课件光接入网章

第2第2第7第8光接入无源光网络基CATV和HFC接入技术2教学目的：通过本课教学目的：通过本课程的学习，使学生能够对接入网的基础知识和各种光接入技术有较全面和深入的理解，为今后在光通信及相关领域进行相教学要求：掌握接入网和光接入网基础知识，理解主流无源光网络技术的特点，理解基于TM/T无源光网络的特点、关键技术、协议和建模技术，了解和自由空间光通信技术3主要参考教无源光网络技主要参考教无源光网络技术，陈雪，2006，北京邮电大学BroadbandOpticalAccessNetworks，LeonidG.Kazovsky，2011JohnWiley&Sons,Inc．基于以太网的无源光网络，格伦•克雷默著，陈雪等译，2007，北京邮电大学出版社BroadbandAccessnetworks,TechnologiesandDeployments，AbdallahShami,etal，2009，SpringerNext-GenerationFTTHPassiveOpticalNetworks，JosepPrat，2008，OpticalAccessNetworksandAdvancedPhotonicsTechnologiesandDeploymentStrategies,IoannisP.Chochliouros，2010，（美）4接入网概接入网的发展历有线接入技无线接入技6接入网概主要基于电话业务的“传统”电信网将全网划分接入网概主要基于电话业务的“传统”电信网将全网划分公用电信网可分为长途网、中继网和接入网三接入网在传统电信网中的7接入接入接入网的定ITU-TG.902接入网的定ITU-TG.902AccessNetwork(AN):Animplementationcomprisingthoseentities(suchascableplant,transmissionfacilities,etc.)whichprovidetherequiredtransportbearercapabilitiesfortheprovisionoftelecommunicationsservicesbetweenaServiceNodeInterface(SNI)andeachoftheassociatedUser-NetworkInterfaces(UNIs).AnAccessNetworkcanbeconfiguredandmanagedthroughaQ3interface.由业务节点接口（）和用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（包括线路系统和传输系统）组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由接口进行配置和管理。8用户终端通过用户网络接口（UNI）接入网通过业务节点接口（SNI）连接到业务节点（SN）接入网通过Q3接口连接到电信管理网（TMN）电信管理网用户终端通过用户网络接口（UNI）接入网通过业务节点接口（SNI）连接到业务节点（SN）接入网通过Q3接口连接到电信管理网（TMN）电信管理网业务9IP随着Internet的发展，现有电信网越IP随着Internet的发展，现有电信网越来越多地用于IP接入。新内涵，增加了许多新功能。为此，ITU-SG13组提了描述IP接入网的Y.1231建议，并于2000年11建议Y.1231IP接入网的定义和参考模IP接入网的功能模型和可能的接Y.1231对IPIPIPIP业务提供者（ISP）之间为提供所需的接入到IP业务的能力的网络实体的实现。IP接入IP核心接IP接入IP核心接NT：网络终IP接入网与用户驻地网以及IP核心网之间的接口是参考点在某些IP网中，无法界定IP核心网与IP接入网。两者不可分IPIPIPIPISDN基本速率接入ISDN基群速率接入ID接入14/20s）；D；无线接入、卫星接入和移CableTV接入；各种LANIP5直接接入方PPP隧道方式 MPLS方式 由于nterne业务的迅猛发展，传统的电信接入网不再以支持电路业务为基本特征，而是向提供电话、数据由于nterne业务的迅猛发展，传统的电信接入网不再以支持电路业务为基本特征，而是向提供电话、数据（以业务为代表）和视频业务的综合接入方向发展；新建的以传送IP业务为主的IP接入网也力图向电信接入网“接入网”术语被用来泛指用户与核心网中的城域网之间的由一系列传输实体（包括线路设施和传输接入设施）组成，为接入各类业务（电信业务和∕或IP业务）而提供所需的承载能力和接入能力，并且可以通过标准网管接口进行配置和管理的实施系统。