现代通信网 第六章 接入网技术

1、一、一、接入网的演变及发展接入网的演变及发展 传统的电信网一直是以电话网为基础的，传统的电信网一直是以电话网为基础的，电话业务占整个电信业务的主要地位。电话电话业务占整个电信业务的主要地位。电话网从整体结构分为长途网和本地网。网从整体结构分为长途网和本地网。 本地网中本地交换机到每个用户的连接本地网中本地交换机到每个用户的连接是通过双绞线来实现的，称为用户线或用户是通过双绞线来实现的，称为用户线或用户环路。如图环路。如图6.16.1所示。所示。图图6.1 6.1 传统电话网用户环路结构传统电话网用户环路结构 随着经济的发展和人们生活水平的提高，随着经济的发展和人们生活水平的提高，整个社会对信息

2、的需求日益增加，相应地出整个社会对信息的需求日益增加，相应地出现了多种非话音业务，如数据、可视图文、现了多种非话音业务，如数据、可视图文、会议电视等。会议电视等。 传统电话网的本地用户环路已不能满足传统电话网的本地用户环路已不能满足要求，用户环路必须向数字化、宽度化等方要求，用户环路必须向数字化、宽度化等方向发展。向发展。 接入网是由传统的用户环路发展而来的，接入网是由传统的用户环路发展而来的，是用户环路的升级，是电信网的一部分，负是用户环路的升级，是电信网的一部分，负责将电信业务传送到用户，即通过接入网的责将电信业务传送到用户，即通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点传输，能灵活

3、地接入到不同的电信业务节点上。如图上。如图6.26.2所示。所示。图图6.2 6.2 接入网在电信网中的位置接入网在电信网中的位置 接入网处于电信网的末端，为本地交换接入网处于电信网的末端，为本地交换机与用户之间的连接部分。它包括本地交换机与用户之间的连接部分。它包括本地交换机与用户终端设备之间的所有实施设备与线机与用户终端设备之间的所有实施设备与线路，一般由用户线传输系统，复用设备、交路，一般由用户线传输系统，复用设备、交叉连接设备等部分组成。叉连接设备等部分组成。二、二、接入网的定义及其功能模型接入网的定义及其功能模型 1.1.接入网的定义与定界接入网的定义与定界 国际电信联盟（国际电信联

4、盟（ITU-TITU-T）对接入网的定义）对接入网的定义为：接入网由业务节点接口（为：接入网由业务节点接口（SNISNI）和用户网）和用户网络接口（络接口（UNIUNI）之间的一系列传送实体（如线）之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）路设施和传输设施） 组成，为供给电信业务组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统。如图而提供所需传送承载能力的实施系统。如图6.36.3所示。所示。图图6.3 6.3 接入网的定界接入网的定界 2. 2.接入网的功能模型及通用协议参考模接入网的功能模型及通用协议参考模型型 （1 1）接入网的功能模型）接入网的功能模型 功能结构分为用户口功能（功

5、能结构分为用户口功能（ UPFUPF）、业）、业务口功能（务口功能（ SPFSPF）、核心功能（）、核心功能（ CFCF）、传送）、传送功能（功能（TFTF）和）和ANAN系统管理功能（系统管理功能（SMFSMF）。如图）。如图6.46.4所示。所示。 图图6.4 6.4 接入网功能结构接入网功能结构 用户口功能：将特定的用户口功能：将特定的 UNIUNI要求与核心要求与核心功能和管理功能相适配。功能和管理功能相适配。 业务口功能：将特定业务口功能：将特定 SNISNI规定的要求与规定的要求与公用承载通路相适配以便核心功能处理，也公用承载通路相适配以便核心功能处理，也负责选择有关的信息以便在负

6、责选择有关的信息以便在ANAN系统管理功能系统管理功能中进行处理。中进行处理。 核心功能：处于核心功能：处于UPFUPF和和SPFSPF之间，主要作之间，主要作用是负责将个别用户承载通路或业务口承载用是负责将个别用户承载通路或业务口承载通路的要求与公用传送承载通路相适应。其通路的要求与公用传送承载通路相适应。其主要功能包括对主要功能包括对ANAN传送所需要的协议适配和传送所需要的协议适配和复用所进行的对协议承载通路的处理。复用所进行的对协议承载通路的处理。 传送功能：为传送功能：为ANAN中不同地点之间公用承中不同地点之间公用承载通路的传送提供通道。载通路的传送提供通道。 ANAN系统管理功能

7、：协调系统管理功能：协调ANAN内内UPFUPF、SPFSPF、CFCF和和TFTF的指配、操作和维护，也负责协调用的指配、操作和维护，也负责协调用户终端（经户终端（经UNIUNI）和业务节点（经）和业务节点（经SNISNI）的操）的操作功能。作功能。 （2 2）接入网的参考模型）接入网的参考模型 接入网的功能结构是以分层模型为基础接入网的功能结构是以分层模型为基础的。接入网的传送网可划分为电路层（的。接入网的传送网可划分为电路层（CLCL）、）、传送通道层（传送通道层（TPTP）和传输媒介层（）和传输媒介层（TMTM），其），其中传输媒介层进一步划分为段层和物理媒介中传输媒介层进一步划分为段

