接入网技术现状以及发展

Guangxi University of Science and Technology 接入网技术大作业接入网技术大作业 课题名称课题名称 接入网技术接入网技术 院 系 计算机学院 专 业 通信工程 班 级 通信 101 班 学生姓名 学 号 8 指导教师 2013 年 6 月 26 日 0 接入网技术现状以及发展接入网技术现状以及发展 摘要摘要 在电信网络接入用户的 最后一公里 处 目前 正是硝烟四起 竞争激烈 各个网络运营商无不各显 神通 竭尽所能抢夺更多的用户 各种新兴的 宽带 接入技术也纷纷登场 一个全新的名字 接入网 也 因此进入人们的眼中 在新一代广义通信网络 包括电信网络与 IP 网 络 的体系结构中 接入网已经成为一个重要的独立 领域 并与核心网并列成为电信网络的两大构成之一 多种宽带 IP 接入技术正在兴起并激烈竞争 在电信 运营业的开放与竞争的大坏境中 接入网特别是 IP 接入网的竞争尤为激烈 法律法规 监管部门 市场 竞争对接入网发展的影响十分深刻 1 目录目录 摘要 1 1 什么是接入网 3 2 接入网发展简史 3 3 中国现今主流的接入网技术 4 3 1 IP 接入网技术 4 3 2 光纤接入技术 5 3 3 电话铜线接入技术 5 4 中国接入网技术的发展 7 5 中国接入网发展的思考 7 2 1 1 什么是接入网什么是接入网 长期以来 电信网络的接入部分经常被简称为 接入段 接入段 仅仅 是交换网络的最后延伸 是某些接入设备的附属设施 并不是一个独立完整的 网络部件 从 20 世纪 90 年代中期以来接入网已经开始发展成为一个独立的完 整的网络 成为现代通信系统的两大基本部件之一 并且是当前技术发展最快 竞争最激烈 建设最昂贵的网络 根据国际电联关于接入网框架建议 G 902 接入网是有业务节点接口 SNI 和相关用户网络接口 UNI 组成的 为传送电信业务提供所需承载能 力的系统 经 Q 接口进行配置和管理 因此 接入网可由三个接口界定 即网 络侧经由 SNI 与业务节点相连 用户侧由 UNI 与用户相连 管理方面则经 Q 接 口与电信管理网 TMN 相连 业务节点是提供业务的实体 可提供规定业务的业务节点有本地交换机 租用线业务节点或特定配置的点播电视和广播电视业务节点等 SNI 是接入网和业务节点之间的接口 可分为支持单一接入的 SNI 和综合 接入的 SNI 支持单一接入的标准化接口主要有提供 ISDN 基本速率 2B D 的 V1接口和一次群速率 30B D 的 V3接口 支持综合业务接入的接口目前有 V5 接口 包括 V5 1 V5 2接口 接入网与用户间的 UNI 借口能够支持目前网络所能够提供的各种接入类型 和业务 接入网的发展不应限制现有的业务和接入类型 接入网的管理应该纳入 TMN 的范畴 以便统一协调管理不同的网元 接入 网的管理不但要完成接入网各功能块的管理 而且要附加完成用户线的测试和 故障定位 由此可以看出 接入网是由线缆装置 传输设施等实体构成的一个实施系统 接入网为电信业务提供所需的传送承载能力 电信业务是在 SNI 和每一与之关联的 UNI 之间提供的 接入网可经由 Q3 进行匹配和管理 接入网不解释用户信令 由于接入网不解释用户信令 所有电信接入网不具备交换能力 强调通过 Q3 接口管理 没有考虑 SNMP 等其他管理协议的地位 使用业务 需要在 UNI 与 SNI 之间逐一建立关联 这种关联的相对静态特 性与当今互联网的主流应用模式不一致 接入网具有完整地额功能 传送数据流以承载多种业务 进行接入认证和 授权 可以独立计费 接入网已经可以不依附于网络接入设备而独立存在 甚 至可以选择接入不同运营商的网络 接入网正愈趋成熟 2 2 接入网发展简史接入网发展简史 电信网络的接入段通常被称为 最后一公里 最初 这仅仅是指电话接入 端局连接到用户终端的各种线缆及其附属设备 即用户线 这种封闭的情况阻 碍了技术的进步 3 为改变这种封闭的技术 电信运营商从 20 世纪 70 年代开始组织研究进行 了不解的努力 1975 年和 1978 年在书格兰格拉斯哥进行了两次研讨会 英国 著名运营商 BT 第一次提出了接入组网概念以降低接入段线路投资 在第二次会 议上被肯定并命名为 接入组网 技术 与 1976 到 1977 年进行可行性试验并 推广应用 1978 年被 CCITT 认可并于 1979 年以 RSC 命名 接入网就此诞生 20 世纪 80 年代到 90 年代 接入网技术发展并不顺利 90 年代后期 在 Internet 成功的巨大冲击下 产生了 NII 国家信息基础设施 和 