接入网第一章

1、接入网技术参考书1、宽带接入技术及应用郭世满，马蕴颖等编著.北京邮电大学出版社，2006 2、接入网技术张中荃主编. 人民邮电出版社,2003 3、接入网技术雷维礼等编著. 清华大学出版社,20064、宽带接入网络工程刘有信主编. 国防工业出版社,20035、综合宽带接入技术陶智勇，周芳等编著.北京：北京邮电大学出版社，20026、接入网及其V5接口曲桦，李转年等编著.北京：人民邮电出版社，19997、ADSL和DSL技术郭士秋编著.北京：清华大学出版社，2001课程章节1、接入网概述 2、接入网中的基础技术 3、V5接口 4、铜线接入技术（HDSL + HDSL2、ADSL 、VDSL）5、

2、光纤接入技术（PON 、APON 、EPON+GPON 、AON）6、有线电视接入技术（HFC 、Cable Modem、机顶盒） 7、无线接入技术（基本概念、ATM+WLAN、WiMAX）8、IP接入技术 （2）9、电力线宽带接入 （1）10、网络电视技术 和家庭网络（自学）考核方式平时成绩+论文/考试具体接入技术的应用背景、技术基础、基本原理、关键技术、发展现状及趋势、优缺点等。论文包括基本技术原理、最新进展、横纵向比较、自己观点等。讲解、答疑、讨论几个基本知识1、目前，窄带与宽带的划分速率小于2Mb/s的为窄带、亚宽带；速率大于2Mb/s的为宽带。2、研究调查显示，亚宽带比宽带更有居民市

3、场。3、据报道，采用DWDM技术，目前最大带宽已达3T，而且这个数值还在提高网络演进的发展方向1、向多元化的宽带接入网演进2、向以光联网为基础的下一代传送网演进3、向以IPv6为基础的下一代互联网演进4、向以3G为代表的下一代移动通信网演进5、向以软交换为核心的下一代交换网演进第一章 接入网概述1.1 接入网的基本概念1.2 接入网的分类1.3 接入网提供的综合业务1.1 接入网的基本概念1.1.1 接入网的定义与定界1接入网的定义 从整个电信网的角度，可以将全网划分为公用电信网和用户驻地网（Customer Premises Network，CPN）两大块，其中CPN属用户所有，故通常电信网

4、指公用电信网部分。公用电信网往往分为两部分：核心网与接入网，核心网又可划分为长途网（长途端局以上部分）与中继网（即长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分）。接入网（即端局至用户之间的部分） 接入网（ANAccess Network）是整个电信网（TNTelecommunicationNetwork）的一个子网，其作用是连接用户网络（UNUser Network）与业务节点（SNService Node），为用户提供各种业务的透明传输。接入网作为电信网中一个新概念产生于20世纪90年代。在电信网中引入接入网的目的是为了突破传统用户环路在整个电信网中的“瓶颈效应”，进而实现用户之间或用户与业务节

5、点之间的信息高速公路，使来自各种用户终端的或业务节点的信息之“车”能方便、快捷地登上信息高速公路，并以最快的速度，安全、可靠地抵达信息目的地。接入网的引入将使传统电信网的结构发生重大变化，传统的用户环路将由接入网取代。这不仅会使网络中业务节点的覆盖范围扩大，从而导致整个网络需要的业务节点数减少，整个网络结构简化以及投资减少，而且会促使网络向宽带化、智能化、综合化和个人化的方向发展，从而导致目前的三大网络电话网、计算机网和电视网融合，进而实现“三网合一”。电信网是为众多用户服务的多个点到点的电信系统的集合。它是将多个点到点的电信系统通过交换设备或交叉连接设备按一定的网络拓扑结构集合在一起而构成的

6、。传统网络图1.1.3示出传统电信网的结构摸型。由图可知，构成传统电信网的基本要素有四个，即：用户终端设备（UTEUser Terminal Equipment）、网络节点（NNNetwork Node）、传输链路（TLTransmission Link）和用户环路（SLSubscriber Loop）。：UTE：NN：TL：SLCN图1.1.3传统电信网结构模型用户终端设备是电信网中的源点（信源）和宿点（信宿）。其主要功能是发送信息和接收信息。它包括一些变换和反变换装置，完成相应的信号变换与处理功能。对于发送终端设备，其主要功能是把待发送的信息变换为信道上可传送的信号；对于接收终端设备，其主

7、要功能是把信道上送来的信号恢复为信宿能接收的信息。 除此之外，终端设备还必须能够按一定协议产生、发送和接收、识别各种信令信号。这些信令信号在电信网内的作用有二：其一，用于自动交换；其二，用于收、发两用户终端设备之间的相互联系和握手应答。对应于不同的电信业务，有不同的信源和信宿，因而存在不同的变换与反变换装置。 所以，对应于不同的电信业务，存在不同的用户终端设备。例如，对应于电话业务的用户终端设备是电话机；对应于数据业务的用户终端设备是数据终端（如个人计算机）；对应于传真业务的用户终端设备是传真终端（如传真机）；对应于视像业务的用户终端设备是视像终端（如电视机）等。网络节点是电信网的核心。网络节

8、点的核心设备是节点交换机，它的基本功能是自动完成接入该节点的链路的汇集、转接接续和交换任务。为此，节点交换机必须能够按照预先规定的一套协议，自动产生、发送和接收、识别工作中所需的各种信令信号。 对应于不同的电信业务，节点交换设备的性能要求不同。例如，对于电话业务来说，由于通信的实时性要求，不允许网络引入明显的传输时延，因此，目前主要采用直接接续通话的电路交换方式；对于数据业务来说，由于计算机终端和数据终端通常有各种不同速率，并且，它们对通信的实时性常常没有要求，因此，一般采用存储转发交换方式；对于图象等宽带业务，为了提高效率，则采用先进的ATM宽带交换方式。传输链路是网络节点之间的信号传输通路

