数字接入网课程复习2016

1、数字接入网课程复习20161电信网中接入网的位置和作用。电信接入网是将用户设备连接到电信核心网的网络，使用户设备可以使用通过核心网提供的各种业务，是用户到电 信核心网的承载电信业务的一系列实体。由此可见，接入网的位置处在用户设备(或者多台用户设备组成的用户驻地网)和核心网之间。接入网主要用于传送用户设备和核心网之间的往返数据，数据承载了各种各样的业务，而且接入网还可以 具有用户接入管理的功能，以满足网络运营或网络安全等需求。2电信接入网的标准、定义、功能与特点。电信接入网总体标准：G.902G902建议是关于接入网的第一个总体标准，对接入网的形成具有关键性的奠基作用，意义十分重大。然而，G.9

2、02建议仅仅是一个总体性的标准，需要引用一系列相关的其他的标准。例如具体定义接入网接口的标准：G.964(1994) : V5.1 窄带接口； G.965 (1995)： V5.2 窄带接口； G.967.1( 1998)： VB5.1 宽带接口； G.967.2( 1999): VB5.2宽带接口。其他一系列相关标准，例如：G.803(1993):基于SDH的传送网络体系结构；G.805( 1995):传送网络一般功能结构；G.960( 1993)： ISDN基本速率接入的接入数字段。ISDN 的有关建议：1.112(1993)，1.414(1993) ,1.430(1993)。M.3010

3、( 1992):电信管理网(TMN )原理。Q.512( 1995):用户接入的数字交换接口。Q.2512 :用户接入的网络节点接口。定义：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。接入网具有五大主要功能：1, 用户口功能 UPF( User Port Function):将特定的 UNI的要求适配到 CF和AN-SM

4、F。2, 业务口功能 SPF( Service Port Function ):将特定的SNI的要求与公共承载相适配以便CF处理。3, 核心功能CF( Core Function):将用户或业务端口的承载要求与公共传送承载适配。4，传送功能TF ( Tran sport Fun ction):在AN的不同位置之间为传送提供通道和传输介质。5，AN系统管理功能 AN-SMF ( Access Network System Management Function):协调各功能的指配、操作和维护。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 :承载并运送业务，UPF

5、/SPF/CF主要是适配功能，是TF的外围功能。系统管理功能STM :供TMN进行系统管理3，电信接入网的功能结构、定界与接口。电信网的功能结构接入网范围由三个接口定界：1. 用户网络接口UNI:User Network In terface ； 2.业务节点接口 SNI: Service Node In terface ；3.电信管理接口 ： Q3;电信接入网的接口：( 1)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 ( 2)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 注：业务节点(SN )是提供业务的

6、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（3）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：1,用户端口功能的管理；2，运送功能的管理；3，业务端口功能 的管理4. IP接入网的定义、功能与特点。ip接入网：有网络实体组成的一个实现，为ip用户和ip业务提供者之间的ip业务提供所需接入能力。“ip用户”和“ ip服务提供者”均是逻辑实体，它们终止ip层、ip相关功能和可能的底层功能。注：术语“ ip服务提供者”不是通常指的ISP或ip网络运营商，而是一个提供 ip服务 的“逻辑实体”，是一个抽

7、象的逻辑概念。它可以是一个服务器或服务器群，甚至可以是服务区中提供ip业务的一个进程。功能与特点：1.用户可以动态选择不同的 IP服务提供者 千万IP用户与众多IP服务提供者之间的选择；2.IP接入 网解释用户信令，用户可以通过呼叫选择不同的IP服务提供者；3为接入用户动态分配IP地址；4实现网络地址转换（NAT） ； 5数据加密；6用户接入管理，AAA功能：认证、授权、记账。5. IP接入网的结构与参考模型。UNI按SNI用户IP接入网统一由参考点 RP定界。ip服务提供商工ip眼努提供商2IP接入网IF核心网模型描述的IP接入网的三大功能：1, 运送功能，：承载并传送IP业务；2，接入功能

8、：对用户接入进行控制和管理（ AAA ）。注：AAA :认证、授权，记帐的简写；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）3,系统管理功能：系统配置、监控、管理。6. G.902建议与Y. 1231建议的比较。定义上：（G902定义SNI与对应UNI之间的承载电信业务能力的实体；Y.1231定义IP用户与IP服务提供者之间的承载IP业务能力的实体）定界与接口： （G.902建议由UNI、SNI和Q3接口界定；Y.1231建议的接口抽象为统一的接口RP更具灵活性和通用性）功能：（G.902建议：具有复用

