（和信超媒體（Gigamedia）l和信、Microsoft、Cisco、Hinet、PC-Home與InfoProl服務區域基隆、台北縣市、北桃園、宜蘭、台中縣市、台南市（南、北）、台南縣（南

8、）、高雄市（南、北）與當地有線電視業者合作l傳輸方式：單向Cable Modem（Cisco SB2100D）下行：Cable（1.5Mbps）上行：Dial Up（33.6K/56Kbps）19和信超媒體（續）和信超媒體（續）l服務內容25MB E-Mail Space25MB Home Page Space20智躍科技智躍科技l智躍、仲琦、High Speed Access Corp.（hsacorp）l服務區域台灣西部與當地有線電視業者合作l傳輸方式單向Cable Modem21智躍科技（續）服務項目智躍科技（續）服務項目l纜線數據機(Cable Modem)l整體數位服務網路(ISDN

9、)l固接專線(Leased Line)l主機代管(Co-Location)提供標準電信機房空間，供用戶置放Web伺服器連至Internet之服務l數位與類比式電話撥接使用數位與類比式數據機透過電話線路連接上網。l虛擬主機(Web Hosting)低成本高頻寬保證之網站空間予企業用戶或SOHO族，並附專用的E-mail信箱、撥接帳號，及Domain Name代管提供完整服務。lE-Mail代管高容量空間及穩定、高效率之服務，強化信件安全防護減少公司管理上的負擔與不便。22東森寬頻城市東森寬頻城市l東森、Intel、泓彥、SeedNetl服務區域：大台北、新竹l傳輸方式：一般：單向Cable Mo

10、dem科學園區：雙向Cable Modem（NII實驗計畫）l上傳最高速率：768K1.5Mbpsl下載最高速率：25Mbps23東森寬頻城市（續）東森寬頻城市（續）l服務項目纜線數據機(Cable Modem)主機代管(Co-Location)E-Mail代管虛擬主機(Web Hosting)固接專線(Leased Line)l64Kbps1.544MBps24ADSLlAsymmetric Digital Subscriber Line（Loop）：非對稱數位式用戶迴路l動機快速滿足用戶端頻寬需求將 Internet 訊務與電話訊務分離，減輕電話網路的負擔2526ADSL架構架構lSpli

11、tterA filter to separate ADSL signals from POTS signals to prevent mutual interference.lATU-C and ATU-R:ADSL Transmission Unit,Central or RemoteThe device at the end of an ADSL line that stands between the line and the first item of equipment in the subscriber premises or telephone switch.It may be

12、integrated within an access node.lDSLAM:Digital Subscriber Line Access MultiplexerA device which takes a number of ADSL subscriber lines and concentrates these to a single ATM line.27TelephoneCompanyUserEthernetATMExisting Telephone lineSplitterDownstream:8MbpsUpstream:1MbpsPSTNDataNetworksSplitterA

13、TU-RDSLAMInternet 28ADSL 特性特性l以現有電話線路提供非對稱的數據服務下行：1.5 Mbps 8 Mbps上行：64 Kbps 1 Mbpsl同時提供語音和高速數據服務29ADSL 頻帶配置（頻帶配置（CAP）41100030Frequency(kHz)PSD(dBm/Hz)POTSUpstreamDownstream138CAP(Carrierless Amplitude&Phase)Spectrum Allocation30ADSL 頻帶配置（頻帶配置（DMT）Discrete MultiTone PowerspectrumFrequencyPOTS4kHz30kH

14、z1.1MHzTone spacing (4.3kHz)Unused tonesdue to line conditions Spectrum usedfor upstream data Spectrum used for downstream dataQAM-modulatedsubchannel(tone)individually optimizedas a function of impairments138kHz31ADSL 傳送速度與下列因素有關傳送速度與下列因素有關l整體線路長度l線路線徑(0.4mm、0.5mm、0.65mm)l是否加感(Loading coil)l線上橋接(Br

15、idge Tap)l串音(Cross Talk)lSignal interference by DSL lines32xDSL FamilylHDSL:High data rate Digital Subscribe LineModems on either end of one or more twisted pair wires that deliver T1(1.544 Mbps)or E1(2.048 Mbps)speeds.At present T1 requires two lines and E1 requires three.lSDSL:Symmetric Digital Su

