接入网技术概述

1、1Mlx 2004年秋接入网接入网本章教学重点本章教学重点重点重点介绍常用的接入网技术介绍常用的接入网技术接入网概念接入网概念以太网接入以太网接入电话铜线接入电话铜线接入HFCFTTx无线接入无线接入 2Mlx 2004年秋什么是接入网什么是接入网接入网接入网ANAN: Access Network接入网的技术含义接入网的技术含义将用户接入到核心网的部分将用户接入到核心网的部分接入网的通俗理解接入网的通俗理解Last mail 从网络指向用户方向，最后一公里从网络指向用户方向，最后一公里First mail 从用户指向网络方向，最初一公里从用户指向网络方向，最初一公里注意：注意：“一公里一公里

2、”是一种形象的称呼，并非实际距是一种形象的称呼，并非实际距离离 为一公里。为一公里。3Mlx 2004年秋什么是接入网什么是接入网接入网接入网核心网核心网接入网将用户连接到核心网接入网将用户连接到核心网用户可以只是一台设备，也可以是多台设备组成用户可以只是一台设备，也可以是多台设备组成的网络（驻地网的网络（驻地网CPN)用户通过接入网使用核心网的业务用户通过接入网使用核心网的业务4Mlx 2004年秋以前，传统的电信网络没有独立的接入网以前，传统的电信网络没有独立的接入网连接用户终端到电话接入端局连接用户终端到电话接入端局 由各种线缆及其附属设施构成由各种线缆及其附属设施构成 称为本地环路、用

3、户线路称为本地环路、用户线路 Local loop, Subscriber line仅仅是一种专用设施仅仅是一种专用设施 附属于电话网甚至附属于特定程控交换机附属于电话网甚至附属于特定程控交换机现在的接入网现在的接入网是一种相对独立、完整的网络是一种相对独立、完整的网络有自身的一系列标准有自身的一系列标准 体系结构、协议模型、接入技术、体系结构、协议模型、接入技术、有蓬勃发展的多种宽带接入技术有蓬勃发展的多种宽带接入技术接入网的形成接入网的形成5Mlx 2004年秋英国电信首次提出接入网概念英国电信首次提出接入网概念英国电信英国电信BTBT（Britain telecommunication）

4、1975年，格拉斯哥会议，首次提出概念年，格拉斯哥会议，首次提出概念基于电信接入业务需求基于电信接入业务需求基于电话线介质基于电话线介质1976年，曼彻斯特，接入网组网的可行年，曼彻斯特，接入网组网的可行性试验性试验1977年，苏格兰和伦敦地区，较大规模年，苏格兰和伦敦地区，较大规模的推广应用的推广应用1978年，正式命名为年，正式命名为“接入网组网接入网组网”接入网概念的提出接入网概念的提出6Mlx 2004年秋英国电信英国电信19751975年首次提出接入网概念年首次提出接入网概念ITU-TITU-T参与参与BTBT的前期工作，的前期工作，19791979年开始着手制定接入年开始着手制定接

5、入网的标准网的标准19951995年年1111月，第月，第1 1个接入网的标准个接入网的标准G.902G.902出台出台基于电信网的接入网基于电信网的接入网接入网首次作为一个独立的网络出现接入网首次作为一个独立的网络出现20002000年年1111月，第月，第2 2个接入网的标准个接入网的标准Y.1231Y.1231出台出台基于基于IPIP网的接入网网的接入网符合符合InternetInternet迅猛发展的潮流迅猛发展的潮流揭开了揭开了IPIP接入网迅速发展的序幕接入网迅速发展的序幕引言接入网标准与发展引言接入网标准与发展7Mlx 2004年秋接入网市场的激烈竞争接入网市场的激烈竞争A接入网

