第1章接入网概论

1、光接入网技术光接入网技术北京交通大学北京交通大学电子信息工程学院电子信息工程学院孙强孙强第一章第一章 接入网概论接入网概论两个问题：两个问题：什么是什么是“接入网接入网”？什么叫什么叫“光纤接入网光纤接入网”？1.1 1.1 接入网简介接入网简介接入网在电信网中的位置 接入网在未来的通信信息网中的地位接入网在未来的通信信息网中的地位 首先它是电信网和通信信息网中最大的部分，它的建设费用占建网总费用的二分之一以上 。 其次，接入网直接面对广大的用户和各种应用系统，它的服务质量和内容直接影响通信网的发展，事实上，大部分业务只需由接入网而不必通过核心内就可完成 。 第三，它是完成语音、数据、活动视像

2、等全业务综合的最主要的部分和必经之路，因此，它也是当前信息通信中高新技术竞争最剧烈和发展最快的部分。1.2 1.2 接入网定义接入网定义 国际电信联盟(ITU-T)第13组于1995年7月通过了关于接入网框架结构方面的新建议G.902，其中对接入网的定义如下： 接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如：线路设施和传输设施)组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统，可经由管理接口(Q3)配置和管理。原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。接入网不解释信令。 用户环路结构用户环路结构接入网的界定接入网的界定 1.2.11.2.1

3、接入网的位置接入网的位置CPN：用户驻地网UNI：用户网络接口 NNI：网络节点接口1.2.2 1.2.2 接入网的接口接入网的接口 接入网的接口有用户网络接口(UNI)，业务节点接口（SNI)及网络管理接口(如Q3接口)。用户网络接口用户网络接口(UNI)(UNI) 用户网络接口在接入网的用户侧，支持各用户网络接口在接入网的用户侧，支持各种业务的接入，如：模拟电话接入，种业务的接入，如：模拟电话接入，N-N-ISDNISDN业务接入，业务接入，B-ISDNB-ISDN业务接入，以及租业务接入，以及租用线业务的接入。对于不同的业务，采用用线业务的接入。对于不同的业务，采用不同的接入方式，对应不

4、同的接口类型。不同的接入方式，对应不同的接口类型。业务节点接口（业务节点接口（SNI)SNI) 业务节点接口在接入网的业务侧，对不同业务节点接口在接入网的业务侧，对不同的用户业务，提供对应的业务节点接口，的用户业务，提供对应的业务节点接口，使业务能与交换机相连。交换机的用户接使业务能与交换机相连。交换机的用户接口分模拟接口（口分模拟接口（Z Z接口）和数字接口（接口）和数字接口（V V接接口），口），V V接口经历了接口经历了V1V1接口到接口到V5V5接口的发接口的发展。展。V5V5接口又分为接口又分为V5.1V5.1和和V5.2V5.2接口。接口。 网络管理接口网络管理接口(Q3)(Q3)

5、 Q3接口是电信管理网(TMN)与电信网各部分相连的标准接口。作为电信网的一部分，接入网的管理也必须符合TMN的策略。接人网是通过Q3与TMN相连来实施TMN对接入网的管理与协调，从而提供用户所需的接人类型及承载能力。1.2.3 1.2.3 接入网的功能模型接入网的功能模型接入网系统管理功能 （AN- SMF ）用户端口功能（ UPF ）核心功能（CF）传送功能（TF ）核心功能（CF ）用户端口功能（SPF ）Q3UNISNI用户承载和用户信令信息控制和管理用户端口功能用户端口功能(UPF)(UPF) 用户端口功能模块将特定用户端口功能模块将特定UNIUNI的要求适配的要求适配到核心功能模块

6、和管理功能模块。其功能到核心功能模块和管理功能模块。其功能包括：包括：UNIUNI功能的终接；功能的终接；A AD D转换；信令转换；信令转换；转换；UNIUNI的激活去激活；的激活去激活；UNIUNI承载通路承载通路承载能力的处理；承载能力的处理；UNIUNI的测试；的测试；UPFUPF的维的维护；管理功能；控制功能。护；管理功能；控制功能。业务端口功能业务端口功能(SPF) 业务接口功能模块将特定业务接口功能模块将特定SNISNI定义的要求定义的要求适配到公共承载体，以便在核心功能模块适配到公共承载体，以便在核心功能模块中加以处理，并选择相关的信息用于接入中加以处理，并选择相关的信息用于接

