第9章xjs现代通信

1、1第九章第九章 现代通信网现代通信网n9.1 引言引言n9.2 通信网的结构描述通信网的结构描述n9.3 基本通信网基本通信网n9.4 接入网接入网n9.5 现代通信网的支撑网现代通信网的支撑网n9.6 下一代网络下一代网络29.1 引言引言 传统通信网络由传输、交换、终端三大部分组成，又称为通信网的三要素。 传输部分又称为网络的链路（Link），交换部分为网络的节点（Node）。 通信网的功能就是要适应用户呼叫的需要，以用户满意的程度传输网内任意两个或多个用户之间的信息。 39.2 通信网的结构描述通信网的结构描述图9-1 现代通信网的分层结构 从功能上可以将网络分为信息应用、业务网和接入与

2、传送网。网络的分层分层使各层的功能相对独立，简化了网络的规划和设计。信息应用层信息应用层直接面向用户提供各种业务。它包括各种终端设备。业务网业务网为终端提供语音、数据、多媒体等业务，完成交换、连接等功能. 包括电话网、数据网、智能网、综合业务数字网等。传送网传送网实现信息的传送。包括传输媒质、传输系统、传输节点设备。支撑网支撑网支持网络更好地运行，增强网络功能，提高全网服务质量，以满足用户要求。它包括信令网、同步网和信令网、同步网和电信管理网电信管理网。49.3 基本通信网基本通信网 9.3.1 电话网电话网 电话网由交换设备、传输线路和电话机组成。 电话网目前主要有固定电话网、移动电话网和I

3、P电话网。 固定电话网即公用电话交换网（PSTN：Public Switched Telephone Network）。 电话通信系统的基本任务是提供从任意一个电话终端到另一个电话终端传送话音信息的通路，完成信息传输和信息交换，为终端提供良好的语音服务。 5 1、 电话网的基本组成 图9-2 电话通信系统的基本构成图 终端设备就是电话机； 传输设备是指终端设备与交换中心以及交换中心到交换中心之间的传输线路及其相关设备。 交换设备根据主叫终端所发出的选择信号来选择被叫终端，使这两个终端建立连接，然后经过交换设备所连通的路由传递电信号。6图图9-5 单局制电话网单局制电话网7图图9-6 汇接制电话

4、网汇接制电话网82、我国电话网的结构 我国电话网采用等级结构等级结构。 等级结构就是全部交换局划分成两个及以上等级，低等级交换局与管辖它的高等级交换局相连，各等级交换局将本区域的通信流量逐级汇集起来。 电话网可分为本地电话网、国内长途电话网和国际长途电话网。 我国电话网最早分为五级，长途网分为四级，一级交换中心之间相互连接成网状网，其余各级交换中心以逐级汇接为主。 目前我国电话长途网已由四级向两级转变电话长途网已由四级向两级转变。DCl构成长途两级网的高平面网(省际平面)，DC2构成长途网的低平面网(省内平面)，然后逐步向无级网和动态无级网过渡 。9图图9-7 长途两级网的网路结构长途两级网的

5、网路结构10基干路由基干路由 由具有上下级汇接关系的相邻等级交换中心由具有上下级汇接关系的相邻等级交换中心之间以及长途之间以及长途网和本地网的最高等级交换中心之间的低呼损电路群组成。电网和本地网的最高等级交换中心之间的低呼损电路群组成。电路群的路群的呼损指标呼损指标应小于应小于1%，且话务量不允许溢出至其他路由且话务量不允许溢出至其他路由。低呼损直达路由低呼损直达路由 直达路由是指由任意两个交换中心之间的电路群组成的，直达路由是指由任意两个交换中心之间的电路群组成的，不经过其他交换中心转接的路由。不经过其他交换中心转接的路由。 低呼损直达路由是由任意两个等级交换中心之间低呼损电低呼损直达路由是

6、由任意两个等级交换中心之间低呼损电路群所组成，可以旁路或部分地旁路基干路由。在该路由上路群所组成，可以旁路或部分地旁路基干路由。在该路由上有有呼损指标，呼损指标，话务量不允许溢出至其他路由话务量不允许溢出至其他路由 。高效直达路由高效直达路由 由任意两个等级的交换中心之间的高效直达电路组成。由任意两个等级的交换中心之间的高效直达电路组成。没有没有呼损指标，其上的话务量可以溢出至其他路由呼损指标，其上的话务量可以溢出至其他路由。两交换中心之。两交换中心之间的高效直达路由可以疏通其间的终端话务，也可以疏通由这间的高效直达路由可以疏通其间的终端话务，也可以疏通由这两个交换中心转接的话务。两个交换中心

7、转接的话务。呼损：呼损：发生线群阻塞而产生的呼叫损失次数占总呼叫次数的发生线群阻塞而产生的呼叫损失次数占总呼叫次数的比值，或者说呼损等于一个呼叫发生后它被损失掉的概率。比值，或者说呼损等于一个呼叫发生后它被损失掉的概率。11（2）、本地网 本地电话网简称本地网，是在同一长途编号区范围内，由若干个端局和汇接局及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。本地网用来疏通本长途编号区范围内，任何两个用户间的电话呼叫和长途发话、来话业务。 本地网内可设置端局和汇接局。端局通过用户线与用户相连，它的职能是负责疏通本局用户的去话和来话话务。汇接局与所管辖的端局相连，以疏通这些端局间的话务；汇接局还与其他汇

