接入网体系结构.ppt

工硕 lxm,接入网技术,第2章 接入网体系结构,工硕 lxm,第2章 接入网体系结构,教学重点 接入网的两个重要标准 G.902 Y.1231 接入网两个标准的重要意义 要求 了解接入网的标准化进程与发展 掌握G.902和Y.1231的定义、基本特点、两者的异同以及在接入网发展中的作用 理解IP接入网的三平面网络结构 理解为什么说IP接入网是发展方向,工硕 lxm,第2章 接入网体系结构,2.1 引言 2.2 电信网接入体系G.902 2.3 IP网接入网体系 Y.1231 2.4 三平面结构的IP接入网 2.5 G.902与Y.1231的比较,工硕 lxm,2.1 引言,英国电信1975年首次提出接入网概念 ITU-T制定接入网总体标准 ITU-T：国际电联电信标准部 ITU: International Telecommunications Union TSS: Telecommunication Standardization Sector ITU-T 1995年11月，发布第1个接入网标准G.902 基于电信网的接入网 接入网首次作为一个独立的网络出现 ITU-T 2000年11月，发布第2个标准Y.1231 基于IP网的接入网 符合Internet迅猛发展的潮流 揭开了IP接入网迅速发展的序幕,工硕 lxm,2.2 电信网接入体系G.902,2.2.1 G.902建议概述 2.2.2 电信接入网的定义 2.2.3 电信接入网的结构与定界 2.2.4 电信接入网的接口 2.2.5 电信接入网的功能 2.2.6 电信接入网在电信网中的位置 2.2.7 对电信接入网体系G.902的评价,工硕 lxm,2.2.1 G.902建议概述,定义了接入网的总体框架结构 定义的是基于电信网的接入网的框架 定义了接入网的： 体系结构和功能 接入类型 管理和业务节点 着重从功能的角度对接入网进行描述,工硕 lxm,2.2.2 电信接入网的定义,接入网 (AN) Access Network : An implementation comprising those entities (such as cable plant, transmission facilities, etc.) which provide the required transport bearer capabilities for the provision of telecommunications services between a Service Node Interface (SNI) and each of the associated User-Network Interfaces (UNIs). An Access Network can be configured and managed through a Q3 interface. In principle there is no restriction on the types and the number of UNIs and SNIs which an Access Network may implement. The access network does not interpret (user) signalling.,工硕 lxm,2.2.2 电信接入网的定义,接入网 (AN) 接入网(AN)是由一系列实体（诸如线缆装置和传输设施等）组成的、提供所需传送承载能力的一个实施系统。在一个业务节点接口(SNI)与之相关联的每一个用户网络接口(UNI)之间提供电信业务的所需的传送能力。 接入网可以经由一个Q3接口进行配置和管理。 一个接入网实现UNI和SNI的数量和类型原则上没有限制。 接入网不解释用户信令。,工硕 lxm,2.2.2电信接入网的定义 进一步理解G.902,接入网组成 由线缆装置、传输设施等实体构成的一个实施系统 接入网目的 为承载电信业务提供传送能力 电信业务是在SNI和每一与之关联的UNI之间提供 接入网的管理 经由Q3进行配置和管理 Q3：电信管理网TMN的系统管理接口 接入网不解释用户信令 SNI和UNI具有静态的关联 用户不能通过命令自动接入不同的业务节点（不能动态改变） 主要功能 复用、连接和运送，不含交换功能，独立于交换机,工硕 lxm,2.2.3 电信接入网结构与定界,G.902定义的接入网范围由三个接口定界： 用户网络接口 UNI:User Network Interface 业务节点接口 SNI：Service Node Interface 电信管理接口: Q3,工硕 lxm,2.2.4 电信接入网的接口,用户网络接口 UNI 连接用户与接入网之间的接口 类型：单一UNI和共享UNI 业务节点接口 SNI 连接接入网与业务节点之间的接口 典型的SNI如：Z接口，V接口，ATM接口等 业务节点 SN 业务节点（SN）是提供业务的实体 如对交换业务：SN提供接入呼叫和连接控制信令、接入连接及资源处理,工硕 lxm,2.2.4 电信接入网的接口,电信管理接口 Q3 连接电信管理网与电信网其他部分的标准接口 电信管理网通过Q3接口实施对接入网的管理与协调 管理包括 用户端口功能的管理 运送功能的管理 业务端口功能 的管理 注意： 指对接入网的管理，而非对用户的管理,工硕 lxm,2.2.5 电信接入网的功能,可归纳为两大功能群: 传送功能、系统管理功能 传送功能TF包括UPF、SPF、CF 承载并传送业务 UPF/SPF/CF主要是适配功能，是TF的外围功能 系统管理功能SMF: System Management Function 供TMN进行系统管理 协调各功能的指配、操作和维护,SNI,AN-SMF,UPF,CF,TF,CF,SPF,UNI,Q3,AN,UPF: User