Transcript 12 接入网
现代通信概论 电子信息工程学院 霍炎 [email protected] 第12章 接入网 12.1 基本概念 12.2 接入网接口与相关技术 2 电信网分类 按区域和运营方式分 公用通信网与专用通信网 按信息类型分 电话通信网与数据通信网 按技术层次分 业务网、传送网与支撑网 按网络功能分 交换网、传输网与接入网 2015/4/13 3 接入网AN 电话网 用户 数据网 CATV网 2015/4/13 用户 接入网 接入网 交换网 交换网 传输网 4 12.1.1 接入网产生的背景及目的 接入网产生的背景： 当前通信网中交换局与用户终端间的接口 成为电信发展的“瓶颈”。 接入网的目的： 综合考虑本地交换局、用户环路和终端设 备，通过有限的标准接口，将各种用户接 入到业务节点。 2015/4/13 5 12.1.2 接入网的定义 ITU-T 规 定 ， 接 入 网 是 指 由 业 务 节 点 接 口 （SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间 的一系列传送实体所组成的，为传送电信业 务提供所需传送承载能力的实施系统，它可 经由Q3接口进行配置和管理。传送实体提 供必要的传送承载能力，对用户信令是透明 的，不作处理。 2015/4/13 6 12.1.3 接入网的物理位置及覆盖范围 物理位置 交换机 交接箱 FP 分线盒 DP 主干系统 用户终端 引入线 配线系统 接入网 2015/4/13 7 12.1.3 接入网的物理位置及覆盖范围 接入网在电信网中的位置 交换网 CPN 接入网 2015/4/13 CPN 交换网 传输网 接入网 8 12.1.3 接入网的物理位置及覆盖范围 接入网处于电信网的末端，直接与用户连接 QAN PSTN TE T ISDN B-ISDN TE TE PSDN TE FRN TE L.L TE 2015/4/13 LE NTI B-NTI 复 用 / 数 字 交 叉 连 接 设 备 传输系统 接入网 复 用 / 数 字 交 叉 连 接 设 备 ET ET ET QLE 9 12.1.3 接入网的物理位置及覆盖范围 接入网的界定 电信管理网（TMN） Q3/QC 业务节点（SN） 接入网AN 用户终端 UNI 2015/4/13 Q3/QC SNI 10 12.1.3 接入网的物理位置及覆盖范围 多个SNI PSTN1 SNI UNI PSTN2 ISDN AN ATM TV CATV-HE FAX UNI PSTN2 PSTN1 单个SNI DDN TV SNI ISDN X.25 AN INTERNET UNI CATV ATM TV 2015/4/13 11 12.1.4 接入网的分层 接入网按垂直方向分解为三个独立层次： 电路层（CL） 接入承载能力要求 系统管理 接入承载处理功能层（AF） 传输通道层（TP） 电路层（CL） 传输通道层（TP） 传输媒质层（TM） 2015/4/13 层 管 理 传输媒质层（TM） 12 12.1.4 接入网的分层 业务层 电路层 2015/4/13 电话、图像、数据、多媒体…… 电路方式、X.25分组方式、 帧中继方式、ATM信元方式…… 传输通道层 PDH、SDH、ATM…… 传输媒质层 双绞线、同轴电缆、光纤、无线、卫星…… 13 12.1.5 接入网的主要特点 完成复用、交叉连接和传输功能，不具备交换功能； 提供各种综合业务； 光纤化程度高； 提供开放的V5标准接口； 对环境的适应能力强； 可采用多种接入技术； 组合能力强； 提供了功能较全面的网管系统； 可独立于交换机进行升级，灵活性高，利于引入新业务及向宽带网过度； 网径较小； 成本与用户有关； 线路施工难度较大 2015/4/13 14 12.2.1 主要接口与业务支持 AN支持的主要业务 OLT ATM CELL V5.2 ATM PSTN 