第7章 多媒体通信用户接入技术

第7章多媒体通信用户接入技术7.1接入网基础7.2ISDN用户接入环路7.3xDSL技术7.4光纤同轴混合接入技术7.5HomePNA接入技术7.6光纤接入技术7.7固定终端无线接入7.8移动终端无线接入练习与思考题7.1接入网基础接入网（AN，AccessNetwork），也称为用户接入网，是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）及为传送电信业务所需承载能力的系统组成的，经维护管理接口（Q3接口）进行配置和管理。因此，接入网可由三个接口界定，即网络侧经由SNI与业务节点相连，用户侧由UNI与用户相连，管理方面则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连。它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，使用户能够获得音频、图像和数据等综合业务。接入网的重要特征可以归纳为以下几点：（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，除了一些用户信令的格式转换外，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，接入网应通过有限的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，该系统通过标准化的接口连接TMN，TMN实施对接入网的操作、维护和管理。1.接入网的定义及其功能结构根据ITU-T标准，接入网的功能结构如图7.1-1所示。它位于交换端局和用户终端之间，可以支持各种交换型和非交换型业务，并将这些业务流组合后沿着公共的传输通道送往业务节点。其中，包括UNI信令转换为SNI信令，但接入网本身并不解释和处理信令的内容。

原则上，接入网可支持的用户网络接口和业务节点接口的类型和数目没有限制。不同的用户网络接口支持不同的业务，例如，模拟电话、ISDN、数字或模拟租用线业务等的接入。业务节点接口有模拟接口（Z接口）和数字接口（V接口）两类。图7.1-1接入网功能结构在交换业务的情况下，SN即本地交换局（LE）提供接入呼叫和连接控制信令以及接入连接与资源处理的能力。这时接入网就是本地交换局与用户终端之间的系统，也就是过去所指的本地线路分配网的全部或一部分。最简单的接入网就是金属用户线路，这时UNI就是电话机与用户线的接口，SNI就是电话交换机的模拟用户线接口（Z接口）。显然有电信网以来就有接入网，随着数字化从核心网扩展到用户接入，SNI和UNI多样化了，它们之间的传送实体也变得复杂了，ITU-T就开始用接入网来定义SNI和UNI之间的传送系统。交换机数字用户接入用的SNI统称为V接口，根据帧格式可区分为V1～V5，其中V5又依据集线能力分为V5.1与V5.2，宽带则称为Vb5.1和Vb5.2。UNI的类型也很多，ITU-T已经规定的有ISDN的T接口和B-ISDN的Tb接口，实际上大量使用的还有10Mb/s、100Mb/s以及1000Mb/s以太网接口。用户终端也不仅仅是TE，代替TE的可能就是一个网络，即CPN。

随着IP和视频业务的发展，路由器、接入服务器、视频服务器等作为SN出现在电信网络中，这时SNI可以是与交换业务相同的V5类接口，也可以是其他相关接口。接入网可支持以下五大功能：（1）传送功能：提供由多接入段（如馈送段、分配段、引入段等）组成的公共传送通道，并完成不同传输媒体间的适配。具体功能包括复用、交叉连接、物理媒体提供等。（2）核心功能：完成用户网络接口承载体或业务节点接口承载体至公共承载体的适配，如复用和协议处理等。（3）用户端口功能：完成用户网络接口的特定要求及核心功能和系统管理功能的适配，如信令转换、A/D转换、用户网络接口承载信道和承载能力的处理。（4）业务端口功能：完成业务节点接口的特定要求至公共承载体的适配，供核心功能处理，同时提取相关信息供系统管理功能处理。（5）系统管理功能：通过Q3接口或中介设备与电信管理网接口，协调接入网各种功能的提供、运行和维护，包括配置和控制、故障检测和指示、性能数据采集等。同时还负责通过业务节点接口协议协调业务节点的操作功能，通过用户网络接口协议协调用户终端的操作功能。接入网传送结构的物理参考模型如图7.1-2所示。对于电话用户线来说，各段分界点就是熟知的配线架、交接箱、分线盒和电话插座。在一般情况下，传输媒体可以是双绞铜线、同轴电缆、光纤、无线通道或它们的组合。虽然接入网改造的核心也是数字化和宽带化，但是和中继网相比，这一过程较为复杂。其一，它是和大量用户相连的一点到多点的连接；其二，必须充分考虑经济性能和用户需求，采取因地制宜、逐步演进的方式。为此，各国电信界综合运用现有技术，提出了许多不同的接入传送技术。图7.1-2接入网物理参考模型2.接入网分类接入网的分类方法有很多种，例如可以按传输媒介分类、按拓扑结构分类、按使用技术分类、按接口标准分类、按业务带宽分类、按业务种类分类等等。将这些因素都考虑进去，接入网的种类自然就很多，但总的来说，接入网可以分为有线接入网和无线接入网。有线接入网包括铜线接入网、光纤接入网和混合光纤/同轴电缆接入网。其中，铜线接入网是以原有铜质导线线路为主，在用户线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，向用户提供各种业务的接入手段。混合光纤/同轴电缆接入是以光缆为主干传输，经同轴电缆分配给用户，采用一种渐进的光缆化方式。光纤接入网是全光化的实现，包括光纤到户等多种形式。当然光纤到户是业界追求的目标，它能提供所有的多媒体业务，之所以目前不能做到，是因为用户的承受能力的限制。无线接入网包括固定无线接入网和移动无线接入网，用户终端固定或是作有限移动时的接入叫做固定无线接入，用户终端移动时的接入叫做移动接入。固定无线接入不需要移动控制和越区切换的功能，从而节省投资。各种不同接入方式分类如表7.1-1所示。表7.1-1接入网分类7.2ISDN用户接入环路

ISDN是综合业务数字网的简称，它由电话综合数字网（IDN）发展而来，它是在现有电话网上开发的一种集语音、数据和图像于一体的综合业务，即能在一对普通电话双绞线上实现多种功能。ISDN是数字交换和数字传输的结合，它以迅速、准确、经济、有效的方式提供目前各种通信网络中现有的业务，而且将通信和数据处理结合起来，开创了很多前所未有的新业务。

ISDN是一个全数字的网络，也就是说，不论原始信号是话音、文字、数据还是图像，只要可以转换成数字信号，都能在ISDN网络中进行传输。在传统的电话网络中，虽然实现了网络内部的数字化，但在用户到电话局之间仍采用模拟传输，很容易由于沿途噪声的积累引起失真。而对于ISDN来说，实现了用户线的数字化，提供端到端的数字连接，传输质量大大提高。7.2.1ISDN业务分类

