国网2014第二批笔试资料宽带接入技术

1、 Access Network (AN) - 接入网 根据近些年来电信网的发展趋势，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）提出了“接入网”的概念。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。 100 多年以来，电信网技术已发生了翻天覆地的变化，无论是交换还是传输，大约每隔1020 年就会有新的技术和系统诞生。然而这种迅速更新和变化只发

2、生在电信网的核心， 即长途网和中继网部分。而电信网的边缘部分，即从本地交换机到用户之间的接入网一直是电信网领域中技术变化最慢、耗资最大、成本最敏感、法规影响最大和运行环境最恶劣的老大难领域。 然而近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，电信管制政策的放松，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术，但是至今尚无一种接入技术可以满足所有应用的需要，接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。接入技术可以分为有线接入

3、技术和无线接入技术两大类。 一、接入网的概念 国际电联标准部（ITU-T）根据近年来电信网的发展演变趋势，提出了接入网的概念。从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其 中 CPN 属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网 3 部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网， 接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。 二、宽带有线接入网技术 宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的 ADSL 技术、基

4、于 HFC 网（光纤和同轴电缆混合网）的 Cable Modem 技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。 1基于双绞线的 ADSL 技术 非对称数字用户线系统（ADSL）是充分利用现有电话网络的双绞线资源，实现高速、高带宽的数据接入的一种技术。ADSL 是 DSL 的一种非对称版本，它采用 FDM（频分复用） 技术和 DMT 调制技术，在保证不影响正常电话使用的前提下，利用原有的电话双绞线进行高速数据传输。 从实际的数据组网形式上看，ADSL 所起的作用类似于窄带的拨号 Modem，担负着数据的传送功能。按照 OSI 七层模型的划分标准，ADSL 的功能从理论上应该属于七层模型的物

5、理层。它主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气特性。同样，ADSL 的宽带接入仍然遵循数据通信的对等层通信原则，在用户侧对上层数据进行封装后，在网络 侧的同一层上进行开封。因此，要实现 ADSL 的各种宽带接入，在网络侧也必须有相应的 网络设备相结合。 ADSL 的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块组成，中央交换局端模块包括中心ADSL Modem 和接入多路复用系统DSLAM,远端模块由用户ADSL Modem 和滤波器组成。 2. 基于 HFC 网的 Cable Modem 技术 基于 HFC 网（光纤和同轴电缆混合网）的 Cable Modem 技术是宽带接入技术中最先

6、成熟和进入市场的，其巨大的带宽和相对经济性使其对有线电视网络公司和新成立的电信公司很具吸引力。 目前 Cable Modem 产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS 是是欧洲标准。 标准，DVB/DAVIC欧、美两大标准体系的频道划分、频道带宽及信道参数等方面的规定，都存在较大差异， 因而互不兼容。 标准是基于 IP 的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于 ATM 的数据传输系统，侧重于 DVB 交互信道的规范，具有实时视频传输优势。从目前情况看，兼容欧洲标准的 Euro DOCSIS1.1 标准前景看好，我国信息CM 技术要求（征求）类似于这一标准

7、。Cable Modem 的前端设备CMTS 采用10BaseT，100BaseT 等接口通过交换型HUB 与外界设备相联，通过路由器与 Internet 连接，或者可以直接联到本地服务器，享受本地业务。CM（Cable Modem）是用户端设备，放在用户的家中，通过 10BaseT 接口，与用户计算机相联。 3. 基于五类线的以太网接入技术 基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。局侧设备一般位于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内，而用户侧设备位于楼层内。局侧设备提供与 IP 骨干网的接口，用户侧设备提供与用户终端计算机相接的10/100BASE-T

8、 接口。局侧设备具有汇聚用户侧设备信息的功能。 宽带以太网接入技术具有强大的功能。与其它接入网技术一样，能进行配置管理、性能管理、故障管理和安全管理；还可以向计费系统提供丰富的计费信息，使计费系统能够按信息量、按连接时长或包月制等计费方式。 4. 光纤接入技术 光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网指的是接入网中的传输媒质为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：即有源光网络(AON， Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive Op