9、，它是由网络节点之间的物理连接媒介及其相应的传输设备组成的。其任务是在网络节点之间高速、可靠地传送信号。传输链路的实现方式很多，按照所用的传输媒质，可将其分为两大类：有线传输链路和无线传输链路。前者包括明线、电缆、光纤传输系统；后者包括微波、卫星传输系统等。多个网络节点由传输链路连接起来，形成电信网的核心，故称其为电信网的“核心网”。用户环路是连接网络节点与用户终端设备的传输线路，又叫用户线。它是把各种业务的不同用户终端设备连接到电信网的网络交换节点的必由之路。用户环路既可以采用双绞线、音频电缆、明线、同轴电缆、光纤等有线传输方式，也可以采用一点对多点等无线传输方式。 无论采用何种传输方式，用

10、户环路与用户终端设备之间总是一一对应的关系，即一个用户终端设备占用一条用户环路，且一条用户环路只能由一个用户终端设备所占用。需要指出，上述四个基本要素仅仅构成了电信网的“硬件”。一个完整的电信网应当由“硬件”和“软件”两部分组成。所谓“软件”是指电信网的各种规约，其中包括各种信令、协议和标准。这些“软件”的作用是使用户之间、用户与网络节点之间以及网络节点之间建立起共同的“语言”，以便网路能够合理地运行并受到正确的控制，从而达到任意两个用户之间能够快速接通并相互交换信息的目的。 需要强调的是随着技术的发展，“软件”在整个电信网中作用越来越重要，因为电信网的性能在很大程度上决定于“软件”。另外，为

11、了实现灵活和多用，网络中许多原来由“硬件”完成的任务目前都由“软件”来完成，因此，“软件”在整个电信网中的地位变得越来越重要。目前，图1.1.3中的核心网的带宽已经比较宽了。可以认为核心网基本实现了信息的宽带高速传输。但是，用户环路的带宽却很窄，一般只有一个模拟话路的带宽（4kHz）。如果把网络节点看成信息高速公路的入口，则用户环路就像一条“羊肠小道”，成为限制整个电信网传输各种业务信息的“瓶颈”。 为了适应电信网向用户提供多种业务，特别是宽带业务的需要，则必须拓宽这条“羊肠小道”，打破其“瓶颈”限制。这样便产生了接入网这一新技术。在现代电信网中，接入网将取代传统的用户环路，从而真正实现信源到

12、信宿的信息高速公路。图1.1.4示出现代电信网的结构模型。由图可知，现代电信网由四大部分组成：核心网（CN）、接入网（AN）、用户网（UN）和电信管理网（TMN）。 ANQ3Q3SNICNUNIUNTMN图1.1.4现代电信网结构模型核心网由业务节点（SNService Node）（注意：概念上SN不同于前面提到的NN）和传输链路构成，主要完成信息的交换与传输任务； 接入网由传输媒质（如双绞线、同轴电缆、光纤或无线电波等）和传输设备（如复用设备、集中设备与交叉连接设备等）构成，连接用户网络与核心网，完成用户终端设备与业务节点之间的信息传输任务； 用户网络是许多用户终端设备及其与接入网设备连接媒

13、质的集合，完成两者之间的信息传输任务；电信管理网是整个电信网的一个支撑网，主要完成对整个电信网（主要是核心网和接入网）的操作、维护与配置等管理任务。现代电信网与传统电信网相比，有如下重要区别：（1）核心网是多业务综合的交换与传输平台在现代电信网中，核心网是一个多业务综合的宽带交换与传输网络。因此，各种业务（话音、数据、视像等）都可以综合在同一个网络平台上进行交换与传输。然而，在传统电信网中，不同的业务一般只能由不同的网络来传送。 在目前的电信网中，电话网是规模最大的电信网，其发展已经历了一百多年。该网络的结构是以电话业务为传送对象而设计的。因此，电话网是最适于话音信号传输的网络。 当然，电话网

14、也可以作为一些非话业务的传送平台，但所传送的非话业务必须与话音业务兼容。显然，对于非话业务，电话网并不是理想的网络。而对于某些业务（如视像）的传送，电话网则更是无能为力。 虽然，模拟电话网目前已完成数字化改造，然而，即使对于数字电话网来说，其大部分用户环路目前仍然是模拟的，其交换与传输处理方式也是针对电话业务且以一个数字话路（64kb/s）为单位进行的。显然，这种处理方式对于某些非话业务未必是可行或有效的。例如，对于低速数据业务，必须先采用复用技术将其装入零次群（64kb/s）才能进行交换与传输。（2）接入网消除了用户环路的“瓶颈效应”如图1.1.5所示，在传统电信网中，用户环路的可用带宽一般

15、只有4kHz，因此成为用户终端设备与网络节点之间的“瓶颈”；在现代电信网中，接入网能够提供用户终端设备所要求的传输带宽，从而消除了用户终端设备与业务节点之间的“瓶颈效应”，进而可以实现用户端到端的信息高速公路。 UTESN（a）SLUTESN（b）AN图1.1.5AN击破了SL的“瓶颈效应”（3）接入网提高了用户环路中传输媒质的使用效率在传统电信网中，一条用户环路只能连接一个用户终端，其使用效率较低；在现代电信网中，由于接入网采用了复用技术、集中技术以及交叉连接技术，可使一个小区、一个单位、甚至一个地区的多个用户终端共享同一传输媒质，因此大大提高了传输媒质的使用效率，从而可以有效地降低网络建设

