网络接入技术

1、山东省建设厅建筑智能化技术 培 训 班智能建筑与智能小区应用技术 哈尔滨工业大学建筑设计研究院 建筑智能化技术研究所 所长 刘晓胜 (博士后 副教授)手 机： 1361-365-1278 电 话：0451-62811662021-12-111第三部分网络接入技术2021-12-1124网络接入技术 网络接入技术概念 网络接入技术分类4常用网络接入技术 N-ISDN用户接入环路 xDSL技术 高比特率数字用户线技术(HDSL) 不对称数字用户线技术(ADSL) 超高速率数字用户线技术(VDSL)网络接入技术2021-12-1134常用网络接入技术 速率自适应数字用户线技术(RADSL) 单对对称

2、高比特速率数字用户线技术(SHDSL/SDSL) HomePNA技术(家庭电话线网络联盟) HFC技术 光纤接入网 无线接入网技术4智能小区与接入网技术 智能小区中常用的接入网技术 智能小区接入网技术的选择网络接入技术2021-12-114接入网技术(1)接入网(AN，Access Network) 是指本地交换机与用户端设备之间的传输系统，它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网，可以包含复用、交叉连接和传输功能。网络接入技术2021-12-115(2)接入网功能结构Q3Q3用户室内网络(CPN)图 5-1 接入网功能结构用户网络接口UNITF业务节点(SN)业务节点接口SNIUPFSMFC

3、FCFUPFTMN接入网网络接入技术2021-12-116(2)接入网物理参考模型网络接入技术配线段馈线段交换机引线段用户网络线路终端灵活连接点网络终端图4-2 接入网物理参考模型接入网SNIUNI分配点2021-12-117网络接入技术分类(1) 铜线接入技术 电话线调制解调器(Modem)接入: 调制/解调 28.8,33.6,56kb/s 内置/外置 N-ISDN接入 高速数字用户线(HDSL)接入 不对称数字用户线(ADSL)接入网络接入技术2021-12-118 超高速数字用户线VDSL/VHDSL接入 HomePNA接入(2) 有线电视同轴电缆调制解调器(Cable Modem)(

4、3) 光纤接入(4) HFC接入网(5) 无线接入技术(Wireless Access Technology)网络接入技术2021-12-119常用网络接入技术(1)N-ISDN用户接入环路Narrow-Integrated Services Digital Network网络终端交换机线路终端用户终端分路合路用户线传输方式T用户线V接口线传输方式ISDN 用户线传输系统用户线端局(SLT)图 4-3 ISDN 用户传输系统NTTELT网络接入技术2021-12-1110(1)N-ISDN用户接入环路:关键技术是二线双向数字化，主要有以下方法： 频率分割法( 频率复用法) 时间压缩复用法(乒乓

5、传输法)：技术简单，线路损耗大，45km，日本等 回波抵消法等(单频双工法):技术复杂，67km ，美国和欧洲等网络接入技术2021-12-1111网络接入技术用户线路收发同步控制时间扩展器时间压缩器时间扩展器时间压缩器收发同步控制收发开关收发开关交换机S/T 点图 5-4 时间压缩法框图2021-12-1112网络接入技术TRA 发送B 接收 B 发送A 接收A 接收B 接收A 发送TGTDTBTR 窄脉冲重复时间；TB 窄脉冲周期TD ：延迟时间； TG ：保护时间图 5-5 时间压缩法脉冲时间关系2021-12-1113网络接入技术-+dkckbkbkakak2/4 线发送接收自适应数字

6、滤波器2 线电路图 5-6 回波产生示意图2021-12-1114用户线路-+发送接收自适应数字滤波器图 5-7 回波抵消法框图混合电路自适应数字滤波器混合电路发送+接收网络接入技术2021-12-1115表 5-1 三种传输方法的比较传输方法 频率分割法 时间压缩复用法 回波抵消法原 理收发使用不同频率，按频带区分信号收发使用不同时间，按时间区分信号用混合线圈进行 2/4线转换，用回波抵消器消除回波。所需频带宽(两倍于信号频带)宽(两倍于信号频带)窄(与信号频带同宽)电路复杂度简单比较简单复杂主要限制因素噪声干扰远端串音和噪声干扰近端串音传输距离短短（4km）长（8km）使用情况基本不用有些