8、层和物理媒介层。如图层。如图6.56.5所示。所示。图图6.5 6.5 接入网通用协议参考模型接入网通用协议参考模型 电路层：涉及电路层接入点之间的信息电路层：涉及电路层接入点之间的信息传递并独立于传输通道层。电路层为用户提传递并独立于传输通道层。电路层为用户提供诸如电路交换业务、分组交换业务等电信供诸如电路交换业务、分组交换业务等电信业务。业务。 传送通道层：涉及通道层接入点之间的传送通道层：涉及通道层接入点之间的信息传递并支持一个或多个电路层网络。为信息传递并支持一个或多个电路层网络。为其提供传送服务。其提供传送服务。 传输媒介层：段层是关于在段层接入点传输媒介层：段层是关于在段层接入点之

9、间进行信息传送的功能层，以支持一个或之间进行信息传送的功能层，以支持一个或多个通道层。物理媒介层是关于实际媒介的多个通道层。物理媒介层是关于实际媒介的功能层，如光纤、同轴电缆等，以支持传输功能层，如光纤、同轴电缆等，以支持传输段层网络。段层网络。 接入承载处理功能层：用于承载体、用接入承载处理功能层：用于承载体、用户信令及控制和管理。户信令及控制和管理。 3. 3.接入网的接口接入网的接口 （1 1）接入网接口的类型）接入网接口的类型 有三种接口：用户网络接口（有三种接口：用户网络接口（UNIUNI）、业）、业务节点接口（务节点接口（SNISNI）和维护管理接口（）和维护管理接口（Q3Q3）。

10、）。 用户网络接口：主要包括模拟用户网络接口：主要包括模拟2 2线音频接线音频接口，口，64kbit/s64kbit/s接口、接口、2.048Mbit/s2.048Mbit/s接口、接口、ISDNISDN基本速率接口和基群速率接口等。基本速率接口和基群速率接口等。 业务节点接口：一种是对交换机的模拟业务节点接口：一种是对交换机的模拟接口（接口（Z Z接口），对应接口），对应UNIUNI的模拟的模拟 2 2线音频接线音频接口，提供普通电话业务和模拟租用线业务；口，提供普通电话业务和模拟租用线业务；一种是数字接口，即一种是数字接口，即V5V5接口，它又包含接口，它又包含V5.1V5.1接口和接口和

11、V5.2V5.2接口，以及对节点的各种数据接接口，以及对节点的各种数据接口或各种宽带业务接口。口或各种宽带业务接口。 维护管理接口：接入网通过维护管理接维护管理接口：接入网通过维护管理接口口Q3Q3与与TMNTMN相连，便于相连，便于TMNTMN实施管理功能。实施管理功能。 （2 2）用户网络接口）用户网络接口 对应不同的接入方式，用户网络接口有对应不同的接入方式，用户网络接口有不同的类型，它可以分为独立式和共享式两不同的类型，它可以分为独立式和共享式两种。种。 独立式：独立式：UNIUNI用于用于 ANAN中以便支持目前所中以便支持目前所能提供接入类型和业务。当一个以上的能提供接入类型和业务

12、。当一个以上的SNSN可可以通过独立以通过独立UNIUNI接入时，独立接入时，独立UNIUNI可以支持多可以支持多个逻辑接入，其中每个逻辑接入经由一个个逻辑接入，其中每个逻辑接入经由一个SNISNI连接不同的连接不同的SNSN。 共享式：通过一个共享式：通过一个 UNIUNI可以接入多个业可以接入多个业务节点。一个共享式务节点。一个共享式 UNIUNI可以支持多个逻辑可以支持多个逻辑接入，每个逻辑接入通过不同的接入，每个逻辑接入通过不同的SNI SNI 连接不连接不同的业务节点，不同的逻辑接入由不同的用同的业务节点，不同的逻辑接入由不同的用户口功能实现。户口功能实现。 （3 3）业务节点接口）

13、业务节点接口 业务节点接口是业务节点接口是ANAN和一个和一个SNSN之间的接口。之间的接口。目前广泛应用的是数字接口，即目前广泛应用的是数字接口，即V5V5接口。接口。 V5V5接口是一种标准化的、完全开发的接接口是一种标准化的、完全开发的接口，用于接入网数字传输系统和数字交换机口，用于接入网数字传输系统和数字交换机之间的连接。之间的连接。 根据接口容纳的链路数量和有无集线功根据接口容纳的链路数量和有无集线功能的不同，能的不同，V5V5接口又分为接口又分为V5.1V5.1和和V5.2V5.2两种。两种。如图如图6.66.6所示。所示。 图图6.6 V56.6 V5接口连接接口连接三、三、接入

14、网的传输技术及分类接入网的传输技术及分类 1.1.接入网的传输技术接入网的传输技术 接入网可利用铜线、光纤、微波、卫星接入网可利用铜线、光纤、微波、卫星等多种传输媒介，以及采用多种传输方式和等多种传输媒介，以及采用多种传输方式和传输技术。如图传输技术。如图6.76.7所示：所示：图图6.7 6.7 多种传输技术构成接入网多种传输技术构成接入网 2. 2.接入网的分类接入网的分类 根据接入网所采用的传输媒介和传输技根据接入网所采用的传输媒介和传输技术，接入网分类如下图术，接入网分类如下图6.86.8所示：所示： 图图6.8 6.8 接入网技术分类接入网技术分类一、铜线接入网一、铜线接入网 电信网