ISDN电信业务可以分为提供基本传输功能的承载业务和包含终端功能的用户终端业务。除了这两种基本业务外，还规定了变更或补充基本业务的补充业务。这些补充业务为用户的通信带来很大的方便。承载业务提供在用户之间实时传递信息的手段，而不改变信息本身所包含的内容，这类业务对应于开放系统互连(OSI)参考模型的低层功能。常用的承载业务有：话音业务、3.1kHz音频业务和不受限64kb/s数字业务等等。打电话一般采用话音业务，这种承载业务向网络表明目前用户在打电话，网络可以对其进行语音压缩、回波消除、数字话音插空等处理。3.1kHz音频承载业务主要是用调制解调器进行数据传输或模拟传真机发送传真的情况，这类业务可在网络中对信号进行数模转换，但是其他形式的话音处理技术必须禁止。若要使用ISDN拨号上网，则需要用不受限64kb/s数字业务，此时网络对于传送的数据不做任何处理。用户终端业务把传输功能和信息处理功能结合起来，不仅能够提供OSI的低层功能，也能够提供高层功能。它包括网络提供的通信能力和终端本身所具有的通信能力，可以把用户终端业务理解为用户通过终端的通信所获得的业务，利用电话业务通话或传真业务传送字符都是用户终端业务的例子。由此可知，用户终端业务中必定包含了承载业务的内容。用户终端的种类很多，例如，电话、G4类传真、数据传输、电视会议、可视图文、用户电报、图文混合方式等，这些业务均需要终端设备的支持。补充业务则是ISDN网络在承载业务和用户终端业务的基础上提供的其他附加业务。通常，一个补充业务可以与一个或多个基本业务结合供用户使用。常见的补充业务有：多用户号码、主叫号码显示、主叫号码限制、子地址、恶意呼叫识别、呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持、会议呼叫、三方通信等等。如果说承载业务定义了对网络功能的要求，并且由网络功能来提供这类业务，那么用户终端业务既包括了终端能力，又包括了网络能力。承载业务和用户终端业务两者都可以配合补充业务一起为用户提供服务，但是补充业务可以和一种或多种承载业务或用户终端业务相结合，不能单独使用。7.2.2ISDN用户—网络接口1．ISDN用户—网络接口功能

ISDN用户—网络接口的作用是使用户终端与ISDN网络之间或网络与用户之间能够相互交换信息，该接口主要具有以下功能：(1)利用同一接口提供多种业务的能力：根据用户需求，在呼叫的基础上，选择信息的比特速率、交换方式或编码方式等；(2)多终端配置功能：多个终端可以连接在同一个接口上，允许同时使用这些不同的终端；(3)终端的移动性：利用标准插座，使终端能够在通信过程中移动和重新恢复通信的连接；(4)在主叫用户和被叫用户终端之间进行兼容性检查：为了检验主叫与被叫终端能够相互通信，例如，保证电话与电话终端、传真与传真终端等高层的一致性，需要具有兼容性检验的功能。图7.2-1用户—网络接口和业务接入点配置2．ISDN用户—网络接口配置用户—网络接口是用户设备与通信网的接口。ISDN用户—网络接口和业务接入点配置如图7.2-1所示。用户—网络接口的参考配置是国际电信标准化组织为上述接口进行标准化而建立的一种抽象化的接口安排，它给出了需要标准化的参考点(R、S、T)和与之相关的各种功能组(NT1、NT2、TE1、TE2、TA)。功能组是在ISDN用户接入口上可能需要的各种功能的组合和安排。在实际应用中，用户—网络接口的配置根据用户的要求可能是多种多样的，若干个功能群可能由一种设备来实现。参考点是划分功能组的概念性参照点，它可以是用户接入中各设备单元间的物理接口。当多个功能组组合在一个设备中实现时，它仅在概念上存在，而实际上没有物理接口存在。R和T参考点是ISDN标准化的对象。R参考点涉及所有非ISDN终端与适配器的相接点，范围极广，没有统一的规范。在参考配置的基础上，用户—网络接口的实际配置可能是多种多样的。五个功能组可以分别作为一种设备来实现，这时三种参考点都将作为物理接口而实际存在，但这不是必须的，可以将某些或全部功能群组合在一个设备中实现。例如，可以将NT2和NT1组合在一个设备中实现，这时T参考点在物理上将不复存在；也可以将TA和NT2组合在一起来实现，这时S参考点在物理上将不存在。

NT2是用户的网络设施，不是所有用户都需要用户交换机或局域网等网络设施。当用户不需要NT2时，可以将用户终端直接与NT1相接。这样，工作于同一速率上的S接口和T接口的特性在规范上是完全相同的。S接口与T接口将重叠在一起，称为S或T接口。ISDN用户—网络接口参考配置图对设备的数量也未作限制。例如，用户可以有多个NT1，一起供NT2使用。至于用户终端的数量，可以从一至成千上万个。7.2.3ISDN的通道及用户接入方式1．ISDN通道通道是提供业务用的具有标准传输速率的传输信道。通道有两种主要类型：一种类型是信息通道，它为用户传送各种信息流；另一种是信令通道，它是为了进行呼叫控制而传送的信令信息。根据ITU-T标准，通道有以下类型：（1）B通路：传输速率为64kb/s，供传递用户信息用；（2）D通路：传输速率为16kb/s或64kb/s，供传输信令和分组数据使用；（3）H0通路：传输速率为384kb/s，供传递用户信息用（如立体声节目、图像和数据等）；（4）H11通路：传输速率为1536kb/s，供传递用户信息用（如高速数据传输、会议电视等）；（5）H12通路：传输速率为1920kb/s，供传递用户信息用（如高速数据、图像和会议电视等）。使用最普遍的是B通路。它可以利用已经和正在形成中的64kb/s交换网络传递语音、数据等各类信息，还可以作为用户接入分组数据业务的入口信道。在B通道上可以建立下述四种类型的连接：（1）电路交换。这是目前常用的交换式数字服务，用户通过呼叫和网络中的另一个用户建立电路交换连接，但建立电路交换连接的呼叫控制信息不是经过B通道，而是经过D通道。

