通信概论第7章

1、整个通信网分为三部分：传送网、整个通信网分为三部分：传送网、交换网和接入网。交换网和接入网。接入网是指从本地交换局到用户之接入网是指从本地交换局到用户之间的信息传送网。间的信息传送网。通信业务的发展对接入网提出了数通信业务的发展对接入网提出了数字化、宽带化、灵活、可靠、易于管理字化、宽带化、灵活、可靠、易于管理等要求。等要求。接入网由业务节点接口（接入网由业务节点接口（SNI）和用和用户网络接口（户网络接口（UNI）之间的一系列传送实之间的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）组成，它体（例如线路设施和传输设施）组成，它为电信业务提供所需承载能力，接入网可为电信业务提供所需承载能力，接入网可

2、由管理接口（由管理接口（Q3）配置和管理。配置和管理。SNI 有对交换机的模拟接口（有对交换机的模拟接口（Z接接口）、数字接口（口）、数字接口（V接口），对节点机的接口），对节点机的各种数据接口及针对宽带业务的各种接口。各种数据接口及针对宽带业务的各种接口。UNI有模拟电话接口、有模拟电话接口、N-ISDN（窄带窄带ISDN）接口、接口、B-ISDN（宽带宽带ISDN）接口、接口、各种数据接口和宽带业务接口。各种数据接口和宽带业务接口。 Q3是电信管理网与电信网各部分的标是电信管理网与电信网各部分的标准接口，接入网准接口，接入网AN 作为电信网的一部分，作为电信网的一部分，也应通过也应通过Q3

3、 和电信管理网相连。和电信管理网相连。（1）PSTN业务；业务； （2）窄带）窄带ISDN业务（基本速率接入业务（基本速率接入的的ISDN,基群速率接入的基群速率接入的ISDN）；）； （3）宽带宽带ISDN业务；业务； （4）分组数据业务。）分组数据业务。 接入网适用通道包括：模拟通道、接入网适用通道包括：模拟通道、1/n64kbit/s、n64kbit/s、帧中继、帧中继、ATM等。等。 接入网采用的传输媒质包括：双绞线接入网采用的传输媒质包括：双绞线（ADSL、HDSL等）、铜轴电缆、光纤、等）、铜轴电缆、光纤、混合接入、无线接入等。混合接入、无线接入等。接入网的接口标准有：接入网的接口

4、标准有：V5.1、V5.2、宽带宽带V接口、接口、SDH接口、接口、ATM接口、租用线接口。接口、租用线接口。 在不同的配置下，接入网有不同的接在不同的配置下，接入网有不同的接口类型。口类型。 接入网业务侧的业务节点接口（接入网业务侧的业务节点接口（SNI）将各种用户业务与交换机连接。数字业务将各种用户业务与交换机连接。数字业务的发展要求终端设备至本地交换机之间应的发展要求终端设备至本地交换机之间应是透明的数字连接，这就要求交换机提供是透明的数字连接，这就要求交换机提供数字用户接入能力，为此开发了交换机用数字用户接入能力，为此开发了交换机用户侧的数字接口，统称为户侧的数字接口，统称为V接口。接

5、口。根据速率的不同，根据速率的不同，V5接口分为接口分为V5.1和和V5.2接口。接口。V5接口协议分为物理层、数据链路层接口协议分为物理层、数据链路层和网络层。和网络层。 每个每个2.048Mbit/s 接口的电气特性和机接口的电气特性和机械特性均应符合原械特性均应符合原CCITT G.703 建议。可建议。可以采用同轴以采用同轴75 欧姆或平衡欧姆或平衡120 欧姆接口方欧姆接口方式。式。执行的规程为执行的规程为LPAV5。 支持支持PSTN 信令规程、控制规程、链信令规程、控制规程、链路控制规程、承载通路连接（路控制规程、承载通路连接（BCC）规程规程和保护规程。和保护规程。（1）PST

6、N 信令规程：引入信令规程：引入V5接口接口后，呼叫控制的职责仍在线路设备（后，呼叫控制的职责仍在线路设备（LE），），接入网（接入网（AN）的作用只是透明转送模拟用的作用只是透明转送模拟用户端口的大多数线路信令，并翻译其中一户端口的大多数线路信令，并翻译其中一些模拟线路状态信息，经些模拟线路状态信息，经V5送给送给LE。（2）控制规程：用户端口可以分为控制规程：用户端口可以分为三类：三类：PSTN 接入、接入、ISDN 基本速率接入和基本速率接入和ISDN 基群速率接入。基群速率接入。（3）链路控制规程：）链路控制规程：V5.2 接口由多接口由多个个2.048Mbit/s 链路组成，需要应用

