宽带网络技术申普兵 第8章

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1、第八章 宽带网接入技术 8.1 接入网的基本概 念 8.2 有线接入网 8.3 无线接入网 8.1 接入网的基本概念 接入网是整个电信网的一部分，是在 电信网用户环路的基础上发展演变而来的 。由于接入网直接面向用户，成为通信网 中情况最复杂的一部分，因此接入网技术 的先进与否以及价格的高低，不仅直接影 响着用户的可接受程度和与用户关系极其 密切的用户终端技术，还关系到用户是否 会积极采用提供的新业务。 8.1.1 接入网的定义和 界定 接入网有着严格的定义与界定。1995 年7月，ITU-T第13研究组通过的建议 G.902中对接入网做出如下定义：接入网由 业务节点接口（SNI）和用户网络接口

2、（ UNI）之间的一系列传送实体（例如，线 路设施和传输设施）组成，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。 接入网的界定由其接口做出，如图8.1 所示。 接入网通过UNI与用户终端设备相连 。 接入网通过SNI与位于局端或远端交 换模块的业务节点相连。 接入网通过Q3接口与电信管理网（ TMN）相连接，并由电信管理网进行配置 和管理。 8.1.2 接入网的分层模 型 接入网的分层模型用于定义接入网中 各实体间的互连，它以ITU-T C.803的分层 模型为基础。 1电路层 电路层涉及电路层接入点之间的信息 传递并独立于传输通道层。 2传输通道层 传输通道层

3、涉及通道层接入点之间的 信息传递。 3传输媒介层 传输媒介层与实际物理传输媒介（如 双绞线、同轴电缆、光纤、微波等）有关 。 4各层对应的内容 各功能层的要素可以有几个描述特定 要素详细能力的属性，如电路层的电路模 式要素可以是B信道、H0信道、H11信道及 其他属性。 8.1.3 接入网的接入类 型 接入网必须能够支持多种不同的接入 类型以满足用户需求，其主要的接入类型 有以下几种。 PSTN和N-ISDN类，包括PSTN接入 、ISDN基本速率接入、ISDN基群速率（ 1544kbit/s、2048kbit/s）接入。 B-ISDN类，包括基于SDH155Mbit/s 接入、基于信元155

4、Mbit/s接入、基于SDH 622Mbit/s接入、基于信元622Mbit/s接入和 低速（1544kbit/s、2048kbit/s）B-ISDN的 接入。 永久性租用线类，包括64kbit/s、 n64kbit/s或384kbit/s、1544kbit/s、 1920kbit/s、l984kbit/s、2048kbit/s、 34Mbit/s、139Mbit/s、SDH VC-12、SDH VC-3、SDH VC-4及ATM虚通路。 其他类包括数据业务类接入、广播类 接入、交互式视像类接入等。 8.1.4 接入网的接口与 业务 一、接入网的接口 接入网有3种类型的接口，即用户网 络接口、

5、业务节点接口和维护管理接口。 1用户网络接口（UNI ） UNI位于接入网的用户侧，是用户终 端设备与接入网之间的接口。 UNI的主要表现形式有模拟二线音频 接口（POTS）、模拟四线接口、E&M模 拟接口、ISDN基本速率接口（BRI，2B+D ）、ISDN基群速率接口（PRI，30B+D） 、El数字接口、n64kbit/s的V.35接口等等 。 2业务节点接口（SNI ） SNI位于接入网的业务节点（SN）一 侧，是接入网与业务节点之间的接口。 按照SNI支持的接入能力，将其分为3 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，

6、 且每种接入类型的接入承载能力不同。 3维护管理接口（Q3 ） Q3是接入网（AN）与电信管理网（ TMN）之间的接口。TMN通过Q3接口实 施对AN的管理、配置等操作，为用户提供 所需的接入类型和承载能力。接入网作为 整个电信网络的一部分，通过Q3接口纳入 TMN的管理范围之内。 二、接入网支持的业务 接入网的业务节点有两类：一类是支 持单一业务的业务节点；另一类是支持一 种以上业务的业务节点，即组合业务节点 。业务节点能提供的业务有以下几种。 本地交换业务：PSTN业务、窄带 ISDN业务（基本速率接入的ISDN、基群 速率接入的ISDN）、宽带ISDN业务和分 组数据业务。 租用线业务：