7、国家使用普遍使用网络接入技术2021-12-1116高比特率数字用户线技术(HDSL)High bit rate Digital Subscriber Line(1)两对或三对双绞线来提供全双工的1.5Mbit/s(T1)/2.048Mbit/s(E1)数字连接能力。(2) ANSI下属T1E1.4工作组制定有关HDSL规范。(3)欧洲电信标准委员会ETSI也制定了有关HDSL标准DTR/TM-3017。(4)HDSL2是最近发展的利用一对双绞线提供T1/E1的DSL技术。网络接入技术2021-12-1117高比特率数字用户线技术(HDSL) 2.048Mbit/s2.048Mbit/sE1

8、中继E1 中继E1 中继E1 中继标准E1收发器标准E1收发器E12.048MbpsE12.048Mbps(b) 2.048Mbps 基本传输HDSL收发器HDSL收发器E12.048MbpsE12.048Mbps1.168Mbit/s1.168Mbit/s(a) 传统 E1 传输设备结构图 4-8 传统 E1 与 HDSL 结构对比网络接入技术2021-12-1118HDSL的主要特点： 传输速率：能提供1.5Mbit/s和2Mbit/s的传输能力； 传输距离：由于采用了自适应滤波技术、信号处理技术，可以自动处理环路中的近端串音、噪声对信号的干扰，在无中继器的情况下，0.40.6线径的铜线电

9、缆，传输距离可以达到35km； 传输准确度：HDSL传输误码率可达到1010，可以满足决大多数传输精度要求； 安装设计：HDSL无需中继器，简化了工程设计、安装和线路维护，同时也降低了运营成本。网络接入技术2021-12-1119网络接入技术2.048Mbps2.048Mbps2.048MbpsE1接口 数据映射收发两用机收发两用机收发两用机收发两用机 数据映射E1接口微处理器G.703微处理器2.048Mbps双绞线21168kbit/s2B1Q编码双绞线G.703RS232cRS232c远端设备局端设备图5-9 HDSL 系统组成结构2021-12-1120不对称数字用户线技术(ADSL)

10、Asymmetric Digital Subscriber Line(1)上行速度640Kb/s,下行速度8Mb/s;(2)上行频率26138kHz,下行频率138kHz1.0104MHz(FDM模式)(3)上行输出功率13.6dBm,下行输出功率20dBm。网络接入技术2021-12-1121网络接入技术电平10kHz50kHzPOTS 电话上行信道下行信道频率图 4-11 ADSL 频谱分布原理不对称数字用户线技术(ADSL)Asymmetric Digital Subscriber Line2021-12-1122不对称数字用户线技术(ADSL)Asymmetric Digital Su

11、bscriber Line特点：4速度快、抗干扰性强：上行：640kbps(2Mbps)；下行：8Mbps(53Mbps)；4上下行不对称适合于服务器和客户机之间的信息传输方式；4独占带宽：点对点连接，专线服务，保证带宽独占4建设简单、经济性好：使用原有电话线网络，无需光纤，投资少4实时连接：语音与数据分离，数据信号不通过交换机设备，不需拨号，专线上网；4多任务进程：一条线路上同时数据下载、上传和电话语音传送；4适合开展多方面的业务，例如VOD等网络接入技术2021-12-1123滤波器滤波器ADSLADSL公共电话网宽带业务宽带业务电话机用户端局端图 4-12 ADSL 系统框图双绞线不对称

12、数字用户线技术(ADSL)Asymmetric Digital Subscriber Line网络接入技术2021-12-1124网络接入技术 分离器ATU-CATU-CATU-CATU-C分离器ATU-RPSTN电话窄带网络宽带网络数字广播网络管理T.E.T.E.T.E.T.E.用户分配网络T.E.访问节点VCVAU-C2U-CU-RU-R2I-SMTPOTS-CPOTS-R图5-13 ADSL系统参考模型环路2021-12-1125ADSL实质上是一告诉调制解调器。正交幅度调制QAM；无载波幅度相位调制CAP；离散多频调制DMT网络接入技术. .f干扰大的信道可关闭不用图 5-14 DMT