7、链路控链路组成，需要应用链路控制规程识别链路并实现对特定链路的阻塞制规程识别链路并实现对特定链路的阻塞要求。要求。（4）BCC 规程：提供按需分配承载规程：提供按需分配承载通路的能力。通路的能力。 （5）保护规程：一个）保护规程：一个V5.2接口可由接口可由16 个个2.048Mbit/s 链路组成，其中一个链路作链路组成，其中一个链路作主链路。主链路。接入网传输技术的分类接入网传输技术的分类如图如图7-4-1所示。所示。 图图7-4-1接入网传输技术分类接入网传输技术分类光纤化是接入网的发展方向。光纤化是接入网的发展方向。OAN 泛指本地交换机或远端模块与用泛指本地交换机或远端模块与用户之间

8、采用光纤通信或部分采用光纤户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。通信的系统。采用光纤接入网的基本目标有两个：采用光纤接入网的基本目标有两个： 减少铜缆网的维护运行费用和故障减少铜缆网的维护运行费用和故障率。率。 可以支持开发新业务，特别是多媒可以支持开发新业务，特别是多媒体和宽带新业务。体和宽带新业务。G.982提出的与业务和应用无关的光提出的与业务和应用无关的光纤接入网功能参考配置如图纤接入网功能参考配置如图7-5-1所示。所示。图7-5-1光纤接入网功能参考配置示例（1）光线路终端（）光线路终端（OLT） 的功能是的功能是为光纤接入网提供网络侧与本地交换机之为光纤接入网提供网络侧与本

9、地交换机之间的接口，并经一个或多个光配线网间的接口，并经一个或多个光配线网（ODN） 与用户侧的光网络单元（与用户侧的光网络单元（ONU） 通信。通信。OLT 的功能可分为三部分：的功能可分为三部分： 数字交叉连接功能：为数字交叉连接功能：为OLT 的的ODN 侧的可用带宽与侧的可用带宽与OLT 网络侧的可用带宽提网络侧的可用带宽提供交叉连接能力。供交叉连接能力。传输复用功能：为在传输复用功能：为在ODN 上发送和上发送和接收业务通路提供必要的功能。接收业务通路提供必要的功能。 ODN 接口功能：提供一系列物理光接口功能：提供一系列物理光接口功能，终结相应接口功能，终结相应ODN 的一系列光纤

10、，的一系列光纤，其功能包括光其功能包括光/电和电电和电/光转换。光转换。 （2）ODN 为为OLT 与与ONU 之间提供之间提供光传输手段，主要完成光信号的功率分配。光传输手段，主要完成光信号的功率分配。（3）ONU 为光纤接入网提供直接的或远为光纤接入网提供直接的或远端的用户侧接口。端的用户侧接口。按照按照ONU 在光纤接入网中的位置可在光纤接入网中的位置可以分为三种不同的应用类型：光纤到路边以分为三种不同的应用类型：光纤到路边（FTTC）、）、光纤到大楼（光纤到大楼（FTTB）以及光以及光纤到办公室（纤到办公室（FTTO）和光纤到家（和光纤到家（FTTH）OAN 是双向交互式系统，初期主要

11、是双向交互式系统，初期主要支持速率低于支持速率低于2Mbit/s 以下的业务，包括普以下的业务，包括普通电话（通电话（POTS）、）、租用线、分组数据、租用线、分组数据、ISDN 基本速率接入、基本速率接入、ISDN 基群速率接入、基群速率接入、2Mbit/s（成帧和不成帧）、成帧和不成帧）、n64kbit/s。ODN 是是OAN 的关键部分，是由无源的关键部分，是由无源光元件组成的无源分配网，主要无源元件光元件组成的无源分配网，主要无源元件有：单模光纤和光缆、无源光衰减器、光有：单模光纤和光缆、无源光衰减器、光纤带和带状光缆、光纤接头、光连接器和纤带和带状光缆、光纤接头、光连接器和无源分路元