9、ticaOptical Network)。有源光网络又可分为基于 SDH 的AON 和基于 PDH 的 AON,本文只讨论 SDH（同步光网络）系统。 （1）接入网用 SDH 系统 有源光网络的局端设备（CE） 和远端设备（RE）通过有源光传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的 SDH 和 PDH 技术，但以 SDH 技术为主。远端设备主要完成业 务的收集、接口适配、复用和传输功能。局端设备主要完成接口适配、复用和传输功能。此 外，局端设备还向网络管理系统提供接口。在实际接入网建设中，有源光网络的拓扑结构通常是星型或环行。在接入网中应用 SDH（同步光网络）的主要优势在于：SDH 可以提

10、供理想的网络性能和业务可靠性；SDH 固有的灵活性使对于发展极其迅速的蜂窝通信系统采用 SDH 系统尤其适合。当然，考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性， 适用于接入网的 SDH 设备必须是高度紧凑，低功耗和低成本的新型系统，其市场应用前景看好。 接入网用 SDH 的最新发展趋势是支持 IP 接入，目前至少需要支持以太网接口的映射， 于是除了携带话音业务量以外，可以利用部分 SDH 净负荷来传送 IP 业务，从而使 SDH 也能支持 IP 的接入。支持的方式有多种，除了现有的 PPP 方式外，利用 VC12 的级联方式来支持IP 传输也是一种效率较高的方式。总之，作为一种成熟可靠提

11、供主要业务收入的传送 技术在可以预见的将来仍然会不断改进支持电路交换网向分组网的平滑过渡。 （2）无源光网络 PON无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。PON 的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率信号。特别是一个 ATM 化的无源光网络（APON）可以通过利用 ATM 的集中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH 接入系统低 20%40%。 APON 的业务开发是分阶段实施的，初期

12、主要是 VP 专线业务。相对普通专线业务， APON 提供的 VP 专线业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能价格比有一定优势。第二步实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务。第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和 VLAN 业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。 APON 能否大量应用的一个重要因素是价格问题。目前第一代的实际 APON 产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景由于 ATM 在全球范围内的受挫而不确定，但其技术优势是明显的。特别是综合考虑运行维护成本，则在新建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的

13、地区，此时敷设 PON 系统，无论是 FTTC，还是 FTTB 方式都是一种有远见的选择。在未来几年能否将性能价格比改进到市场能够接受的水平是 APON 技术生存和发展的关键。 三、宽带无线接入网技术 随着电信技术的发展和 Internet 的快速普及，通信业务量，尤其是数据通信量的大大增加。骨干网的带宽由于光潜的大量采用而相对充足，限制带宽需求的主要瓶径在接入段。光接入网是发展宽带接入的长远解决方案，但目前这种方式还存在工程造价太高，建设速度慢等缺点，而且对于部分网络运行企业来说，不具备本地网络资源，在这种情况下，要进入和占领接入市场，采用宽带无线接入技术是一个比较合适的切入点。目前主要有四

14、种宽带无线 接入技术：MMDS、 LMDS、通入技术和不可见光纤无线系统。 1MMDS 接入技术MMDS(Multichannel Microwave Distribution System )多路微波分配系统已成为有线电视系统的重要组成部分，MMDS 是以传送电视节目为目的，模拟 MMDS 只能传 8 套节目， 随着数字图像/声音技术和对高速数据的社会需求的出现，模拟 MMDS 正在向数字 MMDS 过渡。美国的数字 MMDS 由于有 31 个频点，可以传送 MPEG-2 压缩的上百套电视节目和 声音广播节目。它还可以在此基础上增加单向或双向的高速英特网业务。 2LMDS 接入技术本地多点分

15、配业务 LMDS (Local Multipoint Distribution Service) 工作在 2040GHz 频带上，传输容量可与光纤比拟，同时又兼有无线通信经济和易于实施等优点。 LMDS 基于 MPEG 技术，从微波视频分布系统(Microwave Video Distribution System， MVDS)发展而来。作为一种新兴的宽带无线接入技术，LMDS 为“最后一公里”宽带接入和交互式多媒体应用提供经济和简便的解决方案，它的宽带属性使其可以提供大量电信服务和应 用。 一个完整的 LMDS 系统由四部分组成，分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、 基站系统、用户

16、端设备(CPE)。 3通入技术在我国复杂的地理条件下，采用通信技术是一种有效方案。在广播电视领域中，直播电视是利用工作在专用广播频段的广播，将广播电视节目或声音广播直接送 到家庭的一种广播方式。 4不可见光纤无线系统 不可见光纤无线系统是一种采用连续点串接网络结构组成自愈环工作的宽带无线接入系统，兼有 SDH 自愈环的高可用性能和无线接入的灵活配置特性，可应用于 28GHz、29GHz、31GHz 和 38GHz 等毫米波段。系统通路带宽为 50MHz，前向纠错采用 RS 和格栅码调制。当通路调制采用 32QAM 时，可以提供 155Mb/s 全双工 SDH 信号接口,用户之间通过标准 155

