接入网的技术之无线接入和以大网接入
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接入网技术前言在电信网络接入用户的“最后一公里”处,目前正是硝烟四起、竞争惨烈。
个网络运营商都在“跑马圈地”,竭尽全力争夺更多的用户;各种新兴的“宽带”接入技术在“最后一公里”处纷纷登场,显示出各自优良的性能和适应性。
电信网络的“最后一公里”已经有了一个全新的名字——接入网(AN Access Network)。
目前,全球都在针对接入网进行电信网历史上最昂贵的升级,有人甚至把这次升级称为第二次电信革命。
1接入网的基本概念1.1接入网的定义接入网(AN Access Network)是电信网的重要组成部分,位于电信网的最低层,是各运营商电信业务落地的必经之路,是网络运营的基础。
接入网是连接用户终端设备和某种业务网网络节点之间的网络设施。
接入网的概念来自电话业务网,现代接入网的特点表现为综合业务的接入,特别是多媒体业务和IP业务的综合接入。
一般来讲,接入网是业务节点接口和用户网络接口之间的一系列传送实体所组成,以及为传送信息业务提供所需承载能力的实施系统。
所以说接入网实际就是完成用户终端/网络与业务节点的连接。
从整个电信网的角度,可以将全网划分为公用电信网和用户驻地网(Customer Premises Network,CPN)两大块,其中CPN属用户所有,故通常电信网指公用电信网部分。
公用电信网又可划分为三部分,即:长途网(长途端局以上部分)、中继网(即长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分)和接入网(即端局至用户之间的部分)。
按照ITU-T G.902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,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。
IP接入网是IP用户和IP服务提供者之间提供接入能力的实体组成,由这些实体提供承载IP业务的能力。
2互联网接入技术接入网 AN l 互联网接入技术解决地就是最终用户接入本地ISP"最后一公里"地问题。
通常,们将用户设备(或用户驻地网络)连接到ISP 边缘路由器地物理链路及有关设备地集合称为接入网 AN(access work)。
l 接入网涉及地用户数量巨大,在网络投资所占比重很大,是各大运营商竞相争夺地巨大市场。
l主要有:电话网拨号接入,数字用户线接入,光纤同轴混合网接入,光纤接入,以太网接入与无线接入。
3互联网接入技术1. 电话网拨号接入l早期住宅用户接入互联网地方式,简单易行,成本低 (非宽带接入)l通过拨号调制解调器接入l允许最高56Kbps 接入速率 (通常会更低)l 不能同时上网与打电话,不提供持续连接路由器调制解调器调制解调器互联网服务提供者(ISP)住宅用户电话网至互联网…PC 机将计算机输出地数字信号转换为类似音频地模拟信号电话网将标准话音地带宽限制在 4 kHz 内4互联网接入技术2. 数字用户线接入l 数字用户线(Digital Subscriber Line,DSL )是电话运营商提供地一种住宅宽带接入业务。
用数字技术对现有地模拟电话用户线进行改造,使它能够承载宽带业务。
l 虽然标准模拟电话信号地频带被限制在 300~3400 kHz 地范围内,但用户线本身实际可通过地信号频率仍然超过 1 MHz 。
l DSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用地高端频谱留给用户上网使用。
l 非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric DSL )是目前使用最多地DSL 技术。
"非对称"是指下行(从ISP 到用户)带宽远远大于上行(从用户到ISP )带宽。
5互联网接入技术非对称数字用户线 ADSL l 在用户线地两端各安装一个 ADSL 调制解调器。
l 使用频分复用技术,0~4kHz 用于电话业务,而将高端频谱用于上行与下行数据传输。
第一章谁提出接入网的概念:国际电信联盟电信标准化部关于接入网的框架建议(G902)和我国的接入网体制规定,描述了接入网功能结构、接入类型、业务节点及网络管理接口等相关内容,接入网有了一个较为公认的认定。
公用电信网:长途网、接入网、中继网接入网的定义:接入网(AN)是由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设施)组成的,它是一个为传送电信业务提供所需承载能力的实施系统。
接入网可以经由Q3接口经行配置和管理。
3个接口界定:网络侧由SNI与业务节点相连,用户侧经由UNI与用户相连,管理方面则经Q3接口与电信管理网相连。
业务节点接口(SN)是提供业务的实体/业务节点接口(SNI)是接入网(AN)和业务节点(SN)直接的接口/用户网络接口(UNI)是用户和网络之间的接口。
