通信网络正在经历一场深刻的演进与变革。从窄带网络迈向宽带网络，从单一话音业务转型为多媒体综合业务，这已成为行业共识，也是技术发展的必然趋势。通俗来说，传统仅依靠电话线承载话音服务的模式，已经成为历史。如今，语音、高速数据以及图像等多元化业务，正在全面汇聚至同一张网络，而这背后最核心的驱动力，正是多媒体通信的蓬勃发展。
传统电话网络向以数据业务（尤其是IP业务）为核心的下一代电信网络过渡，这几乎是不可避免的。要实现这一跨越，网络的宽带化便成为最迫切的需求。宽带网络，本质上就是建立在先进宽带技术基础之上的全新网络体系。
一个非常直观的道理：多媒体信息的数据量，远比单一信息形式要大得多。如果传输速率无法提升，而信息容量却在急剧增长，那么电信网络就必须设法拓展通道的容量与速度，否则信息就无法及时、准确且完整地传递。因此，要实现社会信息的多媒体化，宽带技术是不可或缺的基础支撑。
从技术架构上看，宽带网络主要包含三个组成部分：宽带传输网、宽带交换网以及宽带接入网。传输网是信息传输的基础通道，负责将数据从源地址搬运至目的地址。宽带交换网则承担接收、分拣与转发的任务，完成信息的交换与路由。而接入网，是连接用户与宽带网络的最后一段，也是整个网络建设中投资规模最大、技术复杂度最高、实施难度最大、影响范围最广的环节。
接入网的建设，必须因地制宜、因时制宜，力求实现合理发展。先进的光纤接入网，既要考虑与原有电缆接入网拓扑结构的兼容性，又要明确向全光纤化演进的方向；既要有效控制投资成本，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，应当循序渐进，从低速业务起步，逐步向高速业务拓展。
常见的窄带接入技术，例如频带Modem，V.90标准下的下行速率仅为56kbps；窄带ISDN接入技术，虽然能在一对普通电话线上，通过基本速率（2B＋D，144kbps）接口，向用户提供端到端的全数字连接。这些技术尽管仍在应用，但已经远远无法满足当前宽带业务的需求。
目前，主流的宽带接入技术主要包括以下几种：
（一）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，涵盖HDSL、SDSL、ADSL、RADSL及IDSL等，统称为xDSL。其中，ADSL（非对称数字用户线）技术最为典型，下行速率可达8Mbps，上行速率640kbps，传输距离可达3到5公里。所谓“非对称”，即下行速率远高于上行，这非常贴合普通用户“下载量大、上传量小”的实际使用习惯。
ADSL主要支持因特网接入和电话业务，能够满足宽带因特网接入及部分宽带应用，例如会议电视、视频点播。更重要的是，结合ATM等宽带干线网络技术，它还能支持广播级的视频分发和VoD（视频点播）服务。
ADSL的优势十分明显：首先，它充分利用了电信网现有的铜缆资源，既保护了这笔巨大投资，也挖掘了铜线的潜在价值。其次，用户可随时在线，无需每次重新建立连接，且不影响电话使用，每个用户独享高速通道，无阻塞问题。但缺点也同样突出：对线对的质量要求很苛刻，目前大约只有30%的线对能够开通ADSL业务。
为了解决这一难题，一种简化型、无分路器的ADSL标准——G.Lite已经问世。它的速率降低至1.5Mbps左右，用户端无需电话分路器，价格更低，安装更便捷。它具备自适应速率适配能力，抗射频干扰能力比ADSL更强，主要业务涵盖因特网接入、Web浏览、IP电话、远程教育、在家办公、可视电话等。
ADSL的另一个发展方向是进一步提升下行带宽，演变为VDSL（甚高速数字用户线）系统。在双绞线上，VDSL的下行速率可扩展至25Mbps到52Mbps，同时支持1.5Mbps的上行速率，但传输距离缩短至1000米或300米左右。这种技术非常适合光纤到小区（FTTC）的接入方式，能够提供高速接入带宽，满足高清晰度电视和视频点播的需求，是一种较为现实且理想的宽带混合接入方案。
（二）基于CATV网的电缆调制解调器（Cable Modem）接入技术
有线电视网，本质上就是用于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（光缆同轴混合）技术极大地推动了CATV网络的发展，不仅能提供原有的有线电视业务，还能提供话音、数据以及其他交互型业务。
