范大学成都学院一教二教接入网方案研究

四川师范大学成都学院宽带通信网方向课程设计

四川师范大学成都学院一教二教接

入网方案研究

学生姓名___________胡小林_________

学号2011101275

所在学院通信工程学院

专业名称__________通信工程________

班级2011级宽带方向2班

指导教师___________周春梅_________

成绩___________________________

四川师范大学成都学院

二。一四年五月

四川师范大学成都学院课程设计报告

课程设计任务书

学生姓名胡小林学生学号2011101275

学生专业通信工程学生班级11宽带2班

指导教师周春梅职称助理实验师

发题日期2014年3月25日完成日期2014年5月11日

设计题目四川师范大学成都学院一教二教接入网方案研究

设计目的：

能够熟练的掌握并应用接入网，帮助大家更好的理解接入网，熟悉制图软

件的运用，锻炼自己的实际动手操作能力。

具体任务及要求：

1、了解分析ASDL、HFC结构设计方案。

2、能具体对研究对象进行分析、选型、设计、计算。

3、利用课余时间去图书馆或者上网查阅相关课题资料，深入理解课题含义及设

计要求，并认真整理。

课程设计进度安排：

序号内容安排时间

1获得题目后查阅资料并整理，完成预设计3.25-4.1

2设计总体方案，绘制流程图4.2-4.16

3总体测试，完善其功能4.17-5.1

4撰写设计报告，后交指导老师初审5.2-5.16

5修改、完善设计报告，定稿、提交设计报告5.17-5.25

课程设计参考文献：

[1]张喜云：宽带接入网技术，西安电子科技大学出版社，2009.9,P15-P36

[2]唐雄燕：面向新型业务的宽带接入网，电子工业出版社，2012.6.P53-P87

[3]冯建和、王岚:王SL宽带接入技术及应用,人民邮电出版社,2002,P89-P101

[4]窦中兆：ADSL宽带接入技术及应用，清华大学出版社，2006,P45-P89

[5]郭仕秋：ADSL宽带网技术，清华大学出版社，2005,P101-P125

指导教院长审核

师签字签字

四川师范大学成都学院课程设计报告

四川师范大学成都学院一教二教接入网方案研究

内容摘要：电信网发展到今天，正在进入一个新的转折点，呈现出宽带化、IP

化及业务融合化的趋势。电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。近儿年,

为了适应新时期下社会发展的需求,并且满足人们在生活中与工作中对网络的要

求，接入网的宽带化加快了步伐，正在向着多样化的方向发展，涌现出各种各样

的宽带接入技术,这些宽带接入技术各自有着自身的一些特点,在选择的时候应该

结合实际的需要来进行选择。现对宽带接入网进行了探讨。

关键词：接入网发展ADSL

Sichuannormaluniversitychengducollegeteachsecond

accessnetworkresearch

Abstract：Untiltodayindevelopmentoftelecommunicationnetwork,are

movingintoanewturningpoint,presentsabroadband,IPandbusiness

integrationtrend.Bearthebruntofthetelecommunicationnetwork

broadbandisthebroadbandaccessnetwork.Inrecentyears,inorderto

meettherequirementofsocialdevelopmentunderthenewperiod,andmeet

thepeopleinyourlifeandworkontherequirementsofthenetwork,access

networkofbroadbandspeedsupthepace,movinginthedirectionof

diversification,producingallkindsofbroadbandaccesstechnology,the

broadbandaccesstechnologyhasitsrespectivefeatures,atthetimeof

choiceshouldbecombinedwiththeactualneedtochoose.Nowforbroadband

accessnetworkisdiscussed.

