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1、三网融合与接入,电信工程系 张冰玉 2013.03,第2章 接入网技术,本章内容 2.1 接入网的基本概念 2.2 接入网的参考模型 2.3 主要的宽带接入技术,2.1 接入网的基本概念,接入网泛指用户与业务节点接口之间实现传送承载功能的实体网络，其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，使用户能够获得话音、数据多媒体和有线电视等综合业务。,2.1 接入网的基本概念,2.1.1 接入网在电信网中的位置 2.1.2 接入网的定义和接口 2.1.3 接入网的特点,电信网的水平划分,2.1.1 接入网在电信网中的位置,UNI,SNI,SNI,UNI,电信网的垂直划分,2.1.1 接入
2、网在电信网中的位置,应用层,业务层,核心层,传送层,支撑网,2.1.2 接入网的定义和接口,Q3,SNI,Q3,UNI,G.902建议和我国的接入网体制的定义：接入网是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（包括线路设备和传输设备等）组成的，为传送电信业务提供所需承载能力的系统，可经Q3接口进行配置和管理。,SNI（Service Node Interface）是接入网和业务节点之间的接口，支持单一接入的标准化接口主要有提供ISDN基本速率（2B+D）的V1接口和一次群速率（30B+D）的V3接口，支持综合业务接入的标准化接口有V5接口。,UNI（User-N
3、etwork Interface）接口是用户和网络之间的接口，接入网与用户间的UNI接口能够支持目前网络所能够提供的各种接入类型和业务。,Q3接口是TMN网管操作系统（OS）和被管理网元（NE）之间的接口，该接口支持信息传送、管理和控制功能。,2.1.3 接入网的特点,2.2 接入网的参考模型,2.2.1 传统接入网的物理参考模型2.2.2 IP接入网的参考模型,2.2.1 传统接入网的物理参考模型,传统电话接入网中，左侧的SN通常是本地交换机，也可根据需要设置远端交换模块（RSU）。中间的FP和DP大致对应于铜缆用户的交接箱和分线盒，实际可有不同程度的简化。右侧的可以接用户终端设备或用户驻地
4、网。,业务节点 （SN）,灵活点（FP）,配线点（DP）,用户驻地设备/驻地网CPE/CPN,馈线,配线,引入线,接入网,2.2.2 IP接入网的参考模型,ITU-T在Y.1231建议中对IP接入网定义是：在IP用户和IP业务提供者之间提供所需的、对IP业务的接入能力的、网络实体的实现。,2.2.2 IP接入网的参考模型,电信管理网（TMN）,IP接入网系统管理,IP接入功能,接入网传送功能,用户 驻地网 （CPN）,IP接入网（IPAN）,Q3,RP,RP,ISP: 互联网服务提供商,2.2.2 IP接入网的参考模型,IP接入网,VS,PSTN接入网,参考点,功能,SNI、UNI、Q3,传送
5、承载,RP、Q3,交换/选路等,2.3 主要的宽带接入技术,你是如何上网的 ？,2.3 主要的宽带接入技术,2.3.1 ADSL/VDSL技术 2.3.2 HFC技术 2.3.3 光接入网技术 2.3.4 无线接入技术,2.3.1 ADSL/VDSL技术,1980s Bell实验室发明了DSL（数字用户线）技术DSL技术是利用电话线 作为传输介质的 宽带接入技术对称和非对称DSL 按照上行和下行数据速率,下行,上 行,用户,2.3.1 ADSL/VDSL技术,对称型DSL（Symmetric） 特点 上下行速率一致 通常不支持数据和普通语音信号同传 适用于企业点对点连接应用 HDSL（High