（2）分组交换。用户连接到分组交换节点和网络中的其他用户通过X.25交换数据。（3）帧中继模式。用户连接到帧中继交换节点和网络中的其他用户通过LAPF交换数据。（4）半永久连接方式。与网络中其他用户的连接事先建立，不需要呼叫控制协议，这种方式等同于点对点专用线路。2．ISDN用户接入方式从速率和用户配置上划分可以将ISDN用户接入方式分为：（1）基本速率接入。基本速率接口是把现有电话网的普通用户线作为ISDN用户线而规定的接口，它是ISDN最常用、最基本的用户—网络接口。它由两个B通路和一个D通路(2B+D)构成。B通路的速率为64kb/s，D通路的速率为16kb/s，所以，用户可以利用的最高信息传递速率是64×2+16=144kb/s。这种接口是为广大用户使用ISDN而设计的。它与用户线二线双向传输系统相配合，可以满足千家万户对ISDN业务的需求。使用这种接口，用户可以获得各种ISDN的基本业务和补充业务。（2）一次群速率接入。一次群速率接入方式主要提供给有大容量通信要求的用户，例如，数字化PBX和局域网的出口等。一次群速率接口的传输速率与PCM的基群相同。由于国际上有两种规格的PCM制式，即1.544Mb/s的T1和2.048Mb/s的E1，所以，ISDN一次群速率接口也有两种速率。

一次群速率用户—网络接口的结构根据用户对通信的不同要求可以有多种安排。一种典型的结构是nB+D。n的数值对应于2.048Mb/s和1.544Mb/s的基群，分别为30或23。在此，B通路和D通路的速率都是64kb/s。这种接口结构，对于NT2为综合业务用户交换机的用户而言，是一种常用的选择。当用户需求的通信容量较大时（例如大企业或大公司的专用通信网络），一个一次群速率的接口可能不够使用，这时可以多装备几个一次群速率的用户—网络接口，以增加通路数量。当存在多个一次群速率接口时，不必要每个一次群接口上都分别设置D通路，可以让n个接口合用一个D通路。那些需要使用高速率通路的用户可以采用不同于nB+D的接口结构。例如，可以采用mH0+D、H11+D或H12+D等结构。还可以采用既有B通路又有H0通路的结构：nB+mH0+D，这里m×6+n≤30或23。在可以合用其他接口上的D通路时，(m×6+n)可以是31或24。7.2.4ISDN协议所谓通信协议，是指为保证在两个通信设备之间进行通信而规定的信息表示形式以及必要的控制规程。ISDN的通信协议分为两类：一类是同等功能层间的通信规约，即终端和网络同一层之间的通信规则，这是为了完成该功能层的特定功能双方必须遵守的规定；另一类是不同功能层之间的通信规约，称为接口或服务，它规定了两层之间的接口关系以及利用下层功能提供给上层的服务。

ISDN用户—网络接口中用户信息和信令信息的通路是各自独立的，即采用带外方式传送号码等呼叫控制信息。这与传统电话网中用户信令的传递方式截然不同。在电话网中，用户信息与信令信息在同一条道路中传送，这种信号方式称作带内信令，也就是我们通常所说的随路信令。与此相反，ISDN采用独立的D通路传送全部呼叫控制信息即通信协议，由于使用了编码的数字信号，终端与网络之间和网络与终端之间可以相互传递内容丰富的信令。此外，由于采用了带外方式，即使在通信过程中也能够传送信令信息。1．ISDN协议结构作为一个网络，ISDN不涉及OSI协议的4～7层，因为这些层协议是用户用来交换信息的，网络访问只涉及1～3层。第一层由I.430和I.431定义，规定了基本速率和一次群速率的物理接口，B通道和D通道在同一物理接口上时分多路复用，所以物理层标准对B通道和D通道都是一样的，但B通道和D通道的2～3层协议是不一样的。对于D通道，链路层协议使用了为它定义的链路层标准——D通道链路接入规程（LAPD），这个标准也是基于HDLC的，但为适应ISDN的要求而作了一些修改。用户设备和ISDN交换设备都是以LAPD帧格式经过D通道相互交换信息的，D通道链路层支持三个应用：控制信令、分组交换和遥测。对于控制信令应用，已经定义了呼叫控制协议（I.451/Q.931）用于建立、维持和终止B通道的连接，呼叫控制协议是用户和网络之间的协议。图7.2-2给出了ISDN协议结构。图7.2-2ISDN用户—网络接口协议结构

D通道对用户提供分组交换服务，这种情况下，使用X.25分组层协议。X.25分组以LAPD的格式通过D通道进行传输，用X.25分组层协议在D通道上建立虚电路，以便用户通过D通道上的虚电路交换分组数据。

B通道能够用于电路交换、半永久连接电路和分组交换。对于电路交换，通过D通道的呼叫控制协议，在B通道上建立传输电路，一旦传输电路建立，用户之间可以通过传输电路交换数据。对于电路交换连接，数据传输通道对终端系统是透明的。无论是电路交换连接还是半永久连接电路，被连接终端看到的是一条直接的、全双工的物理链路，可以自由选择在B通道上使用的帧格式、协议和帧同步技术，因此，从ISDN的角度看，用电路交换和半永久连接电路的B通道，没有定义2～7层的协议。对于分组交换，通过D通道的呼叫控制协议，在B通道上建立一条用户和分组交换网络节点之间的电路交换连接，即DTE和DCE之间的电路连接，这种连接一旦建立，用户可以用X.25协议和其他用户通过B通道和分组交换网络建立虚电路，并随后通过该虚电路，以X.25分组交换网络的2～3层报文格式在用户之间交换数据。在这种情况下，ISDN在B通道上建立的电路交换连接作为用户设备接入X.25分组网络的接入线路。帧中继技术既可以用在H通道（H0、H11、H12）上，也可以用在B通道上。如果在B通道上使用帧中继技术，首先通过D通道的呼叫控制协议，在B通道上建立一条用户和帧中继交换网络节点之间的电路交换连接，这种连接一旦建立，用户可以用LAPF协议和其他用户通过B通道和帧中继交换网络在用户之间相互交换数据。在这种情况下，ISDN在B通道上建立的电路交换连接作为用户设备接入帧中继交换网络的接入线路。2．D通道链路接入规程——LAPD协议

ISDN用户—网络接口链路层协议称为D通路链路接入协议（LAPD，LinkAccessProcedureontheDchannel）。通常把ISDN的链路层和网络层协议一起称为D通路协议，ITU称为1号数字用户信令(DSS1)。链路层即第二层的功能是通过D通路在网络和终端之间可靠有效地传送第三层以上的信息。国际标准化组织(ISO)在高级数据链路控制协议(HDLC)中规定了这一层的格式和控制协议。用于分组交换的X.25协议的第二层LAPB（平衡式链路接入协议：LinkAccessProcedureBalanced）就是根据HDLC制定的。但是LAPB是分组交换的二层协议，不能满足ISDN的功能要求，因此，ISDN的第二层协议在LAPB的基础上扩充了一些ISDN所需要的功能。1）LAPD的功能概要

