通信网技术第5章接入网

1、南京邮电大学南京邮电大学通信与信息工程学院通信与信息工程学院张颖张颖第5章 接入网n接入网的基本概念接入网的基本概念n接入网的接口接入网的接口n铜双绞线接入网铜双绞线接入网n光纤接入网光纤接入网接入网的基本概念n接入网在通信网中的位置接入网在通信网中的位置n接入网的定义和定界接入网的定义和定界n接入网的模型接入网的模型n接入网技术的分类接入网技术的分类接入网在电信网中的位置接入网的位置n骨干网骨干网:相当于城市和城市之间的高速公相当于城市和城市之间的高速公路路n城域网城域网：相当于城市市区内的道路：相当于城市市区内的道路n接入网解决的是：接入网解决的是：n将什么样的道路从市区修到每户的家门口将

2、什么样的道路从市区修到每户的家门口典型的用户环路结构存在问题：存在问题：无法实现资源共享；无法实现资源共享；无法满足多媒体业务的要求；无法满足多媒体业务的要求；用户环路带宽很窄；用户环路带宽很窄；电信网的结构发生变化，接入网由此产生。电信网的结构发生变化，接入网由此产生。接入网的基本概念n接入网在通信网中的位置接入网在通信网中的位置n接入网的定义和定界接入网的定义和定界n接入网的模型接入网的模型n接入网技术的分类接入网技术的分类接入网的定义nITU-T建议建议G.902的定义：的定义：n接入网接入网(AN)是由业务节点接口是由业务节点接口(SNI)和用户网络接和用户网络接口口(UNI)之间的一

3、系列传送实体所组成。之间的一系列传送实体所组成。nAN是为传送电信业务而提供所需传送承载能力的是为传送电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统。实施系统。n可通过可通过Q3接口进行配置和管理。接口进行配置和管理。接入网的概念nAN通常包含用户线传输系统、复用设备、数通常包含用户线传输系统、复用设备、数字交叉连接设备和用户网络接口设备。字交叉连接设备和用户网络接口设备。nAN主要功能包括主要功能包括交叉连接、复用、传输，交叉连接、复用、传输，但但一般不包括交换功能，并且独立于交换机。一般不包括交换功能，并且独立于交换机。nAN对用户信令是透明的，不做解释和处理，对用户信令是透明的，不做解释和处理

4、，相应的信令处理由相应的信令处理由SN完成。完成。n俗称：俗称：“用户环路用户环路”ITU-T接入网的主要设计目标n支持综合业务接入。支持综合业务接入。n将接入网从具体的业务网中剥离出来，成为一种独将接入网从具体的业务网中剥离出来，成为一种独立于具体业务网的基础接入平台，以支持综合业务立于具体业务网的基础接入平台，以支持综合业务接入，这有利于降低接入网的建设成本。接入，这有利于降低接入网的建设成本。n开放、标准化开放、标准化SNI接口。接口。n将接入网与本地交换设备之间的接口，即将接入网与本地交换设备之间的接口，即SNI接口接口由专用接口定义为由专用接口定义为标准化的开放接口标准化的开放接口，

5、这样，这样AN设设备和交换设备就可以由不同的厂商提供，为大量企备和交换设备就可以由不同的厂商提供，为大量企业参与接入设备市场的竞争提供了技术保证，有利业参与接入设备市场的竞争提供了技术保证，有利于设备价格的下降。于设备价格的下降。ITU-T接入网的主要设计目标n独立于独立于SN的网络管理系统。的网络管理系统。n该网管系统通过标准化的接口连接该网管系统通过标准化的接口连接TMN，由，由TMN实施对接入网的操作、维护和管理。实施对接入网的操作、维护和管理。接入网的新概念nITU-T Y.1231定义定义“IP接入网接入网”nIP用户和用户和IP业务提供者（业务提供者（ISP）之间为提供所需的）之间

6、为提供所需的、接入到、接入到IP业务的能力的网络实体的实现。业务的能力的网络实体的实现。接入网的定界TMNANSNUNISNIQ3Q3业务节点和业务节点接口n其中其中SN是提供业务的实体是提供业务的实体，比如，比如SN可以是可以是n本地交换机本地交换机nIP路由器路由器n租用线业务节点（电路方式、分组方式、租用线业务节点（电路方式、分组方式、ATM方式）方式）n特定配置的视频点播特定配置的视频点播 (VOD)等等 接入网允许与多个接入网允许与多个SN相连，既可以接入多个支持不同业务相连，既可以接入多个支持不同业务的的SN，也可以接入支持相同业务的多个，也可以接入支持相同业务的多个SN。业务节点

7、和业务节点接口n业务节点接口业务节点接口(SNI) ：是接入网和：是接入网和SN之间的接之间的接口，口，可分为支持单一接入的可分为支持单一接入的SNI和综合接入的和综合接入的SNI。n支持单一接入的支持单一接入的SNI主要有主要有n模拟模拟Z接口，对应于接口，对应于UNI的模拟的模拟2线音频接口，可提供模拟线音频接口，可提供模拟电话业务或模拟租用线业务；电话业务或模拟租用线业务；n数字数字V接口，主要包括接口，主要包括ITU-T定义的定义的V1-V4，其中，其中V1、V3和和4仅用于仅用于N-ISDN，V2接口未使用接口未使用n支持综合接入的标准化接口有支持综合接入的标准化接口有V5接口和以接