17、Mb/s, 1310nm 单模光纤接口互连；当通路调制采用 8psk 时，可以提供两个 100Mb/s 全双工快速以太网信号接口，用户之间通过标准 100Mb/s,1310nm 多模光纤接口互连。 2.同轴接入技术 基带传输 同轴电缆带内频率是 01000MHz，有线电视系统工作于 5860MHz，其中， 565MHz 用于上行通道。而在实际的应用中，520 MHz 频带由于杂散信号干扰严重， 无法被采用频带传输方式的 CMTS/CM 通信系统所使用。而以太网是基带传输系统，以10Mbit/s（10BASE- T）速率传输时，以太网信号的功率谱主要集中在 0.515 MHz 范围内。这就为在同

18、轴电缆网络中建立以太网提供了频率资源的可能。事实上，当今的数据交换芯片和电子技术，完全可以低成本地在有线电视 HFC 网络中通过同轴电缆实现 100 m 距离 无中继的 10BASE-T 通信。 同轴 Wi-Fi 带外传输 通过深入研究发现，在一定的应用环境和条件下，与其它传输媒介/方式相比，同轴电缆传输频率高于 1GHz 信号的优势依然十分突出。当传输距离小于 60m 时，同轴电缆对 2.4GHz 信号的传输性能优于无线传输可达 50 dB 以上。同轴电缆这一优势， 可供有线电视网络充分利用，实现基于同轴电缆的 WLAN 接入。 MoCA MoCA 的全称是 MultimediaoverCo

19、axAlliance（同轴电缆多媒体联盟），是同轴电缆的拥护者成立的联盟，其目的是充分利用 70%家庭的客厅以及 83%家庭的主卧室内装有同轴电缆。 MoCA 的带宽能够同时满足一个高清电视、一个 ATSC 数字电视、两个标清电视和 10Mbit/s 的数据流，并且可以对视频流进行远程控制(如 PVR 等)。 CableRan CableRan 是一种建立在单向有线电视网络上的宽带接入系统。CableRan 接入设备的组成包括前置小局端 MAS、智能端口 I/O 和网络管理软件。 前置小局端 MAS 是一种多方式接入 IP 网关设备，它可以把前端设备 I/O 再还原成 IP 信号，是 IP 和

20、射频转换的介于同轴和 IP 接口部分的设备。每个前置 MAS 可以支持 64 个端口 I/O，该前置 MAS 可以方便地放置在楼栋或光节点处。智能端口 I/O 设备是一种信号转换设备，它可以把来自于前置 MAS 调制在同轴电缆上的 IP 信号，还原为以 RJ45 或 USB 接口形式的标准以太网信号。 只需要智能终端 I/O 来替换现有的普通机顶盒，另外在干线和楼栋之间加一个 MAS 小局端就可以了。 CableRan 技术上行带宽可达 10Mbit/s，下行带宽可达 48Mbit/s。占用565MHz 频率部分，其中 536MHz 用于上行，4065 MHz 是下行频段。下行采用16/64/

21、256QAM 调制，上行采用 QPSK、16QAM 调制。 UCLink UCLink 系统在现有单向 HFC 网络上采用叠加网的方式实现同轴宽带接入。UCLink 采用 QAM 调制解调方式，并将传输信号放在 HFC 网的最高端（8001000MHz）， 该频段信道内常规干扰最低，8001000MHz 信号使用简易高通滤波器即可绕过网内单向放大器。 UCLink 将上行信号放在 800900MHz 的频率范围，下行信号放在 900 1000MHz 的频率范围，是上、下行速率完全对称的传输结构。 按 64QAM 计算，100MHz 频率范围能传输的速率约为 500Mbit/s。 UCLink

22、综合接入系统中的局端设备一般放置于光节点，主要完成用户终端的接入，数据报文的转发，接入用户管理和带宽控制（需要与 BAS 配合）；上行提供 10/100Base-T 以太网接口与以太网交换机或 BAS（宽带接入服务器）相接，下行提供同轴射频接口经 CATV 同轴分配网与用户终端相接；每一个局端设备根据带宽要求可接入若干个 UCLink 用户终端。 UCLink 综合接入系统中的用户终端设备（UCM） 的功能是实现以太网数据的调制解调和协议转换处理。上行接口为射频接口（上行信道频率800900MHz），经 HFC 网络中的同轴分配网与 UCM 相连，下行提供 10/100Base-T 以太网接口