6、接入网B接入网接入网运营商运营商A运营商运营商B8Mlx 2004年秋接入网市场的激烈竞争接入网市场的激烈竞争接入网市场上，运营商争抢用户，硝烟四起接入网市场上，运营商争抢用户，硝烟四起 各运营商各运营商“跑马圈地跑马圈地”，争抢用户，争抢用户电信、移动、有线电视公司、联通、长宽、铁通等等电信、移动、有线电视公司、联通、长宽、铁通等等使用的招数是八仙过海，各显神通使用的招数是八仙过海，各显神通提高服务、增加新业务、降低价格、广告宣传、提高服务、增加新业务、降低价格、广告宣传、 恶意诋毁、甚至破坏设施等等恶意诋毁、甚至破坏设施等等各种接入技术纷纷登场，技术大比拼各种接入技术纷纷登场，技术大比拼

7、ADSLADSL、Cable ModemCable Modem、以太接入、各种无线接入技术等、以太接入、各种无线接入技术等竞争给运营商提出了挑战，也提供了良机；给用户带来实惠竞争给运营商提出了挑战，也提供了良机；给用户带来实惠9Mlx 2004年秋网络融合网络融合电信业的巨变正在引发一场信息革命电信业的巨变正在引发一场信息革命传统的三大业务专用网络传统的三大业务专用网络电话网电话网电视网电视网数据网数据网网络融合的动力网络融合的动力网络融合引发的技术之争网络融合引发的技术之争10Mlx 2004年秋传统的三大业务专用网络传统的三大业务专用网络电话网电话网专为提供电话业务而优化设计，主要提供话音

8、业务专为提供电话业务而优化设计，主要提供话音业务双向对称、点对点、电路交换双向对称、点对点、电路交换保证严格的时延和抖动保证严格的时延和抖动电视网电视网专为电视业务而优化设计专为电视业务而优化设计单向、点对多点、无交换单向、点对多点、无交换数据网数据网专为提供数据业务而优化设计专为提供数据业务而优化设计双向非对称、无连接、分组交换双向非对称、无连接、分组交换一般不保证严格时延一般不保证严格时延11Mlx 2004年秋网络开始走向融合网络开始走向融合每个专用业务网络完全不同每个专用业务网络完全不同网络结构完全不同网络结构完全不同所支持业务的基本特性完全不同所支持业务的基本特性完全不同用户需求变化

9、巨大用户需求变化巨大希望一个网络提供多种业务希望一个网络提供多种业务希望提供个性化的服务希望提供个性化的服务专用业务网络越来越不能满足用户需求专用业务网络越来越不能满足用户需求网络走向融合是必然趋势网络走向融合是必然趋势如今只能提供单一业务的网络很难在竞争中生存如今只能提供单一业务的网络很难在竞争中生存网络融合只在同一网络中同时提供多种业务网络融合只在同一网络中同时提供多种业务并非简单地将三个网络进行重叠并非简单地将三个网络进行重叠各大运营商都在增强网络，走融合之路各大运营商都在增强网络，走融合之路12Mlx 2004年秋网络融合引发的技术之争网络融合引发的技术之争两种网络协议两种网络协议AT

10、MATM与与IPIP之争之争互联网技术骨干声称互联网技术骨干声称 将将IPIP协议换成协议换成ATMATM，互联网将无法工作，互联网将无法工作ATMATM技术骨干则认为技术骨干则认为 ATMATM交换机比交换机比IPIP路由器性能高一个数量级路由器性能高一个数量级ATMATM与与IPIP之争从核心网延伸到了接入网之争从核心网延伸到了接入网目前两种技术并存目前两种技术并存互联网的膨胀发展，互联网的膨胀发展，IPIP似乎占上风似乎占上风IPIP能彻底打败能彻底打败ATMATM吗？吗？13Mlx 2004年秋 接入技术简介接入技术简介以太网接入以太网接入 采用采用UTP5类及以上介质类及以上介质 接

11、入速率可为接入速率可为10/100/1000Mb/s14Mlx 2004年秋以太网接入的基本结构以太网接入的基本结构用户用户运营商运营商以太接入以太接入 汇聚汇聚交换机交换机ISPPCPC 接入接入交换机交换机 接入接入交换机交换机 接入接入交换机交换机含用户接入控制与管理功能含用户接入控制与管理功能15Mlx 2004年秋以太网接入的基本结构（续）以太网接入的基本结构（续）接入结构实质是一种以太交换机的组网结构接入结构实质是一种以太交换机的组网结构靠近用户侧靠近用户侧 ，由双绞线连接，速率一般，由双绞线连接，速率一般10Mb/s 或或100Mb/s或或1Gb/s接入网由多个交换机联网组成，实

