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1、 学 士 学 位 论 文 BACHELOR S THESIS 编号 学士学位论文ADSL宽带接入网技术的前景与发展趋势学生姓名： 学 号： 20080203051 系 部： 物理系 专 业： 电子信息科学与技术 年 级： 2008级 指导教师： 完成日期： 2013 年 月 日17中文摘要摘要：宽带接入网技术还是比较常用的，于是我研究了一下宽带接入网技术概念及应用，在这里拿出来和大家分享一下，希望对大家有用。100多年以来，电信网技术已发生了翻天覆地的变化，无论是交换还是传输，大约每隔1020年就会有新的技术和系统诞生。然而这种迅速更新和变化只发生在电信网的核心，即长途网和中继网部分。而电信网
2、的边缘部分，即从本地交换机到用户之间的宽带接入网技术一直是电信网领域中技术变化最慢、耗资最大、成本最敏感、法规影响最大和运行环境最恶劣的老大难领域。关键词：接入网定义 接入网界定 接入技术前景与发展 。1接入网的定义和界定国际电联标准部（ITUT）根据近年来电信网的发展演变趋势，提出了接入网的概念。从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务
3、，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。整个电信网从地理上可分为三部分，及核心网（CN），接入网（AN）和用户驻地网（CPN），如下图：电信网的组成示意图ITU-T G.902中将接入网（AN）定义为由业务节点接口（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，它是一个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（Servic
4、e Node，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（Telecommunications Management Network，TMN）相连。如下图：业务节点接口（SNI）可以是交换设备,前端机（HE），各种数据库（DB）或光盘（ODB）。用户驻地网有各种功能终端设备（TE）等组成。一个接入网可以连接到多个业务节点，此时，接入网既可以接入支持特别业务的业务节点，也可以接入支持同种业务的多个业务节点。二 接入网的功能结构和分层模型接入网可以分为5个基本的功能组：用户端口功能，业务端口功能，核心功能，传送功能和接入网系统管理功能。各功能组之间的连接如图：接入网
5、的功能结构图接入网的分层结构基于ITU-T G.803建议中定义的分层方法。该模型用于定义接入网中同等实体间的相互配合。如下图为接入网中通用协议分层模型及其各层相互关系的示意图。接入网通用协议分层模型从图中可以看出，利用分层模型可以将接入网划分为接入承载处理功能，电路层，通道层和传输媒质层，其中，传输媒质层又可以分为传输段层和物理媒质层，其中的每一层与相邻层之间都是服务者与客户的关系。 采用分层的优点是：可单独设计和运行每一层网络，简单方便；可见实现同样功能的原件归于同一层网络；便于规定电信管理网（TMN）的管理目标；每一层均有独立的运行，管理和维护能力，可减少各层相互之间的影响；各层网络的定
6、义与规范相互独立，不会随技术更新而轻易改变。三接入网的接口接入网的接口主要有用户接口（UNI），业务节点接口（SNI）及维护管理接口（Q3）。如何将各种类型的业务从用户端接入到各电信业务网，依赖于接入网的各种接口类型。接入网要支持多种业务的接入，在不同的配置下，要有不同的接口类型和信号方式。1.用户网络接口（UNI）UNI位于接入网的用户侧，应支持各种业务的接入，如模拟电话接入，窄带ISDN业务接入及租用线业务接入等。对不同的业务，采用不同的接入方式，对应不同的接入口类型。UNI分为独立式和共享式两种，共享式UNI是指一个UNI可以支持多个业务节点，每个逻辑接入通过不同的SNI连向不同的业务节
7、点。2.业务节点接口（SNI）SNI位于接入网的业务侧，对不同的用户业务，要提供相应业务节点接口，使之能与交换机相连。交换机的业务接口分为模拟接口（Z接口）和数字接口（V接口）。V接口经历了从V1接口到V5接口的发展。为了适应接入网内的多种传输介质，多种接入配置和业务，开发了V5接口。V5接口是本地数字交换机数字用户接口的国际标准，它同时支持多种用户接入业务，可分为V5.1和V5.2接口。3.管理接口（Q3）Q3接口是电信管理网（TMN）与电信网各部分相连的标准接口。作为电信网的一部分，接入网的管理也必须符合TMN的策略。接入网通过Q3与TMN相连来实施TMN对接入网的管理与协调，从而提供用户
8、所需的接入类型和承载能力。四 接入网的分类接入网的各种接入技术分类如下：所谓ADSL，即非对称数字线技术，是一种标准化调制解调技术，利用现有电话线路通过数字信号处理技术提供高速宽带数据传输服务的技术。它把普通电话双绞线的频率划分三个频道：话音频道（f：0.3KHz3.4KHz）、上行频道（f：32KHz134KHz）和下行频道（f：181KHz1100KHz）。话音频道用来传话音；上行频道用来传上行数据；下行频道用来传下行数据。采用非对称数字信号传送，能够在现有铜双绞线(普通电话线)上传输高达8Mbps的高速下行速率，传输距离可达3-5公里。优点是充分利用现有市话铜缆网络资源，只需在线路两端加