23、与计算机或其它数据设备相连。 7501000MHz 为预留的双向数字个人通信频域。电缆在 8001000MHz 范围的衰减很大，传输距离短，所以要求 UCLink 接收设备有高灵敏 度的信号接收能力，而高灵敏度接收设备又容易受外部人为信号干扰。 3.HFC混合同轴光纤混合光纤/同轴电缆（HFC）接入网（hybrid access network of optical fiber/coaxial cable）传输介质采用光纤和同轴电缆混合组成的接入网。目前，HFC 接入网可以有 HFC 方式、交换型数字视像（SDV）方式和综合数字通信和视像（IDV）方式。 HFC 方式 一种副载波调制系统，是以

24、（电的）副载波去调制光载波，然后将光载波送 入光纤进行传输。 基本原理 局端把视像信号和电信业务综合一起，从前端通过光载波在光纤馈线网上传送至用户的光节点上，光信号经过光网络单元（ONU）恢复为原来的电信号，然后用同轴电缆分别送往各个住户的网络接口单元（Network Interface Unit，NIU）。每个 NIU 服务于一个家庭，其作用是将整个电信号分解为电话、数据、视像信号后，再送达各个相应的终端设备。对于模拟视像信号来说，用户可以利用现有的电视机而无需外加机顶盒就可以接收模拟 电视信号了。 双向通信问题 在 HFC 上实现双向传输，要求考虑光纤通道和同轴通道。从前端到光节点这一段光

25、纤通道中， 上行回传可采用空分复用（ Space Division Multiplexing，SDM）或波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM）2 种方式。对于 WDN 来说，通常是采用 1310 nm 和 1 550 nm 这两个波长较为方便。 从光节点到住户这段同轴电缆通道，其上行回传信号要择适当的频段，这个频段必须与 下行的频段分开，各位于不同的频谱上，实行频分复用（FDM）方式。由于目前对 HFC 的频谱分配还没有统一的标准，而划分的方案很多。拓展上行带宽的方式之一是频率搬移法： 比如接往同一光节点的 4 个的分路，每个分路用户回传信号都是

26、542 MHz 时，则除了其中一个分路的频谱为 542MHz，其他 3 个分路频谱可以分为 50100 MHz，100150 MHz， 150200 MHz，这就可以使 4 个分路的回传信号互不重叠。方式之二是采用码分多址 （CDMA）技术：把来自用户的上行频道信号进行 CDMA 方式扩频编码，使各用户虽然共用 542MHz 频谱，但彼此用相应的编码来区分。 在采用树形结构的有线电视（CATV）分配网中，来自用户的噪音作为回传信号的一部分，将在光节点和前端产生会叙作用，这就是噪声漏斗效应。如果用户数为 n，那么前端机上噪声会叙因子就是 10 lgn（对于不相干噪声而言）或者是 20 lgn（对

27、于相干噪声而言）。这表示，一个光节点所辖的用户数越少，则回传噪声越小。但是，所辖的用户太少时，每个用户所承担的费用也就越大。故每个光节点所辖用户数目的多少需要从技术和经济两方面来进行分析比较。目前，一般每个光节点所辖用户约为 5002 000 户，今后，随着光的逐步降价，光节点所辖的用户数可能会进一步减少。 电缆调制解调器 HFC 要进行数据传输，关键是通过电缆调制解调器（Cable Modem） 来实现。Cable Modem 是专门在 CATV 网上开发数据通信业务而设计的用户接人设备，是有线电视网络与用户终端之间的转接设备。Cable Modem 的传输速率比传统的电话 Modem传输速

28、率可高出 1001 000 倍。Cable Modem 主要由调制/解调器、调谐器、加密/模块、网桥/路由功能模块、网络接口卡（NlC）、简单网络管理协议（SNMP）、部分 Ehternet 功能模块组成。其中 SNMP 主要完成参数配置、带宽分配以及网络运行维护、监视、控制等网络管理功能，是目前应用最广泛的标准协议之一。从用户 PC 机数字接口送来的数字信号经过编码、加密、调制后变成可在同轴电缆中传送的射频（RF）信号，进入同轴电缆。 而从同轴电缆来的 RF 下行信号，经过调谐、解调、解码后送入计算机网络。 Cable Modem 有 3 种类型。CMP（Cable Modem Person