15、主要采用铜线用户线向用户提供电信网主要采用铜线用户线向用户提供电话业务，即从本地端局至各用户之间的传电话业务，即从本地端局至各用户之间的传输线主要是双绞线。输线主要是双绞线。 提高双绞线传输速率的措施是采用数字提高双绞线传输速率的措施是采用数字化技术。化技术。 1. 1.高速率数字用户线高速率数字用户线HDSLHDSL技术技术 HDSL HDSL 是在两对或三对用户线上，利用是在两对或三对用户线上，利用2B1Q2B1Q或或CAPCAP编码技术，以及回波相消和自适编码技术，以及回波相消和自适应均衡技术等实现全双工的应均衡技术等实现全双工的2Mbit/s2Mbit/s数字传数字传输。输。HDSLH

16、DSL系统结构如图系统结构如图6.96.9所示。所示。 图图6.9 HDSL6.9 HDSL系统构成系统构成 HDSL HDSL局端设备提供交换机与系统网络侧局端设备提供交换机与系统网络侧的接口，将来自交换机的信息流透明地传送的接口，将来自交换机的信息流透明地传送给远端用户侧设备。给远端用户侧设备。 HDSLHDSL远端设备提供用户侧接口，将来自远端设备提供用户侧接口，将来自交换机的下行信息传送给用户设备，并将用交换机的下行信息传送给用户设备，并将用户设备的上行信息传向业务节点。户设备的上行信息传向业务节点。 在发送端，在发送端，E1E1控制器将经接口送入的控制器将经接口送入的E1E1信号（信

17、号（2.048Mbit/s2.048Mbit/s）进行）进行 HDB3HDB3码解码和帧码解码和帧调整后输出；然后经调整后输出；然后经 HDSLHDSL通道控制器变换，通道控制器变换，通道控制器的主要功能是进行串通道控制器的主要功能是进行串/ /并变换，它并变换，它是在保留原有帧结构和时隙的基础上分成二是在保留原有帧结构和时隙的基础上分成二路或三路。路或三路。 如使用二对双绞线，则变为二路，每路如使用二对双绞线，则变为二路，每路码速为码速为1168kbit/s1168kbit/s；如使用三对双绞线，则；如使用三对双绞线，则变为三路，每路码速为变为三路，每路码速为768kbit/s768kbit

18、/s；D/AD/A转换转换器是线路传输码型的编码器，经器是线路传输码型的编码器，经 D/AD/A转换器转换器处理后，经差动变量器接口送至双绞线对传处理后，经差动变量器接口送至双绞线对传至对端。至对端。 在接收端，来自线路上的信号经混合电在接收端，来自线路上的信号经混合电路后，由路后，由 A/DA/D转换器进行解码，即转换为二转换器进行解码，即转换为二进制脉冲信号，然后由收、发信器进行回波进制脉冲信号，然后由收、发信器进行回波相消、数字滤波与自适应均衡处理，再经通相消、数字滤波与自适应均衡处理，再经通道控制器进行并道控制器进行并/ /串变化、帧调制和串变化、帧调制和 HDB3HDB3编编码，即可

19、送出码，即可送出E1E1信号。信号。 HDSLHDSL技术提供的传输速率是对称的，即技术提供的传输速率是对称的，即为上行和下行通信提供相等的带宽，一般采为上行和下行通信提供相等的带宽，一般采用两对电话线进行全双工通信，有效传输距用两对电话线进行全双工通信，有效传输距离只有离只有5km5km。 2. 2.不对称数字用户线不对称数字用户线ADSLADSL技术技术 ADSLADSL是一种上行和下行传输速率不对称是一种上行和下行传输速率不对称的技术。在一条电话线上，从电信网络提供的技术。在一条电话线上，从电信网络提供商到用户的下行速率可达到商到用户的下行速率可达到1.5Mbps1.5Mbps至至8Mb

20、ps8Mbps，反方向的上行速率为反方向的上行速率为16Kbps16Kbps至至640Kbps640Kbps。ADSLADSL最大传输距离为最大传输距离为5.5Km5.5Km，主要适用于用户远程，主要适用于用户远程通信、中央办公室连接。结构如图通信、中央办公室连接。结构如图6.106.10所示。所示。 图图6.10 ADSL6.10 ADSL系统构成系统构成 ADSL ADSL主要有两种应用方式，一种是在局主要有两种应用方式，一种是在局端和用户端各加装一个端和用户端各加装一个ADSLADSL收发机经一对普收发机经一对普通铜双绞线对传输；另一种方式是经过一段通铜双绞线对传输；另一种方式是经过一段