Keywords：accessnetworkdevelopmentADSL

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目录

前言................................................................1

1接入网基本概念....................................................1

1.1电信网的构成.................................................1

1.2接入网的定义................................................2

1.3接入网的结构和功能..........................................3

1.4接入网的中和业务............................................3

1.4.1话音业务.............................................3

1.4.2数据业务.............................................3

1.4.3图像业务.............................................3

1.4.4多媒体业务...........................................3

2宽带接入网中几种技术的比较.......................................4

2.1ADSL接入技术..............................................4

2.2基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的CableModem技术……5

2.3光纤接入技术................................................7

2.4无线接入技术................................................8

3应用ADCSL可行性分析............................................9

3.1宽带接入技术市场和业务发展状况..............................9

3.1.1宽带接入技术的应用状况...............................9

3.1.2宽带业务的发展状况...................................10

3.2ADSL技术发展趋势.........................................11

4川师成都学院一教二教ADSL宽带接入网络设计.......................12

4.1网络拓扑结构的选择........................................12

4.2ADSL接入端布局规划.......................................13

4.3ADSL系统的接入方式和接入模型.............................14

4.4ADSL设备的安装...........................................15

4.5IP地址的规划................................................15

4.6ADSL宽带接入网络安全的设计...............................16

5ADSL宽带接入网络的性能分析....................................17

III

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5.1影响系统性能的因素..........................................18