16、的成本。（4）接入网支持全业务（FSFull Service）综合接入在传统电信网中，用户环路只能支持电话、传真、低速数据等少量窄带业务的接入；在现代电信网中，接入网能够同时支持各种业务，包括话音、数据、视像等宽带多媒体业务的综合接入，从而促使整个网络向全业务网（FSNFull Service Network）发展。（5）接入网支持“三网合一”在现代电信网中，由于接入网的引入，网络将向宽带化、智能化、综合化和个人化的方向发展，从而导致目前的三大网络电话网、计算机网和电视网的融合，最终实现“三网合一”。（6）网络的结构与性能发生重大变化现代电信网与传统电信网相比，网络的结构与性能将发生重大变化。

17、首先，接入网的引入会使业务节点的覆盖范围扩大，从而可以减少网络中业务节点的数量。这不仅简化了整个网络的物理结构，减少了网络的投资，而且能够提高网络的运行效率与性能。 其次，由于现代电信网采用了功能强大的电信管理网，因此大大增强了网络的有效性、可靠性和灵活性，进一步提高了网络的运行效率和整体性能指标。所有这些，都使现代电信网的性能价格比，与传统电信网相比得到较大提高。 1.1.3 接入网由来 接入网是由用户环路发展演变而来的。为了满足各种各样的电信业务能在用户终端和网络节点之间快速可靠地传递，必须对用户环路提出新的更高的要求。（1）用户环路必须数字化、宽带化和综合化数字通信具有抗干扰能力强、便于

18、采用大规模集成电路、容易实现保密、容易实现电信网的计算机统一管理以及便于实现各种业务的综合化传输和处理等一系列优点。因此，核心网首先向数字化发展，并基本完成了数字化任务。用户环路要担负起向用户提供多种非话新业务的重任，其数字化则不可避免。随着信息社会的到来，人们对于高速数据、视像等宽带业务的需求日益增多。传输宽带业务需要宽带高速信道，因此，用户环路的宽带化则势在必行。除了传送电信新业务的需要，市场竞争的压力也是促使用户环路宽带化的又一动力。 用户环路综合化的目的，是通过同一用户环路同时向用户提供多种速率的不同业务服务。这不仅可以提高电信网为用户服务的灵活性，而且可以提高电信网的运行效率，从而达

19、到降低运营成本、增加电信业收入的目的。为了实现用户环路的数字化、宽带化和综合化，近年来已相继开发出多种新技术，并陆续投入使用，例如：光纤用户环路（FITL）、高速数字用户环路（HDSL）、不对称数字用户环路（ADSL）以及混合光纤/同轴电缆（HFC）等。这些技术我们将在后面介绍。（2）用户环路应具有灵活性、可靠性、资源共享性和便于管理的功能不同用户对电信新业务的需求各不相同，这就要求用户环路应当具有一定的灵活性。电信越普及，其可靠性显得越重要。，确保通信畅通、可靠，历来受到电信管理部门的高度重视。所以，用户环路无论采用什么样的新技术，都必须首先确保其应有的可靠性。用户环路资源共享是指：一条用户

20、环路同时为多个用户共用；多条用户环路集中在一起，为更多的用户共用。这显然是提高用户环路使用效率，降低网络成本的必要手段。用户环路的管理是保证其做到灵活、可靠和资源共享的技术保证。只有具备完善的管理，才能使用户环路作到高效、灵活以及可靠地运行。显然，上述这些要求，对于传统的用户环路来说是不可能达到的。新技术的引入既增强了用户环路的功能，也使之变得更加复杂。“用户环路”逐渐失去了连接点到点的“线路”的特征，而逐渐表现出交叉连接、复用、传输、管理等“网络”所具有的特征。于是，原有的“用户环路”由于新技术的不断引入，逐渐发展演变为“接入网”。从比较简单的“用户环路”到比较复杂的“接入网”，其发展动力可

21、归结为如下两点：其一，社会的需求；其二，技术的推动。而社会需求产生的作用往往超过技术推动的作用。这一结论提醒我们，在发展接入网这一新技术时，不要忘了技术，更不要忘了市场。只有把市场和技术有机的结合起来，才能促进接入网快速发展。 按照ITU-T G.902的定义，接入网（AN）是由业务节点接口（Service Node Interface，SNI）和相关用户网络接口（User Network Interface，UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的，它是一个为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由Q3接口配置和管理。它完成将用户接入到核心网的过程。2接入网的

22、定界 接入网所覆盖的范围可由三个接口来定界，即网络侧经由SNI与业务节点（Service Node，SN）相连；用户侧经由UNI与用户相连；管理方面则经Q3 接口与电信管理网（Telecommunications Management Network，TMN）相连。 接入网的定界 用户接入网示意图SN是提供具体业务服务的实体，是一种可接入各种交换型和（或）永久连接型电信业务的网元。对交换业务来说，业务节点提供接入呼叫和连接控制信令，进行接入连接和资源处理。可以提供规定业务的SN有：本地交换机、IP路由器、或者特定配置下的点播电视和广播电视SN等。可见， SN是不同于传统的NN（网络节点）的。在