9、、连接、运送，无交换和记费功能，不解释用户信令，UNI和SNI只能静态关联，用户不能动态选择 SN；Y.1231建议：除具有复用、连接、运送，还具有交换和记费功能，解释用户信令，IP用户可以自己动态选择IP服务提供者）接入网、核心网与业务提供者的关系： （G.902建议：接入网与核心网相互独立 ，核心网与业务绑定，不利于更多的 业务提供者参与；Y.1231建议：接入网、核心网、业务提供者完全独立 ，更多的业务提供者参与用户可以通过接入 网获得更多的IP服务）接入管理：（G902建议：对接入网的管理由电信能管理网络实现，受制于电信网的体制，没有关于用户接入管理的功能；Y.1231建议：具有独立且

10、统一的 AAA用户接入管理模式，便于运营和对用户的管理，适应于各种接入技术）结论：IP接入网比电信接入网具有较大优势，宽带接入基于IP将是大趋势7. 电话铜线网本地环路基本结构电话铜线网本地环路，即用户环路。是指用户到接入端局之间的线缆和传输设施，包括电话铜线线缆，分线盒，交 接箱等。如下图ukro % v用户用Fl一落地线1 配线电编电话交接箱8. 影响电话铜线的传输性能的主要因素。1, 传输损耗：与距离、线径、频率有关2, 信号反射（混合线圈和回波）：阻抗不匹配，引起信号反射，回路中线径不同，拼接引起阻抗变化导致信号反射3, 噪声：白噪声：由线路中电子运动产生的固有噪声；射频（ RF）干扰

11、：电话线充当天线，可能收到 AM/FM信号 脉冲干扰：瞬间突发干扰，如交换机的开关暂态、振铃等；串扰：同一扎内或相邻扎线之间的干扰9. 电话铜线网的IP、ADSL接入体系的结构、主要特点、基本技术。ADSL （asymmetric digital subscriber line，非对称数字用户线）具有两个显著的特点：1,可在同一用户线上同时提供POTS业务和数据业务ADSL Modem :对数据信号进行调制/解调，实现ADSL数据的正确收发。分离器：由低通滤波器和高通滤波器组成，实现POTS与ADSL业务的分路。局端接入设备：分离器机架：由多个分离器构成，将分离后的话音接入程控交换机，将分离的

12、数据接入数据交换机（ATM或Ethernet交换机）ADSLAM : ADSL接入复用器，实现各路 ADSL数据的复用和解复用，有些 *DSLAM具有局部管理和网关的功能注: ADSLAM : ADSL Access Multiplexing , ADSL 接入复用器ATU-C : ADSL Transmission Unit-CO side , ADSL 局端传输单元ATU-R : ADSL Transmission Unit-Remote side , ADSL 远端传输单元10. ADSL系统频谱划分和复用（分离）技术。频谱划分：04kHz : POTS业务；25.875138KHZ :

13、可双向配置，主要用于 ADSL上行数据传输；1401104KHZ : 用于ADSL下行数据传输复用（分离）技术：ADSL通过ADSL modem设备（包括局端传输单元 ATU-C，远端传输单元 ATU-R , ADSLAM ）视频信电话网浜端/一因特网干线网配线网下引线各部分说明1, 头端：信号的接收与处理中心，接收来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）2, 光纤干线网：头端到服务区光节点之间的部分（光纤），拓扑结构为星形3, 配线网和下引线：完全同 CATV （放大器除外），配线网的拓扑结构为树形，接入到 PSTN、In ternet数字匕行上行信谱-FCATV业务数字下和下行信道十人通信f

14、lf2f4rsre地区 n(MHz)C2 (MH;)(MHi ) 14 (MHz )*5 (MHi )t6 (MH;)北美542885508601000欧洲 5651105508621000中国 565655507501000曰本 54S885508601000f将电信业务和数据业务在同一根电缆中，利用不同频带发送数据，实现电信业务和数据业务的复用。再通过分离器 将不同业务分离，分别传送至响应网络。注：分离器由高通滤波器和低通滤波器组成，主要作用是通过高通和低通滤波器，将高频段的DSL数据信号和低频段的话音信号进行分离，以避免DSL数据信号和话音信号互相干扰。11. DMT调制技术的基本原理及

15、调制过程。DMT是一种多载波调制技术， 将信道分成了若干个独立的子信道，每个子信道分别进行 QAM调制，根据各个子信道的误码率情况，自适应分配比特率，甚至关闭干扰大的子信道，实质上是一种躲避干扰的策略，以牺牲带宽来提 高抗干扰能力。输入信号经过比特分配和缓存，将输入数据划分为比特块，经TCM编码后在进行512点离散傅里叶变换将信号变换到时域，这是时比特块将转换成 256个QAM子字符，随后对每个加上循环前缀（用于消除码间干扰），经数模变 换（D/A ）和发送滤波器将信号送上信道。注：以上既是原理又是调制过程12. CATV网络过渡到HFC网络需要解决的问题。在原有CATV基础上进行双向改造：