Cable Modem方案就是以HFC为基础的高速接入技术。用户共享下行数据带宽，每个子信道下行通道的数据吞吐量可以达到25Mbps到40Mbps。传统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，从而开通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型增值业务。
Cable Modem的开通率很高，不像ADSL那样会因为线缆质量和串扰问题导致开通率偏低。其主要问题在于，随着共享用户数量的增多，每个用户可用的数据带宽会相应下降。
（三）基于光缆的宽带光纤接入技术
在各种宽带光纤接入网技术中，采用SDH技术的接入网系统应用最为普遍。这种系统可称为有源光接入，主要是为了与基于无源光网络（PON）的接入系统进行对比。SDH技术是一种成熟、标准化的技术，在骨干网中被广泛采用。在接入网中应用SDH，能够将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、标准化光接口、强大的网管能力、灵活的网络拓扑能力以及高可靠性所带来的诸多好处。
不过，SDH技术在接入网中的应用虽然已经非常普遍，但仍然停留在FTTC（光纤到路边）或FTTB（光纤到楼）的层面，光纤的巨大带宽尚未真正到户。要真正向用户提供宽带业务能力，单靠SDH解决馈线、配线段的宽带化是不够的，在引入线部分，需要采用FTTB/C + xDSL、FTTB/C + Cable Modem、FTTB/C + 局域网接入等方式来提供业务。
在宽带无源光接入网方面，基于ATM的无源光网络（ATM PON）是既能提供传统业务，又能提供先进多媒体业务的宽带平台。PON的业务透明性极好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。APON下行采用TDM，上行采用TDMA技术，下行速率为622Mbps或155Mbps，上行速率为155Mbps，能够提供灵活的高速接入。ATM PON最重要的特点是无源点到多点式的网络结构，光分配网络中没有有源器件，比有源光网络和铜线网络更简单、更可靠、更易于维护。
如果FTTH（光纤到户）大规模普及，有源器件和电源备份系统将从室外转移到室内，对器件和设备的环境要求将大大降低，维护周期也可以延长。APON的标准化程度很高，有利于大规模生产并降低成本。此外，ATM统计复用的特点，也让ATM PON能比TDM方式的PON服务于更多用户，同时继承了ATM的QoS优势。
采用波分复用技术是扩大光纤传输容量的有效手段。以波分复用技术为基础的无源光网络（WDM-PON）用于接入网，发展前景十分广阔。
（四）基于以太网的高速局域网接入
以太网接入方式与IP网非常相似，技术上可以达到10/100/1000Mbps三级速率。采用专用的无碰撞全双工光纤连接，已经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求。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。在因特网快速发展的今天，以太网正逐渐转变成为一种主要的接入方式。
（五）基于无线传输手段的无线接入技术
固定无线接入技术由于无需敷设线路、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，已成为接入网领域的新兴力量。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工作在毫米波波段，可用频带至少1GHz。典型系统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到5公里。LMDS不仅提供因特网接入，还能用于互连局域网，几乎可以提供任何种类的业务，如话音、数据、图像，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。它敷设开通快，维护简单，用户密度较高时成本较低，可以作为电信公司有线接入的重要补充。
宽带传输网
伴随着光纤通信技术的持续进步，宽带网络传输的主要物理介质必然是光纤。利用光纤组建宽带传输网的优势非常明显：第一，能提供高带宽，足以适应多媒体通信对传输速度的要求；第二，极低的衰减度，意味着无需中继器就能进行长距离传输，既降低了成本，又减少了中间环节形成的断点；第三，保密性强，传输的光信号是非电子的，不受电磁干扰影响。
