接入网技术 第3版 教学课件 ppt 作者 张中荃 2013接入网技术第一章

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1、,第一章 接入网技术,第一章 接入网概述,1.1 接入网的基本概念 1.2 接入网的分类 1.3 接入网提供的综合接入业务,1.1.1 接入网的定义与定界,1.1 接入网的基本概念,1.1.2 接入网的功能结构,1.1.3 接入网的拓扑结构,1975年英国电信首次提出接入网概念。 80年代初，原CCITT提出了V数字接口建议。,接入网产生背景：,V1：基本速率接口（2B+D）,V2：以PCM帧结构提供远端用户设备与母局 之间的连接,V3：一次群速率接口（30B+D）,V4：提供多个ISDN的接入,V5接口标准化程度高，适用范围广，支持多种类型用户接入的新型数字接口。,思考？ 什么是接入网？ 接

2、入网与电信网的关系？ 接入网与V5接口的关系？,1.1.1 接入网的定义与定界,什么是电信网？,电信网是为众多用户服务的多个点到点的电信系统集合，它是将多个点到点的电信系统通过交换系统按一定网络拓扑结构集合在一起而构成。,核心网- 电信网 接入网,图1.1 电信网的基本组成,长途网 中继网,1、接入网的定义,接入网（AN）是由业务节点接口（Service Node Interface，SNI）和相关用户网络接口（User Network Interface，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、为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可以经由Q 3接口进行配置和

3、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）参考点之间的机线设施的总和，其主要功能是复用、交叉连接和传输，一般不含交换功能（或含有限交换功能），而且应独立于交换机。,2、接入网的定界,接入网所覆盖的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Q3 接口与电信管理网（TMN）相连。,接入网的接口,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方式的单个 UNI可以支持多种逻辑接入，其中每种逻辑接入经 由一个SNI连至不同的SN；共享式UNI是指一个U

4、NI 可以支持多个业务节点，实现多个逻辑接入。,业务节点接口SNI,业务节点的概念：能够独立提供某种电信业务的 实体（设备和模块），即可以提供各种交换类型、半 永久或永久连接型电信业务的网元。,业务节点的类型： 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的接入承载能力。 支持多种接入类型，但每种接入类型支持不同的接入承载能力。,Q3接口 在接入网中， Q3接口是电信管理网与接入 网各个部分相连的标准接口。 在众多接口中接 入网通过Q3接口与电信管理网相连来实施电信 管理网对接入网的管理与协调，从而提高用户 所需的接入类型和承载能力。,典型接入网举例,典型的铜线接入网系统

5、,二、典型的铜线接入系统（用户环路）,端局,用户环路与接入网的比较：,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： 接入网的功能更加强大； 接入网独立于业务节点的网管系统； 接入网的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的业务需求。,三、接入网的特点,（1）业务量密度低 （2）缺乏规模经济，成本高 （3）成本差异大 （4）运行环境恶劣 （5）技术变化慢 （6）成本与业务量无关,一、通用协议参考模型 以ITU-T建议G.803的分层模型为基础的，划分为电路层（Circuit Layer，CL）、传输通道层（Transmission Path layer，

6、TP） 和 传输媒质层（Transmission Media layer，TM），其中TM又可以进一步划分为段层和物理媒质层。 通用协议参考模型可以用图1.3来描述。,1.1.2 接入网的功能结构,图1.3 接入网的通用协议参考模型,接入网的重要特征：,（1）对于所接入的业务提供承载能力，实现业务的透明传送。 （2）对用户信令是透明的，除了一些用户信令格式转换外，信令和业务处理的功能依然在业务节点中。 （3）其引入不应限制现有的各种接入类型和业务，接入网应通过有限个标准化的接口与业务节点相连。 （4）有独立于业务节点的网络管理系统，该网管系统通过标准化接口连接电信管理网（TMN），TMN实施对

7、接入网的操作、维护和管理。,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）参考点之间的机线设施的总和，其主要功能是复用、交叉连接和传输，一般不含交换功能（或含有限交换功能），而且应独立于交换机。,主要功能：,用户口功能（User Port Function，UPF） 业务口功能（Service Port Function，SPF） 核心功能（Core Function，CF） 传送功能（Transfort Function，TF） AN系统管理功能（System Management Function，SMF）。,接入网功能结构的分层,1、用户口功能（U

8、PF）,（1）终结UNI功能； （2）A/D转换和信令转换； （3）UNI的激活/去激活； （4）处理UNI承载通路/容量； （5）UNI的测试和UPF的维护； （6）管理和控制功能。,2、业务口功能（SPF）,（1）终结SNI功能； （2）将承载通路的需要和即时的管理以及操作需要映射进核心功能； （3）特定SNI所需要的协议映射； （4）SNI的测试和SPF的维护； （5）管理和控制功能。,3、核心功能（CF）,（1）接入承载通路处理； （2）承载通路集中； （3）信令和分组信息复用； （4）ATM传送承载通路的电路模拟； （5）管理和控制功能。,4、传送功能（TF）,（1）复用功能； （2