23、概念上，SN和NN都是用来描述电信网中的交换节点的，但前者要比后者描述得更准确、具体和合理。实际上，NN只是描述电信网中交换节点的交换功能；而SN不仅描述了其交换功能，而且描述了其所交换的业务与种类。另外，允许一个接入网与多个SN相连。这样，一个接入网既可以接入到分别支持特定业务的单个SN，又可以接入到支持相同业务的多个SN。而用户网络接口与SN的联系是静态的，即该联系的确定是通过与相关SN的协调指配功能完成的，给SN分配接入承载能力也是通过指配功能完成的，这在概念上相当于把接入网划分为多个虚接入网，至少每个SN有一个虚接入网与其对应。在具体实现上，则是在同一物理配置内，对所有接入网资源进行统

24、一的综合管理。完成这一管理任务的是TMN。1.1.2 接入网的功能结构一、通用协议参考模型 接入网的功能结构是以ITU-T建议G.803的分层模型为基础的，G.803的分层模型将网络划分为：电路层（Circuit Layer，CL）传输通道层（Transmission Path layer，TP）传输媒质层（Transmission Media layer，TM），最新建议规定传输网只包含TP和TM层，电路层将不包含在传输网范畴内，而接入网目前仍将电路层包含在内。UNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP图1.4.1 接入网功能结构分层CLAFTMTPCLTMTPSNQ3AN

25、TESN-SMFUNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP图1.4.1 接入网功能结构分层CLAFTMTPCLTMTPSNQ3ANTESN-SMFUNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP图1.4.1 接入网功能结构分层CLAFTMTPCLTMTPSNQ3ANTESN-SMFUNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP图1.4.1 接入网功能结构分层CLAFTMTPCLTMTPSNQ3ANTESN-SMFUNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP图1.4.1 接入网功能结构分层CLAFTMTPCLTMTPSNQ3ANTESN

26、-SMFUNIQ3SNITMTMTPTPCLCLAFTMTPTMTP CLAFTMTPCLTMTPSNQ3ANTESN-SMF图1.4.1 接入网功能结构分层接入网的功能结构是分层的，如图1.4.1所示。该分层是以图1.4.2所示的接入网分层模型为基础的。 接入承载处理功能层（AF）电路层（CL）通道层（TP）传输媒质层（TM）接入承载能力要求系统管理层管理图1.4.2 接入网分层模型图1.4.2所示的接入网分层模型是接入网通用协议参考模型，它是以ITU-T G.803协议结构模型为基础建立的。建立接入网分层模型的目的有二：一是为了明确接入网中各实体之间的互连关系，进而为实现接入网功能和建立通

27、信协议提供依据；二是为了便于TMN对接入网进行有效的管理，以利于接入网资源的有效利用及其可靠性与灵活性的提高。由图1.4.2可知，接入网分层模型有四层，即接入承载处理功能（AF）、电路层 （CL）、通道层（TP）、传输媒质层（TM）。其中，后三层构成传送层。传送层有如下主要特点：其一，在传送层中，每一层包含三个基本功能：即适配、终结和矩阵连接；其二，三层之间相互独立，各层有自己独立的操作和维护能力（如保护倒换和自动恢复等）。这种规定对改进各层的功能带来极大的灵活性，并最大程度地降低了对其他各层的影响。其三，相邻两层之间的关系是服务与被服务的关系。 二、主要功能1、用户口功能（User Port

28、 Function,UPF）；2、业务口功能 (Service Port Function,SPF )；3、核心功能 (Core Function,CF)；4、传送功能 (Transfort Function,TF)；5、AN系统管理功能 (System Management Function,SMF)； 用户接入网功能结构图1用户口功能（UPF）（1）终结UNI功能。（2）A/D转换和信令转换。（3）UNI的激活/去激活。（4）处理UNI承载通路/容量。（5）UNI的测试和UPF的维护。（6）管理和控制功能。2业务口功能（SPF） （1）终结SNI功能。 （2）将承载通路的需要和即时的管理以

29、及操作需要映射进核心功能。 （3）特定SNI所需要的协议映射。 （4）SNI的测试和SPF的维护。 （5）管理和控制功能。3核心功能（CF）（1）接入承载通路处理。（2）承载通路集中。（3）信令和分组信息复用。（4）ATM传送承载通路的电路模拟。（5）管理和控制功能。4传送功能（TF）（1）复用功能。（2）交叉连接功能（包括疏导和配置）。（3）管理功能。（4）物理媒介功能。5AN系统管理功能（AN-SMF） （1）配置和控制。 （2）指配协调。 （3）故障检测和指示。 （4）用户信息和性能数据收集。 （5）安全控制。 （6）协调UPF和SN（经SNI）的即时管理和操作功能。 （7）资源管理。1

30、.1.3 接入网的拓扑结构 网络的拓扑结构是指组成网络的物理的或逻辑的布局形状和结构构成，可以进一步分为物理配置结构和逻辑配置结构。物理配置结构指实际网络节点和传输链路的布局或几何排列，反映了网络的物理形状和物理上的连接性。接入网最基本的结构有星型、总线型和环型。通过这三种形式可以组合成双星型、总线型/星型、环型/星型等多种结构。另外星型还可以变换成树型，一般用于有线电视用户接入。交换端局用户1用户2用户3节点1节点2 星型网络结构总线结构环型结构1.7 接入网接口1.7.1 UNIUNI位于接入网的用户侧，是UTE与接入网之间的接口。接入网通过UNI为用户提供各种业务服务。对于不同的业务种类