8、接局相连，疏通不同汇接区间端局的话务；根据需要，汇接局还可与长途交换中心相连，用来疏通本汇接区内的长途转话话务 。129.3 基本通信网基本通信网图图9-8 本地网的结构本地网的结构(特、大城市)(中小城市)13 3、国内、国际长途电话网 国内长途电话网是指全国各城市间用户进行长途通话的电话网，网中各城市都设一个或多个长途电话局，各长途局间由各级长途电路连接起来。 国际长途电话网是指将世界各国的电话网相互连接起来进行国际通话的电话网。 每个国家都需设一个或几个国际电话局进行国际去话和来话的连接。一个国际长途通话实际上是由发话国的国内网部分、发话国的国际局、国际电路和受话国的国际局以及受话国的国

9、内网等几部分组成的。 我国在北京，上海和广州都设有国际接口局。我国国内打国际电话，都要经国内的市话局、长途局，接至北京、上海和广州的国际接口局，再经国际电话网接至对方国家的被叫用户 14 4、电话网的编号计划 所谓编号计划指的是本地网、国内长途网、国际长途网、特种业务以及一些新业务等各种呼叫所规定的号码编排和规程。 电话网中每一个用户都分配一个编号，用来在电信网中选择和建立接续路由和作为呼叫的目的。每一个用户号码必须是惟一的，不得重复。规则如下： 国际长途字冠：国际自动呼叫时，国内交换机识别为国际通话的数字，其形式由各国自由选择，CCITT没有具体建议。例如：中国：00；英国：010；日本：0

10、0X ； 国家号码：为13位的数字，例如中国为“86 ”； 国内长途区号：表示一个国家内的长途区号，为14位的数字。 本地号码：同一国内长途区号中识别用户的数字。 号码总位数不超过15位。15 5、电话网的性能要求 对电话通信网的三项要求是：接续质量、传输质量和稳定质量。 接续质量，通常用接续损失（呼损）和接续时延来度量和表征用户通话被接续的速度和难易程度。 传输质量，是指用户接收到的话音信号的清楚逼真程度，可以用响度、清晰度和逼真度来衡量。 稳定质量是指通信网的可靠性，其指标主要有：失效率、平均故障间隔时间、平均修复时间等。 我国数字电话网的全程呼损指标为：我国数字电话网的全程呼损指标为：

11、数字长途电话网全程呼损数字长途电话网全程呼损0.098； 数字本地电话网全程呼损数字本地电话网全程呼损0.043； 数字市内电话网全程呼损数字市内电话网全程呼损0.027。16 话务量话务量话务量：单位时间内系统所发生的通话时间长度。话务量：单位时间内系统所发生的通话时间长度。话务量话务量(强度强度)定义定义: 通信系统单位时间内形成的话务量：通信系统单位时间内形成的话务量： A= Ct / T 其中，其中，C为为T时间内的通信（话）次数，时间内的通信（话）次数，t 为平均通信（话）为平均通信（话）时长，时长，T为考察的时间长度。为考察的时间长度。（一般（一般T取取1小时，指电话局在最繁忙小时

12、，指电话局在最繁忙1小时的话务量）。小时的话务量）。话务量单位：话务量单位： “爱尔兰爱尔兰”，Erl，无量纲。，无量纲。 其它单位：其它单位：每小时百秒呼（每小时百秒呼（CCS），），1 Erl = 36 ccs 例如，电话网的平均来话率例如，电话网的平均来话率= 300次次/时时5次次/min，每次，每次通话平均时间通话平均时间2min（即（即1/ = 2min），则此电话网的流入话），则此电话网的流入话务量务量 A = 3002 min / 60 min10 Erl。 17 9.3.2 智能网 1、智能网的概念 智能网是在原有通信网络的基础上，为快速、方便、经济、灵活地提供各种新业务而设

13、置的附加网络结构。 其核心是运用新的技术和软件，高效地向用户提供各种新业务，为现在、未来的所有通信网络服务，包括电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、因特网（Internet）等。 智能网是当今通信网络发展的主要潮流之一，在国内、外都引起了广泛的重视，被称为21世纪的通信网。 18智能网与现有通信网的关系: 智能网是建立在所有通信网之上的一种体系结构化的概念，它可以为各种通信网提供增值业务，是叠加在各种通信网基础上的一种网络。 通常将叠加在PSTN/ ISDN 网上的智能网系统称为固定智能网，叠加在移动通信网基础上的智能网系统称为移动智能网，叠加在B-ISDN宽带网上的智能网系统称为

14、宽带智能网。19智能业务智能业务: 当前在国际上使用比较普遍的智能业务主要有：电话卡业务（300业务）、被叫付费业务（800）业务、虚拟专用网业务（600业务）、个人通信号码业务（700业务）、电话投票业务（400业务）、优惠费率业务和大众呼叫业务、预付费业务（PPS）。 我国的智能网目前可以提供的业务主要有：300业务、800业务、600业务和预付费业务。 当然，智能网业务还有许多，今后还会有更多，智能网的结构形式为进一步引入新业务提供了良好的基础。 20 9.3.3 数据通信网数据通信网 数据通信网是一个由分布在各地的数据数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链