16、bscriber LineHDSL plus POTS over a single telephone line.SDSL operates over POTS and would be suitable for symmetric services to premises of individual customers.33xDSL Family（續）（續）lUDSL:Unidirectional HDSLProposed by one company in Europe without much sign of interest from anyone else.lRADSL:Rate-a

17、daptive ADSLA version of ADSL where the modems test the line at start up and adapt their operating speed to the fastest the line can handle.34xDSL Family（續）（續）lVDSL:Very high data rate Digital Subscriber LineModem for twisted-pair access operating at data rates from 12.9 to 52.8 Mbps with correspond

18、ing maximum reach ranging from 4500 feet to 1000 feet(1370M300M)of 24 gauge twisted pair.Same as BDSL,VADSL35Case Studyl淡江大學ADSL校外宿舍網路l台北市教育網路l中華電信網易通（HiFly）36淡江大學淡江大學ADSL校外宿舍網路校外宿舍網路l淡江大學大部份師生住宿在學校附近的學舍或住家淡水紅樹林有線電視 V.S.中華電信公司l2019年九月起中華電信開始對淡江大學師生提供ADSL網路連線申請與裝設，並加以測試。至今已超過600位師生使用ADSL網路，未來預估將成長至14

19、00位以上的使用者。l傳輸速度下載：1.5Mbps；上傳：256Kbps37網路結構38硬體架構39台北市教育網路台北市教育網路ltp.edu.twl資訊白皮書班班有電腦與人人皆可上網全國大專院校之下的各級學校，幾乎在今年八月間完成了以ADSL連線上網的建置l中華電信ADSLl以 PC+Linux 作業系統建構 Filewall、Proxy、DNS Server、WWW Server、E-mail Server40中華電信ATU-RRouterWWW、EmailProxy、FTP真實 DNSFirewall+Proxy虛擬 DNS行政部門電腦教室#1電腦教室#2Internet SwitchS

20、witch外部真實網域內部虛擬網域41中華電信網易通（中華電信網易通（HiFly）l提供ATU-R以及8組IP位址其中5組IP位址供用戶使用l下行速率：512K、768K、1536K、3M、6Ml上行速率：64K、128K、384K、512K、640K42ADSL Modem 與與 Cable Modem 之比較之比較43技術 比較項目 ADSL Modem 雙向Cable Modem 技術需求 已廣佈銅線網路，服務範圍可達五公里 需將同軸網路升級為雙向的HFC網路 傳送速率 上載可至1 Mbps，下載可至8Mbps 上下行可至10 Mbps/10Mbps或 3Mbps/30Mbps 頻寬特性

21、 獨享頻寬 使用者多時分享頻寬則變小 應付信號干擾 具速率調整能力，可視線路品質調整傳送速度 不具速率調整能力，網路干擾可能導致中斷 穩定性 每一用戶擁有專屬電話線路 單一用戶上行網路雜訊可能干擾整個網路所有用戶，且網路穩定性差 服務品質(QoS)容易保證(專屬頻寬)不易保證(共用頻寬)骨幹網路 高頻寬ATM網路 需與電信公司結合 電話服務 可同時提供電話服務 1.目前使用 IP Telephony 2.Voice over cable仍屬試用階段 網路管理 佳 不成熟 保密性 電話線為專屬網路，保密性較佳 HFC為廣播式網路，保密性較差 44上網費率與頻寬上網費率與頻寬45和信北健Cable

22、 Modem 商用費率系統項目安裝費用戶接取電路費設備費用傳送速率優惠辦法1500目前僅有單向服務下行最高1.5 Mbps平均128 Kbps上行最高56Kbps單向:可選擇每月999元,不限時數上網,或連線費0.5元/分鐘雙向:每月1,250元，不限時數上網單向:租借 月租金200元。購買3999元。雙向:購買10,200元使用量 基本費 通訊使用費(元/MB)(MB)(元)一般時段 優惠時段60 750 12 8200 1,200 12 81,000 7,500 10 62,000 13,500 8 6力霸東森Cable Modem1000原價15,000元,目前免費借用(收3,000元保

