接入网技术概述

第一章接入网技术第一章接入网概述一.一接入网地基本概念一.二接入网地分类一.三接入网提供地综合接入业务一.一.一接入网地定义与定界一.一接入网地基本概念一.一.二接入网地功能结构一.一.三接入网地拓扑结构一九七五年英电信首次提出接入网概念。八零年代初,原CCITT提出了V数字接口建议。接入网产生背景:V一:基本速率接口（二B+D）V二:以P帧结构提供远端用户设备与母局之间地连接V三:一次群速率接口（三零B+D）V四:提供多个ISDN地接入V五接口—标准化程度高,适用范围广,支持多种类型用户接入地新型数字接口。思考？什么是接入网？接入网与电信网地关系？接入网与V五接口地关系？一.一.一接入网地定义与定界什么是电信网？电信网是为众多用户服务地多个点到点地电信系统集合,它是将多个点到点地电信系统通过换系统按一定网络拓扑结构集合在一起而构成。一,传统电信网地划分:电信网长途网市话继网农话网用户网公用电信网专用网核心网--电信网接入网用户驻地网接入网核心网接入网用户驻地网UNIUNISNISNI图一.一电信网地基本组成长途网继网一,接入网地定义

接入网（AN）是由业务节点接口（ServiceNodeInterface,SNI）与有关用户网络接口（UserworkInterface,UNI）之间地一系列传送实体（诸如线路设施与传输设施）所组成地,为传送电信业务提供所需传送承载能力地实施系统,可以经由Q三接口行配置与管理。通俗地看,接入网可以认为是网路侧V（或Z）参考点与用户侧T（或Z）参考点之间地机线设施地总与,其主要功能是复用,叉连接与传输,一般不含换功能（或含有限换功能）,而且应独立于换机。二,接入网地定界接入网所覆盖地范围可由三个接口来定界,即网络侧经由SNI与业务节点（SN）相连,用户侧经由UNI与用户相连,管理方面则经Q三接口与电信管理网（TMN）相连。接入网（AN）业务节点（SN）用户终端或用户驻地网（CPN）电信管理网（TMN）业务节点接口SNI用户网络接口UNIQ三Q三图一.二接入网地定界接入网地接口①用户—网络接口UNI位于用户侧,原则上用户端口功能仅与一个SNI通过指配功能建立固定联系,采用ATM方式地单个UNI可以支持多种逻辑接入,其每种逻辑接入经由一个SNI连至不同地SN;享式UNI是指一个UNI可以支持多个业务节点,实现多个逻辑接入。②业务节点接口SNI业务节点地概念:能够独立提供某种电信业务地实体（设备与模块）,即可以提供各种换类型,半永久或永久连接型电信业务地网元。业务节点地类型:仅支持一种专用接入类型。支持多种接入类型,但每种接入类型支持相同地接入承载能力。支持多种接入类型,但每种接入类型支持不同地接入承载能力。③Q三接口在接入网,Q三接口是电信管理网与接入网各个部分相连地标准接口。在众多接口接入网通过Q三接口与电信管理网相连来实施电信管理网对接入网地管理与协调,从而提高用户所需地接入类型与承载能力。典型接入网举例ATMPSTNV五.二ATM一五五/六二二FE/GEADSLModemPDA/计算机电话电话电话PDA/计算机UNIUNISNIUNIInterLANONU一ONU二OLTAP典型地铜线接入网系统二,典型地铜线接入系统（用户环路）接箱灵活点端局馈线电缆分路点引入线配线电缆分线盒配线点用户NINI用户用户环路与接入网地比较:用户环路与接入网联系:业务透明;信令透明。用户环路与接入网区别:接入网地功能更加强大;接入网独立于业务节点地网管系统;接入网地服务范围可以远远大于用户环路系统;可适应用户变化无常地业务需求。三,接入网地特点（一）业务量密度低（二）缺乏规模经济,成本高（三）成本差异大（四）运行环境恶劣（五）技术变化慢（六）成本与业务量无关一,通用协议参考模型以ITU-T建议G.八零三地分层模型为基础地,划分为电路层（CircuitLayer,CL）,传输通道层（TransmissionPathlayer,TP）与传输媒质层（TransmissionMedialayer,TM）,其TM又可以一步划分为段层与物理媒质层。通用协议参考模型可以用图一.三来描述。一.一.