15、路所终端设备、数据交换设备和数据传输链路所构成的网络，在网络协议的支持下，实现数构成的网络，在网络协议的支持下，实现数据终端间的数据传输和交换。据终端间的数据传输和交换。 数据通信网传送和交换的主要是数据信数据通信网传送和交换的主要是数据信息，其终端主要是机器而不是人息，其终端主要是机器而不是人。 当终端是服务器和计算机时，人们常称为“计算机网”，其业务主要是数据、文字、图像、多媒体等。 21 1、数据通信网的分类 数据通信网可以进行数据交换和远程信息的处理，其交换方式普遍采用存储转发方式的分组交换分组交换。 （1）按网络拓扑结构，数据通信网可以分为网状型网与不完全网状型网（格型网）、星型网、

16、树型网、环型网和总线网等。骨干网一般采用网状网或树型网，本地网中可采用星型网。 22 （2）按传输技术，数据通信网可分为交换网和广播网。 交换网是指由交换节点和通信链路构成的网络。根据交换方式的不同，交换网又可分为电路交换网、分组交换网和帧中继网、数字数据网(DDN)、以太网、ATM网(B-ISDN)、IP网等。 广播网是指每个数据站的收发信机共享同一个传输媒质的网络。在广播网中，从任一数据站发出的信号可被所有其他数据站接收，没有中间交换节点。局域网中绝大多数属于广播网。 23 3）按传输距离，数据通信网可分为局域网、局域网、城域网和广域网城域网和广域网。 局域网是指传输距离一般在几公里以内局

17、域网是指传输距离一般在几公里以内，速率在10Mbits以上，数据传输采用共享介质的访问方式，协议标准采用1EEE802协议标准的网络。 城域网是指传输距离一般在城域网是指传输距离一般在50-100km之内之内，传输速率比局域网还高，能覆盖整个城区和城郊的网络 广域网(又称远程网)是指作用范围通常为几十到几千公里的网络。今天的Internet就是广域网。 24图9-11 数据通信网示意图 2、数据通信网的构成 数据终端设备是数据网中数据终端设备是数据网中的信息传输的源点和终点，它的信息传输的源点和终点，它的主要功能是向网的主要功能是向网(传输链路传输链路)输出数据和从网中接收数据，输出数据和从网

18、中接收数据，并具有一定的数据处理和数据并具有一定的数据处理和数据传输控制功能。传输控制功能。 数据交换设备是数据交换数据交换设备是数据交换网的核心。它的基本功能是完网的核心。它的基本功能是完成对接入交换节点的数据传输成对接入交换节点的数据传输链路的汇集、转接接续和分配。链路的汇集、转接接续和分配。 数据传输链路就是前面所数据传输链路就是前面所讲的数字通信系统讲的数字通信系统 。 数据通信网的硬件构成包括数据通信网的硬件构成包括数据终端设备、数数据终端设备、数据交换设备及数据传输链路据交换设备及数据传输链路。25 9.3.4 数字数据网数字数据网 1、基本概念 数字数据网DDN是利用数字信道传输

19、数据的一种传输网络。传输媒介有光缆、数字微波、卫星信道，用户端可用普通电缆和双绞线。具有传输质量高、速度快、带宽利用率高等优点。 DDN向用户提供的是半永久性的数字连接，沿途不进行复杂的软件处理，因此延时较小，避免了分组交换网中传输时延大且不固定的缺点； DDN采用数字交叉连接装置，可根据用户需要，在约定的时间内接通所需带宽的线路，信道容量的分配和接续在计算机控制下进行，具有较大的灵活性。26 9.3.5 综合业务数字网综合业务数字网ISDN 1、ISDN的概念(Integrated Services Digital Network ) IDN：在两个或多个规定点之间通过一组数字节点（交换节点

20、）与数字链路提供数字连接，IDN实现从本地交换节点至另一端本地交换节点间的数字连接，但并不涉及用户连接到网络的方式。 ISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的通信网，依靠电话IDN的64 Kbit/s电话交换及接续功能提供电话及各种非话的多种电信业务。 ISDN分为窄带综合业务数字网(N-ISDN)和宽带业务数字网(B-ISDN)。27 2、ISDN的网络结构 初期的初期的ISDN一般是在电话一般是在电话IDN的基础上再加上一定的的基础上再加上一定的ISDN功能部件构成的。功能部件构成的。 随着随着ISDN的不断发展，除提供电路的不断发展，除提供电路交换业务（包括交换业务（包括64 Kbit

21、/s的电路连接和的电路连接和N64 Kbit/s的选路的选路与连接）之外，还要引入分组交换业务，并逐步实现除话音以与连接）之外，还要引入分组交换业务，并逐步实现除话音以外的各种非话业务，如传真、数据、图像及可视图文等综合接外的各种非话业务，如传真、数据、图像及可视图文等综合接入，并使之逐步具有智能功能，以便提供各种新业务。入，并使之逐步具有智能功能，以便提供各种新业务。 图图9-13 1SDN的网络形式的网络形式28宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（B-ISDN） B-ISDN是以异步转移模式ATM交换技术组成的宽带业务网络，又称为ATM网。 B-ISDN可为用户提供任何需要的信息服务，

22、特别是图像服务，如可视电话、图像监视、有线电视以及高清晰度电视等高速数字、数据业务。网络本身与业务无关，网络运行、维护、管理复杂程度降低，从而大大提高了网络的效率和资源利用率。 ATM的传送模式高速分组传送模式。它将话音、数据及图像等所有的数字信息分解成长度固定（48字节）的数据块，并在各数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制（HEC）信息等构成的信元头（5字节），形成53字节的完整信元。29 N-ISDN对用户提供业务一般为64Kbit/s，或者说用户/网络接口处速率不高于PCM一次群2.048Mbit/s。 B-ISDN能够提供高于PCM一次群（2.048Mbit/s）以上以至于