LAPD是指在ISDN基本接口或一次群接口的D通路上建立链路，以帧为单位传递第三层的信息或第二层的控制信息。当检测出传输差错时，通过重发等措施进行恢复。LAPD也具有流量控制的功能。流量控制是指当链路过载时，可以暂时停止该链路发送帧信息。

LAPD的主要功能如下：(1)在D通路上提供一个或多个数据连接；(2)以帧为单位传送控制信息及用户信息，能够进行帧的分界和定位；(3)能够进行顺序控制，即保持通过数据链路连接的各帧的发送和接收顺序；(4)能够检测出数据链路连接上的传输差错、格式差错和操作差错；(5)根据检测到的传输差错、格式差错和操作差错进行恢复；(6)能够将不可恢复的差错通知管理实体；(7)进行流量控制。2）LAPD的操作类型

LAPD的操作类型有两类，一类是证实操作，另一类是无证实操作。(1)证实操作。证实操作是一种最常用的操作方式，通常用于点到点的信息传送。证实操作需要对每个命令进行确认。在ISDN协议中，证实操作用于传递第三层的呼叫控制信息，同时进行差错校验和流量控制。证实操作的信息传送形式称为多帧操作。(2)无证实操作。无证实操作是指不经过确认的帧的传送过程。这种操作不能保证由一个用户发送的数据一定能够送到所需要的终端用户。无证实操作可以用于点到点的连接，也可以用于广播式的连接。由于在这种操作中接收端不需要进行确认，所以在检测出传输或格式差错时，也不能进行恢复。此外，无证实操作没有流量控制的功能。3）LAPD的帧结构及地址和链路标识

LAPD的帧结构是以HDLC的帧格式为基础构成的，即由标志序列、地址字段、控制字段或信息字段、帧校验序列构成。各帧以8bit的字节为单位，一个帧的起始首先由表示帧头的标志序列开始，其次是识别链路的地址字段，然后是表示帧类型的控制字段。在控制字段之后依次是信息字段和检测传输差错的帧校验序列(FCS)，最后是表示帧结束的标志序列。不是信息帧的各类控制帧的结构，除不含信息字段之外，其他部分与信息帧完全相同。LAPD帧结构的示意图如图7.2-3所示。图7.2-3LAPD帧结构示意图一个数据链路连接由每帧的地址字段中的数据链路连接标识符（DLCI）来识别。LAPD与LAPB的不同之处就在于LAPD能够支持多个链路连接，即具有复用功能，而复用功能的实现是由DLCI来完成的。DLCI由两部分组成：业务接入点标识（SAPI）和终端端点标识（TEI）。SAPI用来识别用户—网络接口的网络侧或用户侧的服务接入点，而TEI用来识别在一个服务接入点内的一个特定连接端点。SAPI和TEI分配如表7.2-1所示。表7.2-1SAPI和TEI分配

SAPI是识别数据链路层实体给第三层管理实体提供数据链路层服务的接入点。SAPI规定允许有64个业务接入点。对于点到点数据链路，TEI值仅与终端设备有关。一个终端设备可以包含一个或多个传送点到点数据的TEI值。广播式数据链路连接的TEI值是127。点到点数据链路连接的TEI值从0到63是非自动分配TEI的用户设备。非自动TEI值由用户选定，这些值的分配也由用户来完成。64到126是自动分配TEI的用户设备。自动TEI值由网络选定，这些值的分配也是由网络来完成的。一个SAPI值与一个TEI值一起构成一个第二层数据链路的地址。也就是说，对于一个给定的TEI，必须有一个SAPI相对应，二者共同来标识一条逻辑连接。SAPI和TEI的组合称为数据链路连接标识符（DLCI）。在任意时刻，LAPD可以提供多条逻辑连接，每条连接都有一个唯一的DLCI。4）帧的分类及构成

LAPD共有四类帧，它们是用于传递信息的信息帧，用于监视状态的监视帧，无顺序编号的无编号帧和用于连接管理的控制信息交换帧。(1)信息帧。信息帧的功能是通过数据链路连接有序地传送包含信息字段的编号帧。通常信息帧在点到点数据链路连接的多帧操作中使用。(2)监视帧。监视帧包括RR（接收准备好）帧、RNR（接收未准备好）帧和REJ（拒绝）帧。RR帧和RNR帧用于监视数据链路连接的状态，以便进行流量控制。RR帧表示存放接收帧的缓存器空闲，可以接收对端发来的帧。RNR表示缓存器全被占用，不能接收外来的帧。REJ表示由于传输线路等故障接收端检测出对端发来的信息帧有差错，因而要求对端重新发送信息帧。(3)无编号帧。无编号帧没有顺序编号，共有六种。其中，SABME在请求建立多帧操作时发送；DISC帧在要求结束多帧操作时发送；DM帧可向对端显示二层处于拆线状态，无法执行多帧操作；UA帧是对SABME和DISC等帧的响应帧；FRMR帧可向对端显示不正常的状态；UI帧是无证实操作方式下传递的信息帧，用于进行不加编号的信令传送。(4)控制信息交换帧。控制信息交换帧用于两端之间进行与协议有关的参数的商议。3．ISDN网络层协议

ISDN用户—网络接口网络层（第三层）利用链路层的信息传递功能，在用户和网络之间发送、接收各种控制信息，并根据用户要求对信息通路的建立、保持和释放进行控制。对网络层作出规定的是I.450标准和I.451标准（或Q.930和Q.931标准）。标准规定了第三层的功能概要、呼叫控制过程应具有的各种状态、消息类型、消息构成及编码和基本电路交换的呼叫控制程序及分组交换的程序。1）功能概要第三层的控制功能可以分为电路交换呼叫控制和分组交换呼叫控制。电路交换呼叫控制是指终端和网络之间通过D通路交换信令信息，利用B通路建立电路交换的连接，传送用户信息。分组呼叫的控制通过D通路实施，但分组数据信息可以通过B通路，也可以通过D通路来传送。