8、口和以ATM为为基础支持宽带综合接入的基础支持宽带综合接入的VB5接口。接口。用户网络接口n用户网络接口：接入网经由用户网络接口：接入网经由UNI与与CPE或或CPN相连，相连，主要有主要有n传统的模拟电话传统的模拟电话Z 接口、接口、ISDN BRA接口、接口、ISDN PRA接口、接口、ATM 接口、接口、E1接口、以太网接口等。接口、以太网接口等。用户终端可以是计算机、普通电话机或其他电信终用户终端可以是计算机、普通电话机或其他电信终端设备。端设备。用户驻地网可以是局域网或其他任何专用用户驻地网可以是局域网或其他任何专用通信网。通信网。n维护管理接口：维护管理接口：是电信管理网是电信管理

9、网(TMN)与电信网与电信网各部分的标准接口。接入网也是经各部分的标准接口。接入网也是经Q3接口与接口与TMN相连，以方便相连，以方便TMN管理功能的实施。管理功能的实施。 接入网的基本概念n接入网在通信网中的位置接入网在通信网中的位置n接入网的定义和定界接入网的定义和定界n接入网的模型接入网的模型n接入网技术的分类接入网技术的分类接入网的通用协议参考模型接入承载处理功能层AF电路层(CL)通道层(TP)传输媒介层(TM)层管理系统管理接人承载能力要求接入网的通用协议参考模型n接入网的功能结构实际是以接入网的功能结构实际是以ITU-T G.803建议建议的分层模型的分层模型为基础的，而分层模型

10、则定义了构为基础的，而分层模型则定义了构成接入网的各实体之间的相互配合关系。成接入网的各实体之间的相互配合关系。n其中其中电路层面电路层面向电路层接入点之间信息的承载向电路层接入点之间信息的承载模式，例如电路模式、分组模式、帧中继模式模式，例如电路模式、分组模式、帧中继模式、ATM模式等。模式等。接入网的通用协议参考模型n通道层通道层定义了通道层接入点之间信息的传递方式，并定义了通道层接入点之间信息的传递方式，并为电路层提供透明的通道，如为电路层提供透明的通道，如PDH、SDH 、ATM及其及其他类型的通道。他类型的通道。n传输媒介层传输媒介层则与具体的传输媒介相关，相当于则与具体的传输媒介相

11、关，相当于OSI的的物理层，它可以是铜线系统物理层，它可以是铜线系统(xDSL)、光纤接入系统、光纤接入系统、无线接入系统、混合接入系统等，而具体的传输媒介无线接入系统、混合接入系统等，而具体的传输媒介可以是双绞线、光纤、无线或同轴光纤混合方式等。可以是双绞线、光纤、无线或同轴光纤混合方式等。n 接入承载处理功能接入承载处理功能位于电路层之上，主要用于用户承位于电路层之上，主要用于用户承载体、用户信令及控制与管理。载体、用户信令及控制与管理。AN的功能模型用 户 口功 能核 心功 能传 送功 能核 心功 能业 务 口功 能接 入 网 系 统 管 理 功 能UNISNIQ3AN的功能模型n用户口

12、功能用户口功能(UPF)：主要作用是将特定主要作用是将特定UNI的要的要求与核心功能和管理功能相适配，它完成的主要求与核心功能和管理功能相适配，它完成的主要功能有：功能有：n终结终结UNI功能功能nA/D转换和信令转换转换和信令转换nUNI的激活与去激活的激活与去激活nUNI承载通路承载通路/承载能力的处理承载能力的处理nUNI的测试的测试用户口功能核心功能传送功能核心功能业务口功能接入网系统管理功能UNISNIQ3AN的功能模型n业务口功能业务口功能(SPF)：主要作用是将特定主要作用是将特定SNI规定的规定的要求与公用承载通路相适配以便核心功能处理，也要求与公用承载通路相适配以便核心功能处

13、理，也负责选择有关的信息以便在负责选择有关的信息以便在AN-SMF中进行处理，中进行处理，主要功能有：主要功能有：n终结终结SNI功能功能n将承载通路的需要和即时的管理及操作需要映射进核心将承载通路的需要和即时的管理及操作需要映射进核心的功能的功能n对特定的对特定的SNI所需的协议进行协议映射所需的协议进行协议映射nSNI的测试的测试用 户 口功 能核 心功 能传 送功 能核 心功 能业 务 口功 能接 入 网 系 统 管 理 功 能UNISNIQ3AN的功能模型n核心功能核心功能(CF)：主要作用是负责将个别用户承载通路主要作用是负责将个别用户承载通路或业务口承载通路的要求与公用传送承载通路

14、相适配或业务口承载通路的要求与公用传送承载通路相适配。具体包括：。具体包括：n接入承载通路的处理接入承载通路的处理n承载通路集中承载通路集中n信令和分组信息的复用信令和分组信息的复用用户口功能核心功能传送功能核心功能业务口功能接入网系统管理功能UNISNIQ3AN的功能模型n传送功能传送功能(TF)：主要作用是为接入网中不同地点之主要作用是为接入网中不同地点之间公用承载通路的传送提供通道，也为所用传输媒间公用承载通路的传送提供通道，也为所用传输媒介提供媒介适配功能，主要功能有介提供媒介适配功能，主要功能有n复用功能、交叉连接功能、管理功能、物理媒介功能等。复用功能、交叉连接功能、管理功能、物理