23、高达155Mbit/s、622Mbit/s，甚至更高达几千Mbit/s的信息速率。 B-ISDN能支持或提高的业务有交互型业务、消息型、会话型、检索型、分配型以及控制型等多种业务，主要兼容N-ISDN的窄带话音和非话音业务及宽带用户业务，如高清晰度电视HDTV（100150Mbit/s）等多种宽带多媒体业务。 30 9.4接入网接入网 9.4.1 接入网概述接入网概述 整个电信网分为三部分：传送网、交换网、接入网 。 图9-16 传统电信网的组成结构模型 31 ITU-T的G.902建议中对接入网做出如下定义： 接入网（接入网（AN）是指由业务节点接口（）是指由业务节点接口（SNI）和）和相关

24、用户网络接口（相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体）之间的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）所组成，为传送电信（例如线路设施和传输设施）所组成，为传送电信业务提供所需传送承载能力的现代通信系统业务提供所需传送承载能力的现代通信系统。 AN是指从本地交换局到用户之间的信息传送网。 AN的目标是建立一种标准化的接口方式，以一个可监控的接入网络，使用户能够获得话音、租用线业务、数据多媒体、有线电视等综合业务。 AN主要完成使用户接入到核心网的任务。 32 图9-17 接入网的示意图33 9.4.2 接入网的种类接入网的种类 34 9.4.3 有线接入方式有线接入方式 有线接入主要采取

25、如下措施： 是在原有铜质导线的基础上通过采用先进的数字信号处理技术来提高双绞铜线对的传输容量，提供多种业务的接入。 是以光纤为主，实现光纤到路边、光纤到大楼和光纤到家庭等多种形式的接入。 是在原有CATV的基础上，以光纤为主干传输，经同轴电缆分配给用户的光纤同轴混合接入。351. 铜双绞线接入网铜双绞线接入网 1.DSL 1.DSL的起源的起源 语音语音modemmodem只能提供只能提供56kbit/s56kbit/s的数据速率。因为通信网中的数据速率。因为通信网中的交换机有限制，它对电话通信只是分配一个语音频带。只的交换机有限制，它对电话通信只是分配一个语音频带。只要避开窄带交换机，用户就

26、可以把宽带数据信号送进通信网，要避开窄带交换机，用户就可以把宽带数据信号送进通信网，因此用户线如避开了窄带的语音交换机，就可成为因此用户线如避开了窄带的语音交换机，就可成为“数字用数字用户线户线”（Digital Subscriber LineDigital Subscriber Line，DSLDSL）。 ISDN-DSLISDN-DSL（IDSLIDSL）、）、HDSLHDSL、SDSLSDSL、VDSLVDSL、ADSLADSL与与RADSLRADSL等等多种不同类型的多种不同类型的DSLDSL接入技术。这些统称为接入技术。这些统称为“xDSL”xDSL” 。 按是否支持对称传输来划分按

27、是否支持对称传输来划分DSLDSL可分为两类：可分为两类： 一类是一类是非对称传输非对称传输的，主要包括的，主要包括ADSLADSL、VDSLVDSL和和RADSLRADSL； 另一类是支持另一类是支持对称传输对称传输的，包括的，包括IDSLIDSL、HDSLHDSL、SDSLSDSL、UDSLUDSL和和G.SHDSLG.SHDSL。36 （1）HDSL技术技术 HDSLHDSL（High-data-rate Digital Subscriber LoopHigh-data-rate Digital Subscriber Loop）即）即高速率数字用户线，上、下行速率相同，在两对电话铜线上高

28、速率数字用户线，上、下行速率相同，在两对电话铜线上的两个方向上均可达到的两个方向上均可达到1.544Mbit/s1.544Mbit/s的数据速率。若用三对的数据速率。若用三对电话线，速率可提升到电话线，速率可提升到2.048Mbit/s2.048Mbit/s。传输距离可达。传输距离可达3km3km6km6km。 （2）SDSL技术技术 SDSLSDSL（Single-pair Digital Subscriber LoopSingle-pair Digital Subscriber Loop）即单）即单对线路数字用户环路，它与对线路数字用户环路，它与HDSLHDSL技术基本相同，但技术基本相同

29、，但SDSLSDSL仅使仅使用一对铜线进行全双工通信，支持传输速率达到用一对铜线进行全双工通信，支持传输速率达到T1/E1T1/E1对称对称的上行和下行信道，同时传输距离可达到的上行和下行信道，同时传输距离可达到3.3km3.3km。 （3）IDSL技术技术 IDSLIDSL（ISDN Digital Subscriber LoopISDN Digital Subscriber Loop）即综合数字业）即综合数字业务用户环路，它也与务用户环路，它也与HDSLHDSL基本相同，但双向只能提供基本相同，但双向只能提供144kbit/s144kbit/s的传输速率，与其他对称的传输速率，与其他对称D

30、SLDSL相比低许多。最远可相比低许多。最远可以支持以支持7km7km。37 (4). ADSL技术技术 ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Loop）即非对称数字）即非对称数字用户环路，用户线的上行速率和下行速率不同，用户环路，用户线的上行速率和下行速率不同，上行速率低，下行速率高上行速率低，下行速率高。利用现有的铜线资源，在一对双绞线上，理论上可提供利用现有的铜线资源，在一对双绞线上，理论上可提供上行上行16kbit/s640kbit/s，下行下行1Mbit/s8Mbit/s的带宽的带宽，有效传输距离在有效传输距离在5.5km以以内内。 ADSL2/A