29、al）：适用于个人用户，它适 用于家庭个人计算机，具有即插即入功能、传送和接收数据功能等。CMW（Cable ModemWorkgroup）：适用于小型企业和多 PC 家庭，最多可支持 4 个用户，每个用户均具备 CMP 功能。CMB（Cable Modem Business）：可用于企业网、学校系统、政府机关等，可连接成千上万个用户，每个用户均具有 CMP 功能，并可根据不同的访问和操作安全性要求实现保护功能。 优点 技术上比较成熟；价格比较低廉；可实现宽带传输，能适应今后一段时间的业务需要而逐步向光纤到家（FTTH）过渡；无论是数字信号还是模拟信号，只要经过适当的调制和解调，都可以在该透明

30、通道中传输，有很好的兼容性。 缺点 与铜线接人网相比，初期投资较大；能开通的电信道有限，扩容难；可靠性较差， 遇上一个节点出现问题，影响的用户较多；建设周期也比较长等。 交换型数字视像（Switched Digital Video，SDV）方式 将 HFC 与 FTTC（光纤到路边）结合起来的一种组网方式。它是由一个数字 FTTC 系统与一个单向的 HFC 有线电视系统重叠而成。 基本原理 SDV 主干传输部分采用共缆分纤的 SDM（空分复用）方式分别传送双向数字信号（包括交换型数字视像和语音）和单向模拟视像信号。上述两种信号在设置于路边的OUI 中分别恢复成各自的基带信号。从 ONI 出来以

31、后，语音信号经双绞线送往用户。其中， ONI 是由同轴电缆负责供电的。 SDV 不是一种独立的系统结构，而仅是 FTTCHFC 的一种合并起来应用的方式，其基本技术和系统结构是无源光网络（PON）。同时 SDV 也不是一种全数字化系统，而是数字 和模拟兼容系统。SDV 不但传送视像，还可以同时传送语音和数据。 在 SDV 中，是用 FTTC 来传送所有交换式数字业务（包括语音、数据和视像），而用HFC 来传送单向模拟视像节目，同时向 HFCE 和 ONU 供电。这种结合物实际是由两套基本独立的网络基础设施所组成。 优点 数字视像和模拟视像可以兼容，具有很大的灵活性；较好地解决 FTTC 供电难

32、的 问题；能较可靠地传送电信业务；可以充分利用现有的机有线电视网，不必加以改造。 缺点 成本较高，只有当使用 SDV 业务的用户超过一定比例时，其经济性才能体现出来。 综合数字通信和视像（Integrated Digital communication and Video，IDV）方式基本原理 与 SDV 方式的原理近似，它是在 ATM（异步转移模式）技术还未成熟推广前所采用的一种过渡方式。其中，CATV 仍然是以模拟视像方式，采用 AM-VSB 技术通过光纤，利用 E/O 和 O/E 变换器进行传输，其他数字信号工作过程与 SDV 相似。 特点 IDV 是可以传送 59 路以上模拟视像节目的

33、 AMVSB 接入系统和采用 V5 标准接口的数字环路载波（DLC）或 PON 接入系统综合在两极光纤上组成全业务网（Full Services Network ,FSN）。建好 IDV 全业务网以后，如果 ATM 技术已经成熟，可将 IDV 系统升级为 SDV，原来的系统设施大部分仍可利用，很容易升级为更先进的全业务接入网，故 IDV 全业务接入网是未来先进网络的重要基础。 4.光纤接入技术光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网是发展宽带接入的长远解决方案。 一、光纤接入网的基

34、本构成 光纤接入网(OAN)，是指用光纤作为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接。光纤接入网包括远端设备光网络单元和局端设备光线路终端，它们通过传输设备相连。系统的主要组成部分是 OLT 和远端 ONU。它们在整个接入网中完成从业务节点接口(SNI)到用户网络接口(UNI)间有关信令协议的转换。接入设备本身还具有组网能力，可以组成多种形式的网络拓扑结构。同时接入设备还具有本地维护和远程集中监控功能，通过透明的光传输形成一个维护管理网，并通过相应的协议纳入中心统一管理。 OLT 的作用是为接入网提供与本地交换机之间的