31、，应当采用不同的接入方式；而不同的接入方式对应着不同的接口类型。UNI分为独享式和共享式两种。 所谓独享式UNI是指UTE通过UNI只能接入到一个SN；所谓共享式UNI是指UTE通过UNI可以接入到多个SN，如图1.7.1所示。 逻辑UPF逻辑UPFTM层终端UPFSPFSPFSN（a）SN（b）SNISNIVPa VPb UNITM层终端UPFUPFVPa VPb AN图1.7.1 共享式UNI的配置由图1.7.1可知，一个共享式UNI可以支持多个逻辑接入，每个逻辑接入通过不同的SNI连向不同的SN，而不同的逻辑接入则由不同的用户口功能（UPF）支持。接入网的系统管理功能（ANSMF）则对U

32、NI的传输媒介层进行监控，并协调与SN的操作。1.7.2 SNISNI位于接入网的SN侧，是接入网与SN之间的接口。它独立于SN和交换机，支持很宽范围的接入类型，把不同业务的SN通过不同的SNI与接入网相连，进而向用户提供多种不同的业务服务。如果接入网的SNI侧与SN的SNI侧不在同一地点，则需要用透明传送通路进行远地连接。（1） SN种类仅支持一种专用接入类型；可支持多种接入类型，但所有接入类型的接入承载能力相同；可支持多种接入类型，且每种接入类型的接入承载能力不同。SNI应当按照SN的具体种类，并根据所选的接入类型、接入承载能力和业务要求来规定。对于仅支持一种特定业务的SN与接入网的连接，

33、如图1.7.2所示。图中示出一个AN与两个支持不同业务的SN连接的情况。其中，SN（a）为支持N-ISDN和B-ISDN点播业务的本地交换机，相应的SNI为ATM方式；SN（b）为支持B-ISDN点播业务和ATM租用线业务的ATM交换机，相应的SNI为ATM方式。图1.7.2 支持特定业务的SN配置SN（a）（业务#1） SNI（业务#1） SNI（业务#2） AN SNI（业务#1） SNI（业务#2） （对应SN（a） （对应SN（b） SN（b）（业务#2） 目前，支持一种业务的SN有如下几种：单个本地交换机。它可以支持PSTN业务，N-ISDN业务，B-ISDN业务或PSPDN（分组交

34、换公用数据网）业务等；单个租用线SN。它可以支持以电路交换方式为基础的租用线业务，以ATM交换方式为基础的租用线业务以及以分组交换方式为基础的租用线业务等；特定配置下提供数字图象和声音点播业务的SN；特定配置下提供数字或模拟图象和声音点播业务的SN。 对于支持一种以上业务的SN与接入网的连接，如图1.7.3所示。图中SN（c）称为模块式SN。这种SN经单个SNI与接入网相连，接入网用户侧的UNI则按不同的业务有不同的形式，但都与同一个SN相对应。 2 SNI类型正如SN的概念与NN的概念不同那样，SNI的概念也与传统的网络节点接口（NNI）的概念不同。根据SNI的定义，SNI的概念已经比传统的

35、NNI的概念大大扩充，它可以独立于SN和交换机，支持很宽范围的接入类型。表1.7.1总结了不同的接入类型及采用的相应标准化SNI。表中“*”表示采用。前已述及，不同的SN有不同的SNI与之对应。SNI是由交换机的用户接口演变、发展而来。在传统电信网中，不同的NN有不同的用户接口。例如，数据通信网的用户接口是X接口；ISDN网的用户接口是I接口；而电话网的用户接口则有两类：即Z接口（模拟接口）和V接口（数字接口）。 Z接口支持模拟用户终端接入； V接口支持数字用户终端接入。支持数字用户终端接入的V接口经历了从V1接口到V5接口的发展过程。其中，V1到V4接口都是专用的封闭接口；而V5接口却是适用

36、于电话网、数据网和ISDN网的标准化、综合化、开放式接口。关于V5接口，在后面章节将进行专门介绍。1.7.3 Q3Q3是接入网与TMN的接口，也是TMN与电信网各被管理部分连接的标准接口。作为电信网的一部分，接入网的管理也应纳入TMN的管理范围之内。接入网通过Q3标准接口与TMN相连来实现TMN对接入网的管理与协调，从而提供用户所需的接入类型及承载能力。1.8 接入网管理接入网的管理应当纳入TMN的管理范围之内。TMN对接入网的管理包括接入网的操作、控制、监测与维护等所有功能。1.8.1功能管理结构TMNAN-OSFSN-OSFQ3Q3Q3SNISN-NEFAN-NEFUNIANSN（a）TM

37、N1AN-OSFSN-OSFXQ3Q3SNISN-NEFAN-NEFUNIANSN（b）TMN2图1.8.1 接入网功能管理结构由图可知，TMN对AN的管理是由AN-OSF（接入网操作系统功能单元）负责进行的；TMN对SN的管理是由SN-OSF（业务节点操作系统功能单元）负责进行的。AN-OSF通过Q3接口负责对AN-NEF（接入网网元功能组）进行管理；SN-OSF则通过Q3接口负责对SN-NEF（业务节点网元功能组）进行管理。TMN对AN的管理与TMN对SN的管理是有联系的。 为了协调TMN对AN和SN的管理，AN-OSF和SN-OSF 可以通过Q3接口或X接口（X接口是数据通信网中的标准化

38、接口）实现互联，协调操作。当AN与SN同属一个TMN管理（即AN-OSF和SN-OSF属于同一网络运营者管辖）时，通过Q3接口互联；当AN与SN分别由两个不同的TMN管理（即AN-OSF和SN-OSF不属于同一网络运营者管辖）时，则通过X接口互联。 TMN对AN的管理是通过AN-OSF对AN-NEF的管理来实现的。具体说，AN-OSF是通过Q3代理和管理信息库（MIB）来实施对AN-NEF的管理，如图1.8.2所示。 TMNAN-OSFMCFMCFQ3Q3代理和MIBANSMFAN-NEFUPFCFSPFTF 图1.8.2 AN-OSF对AN-NEF的管理图1.8.2中各单元的功能可简述如下：