ISDN用户—网络接口的第三层协议执行的功能主要包括以下各项：(1)处理与数据链路层通信的原语；(2)产生和解释用于同层通信的第三层消息；(3)管理在呼叫控制程序中使用的定时器和逻辑实体（如呼叫参考）；(4)管理包括B通路和分组层逻辑通路在内的各种接入资源；(5)检查所提供的业务是否符合要求，包括承载能力、地址和高低层兼容性检查等。2）呼叫控制第三层的基本呼叫控制程序是由多个状态的迁移来完成的。在呼叫控制过程中，第三层完成某一事件，例如，一个消息的发送或接收，就进行一次状态的迁移。用户侧的状态和网络侧的状态应该是相对应的。第三层的呼叫控制信息是以消息的形式进行传递的。以电路方式连接控制的消息为例，消息共分为四大类：第一类是呼叫建立消息，用于启动一个新的呼叫；第二类是呼叫信息阶段的消息，用于在通话期间传递各类消息；第三类是呼叫清除消息，用于呼叫的释放；第四类是其他消息，用于询问呼叫状态和传送一些通知信息等。4．补充业务的通用协议控制ISDN补充业务的通用协议描述了在用户与网络之间申请和操作补充业务的通用过程。通用的概念是指对每种不同的补充业务的控制过程都能够适用。Q.932标准对这些通用协议作了详细规范，规定了三种通用协议：键盘协议(KeypadProtocol)、特征键管理协议(FeatureKeyManagementProtocol)和功能协议(FunctionalProtocol)。其中，键盘协议和特征键管理协议是激励型(Stimulus)协议，功能协议是功能型协议。激励型协议将补充业务的控制智能集中在网络上，用户通过终端向网络发送特定的字符。为了识别和处理相关的补充业务，需要由网络对接收到的字符进行识别、翻译并发出相应的指令信息。采用这种协议，终端设备不需要知道补充业务的申请、操作过程，从而减少了终端的复杂性。功能型协议将补充业务的控制智能集中在终端上，终端设备必须知道各种补充业务的申请及操作过程。采用这种协议比较灵活，不需要扩展新的消息，只需使用大量变量就可以完成处理过程，易于标准化。虽然不同的补充业务可以使用不同的协议进行操作，但作为一个原则，功能型协议是控制ISDN补充业务应该使用的基本协议。7.3xDSL

技术

xDSL是DSL(数字用户线路，DigitalSubscriberLine)的统称，是以电话铜线为传输介质的点对点传输技术。字母x表示DSL的前缀可以是多种不同的字母，用不同的前缀表示在数字用户线上实现不同的宽带方案。xDSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称的传输模式，解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最后一公里”的传输瓶颈问题。它的优点在于：可以使用现有的铜质电话双绞线，网络能够及时升级，比光纤和同轴电缆更便宜的价格以及可靠的数据传输。因此，DSL技术很快就得到重视，并在一些国家和地区得到大量应用。几种常见数字用户线技术的性能见表7.3-1。表7.3-1几种常见数字用户线技术的性能7.3.1xDSL原理及其实现1.xDSL原理

DSL技术是利用在电话系统中没有被利用的高频信号来传输数据的。DSL利用了更加先进的调制技术。1）2B1Q线路码2B1Q由二个二进制比特通过编码后转换为一个四进制模拟脉冲幅度，是一种无冗余度的4电平幅度调制码，实际上属于PAM调制方式中的一种。每个符号位表示2比特，共有四种符号位：+3，+1，-1，-3，分别表示：10、11、01、00，其中，第一位为符号位，第二位为幅度位。2B1Q是由AMI技术发展而来的基带调制技术，能够利用AMI的一半频带达到与AMI一样的传输速率，由于降低了频带要求，提高了传输距离，因而主要应用于HDSL/SDSL技术中。2）QAM（QuadratureAmplitudeModulation：正交幅度调制）QAM是一种通带传输，其系统原理框图如图7.3-1所示。这是单载波调制方式，载波频率只有一个，相位不同，具有合理的信号矢量分布，很高的频谱利用率。图7.3-1QAM系统原理框图

QAM系统首先把发送数据经过比特/符号编码分成两个数据流，这两个数据流分别通过两个低通脉冲形成滤波器（一般是相同的），即形成不同进制的PAM信号，对两个正交载波进行调制后相加得到信道传输信号。接收端基本上是发送端的逆过程。3）CAP（CarrierlessAmplitude/PhaseModulation：无载波幅度/相位调制）CAP是一种无载波的幅度相位调制，它的基本原理与QAM一样。数据经两路正交信号分别调制后叠加，只是在CAP中抑制了载波(因载波并不携带信息)。CAP系统原理框图如图7.3-2所示。CAP同相和正交两路信号通过两个对应的数字滤波器后，相加合成得到信道传输信号。这两个数字滤波器的冲激响应是一对希尔伯特（Hilbert）变换对。与16QAM、64QAM相对应，也有16CAP和64CAP。同2BIQ相比，CAP码的带宽减少了一半，传输效率提高了一倍，所引起的码间干扰较小。因此在相同的传输速率下，占用更少的带宽，传输距离更远，主要应用于HDSL/SDSL，RADSL中。图7.3-2CAP系统原理框图4）DMT（DiscreteMulti-Tone：离散多音频调制）在多音频调制系统中，为更有效地利用整个传输带宽，将它分成几百个子信道，每个子信道有—个载波，各个子信道是完全独立的，在频谱上也是分离的。每个子信道的信号功率只集中在非常窄的一个小部分。对于传输线路来说，高频衰减远远大于低频衰减，另外，无线广播等电磁波还对信号造成各种窄带噪声，所以当多频调制信号在长距离铜线上传输时，达到最佳的传输线利用率，如让信噪比高的子信道传送更多的比特，而完全关闭被窄带噪声淹没的子信道。只要对数据分段进行正交变换就可以实现多频调制了，常用的变换是离散傅立叶变换(DFT)，利用DFT的多频调制就是DMT。DMT调制器原理框图如图7.3-3所示。DMT由于频段间的干扰，传输距离相对较短，常应用于ADSL中。DMT已成为ANSI制定的ADSL应用的调制标准——T1.413。图7.3-3DMT调制器原理框图2．xDSL的实现

xDSL系统主要由局端设备(DSLAM，DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer)和用户端设备(CPE)组成，其系统结构图如图7.3-4所示（以ADSL为例）。局端设备由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器等组成。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离，并将音频信号送入电话交换机，高频数字调制信号送入DSL接入系统；

DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等；

图7.3-4xDSL系统结构图

DSL局端卡将线路上的信号调制为数字信号，并提供数据传输接口；IPC为DSL接入系统提供了不同的广域网接口，如ATM、帧中继、T1/E1等。这些设备都设在电话系统的交换机房中。用户设备由DSLModem和语音分离器组成，DSLModem对用户的数据包进行调制和解调，并提供数据传输接口。7.3.2HDSL