参考模型:ITU-T建议G803的分层模型(电路层CL、传输通道层TP和传输介质层TM,TM可划分为段层和物理介质层)模型体现接入网的重要特性:1.接入网对于所接入的业务提供承载能力,实现业务的透明传送。
2.接入网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.接入网的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.接入网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实施对接入网的操作、维护和管理。
接入网主要功能:用户端功能、业务端功能、核心功能、传送功能、AN系统管理功能。
用户端功能UPF主要作用是将特定的UNI要求与核心功能和管理功能相适配。
业务端功能SPF主要作用是将特定SNI规定的要求与公用承载通路相适配,以便于核心功能处理;也负责选择有关的信息,以便在AN系统管理功能中进行处理。
核心功能CF处于UPF和SPF之间,其主要作用是负责将个别用户端口承载童虎或业务端口承载通路的要求,与公用传送承载通路相适配,还包括为了通过AN 传送所需要的协议适配和复用所进行的协议承载通路处理。
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。
.2 因特网的接入方式因特网的接入方式通常包括专线、局域网、无线连接、电话线、有线电视电缆接入以及电力线接入。
其中电话拨号连接对于个人用户来说,是最经济、简单的一种方法。
直接使用电话线接入不能兼顾上网与通话。
目前,在ISDN(综合业务数字网)接入方法中,它既可以通话也可以上网,但速率较低。
另外一种是ADSL(非对称数字用户线路)接入方法,它的下行速率大于上行速率,对于使用宽带业务的用户来说,它是一种经济快速的接入方法。
9.2.1因特网的接入方式介绍以前,大多数用户上网都是通过普通Modem和电话线,其传输速率最高只能达到56Kbps,这也是模拟接入所能达到的极限。
近年来随着技术的发展,出现了多种新型上网方式,人们有了更多的选择。
1. ISDNISDN是综合业务数字网的英文缩略词,它以纯数字方式进行语音、数据、图像的传输,可在一条普通电话线上提供以64Kbps速率为基础的端到端的数字连接,可开展上网、打电话、视频会议等多种业务,是传统电话的升级换代产品。
虽然ISDN有着众多的技术优势,但由于其设备较复杂和昂贵,速度上与56Kbps调制解调器的竞争优势也不大,而且ISDN的适配器无法同普通调制解调器互联,从而使其不能得到较大范围的应用。
2. Cable Modem利用Cable Modem在有线电视同轴光缆混合网上传送数据具有成本低、频带宽的优势,用户可以获得最高为30Mbps的传输速率。
目前,大多Cable Modem还只是单向传输,即只能获得高速下载和浏览的好处。
而双向传输的最大障碍是双向线缆连接要求除了在用户端要安装线缆Modem之外,在有线电视公司的服务端也要安装特定的“前端(Head-end)”设备,改造成本较高。
3. ADSLADSL能够在现有普通电话线上提供高达8Mbps的高速下行速率,远高于ISDN速率,而上行速率有1Mbps,传输距离达3km~5km。
其优势在于可以充分利用现有的铜缆网络(电话线网络),在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供高宽带服务,由于不需要重新布线,降低了成本,进而减少用户上网的费用。
网络接入方式一般常见分为三种接入方式,ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)接入--铜制双绞线,FTTB-LAN 接入,FTTHE接入。
整体上包括:无线接入技术,同轴电缆接入,铜线接入,光纤接入。
无线接入(wireless access)涉及到:卫星和微波等技术,满足移动用户的接入方式。
无线接入技术中的5G和6G网络将提供更高的传输速度和更低的延迟。
无线接入是指从交换节点到用户终端之间,部分或全部采用了无线手段。
典型的无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站、固定用户单元和移动终端等几个部分组成。
同轴电缆接入(hybrid fiber/coax access network; HFC access network)输入传输带宽较大的介质,通过同轴电缆传输数据。
有限电视网(CATV)就是一种混合光纤同轴网络。
特别适合于那些网络传输速度较慢的地区。
混合光纤同轴电缆(HFC)接入网,是以光纤作为传输骨干,采用模拟传输技术,通过频分复用的方式传输模拟和数字信息的网络。
铜线接入(copper access technologies))主要是指使用电话线作为传输介质,长距离传输容易受到干扰,信号不完整或者失效。
铜线接入技术采用先进的数字信号处理技术,在双绞铜线上对上提供宽带数字化接入,实现非加感用户线对数字信号线路编码及二线双工数字传输的支持功能,达到提高传输容量和传输速率的目的。
光纤接入(Fiber Access))是目前传输速率最快的一种接入技术。