12、现用户到接入网由多个交换机联网组成，实现用户到ISP之间的数据传输之间的数据传输连接到连接到ISP一般用光纤，全双工通信，速率视情一般用光纤，全双工通信，速率视情况而定，一般大于况而定，一般大于100Mb/s注意：注意：在以太接入中必须加入用户接入控制和管理功能在以太接入中必须加入用户接入控制和管理功能16Mlx 2004年秋以太接入的关键问题以太接入的关键问题以太网作为接入技术要解决的关键问题以太网作为接入技术要解决的关键问题安全性问题安全性问题用户接入管理问题用户接入管理问题业务流量控制问题业务流量控制问题记帐与记费管理问题记帐与记费管理问题接入设备的供电问题接入设备的供电问题17Mlx

13、2004年秋用户的隔离用户的隔离 常规的以太网组网设备是常规的以太网组网设备是HUB和交换机和交换机 HUB组网无法隔离用户，不能作为以太网接入设备组网无法隔离用户，不能作为以太网接入设备 交换机虽然可以对单播帧进行隔离，但无法隔离广播帧交换机虽然可以对单播帧进行隔离，但无法隔离广播帧 （广播（广播 帧带有个人重要信息，如帧带有个人重要信息，如MAC地址）地址） 如用普通交换机组网，不作任何限制处理时，用户之间如用普通交换机组网，不作任何限制处理时，用户之间彼此通信十分容易，这是接入网用户不希望的彼此通信十分容易，这是接入网用户不希望的实现用户隔离的措施实现用户隔离的措施 用用VLAN交换机实

14、现用户隔离交换机实现用户隔离 用户数量受限、处理能力下降用户数量受限、处理能力下降 使用接入专用交换机（硬件实现隔离）使用接入专用交换机（硬件实现隔离） 此种设备市面上已有，但还较少此种设备市面上已有，但还较少接入接入端口端口上连上连端口端口VLAN18Mlx 2004年秋采取相关的安全措施采取相关的安全措施用户接入需要身份认证，验证通过方不允许接入用户接入需要身份认证，验证通过方不允许接入MAC地址、端口、地址、端口、IP地址绑定地址绑定MAC地址、地址、VLANID、端口绑定、端口绑定对某个产生持续大流量的端口进行关闭对某个产生持续大流量的端口进行关闭19Mlx 2004年秋用户开户登记与

15、用户信息管理用户开户登记与用户信息管理用户需要到运营商进行开户登记用户需要到运营商进行开户登记维护和更新用户信息库维护和更新用户信息库 用户申请的服务类别用户申请的服务类别 记费的方式等记费的方式等用户接入网络时的管理用户接入网络时的管理身份的合法性认证身份的合法性认证给通过认证的用户授权接入给通过认证的用户授权接入根据用户属性向用户提供应该享受的服务根据用户属性向用户提供应该享受的服务记录用户使用网络资源的情况记录用户使用网络资源的情况20Mlx 2004年秋 对一个端口接入的站点数进行控制对一个端口接入的站点数进行控制简单的办法是将简单的办法是将MAC地址与端口绑定，但通过代地址与端口绑定

16、，但通过代理仍能实现一个端口的多机接入理仍能实现一个端口的多机接入限制一个限制一个IP地址所能同时建立的地址所能同时建立的TCP连接，可以连接，可以间接的限制一个端口的站点个数间接的限制一个端口的站点个数对一个端口接入速率控制对一个端口接入速率控制 限制端口接入的最高速率和最低速率限制端口接入的最高速率和最低速率 运营商同时必须保障用户的接入流量运营商同时必须保障用户的接入流量21Mlx 2004年秋记帐记帐记录用户各种活动日志，收集用户活动信息记录用户各种活动日志，收集用户活动信息用户使用网络资源情况用户使用网络资源情况使用时间记录使用时间记录流量记录流量记录记费记费 根据记帐的情况、费率、