21、光纤通路传输到远端光网络单元（光纤通路传输到远端光网络单元（ ONUONU）进）进行光行光/ /电变换和分路，再经电变换和分路，再经 ADSLADSL和铜双绞线和铜双绞线接入用户。接入用户。 双绞线对上的频谱可分为三个频带；双绞线对上的频谱可分为三个频带； （1 1）双向普通电话业务。）双向普通电话业务。 （2 2）上行信道，）上行信道，144kbit/s144kbit/s或或384kbit/s384kbit/s的数据或控制信息（如的数据或控制信息（如VODVOD的点播指令）。的点播指令）。 （3 3）下行信道，传送）下行信道，传送6Mbit/s6Mbit/s的数字信息的数字信息（如（如VOD

22、VOD的电视节目信号）。的电视节目信号）。 ADSLADSL系统中调制技术主要有：正交幅度系统中调制技术主要有：正交幅度调制（调制（QAMQAM）、无载波幅度相位调制（）、无载波幅度相位调制（CAPCAP）和离散多音频调制（和离散多音频调制（DMTDMT）等调制技术，同时）等调制技术，同时也采用了数字相位均衡及回波相消等传送技也采用了数字相位均衡及回波相消等传送技术。术。二、光纤接入网二、光纤接入网 1.1.基本概念及参考配置基本概念及参考配置 光纤接入网（光纤接入网（OANOAN：Optical Access Optical Access NetworkNetwork） 是指在接入网中采用光

23、纤作为主是指在接入网中采用光纤作为主要传输媒介来实现信息传送的网络形式，即要传输媒介来实现信息传送的网络形式，即本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的接入方式。通信或部分采用光纤通信的接入方式。 光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。进的媒体。 单模光纤：这是指在工作波

24、长中，只能单模光纤：这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（光纤（SMFSMF：Single ModeFiber Single ModeFiber ）。目前，）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤。纤。 光纤接入网主要有四种基本功能块，即光纤接入网主要有四种基本功能块，即光线路终端（光线路终端（OLTOLT）、光配线网（）、光配线网（ODNODN）、光）、光网络单元（网络单元（ONUONU）以及适配功能块（）以及适配功能块（AFAF）。如）。如图图6.116.11所示。所示。 光

25、纤接入网主要参考点有：光发送参考光纤接入网主要参考点有：光发送参考点点S S、光接收参考点、光接收参考点R R、业务节点间参考点、业务节点间参考点V V、用户终端间参考点用户终端间参考点T T以及以及AFAF与与ONUONU之间的参考之间的参考点点a a。 图图6.11 6.11 光纤接入网功能参考配置光纤接入网功能参考配置 （1 1） OLTOLT功能块：为光接入网提供网络功能块：为光接入网提供网络侧与本地交换机之间的接口，并经过一个或侧与本地交换机之间的接口，并经过一个或多个多个ODNODN与用户侧的与用户侧的ONUONU通信。通信。 （2 2） ONUONU功能块：功能块：ONUONU位

26、于位于ODNODN与用户之与用户之间，间，ONU ONU 的网络侧具有光接口，用户侧为电的网络侧具有光接口，用户侧为电接口，具有光接口，具有光/ /电和电电和电/ /光变换功能。光变换功能。 （3 3） ODNODN功能块：为功能块：为ONUONU和和OLTOLT提供光传提供光传输媒介作为其间的物理连接。多个输媒介作为其间的物理连接。多个 ODNODN可以可以通过与光纤放大器结合起来延长传输距离和通过与光纤放大器结合起来延长传输距离和扩大服务用户数目。扩大服务用户数目。 （4 4） AFAF功能块：主要为功能块：主要为ONUONU和用户设备和用户设备提供适配功能。提供适配功能。 2. 2.基本

27、结构和应用类型基本结构和应用类型 （1 1）基本结构）基本结构 光纤接入网结构主要有星形、总线形、光纤接入网结构主要有星形、总线形、环形和复合形或变形。变形结构主用有：树环形和复合形或变形。变形结构主用有：树形结构、双星形结构、环形星形结构等。形结构、双星形结构、环形星形结构等。如图如图6.126.12所示。所示。 图图6.12 6.12 光纤接入网的三种基本结构光纤接入网的三种基本结构 星形结构：指单星形结构，是点到点的星形结构：指单星形结构，是点到点的连接方式。优点是用户之间互相独立、保密连接方式。优点是用户之间互相独立、保密性好，容易升级扩容；缺点是由于光纤和光性好，容易升级扩容；缺点是

28、由于光纤和光设备无法共享，成本较高，这种结构适合大设备无法共享，成本较高，这种结构适合大容量的用户。容量的用户。 总线形结构：以光纤作为公共总线，各总线形结构：以光纤作为公共总线，各用户终端通过耦合器与总线直接连接所构成用户终端通过耦合器与总线直接连接所构成的网络结构。其优点是共享主干光纤、节省的网络结构。其优点是共享主干光纤、节省线路投资、增删节点容易；缺点是损耗累积，线路投资、增删节点容易；缺点是损耗累积，且可靠性较差，用户接收机的动态范围要求且可靠性较差，用户接收机的动态范围要求较高。较高。 环形结构：是指所有节点共用一条光纤环形结构：是指所有节点共用一条光纤链路，光纤链路首位相接形成封