5.2改进方案建议..............................错误！未定义书签。

6川师成都学院一教二教IP电话接入网的设计.........................22

6.1VOIP的概述................................................22

6.2将VoIP电话接入到楼层......................................23

6.3无线接入路由器对VoIP的支持................................24

7川师成都学院一教二教广播电视接入网的设计........................25

7.1广电接入网QoS部署........................................25

7.2接入网组网模型.............................................26

7.3利用灵活QinQ技术实现业务分流.............................27

8结束语..........................................................27

附录..............................................................29

附录1:四川师范大学成都学院一教平面图..........................29

附录2:四川师范大学成都学院二教C栋平面图......................29

附录3:四川师范大学成都学院二教A栋平面图……错误！未定义书签。

参考文献...........................................................30

IV

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四川师范大学成都学院一教二教接入网方案研究

前言

随着NGN技术趋向成熟，以SoftSwitch为核心的软交换体系具有提供多业务

的能力，能满足将来多业务融合的需要。AG设备位于软交换网络的接入层，主要

作用是替代传统PSTN网络中的小型集团交换机、端局及远端模块扩容，或者新建

用户小区或者具有一定用户规模商业大楼，为用户提供语音、传真、拨号上网等

接入服务。因此，AG设备是软交换网络建设中的重要元素，必须充分保障其安全

性。

随着AG设备在网络中大量使用，为AG上连提供网络保护、保障其安全性将

成为网络建设、维护的重要内容。从目前情况看，利用MSTP传输网构建AG设备

上连的承载网是较好的旋转，但如何建立一个从AG到SR(ServiceRouter,业

务路由器)的端到端保护网络是目前承载网领域内迫切需要研究的课题。

1接入网基本概念

随着通信技术迅猛发展，电信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化和个

人化方向发展，人们对电信业务多样化的需求也不断提高，同时由于主干网上

SDH、ATM、无源光网络(PON)及DWDM技术的日益成熟和使用，为实现话音、数据、

图象“三线合一，一线入户”奠定了基础。如何充分利用现有的网络资源增加业

务类型，提高服务质量，已成为电信专家和运营商日益关注研究的课题，“最后

一公里”解决方案是大家最关心的焦点。因此，接入网成为网络应用和建设的热

点。

1.1电信网的构成

电信网由核心网、接入网(AN)和用户驻地网(CPN)三大部分组成。核心网和接

入网属于公共电信网，CPN为用户自有通信网，传统CPN是单用户。接入网的一

侧是核心网，核心网主要由各类业务网构成，另一侧是用户。接入网起到承上启

下的作用，通过接入网将核心网的业务提供给用户。接入网是一种透明传输体系，

本身不提供业务，由用户终端与核心网配合提供各类业务如图1T所示。

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图1-1电信网的结构

接入网有三类借口,即UNI,SN1和Q3o

UN1位于接入网的用户侧，是UTE与接入网之间的接口。接入网通过UN1为

用户提供各种业务服务，UN1分为独享式和共享式两种。SN1位于接入网的SN

侧，是接入网与SN之间的接口。它独立于SN和交换机，支持很宽范围的接入类

型，把不同业务的SN通过不同的SN1与接入网相连，进而向用户提供多种不同的

业务服务。

Q3是接入网与TMN的接口，也是TMN与电信网各被管理部分连接的标准接口。

作为电信网的一部分，接入网的管理也应纳入TMN的管理范围之内。

1.2接入网的定义

在ITU-TG.902中，接入网的定义是由业务节点接口6田）和相关用户网络

接口（UNI）之间的一系列传送实体（如线路与传输设施）所组成的,为电信业务提供

所需传送承载能力的实施系统。

ITU-TG.902定义的接入网有三类接口，即UNI、SNI和Q3管理接口。由此

三个接口对接入网进行了定界。原则上，接入网对其所支持的UNI和SNI的类型

和数目并不限制。接入网不解释信令。管理方面经Q3接口与电信管理网相连。

MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层

报告拥塞情况以便动态分配带宽。MPCP多点控制协议位于MACControl子层。MAC

Control向MAC子层的操作提供实时的控制和处理。

接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）与相关用户网络接口（UNI）之间的

一系列传送实体（例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。

通俗意义上讲，接入网就是介于业务节点接口（SND和用户网络接口（UNI）

之间的网络，它包含线路设施和传输设施。

2

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1.3接入网的结构和功能

接入网有5个基本功能，包括用户接口功能(UPF)、业务接口功能(SPF)、核

心功能(CF)、传送功能(TF)和接入网系统管理功能(AN-SMF)0各种功能模块之间

的关系如图1-2所示。

-----用户承领和用户伤令信总-----控制和转用

图1-2接入网的结构和功能

1.4接入网的中和业务

1.4.1话音业务

从20世纪80年代开始，随着通信技术的发展，在传统的话音电话上开发了

许多新业务，如：可视电话、IC卡电话、移动电话、IP电话、智能网电话。在程

控交换机上开发了缩位拨号、叫醒电话、三方通话、呼叫等待、呼叫转移、呼叫

限制、追查恶意呼叫等服务业务，以满足用户的需求。

1.4.2数据业务

有数据检索业务，数据处理业务，电子邮件业务，电子数据业务(EDI)等

1.4.3图像业务

图像业务是指通过电信网传送、存储、检索或广播图像与文字等视觉信息的

业务。它具有形象、直观、生动等特点。图像业务可分为静态和动态两类。静态

图像业务包括传真、可视图文、电视图文广播等；动态图像业务包括可视电话、

广播电视、高清晰度电视等。对普通用户而言，目前普遍需要的是电视业务。

1.4.4多媒体业务

图像业务是指通过电信网传送、存储、检索或广播图像与文字等视觉信息的

业务。它具有形象、直观、生动等特点。图像业务可分为静态和动态两类。静态

图像业务包括传真、可视图文、电视图文广播等；动态图像业务包括可视电话、

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广播电视、高清晰度电视等。对普通用户而言，目前普遍需要的是电视业务。