17、记费方式计算出根据记帐的情况、费率、记费方式计算出 实际费用实际费用22Mlx 2004年秋以太网的接入设备是公共设备以太网的接入设备是公共设备通常放在楼道甚至楼外，环境恶劣通常放在楼道甚至楼外，环境恶劣供电问题困难，且电源损坏日趋严重供电问题困难，且电源损坏日趋严重如何解决接入设备的供电问题成为以太网接入不可如何解决接入设备的供电问题成为以太网接入不可忽视的重要问题忽视的重要问题基于以太网双绞线馈电的标准基于以太网双绞线馈电的标准IEEE802.3af已发布已发布23Mlx 2004年秋电话铜线接入电话铜线接入典型技术典型技术xDSL接入接入 话带话带Modem接入接入ISDN接入接入使用用

18、户环路（用户线）使用用户环路（用户线）分别采用不同的频段，多种接入技术可共存分别采用不同的频段，多种接入技术可共存24Mlx 2004年秋电话铜线电话铜线 容量的演进容量的演进最初只提供最初只提供POTSPOTS业务，业务，带宽带宽0 04kHz4kHz6060年代开始在双绞线上用话带年代开始在双绞线上用话带modemmodem传输数据，只能传输数据，只能达到达到300bps300bps,97,97年后，达到年后，达到56Kbps56KbpsISDNISDN的的2B+D2B+D信道将速率提高到信道将速率提高到144Kbps144KbpsHDSLHDSL技术使速率到技术使速率到1.544Mbps

19、/2.048Mbps1.544Mbps/2.048MbpsADSLADSL使最大下行速率达使最大下行速率达8Mbps8Mbps，带宽带宽25kHz25kHz1.1MHz1.1MHzVDSLVDSL技术进一步将下行速率提高到技术进一步将下行速率提高到52Mbps52Mbps 电话铜线接入技术的演变使接入速率逐步提高电话铜线接入技术的演变使接入速率逐步提高 话带话带ModemModem接入接入ISDNISDN接入接入xDSLxDSL接入接入25Mlx 2004年秋电话铜线电话铜线 引起传输损伤的因素引起传输损伤的因素衰减衰减 距离：距离越长，衰减越大距离：距离越长，衰减越大 线径：线径越细，衰减越

20、大线径：线径越细，衰减越大 频率：频率越高，衰减越快频率：频率越高，衰减越快信号反射信号反射 阻抗不匹配，引起信号反射阻抗不匹配，引起信号反射 回路中线径不同，拼接引起阻抗变化导致信回路中线径不同，拼接引起阻抗变化导致信号反射号反射26Mlx 2004年秋基于基于PSTNPSTN的接入的接入话带话带modemmodem接入接入PSTNPSTN：Public Switched Telephone NetworkPublic Switched Telephone NetworkAAA: AuthenticationAAA: Authentication、AuthorizationAuthoriza

21、tion、AccountingAccountingPSTNPSTN拨号接入拨号接入服务器服务器InternetInternetAAAAAA服务器服务器RouterRouterModemModemModemModem代理代理RS232CRS232C接口接口E1E1中继线中继线电话铜线电话铜线27Mlx 2004年秋话带话带Modem接入工作原理接入工作原理工作原理工作原理PCPC机装有机装有TCP/IPTCP/IP和和PPPPPP协议，拨号接入服务器具有协议，拨号接入服务器具有一定数量的一定数量的IPIP地址（地址（IPIP地址池地址池) )PCPC机通过拨号上网时，会动态得到一个机通过拨号上网