39、AN-OSF：对网管信息进行处理与存储，以实现对AN-NEF的控制与监测。TMN通过AN-OSF对接入网进行监测、控制与维护。AN-OSF监测并控制接入网的性能指标；控制接入网的各种运行功能，包括用户口功能的硬件实施；控制着接入网的维护，并根据接入类型和实施方式确定其测试能力和规程。MCF（消息通信功能）：负责消息的传送，但不产生和终止消息。Q3代理：响应网络管理者发出的管理操作命令，代表网络管理者执行对被管对象的管理操作，代表被管对象向网络管理者发出事件报告。MIB（管理信息库）：按一定结构形式储存所有被管对象的属性等数据。AN-SMF（接入网系统管理功能）：包括Q3代理、MIB和MCF。它

40、既作为TMN的代理，实施对AN-NEF的管理；又作为AN的代理，与TMN进行通信。对接入网实施的控制，在送往接入网各功能组之前，要先由AN-SMF进行预处理；对接入网实施的监测在送往各功能组之前，也要先由AN-SMF进行预处理。除了控制、监测接入网的各功能组之外，AN-SMF还具有配置（设备配置、软件配置）与管理（故障管理、性能管理和安全管理）的功能。AN-NEF：它是接入网中的被管理对象，接受来自Q3代理的管理命令。由图1.8.2可知，AN-NEF包括：用户口功能组（UPF）、核心功能组（CF）、传送层功能组（TF）和业务口功能组（SPF）。TMN是通过对AN-NEF的管理来实现对接入网的管

41、理的。 TMN对接入网的管理内容主要有：性能检测与控制；配置管理；故障管理；即时与非即时管理等。性能检测与控制主要监测接入网的误码性能，并使所有信道维持在合格的性能水平上。如果某些信道不能满足要求的误码指标，则管理系统会阻塞该信道。配置管理包括设备配置管理和软件配置管理两部分。设备配置管理始终监视接入网的逻辑表示与具体实现之间的对应关系，对现场可替代单元可进行使用、读、修改、删除等操作；软件管理包括软件下载，版本管理，软件故障检测与恢复等。故障管理包括故障检测、定位、测试与指示等。即时管理要求对时间相应的实时性较强，需要在AN与SN之间进行实时协调。该协调是由AN-SMF通过SNI与SN-SM

42、F之间的通信来完成的。即时管理的例子有：由于接入网内部的故障需阻断用户口；根据每次呼叫分配接入承载能力；承载信道的保护倒换；控制信息或用户信令承载能力的分配；控制信息或用户信令承载通路的倒换；因测试而对用户口的阻塞等。非即时管理对时间响应的要求不高。例如，对于UNI的指配要求SNI两侧相互协调。这一功能可由AN-SMF和SN-SMF通过Q3接口协调实现（参见图1.3.1和图1.4.1）。1.8.2 AN-NEF管理TMN对AN的管理是通过对AN-NEF各功能组的管理来实现的。下面分别介绍TMN对AN-NEF各功能组的管理内容。1、用户口功能组的管理用户口功能组的管理包括用户口控制和用户口测试。

43、分述如下：（1）用户口控制用户口控制包括激活/去激活功能、阻断/去阻断功能、配置功能与测试功能等。激活/去激活功能是将UNI和用户终端置于激活/去激活状态。如果该功能是由UNI或SN实行的，则是为了进行业务配置 ；如果该功能是由AN-OSF实行的，则是为了进行维护。阻断/去阻断功能是将用户口置于运行或非运行的状态。配置功能则是根据UNI的指令、功能的安排、所需接入的承载能力等对某个特定的用户口进行限定。该功能只由AN-OSF实行。测试功能在用户口和UNI内进行故障定位，有时故障定位也包括用户设备。该功能也只由AN-OSF实行。（2）用户口测试用户口测试包括故障检测与指示，以及性能监测等内容。故

44、障检测与指示给出用户口功能是否正常，以及不正常的状态等信息。检出的故障信息要报告给AN-OSF；若需对用户口阻断业务，则阻断信息还要报告给SN-SMF。性能监测则提供有关UNI性能的信息，如比特误码等。性能状态信息要报告给AN-OSF和SN-SMF。2、核心功能组的管理核心功能组的管理包括对承载体的分配、适配以及对协议处理进行监控等。这类管理功能是由AN-SMF对核心功能组实施的，并由AN-OSF进行控制。对即时管理而言，核心功能组的管理则由SNI进行，但需要由AN-SMF进行协调。核心功能组的管理包括核心功能控制与核心功能监测 （1）核心功能控制核心功能控制包括承载分配、承载适配、协议承载分

45、配、协议映射等。非即时配置由AN-OSF控制；即时配置则由SNI控制。（2）核心功能监测核心功能监测包括故障检测与指示以及性能监测等内容。故障检测与指示的作用是指出核心功能是否正常，以及不正常的状态信息。非限时情况下，故障信息报告给AN-OSF；限时情况下，故障信息则报告给SN-SMF。性能监测功能提供由核心功能测定的性能状态信息，如协议错误等，并将其报告给AN-OSF。3、业务口功能组的管理业务口功能组的管理包括业务口控制与业务口监测（1）业务口控制阻断/非阻断功能会根据故障情况将业务口置于运行/非运行状态。该功能由AN-OSF和SN-SMF实施。业务口配置功能根据SNI的指令（包括容量、信

