计算机通信网网络接入技术

1、点爲一第9章网络接入技术第9章网络接入技术91接入网92用户接入方式93电话拨号接入坊社第9章网络接入技术-CCCHJ<O9.1 接入网从整个电信网的角度，可将通信的全程全网划分 为公用网和用户驻地网(CPN, Customer Premises Network)两大部分；公用网又可分为核心网(传输网、 交换网)和接入网。随着信息社会的日益发展，川户对 电信业务不断提出新的要求，晁一第9章网络接入技术电信业务开始由传统的电话、电报业务转向视频、 数据、图像、语言、多媒体等非话音业务。原来的用 户线如何利用，或采用什么新的接入方式来满足新业 务的需求，已成为当今业界研讨的乂一大热点。为此，

2、 ITUT现已正式采川用户接入网(简称为接入网AN, Access Network)的概念，并在G.902屮对接入网的结构、 功能、接入类型、管理进行了规范倒。应一第9章网络接入技术9.1.1接入网基本概念1接入网定义按照ITUG.902定义，接入网是在业务节点接口 (SNI, Service Node Interface)和用户网络接口(UNI)之 间的一系列为传送实体提供所需传送能力的实施系统, 可经由管理接口(Qs)配置和管理。它们是木地局与用户 设备间的信息传送实施系统，可以部分或全部替代传 统的用户木地线路，含复用、交叉连续和传输等功能。 原则上，接入网可实现的SNI和UNI的类型及

3、数冃没有 限制，这些接口通常对用户信令是透明的，即不作任 何处理。用户nJPNUNISNI图9.1.1接入网的定界晁一第9章网络接入技术2.接入网的定界由ITUT对接入网的定义可知，接入网(AN)所覆 盖的范围由三个接口来定界，如图9.1.1所示。用户侧 经由UNI与用户(或用户驻地网)相连，网络侧经由SNI 与业务节点(SN)相连，而管理侧通过Q3接口与电信管 理网(TMN)相连。SN是提供业务的实体，对交换业务 而言，SN提供接入呼叫、连接控制信令以及接入连接 和资源处理。按不同业务接入，SN可以是本地交换机、IP路由器 或特定配置的视频点播(VOD)设备等，因此，现行接 入网的定义具有一

4、般性。同样，SNI的概念也比Q系 列的网络节点接口 (NNI)的概念有所扩展。在图中允 许AN与多个SN相连，确保AN可灵活按需接入不同类 型的SN。毎一第9章网络接入技术3.接入网协议参考模型接入网的协议参考模型是基于ITUTG.803建议构 成的分层模型，如图9.1.2所示。G.803建议将网络分成 电路层(CL, Circuit Layer)> 传输通道层(TP, Transport Path) 传输介质层(TM, Transmission Media)o CL是面 向公川交换业务的，不同的业务配置不同的电路层网 络；TP为电路层网络节点(如交换机)提供透明的通道 (如电路群)；而

5、TM与传输介质有关，可细分为段层和 物理介质层，完成点到点传送。三层之间相互独立， 相邻层间符合客户/服务器模式。此外，接入网还有接 入承载处理功能(AF)、层管理功能和系统管理功能等。应一第9章网络接入技术1.接入网的主要功能接入网提供5种主要功能：用户口功能(UPF)、业务 口功能(SPF)、核心功能(CF)、传送功能(TF)和接入网 系统管理功能(ANSMF)，其功能结构如图9.1.3所示。(l) UPF的主要作用是将特定UNI要求与核心功能和 管理功能相适配。其主要功能有：终接UNI功能、A/D 转换、信令转换、UNI的激活/去激活、处理UNI承载通 路、测试UNI。应-第9章网络接入

6、技术UNISNI图9.1.3接入网功能结构矗第9章网络接入技术(2) SFF的主要作川是将特定SNI规定的耍求与公川 承载通路相适配，以便进行核心功能处理；SPF也负责 选择有关的信息，以便在接入网系统管理功能中进行 处理。其主要功能有：终接SNI功能、特定SNI所需要 的协议映射、将承载通路的需耍和即时的管理和操作 需要映射进核心功能、SNI的测试。第9章网络接入技术(3) CF的主耍作川是负责将个别用户口承载通路的 要求与公用传送承载通路相适配。其功能还包括为了 通过接入网传送所需要的协议适配和复用所进行的对 协议承载通路的处理。CF的核心功能可以在接入网内 分配，其主要功能有：接入承载通