23、證金)單向：月租費900元,年繳9700元。雙向：月租費1250元,年繳13500元。皆不限上網時數。HiCast(華允電訊)2,5009,500註:另有服務啟動費300元但首次申請優惠免收88年2月4日台北地區開始適用0 租金方案:每月999元,不限時數上網。須付3000元保證金。購買單向升級雙向Modem:再加300046系統項目安裝費設備費用速率與連線費用(智躍科技PCR-1500單向Cable Modem)速率 基本費 每分鐘 資訊費128 Kbps 100元 0.3元 256 Kbps 200元 0.6元 512 Kbps 400元 1.2元 南桃園1000元3000元頻道註冊費20

24、00元系統項目設定費設備費用HiNet ISDN上網ISDN撥接速率為64k，合併兩個B通道成為128k，則通信費加倍計收。0.4元/分鐘(最低月通信費100元)0.36元/分鐘每月累計使用2000-4999分鐘部份 0.32元/分鐘每月累計使用5000分鐘以上部份 1500元約5000元速率與連線費用47HiFly價目表（基本型）計費方式計費方式低裝費低裝費低租費低租費服務等級服務等級一一二二三三四四五五一一二二三三四四五五下行速率下行速率（bps）512K768K1536K3M6M512K768K1536K3M6M上行速率上行速率（bps）64K128K384K512K640K64K128

25、K384K512K640K接線費接線費（每台）（每台）15007500設定費設定費200200電路月租費電路月租費900100013002000400070080011001600320048寬頻網路的未來趨勢寬頻網路的未來趨勢lFiber To The Curb（FTTC）光纖鋪設到馬路邊，再轉接銅線到住戶家中。以基頻方式傳送數位視訊，又稱為 Switched Digital Video（SDV）服務。無法同時傳遞數位與類比之有線節目。每一個 Fiber Node 服務之用戶較少（1030用戶），服務半徑約 300500 m。可克服 HFC 上行雜音之問題，提供更大之頻寬。設置成本較 HFC

26、 高。49寬頻網路的未來趨勢（續）寬頻網路的未來趨勢（續）lFiber To The Home（FTTH）網路建設的終極目標。光纖拉到用戶端，可提供最充裕之頻寬，但每一用戶要分擔一個光網路單元（Optical Network Unit）設備之費用，建設成本昂貴。短中期將以其他網路為過度架構。50結論結論lADSL使用現有電話線路傳輸1Mbps/8Mbps之專屬頻寬lCable Modem利用CATV線路傳輸10Mbps/30Mbps或3Mbps/30Mbps共享頻寬目前只能單向傳輸，上行56Kbps，下行平均128Kbps法規解禁後應有更大之發展空間lADSL or Cable Modem?激

27、烈的競爭下，受惠的是消費者51頻寬與硬體架構之比較頻寬與硬體架構之比較lADSL Modem:上/下行可至1M/8Mbps獨享頻寬，具有Rate Adaptive能力，可視線路品質調整傳送速度。lCable Modem:對稱式上下行可至10M/10Mbps，非對稱式上下行可至3M/30Mbps，採用共享頻寬架構使用者愈多所分享到的平均頻寬就愈小。目前多數Cable Modem不具有ADSL Modem之Rate Adaptive能力，當有干擾源出現於網路中時可能導致服務中斷，無法以降速的方式繼續提供服務52基礎網路與服務範圍之比較基礎網路與服務範圍之比較lADSL Modem:擁有已經廣泛佈設

28、好的銅線電話網路，潛在客戶群眾多，服務範圍約可達四公里。lCable Modem:可有較高頻寬傳送能力，且在都會地區普及率相當高必須花費大量成本將同軸網路升級成雙向HFC網路Tree and Branch的網路架構可能使單一用戶的上行網路雜訊，干擾整個網路的所有用戶，網路的穩定性與安全性較差。53維運網管之比較維運網管之比較lADSL Modem:ADSL是建構在既有的電信網路上，有較佳的維運網管效能lCable Modem:Cable Modem建構在廣播娛樂的Tree and Branch 網路上，網管功能標準尚在建構中54連線上網運作方式之比較連線上網運作方式之比較(1/3)lADSL

