接入网介绍及其设备
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宽带有线电视接入网系统体系结构及关键设备引言宽带有线电视接入网系统是现代家庭和企业接入宽带网络的重要手段,它为用户提供了高速、稳定的网络连接和丰富的媒体服务。
本文将介绍宽带有线电视接入网系统的体系结构以及其中的关键设备。
体系结构宽带有线电视接入网系统的体系结构主要包括三个层次,分别是用户接入层、集中接入层和核心汇聚层。
用户接入层用户接入层是指网络接入点与用户设备之间的连接层。
在宽带有线电视接入网系统中,常用的用户接入技术包括有线电视(CATV)网络、光纤到户(FTTH)网络等。
这些技术可以提供高速的宽带接入能力,满足用户对高清视频、在线游戏等需求。
在用户接入层,常见的关键设备有:1.光猫:光猫是将光纤信号转换为电信号的设备,用于将光纤网络接入到用户端设备(如电视机、电脑等)上。
2.有线电视调制解调器:有线电视调制解调器用于将有线电视信号转换为数字信号,并与用户设备进行连接,是用户接入有线电视网络的核心设备之一。
集中接入层集中接入层是宽带有线电视接入网系统中连接用户接入层和核心汇聚层的层次。
在集中接入层,用户接入设备通过光纤、同轴电缆等传输介质与集中接入设备相连。
在集中接入层,常见的关键设备有:1.传输设备:传输设备用于将用户接入设备传输的信号进行处理和转发,保证信号稳定和可靠传输。
常用的传输设备包括光传送设备、数字传送设备等。
2.聚合设备:聚合设备用于将大量用户接入设备的信号进行聚合处理,减少网络资源的占用。
聚合设备具有较强的处理能力和高速的转发能力,可以同时支持多个用户设备的接入。
核心汇聚层核心汇聚层是宽带有线电视接入网系统的顶层,负责将用户数据和媒体内容汇聚到一起,连接到Internet和其他服务提供商的网络中。
核心汇聚层承载着整个网络的传输和转发任务。
在核心汇聚层,常见的关键设备有:1.交换机:交换机是核心汇聚层的主要设备之一,用于实现数据的传输和交换。
交换机具有较高的带宽和较低的延迟,可以提供高速、稳定的数据传输能力。
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。
接入网设备部分介绍
接入网设备是指在通信网络中用于将终端设备接入核心网络的设备。
它们通常包括路由器、交换机、网关等设备。
路由器是一种用来在多个网络之间进行数据传输的设备。
通过它,不同的网络可以互相通信和交换数据,它能实现路径的选择和数据的转发,是整个网络的重要组成部分。
交换机是用于在局域网内进行数据交换的设备。
它通过学习和过滤学习数据包的源 MAC 地址和目的 MAC 地址,实现数据包的转发和过滤,是局域网内实现设备之间通信的关键设备。
网关是一种连接两种不同协议网络的设备,它能实现不同网络之间的通信,并且能够将数据从一个协议转换为另一个协议,是实现不同网络之间互联互通的重要设备。
这些接入网设备在通信网络中扮演着重要的角色,它们能够将终端设备连接到核心网络,实现数据的传输和交换,为用户提供了高效的通信和数据传输服务。
在今后的通信网络发展中,接入网设备将继续发挥重要作用,为建设更加高效、安全、可靠的通信网络提供支持。
接入网概述1.1定义接入网(Access Network,AN)泛指用户网络接口(UNI)与业务节点接口(SNI)之间实现传送承载功能的实体网络,其目标是建立一种标准化的接口方式,以一个可监控的接入网络,使用户能够获得话音、数据多媒体和有线电视等综合业务。
随着通信与计算机整合时代的来到,接入网的数字化、宽带化和智能化已成为未来通信技术发展的方向之一。
1.2技术近几年推出的各类接入网技术和产品归纳起来可以分为以下三类:第一类是在原有铜缆上采用新的数寂解调技术,以提高速率,如以HDSL、ADSL、V ADSL 等为代表的xDSL技术,其优势是可充分利用现有的铜缆资源,缺点是带宽较小,传输速率和距离相互制约。
第二类是以光纤为基础的接入网,如SDH、有源光网络接入(AON)、无源光网络接入(PON)、HFC和可交换的数字图像接入(SDV)等,其中主要以HFC应用最为广泛,其优势是带宽较大,但成本较高。
第三类是无线接入技术,如微波接入、卫星通信和固定无线接入(FWA)等技术,这类技术目前应用还不广泛。
在实际应用中,这些接入技术往往被结合起来使用,并且与网管系统一起组成一个完整的接入网系统。
V接口是接入网的局端设备与交换机之间的一个标准接口。
V接口有V1、V2、V3、V4、V5和VB等。
V1和V3分别与ISDN的基本速率(2B+D)和基群速率(30B+D)相对应。