35、接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。 ONU 的作用是为接入网提供用户侧的接口。它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。ONU 的主要功能是终结来自 OLT 的光纤，处理光信号并为多个小企业，事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU 的网络端是光接口，而其用户端是电接口。因此 ONU 具有光/电和电/光转换功能。它还具有对话音的数/模和模/ 数转换功能。ONU 通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。

36、光纤接入网（OAN）从系统分配上分为有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive OpticaOptical Network)两类。 二、有源光纤接入网 有源光网络又可分为基于 SDH 的 AON 和基于 PDH 的 AON。有源光网络的局端设备 （CE） 和远端设备（RE）通过有源光传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的 SDH 和 PDH 技术，但以 SDH 技术为主，本文主要讨论 SDH（同步光网络）系统。1基于 SDH 的有源光网络 SDH 的概念最初于 1985 年由美国贝尔通信研究所提出， 称之为同步光网络 （Sync

37、hronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、等上进行传送。该标准于 1986 年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部（ITUT）的前身国际电报电话资询委员会（CCITT）于 1988 年接受 SONET概念，并与美国标准（ANSI）达成协议，将 SONET 修改后重新命名为同步数字系列 （Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成为同时适应于光纤、微波、术体制。 SDH 网是对原有 PDH（Ples

38、iochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列）网的一次革命。PDH 是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且 PDH 只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。随着 SDH 技术引入，传输系统不仅 具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监控等过程的功能。SDH 通 传送的通用技 过多种容器 C 和虚容器 VC 以及级联的复帧结构的定义，使其可支持多种电路层的业务， 如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM 等，以及将来可能出现

39、的各种新业务。段开销中大量的备用通道增强了 SDH 网的可扩展性。通过软件控制使原来 PDH 中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路的保成为宽带业务数字网的基础传输网。 在接入网中应用 SDH（同步光网络）的主要优势在于：SDH 可以提供理想的网络性能和业务可靠性；SDH 固有的灵活性使对于发展极其迅速的蜂窝通信系统采用 SDH 系统尤其适合。当然，考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性，适用于接入网的 SDH 设备必须是高度紧凑，低功耗和低成本的新型系统

40、，其市场应用前景看好。 接入网用 SDH 的最新发展趋势是支持 IP 接入，目前至少需要支持以太网接口的映射， 于是除了携带话音业务量以外，可以利用部分 SDH 净负荷来传送 IP 业务，从而使 SDH 也能支持 IP 的接入。支持的方式有多种，除了现有的 PPP 方式外，利用 VC12 的级联方式来支持 IP 传输也是一种效率较高的方式。总之，作为一种成熟可靠提供主要业务收入的传送技术在可以预见的将来仍然会不断改进支持电路交换网向分组网的平滑过渡。 2基于 PDH 的有源光网络 准同步数字系列（PDH）以其廉价的特性和灵活的组网功能，曾大量应用于接入网中。尤其近年来推出的 SPDH 设备将

41、SDH 概念引入 PDH 系统，进一步提高了系统的可靠性和灵活性，这种改良的 PDH 系统在相当长一段时间内，仍会广泛应用。 三、无源光纤接入网络 无源光网络（PON），是指在 OLT 和 ONU 之间是光分配网络(ODN)，没有任何有源电子设备，它包括基于 ATM 的无源光网络 APON 及基于 IP 的 PON。 APON 的业务开发是分阶段实施的，初期主要是 VP 专线业务。相对普通专线业务， APON 提供的 VP 专线业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能价格比有一定优势。第二步实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务。第三步实现以太网接口，

42、提供互联网上网业务和 VLAN 业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。 APON 采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。APON 能否大量应用的一个重要因素是价格问题。目前第一代的实际 APON 产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景由于 ATM 在全球范围内的受挫而不确定，但其技术优势是明显的。特别是综合考虑运行维护成本，在新建地 区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此时敷设 PON 系统，无论是 FTTC， 还是 FTTB 方式都是一种有远见的选择。在未来几年能否将性能价格比改进到

43、市场能够接受的水平是 APON 技术生存和发展的关键。 IPPON 的上层是 IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。基于 PON 的 OAN 不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。 无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光接入网的优势具体体现在以下几方面： （1） 无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。 网络拓扑结构。 （3） 安

44、装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直接挂在墙上，或放置于“H”杆上， 无须租用或建造机房。而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。 （4） 无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。 （5） 无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。 （6） 从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。 四、光接入网的拓扑结构 光纤接入网的拓扑结构，是指传输线路和节点的