7、路处理、承载通路 集中、信令和分组信息复用、ATM传送承载通路的电 路仿真。点耘第9章网络接入技术(4) TF的作用是为接入网中不同地点Z间公用承载 通路的传送提供通道，也为所有传输介质提供介质适 配功能。其主要功能有：复用功能、具有疏导和配置 的交叉连接功能、物理介质功能。(5) ANSMF的主要作用是协调接入网内UPF、SPF、 CF和TF的指配、操作和维护，也负责经UNI协调用户 终端和经SNI协调业务节点的操作功能。9.1.2 V5.x接 口ITUT建议Q.512和Q.2512分别规定了 V参考点(即 V1到V5接口)以及VB参考点。V接口是本地交换机(LE) 用户侧数字接口的统称。V

8、接口用于支持窄带交换业务 的接入类型，VB接口支持宽带(含窄带)交换业务的接 入类型。ITUT在19931996年，以欧洲电信标准协 会(ETSI)的标准草案为基础，制定了LE与接入网ANZ 间的V5接口，从而保证了各厂家的设备接口统一，以 利于实现互连互通。第9章网络接入技术1. V5.X接口特征V5.X技术标准是程控交换机与接入网之间采用数 字一次群连接的接口标准。它分为V5.1(G.964)和 V5.2(G.965)两个标准。V5是V5.2的一个子集。图 9.1.4(町示出了 V5.1接口物理连接为一条E1的PCM链路； 图9.1.4(b)示出了 V5.2接口最多可连接为16条E1的PC

9、M 链路。V5和V5.2接口各有不同的用处，表9.1列出了 两者之间的应用特征。国际上注重对V5.X接口的标准 化，旨在提供模块型和综合型接入的SNI。-讎第9章网络接入技术昭第9章网络接入技术_OCCHJu?PSTN用户ISDN BRI 按入网|用户|电路2.048 Mb/s交 ft 机V5.1 按口用线LZJ(a)图9.1.4 V5.X接口标准(a)V5.1 接口 ;(b)V5.2 接口品一第9章网络接入技术表9V5.1和V5.2接口的应用特征序号V5.1 接口V5.2 接口1支持一个2. 048 Mb/s PCM 链路接口支持多达16个2. 048 Mb/s PCM倭路接口2固定时隙分配

10、无集中功能动态时隙分配，有集中功能3仅支持外部提供一次群保护功能对包含信令的C通路提供保护功能4仅支持BRI（基本率接口业务可支持PR：（基群率接口）和租用线新业务5协议简单协议复杂.需附加BCC、链路控制和保护协议2. V5.X协议结构V5.X接口采川三层结构，分为物理层、数据链路 层以及V5协议体层，如图9.1.5所示。V5.X接口协议的主要功能有：(1) 将务种不同的UNI映射到统一的业务节点按口 (SNI)o(2) SNI和UNI端口的操作维护管理，包押;呼叫的B 通路分配。感第9章网络接入技术V5.X接口|'的时隙按其功能可分为两类:(1) 传送ISDN用户B信道信息和PST

11、N用户话带信息 的承载通路(称B通路)。(2) 传送各类数据的通信通路(称C通路)。根据需要，可设置多条C通路，选用时隙的优先级 (由高到低)压一第9章网络接入技术为：TS16、TS15、TS31o C通路传送的数据类型包扌乩 P型数据ISDN端口D信道分组数据，SAPI=16； f型数据ISDN端UD信道帧中继数据，SAPI=32-62； Ds型数据ISDN端口D信道信令，SAPI=其他值； PSTN信令；V5接口第三层协议信息。矗第9章网络接入技术3PSTN协议、控制协议、链路控制协议、承载通路控制 (BCC)、保护协议仅用于V5.22 LAPV5类做于LAPD1PCM琏路规程图9.1.5

12、 V5接口的三层协议结构晁一第9章网络接入技术1) 物理层V5.X接口的物理层的电气和物理特性为符合G.703 标准的一次群PCM2048kb/s数字链路。其功能特性、 时钟抖动、漂移特性分别符合G.704、G.823标准，采 用G.704、G.706定义的循环冗余码CRC4养错校验。晁一第9章网络接入技术2) 链路层链路层采用Q.921定义的LAPD协议，可灵活地将 不同的信息流复用到传输通道时隙中。第二层LAPV5 又分为功能封装子层(LAPV5EF)和数据链路 (LAPV5DL)两个子层。AN的第二层支持ISDN的D信 道的帧屮继功能。第二层的子层之间的通信采用功能 映射的方法，如图9.