双绞线 V.24/V.35/E1 DDN V5.2 ISDN PSPDN INTERNET X.25 ROUTER RF CATV单元 CATV单元 信息控制 用户接口单元 传输单元 传输单元 网管单元 环境、动力 监控系统 CATV 告警箱 …... ONU PSTN/DDN/PSPDN …... POTS 2B+D 30B+D V.24/V.35 2B1Q/DNIC RF ISDN DTU TV 二/四线音频 寻呼台 ADSL LANE 维护终端 告警 112集中测试 2015/4/13 本地网管中心 数据管理 上级网络管理 LAN 15 12.2.2 分类及相关技术 铜线接入网 有线接入网 光纤接入网 混合光纤/同轴电缆接入网 固定无线接入网 接入网 无线接入网 移动接入网 综合接入网 交互式数字图像 有线 2015/4/13 《通信概论》第9章 接入网 + 无线 16 12.2.2 分类及相关技术 双绞线VOICE MODEM接入 Internet Router ISP Voice Modem Voice Modem PST N 2015/4/13 《通信概论》第9章 接入网 17 12.2.2 分类及相关技术 xDSL接入 STB TV LAN SDH/ATM PSTN ROUTER ADSL MODEM xDSL POT S ·ÖÀëÆ÷ INTERNET STB TV 接入复用器 ROUTER PSTN 2015/4/13 ADSL MODEM LAN 18 XDSL (1/2) 非对称数字用户环路: Asymmetric DSL 用户线路的上行（从用户终端到网络）速率和下行（从网络到 用户终端）速率不同，上行速率低，下行速率高。 利用一对双绞线同时传输数据和话音，提供速率从每秒32千比 特到每秒8.192兆比特的下行流量和从每秒32千比特到每秒1.088 兆比特的上行流量 普通电话业务仍在原频带内传送，经由低通滤波器和分离器插 入到ADSL通路中，因此即使ADSL系统发生故障也不会影响正 常的电话业务 上、下行速率不一样的特点特别适合传输多媒体信息业务，如 视频点播、多媒体信息检索和其他交互式业务，ADSL的有效传 输距离在3~5公里以内 19 XDSL(2/2) 高速数字用户环路（HDSL: High-bit-rate DSL）利用现有铜 缆电话线的两对或三对双绞线，提供全双工的数据传输，数 据速率为每秒1.544兆比特或2.048兆比特。HDSL的优点是可 以解决少量用户传输每秒384千比特和每秒2.048兆比特宽带 信号的要求，缺点是目前还不能传输每秒2.048兆比特以上的 信息，传输距离限于6~10公里以内。 甚高速数字用户环路（VDSL: Very-high-bit-rate DSL）采用 更先进的数字信号处理技术，当通信线路为300~1000米左右 时，最大下行速率可达每秒51兆比特~55兆比特，当超过 1500米时，速率为每秒13兆比特左右 20 12.2.2 分类及相关技术 同轴电缆CATV分配接入 引入线 CATV Ç°¶Ë 干线 TV 放大器 TV TV 配线网 2015/4/13 21 12.2.2 分类及相关技术 单向HFC接入 ¹â½Úµã 电缆放大器 光缆 ¹â½Úµã CATV Ç°¶Ë TV 光放大器 ¹â½Úµã TV 2015/4/13 22 12.2.2 分类及相关技术 双向HFC宽带接入 TV CABLE MODEM CATV视频源 有线电视台 前端 ATM MUX Ç°¶Ë ¿ØÖÆ Æ÷ DLC CO. 用户 双向HFC IP ROUTER 用户 INTE RNET ATM SDH/ TV CABLE MODEM PSTN 2015/4/13 23 光铜混合宽带接入 光纤同轴铜电缆混合的传输系统HFC: Hybrid Fiber Coax 改造现有的有线电视网，以光纤作为主干线，利用现有的有线 电视同轴缆线作为用户接入线 有线电视网用户覆盖面广，实施方便，成本低，同时利用了光 纤传输和有线电视的优点，是一种很有前途的宽带接入技术 采用分支和树型的连接结构 树根处放置电缆调制解调器，采用光纤连接到光节点，光节点 起光电转换的作用，光节点通过同轴电缆与用户相连。