第11章接入网接入技术剖析

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1、1,接入网接入技术,太原理工大学 王华奎 教授,通信专业职业水平考试辅导,2,接入网的概念 接入网的接口V5接口 有线接入网 光纤接入网 混合光纤同轴电缆 HFC 数字用户线 xDSL 无线接入网 无线解决方案 LMDS和MMDS,主要内容,3,接入网(AN)是指市话端局或远端交换模块(RSU)与用户终端之间的网络部分，主要完成交叉连接、复用和传输功能。接入网一般不含交换功能。 有时从维护的角度将端局至用户之间的部分统称为接入网，不再计较是否包含RSU。注意这不是技术定义。 接入网名称的变化： 本地网(Local Network) 本地环路(Local Loop) 用户网(Subscriber

2、s Network) 用户环路(Subscribers Loop) 接入网(Access Network),接入网的概念,接入网,4,电信网组成示意图,接入网在电信网中的位置,CPN,接入网,UNI,SNI,SNI,CPN,接入网,UNI,核心网,CPN: 用户驻地网 UNI: 用户网络接口 SNI: 业务网络接口,目前倾向于将长途网和中继网合在一起称为核心网或转接网。接入网是相对核心网而言的，主要完成使用户接入到核心网的任务。,5,接入网与干线网,6,ITU定义：接入网是由业务网络接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设施)所组成的为传送电信业务提

3、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。(ITU-T G.902) 定界：接入网所覆盖的范围由三个接口来定界 网络侧经由SNI与业务节点相连 用户侧经由UNI与用户相连 管理方面经由Q3接口与电信管理网(TMN)相连,接入网的定义,7,接入网的定界,电信管理网(TMN),接入网,业务 节点,Q3,SNI,UNI,CPN,8,接入网的一般物理结构,接入网从物理上可分为馈线段、配线段和引入线段。,9,宽带业务的需求 高速Internet接入的需求 (IP电话、电子商务等) 先进视频业务的需求 (Digital TV, HDTV, VOD, 会议电视、电子商务、远程教学、远程医疗等)

4、 电信网发展的需求 全网的数字化、光纤化趋势的要求 多级制向少级制发展趋势的要求 电信运营商的需求 快速提供宽带的新兴业务的要求 电信制造商的需求 提供集成的设备；对统一标准的需求,接入网的发展动力,10,基于铜线的接入技术 高速数字用户线(HDSL) 非对称数字用户线(ADSL) 甚高速数字用户线(VDSL) 基于同轴电缆的接入技术 混合光纤/同轴电缆系统(HFC) 无线接入技术 无线本地环路(WLL) 本地多点分配系统(LMDS) 光纤接入网,当前主要的接入网技术,光纤接入网是解决全网瓶颈的主要手段。目前处于试验阶段的宽带无源光网络是接入网发展的方向。实现光纤到家(FTTH)是光纤接入网的

5、归宿。 在从现有接入技术向光接入技术演变的过程中，上述其它的接入技术将作为过渡方案活跃在接入网舞台。,11,接入网的接口：UNI(用户网络接口),模拟的UNIZ接口 传统交换机模拟二线音频接口，AN中由接入网设备提供 AN提供的Z接口要求更高的可靠性和远端测试能力 数字的UNIV接口 ISDN BA中的数字用户线接口 双向传输方式和传输码型：无国际标准,LT,NT1,NT2,ISDN交换机,V参考点,V接口,T参考点,S参考点,ISDN用户设备,12,SNI是接入网和业务节点(AN)之间的接口。如果AN-SNI侧与SN-SNI侧不在同一地方，可以通过透明传送通道实现远端连接。 数字业务的发展要

