数字接入网课程复习2016教材

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.902G.902 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

2、义十分重大。然而， G.902 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： I.112(1993) ， I.414(1993) ，I

3、.430(1993) 。M.3010 (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 Fu

4、nction )：将特定的 UNI 的要求适配到 CF和AN-SMF 。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 ( Transport Function )：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

5、: 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/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 Interface ； 2.业务节点接口 SNI ： Service Node Interface ；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

6、 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

7、”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

8、证、授权、记账。5 IP 接入网的结构与参考模型。IP 接入网统一由参考点 RP 定界。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：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。6G.902建议与 Y.1231 建议的比较。定义上：（ G.902 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

9、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、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；

10、 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：（G.902 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）IP 将是大趋势结论： IP 接入网比电信接入网具有较大优势，宽带接入基于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8影响电话铜线的传输性能的主要因

11、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 :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

12、 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 s

13、ide ，ADSL 局端传输单元ATU-R ： ADSL Transmission Unit-Remote side ， ADSL 远端传输单元10ADSL 系统频谱划分和复用（分离）技术。频谱划分： 0 4kHz：POTS业务； 25.875 138KHz ：可双向配置， 主要用于 ADSL 上行数据传输； 140 1104KHz ： 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 ）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

14、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

15、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12CATV 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： 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。13HFC 网络结构、工作频谱划分。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

16、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、 Internet14CM 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、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

17、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 （Optical Branching device） 组成；完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能（

18、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 （ 780nm 850nm）常用于多模光纤通信，未得到很好使用1310nm 窗口（ 1260nm 1360nm）应用广泛，主要用于提供 2Mb/s 及以下的业务1550nm 窗口 （ 1480nm 1580nm）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

19、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、动态的门限判决技术）波分复用 WDM

20、 ：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/O16PON 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。 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

21、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

22、技术； 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。17APON 系统结构

23、、工作过程、关键技术、接入传输系统。APON 指基于 ATM 的无源光网络，其物理层使用 PON ，链路层传输 ATM 信元在下行方向：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 ON

24、U 收集来自用户的信息， 通过猝发模式以 155.520Mb/s 的速率发送数据。18EPON 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。EPON 传送可变长 Ethernet 帧（ 64 1518 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，不会发生碰撞（注：申请

25、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。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，网络比较灵活。接

26、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。20LMDS 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 点对多点无

27、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21WLAN 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 的频带，最