9、）交叉连接功能（包括疏导和配置）； （3）管理功能； （4）物理媒质功能。,5、AN系统管理功能（AN-SMF）,（1）配置和控制； （2）指配协调； （3）故障检测和指示； （4）用户信息和性能数据收集； （5）安全控制； （6）协调UPF和SN（经SNI）的即时管理和 操作功能； （7）资源管理。,1.1.3 接入网的拓扑结构,物理配置结构：实际网络节点和传输链路的布 局或几何排列，反映了网络的物理形状和物理上的 连接性 。决定可靠性，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、时隙和频率等在光纤中使用的方式，反 映了网络的逻辑形状和逻辑上的连接性。决定业务 特性，易

10、于修改。,1、星型结构,含义：当涉及通信的所有点中有一个特殊点 （即枢纽点）与其他所有点直接相连，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1.5） 。 特点：星型结构具有优质服务和成本高的特点，适合于传输成本相对交换成本较低的应用场合。,2、双星型结构,含义：在光纤接入环境中，将传统电缆接入网的交接箱换成远端节点或远端设备（Remote Node/Remote Terminal RN/RT），将馈线电缆改用光缆后即成为双星型结构，有人称之为分布式星型结构。 特点：诸如与原有网络和管道的兼容性、保密性、故障定位容易、用户设备较简单、成本高。很适于传输距离较

11、远、用户密度较高的企事业用户和住宅居民用户区。,3、总线结构（链型或T型结构）,含义：当涉及通信的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，当中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的公共设施，但RN多且信息保密性大大受损，较适于分配式业务。,图1.7 总线结构,4、环型结构,含义：当涉及通信的所有点串联起来，而且首尾相连，没有任何点开放时就形成了环型结构。 特点：可靠性很高，以其出色的质量结合较高的成本适合于带宽需求大、质量要求高的企事业用户和接入网馈线段应用。,端局,图1.8 环型结构,5、树型结构,（a）PON技术,（b）DLC技术,

12、说明： 光缆 双绞线 光分路器 复用器 用户,图1.9 树型-分支结构,主要用于单向广播式业务，对于交互式通信信息有一定局限性（存在“漏斗效应”） 。 在目前无源光纤接入网中也采用了这一形式，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； 用户共享馈线和配线段及端局发送光源； 从技术角度看， PON扩容时较简单，不涉及设备改进，只需设备软件升级； 易使保密性受损，用户侧收发设备较复杂。,主要特点：,1.2.1 铜线接入网 1.2.2 光纤接入网 1.2.3 混合接入网 1.2.4 无线接入网,1.2 接入网的分类,1、接入网通用物理参考模型,传统接入网通用物理参考模

13、型,1.2.1 铜线接入网,2、典型铜线接入系统,图1.10 典型的铜线接入系统,1.2.2 光纤接入网,1、引入光纤接入网的原因 （1）减少铜缆网的维护费用并降低故障率。 （2）开发支持新业务，特别是宽带和多媒体业务，增强竞争力。 （3）延长传输距离、减少交换机和节点数，扩大覆盖区，使电信网结构简单，适合于宽带化发展。 （4）与双绞线和同轴电缆结合，提供窄宽带接入。,2、光纤接入网的参考配置,用户側,图1.11 光纤接入系统的基本配置 （ITU-T G.982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

14、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 Q3：Q3接口,3、光纤接入网的定义,定义：共享同样网络侧接口且由光接入传输系统 支持的一系列接入链路，由一个光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、至少一个光配线网络/光配 线终端（Optical Distributing Network/ Optical Distributing Terminal，ODN/ODT）、至少一个光网 络单元（Optical Network Unit，ONU）及相关适配 功能（Adaptation Function，AF）设备组成，可能 包含若干与同一OL

15、T相连的ODN。,4、光接入网各部分作用,（1）OLT的作用：为光接入网提供网络侧与本地交换 机之间的接口，并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信。可以分离交换和非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，为ONU和本身提供维护和指配功能。 （2）ODN的作用：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的分配任务。 （3）ONU的作用：为光接入网提供直接的或远端的用户 侧接口，处于ODN的用户侧。ONU的主要功能是终结来自ODN的光纤，处理光信号，并为多个小企事业用户和居民用户提供业务接口。,5、光接入网的应用,（1）光纤到家（Fiber to the Home，FTT

16、H） （2）光纤到大楼（Fiber to the Building，FTTB) （3）光纤到路边（Fiber to the Curb，FTTC） （4）光纤到办公室（Fiber to the Office，FTTO） （5）光纤到小区（Fiber to the Zone，FTTZ） （6）光纤到节点（Fiber to the Node，FTTN）,一、HFC方式,1.2.3 混合接入网,1、HFC系统的组成与原理,HFC的特点：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的业务需求而逐步向FTTH过渡。无论是数字信号还是模拟信号，只要经过适当的调制和解调，都可以在该透明通道中传输，有很好的兼容性。,2、HFC技术应用中要考虑的几个方面,主要解决上行传输有关的问题。 （1）光纤通道 通过SCM和WDM技术实现 （2）同轴电缆通道 通过FDM和CDMA技术实现,3、Cable Modem分类,（1）CMP（Cable