12、件（又称光分路器无源分路元件（又称光分路器OBD）。）。按连接方式的不同，按连接方式的不同，ODN 可可分成星型、树型、总线型和环型四分成星型、树型、总线型和环型四种形式。种形式。 HDSL系统由系统由2 台分别安装在交换机台分别安装在交换机和用户处的和用户处的HDSL 设备、设备、2对（或对（或3对）双对）双绞线组成，如图绞线组成，如图7-6-1所示。所示。图7-6-1 HDSL 系统示意图HDSL是在两对用户线上，利用是在两对用户线上，利用2B1Q 编码技术，高速自适应数字信号处理器编码技术，高速自适应数字信号处理器（均衡线路损耗，从强噪声中恢复和提取（均衡线路损耗，从强噪声中恢复和提取信

13、号，消除近端串音、脉冲噪声和电源噪信号，消除近端串音、脉冲噪声和电源噪声对信号的干扰），回波抵消和混合线圈声对信号的干扰），回波抵消和混合线圈（消除线路中阻抗不匹配引起的回声，使（消除线路中阻抗不匹配引起的回声，使HDSL 适用于多线径混连或有桥接的双绞适用于多线径混连或有桥接的双绞线），将两对全双工双绞线并用而得到基线），将两对全双工双绞线并用而得到基群速率（群速率（2Mbit/s）的电路，一对双绞线上的电路，一对双绞线上可传输可传输1.168 Mbit/s 信息，无中继距离可达信息，无中继距离可达3.56km。HDSL的优点：的优点： 经济适用：适用于所有非加感电路。经济适用：适用于所有非

14、加感电路。采用采用3 线对或线对或4 线对可延长距离。线对可延长距离。 无需再生中继器。无需再生中继器。 适应性强：适应多种电缆条件，包适应性强：适应多种电缆条件，包括不同线径电缆互连，无需拆除桥接抽头。括不同线径电缆互连，无需拆除桥接抽头。 性能高：采用性能高：采用2B1Q 编码，误码率编码，误码率低于低于10-7加入特殊外围电路，误码率可低于加入特殊外围电路，误码率可低于10-9。 应用广泛：可传输应用广泛：可传输ISDN 30B+D（参见第八章）。参见第八章）。HDSL 与与ADPCM 混合混合使用，可在一对双绞线上传送使用，可在一对双绞线上传送 30 路语音信路语音信号。号。 HDSL

15、 要用两对用户线才能传输要用两对用户线才能传输2 Mbit/s信号，对要求视频点播的用户难以信号，对要求视频点播的用户难以使用。使用。POTS,即模拟电话频带，通过无即模拟电话频带，通过无源滤波器或其他技术措施使其与数字信道源滤波器或其他技术措施使其与数字信道分开，维持原有的电话通信；上下行数分开，维持原有的电话通信；上下行数字信道，可通过字信道，可通过144576kbit/s的中速数据，的中速数据，并可传送并可传送1664kbit/s的控制信息；的控制信息；下行数字信道，占据其余带宽，可传送下行数字信道，占据其余带宽，可传送6Mbit/s或更高码速率的高速数据。或更高码速率的高速数据。优点：

16、充分利用现有铜线；优点：充分利用现有铜线；ADSL 随随用随装，拆装容易、灵活。用随装，拆装容易、灵活。 缺点：容量小、质量差、成本高，现缺点：容量小、质量差、成本高，现有模拟电视机需有机顶盒进行有模拟电视机需有机顶盒进行D/A 转换。转换。与第一代与第一代ADSL（G.992.1）相比，第相比，第二代二代ADSL（G.992.3）的特点有：的特点有： 传输能力增强传输能力增强应用范围拓展应用范围拓展 线路诊断能力提高线路诊断能力提高节能特性改善节能特性改善 ADSL 系统发展的趋势之一是开发系统发展的趋势之一是开发VDSL，将将ADSL 下行速率提高到下行速率提高到2552Mbit/s（甚至

17、甚至155Mbit/s），），从而容纳从而容纳612个个4 Mbit/s 的的MPEG -2信号，同时允许信号，同时允许1.5 Mbit/s 的上行信号。传输距离分别为的上行信号。传输距离分别为1km 或或300m 左右。左右。 HFC 的结构如图的结构如图7-7-1所示。下行信所示。下行信号工作过程为：模拟电视信号被调制在射号工作过程为：模拟电视信号被调制在射频载波上，前端单元将电话信号也调制在频载波上，前端单元将电话信号也调制在射频载波上，二者在射频混合射频载波上，二者在射频混合/分支器混合分支器混合送至光发射机，对光源进行强度调制后，送至光发射机，对光源进行强度调制后，变成光信号送入光纤