29、闭的网络结链路，光纤链路首位相接形成封闭的网络结构。环形结构一般具有自愈的功能，即无需构。环形结构一般具有自愈的功能，即无需外界干预，网络就可以在较短时间内从失效外界干预，网络就可以在较短时间内从失效故障中恢复，缺点是单环所挂用户数量有限。故障中恢复，缺点是单环所挂用户数量有限。 树形结构：类似于树枝形状的分级结构树形结构：类似于树枝形状的分级结构。可采用多个光分路器将信号逐级向下分配。可采用多个光分路器将信号逐级向下分配，最高级的端局具有较强的控制和协调能力，最高级的端局具有较强的控制和协调能力。主要优点是适应广播性业务，缺点是双向通。主要优点是适应广播性业务，缺点是双向通信难度较大。信难度

30、较大。 双星形结构：在单星形结构的每一条线双星形结构：在单星形结构的每一条线路中设置远端分配节点，在该节点上设置远路中设置远端分配节点，在该节点上设置远端分配单元完成一定的分配或交换功能，并端分配单元完成一定的分配或交换功能，并将信息分别送入各个用户。将信息分别送入各个用户。 环形星形：是一种混合结构，兼有环环形星形：是一种混合结构，兼有环形结构和星形结构的特点。形结构和星形结构的特点。 （2 2）应用类型）应用类型 根据光网络单元（根据光网络单元（ONUONU）设置的位置不同，）设置的位置不同，光纤接入网可以分成若干种专门的传输结构，光纤接入网可以分成若干种专门的传输结构，主要有以下几种，如

31、图主要有以下几种，如图6.136.13所示。所示。 光纤到路边（光纤到路边（FTTCFTTC）：）：ONUONU设置在路边或设置在路边或电线杆上的分线盒处，从电线杆上的分线盒处，从ONUONU到用户之间的部到用户之间的部分使用铜双绞线。分使用铜双绞线。 图图6.13 6.13 光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型 光纤到大楼（光纤到大楼（FTTBFTTB）：将）：将 ONUONU直接放在直接放在楼内，再经过多对双绞线将业务分配给各个楼内，再经过多对双绞线将业务分配给各个用户，一般是点到多点结构。用户，一般是点到多点结构。 光纤到家（光纤到家（FTTHFTTH）：将）：将 ONUONU直接放

32、在用直接放在用户家内，这种户家内，这种ONUONU一般是无源的。一般是无源的。 3. 3.光纤接入网的传输技术光纤接入网的传输技术 光纤接入网的主要物理传输媒介是光纤、光纤接入网的主要物理传输媒介是光纤、传输技术主要是光信号在光纤中的传输技术。传输技术主要是光信号在光纤中的传输技术。 （1 1）光纤接入网中的光纤）光纤接入网中的光纤 光纤可分为单模光纤和多模光纤两大类。光纤可分为单模光纤和多模光纤两大类。由于单模光纤损耗低、带宽大、制造简单，由于单模光纤损耗低、带宽大、制造简单，因此主要使用单模光纤。因此主要使用单模光纤。 （2 2）双向传输技术）双向传输技术 空分复用（空分复用（ SDMSD

33、M）：双向通信的每一方）：双向通信的每一方向各使用一根光纤的通信方式。两个方向的向各使用一根光纤的通信方式。两个方向的信号在两根完全独立的光纤中传输，互不影信号在两根完全独立的光纤中传输，互不影响，传输性能好。这种方式在传输距离较长响，传输性能好。这种方式在传输距离较长时不够经济。时不够经济。 时间压缩复用方式（时间压缩复用方式（TCMTCM）：）：TCMTCM是利用是利用一根光纤，但不断交替改变传输方向，使两一根光纤，但不断交替改变传输方向，使两个方向的信号得以轮流地在同一根光纤上传个方向的信号得以轮流地在同一根光纤上传输。采用输。采用 TCMTCM方式可以用一根光纤完成双向方式可以用一根光

34、纤完成双向传输任务，节约成本。传输任务，节约成本。 波分复用（波分复用（ WDMWDM）：类似于电信号传输）：类似于电信号传输系统中的频分复用（系统中的频分复用（ FDMFDM），不同波长的信），不同波长的信号可以在同一根光纤上独立地进行传输而不号可以在同一根光纤上独立地进行传输而不会互相干扰。双向传输时，只需要将两个方会互相干扰。双向传输时，只需要将两个方向的信号分别调制在不同的波长上就可以实向的信号分别调制在不同的波长上就可以实现单纤双向传输的目的。现单纤双向传输的目的。 副载波复用（副载波复用（ SCMSCM）：将两个方向的信）：将两个方向的信号分别安排在不同频段即可实现单纤同波长号分别

35、安排在不同频段即可实现单纤同波长双向传输的目的。双向传输的目的。 在实际在实际 OANOAN传输系统中，下行方向往往传输系统中，下行方向往往采用采用 TDMTDM方式基带传输形式，而上行方向采方式基带传输形式，而上行方向采用副载波多址接入（用副载波多址接入（SCMASCMA）方式。）方式。 （3 3）时分多址接入技术（）时分多址接入技术（TDMATDMA） 在光纤接入网中当在光纤接入网中当OLTOLT与与ONUONU的连接方式的连接方式采用点到多点的连接方式时，通常只有一个采用点到多点的连接方式时，通常只有一个OLTOLT却有多个却有多个ONUONU，为了使每个，为了使每个 ONUONU都能正