15、媒介功能等。用户口功能核心功能传送功能核心功能业务口功能接入网系统管理功能UNISNIQ3AN的功能模型n接入网系统管理功能接入网系统管理功能(AN-SMF)：主要作用是协调接主要作用是协调接入网内入网内UPF、SPF、CF 和和TF的指配、操作和维护，的指配、操作和维护，也负责协调用户终端也负责协调用户终端(经经UNI)和业务节点和业务节点(经经SNI)的操的操作功能作功能, 主要功能有主要功能有n配置和控制功能、指配协调功能、故障监测和指示功能、用配置和控制功能、指配协调功能、故障监测和指示功能、用户信息和性能数据收集功能、安全控制功能、资源管理功能户信息和性能数据收集功能、安全控制功能、

16、资源管理功能、对、对UPF和和SN协调的即时管理和操作功能。协调的即时管理和操作功能。用户口功能核心功能传送功能核心功能业务口功能接入网系统管理功能UNISNIQ3接入网的物理参考模型接入网的基本概念n接入网在通信网中的位置接入网在通信网中的位置n接入网的定义和定界接入网的定义和定界n接入网的模型接入网的模型n接入网技术的分类接入网技术的分类接入网技术的分类无线接入n采用无线传输信道来替代接入网传输线路的一采用无线传输信道来替代接入网传输线路的一部分或者全部。部分或者全部。n代替引入线：代替引入线：PCN；n代替配线和引入线：无线数字环路载波系统代替配线和引入线：无线数字环路载波系统DLC)；

17、n代替全部有线传输：无线载波服务区代替全部有线传输：无线载波服务区(RCSA)。无线接入n包括固定无线接入和移动接入两种方式包括固定无线接入和移动接入两种方式n固定无线接入：用户终端是固定的或具有有限的移固定无线接入：用户终端是固定的或具有有限的移动性；主要接入到动性；主要接入到PSTN/ISDN。n无线本地环路无线本地环路(WLL)n本地多点分配业务本地多点分配业务(LMDS)n多信道多点分配业务多信道多点分配业务(MMDS)n直接广播卫星系统直接广播卫星系统(DBS)通信网基础n移动无线接入移动无线接入：用户在高速移动过程中进行：用户在高速移动过程中进行通信通信n蜂窝移动通信系统蜂窝移动通

18、信系统n无绳电话系统无绳电话系统无线本地环路(WLL)n无线本地环路（无线本地环路（WLL）是通过无线信号取代）是通过无线信号取代电缆线，连接用户和公共交换电话网络（电缆线，连接用户和公共交换电话网络（PSTN）的一种技术。又称固定无线接入）的一种技术。又称固定无线接入(FRA)系统，是一种提供基本电话业务的数字无线接系统，是一种提供基本电话业务的数字无线接入系统。对于不具备线路架构条件的地方，如入系统。对于不具备线路架构条件的地方，如某些偏远地区或发展中国家而言，某些偏远地区或发展中国家而言，WLL 提供提供了一种既实用又经济的最后一英里（了一种既实用又经济的最后一英里（Last Mile

19、或最初一英里或最初一英里 First Mile）的解决方案。）的解决方案。 本地多点分配业务(LMDS)nLMDS是一种无线宽带的接入技术，可以在是一种无线宽带的接入技术，可以在20 GHz到到40GHz的范围内提供点到多点的微波连接。它采用蜂的范围内提供点到多点的微波连接。它采用蜂窝结构组网，可以覆盖整个城域范围，可提供多种宽窝结构组网，可以覆盖整个城域范围，可提供多种宽带交互式数据及多媒体业务。带交互式数据及多媒体业务。多信道多点分配业务(MMDS)nMMDS系统是一种以视距传输为基础的图像分系统是一种以视距传输为基础的图像分配传输系统，工作频段一般在配传输系统，工作频段一般在2.5GHz

20、3.5GHz，在反射天线周围，在反射天线周围50公里范围内可以将公里范围内可以将100多路数字电视信号直接传送至用户。也称多路数字电视信号直接传送至用户。也称3.5GHz固定无线接入系统，主要用于传送电视固定无线接入系统，主要用于传送电视节目。节目。n工作频段：工作频段：3.5GHzn可用带宽：可用带宽：26MHz；n点到多点系统结构；点到多点系统结构；n提供中、宽带接入业务。提供中、宽带接入业务。几种宽带无线接入标准nIEEE802.11系列系列(WiFi, Wireless Fidelity)即无即无线保真线保真nIEEE802.16系列系列(WiMAX ,Worldwide Intero

21、perability for Mi-crowave Access）即全）即全球微波接入互操作性球微波接入互操作性nIEEE802.20(移动宽带无线接入移动宽带无线接入,MBWA)标准标准本地及城域网本地及城域网支持车载移动性的移动宽带无支持车载移动性的移动宽带无线接入系统的标准空中接口线接入系统的标准空中接口物理层和媒体接物理层和媒体接入控制层规范入控制层规范。 WiFinWLAN标准主要包括标准主要包括802.11b、802.11a和和802.11g等。目前，等。目前，WLAN的推广和认证工作的推广和认证工作主要由产业标准组织主要由产业标准组织WiFi（Wireless Fidelity,