6、求从用户到业务节点之间是透明的纯数字连接，因此要求业务节点具备数字的SNI。数字的SNI称为V接口。 V5接口是一种标准化的、开放的、综合的、实现交换与传输结合的新型SNI。 已规范的V5接口有V5.1、 V5.2和VB5接口。VB5是宽带V5接口，其标准制定已于1998年底基本完成。,SNI (业务网络接口),13,LT,V5接口是一种开放的、标准的数字接口，便于不同厂家设备互连 V5接口的出现限制了交换机厂商的垄断！ V5接口具有多种业务接入能力，如 PSTN、ISDN-BA、ISDN-PRA、模拟租用线和数字租用线等，有利于综合业务的发展 V5接口的出现降低了接入网的成本 V5接口提高了

7、网络的可靠性和可维护性 V5接口实现了数字传输和数字交换的结合,V5 接口,LE,V5接口,HDB3码,14,V5 接口的分类,2048kbit/s链路 （ 1条 ）,程控交换机,V5.2接 口模块,交换 主机,2048kbit/s链路,2048kbit/s链路,2048kbit/s链路,（116条链路）,15,V5 接口的功能,程控 交换机,承载通路,ISDN D通路信息,PSTN信令信息,控制信息,链路控制协议信息*,保护协议信息*,承载通路连接信息*,定时信息,* 仅适用于V5.2接口,接入网,16,光纤接入网是指传输媒质是光纤，同时利用光波作为载波来传送信号的接入网。 光纤传输容量大、

8、损耗小、不受电磁干扰，光纤是接入网数字化、宽带化和综合化的最佳传输介质。光纤接入网是接入网发展的方向。 光纤接入技术的分类： 有源光网络采用点对点的数字环路载波系统(DLC)，解决大容量，远距离的用户业务接入问题 无源光网络无源配线网，一般都具有点对多点的结构。 根据光节点位置，分为FTTCab/FTTC、FTTB、FTTH等。 FTTH是光纤接入网发展的归宿。,接入网的解决方案：光纤接入技术,17,光纤接入网参考配置,ONU：光网络单元 ODN：光分配网 OLT：光线路终端 AF：适配功能 SN：用户节点,18,光纤接入网的实际应用,根据ONU的位置，光纤接入的方式可分为： 光纤到路边(FT

9、TC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到家庭(FTTK)、光纤到办公室(FTTO)、光纤到交接箱(FTTCab),19,适用于： 电信公司和基于新环路设施的运营商 建设新的网络结构 具有良好的双绞铜线分布的地区 是一种较积极的提供宽带的策略 技术关键 对模拟电视业务的兼容性 城市地区的重建成本 供电问题,FTTC (光纤到路边),20,FTTC：基本应用结构,OLT,ONU,解码器,驻地墙,路边单元 服务4 96个用户,远程数据终端 或交换局,VDSL(52Mbit/s) 线对或同轴电缆,PON,MUX,MUX,语音,交换式数字 图象和数据,网络 接口,POTS,数据,视频,21,FTTCHFC

10、：供电和模拟视频,ONU,HDT,光节点,解码器,UPS,不间断电源,线路延伸 放大器,分支,供电,交换式数字 图象和数据,语音,广播模拟视频,语音,交换式数字 图象和数据,广播模拟视频,驻地墙,路边,远端节点,局端,重叠的HFC网络,22,适用于： 电信公司 有良好的双绞铜线分布的地区 用户环路较短且交接箱位置兼容性好的地区 保守的提供宽带的策略 将固定成本降低到最低限度 技术关键 对模拟业务的兼容性 VDSL的速率、距离、以及施工技术 系统升级策略,FTTCab (光纤到交接箱),23,FTTCab：POTS视频/数据业务,OLT,ONU,解码器,驻地墙,交接箱 服务约 400个用户,局端

11、,VDSL线对 3001500m,PON,MUX,MUX,语音,交换式数字 视频和数据,网络 接口,POTS,数据,视频,24,FTTCab：叠加 HFC 提供模拟视频,OLT,ONU,解码器,驻地墙,交接箱 服务约 400个用户,局端,PON,MUX,MUX,语音,交换式数字 图象和数据,网络 接口,POTS,数据,视频,光调制,光节点,模拟视频,双绞线,同轴电缆 配线段和 引入线,25,充分利用了光纤传输的所有优点； 能适应未来发展的接入网 (利用波长升级) 无室外有源设施和金属电缆 极大提高可靠性 无供电问题 抗雷电干扰 最大限度降低供电成本 最大限度降低运营成本 维护、供给和规划,FT