29、Modem:可供多個電腦使用者同時上網使用同一條電話線，電話與高速上網服務各自獨立運作不需再額外支付電話費。不再有尖峰時刻可能撥不上線的困擾55連線上網運作方式之比較連線上網運作方式之比較(2/3)l單向Cable Modem:上網時需佔用電話線，尖峰時刻可能撥不上線僅提供單一PC上網(Cable Router可支援多人上網)除上網接續費用外，必須再支付電話連線費用56連線上網運作方式之比較連線上網運作方式之比較(3/3)l雙向Cable Modem:可供多個電腦使用者同時上網，但平均分享頻寬有限上行HFC網路的雜訊干擾大，網路可靠度較差57國際標準發展狀況之比較國際標準發展狀況之比較lADS

30、L Modem:ANSI T1.413 Issue 2已經定案。而不需splitter的G.lite標準，亦於87年10月經ITU認可，預計將於88年6月正式公佈為國際標準lCable Modem:由MCNS制定的DOCSIS規格，據稱已經在87年4月由ITU Study Group 9認可為國際標準。設備互運能力之狀況較佳58附加其他服務可行性之比較附加其他服務可行性之比較lADSL Modem:除了基本的電話服務與高速網際網路接取服務之外，尚可提供遠端企業內部網路接取或VOD等附加服務lCable Modem:除了高速網際網路接取服務之外，亦可提供VOD等服務。此外在cable網路上提供多

31、人網路遊戲或是未來的DVB等服務，預料將是cable modem下一波競爭利器若欲使用HFC網路提供電話服務，需建設昂貴的Telephony over Cable系統；若以Internet phone提供電話服務，因一般用戶打電話前還需開啟電腦，並不方便，故只適用於企業用戶或其他長時間電腦開機者。59與現有與現有ISP合作方式之比較合作方式之比較lADSL Modem:目前ISP均是跟電信公司合作，提供撥接上網或專線服務，可利用既有的基礎架構(如RADIUS Server,Routers等)，提供ADSL商用服務，降低系統升級成本。有鑑於未來用戶迴路寬頻化的趨勢，中華電信(HiNet)已全面將

32、骨幹網路升級為ATM網路，將可滿足各種用戶的需求lCable Modem:部分CATV業者採用自行成立ISP的方式經營，部分則與現有之ISP合作推廣，以降低成本以平均500Kbps下行速度來計算，當用戶數達到一定程度(約300 500戶)，以T1專線為骨幹網路之傳統ISP架構均不足以服務這樣大的頻寬需求60未來發展之比較未來發展之比較(1/2)lADSL Modem:目前美國主要電話公司，包括：GTE,US West,Bell Atlantic,BellSouth,SBC,MCI WorldCom等，均已開始提供ADSL服務。此外，包括Compaq,Dell等電腦公司，未來PC出貨時也會包含一

33、部ADSL modemSplitterless ADSL(UAWG之Universal ADSL或ITU G.lite ADSL)是今年最熱的話題，其特點在於不需安裝ADSL分離器或重新佈室內線，簡化ADSL modem安裝程序，可讓用戶自行採購，Plug and Play。它可以涵蓋的範圍亦較廣，且相容於full rate的ADSL。此技術若是成功，將提早實現ADSL Modem商品化的目標，未來普及後設備價格將可望因達到經濟規模而降低，取代目前類比式modem的地位61未來發展之比較未來發展之比較(2/2)lCable Modem:至2019年底北美約有513,000個用戶，可以申請服務的用戶有21 Million，其中美國的訂戶有373,000佔全國93 Million的home pass的0.4%，而加拿大則有140,000個用戶，佔全國10 Million的home pass的1.4%。主要的經營者為Road Runner和Home國內在有線電視系統業者陸續完成工程查驗與彼此之間的水平和垂直整合後，雙向有線電視網路的工程將會加速完成。同時配合固網開放所建置或聯盟的骨幹網路，有線電視業者將可建設完成一套完整的網路，除了傳統的視訊服務之外，提供高速數據上網服務會是其首要業務。但以長期經營有線電視業的背景跨足數據通訊業，其維運能力與網路穩定度仍有待觀察62