2宽带接入网中几种技术的比较

2.1ADSL接入技术

(a)宽带接入技术

所谓宽带接入是相对于窄带接入而言的，一般把速率超过1Mbps的接入成为

宽带接入，目前国际上主流并且比较成熟的接入技术主要有Cable接入、以太网

接入、DSL接入，另外光纤接入和无线宽带接入等技术也因为其独特的有点儿引

人注目。

(b)同轴电缆(cable)接入

cable接入是基于有线电视光纤同轴混合网(HFC)中同轴射频电缆的新型宽

带接入技术。它通过频率分割的办法将高达1GHz的有线电视传输频谱分为上行和

下行通道，从而实现高速接入。要实现这一技术，单向的有线电视网络需要进行

双向改造。

(c)以太网(LAN)接入

LAN接入是介于五类线的高速以太网接入技术。一般是以太光纤到楼栋，五

类双绞线入户的方式实现高速接入。这本是局域网技术，但是由于其技术成熟，

在人口比较密集的小区应用成本也不算太高，因为这些年来发展较快，但是这种

接入方法不能利用原有的资源，需要重新布线。

(d)数字用户环路(DSL)接入

DSL(Digtalsubscribeline)接入是基于普通电话双绞线的宽带接入技术,

它在同一铜线上分别传输数据信号和语音信号。由于传统的电话用户铜缆投资占

电信网传输线总投资的70%-80%,DSL接入技术是为了充分利用这些资源而开发

的。可以细分为ADSL、VDSL、RDSL、HDSL等，目前比较成熟的是非对称数字用户

环路ADSL接入，这是一种不对称的宽带接入技术。

(e)光纤接入

光纤接入具有传输距离远，带宽高、抗干扰能力强等优秀特点，是一种非常

理想的宽带接入方式。但是由于成本原因，光纤直接到用户目前尚不现实，一般

是和其他接入方式结合使用。

4

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(f)无线宽带接入技术

有别于前面儿种接入方式，无线宽带技术是利用无线通讯作为传输媒介的宽

带接入技术。包括本地多点分配业务LMDS(Localmultipointdistribution

service)\多频道多点分配系统MMDS(MultichannelMultipointDistribution

system)、无线局域网WLAN(Wirelesslocalareanetwork)>移动通讯宽带接

入技术、蓝牙以及其他(如红外等)，另外，进来卫星宽带技术迅速发展，和前面

的几种技术相比，无线宽带接入技术具有覆盖面广阔的特点。

表2-1各种数字用户线技术分类

编写数字用户线技术主要特点

名称

HDSL高比特率数字用在两线对上实现对称1.5-2Mbits/s

户线

HDSL-2数高比特率字用在一线对上实现对称1.5-2Mbits/s

户线技术2

ADSL不对称数字用户在一线对上实现不对称速率，最高下行速率8Mbit/s,最高上

线行速率1Mbit/s

ADSL-lite简化的ADSL技术在一线对上实现最高2Mbits/s下行速率，最高上行速率

512Kbit/s

SDL单线对称数字用在一线对上实现对称HDSL-2以外速率，1.5-2Mbit/s

户环路

IDSLISDM速率上的在一线对上实现对称ISDM速率

SDSL

RANDSL自适应速率的会依照线路的品质调整其动作速度

DS1

VDSL甚高比特数字用甚高速的DSL,最高下行52Mbit/s,最高上行速率13Mbit/s

户线

2.2基于HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的CableModem技术

CableModem是近几年发展起来的，主要用于有线电视网数据传输。现在大

多数新建的有线电视网都采用光纤同轴混合(HFC)网络，其巨大的带宽和相对经

济性使其对有线电视公司和新成立的电信公司很具吸引力。由于CableModem是

作为一种在HFC网上提供数据业务的设备，因此它通常等同于HFC宽带接入技术。

光纤/同轴电缆(HybridFiberCoax,HFC)接入网是一种综合应用模拟和数

字传输技术、同轴电缆和光缆技术、射频技术、高度分布式智能形的接入网络，

是通信网和有线电视(CATV)网相结合的产物。在HFC上利用线缆调制解调器

(CableModem)可以实现理想的宽带接入。

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（a）基本结构

HFC网主要由馈线网、配线网和用户引入线三部分构成。其基本结构如图所

示。

CATV____端

分用户1

放大器

同轴配

光纤接点器

数据一叹9

---备

...■I供电器用户N

电话——

.—馈线--------------------配线网------------

图2-1基本结构

（b）工作原理

HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式，可综合接入多种业务信息（如