22、无线保真）联盟完成，所以无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被技术常常被称之为称之为WiFi。 n在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。n该技术使用的使该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。前尚属没用许可的无线频段。n802.11a采用采用5GHz的频段，其速率高达的频段，其速率高达54Mbps，采用，采用OFDM（正（正交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到3050米。米。n802.11b采用采用2.4GHz的频段，可支持的频段，可支持11Mbps的共享接

23、入速率，覆的共享接入速率，覆盖范围盖范围100米。米。n802.11g其实是一种混合标准，既能适应其实是一种混合标准，既能适应802.11b标准，又符合标准，又符合802.11a标准，其速率高达标准，其速率高达54Mbps，它比，它比802.11b速率快速率快5倍，并和倍，并和802.11b兼容。兼容。n2009年底批准的年底批准的IEEE802.11n ，其速率高达，其速率高达300Mbps，保持对，保持对802.11a/b/g的兼容，目前部分厂商已经投入市场应用。的兼容，目前部分厂商已经投入市场应用。Wi-Fin由由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。和无线网卡组成的

24、无线网络。 AP为为AccessPoint简称，一简称，一般翻译为般翻译为“无线访问节点无线访问节点”，或，或“桥接器桥接器”。它主要在媒体存取控制层它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 因此任何一台装有无因此任何一台装有无线网卡的线网卡的PC均可透过均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原其工作原理相当于一个内置无线发射器的理相

25、当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由器，或者是路由器， 而无线网卡则是负责接而无线网卡则是负责接收由收由AP所发射信号的所发射信号的CLIENT端设备。端设备。n简单的组建方法简单的组建方法n一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP。n如果只是几台电脑的对等网，也可不要如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。，只需要每台电脑配备无线网卡。n特别是对于宽带的使用，特别是对于宽带的使用，WiFi更显优势。更显优势。n有线宽带网络（有线宽带网络（ADSL、小区、小区LAN等）到户后，连接到一个等）到户后，连接到一个A

26、P，然后在电脑中安装一块，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。加端口，也能以共享的方式上网。Wi-FinHOTSPOT热点热点n提供无线上网服务的地方提供无线上网服务的地方n原理原理n使用开放的使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速直接序列扩频，最大数据传输速率为率为11Mbps，也可根据信号强弱把传输率调整为，也可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和和1Mbps带宽。带宽。n无需直线传播，传输范围为

27、室外最大无需直线传播，传输范围为室外最大300米，室内米，室内有障碍的情况下最大有障碍的情况下最大100米。米。Wi-Fin优点优点n无线电波的覆盖范围广无线电波的覆盖范围广n基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右，约合英尺左右，约合15米；而米；而Wi-Fi的半径则可达的半径则可达300英尺左右，约合英尺左右，约合100米。米。n传输速度非常快，可以达到传输速度非常快，可以达到11mbps 。n组网简单，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户组网简单，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。的需要。n

28、厂商进入该领域的门槛比较低。厂商进入该领域的门槛比较低。n厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热热点点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点热点”所所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将米的地方，用户只要将支持无线支持无线LAN的笔记本电脑或的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网拿到该区域内，即可高速接入因特网。 n提供漫游服务：提供漫游服务：能提供有线网络无法提供

29、的漫游特性，方便用户使用。 WiMAXnWiMAX是一项基于是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入标准的宽带无线接入城域网技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种空城域网技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种空中接口标准。中接口标准。nWiMAX的英文全称为的英文全称为“Worldwide Interoperability for Microwave Access”，对应的中文译名是，对应的中文译名是“微波接微波接入全球互通入全球互通”。n无线无线LAN一般应用于百米以内的通信距离，也即一般应用于百米以内的通信距离，也即“局局域网域网”，而，而WiMAX则可以在数公里到几十公里的范围

30、则可以在数公里到几十公里的范围内应用。内应用。WiMAXn以以IEEE 802.16系列宽频无线标准为基础。系列宽频无线标准为基础。n弥补了弥补了Wi-Fi传输距离短的缺陷，同传输距离短的缺陷，同Wi-Fi一样，它也须要创一样，它也须要创建一个建一个“热点热点”，但其网络覆盖范围是，但其网络覆盖范围是Wi-Fi无法比拟的，无法比拟的，WiMAX的传输距离高达的传输距离高达50公里，传输速度最高可达公里，传输速度最高可达75Mbps。人们习惯上又把。人们习惯上又把WiMAX称为称为“无线无线DSL”。n借助无线基站进行数据传输。借助无线基站进行数据传输。n当频宽为当频宽为20MHz时，数据传输速

31、率最高可以达到时，数据传输速率最高可以达到75Mbps，这个速度是，这个速度是3G所能提供的宽带速度的所能提供的宽带速度的30倍倍。n高达高达50公里的覆盖范围，只要建设少数基站就能实现公里的覆盖范围，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，无线网络的应用范围大大扩展。全城覆盖，无线网络的应用范围大大扩展。WiMAXnWiMAX采用与无线采用与无线LAN标准标准802.11a和和11g相同的相同的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）调制方式。）调制方式。n每个频道的带宽为每个频道的带宽为20MHz。这也和。这也和11a和和11g几乎相同。不