36、确都能正确地与地与OLT OLT 进行通信，必须使用进行通信，必须使用TDM/TDMATDM/TDMA工作工作方式。方式。 下行方向采用广播方式将下行方向采用广播方式将 TDMTDM信号送给信号送给所有与所有与OLTOLT相连的相连的ONUONU，每个，每个 ONUONU只能在一预只能在一预先分配的时隙内接入并取出属于自己的信息。先分配的时隙内接入并取出属于自己的信息。在上行方向，每一用户的信息也是在预先确在上行方向，每一用户的信息也是在预先确定的时间插入预分配好的时隙内送给定的时间插入预分配好的时隙内送给 OLTOLT。 4. 4.光纤接入网的业务支持能力及应用光纤接入网的业务支持能力及应用

37、 光纤接入网初期主要支持光纤接入网初期主要支持2Mbit/s2Mbit/s以下以下速率的窄带业务，主要有：普通电话业务、速率的窄带业务，主要有：普通电话业务、租用线业务、分组数据业务、租用线业务、分组数据业务、ISDN ISDN 基本速基本速率接入等等。率接入等等。三、三、混合光纤混合光纤/ /同轴接入网同轴接入网 混合光纤混合光纤/ /同轴接入网（同轴接入网（HFCHFC）是一种综）是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光缆技术的接入网络，是电信网和缆技术的接入网络，是电信网和CATVCATV网相结网相结合的产物，是将光纤逐渐向用户延伸的一种合的产

38、物，是将光纤逐渐向用户延伸的一种演进策略。演进策略。 1.HFC 1.HFC的基本结构的基本结构 HFCHFC的基本结构如图的基本结构如图6.146.14所示，主要由三所示，主要由三部分构成：馈线网、配线网和用户引入线。部分构成：馈线网、配线网和用户引入线。 图图6.14 HFC6.14 HFC基本结构基本结构 （1 1）馈线网）馈线网 指前端，即局端设备至服务区的光纤节指前端，即局端设备至服务区的光纤节点之间的部分。前端至每一服务区的光纤节点之间的部分。前端至每一服务区的光纤节点都有专用的光纤直接连接，从结构上看是点都有专用的光纤直接连接，从结构上看是星形结构。取代了星形结构。取代了CATV

39、CATV网络的干线同轴电缆网络的干线同轴电缆和有源干线放大器。和有源干线放大器。 （2 2）配线网）配线网 指服务区光纤节指服务区光纤节 点与分支节点之间的点与分支节点之间的部分。部分。在在HFCHFC网中，配线网部分采用与传统网中，配线网部分采用与传统CATV CATV 网基本相同的数形分支同轴电缆网基本相同的数形分支同轴电缆网。网。 （3 3）用户引入线）用户引入线 指分支点至用户之间的部分。分支点的指分支点至用户之间的部分。分支点的分支器是配线网与用户引入线的分界点，负分支器是配线网与用户引入线的分界点，负责将配线网送来的信号分配给每一用户。一责将配线网送来的信号分配给每一用户。一般在配

40、线网上平均每隔般在配线网上平均每隔404050m 50m 左右就有一左右就有一个分支器。个分支器。 2.HFC 2.HFC系统工作原理系统工作原理 HFCHFC系统综合应用模拟和数字传输技术，系统综合应用模拟和数字传输技术，可以接入多种业务信息（话音、视频、数据可以接入多种业务信息（话音、视频、数据等）。主要的调制技术有正交幅度调制、正等）。主要的调制技术有正交幅度调制、正交频分复用、正交相移等等。系统如图交频分复用、正交相移等等。系统如图6.156.15所示。所示。 图图6.15 HFC6.15 HFC系统原理图系统原理图 （1 1）传输话音和数据业务时，交换机向）传输话音和数据业务时，交换

41、机向用户输出的话音或数据信号，经局端设备中用户输出的话音或数据信号，经局端设备中的调制器调制为的调制器调制为5 530MHz30MHz的信号，的信号， 经电经电/ /光光变换，由光纤传送到光节点，在光节点进行变换，由光纤传送到光节点，在光节点进行光光/ /电变换后，电变换后， 形成射频电信号，由同轴电形成射频电信号，由同轴电缆送至分支点，利用用户终端设备中的解调缆送至分支点，利用用户终端设备中的解调器解调出相应的话音信号。器解调出相应的话音信号。 （2 2）当传输视频点播业务时，先将视频）当传输视频点播业务时，先将视频信号经编码器进行编码，经局端设备中的调信号经编码器进行编码，经局端设备中的调

42、制器将编码数据调制为制器将编码数据调制为582582710MHz 710MHz 的信号的信号，经电，经电/ /光变换，由光纤传送到光节点，光变换，由光纤传送到光节点， 在在光节点进行光光节点进行光/ /电变换后，形成射频电信号，电变换后，形成射频电信号，由同轴电缆送至用户终端设备中的解调器解由同轴电缆送至用户终端设备中的解调器解调出视频数字信号。调出视频数字信号。 （3 3）对多路模拟图像信号以多频载波频）对多路模拟图像信号以多频载波频率的方式调制，形成率的方式调制，形成4545582MHz582MHz频段的线路频段的线路频谱，经电频谱，经电/ /光变换，由光纤传送到光节点，光变换，由光纤传送