V2和V4的差别在于V2可用复用设备。
根据速率的不同,V5接口又可分为V5.1和V5.2。
V5.1由一个2048kb/s链路组成,而V5.2最多可支持16个2048kb/s链路。
V5.1对应的接入网无集线功能,V5.2对应的接入网则具备集线功能。
V5.1可支持普通电话用户(PSTN)、ISDN基本速率接入(2B+D)和租用线业务。
V5.2除了支持V5.1的所有业务外,还可支持ISDN 基群速率(30B+D)的业务。
VB接口是宽带接入网与宽带业务节点之间的接口,宽带业务节点是以ATM为基础,宽带接入网多半是以光纤和微波为主。
GPON原理及设备介绍GPON全光纤接入网(Gigabit Passive Optical Network)是一种用于传输数据、语音和视频等多种业务的光纤通信技术。
它基于光纤传输和分布式光纤组网技术,通过单模光纤实现用户与中心局之间的大数据传输,提供高速宽带接入和多种业务的传输能力。
GPON的原理主要分为三个部分:光线路终端(OLT)、光分纤器(ODN)和光网络终端(ONT)。
光线路终端(OLT)是GPON的核心设备之一,它与中心局连接,负责光纤传输信息的调度和分发。
OLT包括光传输设备和交换机,它能够接收用户端发送的数据,将其转换为光信号并通过光纤传输到用户端,同时也能将中心局的数据传输给用户。
OLT还具备对用户进行管理、监测和控制的功能。
目前市场上的OLT设备有华为、中兴、烽火等多个厂家提供。
光分纤器(ODN)是GPON的光分配设备,主要用于将光信号分配给各个用户。
它包括光纤、光分纤盒和光分纤器。
光分纤器具有多个输入端口和多个输出端口,能够将输入的光信号分配给各个输出端口,实现多用户共享同一条光纤的功能。
光分纤器还能够对光信号进行分光、分布和合并处理,以达到在不同用户之间共享带宽的目的。
总的来说,GPON是一种高效、可靠的光纤通信技术,通过光纤传输实现用户与中心局之间的大数据传输。
它包括光线路终端(OLT)、光分纤器(ODN)和光网络终端(ONT)等多个设备,实现了数据的调度、分发和接收。
GPON技术具有带宽大、延迟低、抗干扰性强等优点,可以满足用户对高速宽带接入和多种业务传输的需求。
目前,在全球范围内已经广泛应用于固定宽带接入、智能家居、企业网络等领域。
第一章接入网的概念和位置1.1 接入网简介所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。
其长度一般为几百米到几公里,因而被形象地称为"最后一公里"。
由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。
接入网的接入方式包括铜线(普通电话线)接入、光纤接入、光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。
电信网包含了各种电信业务的所有传输及复用设备、交换设备、以及各种线路设施等。
整个电信网按功能可分为三个部分,即传输网、交换网和接入网。
接入网是电信网的组成部分,负责将电信业务透明传送到用户。
也就是说,用户通过接入网的传输,能灵活的接入到不同的电信业务节点上。
具体而言,接入网即为本地交换机与用户之间的连接部分,通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户终端设备或网络终端设备。
接入网不但在电信网中有重要作用,而且在未来的通信信息网中具有极其重要的地位,对今后的发展起着关键作用。
首先,它是电信网和通信信息网中最大的部分,他的建设费用占建网总费用的二分之一以上。
其次,接入网直接面对广大的用户和各种应用系统,它的服务质量和质量直接影响通信网的发展。
事实上,大部分业务只需由接入网而不必通过核心网就可完成。
最后,接入网是完成语音、数据、活动视像等全业务综合的、最主要的业务和必经之路,因此它也是当前信息通信中高新技术竞争最激烈和发展最快的部分。
由于传统的铜线接入方式已独占天下近百年,所以接入网是开创新天地、建设国家信息基础结构的关键。
建设能把电信、有线电视和计算机等多种行业中的语音、数据、静止或半静止图片,特别是活动视像业务融合为一体的公共通信信息宽带接入网,是现代电信网发生重大变革的主要环节,具有多媒体的、全业务特性的公共通信信息宽带接入网是建设国家信息基础结构的基本设施。
1.2 接入网的概况根据国际电联关于接入网框架建议(G.902),接入网是在业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列为传送实体提供所需传送能力的实施系统,可经由管理接口(Q3)配置和管理。