31、DSL2+ 理论传输带宽提高到了24Mbps/1Mbps, 可支持IPTV(2Mbps)，高清IPTV(8Mbps) ADSL1，G.992.1/G.992.2 ，1999年 (G.992.1，全速率，要求用户端安装，全速率，要求用户端安装POTS语音分离器语音分离器)ADSL2，G.992.3/G.992.4 ，2002年 ADSL2，G.992.5 ，2003年应用范围：应用范围： n几百米内：几百米内：VDSL：n13km ：ADSL2：n大于大于3km：ADSL2与与ADSL差不多差不多38 （5）RADSL技术技术 RADSLRADSL（Rate Adaptive Digital S

32、ubscriber LoopRate Adaptive Digital Subscriber Loop）是自适应速率的是自适应速率的ADSLADSL技术，所以也是技术，所以也是ADSLADSL接入技术的一个改接入技术的一个改进版本。进版本。 它同样能够在一对铜质双绞线上提供它同样能够在一对铜质双绞线上提供1Mbit/s1Mbit/s8Mbit/s8Mbit/s下行速率和下行速率和640kbit/s640kbit/s1Mbit/s1Mbit/s上行速率通道，以及传统的上行速率通道，以及传统的电话通道，并且这电话通道，并且这3 3个通道可以同时工作，其传输距离最远个通道可以同时工作，其传输距离最远

33、也可以达到也可以达到5.5km5.5km。 RADSLRADSL与与ADSLADSL相比最大的不同就是它能根据传输线路质相比最大的不同就是它能根据传输线路质量的好坏，以及传输距离的远近动态地调整传输速率，把工量的好坏，以及传输距离的远近动态地调整传输速率，把工作速率调到线路所能处理的最高速率，最大限度地利用现有作速率调到线路所能处理的最高速率，最大限度地利用现有的通信资源。连接速率可以根据连接期间的线路状况作出选的通信资源。连接速率可以根据连接期间的线路状况作出选择，也可以根据从中心端传来的信号选择。择，也可以根据从中心端传来的信号选择。39 (6) VDSL (2004年，年，G.993.1

34、) VDSLVDSL（Very-high-speed Digital Subscriber LoopVery-high-speed Digital Subscriber Loop）即）即甚高速数字用户环路。甚高速数字用户环路。VDSLVDSL可以看做是可以看做是ADSLADSL的快速版本。的快速版本。VDSLVDSL系统可支持系统可支持对称对称和和不对称两种传输模式不对称两种传输模式。对称模式下双对称模式下双向传输速率最高为向传输速率最高为26Mbit/s26Mbit/s，传输距离不超过，传输距离不超过500m500m，主要适，主要适用于企事业单位用户。在不对称模式下，用于企事业单位用户。在不

35、对称模式下，VDSLVDSL速率大小通常速率大小通常取决于传输线的长度，取决于传输线的长度，最大下行速率目前考虑为最大下行速率目前考虑为51Mbit/s51Mbit/s55Mbit/s55Mbit/s，长度不超过，长度不超过300m300m，13Mbit/s13Mbit/s以下的速率可传输距以下的速率可传输距离为离为1.5km1.5km。 VDSL2/VDSL2 300m300m以内，传输速率以内，传输速率100Mbps/60Mbps (100Mbps/60Mbps (下行下行/ /上行上行 ) )； 1000m1000m内，速率内，速率40Mbps /10Mbps40Mbps /10Mbps

36、； LR-VDSL2LR-VDSL2能在能在4 4 5km5km范围支持范围支持1 14Mbps 4Mbps 的下行数据传输。的下行数据传输。 VDSLVDSL技术在技术在短距离高速接入短距离高速接入具有优势，特别适合于对具有优势，特别适合于对上下上下行速率要求很高行速率要求很高的商业用户。的商业用户。 40 在一对普通铜线两端，各加一台在一对普通铜线两端，各加一台ADSL收发信机。收发信机。 ADSL把把1MHz的带宽分成了的带宽分成了3个信息通道：一个高速下行数个信息通道：一个高速下行数据通道、一个中速双工（上行据通道、一个中速双工（上行/下行）数据通道和一个常规的语下行）数据通道和一个常

37、规的语音通道。音通道。 局端模块包括中心位置的局端模块包括中心位置的ADSL Modem(称为称为ATU-C)和接和接入多路复合系统，组合成入多路复合系统，组合成 “DSLAM” 。 远端模块由用户远端模块由用户ADSL Modem和滤波器组成，用户端和滤波器组成，用户端ADSL Modem通常被称为通常被称为ATU-R（ADSL Transmission Unit-Remote）。）。ADSL技术原理技术原理41 在有线电视网的基础上，以在有线电视网的基础上，以模拟传输方式模拟传输方式综合接入多种业务。综合接入多种业务。 目前有线电视网采用的是一种目前有线电视网采用的是一种“光纤到服务区光纤

38、到服务区”的体系结构，的体系结构，即即用单根光纤把有线电视网的前端连接到居民小区，然后在光节用单根光纤把有线电视网的前端连接到居民小区，然后在光节点再以同轴电缆连接每个用户。点再以同轴电缆连接每个用户。2.光纤与同轴电缆混合接入光纤与同轴电缆混合接入(Hybrid Fiber/Coaxial Cable HFC)HFCHFC由信号源、前由信号源、前端端( (分前端分前端) )、馈线、馈线网网( (光纤主干网光纤主干网) )、配线网配线网( (同轴电缆同轴电缆分配网分配网) )和用户引和用户引入线等组成入线等组成42频谱划分频谱划分 一般从一般从42MHz750MHz电视频道中分离出一条电视频道

