宽带接入网技术基础第一章 接入网的概念
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第二部分宽带接入技术目录第一章接入网概述 (2)一、通信网概述 (2)二、接入网的定义和界定 (2)第二章网络基础知识介绍 (4)一、 Ipv4地址 (4)二、 VLAN概述 (5)三、QinQ技术 (5)第三章 xDSL接入技术 (6)一、 xDSL技术综述 (6)二、 ADSL/ADSL2+技术 (6)三、 VDSL技术 (8)四、 xDSL设备简介 (10)第四章 LAN接入技术 (18)一、 LAN接入概述 (18)二、小区LAN组网模式 (18)第五章 PON接入技术 (19)一、PON的定义 (19)二、EPON技术概述 (20)三、GPON技术概述 (22)四、FTTX技术 (23)五、PON设备简介 (25)第一章 接入网概述一、 通信网概述通信网是由一定数量的节点(Node )和连接节点的传输链路(Link)组成,以实现两个或多个规定点之间信息传输的通信体系。
主要由用户终端设备、交换设备和传输设备构成。
通信网按拓扑结构可分为总线结构、环型结构、星型结构、树型结构、网状结构、全连通结构。
通信网按功能性质又可分为业务网、支撑网与传送网。
本手册所介绍的接入网属于传送网的一部分。
二、 接入网的定义和界定(一)接入网的概念接入网(AN ,Access Network )位于电信网的末端,是信息高速公路的“最后一公里”。
国际电信联盟(ITU-T )在1995年7月通过的G.902建议中将接入网定义为:接入网是由业务节点接口(SNI )和用户网络接口(UNI )之间的一系列传送实体(如线路设施和传输设施)组成的,为传送电信业务提供所需承载能力的实施系统,可由管理接口(Q3)进行配置和管理。
(a)总线结构 (b)环型结构(c)星型结构(e)网状结构(d)树型结构(f)全连通结构(二)接入网的界定接入网所覆盖的范围由三个接口来界定,如下图所示,接入网通过用户网络接口(UNI)连接用户终端,通过业务节点接口(SNI)与业务节点(SN)相连,通过Q3接口连接到电信管理网(TMN)。
第一章接入网的概念1接入网(AN Access Network)是电信网的重要组成部分位于电信网的最低层是电信网向用户提供业务服务的窗口其在通信网中的位置,可看作市话端局或远端模块(RSU)与用户之间的部分,主要完成交叉连接、复用和传输功能,一般不含交换功能。
用户接入网覆盖从交换机的交换端口至用户终端之间的所有设备和传输媒介通常包括用户线系统和复用设备还可以包括数字交叉连接设备远端交换模块和用户/网络接口设备接入网是由业务节点接口(SNI Service Node Interface)和用户网络接口(UNI User Network Interface)之间的一系列传送实体(例如线路设备和传输设施)组成为给电信业务提供所需的传送承载能力的实施系统可通过管理接口(Q3)实现接入网的配置和管理原则上对接入网可以实现的用户网络接口(UNI)和业务节点接口(SNI)的类型和数量没有限制接入网是由UNI SNI 和Q3 接口界定的AN 通过这些接口连接到其它网络实体显而易见用户终端通过用户网络接口(UNI)连接到接入网接入网通过业务节点接口(SNI)连接到业务接点(SN)接入网(AN)和业务节点(SN)通过Q3 接口连接到电信管理网接入网的特点:1、业务量密度低 2、缺乏规模经济,成本高。
3、成本差异大 4、成本与业务量无关 5、运行环境恶劣6、技术变化慢宽带业务需求有5类:1、点播电视(VOD)或准点播电视(NVOD),又称影视点播业务2、交互式图象游戏3、交互式图象业务4、远程教育5、多媒体库中长期的业务需求有以下几类:1、广播电视。
2、事务业务。
3、目标型广告。
用户接入网可分为五个功能组用户端口功能(UPF) 1. 与UNI 功能的终端相连接2. A/D 转换3. 信令转换4. UNI 的激活/激活5. UNI 承载通路/能力的处理6. UNI 的测试7. 控制功能业务端口功能(SPF) 1. 与SNI 功能的终端相连接2. 承载要求即时受理和操作要求映射进核心功能3. 特殊SNI 所需的协议映射4. SNI 测试5. SPF 维护6. 受理功能7. 控制功能核心功能(CF) 1. 接入的承载处理2. 承载通路集中3. 信令与分组信息的复用4. 对ATM 传送承载的电路模拟5. 管理功能6. 控制功能传送功能(TF) 1. 复用功能2. 业务疏导和配置的交叉连接功能3. 管理功能4. 物理媒质功能AN系统管理功能(SMF)接入网系统受理功能(AN-SMF) 1. 配置和控制2. 