语音、视频、数据等）。当传输数字视频信号时，可采用正交幅度调制（64QAM）

或正交频分复用（OFDM）；当传输语音或数据信号时，可采用正交相移键控（QPSK）

或OFDM；当传输模拟广播电视信号时，可采用AMVSB方式。

HFC网络采用副载波频分复用方式，将各种图像、数据和语言信号通过调制

整个信号的通频带为750MHz,其中5〜42MHz留给上行信号使用，称之为回

传通道（上行通道），主要用来传送电视、非广播业务及通信业务信号；45〜750

留给下行信号使用，称之为正向通道（下行通道），主要用来传输CATV信号，其

中45〜582MHz频段主要用来传输模拟CATV信号，由于每一通路的带宽为6-

8MHz,因此可传60〜80路电视节目，582~750MHz主要用来传送附加的模拟CATV

或数字CATV信号，特别是视频点播（VOD）业务。

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(C)终端设备

CableModem是一种可通过有线电视网络实现高速数据接入的设备。Cable

Modem备有三个接头，一个接有线电视插座，一个接计算机，一个接普通电话。

大多为外置式，通过标准10BASE-T以太网卡和双绞线与计算机相连。

CableModem终端是用户设备与同轴网络的接口，CableModem具有标准以太

接口，可以连接单台PC,也可以连接多台PC或局域网。CableModem接收下行数

据，经解调后传输到计算机，同时将上行数据信号进行射频调制，经本地网络传

向前端。

由于CATV网是共用传输系统，所以CableModem可以在CATV网上的某段或

几段频率上进行数据调制和解调，其他频段仍可用于有线电视信号的传输。

CableModem具有安全管理功能，并支持多等级服务，可以提供虚拟域网服务。

2.3光纤接入技术

光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优

点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展

的重点。光纤接入网指的是接入网中的传输媒质为光纤的接入网。

按照室外设施是否含有有源设备分类:无源光网络(P0N)和有源光网络(AON。)

光纤接入网的应用类型

(a)光纤到路边(FTTC)

用户

a

mmTiX)

光

光线分

EC

施终蝌施

(OI.T)器

RTB

图2-3光纤到路边

(b)光纤到大楼(FTTB)

FTTB也可以看作是FTTC的衍生类型，不同之处是0NU直接放在楼内(通常

为居民住宅公寓或小型企事业单位的办公楼),再经过多对双绞线将业务分送给各

个用户。

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(c)光纤到户(FTTH)或办公室(FTTO)

将FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器,然后将ONU移到用户家,

即为FTTH结构。

2.4无线接入技术

无线接入技术RIT(radiointerfacetechnologies)无线接入技术(也称

空中接口)是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点

连接起来，以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的

协议，这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术

的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。无线接入网是指部分或全部

采用无线电波这一传输媒质连接用户与交换中心的一种接入技术。在通信网中，

无线接入系统的定位：是本地通信网的一部分，是本地有线通信网的延伸、补充

和临时应急系统。

宽带固定无线接入技术已有多种形式，例如已经投入使用的多路多点分配业

务(MMDS)和直播卫星系统(DBS)以及正在做现场试验的本地多点分配业

务(LMDS)和不可见光纤无线系统，三网合一如图2-4所示。

图2-4三网合一

LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所

有业务。但最有利的机会是为企事业用户提供数据业务和高速上网。由于LMDS

提供多点传输技术，新增用户时无须增加基站射频设备，便于快速扩展用户，最

适于新的电信运营公司。LMDS系统尚处于小规模商用阶段，能否大规模发展在很

大程度上取决于能否开发出低成本的收发机来，这不仅取决于技术，也与缺乏统

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一标准有关。另外，必须能妥善解决雨雪影响、视距传输和抑制信号干扰。目前