39、中分离出一条6MHz的信的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM(正交调幅正交调幅)调调制方式制方式,最高速率可达最高速率可达27Mb/s。 上行数据一般通过上行数据一般通过542MHz之间的一段频谱传输，上行速之间的一段频谱传输，上行速率最高可达率最高可达10Mb/s。用户的上行信号采用多址技术复用到上。用户的上行信号采用多址技术复用到上行信道，由同轴电缆传送到小区光节点进行电光转换，然后经行信道，由同轴电缆传送到小区光节点进行电光转换，然后经光纤传至前端。光纤传至前端。 缺点：缺点：采用共享结构采用共享结构(小区用户共享小区用户共享27M带宽带

40、宽)；安全性保密；安全性保密性较差；各地的有线电视网自成一体。性较差；各地的有线电视网自成一体。431HFC的优点的优点（1）成本较低。与FTTC相比，仅线路设备低2030。（2）HFC频带较宽，能适应未来一段时间内的业务需求，并能向光纤接入网发展。（3）HFC适合当前模拟制式为主体的视像业务及设备市场，用户使用方便。（4）与现有铜线接入网相比，运营、维护、管理费用较低。2HFC的不足之处的不足之处 (1)成本虽然低于光纤接入网，但要取代现存的铜线环境投入将很大。（2）建设周期长。（3）拓扑结构需进一步改进，以提高网络可靠性，一个光电节点为500用户服务，出问题影响面大。（4）电话信道有限，扩

41、容难。44 3. 光纤接入技术光纤接入技术 光纤接入网光纤接入网(OAN)指在接入网中采用光纤作为主要传输媒指在接入网中采用光纤作为主要传输媒质来实现信息传输的网络。质来实现信息传输的网络。 只有引入光纤接入网，才能从根本上解决接入网的只有引入光纤接入网，才能从根本上解决接入网的“瓶颈瓶颈效应效应”，实现真正的信息高速公路。光纤接入网是接入网发展，实现真正的信息高速公路。光纤接入网是接入网发展的必然趋势。的必然趋势。 光纤接入网的特点：光纤接入网的特点： 可传输宽带业务，传输质量好，可靠性高；网径一般比可传输宽带业务，传输质量好，可靠性高；网径一般比较小，可不需中继器，但由于需分配的用户多，可

42、能需要光纤较小，可不需中继器，但由于需分配的用户多，可能需要光纤放大器进行光功率补偿；投资成本大，网络管理复杂，远端供放大器进行光功率补偿；投资成本大，网络管理复杂，远端供电比较复杂。电比较复杂。45UNI：用户网络接口。：用户网络接口。SNI：业务结点接口。：业务结点接口。S：光发送参考点。：光发送参考点。 R：光接收参考点。：光接收参考点。 AF：适配功能。：适配功能。 V：与业务结点间的参考点。：与业务结点间的参考点。T：与用户终端间的参考点。：与用户终端间的参考点。a: AF与与ONU之间的参考点。之间的参考点。 光接入网光接入网(OAN) 从系统配置上可以分为从系统配置上可以分为无源

43、光网络无源光网络(PON，Passive Optical Network )和有源光网络和有源光网络(AON) 。 无源光网络无源光网络(PON)主要组成主要组成 光线路终端光线路终端OLT ：提供：提供OAN网络侧接口，并且连接一个或多个网络侧接口，并且连接一个或多个ODN。光分配网络光分配网络ODN ： 是是OLT和和ONU之间的光传输媒质，由无源光之间的光传输媒质，由无源光器件组成。器件组成。光网络单元光网络单元ONU ，提供，提供OAN用户侧接口，并且连接到一个用户侧接口，并且连接到一个ODN。46 在OLT和和ONU之间没有任何有源电子设备的光接入网称之间没有任何有源电子设备的光接入

44、网称为无源光网络为无源光网络(PON)。PON对各种业务是透明的，易于升级对各种业务是透明的，易于升级扩容，便于维护管理，缺点是扩容，便于维护管理，缺点是OLT和和ONU之间的距离和容量之间的距离和容量受到限制受到限制。 用有源设备或有源网络系统的用有源设备或有源网络系统的ODT代替无源光网络中的代替无源光网络中的ODN，便构成有源光网络，便构成有源光网络(AON)。 AON的传输距离和容量大大增加，易于扩展带宽，运行和网络规划的灵活性大，不足之处是有源设备需要供电、机房等。 目前，用户网光纤化的途径主要有两个：一是在现有电话铜缆用户网的基础上，引入光纤传输技术改造成光接入网； 二是在现有有线

45、电视(CATV)同轴电缆网的基础上，引入光纤传输技术使之成为光纤/同轴混合网(HFC)。 47 光接入网的应用类型光接入网的应用类型 根据根据ONU的位置不同，光接入网有以下几种应用类型：的位置不同，光接入网有以下几种应用类型： 光纤到结点光纤到结点(FTTN)、光纤到路边、光纤到路边(FTTC)、光纤到小区、光纤到小区(FTTZ)光纤到大楼光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家和光纤到家(FTTH)等。等。 FTTBxDSLFTTBLANFTTH48 FTTC结构中，结构中，ONU设置在路边的人孔或电线杆上的分线设置在路边的人孔或电线杆上的分线盒处，有时也可