7、入网中管理模块的处理。其功能包括：网中管理模块的处理。其功能包括：SNISNI功能的终接；功能的终接； 对承载要求、实时管理和对承载要求、实时管理和操作要求映射到核心功能；如果对特殊的操作要求映射到核心功能；如果对特殊的SNISNI有协议要求，则作协议映射；有协议要求，则作协议映射；SNISNI的测的测试；试；SPFSPF的维护；管理功能；控制功能。的维护；管理功能；控制功能。 核心功能核心功能(CF) 核心功能模块位于用户接口功能模块和业核心功能模块位于用户接口功能模块和业务接口功能模块之间，适配各个用户接口务接口功能模块之间，适配各个用户接口承载体或业务接口承载体要求进入公共传承载体或业务

8、接口承载体要求进入公共传送载体。包括依据所要求的协议适配和用送载体。包括依据所要求的协议适配和用于在接入网内传送的复用要求进行协议承于在接入网内传送的复用要求进行协议承载处理。核心功能可分布于整个接入网内载处理。核心功能可分布于整个接入网内。其功能包括：接入承载处理；承载通路。其功能包括：接入承载处理；承载通路集中，信令和分组信息复用，对集中，信令和分组信息复用，对ATMATM传送传送承载的电路仿真；管理功能；控制功能。承载的电路仿真；管理功能；控制功能。传送功能传送功能(TF) 传送功能模块在接入网内的不同位置之间传送功能模块在接入网内的不同位置之间为公共承载体的传送提供通道和传输媒质为公共

9、承载体的传送提供通道和传输媒质适配。其功能包括：复用功能；含业务疏适配。其功能包括：复用功能；含业务疏导和配置的交叉连接功能；管理功能；物导和配置的交叉连接功能；管理功能；物理媒质功能。理媒质功能。接入网系统管理功能接入网系统管理功能(AN-SMF) 接入网系统管理功能模块对接入网中的用户接口功能模块接入网系统管理功能模块对接入网中的用户接口功能模块、业务接口功能模块、核心功能模块和传送功能模块进行、业务接口功能模块、核心功能模块和传送功能模块进行指配、操作和管理，同时也负责协调用户终端指配、操作和管理，同时也负责协调用户终端( (经经UNI)UNI)和业和业务节点务节点( (经经SNI)SN

10、I)的操作功能。其功能包括：配置和控制功能的操作功能。其功能包括：配置和控制功能；协调指配功能；故障检测故障指示功能；采集使用信；协调指配功能；故障检测故障指示功能；采集使用信息和性能数据功能；安全控制功能；实时管理和对息和性能数据功能；安全控制功能；实时管理和对UPFUPF操作操作要求和通过要求和通过SNISNI的业务节点的操作要求协调；资源管理功能的业务节点的操作要求协调；资源管理功能。 AN-SMFAN-SMF与与TMNTMN通过通过Q3Q3接口通信，从而监视和控制，根据接入接口通信，从而监视和控制，根据接入网管理功能和网管理功能和SNISNI规定，与规定，与SNSMFSNSMF通过通过

11、SNISNI通信，可以满足通信，可以满足实时控制要求。实时控制要求。1.2.4 接入网的层次布局接入网的层次布局 接入网一般分为接入网一般分为3 3层：主干层、配线层和层：主干层、配线层和引入层。在实际应用或建网初期，可能只引入层。在实际应用或建网初期，可能只有其中的一层或两层。但引入层是必不可有其中的一层或两层。但引入层是必不可少的。少的。1.3 主流的接入网技术主流的接入网技术 用户接入网可以分为以下两大类：用户接入网可以分为以下两大类：有线接入网有线接入网( (包括铜线接入网、光纤接入网包括铜线接入网、光纤接入网、混合光纤同轴电缆接入网、混合光纤同轴电缆接入网) )。 无线接入网。无线接