46、道数、承载信道等）对某个业务口进行限定，该功能只由AN-OSF实施。（2）业务口监测业务口监测包括故障检测与指示以及性能监测。其中，故障检测与指示的作用是指出业务口是否正常，并将不正常的状态等故障信息报告给AN-OSF；性能监测功能则提供由业务口检测的性能信息，如比特误码等，并将其报告给AN-OSF。 4、送功能组的管理传送功能组提供接入网中的信息传送能力。它独立于那些与业务相关的管理功能（如用户口功能组、核心功能组、业务功能组等）。它包括传送功能控制与传送功能监测 （1）传送功能控制传送功能控制包括传送功能配置和保护倒换控制。前者是限定传输媒介层、传输通道层和电路层的，它只由AN-OSF实施

47、；后者则控制着保护倒换，以维护不同传送层的传送能力。保护倒换控制由AN-OSF实施。（2）传送功能监测传送功能监测包括故障检测与指示以及性能监测。前者指出不同传送层的连接是否正常，并将故障信息报告给AN-OSF，经过AN-SMF，对受影响的UNI或SNI进行阻断；后者提供传输性能的监测信息，如比特误码等，并将其报告给AN-OSF。1.8.3 AN-SMF管理AN-SMF的管理包括AN-SMF控制与AN-SMF监测。（1）AN-SMF控制AN-SMF控制包括配置和核查功能。前者对AN-SMF的性能评估、事件报告、安全与信息采集等进行控制；后者用于恢复所有相关配置及接入网的各功能与AN-SMF的状

48、态信息。（2）AN-SMF监测故障检测与指示的作用是指出AN-SMF各部分是否正常，以及不正常的状态，并将其报告给AN-OSF。用户接入网的特点根据接入网框架结构和体制要求，接入网的重要特征可归纳为如下几点。（1）接入网对于所接入的业务提供承载能力，实现业务的透明传送。（2）接入网对用户信令是透明的，除了一些用户信令格式转换外，信令和业务处理的功能依然在业务节点中。（3）接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务，接入网应通过有限个标准化的接口与业务节点相连。（4）接入网有独立于业务节点的网络管理系统（简称网管系统），该网管系统通过标准化接口连接电信管理网（TMN）。TMN实施对接入网的操作

49、、维护和管理。用户接入网与交换网相比，可概括为以下特点：1、业务量密度低；2、接入网成本高；3、接入网的成本差异大；4、接入网的成本与业务量大小无关；5、接入网设备的运行环境差；6、接入网的投资比例低，技术发展缓慢。1.9 接入网分类1.9.1 按传输媒质分类按所用传输媒质的不同进行分类，接入网通常可分为有线接入网和无线接入网两大类。其中，有线接入网又分为铜线接入网和光纤接入网、光纤/同轴混合（HFC）用户接入网；而无线接入网又分为固定无线接入网和移动无线接入网两类。无线接入网又包括蜂窝通信、地面微波通信和卫星通信等不同形式。不同的接入网需要用到不同的传输技术。在铜线接入网中，要用到有线传输技

50、术；在光纤接入网中，要用到光纤传输技术；而在无线接入网中，则要用到无线传输技术。因此，在整个接入网技术中几乎集中着全部电信传输技术。需要说明，在一个实际接入网中，有时会用到多种传输媒质，如既用到铜线，又用到光纤，甚至还同时用到无线传输。这样便出现了所谓混合接入网。混合接入网则要涉及多种电信传输技术。对于各种接入网的构成特点以及涉及到的传输技术，将在后面分章进行介绍。1.9.2 按传输带宽分类按传输带宽进行分类，接入网通常被分成窄带接入网和宽带接入网两大类。所谓窄带与宽带其实是相对的，它与当时的技术水平有关。就目前的技术水平而言，窄带与宽带的分界线一般是指2Mb/s。即传输速率大于2Mb/s的接

51、入网称为宽带接入网；传输速率低于2Mb/s的接入网称为窄带接入网。窄带接入网一般只能支持话音和中、低速数据业务；而宽带接入网可以支持话音、高速数据以及视频等各种业务。1.9.3 按传输技术分类按采用的传输技术进行分类，铜线接入网通常可被分为数字用户线（xDSL）接入；HFC用户接入网可分为电缆调制解调器（Cable Modem）接入；光纤接入网通常可被分为有源光网络（AON）、无源光网络（PON）等；无线接入网通常可被分为固定无线接入、移动无线接入、蜂窝线接入以及卫星无线接入等。1. 铜线接入网 如图所示的是一个典型的铜线接入网系统市内铜缆用户环。图中，端局与交接箱之间可以有远端交换模块（Re

52、mote Switching Unit，RSU）或远端（Remote Terminal，RT）。 端局本地交换机的主配线架（Main Distribution Frame，MDF）使用大线径、大对数的馈线电缆（数百数千对）连至分路点转向不同方向。应用较多的铜线接入技术主要有：ADSL和VDSL等数字用户线技术。配线架接线方式通信电缆中的线是用颜色来表示顺序的。颜色分为两组：1组：白红黑黄紫2组：兰橙绿棕灰现有的对绞线铜缆网规模庞大该网是最早的用户线路网，而且该网覆盖范围宽，数量大，是一项宝贵资源，据估计约有1000多亿美元的设施。因此，在考虑接入网技术时，应要充分利用这部分资源。采用FTTC技