12、TH (光纤到家)：必要性,26,太昂贵当前成本已大大降低 不能兼容模拟电视已不是严重问题 数字视频所需带宽太高不再是问题 对其它数字业务的需求不高不再是问题 终端供电问题对POTS问题依然存在 产品缺乏标准通过FSAN来改变,FTTH：昔日的问题与当前的进展,FTTH在80年代后期就已作为接入网的目标提出来，但当时受技术条件局限，FTTH并不现实。如今，随着技术的发展，情况已有较大的改观。,27,混合光纤同轴系统(HFC)是从光纤CATV发展而来，除提供CATV 业务外，还能提供语音、数据和其它交互业务。 HFC网的干线部分为星型拓扑结构，以光纤为传输介质，以提高传输质量。配线网部分保留原有

13、的树形分支型模拟同轴电缆网，负责下行信号分配并收集回传信号。 HFC网模拟频分复用信道，其信号调制方式与光纤CATV网络兼容，一般为残留边带调幅(VSB-AM)方式。 HFC的既是电视公司提供交互业务的手段，也是电信公司低成本提供视频业务，快速进入图象业务市场的手段。 HFC是一种以模拟方式提供全业务的接入网过渡解决方案。其发展方向是向全数字的FTTH发展。,接入网的解决方案：HFC,28,HFC 的网络结构,前 端,服务区 2002000家庭用户,干线放大器,线路延伸器,干线网(星型),光节点,配线网(树型),用户引入线,光节点,光节点,分路器,29,HFC 的频谱分配(低分割),5,65,

14、87,550,750,860,103(MHz),POTS(上行) 数 据(上行),模拟视频业务 POTS(下行) 数 据 (下行),数字视频业务,其它双向数字业务 个人通信系统(PCS) (也可用作POTS和 数据业务的回传信道),低分割 回传信道,前向信道,前向信道,前向信道,回传信道,30,与树形分支型结构相比， HFC的带宽大大拓宽，可靠性也大大增强； HFC从光纤CATV演变而来，新业务初期成本低，运营成本也大大下降； HFC可以提供电话、数据和先进视频等多业务平台。 配线段的树形分支结构和同轴电缆降低了其可靠性； 在用户驻地处，信号易受噪声干扰； 上行带宽有限，回传信道拥挤； 频谱分

15、配方案没有国际标准，设备不易互通； 模拟传输方式与数字化发展的潮流不合。,HFC 的特点,31,FTTx 与 HFC 的参数比较,系 统,FTTCab,窄带FTTC,全业务FTTC,全业务FTTH,HFC,每节点 服务的 用户数,每ONU服务的用户数,配线段长度,引入线长度,200500,4002000,4002000,1632,2002000,无资料,464,832,1,2040,1.5km,4km, 300m*,20km,3km,40m*,170m,40m*,40m(典型),任意,* 根据同轴电缆和双绞线/同轴线混合缆的型号不同而不同 * 典型值为40m，限制条件为：配线引入线 VDSL要

16、求的长度,32,数字用户线(Digital Subscriber Line DSL) 最大限度地利用已敷设铜线的带宽潜力 使用自适应数字信号处理技术(DSP)来克服静态损伤 近/远端串音、噪声、衰减、冲击噪声及桥接抽头等损伤 使用DMT调制技术降低RF干扰 与当前大多数业务(如图象、数据和视频业务)的固有非对称性适应 为FTTx网络提供高速的业务入户手段,接入网的解决方案：xDSL,33,HDSL 在两线对上实现对称1.5-2Mbit/s HDSL-2 在一线对上实现对称1.5-2Mbit/s ADSL 在一线对上实现最高8Mbit/s下行速率 ADSL-lite 在一线对上实现最高2Mbit/s下行速率 SDSL 在一线对上实现