7、基于电路模式的租用线 业务、基于ATM的租用线业务和基于分组 模式的租用线业务。 按需的数字视频和音频业务。 广播的视频和音频业务：数字业务和 模拟业务。 8.1.5 接入网的管理控制 和运行 一、接入网管理中的基 本概念 接入网的管理范围主要包括以下3个 方面。 1般的网络管理 一般的网络管理主要是指接入网的配 置管理和性能管理，包括各种类型接口的 管理和传送部分的管理。 2设备的集中维护 主要是指接入网中使用的各种设备的 故障管理。 3对保证业务质量的支 持 主要是通过和其他业务管理系统的互 连，对保证业务质量提供支持。 二、接入网的管理、控 制与运行 对与业务节点相连的接入网的协调管 理

8、要包括接入网与业务节点的所有功能。 1功能管理结构 图8.4所示的是基于管理的通用功能结 构。功能结构中所定义的接入网和业务节 点功能都是要管理的对象，TMN通过Q3代 理和管理信息库（MIB）进行管理。 2接入网的运行与维护 电信管理网中针对接入网的运行系统 功能（OSFAN）进行监测，控制着接入网 的各种功能，包括用户口功能的硬件实施 。OSFAN还控制着接入网的维护，并根据 接入类型和实施方式确定测试能力和规程 。 3接入网的管理功能 对接入网实施的控制在送往接入网各 功能组之前先要由接入网系统管理功能（ AN-SMF）进行预处理。 4用户口功能组的管理 用户口的控制包括激活/去激活功能

9、、 阻断/去阻断功能、配置功能和测试功能。 用户口的监测包括故障检测/指示和性 能监测等内容。 5核心功能组的管理 核心功能控制：核心功能的配置是控 制承载分配、承载适配、协议承载分配和 协议映射等功能所必需的。 核心功能监测：核心功能的监测也包 括故障检测/指示、性能监测等内容。故障 检测/指示功能指明核心功能的正常与否， 给出不正常的状态信息。非限时情况，故 障信息报给AN-OSF；限时情况下，故障 信息则报给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，并将其报给AN-OSF。 6业务口功能组的管理 业务口控制：根据故障状况，将业务 口置于阻断（非运行）/

10、非阻断（运行）状 态。 业务口监测：故障检测/指示功能指出 业务口是否正常，并将故障信息报给AN- OSF；性能监测功能提供由业务口检测性 能信息，如比特错误等，并将状态信息报 给AN-OSF。 7传送功能组的管理 传送功能控制：传送功能控制是限定 传送媒介层、传输通道层和电路层的，它 是由AN-OSF执行。 传送功能监测：故障检测/指示功能指 出不同传送层的连接是否正常，并将故障 信息报告给AN-OSF；可经AN-SMF对受影 响的用户口或业务口进行阻断。 8AN-SMF的管理 AN-SMF的控制：配置功能对AN- SMF进行性能评估、事件报告、安全和信 息采集等进行控制；核查功能可恢复所有

11、 相关配置及接入网各功能与AN-SMF的状 态信息。 8.1.6 接入网的分类 根据传输方式可将接入网分为有线接 入网和无线接入网两种。有线接入网又分 为铜线接入网、光纤接入网和混合光纤/同 轴电缆接入网；无线接入网则分为固定无 线接入网和移动接入网。接入网传输技术 分类如表8.1所示。 8.2 有线接入网 有线接入网是使用铜线、光缆和同轴 电缆作为传输媒介的接入网，目前主要有 铜线接入网、光纤接入网和混合光纤/同轴 电缆（HFC）接入网三类。本节将介绍这 三类接入网技术。 8.2.1 铜线接入网 一、XDSL技术 1XDSL技术的发展 早期，人们为了在原本用来传送模拟 话音的用户环路上传输数