13、 频谱划分2021-12-1126不对称数字用户线技术(ADSL)技术标准 ADSL G.dmt： Discrete Multi-Tone 全速率ADSL标准：640kbps/8Mbps 用户端安装pots分离器 适用于小型企业或SOHO办公网络接入技术2021-12-1127 ADSL G.lite Compaq，Microsoft，Intel发起成立了ADSL工作小组(UAWG),通过了ADSL G.lite标准； 这是一个ADSL 简化方案； 低速 ADSL标准：512kbps/1.5Mbps 无需分离器，适用于普通家庭用户网络接入技术2021-12-1128ADSL接口形式 ATM25

14、 以太网 PCI USB等ADSL按功能分为 ADSL路由器 ADSL桥接器网络接入技术2021-12-1129不对称数字用户线技术(ADSL)应用ADSLADSL交换机路由器图 4-15 使用 ADSL 实现住户与局域网、局域网与和广域网互连局域网任意广域网网络接入技术2021-12-1130不对称数字用户线技术(ADSL)应用ADSL 用户端设备交换机路由器图 使用 ADSL 实现住户局域网小区服务器组小区电话网(电话线配线架)ADSL 宽带网络设备互联网网络接入技术2021-12-1131甚高比特率数字用户线技术(VDSL) 也称作VADSL或BDSL； 原理同ADSL，只是在更短的距离

15、上传输更高速率信号的接入技术； 主要指标：上行速率：1.52.3Mb/s,下行速率：1352Mb/s;传输距离1km; 可提供业务：ADSL业务外，ATM的B-ISDN接入，HDTV等数据业务。网络接入技术2021-12-1132单线路数字用户线(SDSL)技术 SDSL是一种对称的DSL技术； 与HDSL的区别在于使用一对铜线； SDSL实际运行，运行良好；标准尚未确定；速率自适应数字用户线(RADSL)技术 与ADSL 基本相同； 区别：RADSL速率根据传输距离动态自适应；当距离增大时，速率自动降低。网络接入技术2021-12-1133HomePNAHomePNA （Home Phone

16、line Networking Alliance)该组织是1998年由3Com，AT&T，HP，IBM，Compaq，Inter等11家公司发起设立。1998年HomePNA 1.0版（基于1Mbps传输速率）。1999年12月发布HomePNA 2.0版（基于10Mbps传输速率）。HomePNAHomePNA的工作原理是利用现存电话线，采用分频技术，在一条电话上实现话音和数据同时传送，且相互不产生干扰。网络接入技术2021-12-1134通常电话频率在20Hz3.4KHz，而xDSL的传输在25KHz1.1MHz。HomePNA则是工作在更高的传输频率2MHz以上。HomePNA完

17、全遵循IEEE802.3 CSMA/CD，实现局域网络的软硬件兼容性。目前主要利用现存电话线实现局域网的连接。应用场所遍及证券、POS机、酒店，社区，院校，医院，办公大楼等一切有电话线的地方网络接入技术2021-12-1135网络接入技术2021-12-1136HFC技术(Hybird Fiber/Coax)分支器用户同轴电缆光纤前端光节点光节点光节点图 4-17 HFC 网络拓扑结构网络接入技术2021-12-1137HFC频谱分配 图 4-18 HFC 的频谱分配上行数字信道下行数字信道.下行模拟信道.545550750 MHz网络接入技术2021-12-1138表 5-2 我国 HFC

18、网络频段划分频段 频带(MHz) 主 要 业 务R5.0010.0上行电视及非广播业务R130.042.0上行非广播业务I48.592.0模拟广播电视FM87.0108.0调频立体声广播A1111.0167.0模拟广播电视167.0223.0模拟广播电视A2223.0295.0模拟广播电视B295.0447.0模拟广播电视450.0550.0数字或模拟广播电视550.0710.0数字电视和视频点播等710.0750.0非广播业务750.01000.0个人通信网络接入技术2021-12-1139HFC速率与方式 HFC采用Cable Modem技术； 技术上分为：动态分配带宽速率，适用于Inte