GII 全球 信息基础设施 概念 ITU 也开始将 GII 概念和 技术引入电信网络 年 制定了 接入网的总体标准 通信技术 百花齐放 宽带接入技术的发展风起云涌 接入网 不管是传统的电信接入网 还是新兴的 接入网 都进入快速发展期 多样化的新型 宽带接入技术 的发展支撑了接入网的技术进步 其中最 为著名的是 cable modem 和以太网接入技术 宽带接入技术已经是 当前不可逆转的潮流 但是 现有的各种宽带接入技术都是基于充分利用现有 网络基础设施和现有网络的 当然也是有利于某些类型的运营商的 现有的宽 带接入技术大都是基于 IP 技术的 或已经转向 IP 技术 3 3 中国大陆现今主流的接入网技术中国大陆现今主流的接入网技术 3 1 IP 接入网技术 ITU Y 1231 建议于 2000 年 11 月通过 命名为 IP 接入网体系结构 Y 1231 建议定义的 IP 接入网技术 适应于 IP 的技术潮流 可以提供包括数据 语音 视频和其他多种业务 满足了未来融合网络的需求 深入分析 Y 1231 建议内容可看出 IP 接入网具有交换功能 IP 接入网具有接入管理和控制功能 除了接入网技术必须具有的用以承载业务的传送功能之外 IP 接入网的功 能模型中还定义了 IP AF IP 接入功能 可以对用户接入进行认证和控制 十 分有利于接入网的独立运营 Y 1231 建议基于 IP 技术 推动了通信网络向基于 IP 技术的融合网络的演 进 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 相关功能和可能的低层功能 IP 接入网位于用户驻地网 CPN 和 IP 核心网之间 IP 接入网与 CPN 和 IP 核心网之间的接口均为通用的 RP 参考点 在 Y 1231 建议中 接入网的功能模块之一是 IP 接入功能 该模块执行 对用户接入的管理和控制功能 通常认为 用户接入控制管理的核心是 AAA 功 能 接入网的首要任务是接入用户 网络运营商的基本运营模式就是通过细致 的用户管理 通过对用户使用网络的接入认证 使用记账 计费 收费等环节 取得运营收入 用户申请上网时进行接入认证 接入网可以使用多种认证协议 如口令认 4 证协议 PAP 等 认证结束时 根据认证结果对用户授权 规定用户接入网络的权限 用户 的 QoS 保证等 用户使用网络时应当进行记账 记录用户使用网络资源的情况 提供下一 步的使用 如计费 安全审计 用户接入功能不应当只是 IP 接入网的功能 随着注定王的逐步推开 以 AAA 为基础的用户管理功能也将逐步进入电信接入网 3 2 光纤接入技术 随着用户业务量的日益增长和业务种类的不断变化 新业务的高性能要求 需要与之相适应的高性能接入网技术 从介质上看 不同介质有不同的特点 能满足不同的要求 光纤的优越性体现在多方面 现代光纤传输在单个波长了速率可达到 10Gb s 采用密集波分复用技术传输速率可达 Tb s 目前 在高性能主干网上 光纤通信已经成为主流 对于接入网而言 光纤通信正显示前所未有的光明前 景 由于光纤带宽很宽 因此接入网对宽带及多业务的接入有着明显的优势 利用 光纤接入网 运营商不仅可以改善服务质量 降低运营维护成本 而且还能满 足日益增长的宽带综合业务的需求 因此 绝大多少运营商断言 李向东额 宽带接入网将是基于光纤的网络 光纤接入技术可分为 光纤到路边 FTTC 光纤到大楼 FTTB 光纤到办公室 光纤到家 在接入网络迅速向高速发展的过程中 不管是本设备制造商还是网络运营 商都十分看好高性能的光纤接入技术 几乎都坚信光线延伸入户的趋势 都坚 信 FTTH 一定会实现 因此 与光纤接入网有关的光纤接入技术与设备 OAN 运 行试验 一直是接入网领域的关注重点 基于 ATM 的 APON 随着 ATM 在全球受 挫而退出了应用领域 但 AOPN 的十分精致的物理层技术被 EPON 和 GPON 所继承 相对于采用有源光网络 AON 技术而言 无源光网络 PON 的技术用于 接入网络 在设备成本和维护成本方面 都相对较低 因此在高性能接入技术 中被普遍看好 我国的近期发展趋势也十分值得关注 3 3 电话铜线接入技术 虽然电话铜线的传输带宽有限 蛋由于电话网非常普及 能提供方便快捷 的接入方式 而且接入效率也不断提高 因此电话铜线接入技术在接入网中占 着重要地位 目前流行的铜线接入技术主要是 XDSL 技术 DSL 是 Digital Subscriber Line 的缩写 即所谓的数字用户环路 DSL 技术是基于普通电话线的宽带接入 技术 它在同一铜线上分别传送数据和语音信号 