SDH传输体制是一种新型的、完整严密的传送网技术体制。它有全世界统一的网络节点接口，简化了信号互通以及传输、复用和交叉连接过程；安排了丰富的开销比特用于网络管理和维护；有统一的标准光接口，能在基本光缆段上实现横向兼容；采用SDH组网技术还能构成高度可靠的自愈环结构，确保业务透明性，这对某些业务应用至关重要。光纤通信正继续向大容量、高速率纵深发展，为宽带网提供最坚实的基础。
目前，采用密集波分复用（DWDM）技术的高速传输系统，产品已能达到400Gbps，实验室研究水平超过3Tbps。这也为IP网络的QoS提供了可靠保证。在带宽富余的情况下，当网络利用率低于70%时，就可以提供有保证的QoS。
当前，传统语音网络和数据网络正在走向融合统一。TCP/IP协议将在整个网络占据统治地位，IP可以承载所有业务，包括数据业务、实时语音、视频等交互式多媒体业务。未来的网络，是以IP技术为核心构筑的综合传输语音、数据和视频的大一统宽带IP网络。但IP网只能架构在各种基础传输网之上，目前IP的传输模式主要有三种：
（一）IP over ATM：具有动态带宽分配、高QoS的ATM，是一种交换、传输、复用设备，也是承载IP所有业务的理想平台。IP over ATM是面向连接的ATM与无连接IP的统一，也是选路与交换的优化组合，可以综合利用ATM速度快、容量大、多业务支持能力的优点，以及IP简单、灵活、易扩充和统一性的特点，达到优势互补的目的。对于电信网而言，在相当长的一段时间内，ATM作为多业务平台是比较理想的。即使在将来，在网络边缘地带，ATM作为业务汇集点仍然是不可缺少的。
（二）IP over SDH：IP与SDH的结合，试图将IP分组通过PPP协议或SDL协议直接映射到SDH帧，省掉中间的ATM层，保留因特网无连接特征，简化网络体系结构，提高传输效率，降低运营成本，易于兼容不同技术体制和实现网间互联，适用于在以IP业务为主的骨干网上疏导高速率数据流。
（三）IP over Optical：从理论角度分析，IP到传输链路层之间增加ATM、SDH纯属多余。因此，IP over Optical是一种理想的体系结构：层次少，避免了功能重叠；设备和网管复杂度低；额外开销小，传输效率高；组网和网络配置简单；可直接利用DWDM技术。
宽带交换网
当传输技术逐渐向宽带演进时，交换设备也与之相适应地发展起来。以IP和ATM为代表的分组转发和交换技术，是当前网络建设中的热点。IP的灵活特性和ATM的快速交换能力各有千秋，必将在未来的网络技术中起到关键作用。
（一）ATM异步传输模式：ATM是目前解决宽带综合业务交换的一种方案。为适应多媒体通信的要求，用户必须支持不同的网络：数据网、语音网以及视频网。网络结构也必须适应不同的应用。如此复杂的要求，是以前的交换水平所无法达到的。ATM技术的出现，将这些难题迎刃而解，它能够提供一个公共的、统一的网络交换框架，支持用户对数据、语音和视频的综合需求。
在ATM技术中，传送信息的基本载体是信元，与分组交换中的分组类似，但又有自身的特点。它使用定长的53字节信元长度，包括5个字节的信头和48个字节的信息域。信头中，VPI（虚拟路径标识符）和VCI（虚拟通道标识符）合起来构成信元的路由信息，ATM交换机就是根据这两个信息段选择路由线路。ATM宽带交换网是面向连接的，当发送端和接收端需要通信时，会建立一条虚拟电路，将信息分割成ATM信元，通过建立的路径传送到接收端，信息传送完毕后，虚电路便会取消。ATM的最大特点，就是对任何业务形式的数据传输，都能达到最佳的资源利用率，让宽带传输网高速传输多媒体信息，并毫不停滞地通过交换网络迅速、灵活地选择正确的目的方向继续传送。
（二）路由交换机：路由交换机结合了二层交换的性能和传统基于软件路由的功能，采用硬件专用电路（ASIC）进行路由识别、计算和转发。由于实现了无阻塞交换，速度很快，能处理线路上满负荷信息，因此又被称为线速路由交换机。由于它是基于第三层IP的路由交换，也被称为第三层路由交换机。目前，吉比特路由器可达线性速率，更高速率的太比特路由器也已问世，足以与ATM交换抗衡。
随着信息社会的到来，人类对多媒体通信的需求日益迫切。虽然窄带电信网在相当长的时间内仍具有生命力，但宽带化的趋势已经摆在我们面前，必须给予足够的重视。在网络的规划、建设上应早做准备，争取早日建成一个易于使用、安全、多功能、信息含量丰富、形式多元、开放的宽带电信网，为构造信息高速公路奠定坚实基础。