光节点 与用户之间有一个网络接口单元，它放在用户家中或附近，负 责将光节点送来的信号分解成电话信号、数据信号和视频信号， 然后分别送往相应的用户设备（电话机、计算机和电视机）中 24 12.2.2 分类及相关技术 局域网接入 LAN LAN P STN INTERNET LAN 2015/4/13 P STN 25 12.2.2 分类及相关技术 局域网宽带接入 LAN LAN CATV P STN INTERNET TV TV P STN LAN TV CATV TV 2015/4/13 26 以太网接入 千兆以太网以TCP/IP协议为基础，以光纤为主要传输媒 介的高速局域网，传输速率可以达到每秒千兆比特。随 着以太网技术的日益成熟，也可以使用电话线和无线电 波作为传输媒介。使用以太网接入方式的优点是接入手 段采用的是与IP协议一致的数据格式，容易与各类IP网 络实现无缝连接，从而提高运行效率，方便管理，降低 成本。 27 12.2.2 分类及相关技术 窄带无线接入 PSTN WIRELESS CELL MMDS 2015/4/13 28 12.2.2 分类及相关技术 LMDS接入 Rx/Tx 中央播放站 Rx/Tx Rx/Tx LAN SDH LMDS中心站 PSTN Rx/Tx 宽带接口 INTERNET 用户站 2015/4/13 29 无线宽带接入 无线接入是利用无线技术为固定用户或本地区域移动用 户提供接入手段。无线接入的主要技术包括数字蜂窝技 术、微蜂窝技术、数字微波技术、毫米波及一点多址技 术等。近年来出现一种固定的宽带无线接入方式，即本 地多点分布系统，它的有效带宽可达1012赫兹（GHz） 数量级，可为用户分配155 Mbps速率，因此利用它作为 宽带接入手段，可为数字图像通信系统用户提供高效的 图像信息 30 12.2.2 分类及相关技术 FTTx光接入 ¼Ç·Ñϵͳ Íø¹Üϵͳ FTTH PSTN FTTB INTERNET SWICTH HDT FTTC/Z ATM/ SDH ONU CATV FAITH DSLAM ONU xDSL 2015/4/13 31 光纤接入(1/2) 从用户终端到网络之间全部采用光纤作为传输媒介 光纤接入的主要技术是光信号传输技术 光信号传输采用的复用技术主要有光波分复用、光 时分复用、光码分复用、光频分复用、光空分复用 和光副载波复用等 由于光纤上传送的是光信号，因而需要在网络与用户接 口处的交换局将电信号进行电光转换变成光信号，再在 光纤上进行传输。在用户端则进行光电转换恢复成电信 号后，送至用户设备 32 光纤接入(2/2) 根据光纤向用户延伸的距离，光纤接入可以分为 光纤到路边FTTC: Fiber To The Curb，在从交换局到离家庭或 办公室几公里以内的路边安装和使用光缆。FTTC利用同轴电 缆或其他传输媒质可以把信号从路边传递到家中或办公室里。 目前的主要应用形式 光纤到大楼FTTB: Fiber To The Building，将网络接口单元放 置到大楼内，单位或商业用户可以共享各种宽带业务 光纤到家FTTH: Fiber To The Home，直接将光纤引入到每个 家庭，让每个用户独立享受宽带传输带来的便捷。由于成本、 用户需求和市场等方面的原因，FTTH仍然是一个长期的任务， 是接入网的长期发展目标 33 12.2.3 接入网的拓扑结构 环形结构 交换机 用户 用户 用户 T形结构 用户 交换机 用户 用户 用户 用户 2015/4/13 34 12.2.3 接入网的拓扑结构 树形结构 用户 用户 用户 用户 交换机 用户 2015/4/13 用户 35