12、入网。 1.3.1 1.3.1 铜线接入网铜线接入网 传统铜线接入技术，即借助电话线路，通传统铜线接入技术，即借助电话线路，通过调制解调器拨号实现用户接入的方式，过调制解调器拨号实现用户接入的方式，速率已达速率已达56kbit56kbits s（通信一方应为数字（通信一方应为数字线路接入），但这种速率还远远不能满足线路接入），但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。用户对宽带业务的需求。 线对增容技术（线对增容技术（Pair GainPair Gain） 初期采用的线对增容技术，就是在每初期采用的线对增容技术，就是在每对对铜线上都开通两个铜线上都开通两个64kbit64kbits s的话

13、路或数的话路或数据。采用据。采用64kbit/s PCM64kbit/s PCM数字编码标准以及数字编码标准以及回波消除技术，在一对双绞铜线上开通全回波消除技术，在一对双绞铜线上开通全双工双工144kbit144kbits s速率的速率的2B+D2B+D窄带窄带ISDNISDN信号信号传输传输 高速率数字用户线（高速率数字用户线（HDSL)HDSL) HDSLHDSL是数字用户线（是数字用户线（DSLDSL）技术中的一种，它采用高速自适）技术中的一种，它采用高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器，进行线路均衡，消应数字滤波技术和先进的信号处理器，进行线路均衡，消除线路串音，实现回波抑制，不需

14、要再生中继器，适合所除线路串音，实现回波抑制，不需要再生中继器，适合所有用户环路，设计、安装和维护方便、简捷。有用户环路，设计、安装和维护方便、简捷。 非对称数字用户线（非对称数字用户线（ADSLADSL） ADSLADSL是一种非对称的数字用户环路，即用户线是一种非对称的数字用户环路，即用户线的上行速率和下行速率不同，根据用户使用各的上行速率和下行速率不同，根据用户使用各种多媒体业务的特点，上行速率较低，下行速种多媒体业务的特点，上行速率较低，下行速率则比较高，特别适合传输多媒体信息业务。率则比较高，特别适合传输多媒体信息业务。 超高速数字用户环路（超高速数字用户环路（VDSLVDSL） V

15、DSLVDSL和和ADSLADSL技术相似，也是一种非对称的技术相似，也是一种非对称的数字用户环路技术，采用频分复用方式，数字用户环路技术，采用频分复用方式，将将POTSPOTS、ISDNISDN以及以及VDSLVDSL的上、下行信号放的上、下行信号放在不同的频段传输，但在不同的频段传输，但VDSLVDSL比比ADSLADSL的传输的传输速率更高，是高速的速率更高，是高速的 ADSLADSL 1.3.2 1.3.2 光纤接入网光纤接入网 若传输媒质是光纤，同时利用光波作为光载波若传输媒质是光纤，同时利用光波作为光载波传送信号的接入网，称为光纤接入网。由于目传送信号的接入网，称为光纤接入网。由于

16、目前接入网的用户终端设备都属于电气设备（如前接入网的用户终端设备都属于电气设备（如电话、传真、电视、计算机等电话、传真、电视、计算机等) )，故在传输系统，故在传输系统的两端的两端( (局端和用户端局端和用户端) )之间以光纤作为传输媒之间以光纤作为传输媒质时，则必须首先在发送端把各种电信号转换质时，则必须首先在发送端把各种电信号转换为光信号，才能在光纤上进行传输。而在接收为光信号，才能在光纤上进行传输。而在接收端必须把光信号恢复为电信号，才能在电的终端必须把光信号恢复为电信号，才能在电的终端设备上显示各种原始信息。端设备上显示各种原始信息。 光纤接入网分类光纤接入网分类 按光纤接入网的网络结

17、构：有源和无源两种。按光纤接入网的网络结构：有源和无源两种。 按按ONUONU放设的位置不同放设的位置不同 ：FTTH FTTH 光纤到家光纤到家FTTB FTTB 光纤到大楼光纤到大楼FTTC FTTC 光纤到路边光纤到路边FTTO FTTO 光纤到办公室光纤到办公室FTTZ FTTZ 光纤到小区光纤到小区FTTF FTTF 光纤到楼层光纤到楼层FTTN FTTN 光纤到邻里光纤到邻里FTTR FTTR 光纤到远端节点光纤到远端节点FTTC FTTC FTTB FTTB FTTHFTTH1.3.3 1.3.3 混合光纤同轴电缆接入网混合光纤同轴电缆接入网 HFCHFC接入网是指接入网的传输介