45、几何排列图形，它表示了网络中各节点的相互位置与相互连接的布局情况。网络的拓扑结构对网络功能、造价及可靠性等具有重要影响。其三种基本的拓扑结构是: 总线形、环形和星形，由此又可派生出总线星形、双星形、双环形、总线总线形等多种组合应用形式，各有特点、相互补充。 1. 总线形结构 总线形结构是以光纤作为公共总线(母线)、各用户终端通过某种耦合器与总线直接连接所构成的网络结构。这种结构属串联型结构，特点是:共享主干光纤，节省线路投资，增删节点容易，彼此干扰较小；但缺点是损耗累积，用户的依赖性太强。 2. 环形结构 的动态范围要求较高；对主干光纤环形结构是指所有节点共用一条光纤链路，光纤链路首尾相接自成

46、封闭回路的网络结构。这种结构的突出优点是可实现网络自愈，即无需外界干预，网络即可在较短的时间里从失效故障中恢复所传业务。 3. 星形结构 星形结构是各用户终端通过一个位于中央节点(设在端局内)具有控制和交换功能的星形耦合器进行信息交换，这种结构属于并联形结构。它不存在损耗累积的问题，易于实现升级和扩容，各用户之间相对独立，业务适应性强。但缺点是所需光纤代价较高，对中央节点的可靠性要求极高。星形结构又分为单星形结构、有源双星形结构及无源双星形结构三种。 （1） 单星形结构：该结构是用光纤将位于电信交换局的 OLT 与用户直接相连，基本上都是点对点的连接，与现有铜缆接入网结构相似。每户都有单独的一

47、对线，直接连到电信局， 因此单星型可与原有的铜现网络兼容；用户之间互相独立，保密性好；升级和扩容容易，只要两端的设备更换就可以开通新业务，适应性强。缺点是成本太高，每户都需要单独的一对光纤或一根光纤（双向波分复用），要通向千家万户，就需要上千芯的光缆，难于处理，而且每户都需要专用的光源检测器，相当复杂。 （2） 有源双星形结构：它在中心局与用户之间增加了一个有源接点。中心局与有源接点共用光纤，利用时分复用（TDM）或频分复用（FDM）传送较大容量的信息，到有源接点再换成较小容量的信息流，传到千家万户。其优点是灵活性较强，中心局有源接点间共用光纤，光缆芯数较少，降低了费用。缺点是有源接点部分复杂

48、，成本高，维护不方便；另外， 如要引入宽带新业务，将系统升级，则需将所有光电设备都更换，或采用波分复用叠加的方案，这比较困难。 （3） 无源双星形结构：这种结构保持了有源双星形结构光纤共享的优点，将有源接点换成了无源分路器，维护方便，可靠性高，成本较低。由于采取了一系列措施，保密性也很好，是一种较好的接入网结构。 根据光网络单元（ONU）的位置，光纤接入方式可分为如下几种： FTTB（光纤到大楼）；FTTC（光纤到路边）；FTTZ（光纤到小区）；FTTH（光纤到用户）；FTTO（光纤到办公室）；FTTF（光纤到楼层）；FTTP（光纤到电杆）；FTTN（光纤到邻里）；FTTD（光纤到门）；FTT

49、R（光纤到远端单元）。 其中最主要的是 FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到用户）三种形式。FTTC 主要是为住宅用户提供服务的，光网络单元（ONU）设置在路边，即用户住宅附近，从 ONU 出来的电信号再传送到各个用户，一般用同轴电缆传送视频业务，用双绞线传送电话业务。FTTB 的 ONU 设置在大楼内的配线箱处，主要用于综合大楼、远程医疗、远程教育、及大型娱乐场所，为大中型企事业单位及商业用户服务，提供高速数据、电子商 务、可视图文等宽带业务。FTTH 是将 ONU 放置在用户住宅内，为家庭用户提供各种综合宽带业务，FTTH 是光纤接入网的最终目标，但是每一用户都

50、需一对光纤和专用的 ONU， 因而成本昂贵，实现起来非常困难。 六、光接入网的优点与劣势 与其他接入技术相比，光纤接入网具有如下优点： （1） 光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来越高，除了打电话、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、远程教学、视频点播（VOD）以及高清晰度电视（HDTV）等。这些业务用铜线或双绞线是比较难实现的。 （2） 光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆代替铜缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。 （3） 光纤接入网的性能不断