指配协调3. 故障检测和指示4. 使用信息和性能数据收集5. 安全控制6. 对UPF 及经SNI 的SN 的即时管理及操作要求的协调7. 资源管理用户接入网与交换网相比可概括为如下几个主要的特点:业务量密度低、接入网的成本高、接入网的成本差异大、接入网的成本与业务量的大小无关、接入网设备的运行环境差、接入网的投资比例低技术发展缓慢归纳起来主要的接入技术可分为基于对绞线铜缆的传统接入网技术混合光纤/同轴电缆HFC用户接入网技术无线接入网技术和光纤接入网技术等四种类型接入网的最终发展目标是接入网的光纤化就是人们通常说的光纤到家即FTTH 但由于成本和目前用户业务需求的限制世界上还没有一个国家一步到位实现FTTH 这一最终目标而都是采用多种方式实现光纤用户接入网技术通常可把光纤接入网技术分为两个阶段即采用混合光纤/对绞线铜缆接入网技术的初级阶段和采用纯光纤接入网技术的高级阶段前者是目前应用最多的光纤接入网技术根据光网络单元ONU 所处的位置不同又可分为FTTC 光纤到路边FTTR 光纤到远端FTTB 光纤到大楼FTTO光纤到办公室FTTH 光纤到家庭等后者即为光纤到家是用户接入网发展的最终目标混合光纤/对绞线铜缆接入网技术即FTTC 光纤到路边是目前应用最多最广的光纤接入网技术用户网络接口(UNI)通过分配一个用户端口可与一个SNI 取得固定关联这与用户端口功能及其要求的操作和控制功能所需的承载能力有关在ITU T 建议中所定义的UNI 在接入网中用于支持当前所提供的接入类型和业务也就是说用户网络接口要能支持各种类型的公用电话交换网(PSTN) ISDN 按需业务永久租用业务及其它业务类型连接到接入网鉴于ITU T 对于PSDN 没有统一的关于UNI 的信令协议方面的建议于是需要采用有关PSTN UNI 的国家标准一个以上的业务节点(SN)可通过单个UNI 接入(即UNI 采用ATM)这称为共享UNI 在这种情况下单个UNI 可以支持多个逻辑接入其中每一个逻辑接入都通过另一个SNI 与不同的SN 相连接单个用户网络接口的用户端口功能(UPF)要求能在UNI 中支持每个逻辑接入(见图2-1)接入网系统管理功能(AN-SMF)应对UNI 的传输媒质层进行监控并且配合相对应的SN协调逻辑UPF 的操作控制要求UNI 的类型有模拟电话接口N ISDN 接口B ISDN 接口等目前常用的是Z 接口和T 接口业务节点接口SNI业务节点接口是用户接入网和一个业务节点(SN)之间的接口业务节点接口要能支持更多的SN 像租用线业务节点视频和音频业务节点等以便连接到接入网满足用户对多种信息的需求SNI 使不同的用户业务能与交换机连接SNI 的类型有对交换机的模拟接口(Z接口)数字接口(V 接口)对节点机的各种数据接口及对宽带业务的各种接口等管理接口(Q3)Q3 是用户接入网及其业务节点(SN)与通信管理网(TMN)之间的接口通过Q3接入网能与TMN 进行通信这样就能将用户接入网的管理纳入到TMN 的整体之中关于用户端口功能(SPF)的管理不同网元(例如AN 和SN)的协调是必要的以形成用户所预约的接入和接入承载能力因此需要标准化的Q3管理接口通过Q3 接口TMN 可对用户接入网实施操作其中比较重要的是分配功能接入网的管理资源配置和重新分配检测定位和报告接入网的故障位置监视和报告接入网的性能(比特误码率等)进行保密控制和资源管理等V5 接口本地交换机通常以Z 接口连接模拟用户线随着光纤和数字用户传输系统的引入如继续使用Z 接口接入将增加A/D 变换次数这样既带来传输损伤又很不经济另外数据业务的发展要求从TE(用户终端)至LE(本地交换机)之间实现透明的数字连接这些都要求交换机提供数字用户线的接入能力为此开发了本地交换机用户侧的数字接口统称为V 接口早期所开发的V1V4 接口ITU T 没有形成国际标准化的接口为了适应在AN 范围内有多种传输媒介多种接入配置和业务希望有标准化的V 接口能同时支持多种类型的用户接入1994 年ITU T 通过了新型的V5 接口的规范制定了V5.1和V5.2 接口的建议G.964 和G.965V5 接口可支持利用各种不同传输媒质的接入类型和业务从发展的观点来看用户终端设备都应具有标准的用户网络接口UNI 交换机都应具备V5接口以便各厂商的设备可在接口上互通V5 接口建立在交换终端(ET)接口基础上是一种标准化的完全开放的接口用于交换设备和接入网设备之间的配合V5.1 接口由一个2048kbit/s 链路组成用于支持下列接入类型模拟电话接入基于64kbit/s 的ISDN 基本接入和用于半永久连接的不加带外信令信息的其他模拟接入和数字接入这些接入类型都具有分配的承载通路即用户端口与V5.1 