13、1 .6所示。图9.1.6V5.X接口的协议体系结构DMP. f数据图中交换机终端的ET为模拟用户电路，完成与 PSTN用户TE的通路连接，检测用户摘/挂机状态和脉 冲拨号消息，并将其送交PSTN协议实体；LC为用户电 路；ANFR的功能是负责将LAPD或LAPF帧处理(检 错、拆封)，加上封装功能(EF, Encapsulation Function) 地址，构成LAPV5EF帧，如图9.1.7所示。其中,EF 地址为13比特，允许值为08175,用于指示对应的 ISDN用户端口号。应丄第9章网络接入技术LAPD / LAPFLAPV5-EF 帧图9.1.7 D信道中ANFR的处理过程应-第

14、9章网络接入技术图9.1.8 LAPV5DL帧结构-讎-第9章网络接入技术LAPV5DL的帧结构如图9.1.8所示。它加封了第 三层协议信息：协议鉴别语（定义一个编码，用于在同 一数据链路上复用英他协议）、第三层地址（用來区别并 发的同类协议消息，如与消息有关联的端口或链路）、 消息类型、信息单元。DL地址的取值范围为8176 8791,指示所属第三层协议。C控制字段的作用与 LAPD的相同。在ANFR、LAPV5EF与LAPV5DL之间完成 映射功能。在LE侧，PSTN协议消息对应电话呼叫处理 程序、Ds数据送交ISDN呼叫处理程序、P型/f型数据送 交分组/帧中继模块处理。3）第三层协议体

15、V5.2的第三戻协议休的内容简述如下:(1 )PST N 协议:基木日的是传送模拟用户的线路状态、脉冲拨号 信息。AN侧PSTN协议体并不控制通话的接续过程， 而是通过V5接口传递模拟用户的当前状态。LE侧的 PSTN协议体和网内协议体一起通过V5.1接口共同來控 制通话的接续过程。-矗-第9章网络接入技术(2) BCC协议体：其主要功能绘建立/释放指定的川 户端口和V5接口B通路的连接。连接的建立/释放lljLE 控制，称之为分配/解除分配(B通路)。协议支持ISDN 端口与多个B通路连接，提供nX64kb/s通道。V5.2接 口支持三类连接：交换连接：由LE的呼叫处理程序在呼叫始/末时调用

16、BCC协议，建立/释放相应的连接。AN内预连接I由LE管理功能在连接初始建立/ANLE内半永久连接J终止时，调用BCC协议。应一第9章网络接入技术BCC协议支持LE对AN的审计功能和AN向LE的故 障报告功能。BCC协议过程的执行称为一个进程。消 息的第三层地址就是进程号，称为BCC参考号。LE和 AN间的指令消息和返回消息通过进程号互相关联。(3) 控制协议体：对PSTN、ISDNJIJ户端口的状态 进行控制。用户端口控制协议：其第三层地址指示PSTN端 口号或ISDN端口号(LAPV5EF帧的EF地址)，包括端 口闭塞/解除闭塞：ISDNBRI端口的激活/去活：维护因 素的非紧急闭塞应不影

17、响呼叫处理(在LE控制下进行); 故障因索引起的紧急闭塞lIlANtl主启动；解除闭塞必 须双方协同处理(请求/应答)。公共控制协议：提供同步机制，LE和AN管理实 体核查和重新指配V5接口变量和接口标识符ID。在重 新指配前，闭塞所有端口；重新指配后，解除闭塞端 口。第三层地址无实质意义，规定置为DL地址，表示 控制协议的编码。(4) 保护协议体：对C通路进行故障切换，切换只能 由LE启动。(5) 链路控制协议体：对V5.2接口的2.048Mb/s链路 进行闭塞控制，消息的第三层地址指示相关的链路； 提供检查LE和AN链路身份一致性，类彳以CCSNo.7屮的 话路导通试验。礙第9章网络接入技