12、据，使用了话带 调解器技术。利用这一技术可以传送14.4 56.6kbit/s的数据。 与利用有线电视线路接入、光纤接入 等方式相比，利用铜线接入有以下特点： 网络是现成的，无需建设过程，能立即 为用户开通高速业务。网络覆盖面广， 规模大。投资省，无需线路材料的投入 和铺设施工的投入。在开通宽带业务的 同时，不影响原有话音业务（POTS）。因 此，在铜线上实现高速接入是实现全球信 息化的一种经济可行的手段。 2XDSL技术的原理 在XDSL技术中，用户通过非屏蔽铜 质双绞线对连接到交换机，从而连接到电 信网络中。 除了HDSL以外，大部分XDSL技术是 一种叠加传输技术，即在线路上开通XDSL

13、 业务的同时不影响原有窄带业务，如PSTN 电话业务和ISDN等，这是利用线路上与窄 带POTS业务相分离的高端频谱实现的。 3几种典型的XDSL技 术介绍 XDSL在线路编码、回波抵消、自适 应均衡等方面采用数字信号处理的新技术 ，利用铜线中话音频带以上的部分进行高 速数据传输，所含技术分支很多，还不断 有新的分支出现，其中有3类比较典型的技 术：高比特率数字用户环路（HDSL）技 术、非对称数字用户线（ADSL）技术和甚 高速率数字用户线（VDSL）技术。 二、高速数字用户环路 （HDSL） HDSL是铜线对增容技术进一步发展 的结果。它利用二对或三对铜线，为用户 提供E1的全双工数字连接

14、。 三、不对称数字用户环路 （ADSL） ADSL是在一对铜线上为用户提供上 、下行信号速率不等的数字连接。它在铜 线对上传输的信号频谱分为三个频带：低 端（4kHz以下）仍用于传送普通电话业务 ，上行信道传送速率可达768kbit/s，下行 信道传送速率可达8Mbit/s。 表8.4中列出的是美国国家标准（ ANSI）下属的E1T1.4工作组制定的DMT ADSL标准。 ADSL系统的主要特点是“不对称”。 这一特点正好适用于接入网中图像业务和 数据业务的固有不对称性。 ADSL技术的主要优点是可以充分利 用现有的铜线网路，设备装、拆方便。主 要缺点是容量较小。 四、线路编码 12B1Q编码

15、 2B1Q码是用1位四进制（quaternary ）码组表示2位二进制（binary）码组。这 种编码的优点是简单成熟，与PSTN和 ISDN BRA兼容性好，成本低。 2QAM编码 QAM是一种十分成熟且应用广泛的 调制技术，其基本方法是将发送数据流分 为两路，分别对正弦载波和余弦载波进行 数字调幅，然后相加传输。 3CAP编码 CAP线路传输码的编码方式采用无载 波幅度相位调制，与QAM一样，同相分量 和相位正交分量分别有8个幅值，每个码元 含4比特信息。 4DMT编码 一般铜线回路的衰减特性随其长度、 线径、桥接等不同变化很大，而且噪声与 频率有关，因此铜线回路的通信容量也在 变化。 D

16、MT技术的基本原理是把可用带宽（ 1MHz以内）分成若干个子信道，如图8.8 所示。 8.2.2 光纤接入网 光纤接入网（OAN）是指从业务节点 （SN）与用户终端之间的部分或全部采用 光设备实现接入的系统。它与铜线接入技 术相比有无可比拟的优点和广阔的应用前 景。 光纤具有传输带宽宽（可用带宽达 50THz）且传输衰减小（工作波长为 1550nm的单模光纤的传输衰减可达 0.15dB/km）的突出优点，因而成为现代通 信网中干线传输的主要手段。 一、光纤接入网的拓扑 结构 光纤接入网根据室外传输设施中是否 含有有源设备，可以将其分为有源光网络 （Active Optical Network，AON）和无源 光网络（Passive Optical Network，PON） 。AON采用有源的电复用器分路，PON则 采用无源的光分路器分路。 1单星型结构 如图8.9所示，单星型结构是指用户端 的每一个光网络单元（Optical N