6、 Data Rate DSL，高数据速率数字用户线） SDSL （Symmetric DSL / Single-pair DSL，单对线数字用户线） SHDSL（Single-pair High-speed DSL，单对线高速数字用户线）,2.3.1 ADSL/VDSL技术,非对称型DSL（Asymmetric） 特点 下行速率远大于上行速率 支持数据和普通语音信号同传 适用于普通用户上网接入 ADSL（Asymmetric DSL，非对称数字用户线） RADSL（ Rate Automatic adapt DSL，速率自适应数字用户线） VDSL（Very High Speed DSL，甚高
7、速数字用户线）,2.3.1 ADSL/VDSL技术,ADSL网络基本结构,互联网,电话交换网,PC,ADSL Modem,电话,DSLAM,高频数据信号,低频语音信号,用户侧,电话局侧,用户线路,DSLAM: DSL Access Multiplexer,分离器,分离器,从PC发出的数据是数字信号，经过Modem调制成高频模拟信号，再在分离器处与语音的低频信号混合,ADSL技术标准,2.3.1 ADSL/VDSL技术,ADSL传输,2.3.1 ADSL/VDSL技术,频分复用方式,2.3.1 ADSL/VDSL技术,ADSL调制技术DMT(离散多音频调制）,频率,幅度,传输信道,2.3.1 A
8、DSL/VDSL技术,VDSL（Very high bit-rate Digital Subscriber Line，甚高比特率数字用户线）,VDSL标准：G.993.1 VDSL2标准：G.993.2,2.3.2 HFC技术,传统的有线电视网络CATV 新一代的有线电视网络HFC Cable Modem系统,2.3.2 HFC技术,传统的有线电视网络CATV,组成：网络组成：前端、馈线网、配线网、引入线设备组成：前端设备、放大器、分配器、分支器 拓扑结构： 树状结构（分支结构）,2.3.2 HFC技术,业务单一：视频 单向通信：只能下行通信，不能双向交互 网络结构脆弱：树形结构，只要一个地方
9、或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务传统的CATV已不能满足现代业务（交互式、综合业务）的要求，双向改进势在必行,CATV网络的局限性,HFC ：Hybrid Fiber Coaxial混合光纤同轴电缆在原有CATV基础上进行双向改造 馈线部分：光传输系统代替CATV中的同轴电缆 用户分配网：仍使用同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的可提供业务 保留原有CATV单向电视广播业务 利用剩余频带提供宽带数据业务,2.3.2 HFC技术,2.3.2 HFC技术,HFC网络结构,光纤到服务区结构（FSA），馈线网为星型拓扑，服务区内保留CATV网的树型-分支型结构 每个服务区物理上为一个独立的子网
10、，不同的服务区可采用相同的频谱，彼此不干扰,HFC+Cable Modem全业务接入 全业务接入 用户可在有线电视网内实现Internet访问、IP电话、视频会议、 视频点播、远程教育、网络游戏等功能 用于全业务网的HFC系统的关键设备： 局用数字终端（HDT）-前端 网络接口单元（NIU）-用户侧 光纤节点（FN）-配线网 Cable Modem系统 组成：CM（Cable Modem） 电缆调制解调器；CMTS（CM Terminal System）CM前端系统 CM和CMTS通过双向HFC网络连接 传输速度350Mbps；传输距离100km,2.3.2 HFC技术,2.3.2 HFC技术
11、,Cable Modem系统结构,CM把上行数据信号进行数/模转换；下行数据信号进行摸/数转换， CM的上、下行信号用不同调制方式调制在双向传输的一个6MHz/8MHz的频带上 CM无需拨号，可永久连接 CMTS用于处理CM发送和接收的数据 CM间通信须由CMTS转发 CM向下提供标准接口，如10BASE-T接口,Cable Modem内部原理图,2.3.2 HFC技术,2.3.2 HFC技术,Cable Modem标准机构与规范,MCNS：Multimedia Cable network System DOCSIS: 有线电缆数据传输规范,目前，基于IP的CM产品在市场上占主导地位 如今，I