22、时，会动态得到一个IPIP地址，地址，成为成为InternetInternet上的一台主机上的一台主机PCPC机下网时，机下网时，IPIP地址被释放，以备分配地址被释放，以备分配用户点击用户点击拨号连接拨号连接身份身份 认证认证认证认证 通过通过给用户分给用户分配配IP地址地址并记帐并记帐结束结束下网下网释放释放IP 停记帐停记帐未通过未通过用户上网用户上网28Mlx 2004年秋xDSL接入技术接入技术n基于电话用户线的宽带接入技术（系列）基于电话用户线的宽带接入技术（系列）n XDSLXDSL工作频段高于话带工作频段高于话带n 采用先进的调制技术，实现电话铜线上的高速接入采用先进的调制技术

23、，实现电话铜线上的高速接入n 分类：分类：HDSLHDSL、ADSLADSL、VDSLVDSL等等 ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line ADSL Asymmetrical Digital Subscriber Line 非对称数字用户线非对称数字用户线 VDSL Very High Speed DSL VDSL Very High Speed DSL 甚高速数字用户线甚高速数字用户线 HDSL High Speed DSL HDSL High Speed DSL 高速数字用户线高速数字用户线29Mlx 2004年秋基本特征基本特征与与POTSPO

24、TS业务共享同一电话线，采用频分复用业务共享同一电话线，采用频分复用实现数话同传实现数话同传 ADSLADSL业务不经过程控交换机，直接进入数业务不经过程控交换机，直接进入数据网，据网，ADSLADSL业务不交电话费业务不交电话费传输速率：最高上行：传输速率：最高上行：640Kbps640Kbps 最高下行：最高下行：8Mbps8Mbps传输距离：传输距离：3 35km5km业务类型：语音、数据、图象业务类型：语音、数据、图象上下行速率不对称特别适合上下行速率不对称特别适合InternetInternet的接入的接入30Mlx 2004年秋xDSL接入技术（续）接入技术（续）不同不同DSLDS

25、L技术的差别：技术的差别： 速率、传输距离、编码技术、上下行速率是否对称等速率、传输距离、编码技术、上下行速率是否对称等HDSL：上下行速率对称、：上下行速率对称、1.5/2Mbps，2对线（对线（HDSL2支支 持持1对线），与话带重叠，不可与话音业务同时进行对线），与话带重叠，不可与话音业务同时进行ADSL：不对称，上行：不对称，上行640kbps，下行最高，下行最高8Mbps 。 1对线，对线， 工作频带高于话带，工作频带高于话带， 可同时支持话音业务可同时支持话音业务VDSL：不对称：不对称/对称：不对称上行最高对称：不对称上行最高6.4Mbps，下行最高，下行最高 52Mbps ；对

26、称上下行最高；对称上下行最高26Mbps 。1对线，工作对线，工作 频带高于话带，频带高于话带， 可同时支持话音业务可同时支持话音业务31Mlx 2004年秋xDSL接入结构接入结构本接入图不适合于本接入图不适合于HDSLHDSL，适合，适合ADSLADSL和和VDSLVDSLDSL modem DSL modem 也称也称DSLDSL远端传输单元远端传输单元DSLAMDSLAM为为DSLDSL多路复接器，也称局端传输单元多路复接器，也称局端传输单元数据网数据网DSL ModemDSL Modem（xTUxTU-R-R）分离器分离器分离器分离器DSLAMDSLAMPSTNPSTN（xTU-C）

27、32Mlx 2004年秋ADSLADSL的应用的应用个人接入个人接入33Mlx 2004年秋ADSLADSL的应用的应用集团接入（集团接入（ Office Office 、 网吧）网吧）34Mlx 2004年秋接入技术简介接入技术简介同轴电缆接入同轴电缆接入典型的是典型的是Cable Modem接入接入接入到用户的部分采用同轴电缆介质接入到用户的部分采用同轴电缆介质保留原保留原CATV节目节目采用剩余频段传输数据采用剩余频段传输数据35Mlx 2004年秋 CATV CATV的特点的特点为特定的业务设计为特定的业务设计 将广播视频业务传送到家而优化设计将广播视频业务传送到家而优化设计 通信方式