16、1,干线部分：光传输系统代替 CATV中的同轴电缆； 2,用户分配网：仍 保留同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的；3,可提供业务：保留原有CATV单向电视广播业务，利用剩余频带提供宽带数据业务。13. HFC网络结构、工作频谱划分。服务区5002000用户A 双向広乙放大器14. CM接入系统的典型配置。CM:电缆调解器：连接用户的 PC与HFC网络；对网络和用户数据进行调制 /解调，并传输； 实现网络与用户数据的双向交互CMTS:头端设备：连接数据网与 HFC ;对数据的调制/解调与传输，对所有 CM的接入进行控制(认证许可)；给 CM分配带宽并进行管理15. 光纤接入网的概念、网络结构、

17、工作波长、传输技术、应用类型。1.光纤接入网的概念：指在接入网中应用光纤，从运营商向用户侧延伸，取代原有的铜缆，最终实现纯光纤化的接 入网用户侧 二光接人小网络侧用户側；光損人网QA；冈络侧上面的图为光接入网的基本结构示意图2. 下面的图为ITU-T提出的光接入网的基本结构(1) 光网络单元 ONU (Optical Network Unit ):提供用户到接入网的接口(光电转换、物理接口)；提供用户业务 适配功能(速率适配、信令转换)(2) 光分配网 ODN (Optical Distribution Network ):为OLT和ONU之间提供光传输技术；由光连接器和光分路 器OBD (O

18、ptical Bran chi ng device)组成；完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能(3) 光线路终端 OLT (Optical Line Terminal ):提供与中心局设备的接口(光电转换、物理接口)；提供与ODN的 光接口；分离不同的业务3. 光纤的工作窗口(可用工作波长区)有三个：850nm窗口 ( 780nm850nm)常用于多模光纤通信，未得到很好使用1310nm窗口( 1260nm1360nm)应用广泛，主要用于提供2Mb/s及以下的业务1550nm窗口 ( 1480nm1580nm)用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务4. 传输技术：光接入网是一种共享介质

19、的点到多点的网络结构。所以其上行通信和下行通信是不同的。 下行通信时：OLT向各个ONU采用广播通信方式。上行通信时：由于多个ONU共享一根光纤传输，而每个ONU发送信号是突发的， 所以采用了以下几种复用技术来 避免上行信号间碰撞。空分复用SDM :上下行双向通信个各使用一根光纤；两个方向的通信单独进行，互不影响；性能最佳，设计最简单；光传输设备和线缆双倍，成本高时分复用TDM :每个ONU动态或固定分配一个时隙；每个 ONU在分配的时隙内上传数据(固有问题：每个 ONU与OLT距离不等，传输时延不同，到达OLT的相位不同；对OLT要求：完善的测距技术，实现定时调整和同步，快速的同步技术，快速

20、、动态的门限判决技术)波分复用 WDM :不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰，要求每个ONU在指定波长上发射，对激光二极管要求高(温度、环境影响大)，OLT设备复杂，成本高(每个波长都需光发射器和检测器)5. 根据ONU位置，OAN可分为三种应用类型：光纤到路边 FTTC ;光纤到楼 FTTB ;光纤到家/办公室 FTTH/O16. PON接入系统的结构、关键技术、组网应用组成：OLT、ODN、ONU，且ODN中全是无源器件UNISNI用户pONUl用户rONU2IJ:用户:pONUn业务网络关键技术：1.测距技术为什么要测距？采用TDMA ,必须保证每个时隙的数据彼此独立，互不干扰。

21、由于各个ONU和OLT的物理距离各不相同，并且传输的距离也会受到相关因素的影响。因此OLT必须引入测距技术对时延差异进行补偿，使所有ONU到OLT具有相等的逻辑距离，从而确保不同ONU说发出信号能够在 OLT处准确复用在一起，避免碰撞。单独测距+传输数据时测距相结合（粗测+精测）；单独测距在ONU初装联网时必须进行； 传输数据时测距可根 据OLT的配置而定测距的基本思想： 粗侧时OLT向ONU发出一条指令，ONU接到指令后向OLT发出特定信号，OLT则利用某种技 术根据收到的信号给 ONU分配一个均匀时延。精测时，通过监测上行信号实时调整时延值。2快速比特传送技术；3突发信号的收发；4扰码技术