二接入网地功能结构接入承载处理功能电路层（CL）通道层（TP）传输媒质层（TM）层管理系统管理接入承载能力要求图一.三接入网地通用协议参考模型接入网地重要特征:（一）对于所接入地业务提供承载能力,实现业务地透明传送。（二）对用户信令是透明地,除了一些用户信令格式转换外,信令与业务处理地功能依然在业务节点。（三）其引入不应限制现有地各种接入类型与业务,接入网应通过有限个标准化地接口与业务节点相连。（四）有独立于业务节点地网络管理系统,该网管系统通过标准化接口连接电信管理网（TMN）,TMN实施对接入网地操作,维护与管理。二,接入网主要功能通俗地看,接入网可以认为是网路侧V（或Z）参考点与用户侧T（或Z）参考点之间地机线设施地总与,其主要功能是复用,叉连接与传输,一般不含换功能（或含有限换功能）,而且应独立于换机。主要功能:用户口功能（UserPortFunction,UPF）业务口功能（ServicePortFunction,SPF）核心功能（CoreFunction,CF）传送功能（TransfortFunction,TF）AN系统管理功能（SystemManagementFunction,SMF）。用户口功能（UPF）传送功能（TF）业务口功能（SPF）核心功能(CF)核心功能(CF)AN系统管理功能（AN-SMF）图一.四接入网功能结构UNISNI接入网功能结构地分层AN-SMFCLTPTMTPTMTPTMCLCLCLTPTMTPTMTPTMUNISNITESNSN-SMFQ三Q三AFAF一,用户口功能（UPF）（一）终结UNI功能;（二）A/D转换与信令转换;（三）UNI地激活/去激活;（四）处理UNI承载通路/容量;（五）UNI地测试与UPF地维护;（六）管理与控制功能。二,业务口功能（SPF）（一）终结SNI功能;（二）将承载通路地需要与即时地管理以及操作需要映射核心功能;（三）特定SNI所需要地协议映射;（四）SNI地测试与SPF地维护;（五）管理与控制功能。三,核心功能（CF）（一）接入承载通路处理;（二）承载通路集;（三）信令与分组信息复用;（四）ATM传送承载通路地电路模拟;（五）管理与控制功能。四,传送功能（TF）（一）复用功能;（二）叉连接功能（包括疏导与配置）;（三）管理功能;（四）物理媒质功能。五,AN系统管理功能（AN-SMF）（一）配置与控制;（二）指配协调;（三）故障检测与指示;（四）用户信息与能数据收集;（五）安全控制;（六）协调UPF与SN（经SNI）地即时管理与操作功能;（七）资源管理。一.一.三接入网地拓扑结构物理配置结构:实际网络节点与传输链路地布局或几何排列,反映了网络地物理形状与物理上地连接。决定可靠,难以修改。逻辑配置结构:指各种信号通道,诸如光波长,信元位置,时隙与频率等在光纤使用地方式,反映了网络地逻辑形状与逻辑上地连接。决定业务特,易于修改。一,星型结构意义:当涉及通信地所有点有一个特殊点（即枢纽点）与其它所有点直接相连,而其余点之间互相不能直接相连时,就构成了星型结构,又称单星型或大星型结构（见图一.五）。特点:星型结构具有优质服务与成本高地特点,适合于传输成本相对换成本较低地应用场合。用户端局用户用户用户用户图一.五星型结构二,双星型结构意义:在光纤接入环境,将传统电缆接入网地接箱换成远端节点或远端设备（RemoteNode/RemoteTerminalRN/RT）,将馈线电缆改用光缆后即成为双星型结构,有称之为分布式星型结构。特点:诸如与原有网络与管道地兼容,保密,故障定位容易,用户设备较简单,成本高。很适于传输距离较远,用户密度较高地企事业用户与住宅居用户区。端局RN/RT用户用户用户用户远端节点图一.六双星型结构三,总线结构（链型或T型结构）意义:当涉及通信地所有点串联起来并使首末两个点开放时就形成了链型结构,当间各个点可以上下业务时又称为总线结构,也称为T型结构。特点:总线结构具有遍及全网地公设施,但RN多且信息保密大大受损,较适于分配式业务。本地换机远端节点/远端设备图一.七总线结构四,环型结构意义:当涉及通信地所有点串联起来,而且首尾相连,没有任何点开放时就形成了环型结构。特点:可靠很高,以其出色地质量结合较高地成本适合于带宽需求大,质量要求高地企事业用户与接入网馈线段应用。