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1、第3章 互联网接入技术,数据通信网进入20世纪90年代以后，随着SDH的成熟、ATM的商用、长途干线和中继网络的日趋完善，新的技术不断涌现，被称为“信息高速公路最后一公里”的接入网也正在快速实现光纤化、宽带化。本章将要介绍与互联网有关的接入方式、数据业务以及EPON等技术。,3.1 数据接入业务与技术 综合业务接入、接入网技术 3.2 EPON EPON的网络结构、EPON帧结构与传输、多点控制协议与EPON、测距、EPON上行接入的轮询算法 3.3 互联网及接入方式 CHINANE域名服务器、CHINANET提供的Internet、接入,3.1 数据接入业务与技术,综合业务接入网所能支持的业
2、务种类繁多（见图3.1） POTS（Plain Old Telephone Service，普通老式的电话业务）、窄带ISDN业务（基本速率接入（BRA）和基群速率接入（PRA）、DDN专线业务（V.24，V.35）、DLL（Digital Leased Line，数字租用线）业务、PSPDN业务、Internet接入业务、2线和4线音频专线业务、CATV业务、ADSL业务、LANE业务、ATM UNI接口、高速Internet接入业务、Internet旁路接入业务、CATV数字化传输业务。,接入网可分为有线接入网和无线接入网（见表3.1），有线接入网包括铜线接入网、光纤接入网和混合光纤/同轴
3、电缆接入网。目前，在有线接入方面，出现了以双绞线为基础的高比特率数字用户环路系统（HDSL）、非对称数字环路系统（ADSL）等，以光纤为基础的光纤到小区（FTTZ），光纤到路边（FTTC），光纤到大楼（FTTB），最终实现光纤到户（FTTH）的接入系统。还有混合光纤/同轴电缆接入网（HFC）等。,ADSL组网方式的思路主要来源于计算机网络，其拓扑结构如图3.2所示。ADSL局端设备通过一局域网交换机连接在骨干网上，其接口为10/100BT（Base-T简写）以太网口，局端设备还具有集中功能，每一块用户卡支持4个ADSL Modem；用户计算机通过10BT以太网接口接入网络，每个ADSL Mod
4、em具有网桥功能；整个接入系统通过局域网交换机的10BT接口进行网络管理，网络管理协议为SNMP（简单网关协议），可对整个接入网络进行设置、维护等方面的管理。,HFC（Hybrid Fiber Coaxial）网是指光纤同轴电缆混合网，它是一种新型的宽带网络，采用光纤到服务区，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。最常见的也就是有线电视网络，HFC系统结构如图3.4所示。,3.2 EPON,EPON是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了
5、PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；能与现有的以太网兼容；方便的管理，等等。,EPON分层模型由物理层（PHY）、媒质无关接口（GMII）和数据链路层（DATA LINK）构成，EPON网络分层结构如图3.5所示。MAC控制子层主要用于流量控制；而在EPON中，MAC控制子层具有多种功能。通过新增加的MPCP（Multiple Point Control Protocol，多点控制协议），主要实现多个ONU（Optical Network Unit，光网络单元）的接入控制，完成点对多点（PTMP，Point-To-MultiPoint）的通信过程。,EP
6、ON的网络总体结构如图3.6所示，EPON位于业务网络接口（SNI）到用户网络接口（UNI）之间，主要分成3部分：一个OLT、多个ONU和ODN（光分配网络）。其中OLT设备位于中心局端（CO），充当交换机和路由器的角色。ONU设备位于用户端，用于暂时存储用户端传来的上行数据或者OLT传来的下行数据，并在适当的时候进行数据转发。ODN由光纤和光分路器/合路器等无源器件组成。,EPON的拓扑结构如图3.7所示。包括基于PON的树形（tree PON）、星形（star PON）、环形（ring PON）和总线形（bus PON）。星形拓扑物理上和树形类似，且具有总线型的逻辑特点。搭建一个无源的环形
7、网络很困难，因为仅仅依靠无源器件，几乎不可能剔除已经循环过一周的“过期”信号。,光纤用户网以FTTH为最终目标，采用SDH和建立光接入网是实现宽带业务的两大步骤。EPON与10G EPON基于相同的标准体系，使用统一的运维模式和管理机制，用户可以根据带宽需求灵活选择EPON、GPON等，实现按需平滑升级。如图3.8所示，10G EPON组网方式与原有的EPON组网方式完全相同，运营商不需要对网络进行任何更改，只需要在OLT上安装10G EPON的用户板即可。,EPON的上行帧结构如图3.9所示，它由一个被分成固定长度帧的连续信息流组成，每帧携带多个可变长度的数据包（时隙）。含有同步标志符的时钟
8、信息位于每一帧的开头，占用1字节，用于ONU与OLT的同步，每隔2ms发送一次。 同步标志符的时钟就是用来实现系统同步，是指每个ONU发送的时隙与OLT系统分配的时隙保持一致。,EPON的下行传输方向如图3.10所示，数据以变长信息包的形式，从OLT下行广播到多个ONU，信息包的最大长度为1 518字节。依据的是IEEE 802.3协议，每个信息包带有一个包头信息，唯一标识该信息包的目的ONU。,EPON的上行传输方向如图3.11所示，使用TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）技术，将多个ONU的上行信息组织成一个TDM信息流传送到OLT。,MPCP的
9、实现过程如图3.12所示。对于ONU，分为以下5部分工作。 ONU同步。在下行MAC控制帧中要携带“时戳”信息，通过它，ONU可以找到定时信息，从而和OLT同步； ONU等待发现窗口（Discovery Gate）； ONU用发现窗口的信息进行测距等操作，OLT应给其分配逻辑链路ID（LLID）及管理ONU必需的带宽； ONU向OLT报告其状态信息，等待授权； 收到授权后，在自己的授权时隙中发送数据帧。,对于OLT，分为以下5部分操作。 产生一个时戳消息，作为全局的时钟参考； 控制ONU的注册过程； 为新的ONU测距产生发现窗口； 执行测距操作； 为已发现的ONU分配授权时隙。,例如：在T0时
10、刻，OLT向ONU1发送控制信息允许发送6 000Byte。OLT以广播方式发送授权信息，消息中包括目的ONU的ID以及允许开窗的大小。当OUN1接到授权指令时，按照指定字长发送数据到OLT，然后发送请求信号到OLT，信号中包括目前缓存器中的字节数550Byte。,3.3 互联网及接入方式,多个网络互连构成的集合称为互联网（Internetworking），又称为“因特网”。互联网又分为企业内部网（intranet）、外部网（extranet）、万维网（WWW或Web”）等。,域名系统由网络信息中心（NIC）将主机名字空间划分为若干部分，并将各部分的管理权授予相应的机构，各管理机构可以将管辖内
11、的名字空间进一步划分成若干子部分，并将子部分的管理权再授予相应的子机构，以完成所属主机名和主机IP地址的管理。而域名通常就是指一个管理、维护一组主机和名字的系统，如图3.15所示。, 终端或局域网通过模拟或数字专线，采用TCP/IP接入Internet； CHINADDN网的终端或局域网用户利用CHINADDN或帧中继协议，通过CHINADDN网和相应的网关接入Internet； 分组交换网的终端、局域网用户专线或电话拨号方式，以X.25协议通过分组交换网和相应的网关接入Internet； 个人终端用户通过公用电话网，采用拨号方式，以终端仿真方式，或利用串行线路网间协议及点到点协议，通过终端服务器接入Internet。,