对于普通雨雪，采用动态功率电平调节和先进的技术后有可能仍然维持较高的链

路质量，但对于大雨雪，性能仍会迅速劣化。因此，在上述问题没有妥善解决之

前，LMDS系统不太适合多雨雪地区应用。

总的看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的

发展趋势，不仅敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，而且改变了本地电

信业务的传统观念，最适于新的电信竞争者与传统电信公司和有线电视公司展开

有效竞争，也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。

3应用ADCSL可行性分析

3.1宽带接入技术市场和业务发展状况

3.1.1宽带接入技术的应用状况

（a）DSL尤其是ADSL市场异常火爆

近年来，全球宽带接入市场异常火爆，获得了飞速发展。而在这火爆的宽带

接入市场中，DSL的发展势头最为强劲，在国内外都占据主流地位。据RHK2003

年7月统计，全球DSL增长率连续超过200万线/月。在全球DSL市场蓬勃发展的

大背景下，亚太地区DSL市场表现突出，其中中国的增长势头最为猛烈（2003年

增长率超过200%）,显示出了巨大的发展潜力，成为继日本、美国后的第三大DSL

市场。

从国内电信市场来看，宽带接入对固网运营商的业务发展起着举足轻重的作

用，已成为固网运营商主要的投资方向和业务收入来源之一。预计到2004年底，

中国的DSL用户数将突破2000万，其中ADSL用户占98%以上，ADSL在宽带接入

市场中所占比例将接近80%。从中国2亿多的电话用户和不足1%的宽带普及率

来看，在未来相当长的时间内，DSL都将具有较大的发展空间。

目前，我国商用用户的宽带接入速率为512kBit/S,这主要受限于上游的IP

城域网。但是，随着宽带业务的不断增多，特别是视频业务的开展，512kBit/S

的速率已经不能满足需求，DSL正面临提速的压力。近期内，2MBit/S将是比较理

想的速率。从理论上讲，目前用户的距离已经在2km以内（其中市内距离Wlkm）,

DSLAM设备开通2MBit/S以上的下行速率没有问题，而且目前一些地方已经开通。

但是，ADSL提速必然给上游的IP城域网带来提速的压力。

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我们再来看看VDSL在国内的应用状况。由于VDSL技术和标准还不十分成熟,