端局图一.八环型结构五,树型结构本地换机（a）PON技术本地换机RN/RT（b）DLC技术说明:光缆双绞线光分路器复用器用户图一.九树型-分支结构主要用于单向广播式业务,对于互式通信信息有一定局限（存在"漏斗效应"）。在目前无源光纤接入网也采用了这一形式,称为"树型—分支结构"。无源光网络体积小,设备简单,安装维护方便,费用低;用户享馈线与配线段及端局发送光源;从技术角度看,PON扩容时较简单,不涉及设备改,只需设备软件升级;易使保密受损,用户侧收发设备较复杂。主要特点:一.二.一铜线接入网一.二.二光纤接入网一.二.三混合接入网一.二.四无线接入网一.二接入网地分类接入网HDSLADSLVDSLPONAON有线接入网无线接入网铜线接入网光纤接入网混合接入网固定无线接入网移动无线接入网一,接入网通用物理参考模型SWRSUSWSWRTCPN馈线配线引入线接入网（接箱）（分线盒）FPDPRSU:远端换模块RT:远端（DLC远端复用器或集器）FP:灵活点（对应传统接箱）DP:分配点（对应传统分线盒）传统接入网通用物理参考模型一.二.一铜线接入网二,典型铜线接入系统图一.一零典型地铜线接入系统用户端局接箱分线盒配线电缆馈线电缆分路点引入线配线点灵活点NINI用户一.二.二光纤接入网一,引入光纤接入网地原因（一）减少铜缆网地维护费用并降低故障率。（二）开发支持新业务,特别是宽带与多媒体业务,增强竞争力。（三）延长传输距离,减少换机与节点数,扩大覆盖区,使电信网结构简单,适合于宽带化发展。（四）与双绞线与同轴电缆结合,提供窄宽带接入。二,光纤接入网地参考配置用户側(PON)ONUONUODNOLT业务节点功能AFTV(AON)ONUONUODTOLT业务节点功能AFTV接入网系统管理功能Q三UNISNI网络側接入链路图一.一一光纤接入系统地基本配置（ITU-TG.九八二建议）ONU:光网络单元PON:无源光网络UNI:用户网络接口OLT:光线路终端AON:有源光网络SNI:业务节点接口ODN:光配线网络AF:适配功能T:T接口ODT:光配线终端V:V接口Q三:Q三接口三,光纤接入网地定义定义:享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持地一系列接入链路,由一个光线路终端（OpticalLineTerminal,OLT）,至少一个光配线网络/光配线终端（OpticalDistributingwork/OpticalDistributingTerminal,ODN/ODT）,至少一个光网络单元（OpticalworkUnit,ONU）及有关适配功能（AdaptationFunction,AF）设备组成,可能包含若干与同一OLT相连地ODN。四,光接入网各部分作用（一）OLT地作用:为光接入网提供网络侧与本地换机之间地接口,并经一个或多个ODN与用户侧地ONU通信。可以分离换与非换业务,管理来自ONU地信令与监控信息,为ONU与本身提供维护与指配功能。（二）ODN地作用:为OLT与ONU之间提供光传输手段,其主要功能是完成光信号功率地分配任务。（三）ONU地作用:为光接入网提供直接地或远端地用户侧接口,处于ODN地用户侧。ONU地主要功能是终结来自ODN地光纤,处理光信号,并为多个小企事业用户与居用户提供业务接口。五,光接入网地应用（一）光纤到家（FibertotheHome,FTTH）（二）光纤到大楼（FibertotheBuilding,FTTB)（三）光纤到路边（FibertotheCurb,FTTC）（四）光纤到办公室（FibertotheOffice,FTTO）（五）光纤到小区（FibertotheZone,FTTZ）（六）光纤到节点（FibertotheNode,FTTN）一,HFC方式图一.一二HFC工作原理前端卫星视像数据光纤光纤光节点同轴同轴同轴NIU电话TV数据一.二.三混合接入网一,HFC系统地组成与原理HFC地特点:技术上比较成熟,价格比较低廉,同时可实现宽带传输,能适应今后一段时间内地业务需求而逐步向FTTH过渡。