32、过几乎相同。不过因为可通过室外固定天线稳定地收发无线电波，所以无线电因为可通过室外固定天线稳定地收发无线电波，所以无线电波可承载的比特数高于波可承载的比特数高于11a和和11g，因此，可实现，因此，可实现74.81Mbit/秒秒的最大传输速度。的最大传输速度。 另外，通过位置很高的天线发射功率强劲另外，通过位置很高的天线发射功率强劲的信号，又使远距离通信成为可能。的信号，又使远距离通信成为可能。 n nWiMAX系统主要有两个技术标准系统主要有两个技术标准，一个是指满足固定，一个是指满足固定宽带无线接入的宽带无线接入的802.16d标准，设想最大传输距离为标准，设想最大传输距离为7km10km

33、的固定区域。另一个是满足固定和移动的的固定区域。另一个是满足固定和移动的宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16e标准，最大传输距离为标准，最大传输距离为3km5km,堪称堪称WiMAX的移动版。的移动版。n802.16d：能够应用于211GHz非视距（NLOS）传输和1066GHz视距（LOS）传输。n802.16e：是26GHz支持移动性的宽带无线接入空中接口标准。802.16e后向兼容802.16d，它的物理层实现方式与802.16d基本一致，主要差别是对OFDMA进行了扩展。无线工作特性 802.16d和802.16e采用了很灵活的无线工作机制，对双工方式、工作频段、载波带宽等都未

34、进行强制规定，能够适用于不同的应用场合。 频段：802.16d能够工作在211GHz频段，而802.16e为了确保移动性，希望能工作在26GHz频段。 双工方式：802.16系统能够工作在频分双工或时分双工方式。终端能够采用半双工频分双工（H-FDD）方式 。 载波带宽：802.16并未规定具体的载波带宽，系统能够采用从1.2520MHz的带宽。 调制方式：802.16标准中主要规定了两种调制方式：单载波和OFDM。 WiMAX技术优势n实现更远的传输距离：实现更远的传输距离：nWiMAX所能实现的所能实现的50km的无线信号传输距离是无线局域网的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络

35、覆盖面积是所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的发射塔的10倍，只要少数倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。围大大扩展。n提供优良的最后一公里网络接入服务。提供优良的最后一公里网络接入服务。n作为一种无线城域网技术，它可以将作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi连接到互联网，也连接到互联网，也可作为可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。宽带接入。用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。n提供多媒体通

36、信服务。提供多媒体通信服务。n由于由于WiMAX较较Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。够实现电信级的多媒体通信服务。 技术类别技术类别WIMAXWIMAXWIFIWIFI3G3G标准组织标准组织IEEEIEEEIEEEIEEE3GPP3GPP、3GPP23GPP2、ITUITU频带频带2-11GHz2-11GHz，部分需许，部分需许可证可证2.4GHz2.4GHz不需许可证不需许可证2GHz2GHz，需许可证，需许可证多址方式多址方式OFDM/FDDOFDM/FDD、TDDTDDCKKCKK、OFDMOFDMCDMACD

37、MA、TDDTDD、FDDFDD速率速率70Mbps70Mbps54Mbps54MbpsHSDPA:7.2Mbps,EVDOHSDPA:7.2Mbps,EVDO：3.1Mbps3.1Mbps时延时延低低低低高高QOSQOS3 3种种无无4 4种种覆盖覆盖宏蜂窝（宏蜂窝（50Km50Km）100m100m宏蜂窝（宏蜂窝（7Km7Km）移动性移动性静止、步行静止、步行静止、步行静止、步行静止、步行、车载静止、步行、车载支持切换支持切换弱弱强强强强安全性安全性中中低低高高商业模式商业模式商业商业公众、商业公众、商业公众、商业公众、商业成熟度成熟度差差很好很好较好较好n3G可以提供广覆盖、高移动性和中

38、等数据传可以提供广覆盖、高移动性和中等数据传输速率；输速率；nWiFi可以提供热点覆盖、低移动性和高数据传可以提供热点覆盖、低移动性和高数据传输速率；输速率；nWiMAX可以提供城域覆盖和高数据传输速率可以提供城域覆盖和高数据传输速率第五章 接入网n接入网的基本概念接入网的基本概念n接入网的接口接入网的接口n铜双绞线接入网铜双绞线接入网n光纤接入网光纤接入网接入网的定界TMNANSNUNISNIQ3Q3接入网的接口n用户网络接口（用户网络接口（UNI） nUNI是用户与网络间的接口。是用户与网络间的接口。n业务节点接口（业务节点接口（SNI） n对交换机的模拟接口（对交换机的模拟接口（Z接口）

39、，它对应于接口），它对应于UNI的模拟二线音频接的模拟二线音频接口，可提供普通电话业务或模拟租用线业务口，可提供普通电话业务或模拟租用线业务 。n数字接口（数字接口（V接口）接口）,包括单独接入的包括单独接入的V1、V3、VB1和综合接入的和综合接入的V5.1、V5.2、VB5(VB5.1/VB5.2)。 n维护管理接口（维护管理接口（Q3） V5接口概述nV5最初由美国最初由美国Bellcore提出，它是提出，它是专为接入网的发展专为接入网的发展而提出的本地交换机而提出的本地交换机(LE)和接入网之间的数字接口，和接入网之间的数字接口，属于属于SNI范畴。范畴。nV5接口正是为了适应接入网范