Port Function,SPF: Service Port Function,CF: Core Function,TF: Transport Function,工硕 lxm,2.2.6电信接入网在电信网中的位置,电信网组成 接入网、交换网、传输网 通常将交换网和传输网合称为电信核心网 电信接入网:用户到电信核心网的承载电信业务的一系列实体,工硕 lxm,2.2.6电信接入网在电信网中的位置,最初的接入网用户环路,程 控 交换机,交接盒,分线盒,用户终端,主干系统,配线系统,引入线,数千米,数百米,数十米,接入网,UNI,SNI,工硕 lxm,2.2.7 对G.902的评价,是接入网发展的里程碑 历史上第一个接入网总体标准框架 接入网作为一个独立网络形式出现 是接入网发展的重要理论依据 具有一定的局限性 束缚于电信网的体制 只具有连接、复用、运送功能，不具备交换功能 只能静态关联：UNI和SNI只能静态指派 SN必须与核心网绑定 不解释用户信令：用户不能通过信令选择不同的业务提供者 由特定接口界定 核心网与业务绑定，不利于其他业务提供者参与 不具备独立的用户管理功能,工硕 lxm,2.3 IP网接入网体系 Y.1231,2.3.0 IP接入网产生的背景 2.3.1 Y.1231建议概述 2.3.2 IP接入网的定义 2.3.3 IP接入网的总体结构 2.3.4 IP接入网的参考模型 2.3.5 IP接入网的功能与特点 2.3.6 IP接入网的接入类型 2.3.7 IP接入网的典型模型,工硕 lxm,2.3.0 IP接入网产生的背景,互联网取得巨大成功，引发网络的IP化 数字化 所有业务都可用比特流传送 分组化 分组传输、分组复用、分组交换 分组业务量：非对称的阵发性比特流，峰值速率高 全球开始议论NII和GII National Information Infrastructure Global Information Infrastructure IP技术开始深刻影响通信界 以IP为主的网络分组化正在成为NGN的基础支撑,工硕 lxm,2.3.0 IP接入网产生的背景,ITU的态度开始发生重大转变 ITU预见：IP技术在未来通信领域将会起到革命性的作用 ITU开始全面的技术重心迁移的过程 1999年：成立SG13多协议和IP网络及其互通研究组 ITU开始研究：基于IP技术的系列标准 研究IP网络体系结构 研究基于IP技术的对传统电信网络进行综合 研究新一代网络向用户提供综合业务 ITU提出了Y系列建议 定义了“基于IP的全球信息基础设施”GII 基于IP技术开始定义未来的GII Y.1231就是Y系列建议中的一个,工硕 lxm,2.3.1 Y.1231建议概述,Y.1231建议 IP接入网的体系结构 IP access network architecture ITU-T，2000年11月24日发布 IP接入网的总体标准 从体系、功能、模型的角度描述IP接入网 特点 在IP化大潮冲击下对接入网的认识发展 十分精炼，适应基于IP的技术潮流 比G.902有所发展，AN更加独立、完整 重要意义 对IP接入网具有指导性意义 对接入网的一般性总体结构将产生重要的影响 对电信网络的IP化具强烈推动作用,工硕 lxm,2.3.2 IP接入网的定义,IP access network An implementation comprising network entities to provide the required access capabilities between an “IP user“ and an “IP service provider“ for the provision of IP services. “IP user“ and “IP service provider“ are logical entities which terminate the IP layer and/or IP related functions, and may also include lower layer functions, and may also include lower layer functions.,工硕 lxm,2.3.2 IP接入网的定义,IP 接入网 由网络实体组成提供所需接入能力的一个实施系统，用于在一个“IP用户”和一个“IP服务者”之间提供IP业务所需的承载能力。 “IP使用者”和“IP服务者”都是逻辑实体，它们终止IP层和IP功能并可能包括低层功能。 (注：IP用户也称IP使用者）,工硕 lxm,2.3.2 IP接入网的定义,进一步理解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 定义中的IP服务提供者是一种逻辑实体 可能是一个服务器群组 可能是一个服务器 甚至可能是一个提供IP服务的进程 IP用户可以动态选择不同的IP服务提供者,工硕 lxm,2.3.3 IP接入网的总体结构,Y.1231定义的接入网统一由参考点RP定界,用户驻地网CPN (Customer Premises Network) 位于用户驻地、可以是小型办公网络,也可以是家庭网络 可能是运营网络或非运营网络,IP服务提供商的网络，可以包括一个或多个IP服务提供商。,工硕 lxm,IP核心网,IP core network IP service providers network, including one or more IP service providers. IP服务者的网络，可以包括一个或多个IP服务提供商。