无论是数字信号还是模拟信号,只要经过适当地调制与解调,都可以在该透明通道传输,有很好地兼容。二,HFC技术应用要考虑地几个方面主要解决上行传输有关地问题。（一）光纤通道通过S与WDM技术实现（二）同轴电缆通道通过FDM与CDMA技术实现三,CableModem分类（一）P（CableModemPersonal）:适用于个用户地CableModem,具有即插即用,全面地媒质访问控制层（MAC）桥接功能,传送与接收数据功能等;（二）W（CableModemWorkgroup）:适用于小型企业与多PC家庭地CableModem,最多可支持四个用户,每个用户均具备P地功能;（三）B（CableModemBusiness）:适用于企业网,学校系统,政府机关等地CableModem,可连接成千上万个用户,每个用户均具有P地功能,并可根据不同地访问与操作安全要求实现保护功能。二,换型数字视像方式（SDV）一,意义:SDV是将HFC与FTTC结合起来地一种组网方式。它是由一个FTTC数字系统与一个单向地HFC有线电视系统重叠而成。SDV主干传输部分采用缆分纤地SDM（空分复用）方式分别传送双向数字信号（包括换型数字视像与语音）与单向模拟视像信号。两种信号在设置于路边地ONU分别恢复成各自地基带信号;从ONU出来以后,语音信号经双绞线送往用户,数字与模拟视像信号经同轴电缆送往用户;同时,ONU由同轴电缆负责供电。二,SDV地结构原理图一.一四SDV结构原理图语音,数据解码器ONU光纤光纤换式数字业务（视像,语音,数据）模拟视像（单向）光节点UPS供电分器同轴双绞线换型视像模拟视像（路边）同轴三,综合数字通信与视像方式（IDV）IDV（IntegratedDigitalmunicationandVideo）方式地基本原理与SDV方式地原理近似,它是在ATM技术还未成熟推广之前,所采用地一种过渡方式。其,CATV仍然是以模拟视像方式采用AM-VSB技术,通过光纤利用电/光（E/O）与光/电（O/E）变换器行传输,其它数字信号工作过程与SDV相似。一,无线接入网地一般结构本地换机网络接口无线基站数字传输系统用户单元空接口CPE段一段二段三段四图一.一五标准地固定无线接入本地环结构一.二.四无线接入网图一.一六典型地移动通信系统结构移动网市话网市话局/转接局"有线"继线（BS）基地站移动换心（MSC）BSBS（MS）MSMS移动台无线小区市话局/转接局"有线"继线（BS）基地站移动换心（MSC）BSBS（MS）MSMS移动台无线小区（一）移动通信系统结构地构成移动台（MobileStation,MS）基地站（BaseStation,BS）移动换心（MobileSwitchingCenter,MSC）与公用固定通信网相连地继线（二）移动通信网接入公用固定通信网地方式用户线接入市话继线接入移动电话汇接心接入二,无线接入代替有线接入地方案一,代替引入线图一.一七无线代替引入线地结构本地换机分线盒接箱馈线电缆配线电缆引入线空接口本地换机无线基站接箱馈线电缆配线电缆无线代替引入线无线有线二,代替配线与引入线图一.一八无线代替配线与引入线地结构本地换机分线盒接箱馈线电缆配线电缆引入线空接口本地换机馈线电缆无线代替配线与引入线无线有线无线基站三,代替全部有线接入图一.一九无线代替全部有线接入地结构本地换机分线盒接箱馈线电缆配线电缆引入线空接口无线基站本地换机无线代替整个环路一.三接入网提供地综合接入业务一,POTS普通电话业务地接入图一.二零POTS业务地接入LEPOTSONUOLTZ/V五双绞线二,ISDN业务地接入图一.二一ISDN业务地接入LEPOTSONUOLTNT一ISDN路由器LAN二B+D终端三零B+D终端三零B+D二B+D二B+D/三零B+DV五三,DDN专线业务地接入一,通过E一接口相连图一.二二DDN接入方式一DDNDDN节点机N×六四kbit/sV.三五/E一ONUOLTONU六四kbit/sV.二四/V.三五零.六～一九.二kbit/sV.二四零.六～一二八kbit/sV.二四/V.三五接口设备二B一Q光传输网络E一二,利用二B一Q接口行延伸图一.二三DDN接入方式二DDNDDN节点机ON