接入网的特业接入网的特业务量密度低业务量分布为集中型要求成本低廉成本差异成本与业务量无关用户需求多样性运行环境差，维护量大覆盖半径较小核心接入电信电信高度分散使用使用工作在可控环工作在恶劣环现代新技术为原始老技术为技术技核心接入电信电信高度分散使用使用工作在可控环工作在恶劣环现代新技术为原始老技术为技术技术软件硬件成本成本数字模拟接入网的发展历1876年电话接入网的发展历1876年电话机的发明，就产生了电话用户环路，局用主配线双绞线对和供电电源的发明，标志着用户接入网基本形成，但当时的接入网就是双绞线而已。接入网（又称用户接入网）的概念最早是由英国公司于1976～1977年，BT公司开展了一系列的组网试验和推广应用。1978年，BT正式向CCITT提出了接入网组网概197年，CCIT用远端用户集线器RS名称对具备类似性能的设备进行了框架性描述，标志着接入网技术得到业界的认可。随着数字程控交换机的大规模商用，RSC的概念发展为随着数字程控交换机的大规模商用，RSC的概念发展为U（不具有本地交换功能的远端模块）、RM（具有本地交换功能的远端交换模块）。二十世纪八十年代后期，打破垄断，开展竞争的发展趋势，1995年7月，ITU-TSG13发布了关于接入网框架结构方面的建议G.902（FrameworkRecommendationonfunctionalaccessnetworks(AN)-Architectureandfunctions,accesstypes,managementandservicenode从技术上看，接入网技术发展最大飞跃是接入网的光纤化接入网通用物理参考模（交接箱）（分线接入网通用物理参考模（交接箱）（分线盒馈配引入接入接入网协议模型和功能模接入网的功能接入网协议模型和功能模接入网的功能结构是以ITU-G.803该模型用于定义接入网中等同实体间的相互配合。接入承载能力要系统接入承载处理功能电路层通道层传输媒质层接入接入网系统传功用户承载和控制功功接入接入网系统传功用户承载和控制功功接入5用户端口功能接入5用户端口功能Function），将特定的UNI适配到核心功能和系统管理功能。接入网支持不同的接入及需要特定功能的用户网络接口。业务端口功能（SPF，ServicePortFunction），将对特定SNI规定的要求适配到公共承载体，以便在核心功能中处理，并选择相关的信息用于接入网的系统管理功能处理。核心功能（C，CoreFunction）位于UPF和SPF之间，将单个用户端口承载体要求或业务端口承载体要求适配到公共承载体。传送功能（T，TransportFunction），在接入网内的不同位置之间为公共承载体的传送提供通道，并对所用的相关传输媒质进行媒质适配。接入网系统管理功能（SMF，SystemManagementFunction）协调接入网中的UPF、SPF、CF和TF间的指配、操作和管理，还负责协调用户终端（经UNI）和业务节点（经SNI）的功能操作。Y.1231模型中的接入网传送功能与G.902所Y.1231模型中的接入网传送功能与G.902所定义的传送功IP多业务提供商的动使用PP协议的IP地址动态分配、网络地址翻译（NAT）；鉴权；加密计费以及与RADIUS服务器的交Y.1231未对IP接入网的接口与协接入网的接口与协用户网络接口电信管理网接口（Q3业务节点接口业务种类不同，业务种类不同，各种终端设备，造成各种各样的用户网络Z接口（交换机与模拟用户线的接口，用以提供模拟用户线连接U接口（一种数字的用户网络接口，用来接入的ISDN用户接入网是整个接入网是整个电信网的一个组成部分，接入网应该纳入电接入网与TMN的接口为Q3实际组网应用中，对于早期不直接支持Q3接口的接入网，业务节点（N）是指独立地提供某种业务的实体（设备与模块），是一种可以提供各种交换型和／或永久型电信业务的网元。业务节点（N）是指独立地提供某种业务的实体（设备与模块），是一种可以提供各种交换型和／或永久型电信业务的网元。