53、术，就能较好的利用这部分资源，又能满足用户的业务需求，因此目前大多数用户对带宽业务的需求还不是很大，而对绞线铜缆通常能提供2Mb/s左右的速率，这已能满足大多数用户的需求。ADSL Modem的典型Internet接入ADSL Modem接入方式是目前铜线接入中应用最广泛的一种接入技术，其框图如下：ADSL技术第一代基于G.992.1标准；新一代ADSL2（G.992.3） ADSL2（G.992.5）传统的DSL铜线接入技术高比特率数字用户线（HDSL）单线数字用户线（SDSL）不对称数字用户线（ADSL）甚高速数字用户线（VDSL）德州仪器推出的UDSL基于LAN的以太网接入技术目前应用最

54、广泛的局域网传输方式。本身是一种局域网技术。容量分为10/100/1000Mbit/s三级1.2.2 光纤接入网 光纤接入网（或称光接入网）（Optical Access Network，OAN）是以光纤为传输介质，并利用光波作为光载波传送信号的接入网，泛指本地交换机或远端交换模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。光纤接入技术主要包括以下几种方案：1）混合光纤同轴；2）无源光网络；（PON）3）基于ATM的无源光网络；（APON）4）基于以太网的无源光网络。（EPON）此外还有有源光网络（AON）接入，但费用较高，不是发展重点。1.2.3 HFC用户接入网 HFC是有线电视（CA

55、TV）网和光纤网结合的产物，是目前将光纤逐渐推向用户的一种较经济的方式。主干线路是光纤，在ONU（光网络单元）之后，进入用户的最后一段线路用同轴电缆。HFC是一种副载波调制系统，用电的副载波去调制光载波，然后将光载波送入光纤进行传输。其接入方式如图所示：1.2.3 HFC用户接入网HFC的典型Internet接入1.2.4 无线接入网 无线接入网是以无线电技术（包括移动通信、无绳电话、微波及卫星通信等）为传输手段，连接起端局至用户间的通信网。 由于无线接入技术比传统的有线接入技术提供更多的自由度，因而，无线接入网结构要比传统的有线接入网结构简单得多，下面介绍无线接入网的一般结构。一、无线代替引

56、入线的结构二、无线代替配线和引入线的结构三、无线代替全部有线接入的结构固定宽带无线接入技术宽带ATM无线接入无线局域网技术蓝牙、UWB、ZigBee;Ad hoc、Wi-Fi、WiMAX、Mesh总结：宽带无线接入方案是新出现的宽带市场的关键技术。宽带无线接入系统的成熟性不如有线系统，但由于其接入方式灵活，结构简单，有较强的发展前景。1.2.5电力线技术 电力线宽带通信技术就是用电力网传输数据，这是一项新出现的而迅速发展的技术。电力线路使用非常普遍，已进入千家万户，这是其他有线通信无法比拟的。但还有许多障碍需要克服。接入网接入类型接入网的接入类型主要有如下几种：（1）公众电话交换网（PSTN）

57、和窄带综合业务数字网（NISDN）接入类型。该类包括：PSTN接入；ISDN基本速率（2B+D）接入；ISDN基群速率（1544kbit/s，2048kbit/s）接入等。 ISDN按照业务的数据率分为两种。基本速率接口(BRI：BasicRateInterface)，该速率由两个承载信道和一个数据控制信道构成，称为2B+D，其中B(Bearer)为标准PCM速率64kbps，D(Data)为16kbps。该速率适用于家用或小型企业需要。 基群速率接口(PRI：PrimaryRateInterface)，该速率支持T1(23B+D：1.544Mbps)和E1(30B+D：2.048Mbps)，

58、适用于大容量用户或集团用户。(D：64kbps)其中T1主要适用于日本和北美地区，E1适用于欧洲和中国等地区。(2)宽带综合业务数字网（B-ISDN）接入类型。该类包括：基于同步数字系列（SDH）的155Mbit/s速率的接入；基于ATM信元的155Mbit/s速率的接入；基于SDH的622Mbit/s速率的接入，以及低速（1544kbit/s，2048kbit/s）的B-ISDN接入。 (3)永久性租用线接入类型。该类包括：64kbit/s，N64kbit/s，或384kbit/s，1544kbit/s，1920kbit/s，1984kbit/s，2048kbit/s，34Mbit/s，13

59、9Mbit/s等速率的接入；SDH VC12，SDH VC3，SDH VC4以及ATM虚通路等接入。 （4）数据业务网接入类型。（5）广播接入类型。（6）交互式视像接入类型。 对UTE而言，接入网在UNI接口向其提供的承载能力与UTE直接连接到SN是相同的。也就是说，接入网为UTE与SN提供透明连接。至于接入网的不同的具体接入实施方式，是不会对用户带来任何影响的。对接入网而言，用户所需的接入承载能力，则是定义其承载要求、控制功能以及SNI的基础。接入网支持业务1.话音类业务话音类业务是电信网为用户提供的双向、实时语音通信业务，即电话业务。但它比传统的电话业务包含的内容要多。话音类业务按其服务的

60、范围和通达的地区，可分为国际长途、国内长途、本地、本市及农村等业务。随着电信技术的发展，为适应各类用户的需要，市场上出现了如下一些话音类新业务。（1）程控电话新业务目前，程控数字交换机已广泛用于电信网。程控数字交换机除了向用户提供普通的电话服务外，还能向用户提供多种新业务，如缩位拨号、呼叫等待、三方通话、呼叫转移、呼出限制、追查恶意呼叫以及闹钟服务等等，以满足用户的不同需要。（2） 会议电话业务会议电话业务是为不同地点的用户提供利用电话电路召开会议的电话业务。参加会议的用户，可以听到其他任一地点的用户的发言。 （3）可视电话业务可视电话业务是在电话线上加装可视终端设备，使双方用户通话时既可听到