46、以设置在交接箱处。从盒处，有时也可以设置在交接箱处。从ONU到用户之间采用双到用户之间采用双绞线铜缆，若要传送宽带业务则要用高频电缆或同轴电缆。绞线铜缆，若要传送宽带业务则要用高频电缆或同轴电缆。 FTTB是将是将ONU直接放在大楼内直接放在大楼内(如企业、事业单位办公楼如企业、事业单位办公楼或居民住宅公寓内或居民住宅公寓内)，再由铜缆将业务分配到各个用户。，再由铜缆将业务分配到各个用户。 FTTB比比FTTC的光纤化程度更进一步，更适合高密度用户区，也更的光纤化程度更进一步，更适合高密度用户区，也更容易满足未来宽带业务传输的需要。容易满足未来宽带业务传输的需要。 如果将如果将FTTC结构中设

47、置在路边的结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器，换成无源光分路器， 将将ONU移到大企业事业单位移到大企业事业单位(如公司、政府机关、大学或研究所如公司、政府机关、大学或研究所)的办公室内就成了的办公室内就成了FTTO。将。将ONU移到用户家里就成了移到用户家里就成了FTTH。 49 nFTTHFTTH结构是一种全光纤网，即从本地交换机一直到用户全部结构是一种全光纤网，即从本地交换机一直到用户全部为光连接，中间没有任何铜缆，也没有有源电子设备，是真为光连接，中间没有任何铜缆，也没有有源电子设备，是真正全透明的网络。正全透明的网络。 主要特点：主要特点： (1) (1) 整个用户接入网是全透

48、明光网络，对传输制式、带宽、整个用户接入网是全透明光网络，对传输制式、带宽、波长和传输技术没有任何限制，适于引入新业务；波长和传输技术没有任何限制，适于引入新业务； (2)(2)由于本地交换机与用户之间没有任何有源电子设备，由于本地交换机与用户之间没有任何有源电子设备，ONUONU安装在住户处，因而环境条件比户外不可控条件大为改善，安装在住户处，因而环境条件比户外不可控条件大为改善，可以采用低成本元器件；可以采用低成本元器件； ONUONU可以本地供电，降低成本，维可以本地供电，降低成本，维护成本也低；护成本也低； (3)(3)只有当光纤直接通达住户，每个用户才真正有了名副只有当光纤直接通达住

49、户，每个用户才真正有了名副其实的宽带链路，真正发掘光纤巨大潜在带宽才有可能。其实的宽带链路，真正发掘光纤巨大潜在带宽才有可能。 (4)FTTH(4)FTTH是光接入网的最理想的一种形式，也是光接入网是光接入网的最理想的一种形式，也是光接入网发展的最终趋势。发展的最终趋势。50 n光纤双向传输技术光纤双向传输技术 下行数据与上行数据可采用不同的激光波长信号传输。下行数据与上行数据可采用不同的激光波长信号传输。 下行数据：下行数据：1490nm，上行数据：，上行数据：1310nm， 1550nm波段留着未来传输电视信号。波段留着未来传输电视信号。n上行多址接入技术上行多址接入技术 多用户的上行数据

50、接入也可有多种方式，主要有时分多址接入多用户的上行数据接入也可有多种方式，主要有时分多址接入（TDMA)、副载波多址接入、副载波多址接入(SCMA)、空分多址、空分多址(SDMA)、码分多址、码分多址(CDMA)、波分多址、波分多址(WDMA) 等多种方式。等多种方式。 目前主要采用目前主要采用TDMA时分多址接入方式。时分多址接入方式。EPON及及GPON的上行数据的上行数据都采用都采用TDMA方式。方式。 波分波分WDMA方式具有最好的性能，但成本高，是未来演进的方向。方式具有最好的性能，但成本高，是未来演进的方向。(WDM-PON) 51IMS/SS/2G/3GInternet城域网城域

51、网/传输传输OLT分光器分光器流媒体流媒体xDSL监控监控FTTB10GE/GEIPTVPCPhoneMDUCPEHGIPTVPCPhoneFEFTTBFEONTMDUONTEOC合成器 EOC终端住户电视PC电话有线电视网CATVFTTH语音语音数据数据IPTV监控监控FTTBFemto/微蜂窝微蜂窝FTTX应用满足FTTB/FTTH灵活的接入模式。可与广电网络合作提供同轴网络宽带接入。52 PON下行方向的运行情况下行方向的运行情况PON上行方向的运行情况上行方向的运行情况下行方向下行方向: 采用广播方式从采用广播方式从OLT传送到传送到ONU。每。每个帧的前导码中携带个帧的前导码中携带逻

52、辑链路识别符，唯逻辑链路识别符，唯一地标识了数据所要一地标识了数据所要到达的特定到达的特定ONU。用。用户只能识别自己的数户只能识别自己的数据。据。上行方向上行方向; 采用采用TDMA技术，技术，将将多个多个ONU的上行信息组的上行信息组成一个成一个TDM的信息流传的信息流传送到送到OLT。每个。每个ONU都都分配一个传输时隙，分配一个传输时隙，并利并利用测距功能用测距功能，以防止不同，以防止不同ONU的数据帧在共用的的数据帧在共用的通道上发生碰撞。通道上发生碰撞。无源光网络（无源光网络（PON）接入网）接入网53 PON的标准的标准 基于基于ATM的宽带无源光网络的宽带无源光网络(BPON/