18、质采用光接入网是指接入网的传输介质采用光纤和同轴电缆混合组成的。纤和同轴电缆混合组成的。1.3.4 1.3.4 无线接入网无线接入网 无线接入技术是指在终端用户和交换局端无线接入技术是指在终端用户和交换局端间的接入网部分全部或部分采用无线传输间的接入网部分全部或部分采用无线传输方式，为用户提供固定或移动的接入服务方式，为用户提供固定或移动的接入服务的技术。的技术。 无线接入的方式有很多：无线接入的方式有很多： 如微波传输技术（包括一点多址微波）如微波传输技术（包括一点多址微波） 卫星通信技术卫星通信技术 蜂窝移动通信技术（包括蜂窝移动通信技术（包括FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMAC

19、DMA和和S SCDMACDMA） PHSPHS集群通信技术集群通信技术 CTZCTZ、DECTDECT 无线局域网（无线局域网（WLANWLAN）、无线异步转移模式）、无线异步转移模式（WATMWATM）等，）等， 尤其是尤其是WLANWLAN以及以及WATMWATM将成为宽带无线本地将成为宽带无线本地接入（接入（WWLLWWLL）的主要方式。）的主要方式。常用的无线接入技术有：常用的无线接入技术有： 1.1.模拟蜂窝模拟蜂窝 它使用它使用450MHz,800/900MHz450MHz,800/900MHz频段，覆盖范频段，覆盖范围大，技术成熟，围大，技术成熟， 但抗干扰能力差，频但抗干扰能

20、力差，频率利用率低，容量小，保密性差。率利用率低，容量小，保密性差。 2.2.数字蜂窝数字蜂窝 它使用它使用900MHz900MHz频段，覆盖范围大，容量大频段，覆盖范围大，容量大，保密性好。但现有网采用低速率，保密性好。但现有网采用低速率(8kbit/s(8kbit/s或或13kbit/s)13kbit/s)的数字声码器，所的数字声码器，所以音质与有线电话相比有一定的差距。以音质与有线电话相比有一定的差距。 3.3.微蜂窝（又称数字无绳）微蜂窝（又称数字无绳） 使用使用1.8/1.9GHz1.8/1.9GHz频段，覆盖范围小，容量频段，覆盖范围小，容量大，适合于高密度用户区使用，采用动态大，

21、适合于高密度用户区使用，采用动态信道选择方式，频率规划容易，语音质量信道选择方式，频率规划容易，语音质量好。好。 4. CDMA 4. CDMA CDMACDMA使用使用800/900800/900或或1.8/1.9GHz1.8/1.9GHz频段，容频段，容量大，频率利用率高（同频在不同的基站量大，频率利用率高（同频在不同的基站和不同的扇区可以同时复用），采用可变和不同的扇区可以同时复用），采用可变速率声码器，语音质量高，覆盖范围广，速率声码器，语音质量高，覆盖范围广，系统规划简单，保密性强。系统规划简单，保密性强。 5.5.一点多址微波技术一点多址微波技术 它使用它使用1.5GHz1.5GHz和和1.91.92.4GHz2.4GHz频段，应用频段，应用于地势平坦无遮挡的地方，可连接几十个于地势平坦无遮挡的地方，可连接几十个用户终端站，无中继时传输距离为用户终端站，无中继时传输距离为30km30km，有中继时达几百公里，可提供电话、电报有中继时达几百公里，可提供电话、电报、数据通信业务。、数据通信业务。 6.6.卫星技术卫星技术 在地面蜂窝和有线网覆盖不到的地方，由在地面蜂窝和有线网覆盖不到的地方，由卫星提供基本语音服务和数字业务。卫星提供基本语音服务和数字业务。 7. 7. 集群技术集群技术 集群系统使用集群系统使用150MHz150MHz，400MHz400