18、术图9.1.9接入网的物理参考模型屍第9章网络接入技术3.接入网的物理参考模型接入网的物理参考模型如图9.1.9所示。图中业务 节点SN中包含了本地交换设备(SW)和远端交换模块 (RSU),接入网(AN)通常是指端局本地交换机或RSU 与用户之间的部分。在接入网内的RSU般不含交换 功能。第9章网络接入技术由于接入网的各个部分常使用不同的技术來实现, 实际的物理配置可能会有不同程度的简化。最简单的 情况就是用户与端局直接用双绞线相连，人们称Z为 用户环路或本地环路，形成用户线设施。图9.1.9屮的 远端节点可在SN与灵活点之间任意按需设置，一般RN 为数字环路载波(DLC)系统，用于远端复用

19、或集中。灵 活点(FP)的作用是为馈线分配接口，也称接入点(AP)o 分配点(DP)的作用是业务接入。例如，在典型的市内 铜线用户线设施上，端局本地交换机的主配线架通过 人容量馈线电缆(成百上千对双绞线成缆)连接到交接箱 (即FP)，再由配线电缆连到分线盒(即DP),经引入线接 通到用户终端或用户驻地网。第9章网络接入技术9.1.3用户驻地网1. 用户驻地网的定义与分类用户驻地网(CPN, Customer Premises Networks)可 分为对外提供公用电信业务的用户驻地网和不对外提 供公用电信业务的用户驻地网。提供公用电信业务的用户驻地网(CPNoC, CPN of Carrier

20、)是指为最终电信用户提供连接到公用电信网的 用于商业经营的网络设施。晁一第9章网络接入技术凡企业内联网的CPN网络设施是属于非商业性质的，除 了这点不同Z外，从管理、维护等方面来看，CPN都应 有与CPNoC样的要求。下而从CPNoC的角度来讨论 用户驻地网的定界、支持的业务、功能和传输指标。晁一第9章网络接入技术UUNIUNI图9.1.10 CPNoC的左界血第9章网络接入技术_CCCHJ<O2. 川户驻地网的定界CPNoC的定界如图9.1.10所示。在接入网(AN)与 CPNoCZ间的接口为UNI。从公用电信业务来说，AN 也可直接连接到用户设备(CPE)或用户驻地网(CPN)o 而

21、CPNoC与用户设备或用户驻地网之间的接口命名为 UUNI,即用户驻地网的用户网络接口。应一第9章网络接入技术3. CPNOC支持的业务与功能CPNoC支持的业务有基于电路模式的业务和分组 模式的业务。根据接入到公用电信网用户的需求， CPNoC应能同时支持基于电路模式的业务和分组模式 的业务，也可以仅支持其中一种模式的业务。1)支持分组模式的CPNoC的功能支持分组模式的CPNoC的功能是：处理下三层的 通信协议，透明传输传输层以上的协议。CPNoC可构 建于独立的传输媒体上，也可承载于电路模式的通道 之中，其具体要求为：压一第9章网络接入技术用户消息的隔离；多播（Multicast）；支持

22、基丁端口川户的接入，或支持基于账号用户的接入;支持用户接入网络的认证；支持对用户的计费（按用户的流量、时长及包月制）；支持各个运行商的平等接入；限制用户最高接入速率；支持IP地址的动态分配（可选）；网络地址转换NAT（可选）。应一第9章 网络接入技术2）支持电路模式的CPNoC的功能支持电路模式的CPNoC的功能包括复用、交义连接 和传输，并提供独立的物理的或逻辑的连接。4, CPNoC的传输指标ITU建议27500km（全网、全程）的假想参考电路的 指标分配原则和总指标参见图9.1.11,它包括基于电路 模式和基于分组模式的传输指标。UUNI UNI SNIiiG.82111I CPNoCl1 an :CNCPN / CPE !I1!I!1 11I1J111 :1 111Nx64 Kb / s''2.5%115% '170%25 000 km2.048 Mb/s 1.0%6%Y88%图9.1.11指标分析原则和总指标压一第9章网络接入技术1)支持电路模式业务的CPNoC度量参数支持电路模式业务的CPNoC的度量参数有误码秒 比(ESR)、严重误码秒比(SESR)。误码秒比定义为出现 误码的秒数与总的传输秒数之比；严重误码秒比则是 指出现误码多的秒数与总的传输秒数之比。高比特率 通道的误码性能参数是以“块(Block)-为单元的一组参 数，包括误