HDSL（HighbitrateDigitalSubscriberLine：高比特率数字用户线技术）传输技术是ISDN基本速率DSL传输技术的发展和延伸。HDSL可以利用每对双绞线传输1168kb/s的速率来实现在两对用户线上2.048Mb/s的全双工高速数字传输（E1）业务。图7.3-5是传统E1传输设备和应用两对线2.048Mb/s的HDSL基本传输结构。图7.3-5传统E1传输设备结构和两对线2.048Mb/s的HDSL基本传输结构（a）传统E1传输设备结构;（b）2.048Mb/s的HDSL基本传输结构1）数字调制技术铜线的衰减随着频率的增高而增加，用它来传送高速率的数字信号时，传输距离受到了极大的限制。由于高频信号的损耗大都受到噪声的干扰，因此速率越高，传输距离越近，此外传输速率也与线径和质量有关。当采用HDSL接入时，还必须采用合适的调制方式形成健全的线路码，通常采用的调制技术有2B1Q、CAP和DMT。2）回波抵消技术回波抵消技术又称单频双工方式，它是用混合线圈进行2/4线转换，并用回波抵消器消除回波的，回波抵消器由自适应滤波器和加法器组成。回波抵消技术线路传输速率低，传输距离长，在0.5mm线径上传输距离可达6～7km，但实现的技术较为复杂。3）高速自适应滤波技术回波抵消技术中的回波抵消器采用高速自适应滤波器，根据从本端发送支路引入的部分发送信号，来消除接收信号中的本端发送信号产生的回波，也就是将回波从接收信号中消除。这种技术实际上是—种对码间干扰的自适应均衡技术，它是一种数字滤波器，其目的是为了消除码间干扰。因此，HDSL是通过回波抵消技术实现一对双绞铜线上全双工传输；用特定的编码与调制方式产生线路码来提高传输质量，延长传输距离；用DMT对并行传输降低每线对上的传信率，以增加传输距离：通过高速自适应滤波等信号处理技术来实现低噪声的信号传输。

HDSL不同的版本采用不同对数的双绞线对，通常有一对线、两对线和三对线，三对线的系统早已淘汰。在HDSL2中，HDSL链路是一对双绞铜线，这一对线在HDSL收发器之间以2.320Mb/s的总速率运行。高于E1的2.048Mb/s“额外”的比特是用于额外开销和与SDH信号格式的兼容。在HDSL1版本中，如果是两对线，那么每对线上运行的是1.168Mb/s全双工的上行下行流，总比特率（2×1.168Mb/s=2.336Mb/s）比2.320Mb/s略高是因为额外开销。注意这与传统的E1不同，传统的E1与T1一样，每对只单向传输比特，这样做主要是为了发送器、接收器和中继器的设计简单。当使用三对线时，每对线以784kb/s的全双工上行下行流速率运行，这时的额外开销更大（3×784kb/s=2.352Mb/s），但每对线上的速率更低，可以传送更远的距离。所以，最初的以E1速率运行的HDSL链路都使用三对线。

HDSL在线径为0.4～0.6mm的双绞线上，无中继传输距离可达3～5km，超过用户线平均长度。HDSL主要用于为企事业用户提供低成本的2Mb/s链路，包括会议电视线路、LAN互连、高速数据租用线，ISDN基群接入以及无线基站和移动交换机之间的连接等。7.3.3ADSL

ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine：不对称数字用户线技术)是继HDSL之后进一步扩大双绞铜线对传输能力的新技术。它是DSL的一种非对称版本，可利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。其原因是，它用电话话音传输以外的频率传输数据。也就是说，用户可以在上网的同时打电话或发送传真，而这将不会影响通话质量或降低下载Internet内容的速度。

ADSL不仅继承了HDSL的技术成果，而且在信号调制与编码、相位均衡、回波抵消等方面采用了更先进的技术，使ADSL的性能更佳。ADSL数据传输采用不对称双向信道，由中心局到用户的下行信道所用的频带宽，数据传输速率高，而由用户到中心局的上行信道所用的频带窄，数据速率低。

ADSL是在用户铜双绞线接入网上传输高速数据的—种技术，它可使铜质双绞线接入网成为宽带接入网。与视频压缩技术结合，可使交互式多媒体业务进入家庭。ADSL可在一对双绞线上进行双向不对称数据传输，同时不影响传统话音业务的开展。从局端至用户端传输的是下行单工高速数据，速率为32kb/s～6.144Mb/s。下行单工高速信道最多可分成4个1.5Mb／s的信道，传输4个MPEG-1视频信号，从用户端至局端传输的是上行双工低速数据，同时还传输局端ADSL、收发模块对用户端ADSL、收发模块的控制命令和反馈信息，速率为32kb/s～640kb/s。上行信道可用于传输基本速率的ISDN信号、384kb/s的会议电视信号或者其他低速数据信号。

ADSL的传输距离取决于传输速率。在0.5mm线径的双绞线的情况下，ADSL传输速率与传输距离的关系如表7.3-2所示。可见下行速率达8.448Mb/s情况下，ADSL的传输距离为2.7km，当传输速率为6.144Mb/s时，传输距离为3.67km；传输速率为1.536Mb/s或2.048Mb/s时，传输距离为5.5km。线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术(或回波抵消技术)使上、下行信道分开来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。表7.3-2ADSL传输距离与传输速率

ADSL接入设备需成对使用，一个基本的ADSL系统由局端收发机和用户收发机两部分组成，ATU-C（ADSL传送单元-中心局端）放在局端机房，ATU-R（ADSL传送单元-远端）放在用户端。其简单框图如图7.3-6所示。

ADSL主要提供两种应用：高速数据通信和交互视频。数据通信功能可为因特网访问、公司远程计算或专用的网络应用。交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播(VOD)、电影、游戏等。图7.3-6ADSL框图7.3.4其他xDSL