仅支持一种接入类可支持多种接入类型，但所有接入类型支持相同的接入承载能力可支持多种接入类型，但所有接入类型支持不同的接入承载能力V5接口是业务节点接口的一种，其处理的信令属于共用户信令范畴接口是专为接入网的发展而提出的本地交换机V5接口是业务节点接口的一种，其处理的信令属于共用户信令范畴接口是专为接入网的发展而提出的本地交换机和接入网之间的接口ITU-T于1994/1995年以加速程序通过了V5G.964——V5.1接口G.965——V5.2接口我国国内标准为YDN020-1996和YDN021-1996V5LEANV5.1V5.2接口的优点在于它是一个开放的接口，支持不同的入方式，提供综合业务，降低了系统成本V5业务V5.1支持的业V5.2支持的业单个PSTN用户接√√V5业务V5.1支持的业V5.2支持的业单个PSTN用户接√√PABX√√ISDN基本接入√√ISDN基群速率接入√永久线路（PL）业√√半永久线路业√√V5.1V5.2V5.1V5.2物理12048kbit/s1～V5.1V5.2V5.1V5.2物理12048kbit/s1～16个2048kbit/s集线固定时隙分配，无动态时隙分配，有保护无保保护通信（C）通所支持的ISDN仅支2B+D协V5V5OSI物理层：每个kbit/s接口链路V5V5OSI物理层：每个kbit/s接口链路的电气和物理特性应符合G.703，功能和规程符合和G.706数据链路层：也称LAPV5，仅对通信通路（C）而封装功能子层（LADV5-数据链路子层（LAPV5-网络层：提供协议处理功V5PSTN控制协议链路VB5VB5ATMITU-TVB5VB5ATMITU-T建议G.967规定。VB5B-ISDN接入，V5.1、V5.2接入和非B-与窄带接入网V5.1、相对应，VB5VB5.1VB5.2VB5.1是VB5.2的子集，VB5.2相对于VB5.1增加了B-VB5VB5接口作为宽带接入网的SNI，按照ITU-T的VB5VB5接口作为宽带接入网的SNI，按照ITU-T的B-ISDN体的业务接入接口支持B-ISDN以及非B-ISDN用户接入用户侧的UNI应是ATM信元格式接口。UNI速率有2Mbit/s25Mbit/s51Mbit/s155Mbit/s和622Mbit/s如果为非B-ISDN的UNI，则需要加入适配功能变换成标VB5接入接V5或V5或窄带用户接窄接 功能本地交VB5接入接V5或V5或窄带用户接窄接 功能本地交换CE2：2Mbit/s电路仿功VB5VB5接口的VB5VB5接口的提出是为了解决接入网支持宽带包括窄带各种许多国家开展了VB5接口应用于宽带接入网（包括APON）VB5接口技术上以ATM为基础，但目前ATM已退出桌面有线接入技接入网大致有线接入技接入网大致可以分为三大类有线接入无线接入铜缆xDSL铜缆xDSL光纤铜缆混合网（HFC）＋电缆调制器光纤xPON主流有线接入技ADSL非对称数字用户线（SL）是一种非对称（上行速率低，下行速率高）主流有线接入技ADSL非对称数字用户线（SL）是一种非对称（上行速率低，下行速率高）的L技术。系统采用频分复用，在双绞线上同时传输普通电话业务和数据业务。ADSLG.992.1——全速率G.992.5——ADSL采用离散多音频（DMT）（CAP）调制技术，调制效率HFC＋CableModem的双向HFCHFC＋CableModem的双向HFCModem（）进行双向改造，在提供CAV业务的同时还可提供Inerne接入业务的一项接入技术。由于C的双向化已成为有线电视的主流技术，因此目前的C就是指双向C。HFC在头端引出的主干段采用光缆，在用户引入段则采5～65MHz：5～65MHz：上行回传信号频段，比电视信号电平低88～108MHz：调频广播及数字单频广播，比电视信号电平低108～111MHz：下行指令、监控报警，比电视信号电平低111～550MHz：模拟电视462～470MHz：下行指令，如收费寻址，比电视信号电平低550～862MHz：数字广播及下行数据传送，同样低10dB；；；双向HFC∕HFC+CableModem双向HFC∕HFC+CableModem无源光网络（PON）是特指应用于接入网，其局端和用（ODN）PON树形、总线无源光网络（PON）是特指应用于接入网，其局端和用（ODN）PON树形、总线形、环形、环树混合形等PONPN的研究始于20世纪90年代初，20世纪9年代中期成为热点技术，进入2世纪后开始步入大规模应用。1995年5月，ITU-G.9821998年10月，APON的第一个标准G.983.12004年6月，EPON的第一个标准IEEE802.3ah正式颁2003年到2004年间，ITU-T陆续发布了GPON的系列标准G.984.x2009年9月，10GEPON标准802.3avGPON标准也于2010年6出台树形结构树形结构是PON的典型应环－树混合形可以有效提高1.9无线接入1.9无线接入3.5G本地多点分配业务IEEE本地多点分配业务系本地多点分配业务系统（LMDS）最初是作为一种利用无超高频波段发送电视节目的业务，现作为毫米波宽带无线接入技术，可提供高带宽和双向数据、话音及视频业务，速率最高可达155Mbp。LD工作在～0频段，覆盖范围～5，受雨