40、围内多种传输媒介、多接口正是为了适应接入网范围内多种传输媒介、多种接入配置、多种业务并存的情况而提出的，根据速种接入配置、多种业务并存的情况而提出的，根据速率的不同，率的不同，V5接口分为接口分为V5.1和和V5.2接口。接口。V5接口的由来n90年代初，年代初，Bellcore将交换机与接入设备接口将交换机与接入设备接口标准数字化；标准数字化；n19931994年，年，ETSI颁布颁布V5接口标准；接口标准；n19941995年，年， ITU-T通过了通过了V5.1接口的接口的G.964建议和建议和V5.2 接口的接口的G.965建议。建议。n1996年，我国电信总局颁布：年，我国电信总局颁

41、布：nYDN 020-1996 V5.1接口接口nYDN 021-1996 V5.2接口接口V5接口主要的优点n如果如果AN-SNI侧和侧和SN-UNI侧不在同一地方，则侧不在同一地方，则可以使用可以使用V5接口来实现透明的远端连接。接口来实现透明的远端连接。V5接口协议规定了接入网和接口协议规定了接入网和LE之间互联的信号之间互联的信号物理标准、呼叫控制信息传递协议，使得物理标准、呼叫控制信息传递协议，使得PSTN/ISDN用户端口终止于接入网而不是用户端口终止于接入网而不是LE。通过通过V5接口接入网只需要完成对用户端业务接口接入网只需要完成对用户端业务的提供，呼叫控制功能仍然留给的提供，

42、呼叫控制功能仍然留给LE完成。这完成。这样就各司其职、独立发展，有助于不同网间互样就各司其职、独立发展，有助于不同网间互联。联。V5接口主要的优点n支持接入网通过复用支持接入网通过复用/分路手段实现对大量用分路手段实现对大量用户信令和业务流更有效的传输；户信令和业务流更有效的传输；n支持通过支持通过Q3接口对接入网进行网络管理；接口对接入网进行网络管理；n支持对接入网的资源管理和维护；支持对接入网的资源管理和维护；n支持用户选择支持用户选择LE；n充分有效地利用网络带宽资源。充分有效地利用网络带宽资源。V5接口的基本内容nV5.1接口接口n由一条由一条2.048 Mb/s的链路构成，一般在连接

43、小规模的链路构成，一般在连接小规模的接入网时使用。的接入网时使用。n接口时隙与业务通道一一对应接口时隙与业务通道一一对应n不支持集线功能，不支持用户端口的不支持集线功能，不支持用户端口的ISDN基群速基群速率接入，也没有通信链路保护功能。率接入，也没有通信链路保护功能。V5接口连接示意(a) V5.1接口；(b) V5.2接口用户电路复用模拟数字 BRI接入网一个 2.048 Mb/s 链路AN侧 SNI用户电路线路集中模拟数字 PRI数字 BRILE本地交换机LE侧 SNI(a)LE多个 2.048 Mb/s 链路(116)(b)V5接口的基本内容nV5.2接口接口n按需可以由按需可以由11

44、6个个2.048 Mb/s链路构成，用于中大链路构成，用于中大规模的接入网连接规模的接入网连接n支持集线功能支持集线功能n支持时隙动态分配支持时隙动态分配n用户端口的用户端口的ISDN基群速率接入，可以使用大于基群速率接入，可以使用大于E1速率的链路速率的链路(最高最高16个个E1速率速率)。nV5.1接口可以看成接口可以看成V5.2接口的子集，接口的子集，V5.1接口接口可以升级为可以升级为V5.2接口。接口。V5接口支持的业务nPSTN业务业务nV5接口既支持单个模拟用户的接入，又支持接口既支持单个模拟用户的接入，又支持PABX的接入，其中用户信令可以是双音多频信号也可以的接入，其中用户信

45、令可以是双音多频信号也可以是线路状态信号，二者均对用户附加业务没有影响是线路状态信号，二者均对用户附加业务没有影响。在使用。在使用PABX的情况下，支持用户直接拨入功能的情况下，支持用户直接拨入功能。nISDN业务业务nV5.1接口支持接口支持ISDN-BRI接入，而接入，而V5.2接口既支持接口既支持ISDN-BRI接入，又支持接入，又支持ISDN-PRI接入。接入。B通道和通道和D通道的承载业务、分组业务和补充业务均不受限制通道的承载业务、分组业务和补充业务均不受限制。但。但V5接口不直接支持低于接口不直接支持低于64 kb/s的通道速率。的通道速率。V5接口支持的业务n专线业务专线业务n

46、专线包括永久租用线、半永久租用线和永久线路专线包括永久租用线、半永久租用线和永久线路(PL)，可以是模拟用户，也可以是数字用户。半永，可以是模拟用户，也可以是数字用户。半永久租用线路通过久租用线路通过V5接口，可以使用接口，可以使用ISDN中的一个中的一个或两个或两个B通道，而永久租用线和永久线路则旁路通道，而永久租用线和永久线路则旁路V5接口。接口。V5接口支持的业务业务种类业务种类V5.1所支持的业务所支持的业务V5.2所支持的业务所支持的业务单个单个PSTN用户接入用户接入可以可以可以可以PABX接入接入可以可以可以可以ISDN基本接入（基本接入（2B+D）可以可以可以可以ISDN基群速