数据信号并不通过电话交换 5 机设备 减轻了电话交换机的负载 并且不需要拨号 一直在线 属于专线上 网方式 这意味着使用 XDSL 上网并不需要缴付另外的电话费 XDSL 中的 x 代表了各种数字用户环路技术 包括 HDSL SDSL ADSL RADSL VDSL 等等 下面分别介绍这几种 DSL 技术 1 HDSL 高速率数字用户线 HDSL 技术是一种对称的 DSL 技术 即上下行速率一样 HDSL 利用现有电话 用户线的两对来提供全双工的 1 544Mbps T1 或 2 048Mbps E1 信号传输 传输 距离可达 3 5 公里 HDSL SDSL 的优点是双向对称 速率比较高 充分利用现有电缆实现扩容 其缺点是需要两对线缆 住宅用户难以使用 另外目前还不能传输 2048Kbps 以 上的信息 传输距离限于 6 10 公里以内 费用也比较高 HDSL 主要用在企事业单位 包括 会议电视线路 LAN 互联 PBX 程控交 换机互联等 也可以解决少量用户传输 384Kbps 和 2048Kbps 宽带信号的要求 2 SDSL 单线数字用户环路 目前还有一种在一对双绞线上传送 T1 E1 信号的 HDSL 产品 常常称为单线 数字用户环路 SDSL 3 ADSL 不对称数字用户线 ADSL 是一种非对称的宽带接入方式 即用户线的上行速率和下行速率不同 大家知道 互联网用户使用互联网时用到最多的是多媒体业务 如视频点 播 VOD 多媒体信息检索和其他交互式业务 上行速率要求较低 下行速率 要求则比较高 为此开发了 ADSL 解决这个问题 ADSL 被欧美等发达国家誉为 现代信息高速公路上的快车 是继 HDSL 之后进一步扩大双绞铜线传输能力的 新技术 ADSL 不仅继承了 HDSL 技术成果 而且在信号调制与编码 相位均衡 以及回波抵消等方面采用了更加先进的技术 性能更佳 ADSL 典型的上行速率 为 16 640kbps 下行速率为 1 544 8 192Mbps 传输距离为 3 6km ADSL 的优点是能够充分利用现有铜线资源 能够与普通电话业务共享铜线 系统投资少 缺点是有选线率问题 带宽速率低 由于 ADSL 的特点 ADSL 主 要用于 Internet 接入 居家购物 远程医疗等 4 RADSL 速率自适应非对称数字用户环路 RADSL 是自适应速率的 ADSL 技术 可以根据双绞线质量和传输距离动态地 提交 640Kbps 22Mbps 的下行速率 以及从 272Kbps 到 1 088Mbps 的上行速率 6 5 VDSL 甚高速数字用户环路 VDSL 甚高速数字用户环路 技术是鉴于现有 ADSL 技术在提供图像业务方 面的带宽十分有限以及经济上成本偏高的弱点而开发的 VDSL 是 xDSL 技术中 最快的一种 在一对铜质双绞电话线上 下行速率为 13Mbps 52Mbps 上行速 率为 1 5Mbps 2 3Mbps 但 VDSL 的传输距离较短 一般只在几百米以内 由 于国内的一般小区在 1km 以内 因此 如果使用 VDSL 技术 普通居民小区能够 在一二个中心点内集中管理所有的接入设备 对网络管理 设备维护有重要的 意义 另外 由于 VDSL 覆盖的范围比较广 能够覆盖足够的初始用户 初始投 资少 也便于设备集中管理 也便于系统扩展 因此 使用 VDSL 技术的解决方 案是适合中国实际情况的宽带接入解决方案 ADSL 接入虽然被认为是一种过渡性技术 但并不意味着 ADSL 技术已经发 展到终点 近年来发布了新一代的标准 ADSL2 和 ADSL2 大大提高了 ADSL 系列技术的生命周期 可以使电话接入铜缆在高速 IP 接入领域得到更为长期的 应用 4 4 中国接入网技术的发展中国接入网技术的发展 近年来接入网领域的高速发展和激烈竞争是有广泛而深刻的原因的 需求 技术 开放和竞争 这四大要素对接入网的发展产生并将继续产生深刻的影响 在新一代广义通信网络 包括电信网络与 IP 网络 的体系结构中 接入网 已经成为一个重要的独立领域 并与核心网并列成为电信网络的两大构成之一 多种宽带 IP 接入技术正在兴起并激烈竞争 在电信运营业的开放与竞争的大坏 境中 接入网特别是 IP 接入网的竞争尤为激烈 法律法规 监管部门 市场竞 争对接入网发展的影响十分深刻 目前 全球都在对接入网进行电信网历史上最昂贵的升级 有人甚至把这 次升级称为第二次电信革命 接入网的发展正在催生 附加一公里 网络 新 型的宽带接入技术具有相当高的性能 塔不仅支撑单个用户 也可以是多个用 户组成的网络 这个网络不仅可以是驻地网 而且可以是家庭网络 随着接入 网性能的提高 驻