18、。变成光信号送入光纤。图图7-7-1 HFC系统结构系统结构电话（数据）信号经远端模块从射频电话（数据）信号经远端模块从射频上解调出来，再经解码和解复用，恢复为上解调出来，再经解码和解复用，恢复为单路的语音（数据、传真）信号，以较短单路的语音（数据、传真）信号，以较短的双绞线（或同轴电缆）送至用户。的双绞线（或同轴电缆）送至用户。 HFC 上、下行频谱的分配如图上、下行频谱的分配如图7-7-2所示。其中所示。其中530MHz是前端与用户间的是前端与用户间的上行信道，传输语音、数据和信令。上行信道，传输语音、数据和信令。图图7-7-2 HFC 的频谱分配的频谱分配 成本低。仅线路设备就较成本低。

19、仅线路设备就较FTTC 低低20%30%，若加上机顶盒、，若加上机顶盒、NIU ，FTTC 造价更高。造价更高。 频带较宽，可向光纤接入网发展。频带较宽，可向光纤接入网发展。 适合当前模拟制式为主体的视频业适合当前模拟制式为主体的视频业务及设备市场，用户使用方便。务及设备市场，用户使用方便。 与现有铜线接入网相比，运营、维与现有铜线接入网相比，运营、维护费用较低。护费用较低。 取代现存铜线环路初期投资较大。取代现存铜线环路初期投资较大。 寿命约寿命约10年。年。 建设周期长。建设周期长。 HFC 是建立在模拟频分复用基础是建立在模拟频分复用基础上的，对数字化方向发展有不利影响。上的，对数字化方

20、向发展有不利影响。 HFC 是在是在CATV 网的基础上发展网的基础上发展的，要想传输电信业务必须将单向网络改的，要想传输电信业务必须将单向网络改为双向网络。为双向网络。 一个光节点服务一个光节点服务500 用户，可靠性用户，可靠性令人担忧。且电话信道有限，扩容难。令人担忧。且电话信道有限，扩容难。HFC 是采用频分复用方式传是采用频分复用方式传输多种信号的混合接入网，是实现输多种信号的混合接入网，是实现电信网与有线电视网联合建设的有电信网与有线电视网联合建设的有效途径，是利用现有的光缆资源改效途径，是利用现有的光缆资源改善有线电视传输手段的实用方法。善有线电视传输手段的实用方法。无线接入是指

21、从公用电信网的交换节无线接入是指从公用电信网的交换节点到用户驻地网（点到用户驻地网（CPN）或用户终端之间或用户终端之间的全部或部分传输设备采用无线手段的接的全部或部分传输设备采用无线手段的接入技术，即用无线传输代替接入网的全部入技术，即用无线传输代替接入网的全部或部分，向用户终端提供电话和数据服务。或部分，向用户终端提供电话和数据服务。无线接入按其数据传输速率，一般分无线接入按其数据传输速率，一般分为窄带、中宽带和宽带系统，其相应的数为窄带、中宽带和宽带系统，其相应的数据速率为小于据速率为小于64kbit/s，大于大于64kbit/s但小但小于于2Mbit/s以及大于以及大于2Mbit/s。

22、无线接入按终端是否移动又分为固定无线接入按终端是否移动又分为固定无线接入、移动无线接入。无线接入、移动无线接入。固定无线接入网通常是一种点到多点固定无线接入网通常是一种点到多点的结构，其模型如图的结构，其模型如图7-8-1所示。所示。图图7-8-1 固定无线接入模型固定无线接入模型中心站（中心站（CS）分为中心控制站（分为中心控制站（CCS）和中心射频站（和中心射频站（CRS），），中心控制站完成中心控制站完成业务汇聚，并提供一个面向业务节点的标业务汇聚，并提供一个面向业务节点的标准准V5接口；中心射频站是中心基带接口；中心射频站是中心基带/射频收射频收发设备，提供面向终端站的空中接口。发设备

23、，提供面向终端站的空中接口。终端站可服务于一个或多个用户终端终端站可服务于一个或多个用户终端设备。设备。网管系统完成故障处理、设备配置、网管系统完成故障处理、设备配置、计费、安全管理、性能监测等基本管理功计费、安全管理、性能监测等基本管理功能。能。 接力站是系统的可选项，用来转发中接力站是系统的可选项，用来转发中心站和终端站之间的信号，以延长中心站心站和终端站之间的信号，以延长中心站和终端站之间的距离。一个接力站可服务和终端站之间的距离。一个接力站可服务于多个终端站。于多个终端站。宽带固定无线接入技术的种类很多，宽带固定无线接入技术的种类很多，本地多点分配业务（本地多点分配业务（Local M