43、到光节点， 在光节点进行光在光节点进行光/ /电变换后，由同轴电缆送电变换后，由同轴电缆送至用户终端设备中的解调器解调出模拟图像至用户终端设备中的解调器解调出模拟图像信号。信号。 HFC HFC网络采用副载波频分复用方式，将网络采用副载波频分复用方式，将各种图像、数据和语音信号经过相应的调制各种图像、数据和语音信号经过相应的调制器形成相互区分的频段，再经电器形成相互区分的频段，再经电/ /光变换光变换 形形成光信号经光纤传输，在光节点进行成光信号经光纤传输，在光节点进行 光光/ /电电变换后，由同轴电缆送至相应的解调器以恢变换后，由同轴电缆送至相应的解调器以恢复图像、数据和语音信号。各类信号调

44、制后复图像、数据和语音信号。各类信号调制后的频谱安排如图的频谱安排如图6.166.16所示。所示。 图图6.16 HFC6.16 HFC系统频谱图系统频谱图 HFC HFC系统的整个频带为系统的整个频带为1000MHz1000MHz，实际应，实际应用较多的系统是用较多的系统是750MHz750MHz。 低端的低端的5 530MHz30MHz共共 25MHz25MHz频带安排为上频带安排为上行通道，回传通道，主要用于传送电话信号。行通道，回传通道，主要用于传送电话信号。目前，上行通道的频段倾向于扩展为目前，上行通道的频段倾向于扩展为542 542 MHzMHz。 50 50550MHz550MH

45、z频段用来传输现有的模拟频段用来传输现有的模拟CATVCATV信号，每一路带宽为信号，每一路带宽为 6 68MHz8MHz，总共可以传输，总共可以传输60608080路电视信号。路电视信号。 550550750MHz 750MHz 频段允许用来传输附加的模频段允许用来传输附加的模拟拟CATVCATV信号或数字信号或数字CATVCATV信号，但倾向用于传输信号，但倾向用于传输双向交互型通信业务，如双向交互型通信业务，如VODVOD业务。业务。 高端的高端的7507501000MHz1000MHz频段已明确用于各频段已明确用于各种双向通信业务，例如，两端的种双向通信业务，例如，两端的 50MHz5

46、0MHz频带频带可以用于个人通信业务（可以用于个人通信业务（PCNPCN）。）。 无线接入网技术是指接入网的某一部分无线接入网技术是指接入网的某一部分或全部使用无线传输媒质，向用户提供固定或全部使用无线传输媒质，向用户提供固定和移动接入服务的技术。作为有线接入网的和移动接入服务的技术。作为有线接入网的有效补充，它有覆盖范围广、系统规划简单、有效补充，它有覆盖范围广、系统规划简单、扩容方便、可加密码或用码分多址扩容方便、可加密码或用码分多址(CDMA)(CDMA)增增强保密性等特点技术，是当前发展最快的领强保密性等特点技术，是当前发展最快的领域之一。域之一。 无线接入网技术无线接入网技术比较广泛

47、地应用于农村、比较广泛地应用于农村、边远城镇，在水利、电力、工矿等专业网中边远城镇，在水利、电力、工矿等专业网中也得到一定程度的应用。也得到一定程度的应用。 无线接入网分为固定无线接入网和移动无线接入网分为固定无线接入网和移动无线接入网两大类。无线接入网两大类。一、一、固定无线接入网固定无线接入网 固定无线接入网主要为固定位置的用户固定无线接入网主要为固定位置的用户或仅在小区内移动的用户提供服务。或仅在小区内移动的用户提供服务。 固定无线接入网的实现方式主要包括固固定无线接入网的实现方式主要包括固定无线接入、一点多址、无线本地环路一点定无线接入、一点多址、无线本地环路一点多址、甚小型天线地球站

48、（多址、甚小型天线地球站（VSATVSAT）等。）等。 1.1.一点多址固定无线接入系统一点多址固定无线接入系统 系统如图系统如图6.176.17所示：所示： 图图6.17 6.17 一点多址系统图一点多址系统图 由图可知，固定无线接入系统是指从业由图可知，固定无线接入系统是指从业务节点接口到用户终端部分或全部分采用了务节点接口到用户终端部分或全部分采用了无线方式，所连接的网络一般是接入到无线方式，所连接的网络一般是接入到PSTNPSTN。 系统由三个部分组成，即网络侧的基站系统由三个部分组成，即网络侧的基站控制器、无线基站及用户单元。控制器、无线基站及用户单元。 由传来的信号经过基站控制设由

49、传来的信号经过基站控制设备处理后，传输给基站，在基站进行复用、备处理后，传输给基站，在基站进行复用、调制等一系列处理后经天线发送给用户单元，调制等一系列处理后经天线发送给用户单元，然后传输至用户的终端设备。然后传输至用户的终端设备。 2. 2.无线本地环路一点多址系统（无线本地环路一点多址系统（DRMASSDRMASS） DRMASSDRMASS是在交换机与数据终端之间用无线是在交换机与数据终端之间用无线方式连接的点到多点的通信系统，如图所示。方式连接的点到多点的通信系统，如图所示。 DRMASSDRMASS由基站、中继设备和终端站三部分由基站、中继设备和终端站三部分构成。构成。基站与交换机相