12、EEE802.14工作组已停止工作,作业,完成课后作业 说明HFC网络是如何在CATV网络基础上进行改造的 试描述HFC+CM系统实现全业务接入的过程,Why Fiber? 传输容量大 传输损耗小 泄露小，保密性好 节省有色金属 光接入网（OAN，Optical Access Network） 在接入网中采用光纤作为主要传输媒质的接入技术,2.3.3 光接入网技术,2.3.3 光接入网技术,功能参考模型,应用类型 按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为三种基本的应用类型 FTTC(光纤到路边） FTTB（光纤到楼） FTTH（光纤到户）,2.3.3 光接入网技术,PON（
13、无源光网络）技术 ODN全部由无源器件组成和AON（有源光网络）相比， PON 具有极高的可靠性 对环境的依赖程度小PON 分为 APON/BPON（基于ATM的PON） EPON（基于以太网的PON） GPON（千兆比特兼容的的PON）现阶段EPON与GPON并存,2.3.3 光接入网技术,PON结构,2.3.3 光接入网技术,OLT：Optical Line Terminal 光线路终端 POS：Passive Optical Splitter 无源分光器 ONU：Optical Network Unit 光网络单元,POS,PON技术特点 拓扑结构：点到多点,树型 G.652光纤传输 上
14、/下行波长：1310nm/1490nm(视频1550nm） 下行TDM（时分复用）广播方式 上行TDMA（时分多址接入）方式,2.3.3 光接入网技术,2.3.3 光接入网技术,EPON和GPON比较,2.3.4 无线接入技术,为何采用无线接入？,灵活性强 抗灾能力强 支持个人通信,什么是无线接入？,无线接入是指在交换节点到用户终端之间的传输线路上，部分或全部采用了无线传输方式,2.3.4 无线接入技术,无线接入的主要技术？,蜂窝技术 微波点对点技术 卫星通信技术,无线接入分类？（按照用户终端的可移动性）,固定无线接入（无线本地环路，WLL) 用户终端固定或只有有限的移动性 主要系统有本地多点
15、分配业务、多路多点分配业务、一点多址微波系统、固定无绳通信系统、直播卫星系统等 移动无线接入 用户终端能在较大范围内移动同时进行通信 主要系统有移动卫星系统、集群系统、无线局域网、蜂窝移动通信等,2.3.4无线局域网（WLAN）概述,W + LAN（无线通信技术 + 计算机网络） 使用无线多址信道 功能：为小范围内固定或移动站点提供无线数据通信服务 标准机构及组织：IEEE802.11工作组；WiFi联盟 主要技术品牌：WiFi；HomeRF；HyperLAN1/2 技术标准：IEEE802.11及扩展系列 网络结构：Adhoc(无中心）；AP（有中心） 频段：2.4GHz（ISM频段），5G
16、Hz 主要问题：如何利用有限的带宽、如何避免或分解冲突、如何保持站点移动时的连续通信、提高抗干扰能力问题、安全性问题等。,2.3.4 IEEE802.11系列标准,IEEE 802.11协议族成员,物理层,802.11(1/2 Mbps),802.11b(5.5/11 Mbps),802.11g(54 Mbps),802.11a(54 Mbps),802.11n(300 Mbps),2.3.4 IEEE802.11物理层协议标准,WLAN网络结构,无中心对等结构（Ad hoc）,所有移动站点都处于平等地位 无中心站，所有站点间可直接通信无需中继 所有站点共享同一信道，竞争同一信道 需采用全向天线 用户增加时，冲突厉害 适合用户少且范围小的组网,WLAN网络结构（续）,有中心AP接入结构,所有移动站点通过中心站点(AP)接入 一般AP位置不动，实现站点的接入和到有线网的桥接 不考虑移动站点之间的直接通信 只考虑各站点与AP之间的直接通信 无线站点之间、无线站点到互联用户的通信都需通过AP转发 AP采用全向天线，移动站点采用定向天线 有中心的结构便于对用户的接入管理，更适合作WLAN接入网的结构,