19、rnet接入、公共信息查询等；固定带宽速率，适用于普通电话、可视电话、数据专线等； 传输方式上分为：对称性合肥对称性；网络接入技术2021-12-1140HFC应用典型网络结构SDH 环分布中心分布中心光节点前端PSTNATM 网DDN光分布点用户网络接口电视机电话机计算机光分布点图 4-19 HFC 网络结构住宅网络接入技术2021-12-1141HFC关键技术 MAC协议:要求兼容当前的IEEE 802.X协议；支持各种业务及未来业务；支持物理层技术的升级；兼容ATM技术；支持对称和非对称传输；比较著名的有：自适应数字访问协议ADAPT、扩展分布式排队随机访问协议XDAPAR、MAC层访问

20、协议MLAP等。网络接入技术2021-12-1142HFC关键技术 物理层协议抗干扰能力强；频谱利用率高；支持多种数据速率；频谱分配灵活；成本低。调制技术有：QPSK、DTM、DWMT、SCDMA、FAMM、SDMT和INTR等网络接入技术2021-12-1143HFC弱点： 一般CATV是单向广播式传播信息，需要双向改造； HFC需将数字信号转换成模拟信号方式传输，频带利用率较低； HFC采用模拟频分多路复用方式传输，一个 ONU为5002000个用户服务，影响面大。网络接入技术2021-12-1144光纤接入网 光纤用户环路FITL根据广网络单元ONU所处的位置进行划分。交换局ONU用户设

21、备光纤同轴电缆或双绞线图 4-19 光纤接入网网络接入技术2021-12-1145光纤接入网的分类 光纤到小区(FTTZ, Fiber To The Zone) 光纤到远端(FTTR，Fiber To The Remote) 光纤到大楼(FTTB，Fiber To The Building) 光纤到楼层(FTTF，Fiber To The Float) 光纤到户(FTTH，Fiber To The House)网络接入技术2021-12-1146无线接入技术：无线接入优势：(1)覆盖面积大、用户比较分散的农村地区；(2)有地理障碍的地区；(3)急需电话业务的发展中国家和地区。(4)适应性交款；

22、(5)经济性较好；(6)网络配置灵活；(7)安装维护简单。网络接入技术2021-12-1147无线接入技术：无线接入： 固定无线接入 点对点方式； 一点对多址； 移动终端的无线接入： 蜂窝系统； 移动卫星通信系统； 集群系统； 无绳电话等；网络接入技术2021-12-1148无线接入技术：所用到的无线技术大致可分为:(1)单信道点到点通信技术：美国DIVA-2000.频段800MHz,TDMA,覆盖半径510km.(2)微波技术：中心站，外围站和中继站组成。加拿大SR-500，阿尔卡特A9800，大唐PMP1560等。1.5GHz,1.9,2.4,3.5,560Km.(3)卫星通信技术：按卫星

23、轨道，卫星通信分为：静止轨道卫星通信、中轨道卫星通信和低轨道卫星通信； 按天线直径，卫星通信分为：A站、B站、C站、E站和甚小口径地球站(VSAT)。休斯网络公司的DirecPC。网络接入技术2021-12-1149无线接入技术：所用到的无线技术大致可分为(4)大区制技术：功率大、覆盖范围大、系统投资少等，AT&T的WSS系统，AMPS频段(824849MHz)。(5)基于蜂窝技术：模拟蜂窝(AMPS,NMT,ETCS)和数字蜂窝(GSM,CDMAOne,DCS1800).(6)基于无绳技术：CT2,DECT,PHS,PACSA等。爱立信DRA1900，西门子DECTLink等。(7)基于集群技术：可构成固定和移动接入网。(8)宽带无线接入技术：本地多点分配系统LDMS，本地多点通信系统LMCS，微波多路分配系统MMDS，多点电视分配系统MVDS网络接入技术2021-12-1150无线接入技术：几种常用的无线接入技术(1)无线本地环路(WLL)技术： 又称一点多址接入无线系统，WLL主要应用的技术有：微波一点多址技术、蜂窝技术和无绳电话技术。应用相当广泛和成熟。结构如图。 网络结构：星形(有集中器)或树形星形(有远端集中器)。 接入方式：FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、FDM