9、装ADSL设备，就可以为用户提供高速接入服务。同时ADSL的数据传输与用户的传统话音使用互不影响。因此，通过ADSL技术可以解决用户访问宽带多媒体网络快速下载的问题，建立了基于普通电话线的信息高速公路。 ADSL能够支持广泛的高带宽应用服务，如高速Internet访问，telecommuting电视会议，虚拟私有网络以及流格式多媒体应用。ADSL宽带网络业务有：（1） PPTP/PPP over ATM整个网络架构可以分成三部分：1) PPTP：从PC至ADSL Modem；2) PPPoA：从ADSL Modem至B-RAS（宽带拨号接入服务器）；3) IP转发：从B-RAS至各业务网络；（
10、2） PPPoE（3） RFC1483 Bridged（4） VPN（5） VoDSL 电信ADSL网络建设始于1998年，由于市场和技术的原因，早期网络简单，规模极小，节点容量低，覆盖面窄，主要是安装在诸如母局这样的大机楼内，设备也比较单一，大多采用美国PARADYNE公司的ADSL系列产品，该设备价格较为昂贵，为标准19英寸机架式设备，随着ADSL技术的日益成熟并形成标准，市场需求的不断增大，设备价格下降，性能不断提高，ADSL网络无论在规模上，还是在容量上都得到了质的发展，主要表现在：ADSL节点划分为汇聚点和接入点两种，使ADSL网络延伸到了接入网机房，这样使网络最靠近了用户；信ADS
11、L宽带接入网网络结构如下图所示。 目前电信ADSL网络主要拥塞原因在于：1）ATM节点交换机负担过重；电信ATM交换机主要由ADSL的业务在应用，很多ATM节点交换机已经开始满负载运转。2）BRAS负担过重；早期由于ADSL用户数量较少，BRAS节点也相应建设较少，ADSL用户方要集中在几个BRAS上，随着ADSL规模越来越大，早期建设的BRAS已经出现了满负载工作，有些新建BRAS却利用不高的情况。3）城域网交换机配置无法跟上ADSL用户数量发展，目前电信较常见的IP上行接入方式，主要是在城域网节点安装Catalyst2950交换机先汇聚，再接入城域网的接入层交换机或汇聚层交换机。有些Cat
12、alyst2950端口已经用完，其下面DLSAM节点的ADSL用户却在不断增长。4）随着ADSL多次扩容，汇聚节点及其下挂远端接入点的ADSL用户数量总和已经超了2000个，即在一条155M的ATM链路上，ADSL用户数量已经有超过2000个，也是造成拥塞的情况之一。优化方案有三种: ADSL的新发展ADSL2与ADSL2ADSL技术经过几年的发展，全球用户约3590万用户，占全球宽带接入用户的56.5%，2002年7月，ITU公布了ADSL的两个新的标准（G.992.3和G.992.4），即目前所提的ADSL2；2003年3月，在新一代标准的基础上，又制定了G.992.5，即目前所提的ADS
13、L2，（或称为ADSL2plus）。ADSL对应的标准：与目前ADSL相比，ADSL2与ADSL2在数据速率，环路距离、节能技术、信道管理等方面都有极大改进，也应为以后ADSL网络优化一种技术手段之一。2.接入网界定1.有线接入技术有线接入技术主要包括铜线接入，光纤接入和混合光纤/同轴电缆接入3类，下 面就几种代表性技术进行简要介绍。（1）铜线接入技术铜线接入技术包括线对增容技术和数字用户线（xDSL）技术。ADSL是目前得普遍应用的xDSL技术之一。（2）光线接入技术-FTTx光纤接入网（或称光接入网）（Optical Access Network，OAN）是以光纤为传输介质，并利用光波作为
14、光载波传送信号的接入网，泛指本地交换机或远端交换模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。 OLT的作用是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。 ODN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。 ONU的作用是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。根据ONU放设的位置不同，可分为光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）或光纤到小区（FTTZ）、光纤到户（FTTH）或光纤到办公室（FTTO）。（3）光纤同轴混合接入技术（HFC）-CableModem混合光纤同轴电缆（HFC）接入网采用光纤和同轴电缆作为传输介质，是电信网和有线电视（CATV）网相结合的产物。是目前将光纤逐渐推向用户的一种较经济的方式。2.无线接入技术无线接入网是以无线电技术（包括移动通信、无绳电话、微波及卫星通信等）为传输手段，连接起端局至用户间的通信网。（1）WLAN技术 无线网卡称为站适配器，是计算机终端与无线局域网的连接设备，在功能上相当于有线局域网设备中的网卡。 无线接入点（AP）称为无线Hub，是WLAN系统中的关键设备。无线