22、；5媒质接入控制（MAC ）技术 组网应用：基于ATM的无源光网络：APON基于Ethernet的无源光网络：EPON注：AON与PON的比较：AON （有源光网络），其ODN含有光放大器等有源器件，OLT和ONU通过有源光传输设备相连。PON由无源器件组成，信号在传输过程中无需再生放大，直接由无源光分路器传至用户，实现透明 传输。接入网通常采用 PON，因为PON与AON相比，虽然PON的覆盖范围和传输距离比较小。但由于户外无有源 设备，提高抗干扰能力，可靠性高，简化了接入途中的安装条件，价格更低，安装维护更方便。17. APON系统结构、工作过程、关键技术、接入传输系统。APON指基于AT

23、M的无源光网络，其物理层使用 PON，链路层传输 ATM信元I ATML交换机1 APON （传输ATM信元流）在下行方向：采用 TDM技术，传送连续的时隙流。每个时隙是一个长度为53字节的ATM信元或OAM信元。由ATM交换机来的 ATM信元先送给 OLT , OLT再将到达各个 ONU的下行业务组装成连续的 155.520Mb/s或 622.080Mb/s的下行帧，以广播方式发送到下行信道上， 各个ONU收到所有的下行信元后， 根据信元头信息 VCI/VPI 从中取出属于自己的信元送给用户终端。在上行方向：采用TDMA技术，由各个ONU收集来自用户的信息， 通过猝发模式以155.520Mb

24、/s的速率发送数据。18. EPON传输原理、帧结构、光路波长分配、关键技术。EPON :基于Ethernet的无源光网络。物理层采用现成的 PON技术，链路层传输的是以太帧，提供更大的带宽，更低成本和更宽业务能力的技术。用户MonliI用户j-ONU2|1用户pOMn! EPOODN EthernetT交换机（传输以太帧流）EPON传送可变长 Ethernet帧（641518字节）EPON帧为定时长帧下行：固定长度帧的连续数据流（2ms），内含多个不同长度的以太帧（时隙）+头部+校验部分，其中：信息头部 含ONU标识符和同步头上行：采用TDM技术，每个ONU在授权给定的时隙内发送数据帧，不会

25、发生碰撞（注：申请带宽时可能发生碰 撞）。帧长度也为2ms注: EPON与APON的技术区别：1,帧周期长度；2，封装方式；3,分组长度：EPON : 64-1518字节；APON:53 字节19. 无线本地环的基本结构和接入方案。局端用户终瑞LMDS(Local Multipoint Distribution Service )本地多点分配业务,提供宽带接入。带宽大，享有“无线光纤”之称。固定无线接入网基本结构：一般采用有中心的结构，中心站称为基站；中心站控制所有用户站的接入，同时接入有线网；所有用户 站之间不能直接通信，必须通过基站转发用户端通过无线信道向局端进行通信，它不受线缆的约束，网

26、络比较灵活。接入的方案：1 , WLAN接入技术： 无线局域网接入；2, WMAN接入技术：无线城域网接入；3, WWAN接入技术；无线广域网，例如基于移动通信设施的广域的无线接入技术；4,卫星接入技术：覆盖的范围最广。20. LMDS系统的参考模型，体系结构、功能及关键技术。通过点到多点微波传输技术向住宅用户和商业用户系统结构：是一种蜂窝通信结构（将提供业务的地区划分为若干服务区，每个服务区内设立基站作为中心站，基站 通过点到多点无线链路与区内用户站通信，基站不提供跨服务小区用户的切换）LMDS中心局、再连接到业务网）系统组成：用户站、基站（基站位于服务区中央，覆盖服务区用户，基站上联点对多

27、点无线链路（上行信道：多用户共享，需要MAC机制）支持业务：话音、数据、视频、多媒体综合业务特点：1,集中控制，便于用户接入管理（基站控制）；2，上下行不对称，下行带宽为1GHz，上行为300MHz ；3,提供QoS保证，根据业务 QoS,申请并分配带宽；4，双工通信：FDDTDD ;5，多路访问：TDM/TDMA、FDM/FDMA ；6,系统容量大：带宽大（1.3GHz），提供容量大；7,可扩容性强：可增加每个扇区的载波数（最多可容纳5个载频），可增加扇区的数量，最多可划分24个扇区21. WLAN的拓扑结构、关键技术及协议标准。WLAN有两种组网结构：基础设施架构（中心结构， AP）和对等结构（有时也称为Ad-hoc方式）。关键技术：1, WLAN安全技术2, CSMA/CA协议：具有冲突避免的载波侦听多路访问协议 原理：通过随机延时的机制（又称为随机回退）让一个站先发送，其他站随后尝试发送，它们会因 为侦听信道载波为忙而等待，从而避免冲突。协议标准： IEEE std 802.11-1997 发布，2Mbps2.4GHzIEEE 802.11 ,1999 EditionIEEE 802.11a-1999 : 54Mbps 5GHz :在 5GHz