,工硕 lxm,2.3.4 IP接入网的参考模型,模型描述了IP接入网的统一接口RP 模型描述了IP接入网的三大功能 传送功能、接入功能、系统管理功能,去管理口,IP接入网系统管理（SMF）,IP接入功能（AF）,IP服务提供商1,CPN,RP,RP,RP,IP服务提供商2,IP服务提供商2,IP接入网,IP核心网,IP接入网传送功能（TF）,2.3.4 IP接入网的参考模型,IP接入网的统一接口RP 一种抽象、逻辑接口 在Y.1231标准中未作具体定义 适用所有IP接入网 在具体的接入技术中，由专门的协议描述RP,工硕 lxm,2.3.4 IP接入网的参考模型,模型描述的IP接入网的三大功能 传送功能（TF） 承载并传送IP业务 独立于IP业务，为IP业务服务 传送方式如：PSTN、xDSL、以太等等 接入功能（AF） 提供对用户进行接入控制的能力 典型的是AAA控制： AAA: Authentication, Authorization, Accounting 认证:通过口令和用户名实施身份认证，即鉴权 授权:认证通过，准许使用网络资源进行访问 记账:记录用户使用的资源及通信流量，进行记账 系统管理功能（SMF） 五大管理功能域：性能、故障、配置、记账、安全,工硕 lxm,2.3.5 IP接入网的特点,IP接入网采用抽象的接口RP，适合所有IP接入网技术，更通用和灵活 接入网、核心网、业务相互独立，便于更多的IP服务提供者参与 IP接入网解释用户信令，用户可以动态选择不同的IP服务提供者 具有用户接入控制功能，便于运营 AAA、QoS、地址分配与映射等,工硕 lxm,2.3.6 IP接入网的接入类型,IP接入网允许多种接入类型 xDSL Cable Modem 光纤接入（APON、EPON等） LAN、WAN 无线、卫星 ,工硕 lxm,2.4 新的系统观点三平面结构的IP接入网,三平面 网络系统划分为三个相互独立的平面 三功能 IP接入的三大功能分别映射入三个平面 三模型 三大功能在三个平面具有各自的参考模型,工硕 lxm,2.4 三平面结构的IP接入网,2.4.1 背景 2.4.2 基本概念 2.4.3 G.8080中的三大平面 2.4.4 IP接入网的三平面架构,工硕 lxm,2.4.1 背景,多个标准化组织引入控制平面概念 IETF：MPLS ITU-T：ASON、GPON IEEE 802：802.16/17/11 引入控制平面：强化控制能力、便于管控独立 网络系统形成三平面架构：新世纪的新的思路 新一代网络系统开始采用三平面架构 传送平面、管理平面、控制平面 三平面架构形成了层面清晰的网络系统级模型,工硕 lxm,2.4.2 基本概念,网络系统的三平面架构 传送平面 基本的用户业务承载数据传送功能 也称数据平面或用户平面 管理平面 从基本的数据平面划分出来，执行系统管理功能 控制平面 从管理平面划分而来，强化了网络运营的控制特性 三大平面相互独立：各平面的独立性逐渐加强,工硕 lxm,2.4.3 G.8080中的三大平面,G.8080/Y.1304，2001/11 Architecture for ASON，定义了ASON中的三大平面 传送平面（Transport plane） 提供：用户信息的转移 单向或双向，从某一位置到另一位置 也能转移：某些控制信息和网管信息 控制平面（Control plane） 执行呼叫控制和连接控制功能 通过信令建立和释放连接，并可从故障中恢复连接 管理平面（Management plane） 执行系统管理功能 管理传送平面和控制平面，管理系统总体 在所有平面之间提供协调 五大管理功能域：性能、故障、配置、记账、安全,工硕 lxm,2.4.4 IP接入网三平面系统架构分析,三大功能、三个平面、三个模型 三大功能 传送功能、系统管理功能、接入（控制）功能 三平面架构 传送平面、管理平面、控制平面 三大功能与三平面一一对应 三平面相互独立 参考模型 在三个平面上，三大功能的模型简洁而清晰,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面传送功能,传送功能（IP-TF） 传送功能位于传送平面 执行用户接入的业务承载传送功能 参考模型：类似IP协议的通常模型 建立端系统的IP连通（Fig. 1a/Y.1231）,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面管理功能,系统管理功能 位于管理平面，执行系统级管理 管理：系统总体、传送平面、控制平面 协调：所有平面 参考模型：典型的SNMP协议模型 协议实体：位于网管工作站和被管设备中,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面控制功能,接入功能 位于控制平面，执行接入控制功能 AAA，地址分配与地址转换，等 其它面向用户的功能：加密、数据采集 参考模型：RSA模型 NAR/ NAS/ NAA 三系统：申请者/服务者/授权者Requestor/Server/Authority 提供网络接入控制的前后台服务,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面控制功能,用户接入控制是接入功能的核心 基本功能：AAA 认证、授权和记账 Authentication, Authorization and Accounting Y.1231中的用户接入控制 AAA功能提供者AAA服务器 可以由AN提供，或CN提供 AAA服务器通过IP寻址,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面控制功能,IP接入网中的接入（控制）功能 可以由接入网实现，也可在核心网中 如：AAA服务器1，在接入网中实现 如：AAA服务器2，在核心网中实现,接入网,核心网,接入 交换机,接入认证协议,AAA 服务器1,AAA协议,AAA 服务器2,ISP,或者,工硕 lxm,2.4.4 IP接入三平面综合模型,IP接入的综合模