47、率接入基群速率接入(30B+D)不可以不可以可以可以永久线路（永久线路（PL）业务）业务可以可以可以可以半永久租用线路业务半永久租用线路业务可以可以可以可以V5接口的功能描述承载通道ISDN D 通道信息PSTN 信令信息公共控制信息链路控制信息*保护信息*承载通路连接*定时信息接入网本地交换局V5接口的功能描述n承载通道：承载通道：为来自为来自ISDN-BRI用户端口分配的用户端口分配的B通路或为来自通路或为来自PSTN用户端口的用户端口的PCM 64 kb/s通通道提供双向的传输能力。道提供双向的传输能力。 nISDN D通道信息：通道信息：为来自为来自ISDN-BRI和和ISDN-PRI

48、用户端口用户端口(V5.2接口接口)的的D通路信息通路信息(包括信包括信令，分组型和帧中继型数据令，分组型和帧中继型数据)提供双向的传输提供双向的传输能力。能力。nPSTN信令信息：信令信息：为为PSTN用户端口的信令信息用户端口的信令信息提供双向的传输能力。提供双向的传输能力。n用户端口控制：用户端口控制： 提供每个提供每个PSTN和和ISDN用户端用户端口状态和控制信息的双向传输能力。口状态和控制信息的双向传输能力。V5接口的功能描述n2048 kb/s链路的控制：链路的控制：2048 kb/s链路的帧定位、复帧链路的帧定位、复帧定位、告警指示和对定位、告警指示和对CRC信息的管理控制。信

49、息的管理控制。n第二层链路的控制：第二层链路的控制：为控制协议、为控制协议、PSTN协议、链路控协议、链路控制协议和承载通路连接制协议和承载通路连接(BCC)等第三层协议信息提供等第三层协议信息提供双向传输能力。双向传输能力。n用于支持公共功能的控制：用于支持公共功能的控制：提供提供V5.2接口系统启动规接口系统启动规程，指配数据和重新启动能力的同步应用。程，指配数据和重新启动能力的同步应用。n定时：定时：提供比特传输、字节识别和帧定位必要的定时提供比特传输、字节识别和帧定位必要的定时信息，这种定时信息也可用于信息，这种定时信息也可用于LE和和AN之间的同步操之间的同步操作。作。VB5接口nA

50、TM业务节点的标准化接口，由业务节点的标准化接口，由ITU-T建议建议G.967规定规定。 n按照按照ITU-T的的B-ISDN体系，采用以体系，采用以ATM为基础的信元为基础的信元方式传递信息并实现相应的业务接入。方式传递信息并实现相应的业务接入。nVB5接口分为接口分为VB5.1和和VB5.2两种类型两种类型nVB5.1基于具有指配连接的基于具有指配连接的ATM交叉连接，它是交叉连接，它是VB5.2的子集的子集；nVB5.2在在VB5.1的基础上增加了宽带承载通路控制部分，能提的基础上增加了宽带承载通路控制部分，能提供供VC链路的按需连接，包括带宽和业务类型的按需分配。链路的按需连接，包括

51、带宽和业务类型的按需分配。 第五章 接入网n接入网的基本概念接入网的基本概念n接入网的接口接入网的接口n铜双绞线接入网铜双绞线接入网n光纤接入网光纤接入网铜双绞线接入网n数字用户线技术数字用户线技术nxDSL调制技术调制技术nADSL技术技术xDSL在光纤到户短期内还无法真正实现的情况下，在光纤到户短期内还无法真正实现的情况下，开发基于双绞线的宽带接入技术，既可以延长双开发基于双绞线的宽带接入技术，既可以延长双绞线的寿命，又可以降低接入成本，对电信运营绞线的寿命，又可以降低接入成本，对电信运营商和用户都极有吸引力，习惯上将各种基于双绞商和用户都极有吸引力，习惯上将各种基于双绞线的宽带接入技术统

52、称为线的宽带接入技术统称为xDSLxDSLn速率对称型速率对称型nHDSLnSDSLnIDSL n速率非对称型速率非对称型nADSLnVDSLnRADSLxDSL技术分类nHDSL（高比特率数字用户线）（高比特率数字用户线） n对称的对称的DSL技术，上行和下行速率相同。技术，上行和下行速率相同。n可利用现有电话线铜缆用户线中的两对或三对双绞可利用现有电话线铜缆用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的线来提供全双工的1.544Mbit/s(T1)或或2.048Mbit/s(E1)数字连接能力。数字连接能力。n传输距离可达传输距离可达36公里。公里。nSDSL(对称数字用户线对称数字用户线)n能