1.速率自适应非对称数字用户环路技术（RADSL）RADSL是ADSL速率自适应的一种，该技术灵活性很大。它允许业务提供者随着应用的需要调整DSL的带宽并确定线路的长度和质量。通过网络管理，业务提供者可以预先定义带宽或由RADSL自身进行调整。像HDSL和ADSL一样，RADSL将会减轻话音网络的某种阻塞，并能支持普通电话业务，允许网络提供者使数据走数据网络的路由，使话音走电路交换的路由，而现在的模拟Modem和ISDN业务则将话音和数据同时通过电路交换网络。2．对称性数字用户环路技术（SDSL）SDSL与一对线的HDSL2版本的技术类似，它可以提供对称性（双向）高速可靠速率通信，在一对线上它可以提供HDSL传输的2.048Mb/s数据速率，也可以提供160kb/s～2.048Mb/s之间的速率。其传输距离最远可达3.5km，可以传输电视会议或者其他业务。3．甚高速数字用户环路技术（VDSL）VDSL是一种在普通的短距离的电话铜线上最高能以52Mb/s速率传输数据的技术，它的速度大大高于ADSL和CableModem（电缆调制解调器)，相当于T3的数据传输速率。它可以大大提高因特网的接入速度，提供本地不同区域网络之间的快速连接。简单地说，VDSL就是ADSL的快速版本。短距离内的最大下传速率可达55Mb/s，上传速率可达2.3Mb/s(将来可达19.2Mb/s，甚至更高)。VDSL将主要用于实时视频传输和高速数据访问。但是，这种非对称性技术的传输距离只能达到0.3～1.3km。它可以传输高清晰度电视HDTV。4．超高速数字用户环路技术（MDSL）MDSL技术的传输速率可达155Mb/s，但是传输距离只有几十米，在有线用户接入中没有多少实用价值。7.4光纤同轴混合接入技术7.4.1HFC技术混合光纤/同轴电缆（HFC，HybridFiber/Coax）接入网是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光缆技术、射频技术、高度分布式智能型的接入网络，是电信网和有线电视(CATV)网相结合的产物。

HFC是一种应用副载波技术的宽带通信，即把各种不同的电视、数据信号先用不同的副载波进行调制，然后以光波作为主载波进行调制，由于激光调制器的线性已经做得很好，因此，在550MHz、750MHz以至1GHz带宽内，综合传输各种信息已经实用化。HFC可以提供除CATV业务以外的语声、数据和其他交互型业务，称之为全业务网（FSN）。1.HFC的网络结构及系统配置