51、提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。 （4） 光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。 5.无线接入网技术无线接入网 - 简介 无线接入技术(也称空中接口)是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来,以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议, 这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。 无线接入网 - 分类 无线接入系统可分以 4 种技术类型:1.模拟调频技术；2.数字直接扩频技术；3.数

52、字无绳电话技术；4.蜂窝通信技术:利用模拟蜂窝移动通信技术。 6.接入网接口及其协议接入网的接口 由接入网的定义可见, 接入网可由其接口界定, 如图1所示。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 )连接到业务节点(SN) , 通过 Q3 接口连接到电信管理网 ( TMN) 。接入网允许与多个业务节点相连, 这样接入网既可以接入分别支持特定业务的业务节点, 又可以接入支持相同业务的多个业务节点。其中各接口描述如下。 图1 接入网的界定 (1 ) 用户网络接口( UNI)UNI 位于接入网的用户侧, 支持多种业务的接入。UNI 主要包括POTS 模拟电

53、话接口、ISDN BRI/ PRI、E1 等。 (2 ) 业务节点接口(SNI )SNI 接口位于接入网的网络侧, 对不同的用户业务提供相对应的业务节点接口, 使其能与业务节点相连。SNI 主要包括提供窄带综合业务V5 接口和B-ISDN 业务的VB5 接口等。 (3 ) 管理接口( Q3)接入网通过 Q3 接口与 TMN 相连来实现 TMN 对接入网的管理与协调, 从而提供用户所需的接入类型及承载能力。 1. V5协议概述 (1) V5协议概 V5接口协议簇规定了接入网（Access Network）和本地交换网（Local Exchange） 之间互联的信号物理标准、呼叫控制信息传递协议，

54、属于业务节点接口 SNI（Service Node Interface）协议。 V5协议提供了接入网和本地交换网间的标准接口，使得 PSTN/ISDN 用户端口终止于接入网而不是本地交换网。通过 V5协议，接入网 AN 只需要完成对用户端窄带业务的提供，呼叫控制功能仍然留给本地交换网 LE 完成。这样就各司其职，独立发展，有助于网间互联。 (2) V5协议的功能 允许接入网通过复用/解复用对多个用户的信令和数据流更有效低传输； 允许通过 Q3接口对接入网进行网络管理； 允许进行接入网的资源管理（Administration of resources）和资源维护（Maintenance of r

55、esources）； 允许用户选择本地交换网（Selection of the Local Exchange） 能充分有效地利用网络带宽资源。 (3)V5.1和 V5.2的比较 V5协议的现行标准有两个：V5.1和V5.2。二者的区别在于： V5.1即 ETS300 324-1是一个纯欧洲电信标准（ETS）。 只用一个 E1速率链路（2048kbit/s）； 不支持集能（Concentration）； 不支持用户端口的 ISDN 基群速率接入有通讯链路保护概念；V5.2即 ETS300 347-1部分参考了 ETS300 324-1。 可以使用大于 E1速率的链路（最高16个 E1速率）； V

56、5.2能使用承载通路连接（BCC）协议以允许本地交换网 LE 向接入网 AN 发出请求完成接入网 AN 用户端口和 V5接口指定时隙间的连接建立和释放； 支持用户端口的 ISDN 基群速率接入； 提供了专门的保护协议（Protection Protocol）进行通讯通路保护。2. V5.2协议介绍 (1) V5协议的位置 V5协议提供了如下用户端口协议： 模拟端口 ANALOG； ISDN 的基本速率接口 BRI 和基群速率接口 PRI； 租用线路（或称专线：Leased Line，包括模拟和数字）。 (2) V5.2的协议结构 V5.2的协议结构。LAPV5-EF：V5封装功能子层，用于封装

57、 AN 和 LE 间的信息，实现透明传输。 LAPV5-DL：V5数据链路子层，定义了 AN 和 LE 间对等实体的信息交换方式。 Link Control Protocol：定义了 AN 或 LE 如何转达每个独立2048kps 链路上用于链路控制的协调信息 BCC：为 LE 提供了一种向 AN 发出建立和释放连接的方法，这些连接可以在 V5接口的特定时隙和特定 AN 用户端口之间指定分配。 PSTN：规定了 AN 如何获取 PSTN 用户线（模拟和数字）状态，以及如何向 LE 传递，以便由 LE 最终完成呼叫控制。其中可能包括特定呼叫协议的转换和翻译以满足核心网中的LE 信令标准。 (3) V5.2协议的帧结构 V5.2协议和V5.1协议都采用了 G.703/G.704中定义的