53、够在一对（两芯）铜双绞线上进行能够在一对（两芯）铜双绞线上进行E1或或T1的传输的传输。nSDSL仅用一对铜线即可提供速率对称型通信，是仅用一对铜线即可提供速率对称型通信，是HDSL的单线对版本。的单线对版本。nSDSL在在0.4mm双绞线上的最大传输距离为双绞线上的最大传输距离为3km以上以上，速率范围从，速率范围从160Kbit/s到到2.048Mbit/s。通信网基础nIDSL: ISDN DSLn基于基于ISDN BRA接入接入n144 kb/s速率速率n144 kb/s速率速率(2*64 kb/s B通路通路+16 kb/sD通路通路)n2B1Q编码编码n是一种全双工的对称数字用户线

54、技术是一种全双工的对称数字用户线技术 。n不支持模拟电话接入不支持模拟电话接入nADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)n高速不对称数据接入：下行高速不对称数据接入：下行8Mb/s ，上行，上行640Kb/sn与模拟电话共享线路与模拟电话共享线路nDMT或或CAP编码编码n有效传输距离在有效传输距离在5.5公里范围以内。公里范围以内。n分为全速率模式（又称分为全速率模式（又称ADSLFullRate或或G.DMT） 和低速率模和低速率模式（又称式（又称ADSLLite或或G.Lite）nG.lite ADSLn是一种简化的、无电话分离器的是一种简化的、

55、无电话分离器的ADSL版本版本n下行最高下行最高1.5Mb/s ，上行最高，上行最高512Kb/snADSL2、ADSL2+n ADSL的下一代最高速率可由的下一代最高速率可由8Mb/s提升至提升至16Mb/s ，最大传输距，最大传输距离则大于等于原先的离则大于等于原先的ADSL能够达到的范围能够达到的范围nVDSL（甚高速数字用户线）（甚高速数字用户线）n是在短距离双绞线上传送高速数据的是在短距离双绞线上传送高速数据的DSL技术。技术。n对称系统对称系统n在双绞线上可以双向传输在双绞线上可以双向传输26Mbit/s速率的信号，传输距离不超过速率的信号，传输距离不超过500m。n不对称系统不对

56、称系统n下行传输速率分为下行传输速率分为13Mbit/s、26Mbit/s和和52Mbit/s三种，对应上三种，对应上行传输速率分为行传输速率分为2Mbit/s、2Mbit/s和和6.4Mbit/s，其传输距离则分，其传输距离则分别为别为1500m、1000m和和300m。n形式与形式与ADSL相似，但距离较短相似，但距离较短300m1.5Kmn使用的频带更宽使用的频带更宽(ADSL约约1.1MHz,VDSL可高达可高达12MHz)n由于传输距离缩短，处理简化，成本降低由于传输距离缩短，处理简化，成本降低xDSL技术分类nRADSL（速率自适应非对称数字用户线）（速率自适应非对称数字用户线）n

57、是自适应速率的是自适应速率的ADSL技术。技术。n能够自动地、动态地根据双绞线的质量和传输距离能够自动地、动态地根据双绞线的质量和传输距离的远近调整自己的速率。的远近调整自己的速率。n能动态地提交能动态地提交18Mbit/s的下行速率，以及从的下行速率，以及从640Kbit/s1Mbit/s的上行速率。的上行速率。xDSL性能比较xDSL的应用速率xDSL 频率512kHZxDSL的应用层次铜双绞线接入网n数字用户线技术数字用户线技术nxDSL调制技术调制技术nADSL技术技术xDSL调制技术n2B1Q调制调制nQAM调制调制nCAP调制调制nDMT调制调制2B1Q调制n无冗余的四电平脉冲幅度

58、码，属于基带型传输码。无冗余的四电平脉冲幅度码，属于基带型传输码。n所谓所谓2B,是指在一个码元符号内传送是指在一个码元符号内传送2Bit信息，信息，1Q则是则是将将2Bit信息转换为信息转换为4个电平的线路码个电平的线路码 。n每个脉冲可以代表每个脉冲可以代表2个二进制符号，所以降低了码元速个二进制符号，所以降低了码元速率，从而减少了传输衰减，延长了传输距离。率，从而减少了传输衰减，延长了传输距离。nHDSL、SDSL和和IDSL等速率对称型的等速率对称型的xDSL都采用这都采用这种调制方法。种调制方法。 2B1Q调制01 10 11 00 00 11-1 +3 +1 3 3 +1QAM调制

59、n用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。路并行的数字信息传输。 n工作原理工作原理n发送数据在比特发送数据在比特/符号编码器内被分成两路，速率各符号编码器内被分成两路，速率各为原来的为原来的1/2，分别与一对正交调制分量相乘，求和，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。后输出。 QAM调制CAP（无载波幅度相位调制） n以以QAM调制技术为基础发展而来的调制技术为基础发展

60、而来的nCAP调制与调制与QAM调制类似，在发信端利用星调制类似，在发信端利用星座图进行比特编码，在收信端进行解码，但不座图进行比特编码，在收信端进行解码，但不用正交载波，而是通过两个数字横向带通滤波用正交载波，而是通过两个数字横向带通滤波器进行调制。器进行调制。nCAP能在一个频率周期或波特内传输能在一个频率周期或波特内传输29个个Bit，因此在相同的传输速率下，占用的带宽，因此在相同的传输速率下，占用的带宽比比2B1Q减少了一半，并且能减少码间干扰，减少了一半，并且能减少码间干扰，传输距离更远。传输距离更远。 CAP调制CAP2B1QAMIKHz154439217510PDMT(离散多音频