50、连。基站与交换机相连。 （1 1）基站：由集线器、基站控制器、）基站：由集线器、基站控制器、TDMTDM控制单元组成。控制单元组成。 集线器：最多可以提供集线器：最多可以提供10241024个接口，把个接口，把10241024个用户以个用户以16:116:1集中到集中到6464个时隙，即两路个时隙，即两路2Mbit/s2Mbit/s数字流，其中有数字流，其中有 6060个时隙用来传送个时隙用来传送电话和数据。电话和数据。 基站控制器：提供监视、测试、控制功基站控制器：提供监视、测试、控制功能。能。 TDMTDM控制单元：在下行发送路径中，控制单元：在下行发送路径中，TDMTDM控制单元将集线器

51、输出的控制单元将集线器输出的 2.048Mbit/s2.048Mbit/s数字数字流转换成流转换成2.496Mbit/s2.496Mbit/s的无线的无线TDMTDM信号；上行信号；上行过程则相反。过程则相反。 （2 2）中继站：对上下行信号进行双向再）中继站：对上下行信号进行双向再生中继传输，以扩大服务范围，其服务半径生中继传输，以扩大服务范围，其服务半径最大可达最大可达540km540km。 （3 3）终端站：包括下话单元和用户单元，）终端站：包括下话单元和用户单元，用户单元中用户线可通过加装用户线路板单用户单元中用户线可通过加装用户线路板单元来增加。元来增加。 3. 3.甚小型天线地球站

52、（甚小型天线地球站（VSATVSAT）系统）系统 VSATVSAT是甚小口径天线卫星地球站通信系统是甚小口径天线卫星地球站通信系统（Very Small Aperture TerminalVery Small Aperture Terminal）的英文缩）的英文缩写，是一种主要工作在写，是一种主要工作在KuKu波段波段(11(1114GHz) 14GHz) 的的一种软件控制的智能化的小型地球站。一种软件控制的智能化的小型地球站。 系统是由天线尺寸小于系统是由天线尺寸小于2.42.4米、米、G/TG/T值低值低于于19.7dB/K19.7dB/K、设备紧凑、功耗小、价格低、设备紧凑、功耗小、价格

53、低廉的卫星用户小站和一个枢纽站组成星状或廉的卫星用户小站和一个枢纽站组成星状或网状的通信网，能够支持网状的通信网，能够支持 2Mb/s2Mb/s以下低速数以下低速数据的单向或双向通信。据的单向或双向通信。 枢纽站起主控作用，整个卫星的传输线枢纽站起主控作用，整个卫星的传输线路由地球站至卫星的上行链路和卫星至地球路由地球站至卫星的上行链路和卫星至地球站的下行链路组成。各用户终端之间以及枢站的下行链路组成。各用户终端之间以及枢纽站与用户终端之间的联系，各通过各自的纽站与用户终端之间的联系，各通过各自的VSATVSAT沿上、下行链路并依靠卫星的中继加以沿上、下行链路并依靠卫星的中继加以实现。实现。

54、VSAT VSAT卫星通信网通过卫星共用信道建立卫星通信网通过卫星共用信道建立通信链路，采用多址规约。多址方式是指在通信链路，采用多址规约。多址方式是指在卫星覆盖区内的多个地球站，通过同一颗卫卫星覆盖区内的多个地球站，通过同一颗卫星的中继，建立两址和多址之间的通信。主星的中继，建立两址和多址之间的通信。主要有频分多址、时分多址、码分多址和空分要有频分多址、时分多址、码分多址和空分多址等四种。多址等四种。 二、二、移动无线接入网移动无线接入网 移动通信是指移动体与固定体或一个移移动通信是指移动体与固定体或一个移动与另一个移动体之间的信息交换。移动接动与另一个移动体之间的信息交换。移动接入网是为移

55、动体用户提供各种电信业务。入网是为移动体用户提供各种电信业务。 移动接入网使用的频段范围很宽，可包移动接入网使用的频段范围很宽，可包括高频、甚高频、特高频和微波等。括高频、甚高频、特高频和微波等。 1. 1.蜂窝移动电话系统蜂窝移动电话系统 蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但具体的实现直到七十年代随着半导体技术的具体的实现直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术的发展才为蜂窝移动通信的实现提供了技术的发展才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。系统如图基础。系统如图6.186.18所示。所示。 图图6.18 6.18 蜂窝移动通信系统结构蜂窝移动通信系统结构 移动通信区由多个相连接的小区（称蜂移动通信区由多个相连接的小区（称蜂窝）组成，每一个蜂窝区内由一个蜂窝基站窝）组成，每一个蜂窝区内由一个蜂窝基站和一群移动用户组成。每个用户移动台与基和一群移动用户组成。每个用户移动台与基站通信，基站与移动电话交换中心站通信，基站与移动电话交换中心 （MSCMSC）相连。相连。MSC MSC 控制呼叫信令和处理，协调不同控制呼叫信令和处理，协调不同蜂窝区间的切换。蜂窝区间的切换