24、ultipoint Distribution Service，LMDS）是近年来逐是近年来逐渐发展起来的一种宽带无线点对多点接入渐发展起来的一种宽带无线点对多点接入技术，技术，1998年被美国电信界评选为十大新年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。兴通信技术之一。LMDS的主要优势有以下几方面：的主要优势有以下几方面： （1）提供的工作频带宽，可提供宽）提供的工作频带宽，可提供宽带接入。带接入。（2）启动资金较小，仅在增加用户）启动资金较小，仅在增加用户（即有业务收入）时才需增加资金投入，（即有业务收入）时才需增加资金投入，降低了投资风险。降低了投资风险。 （3）无线系统安装容易，系统建设

25、）无线系统安装容易，系统建设周期短，可迅速为用户提供服务，而且运周期短，可迅速为用户提供服务，而且运营维护成营维护成本低。本低。 （4）由于）由于LMDS采用多点传输技术，采用多点传输技术，当增加新用户时，基站无需增加新的射频当增加新用户时，基站无需增加新的射频设备，这样可以快速增加用户。设备，这样可以快速增加用户。LMDS提供的业务：提供的业务： （1）高质量语音业务，没有时延。）高质量语音业务，没有时延。（2）低、中、高速数据业务。）低、中、高速数据业务。（3）图像业务。）图像业务。目前影响目前影响LMDS应用的主要问题有以应用的主要问题有以下几点：下几点： （1）标准：目前）标准：目前L

26、MDS尚未有被各个尚未有被各个组织和厂家接受的统一标准。组织和厂家接受的统一标准。（2）频率资源）频率资源（3）由于）由于LMDS 工作在工作在26GHz频段，频段，设备成本较高。设备成本较高。（4）在）在LMDS 工作的频段，电磁波工作的频段，电磁波是直线视距传播方式，基站与用户端收发是直线视距传播方式，基站与用户端收发设备之间不能有建筑物阻碍。设备之间不能有建筑物阻碍。（5）通信质量受雨、雪等天气影响）通信质量受雨、雪等天气影响较大。较大。MMDS（Multi-channel Multi-point Distribution Service）技术技术1990年首次被引年首次被引入组建国内有

27、线电视网，用于有线电视信入组建国内有线电视网，用于有线电视信号的覆盖、传输，已被实践证明是一种投号的覆盖、传输，已被实践证明是一种投资少、见效快的技术方式。资少、见效快的技术方式。网络的交互式业务含义是指网络可以网络的交互式业务含义是指网络可以提供双向通信服务的能力提供双向通信服务的能力,使其能适应从用使其能适应从用户端到发射前端的信息传输。户端到发射前端的信息传输。根据业务要求不同，交互式根据业务要求不同，交互式MMDS系系统配置亦不相同。统配置亦不相同。从技术上看，从技术上看，MMDS与与LMDS类似，类似，主要不同点在于使用的频段不同。主要不同点在于使用的频段不同。MMDS下行采用下行采

28、用TDM方式，带宽一般方式，带宽一般为为26MHz，一个扇区的用户共享一个数一个扇区的用户共享一个数据流。据流。MMDS提供的容量大约为所占频率带提供的容量大约为所占频率带宽的宽的34倍，即倍，即l00MHz的频率带宽能提供的频率带宽能提供300400Mbit/s的数据带宽供一个基的数据带宽供一个基站覆盖范围内的用户共享。站覆盖范围内的用户共享。 MMDS可以作为可以作为IP、TDM和帧中继等和帧中继等的宽带无线接入方案。用户通过它可以实的宽带无线接入方案。用户通过它可以实现语音、本地用户大容量数据交换、现语音、本地用户大容量数据交换、Internet接入、接入、Voice over IP、VOD、数据数据广播和标准清晰度或高清晰度电视信号等广播和标准清晰度或高清晰度电视信号等多种业务。多种业务。EDGE（Enhanced Data Rates for G S M E v o l u t i o n ） 是是 G S M 向向 I M T-2000/UMTS（International Mobil Telecommunication-2000/Universal Mobil Tele