接口内承载通路有固定的对应关系在AN 内无集线功能V5.1 接口使用一个时隙传送公共信道信令其他时隙传送话音信号V5.1 接口具有复用功能在AN 和LE 之间的V5.1 接口的数目不受限制V5.2 接口根据需要可以由1~16 个2048kbit/s 链路构成除能支持V5.1 接口所支持的接入类型外还可支持ISDN 一次群速率接入(即30B D 或支持H0 H12 和n 64kbit/s 业务)这些接入类型都具有灵活的基于呼叫的承载通路分配并且在AN 内和V5.2 接口上具有集线功能V5 接口具有重要的分配功能分配通过AN 或LE 的Q3 接口完成当Q3 具有核实和改变一参数的功能时就认为该参数被分配属于同一个用户的不同用户端口可以分配给同一V5 接口或不同的V5 接口备用的2048kbit/s 链路可以分配给同一个V5 接口或不同的V5 接口V5.1 接口可以通过分配而升级为V5.2 接口即使用V5.1 或V5.2 标准中所规定的有关控制协议的措施而升级为V5.2 接口V5.1 接口和V5.2 接口的主要区别如表2-2 所示表2-2 V5.1 接口和V5.2 接口的主要区别V5.1 接口 V5.2 接口只有一条E1 链路按需要可以有1 16 条E1 链路无BCC 协议无用户集线功能E1 时有承载通路连接(BCC)协议支持用户集线隙与用户终端直接一一对应功能E1 承载通路与用户终端动态分配连接不支持ISDN PRA 设备接入支持ISDN PRA 设备接入无保护协议无故障链路切换保护功能有保护协议有故障链路切换保护功能无链路控制协议只对单链路进行链路有链路控制协议可对多链路进行管理管理接入网技术按照接入信息的类型来分可分为话音接入网技术窄带业务接入网技术宽带业务接入网技术按照接入方式来分大致可分为1. 基于对绞线铜缆的传统接入网技术2. 光纤同轴电缆混合(HFC)接入网技术3. 光纤/对绞线铜缆混合接入网技术(这实际上就是人们常说的FTTC FTTB通常把3 4 两种方式合为一种统称为光纤接入网技术有时也称为用户光纤环路(FITL Fiber In the Loop)按照通信技术中传统的分类方法可分为有线接入网技术和无线接入网技术其中有线接入网技术包括基于对绞线铜缆的传统接入网技术光纤同轴电缆混合(HFC)接入网技术光纤接入网技术有线接入网技术1. 用户线对增容系统用户线对增容系统的主要目的是使现有对绞线铜缆的容量加倍即同一线对上最少可以再挂接一电话机该电话机具有独立的用户号两者可以同时通话互不干扰但是由于受对绞线铜缆传输特性的限制这种系统的扩容系数不高而系统成本相对偏高这种系统主要用于住宅用户对企事业用户来说其容量太低因而较少使用。
计算机网络之接入网技术在当今信息技术高速发展的时代,计算机网络的快速发展已经成为现代社会的一种必然趋势。
而作为计算机网络的基础设施之一,接入网技术在实现计算机网络广泛连接的过程中起到了重要作用。
本文将就接入网技术进行讨论,主要内容包括接入网技术的概念、发展历程、主要类型以及未来趋势。
一、接入网技术的概念接入网技术是指将终端用户连接到广域网或互联网的网络技术。
它是计算机网络的入口,为用户提供与互联网交互的通道。
接入网技术的发展与用户对高速、稳定、安全的网络连接需求密切相关。
二、接入网技术的发展历程接入网技术的发展经历了几个重要阶段。
早期的拨号上网技术是用户通过电话线路连接到ISP(互联网服务提供商)的方式,其速度较慢、连接不稳定。
后来,随着宽带接入技术的发展,如ADSL、光纤等,用户可以享受到更快速、稳定的网络连接。
目前,随着5G技术的应用,无线接入网技术也得到了快速的发展。
三、接入网技术的主要类型1. 宽带接入技术宽带接入技术是指使用宽带传输介质,如光纤、同轴电缆等,提供高速网络接入服务。
其中,光纤接入技术由于其较高的传输带宽和抗干扰能力得到了广泛应用。
2. 无线接入技术无线接入技术是指利用无线信号将用户连接到网络的方式。
其中,Wi-Fi是最常见的无线接入技术之一,用户可以通过无线路由器接入网络。
此外,蜂窝网络、卫星网络等也是常用的无线接入技术。
3. 其他接入技术除了宽带和无线接入技术,还存在一些其他接入技术。
例如,以太网接入技术是使用以太网协议实现用户接入的方式,具有成本低、易于扩展等优点。
另外,光纤到户(FTTH)接入技术也是一种高速接入技术。
四、接入网技术的未来趋势随着计算机网络的快速发展,接入网技术也将迎来新的挑战和机遇。
未来,接入网技术将朝着更高速、更稳定、更安全、更智能化的方向发展。
例如,随着5G技术的商用,无线接入网将进一步提速,用户可以享受到更低的延迟和更高的带宽。
此外,随着物联网技术的普及,接入网技术也需要支持更多设备的连接和数据传输。