28、：单向（下行）、广播式通信方式：单向（下行）、广播式 介质：同轴电缆介质：同轴电缆 频带：频带：5050550MHz550MHz（参考范围）（参考范围） 复用技术：复用技术：FDMFDM 模拟传输方式模拟传输方式传统的有线电视网络传统的有线电视网络CATVCATV36Mlx 2004年秋组成：组成：网络组成：头端、干线网、配线网、下引线网络组成：头端、干线网、配线网、下引线 设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器拓扑结构：拓扑结构： 树状结构（分支结构）树状结构（分支结构）CATVCATV网络的系统结构网络的系统结构视频信号视频信号 接收机接收机

29、合合路路器器 信信号号分分配配器器分支器分支器配线网配线网头端头端干线网干线网单向放大器单向放大器15km15km下引线下引线主配线主配线37Mlx 2004年秋CATVCATV网络的局限性网络的局限性业务单一：视频业务单一：视频单向通信：只能下行通信，不能双向交互单向通信：只能下行通信，不能双向交互网络结构脆弱：树形结构，只要一个地方网络结构脆弱：树形结构，只要一个地方或设备故障，可能导致中断对众多用户的或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务服务传统的传统的CATVCATV已不能满足现代业务（交互式、已不能满足现代业务（交互式、综合业务）的要求，双向改进势在必行综合业务）的要求，双向改进势

30、在必行38Mlx 2004年秋新一代的有线电视网络新一代的有线电视网络HFCHFC HFC HFC：Hybrid Fiber Coax Hybrid Fiber Coax 混合的光纤同轴电缆混合的光纤同轴电缆HFC HFC 原本含义指采用光传输系统代替原本含义指采用光传输系统代替CATVCATV中的干中的干线传输部分，而用户分配网仍保留同轴电缆网络线传输部分，而用户分配网仍保留同轴电缆网络结构。结构。 HFC HFC 网是在网是在CATVCATV的网络基础上进行改造，利用光的网络基础上进行改造，利用光纤传输的宽频带特性，在保留原有纤传输的宽频带特性，在保留原有CATVCATV视频业务视频业务的

31、同时，用空余的频带来传输电话业务、高速数的同时，用空余的频带来传输电话业务、高速数据业务和个人通信业务，构成全业务的传输网络。据业务和个人通信业务，构成全业务的传输网络。39Mlx 2004年秋双向的双向的HFCHFC网络结构网络结构头端头端电话网电话网因特网因特网 双向双向 放大器放大器 视频视频 信号信号光纤光纤同轴缆同轴缆服务区服务区光纤光纤干线网干线网光节点光节点50050020002000用户用户配线网配线网下引线下引线 光纤到服务区结构（光纤到服务区结构（FSA) 每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服 务区可采务区可采 用相同的频谱，

32、彼此不干扰用相同的频谱，彼此不干扰40Mlx 2004年秋Cable ModemCable Modem系统概述系统概述 Cable Modem Cable Modem：电缆调制解调器：电缆调制解调器（简称（简称CMCM）基于双向基于双向HFCHFC网络，实现高速数据接入，是一种共享介网络，实现高速数据接入，是一种共享介质的接入技术质的接入技术频分复用，实现数据业务和传统的频分复用，实现数据业务和传统的CATVCATV业务共存业务共存频分复用，实现上、下行双向通信：频分复用，实现上、下行双向通信：n上行：频分复用时分复用上行：频分复用时分复用n上行：频分复用时分复用上行：频分复用时分复用上下行采

33、用非对称工作方式上下行采用非对称工作方式下行下行 最高最高42Mbps 42Mbps 上行上行 最高最高10M bps10M bps41Mlx 2004年秋Cable ModemCable Modem的系统结构的系统结构CMTS: Cable Modem Termination System 头端电缆调解器头端电缆调解器CM: Cable Modem：电缆调解器：电缆调解器InternetHFCRouterRouter42Mlx 2004年秋光纤接入技术光纤接入技术43Mlx 2004年秋据据ONUONU位置，位置，OANOAN可分为三种应用类型可分为三种应用类型 光纤到路边光纤到路边 FTTCFTTC 光纤到楼光纤到楼 FTTB FTTB 光纤到家光纤到家/ /办公室办公室 FTTH/O FTTH