53、APON，ITU-T G.983) 以太无源光网络（以太无源光网络（EPON，IEEE802.3-2005） 吉比特无源光网络（吉比特无源光网络（GPON，ITU-T G.984） 波分复用无源光网络（波分复用无源光网络（WDM-PON，现在成本高，未来？，现在成本高，未来？) 主要差异在于采用不同的二层技术。主要差异在于采用不同的二层技术。 BPON/APON的最高速率的最高速率622Mbit/s，二层采用的是，二层采用的是ATM技术。定长帧技术。定长帧152.7us，(随着随着ATM的衰败，已自然淘的衰败，已自然淘汰汰) 。 EPON可支持可支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率还能升

54、级到对称速率，将来速率还能升级到10Gb/s，二层采用，二层采用Ethernet技术。不定长帧，以太业务。技术。不定长帧，以太业务。 GPON是指支持吉比特速率的是指支持吉比特速率的PON，采用，采用GPON专有的适专有的适配协议配协议GEM帧进行多业务适配。定长帧帧进行多业务适配。定长帧125us。GPON可承可承载有载有Qos保障的多业务保障的多业务，并具有，并具有强大的强大的OAM能力能力。54 EPON PON采用采用点到多点点到多点的拓扑结构，的拓扑结构，下行采用广播方式下行采用广播方式、上行采用上行采用TDMA方式实现双向数据传输。方式实现双向数据传输。 EPON技术的核心是在保留

55、传统以太网体系结构的基础技术的核心是在保留传统以太网体系结构的基础上定义了一种上定义了一种新的应用于新的应用于EPON系统的物理层系统的物理层（主要是光接（主要是光接口）规范、一种口）规范、一种新的新的MAC多点控制层协议（多点控制层协议（MPCP），），以实以实现在现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入，以，以及一种运行维护和管理（及一种运行维护和管理（OAM）机制。）机制。 EPON的优点的优点：消除了：消除了ATM和和SDH层，降低了初始成本和运层，降低了初始成本和运行成本；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，行成本；可以大量

56、采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。 EPON缺点缺点：总体效率较低，难以支持以太网之外的业务。：总体效率较低，难以支持以太网之外的业务。当遇到话音如当遇到话音如TDM业务时，就会引起业务时，就会引起QoS问题，全业务支持问题，全业务支持能力差。能力差。55 EPON的目标是用最简单的方式实现一点到多点结构的目标是用最简单的方式实现一点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统。的吉比特以太网光纤接入系统。 对于向全对于向全IP网络过渡是网络过渡是一个很好的选择。一个很好的选择。 EPON的优点是的优点是：消除了：消

57、除了ATM和和SDH层，降低了初始层，降低了初始成本和运行成本；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，成本和运行成本；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。 EPON的主要缺点的主要缺点：总体效率较低，难以支持以太网之：总体效率较低，难以支持以太网之外的业务。当遇到话音如外的业务。当遇到话音如TDM业务时，就会引起业务时，就会引起QoS问问题，全业务支持能力差。题，全业务支持能力差。56以太网最大帧长以太网最大帧长1518byte，论询，论询32个用户，每个用户论询间隔最个用户，每个用户论询间隔最大

58、约大约0.5ms接入网允许的最大时间延迟接入网允许的最大时间延迟1.5ms57 GPON nGPON与EPON具有相同的网络拓扑结构。n下行采用广播方式，上行采用时分多址(TDMA)接入技术。上行帧由复用的突发传输时隙(slot)组成，每帧包括一个或多个ONU的传输时隙，通过下行帧的US BMmap(上行带宽映射)域指示相应ONU的上行数据发送。n下行速率可达2.5Gbps。n很好地支持TDM业务。TDM业务映射到GEM帧中，GPON TC帧帧长为125us能够直接支持TDM业务.n强大的OAM能力。n有QoS保证的全业务接入。GPON能够同时承载ATM信元和GEM帧.nGEM帧是GPON区别

59、于APON、EPON的本质特征，是GPON专有的适配协议。GPON依靠GEM实现对各种业务的有效适配、保证QoS。n技术相对复杂设备成本较高，目前GPON没有EPON成熟。5859n PON的关键技术的关键技术 1.多业务的适配和成帧技术多业务的适配和成帧技术 如何在PON中提供具备QoS保证的TDM业务传输。2.动态带宽分配技术动态带宽分配技术 如何最大限度的有效利用PON系统的带宽。目前多业务的GPON以及EPON，要求保证各种业务的QoS，因此就需要具有非常灵敏的带宽分配机制。在多长的调度周期上完成一次带宽分配以及带宽分配算法，将直接影响系统的上行带宽利用率和各类业务的服务质量。3.突发

60、发送突发发送/接收控制技术接收控制技术 PON在上行方向上采用TDMA方式，在1.25Gbps上行速率下的突发模式激光驱动器(ONT侧)及其发射功率控制，突发模式接收机和时钟提取技术(OLT侧)，都将面临新的挑战。4. 测距技术测距技术： 为防止各ONT之间上行信号冲突，必须具有精确的测距机构。60 n测距测距 为了避免各为了避免各ONU发送给发送给OLT的信号重叠发生，把每个的信号重叠发生，把每个ONU都调整到与都调整到与OLT有相同的逻辑距离上，使得每个有相同的逻辑距离上，使得每个ONU的上行信号到达的上行信号到达OLT所需的延迟时间均为所需的延迟时间均为Tequ，该功能通常，该功能通常被称为测距