HFC网络的典型结构如图7.4-1所示，可分成三部分：馈线网、配线网和用户引入线。图7.4-1一种HFC网的结构馈线网指局用数字终端（HDT）到服务区（SA）的光网络单元（ONU）之间的部分，大致对应CATV网的干线段。电信业务和CATV业务既可以在同一根光纤，也可以在不同的光纤中传输，若在同一根光纤中传输，可采用波分复用方式。一个服务区的用户数可以少则一百户，多则上千户。配线网在传统CATV网中，指干线/桥接放大器与分支点之间的部分，而在HFC网中，指服务区ONU与分支点之间的部分，采用树形—分支同轴电缆网，覆盖范围大，可达5～10km，因而需要保留几千个干线/桥接放大器。用户引入线指分支点到用户之间的部分，与传统CATV不同，分支点的分支器是配线网与用户引入线的分界点。分支器是信号分路器与方向耦合器结合的无源器件，负责将配线网送来的信号分配给每个用户。引入线负责将射频信号从分支器经无源引入线送给用户，传输距离仅几十米，与配线网使用的同轴电缆不同，引入线电缆采用灵活的软电缆。另外，用户侧需要一网络接口单元（NIU）。NIU的接口有多种选择，如二线模拟话音接口、2B＋D接口、N×64kb/s接口、2048kb/s接口等。2.HFC的原理及其主要技术模拟和数字电视、话音、数据等业务在局用数字终端（HDT）处复合，通过下行模拟光发射机和星型光缆网传送到相应的光网络单元ONU。在ONU完成光电交换以后形成的射频信号，通过多条同轴电缆沿树型同轴网传输（分配）给25～1000个用户，从用户端来的话音、数据及其他上行信号在网络接口单元（NIU）处变换为相应的上行射频信号，以FDM方式与下行信号双工，经同轴网到达光节点，通过上行光发射机变为光信号传回中心局，在中心局由上行光接收机变换为相应的电信号。其中的话音信号将连至交换机，数据信号通过路由器与外部数据网相连，其他上行信号也分别送至相应处理单元。HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式，可综合接入多种业务信息(如话音、视频、数据等)。当传输广播/交互式数字视频信号时，可采用64QAM（正交幅度调制）、QFDM（正交频分复用）、QPSK（正交相移键控）等数字调制解调技术以及扰码、RS码、卷积交织、符号映射、差分解码等技术。当传输话音和数据信号时，可采用QPSK、QFDM等数字调制解调技术以及FDM/TDMA、频率/功率捷变等技术，同时还涉及上行带宽分配技术、下行传输会聚技术、定时和同步技术等。当传输模拟电视、声音广播信号时，可采用AMVSB方式，同时涉及高线性双向模拟光/电传输技术，该技术用于较小的非线性失真和噪声叠加，实现多路AMVSB电视信号和FM声音广播信号的高质量传输和分配，同时也实现对各种FDM的数字调制载波信号的高质量传输。这种混合方式的特点是：成本较低；可提供综合宽带业务，除模拟有线电视以外，还可提供电话、数据、数字电视、交互电视、VOD等，节目内容远比传统的CATV丰富；实现较容易，技术较成熟，包括FDM、VSB，以及H.261、MPEG-1、MPEG-2标准的图像压缩、光强调制等。如把CATV改造成HFC，只需在前端增加与交换机的2Mb/s接口，在用户侧增加一用户接口单元，将原CATV的分支器更换为可为用户供电的分支器，技术上就比较容易实现。3.HFC的频谱安排由于HFC网采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号需通过调制解调器调制后在同轴电缆上同时传输，因此，合理的频谱划分是十分重要的，既要考虑到历史和现在，又要考虑到未来和发展。图7.4-2是一种比较典型的频率分配方案。图7.4-2HFC频率分配低频端的5～30MHz共25MHz安排为上行通道，即所谓的回传通道，主要用来传输电话信号。在传统的广播型CATV网中尽管也保留有同样的频带用于回传信号，然而由于以下两个原因这部分频谱基本上没有利用。第一，在HFC出现以前，一个地区的所有用户（可达几万至十几万）都只能经25MHz频带才能与前端相连。显然这25MHz带宽对这么大量的用户是远远不够的。第二，这一频段对无线信号和家用电器产生的干扰很敏感，而传统树形分支结构的回传“漏斗效应”使各部分来的干扰叠加在一起，使总的回传信道的信噪比很低，通信质量很差。HFC网则妥善地解决了上述两个限制因素。首先，HFC将整个网络划分为一个个的服务区，每一个服务区仅有几百户，这样几百户共享这25MHz频带就不紧张了；其次，由于用户数少了，由之引入到回传通道的干扰也就大大地减少了，可用频带几乎接近100％；另外，采用先进的调制技术也将进一步减小外部干扰的影响；最后，进一步减小服务区的用户数可以减小干扰和增加每一户在回传通道中的所用带宽。近年来，随着滤波器质量的改进以及考虑点播电视的信令、电话和数据等其他应用的需要，上行通道的频段倾向于扩展为5～42MHz，共37MHz频带，有些国家计划扩展至更高的频率。其中，5～8MHz可传状态监视信息，8～12MHz可传VOD信令，15～40MHz用来传电话信号，频带仍为25MHz。50MHz至1000MHz频带均用于下行通道，其中：50～550MHz频段用来传输现有的模拟CATV信号，每一通路的带宽为6～8MHz，因而总共可以传输各种不同制式的电视信号60～80路。550～750MHz频段允许用来传输附加的模拟CATV信号或数字CATV信号，但目前倾向用于双向交互型通信业务，特别是电视点播（VOD）业务。假设采用64QAM调制方式和4Mb/s速率的MPEG-2图像信号，则频谱效率可达5（b/s）/Hz，从而允许在一个6～8MHz的模拟通路内传输约30～40Mb/s速率的数字信号。若扣除必须的前向纠错等辅助比特后，则大致相当于6～8路4Mb/s的MPEG-2的图像信号，于是这200MHz的带宽总共可以至少传输约200路VOD信号。当然也可以利用这部分频带来传输电话、数据和多媒体信号，可选取若干个6～8MHz通路传电话。若采用QPSK调制方式，每3.5MHz带宽可传90路64kb/s速率的语音信号和128kb/s的信令和控制信息，适当选取六个3.5MHz的子频带单位置入6～8MHz的通路即可提供540路下行电话通路。通常这200MHz频段传输混合型业务信号。随着数字编码技术的成熟和芯片成本的大幅度下降，这550～750MHz频带可以向下扩展到450MHz乃至最终取代50～550MHz模拟频段。届时，这500MHz频段可以传输约300～600路数字广播电视信号。高端的750～1000MHz段已明确仅用于各种双向通信业务，其中，两个50MHz频带可用于个人通信业务，其他未分配的频段可以有各种应用以及应付未来可能出现的其他新业务。由于HFC网的回传通道可用频带只有25～37MHz，因此，HFC网必须具有灵活的、易管理的频率规划，载频必须完全由前端控制并由网络运营者分配。一种解决方案是将整个回传通频带划分为一个个较小的子频带单位，例如2MHz（或3.5MHz），使网络运营者可以针对任何业务最有效地使用频谱。同时采用动态频率分配方式，使小块电话业务可以灵活地放置在最有利的地方，诸如由于噪声或滤波器滚降特性不适合图像业务占用的地方，多个2MHz可以结合起来置入6～8MHz通道内或者频谱不允许有连续6～8MHz的地方等等。只要业务需要，这些2MHz通道就可以放置在50～750MHz频带内的任何地方。对于回传通道，由于没有通道分配标准，采用按需分配带宽的方法最适合于动态分配带宽，避免受噪声和其他业务的影响。在空闲状态，用户接口单元不占用回传通道带宽，仅在摘机状态下系统才从回传通道频段中分配一小段带宽给呼叫。若采用比较成熟可靠的QPSK调制方式并将可用回传通道频段按频分复用方式划分为一系列子频带50kHz通路，则每一通路可以携带一个64kb/s语音信号和8kb/s信令和控制信号。于是只需25MHz回传通道频带即可同时处理500个无阻塞呼叫，若进一步在用户侧采用附加的集中器（例如6∶1），则服务的用户数可以扩大至3000户，成本将明显下降，代价是允许有个别阻塞现象出现。若采用更高频谱效率的调制方式，则有可能将每一个子频带进一步减小，使容量扩大。还有一种方案是从光纤节点处连接四个独立的同轴电缆分配网，于是总的服务用户数也可以扩大到2000户，但上行光路需要将4路信号频分复用在一起传输。为了传输电话和双向通信业务，前端的功能也有所扩展，增加了一个与现有电话网交换机的接口，称之为局用数字终端（HDT）的网关。这是一个智能网络设备，可通过标准一次群接口与交换机相连。它的发展趋势是采用开放的综合接口，例如，V.5接口或北美标准的TR-303接口，可以消去主配线架并具有网管功能，用户则需要一网络接口单元（NIU）。

NIU是又一个智能网络设备，装有微处理器、存储器和控制逻辑，是一个智能的射频调制解调器，不仅允许用户接入网络，而且可以建立与HDT的信令和通道，处理呼叫甚至监视本身的好坏，与HDT一起还可以进行实时供给和维护。这种以软件为基础的接口单元可以方便地接受网管系统的信息下载，很容易改变功能和业务供给，具有很大的灵活性。7.4.2交换式数字视频（SDV）

交换式数字视频(SDV)接入网的基本技术和系统结构是无源光网络，采用共缆分纤的方法分别传送数字（双向）与模拟信号，实际上是由基带数字式FTTC（光纤到路边）与单向混合光纤同轴电缆HFC两套基本独立的网络基础设施所组成。SDV接入网用FTTC结构来传送所有交互式数字业务（包括电话，图像和数据），而HFC仅仅用来传送模拟广播电视节目，并对FTTC光网络单元供电。所有用户信息与控制信息以一定的传输方式（异步转移模式ATM或网间协议IP方式）送入同步光网络（SONET），这种兼容信息流可提供多种业务方案。应用光纤用户环路（FITL）和ATM（IP）之后，SDV接入网可同时支持多种业务，除了支持传统的语音（窄带）业务外，还能向家庭传送ATM（IP）数据，提供诸如视频点播（VOD）、数字广播视频等业务，以及模拟广播式视频。更为重要的是，在SDV网络中不同单元之间可以进行信息流（如声音、图像、ATM数据包）的交换，因此，SDV称为交换式的数字视频。SDV接入系统结构如图7.4-3所示。图7.4-3SDV接入系统结构图7.4-3中上半部分的光纤实际上是一个以ATM化的宽带无源光网络（BPON）为基础的FTTC。信号达到ONU后，首先与来自HFC网络的模拟电视信号按频分复用方式结合在一起。其中，SDV信号占低频端，为基带调制信号；