光纤具有非常高的传输速度,通常以Gbps甚至更高的速率进行数据传输。
它已经成为许多网络的主干传输介质,可以满足用户对高速宽带的需求。
光纤接入指的是终端用户通过光纤连接到局端设备。
根据光纤深入用户的程度的不同,光纤接入可以分为FTTB(Fiber To The Building,光纤到楼),FTTP/FTTH(将光缆一直扩展到家庭或企业),FTTO,FTTC等。
从技术发展来看,首先现有的钢缆接入网必须改造,以数字用户线系列技术为代表的铜缆接入技术是一种重要改造手段; HFC系统和非对称Cable Modem则是改造现有 CATV网的试验性方案;但从发展来看,光纤接入,特别是宽带光接入辅以无线接入手段将占主导地位。
以下分别论述。
接入网技术之无线接入
无线接入可分为移动接入与固定接入两种。
其中移动接入又可分为高速和低速两种。
高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等。
低速接入系统可用PGN 的微小区和毫微小区,如 CDMA的 WILL、PACS、PHS等。
固定接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入,它实际上是PSTN/ISDN网的无线延伸。
其目标是为用户提供透明的PSTN/ISDN业务,固定无线接入系统的终端不含或仅含有限的移动性。
接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等。
固定无线接入系统以提供窄带业务为主,基本上是电话业务。
主要的宽带固定无线接入技术有3类,即已经投入使用的多路多点分配业务(MMDS)、直播卫星系统(DBS)以及正在做现场试验的本地多点分配业务(LMDS)。
前两者已为入熟知,而LMDS则是刚刚兴起,近来才逐渐成为热点的新兴宽带无线接入技术。
典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成,每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。
单个蜂窝的覆盖区为 2~5kin。
覆盖区相互重选,每一蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区,可根据用户需要在该扇区提供特定业务。
这种模块式结构使网络扩容很灵活方便。
为了减少设备成本和改进质量,初期的应用可能是模拟调频电视分配业务,每路20MHz,约50路。
下一步再逐步实现数字调制通路和提供数据和其它业务。
原理上,LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。
但最有利的机会是提供交互式电视和高速数据,LMDS不仅可以提供因特网接入,而且可以用来互联局域网,从而可望在企事业用户市场上分流部分利润。
只用于单向模拟分配电视业务时,其成本可望小于MMDS的一半。
如果仅用于语音则可以支持6万个电话用户。
LMDS系统尚处于现场试验阶段,能否发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的28GHS收发机来。
这一频段的放大器需要基于像砷技术的单片毫米波集成电路,要做到低成本高性能不大容易。
另外,LMDS只能视距传输,为了避免阻挡,枢纽站可能不得不设置在高于地面15~20m处,这在有些环境下应用不利。
总的来看,宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势,不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地电信业务的传统观念,最适于新的本地网竞争者与传统电信公司与有线电视公司展开有效竞争,也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。
接入网技术之以太网接入
随着技术成本的持续下降、电信市场的日益开放以及以 IP为代表的数据业务的爆炸式增长,网络的带宽与容量再次成为热门话题和紧缺商品。
以美国为代表的发达国家的骨干网正向超高速和超大容量的方向发展,高达 160Gb/S(16X10Gb/S)的波分复用系统已投入应用。
与此同时,为了适应这一新的形势,接入网的宽带接入技术也呈现了新的发展态势。
对于企事业用户,以太网技术一直是最流行的方法,全球用户已达1亿,目前每年新增用户3000万。
采用以太网作为企事业用户接入手段的主要原因是已有巨大的网络基础和长期的经验知识。
目前所有流行的操作系统和应用也都是与以太网相兼容,具有性能价格比好、可扩展性、容易安装开通以及高可靠性等优点。
以太网同接入方式与IP网很适应,技术已有重要突破(LAN交换、大容量MAC地址存储等),容量分为10Mb/8、100Mb/S、1000M/S三种等级,可按需升级,10000Mb/S的以太网技术也即将问世。
采用专用的无碰撞全双工光纤连接,已可以使以太网的传输距离大为扩展,完全可以满足接入网和城域网的应用需要。