因此目前应用还很少，所占比例不足DSL用户的2%。但是，随着高带宽对称应

用的增加和VDSL技术的成熟，VDSL将得到规模应用，与ADSL技术相互补充、协

调发展。

(b)FTTx+LAN接入增长缓慢

FTTx+LAN接入目前的发展速率远远低于ADSL,主要是因为LAN接入覆盖范

围小，且因需要综合布线导致初期投资成本高，运营商对用户楼进行综合布线后，

往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且LAN交换机大多不是电信级

产品，故障率较高，运行维护比较困难。此外，以太网本身是一种局域网技术，

将其应用于电信网接入领域时，需要认真解决认证计费、用户管理、用户安全和

绑定、服务质量保证和网络管理等问题，而ADSL技术成熟且设备价格不断下降。

运营商在经过充分考虑后，将ADSL技术作为主流的宽带接入技术，而将FTTx+

LAN作为一种补充方式，主要用于企业大厦和高档住宅小区。

从LAN接入技术本身而言，以太网技术已十分成熟。发展LAN接入技术主要

需要解决目前存在的几大问题：一是延伸以太网的接入距离；二是提高以太网交

换机的可靠性，并实现对以太网交换机的远程集中管理；三是完善其用户认证、

用户管理、用户安全和服务质量保证解决方案。

(c)光纤接入取得一定应用，但步履艰难

接入网的长远目标是实现光纤到户(FTTH),本着这样的目标大多数运营商都

在积极推进接入网的光纤化进程，目前大城市已基本实现了光纤到小区、光纤到

大楼，但受用户需求、成本和业务定位诸多因素的影响，光纤到户的进程一直比

较缓慢。虽然近年来比较热门的光接入技术——EPON受到越来越多的关注，有关

EPON的试验项目正在逐步开展，在一些竞争比较激烈的地区，EPON甚至被运营商

用于抢占网吧客户的重要手段，但是实现光纤到户仍需要相当长的一段时间。

3.1.2宽带业务的发展状况

国内开展的宽带业务主要有大众用户普通上网业务、网吧业务、视频会议和

企业专线业务。随着接入领域竞争的加剧，宽带业务的服务内容成为吸引大众用

户的重要因素，而具有高附加值的大客户则更多地关注运营商提供的差异化服务

和安全性保证。目前，部分运营商正在联合内容提供商加强服务内容的开发，以

10

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促进宽带接入市场的发展，现在大家谈论比较多的是VOD业务。

对于新业务的开展，有些需要在接入网支持Qos,在技术方面，也正在加强

对组播、视频业务的研究和试验。对于大客户，正在通过优化网络结构，通过专

门的上行通道或网络为其提供高Qos保证和高安全性的精品网络服务。

3.2ADSL技术发展趋势

ADSL从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术演进随着ADSL应用的不断推广

和宽带业务需求的不断变化，基于G.992.1/G.992.2的ADSL技术（业界称为第一

代ADSL技术），在业务开展、运维等方面都暴露出了一些难以克服的弱点。例如：

第代ADSL技术所支持的线路诊断和检测能力较弱，随着用户数的不断增多，如

何实现用户终端的远程管理以及线路的自动测试成为运营商十分头疼的事；单一

的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势;较低的传输速率难以满足一些高带宽

业务的开展，如流媒体业务。

ITU—T分别于2002年6月和2003年1月通过了ADSL2CG.992.3）和ADSL2

+（G.992.5）两个新一代ADSL技术标准，以使全球的运营商更好地开展ADSL

技术、用户更好地享用ADSL业务。ADSL2/2+在第一代ADSL的基础上增加了一些

新的特性，在性能、功能方面有较大改进，其突出特点和主要改进有：扩大了覆

盖范围和提高了数据速率，特别是ADSL2+将频谱范围从1.104MHz扩展到

2.208MHz,使下行速率大大提高（最高可达25MBit/S以上）；拓展了应用范围，

ADSL2/2+增加了PTM（分组传送模式），能够更加高效地传送日益增长的以太网

和IP业务；增强了线路故障诊断和频谱控制能力，能很好地支持双端测试（DE

LT）功能，支持部分单端测试（SELT）功能；增加了速率适配能力，能在不影

响业务的情况下动态调整速率以适应变化的线路条件；增加了节能特性，局端设

备和用户端设备都能在业务量小或没有业务的情况下进入低功率模式或休眠状

态；支持多线对速率捆绑，可以实现更高的数据速率。值得指出的是，新一代ADSL

技术虽然推出了ADSL2和ADSL2+两个标准，但ADSL2标准只是为ADSL2+标准的

最终推出作铺垫和基础，新一代ADSL技术将是以ADSL2+技术的形式得到推广和

应用。

ADSL技术要完全实现从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术的发展演进，还

需要一个相对漫长的过程。虽然全球设备商和运营商都倍加关注和期待新一代

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ADSL技术，但ADSL2/2+标准自推出至今，芯片厂商推出的芯片只能支持标准规

定的部分内容，完全支持标准的ADSL2/2+芯片的推出还有待时日，尤其是

ADSL2/2+终端进展十分缓慢。另外，不同厂商的终端与局端设备的兼容性与互操

作性更是一个问题。这些都是制约新一代ADSL技术规模应用的重要因素。在目前

ADSL2+技术还不十分成熟的情况下，ADSL2+技术仍处于少量试验和试用阶段：

一是开通更高的用户速率；二是通过ADSL2+局端和普通ADSL终端实现长距离接

入，解决第一代ADSL技术不能覆盖的用户接入问题。

4川师成都学院一教二教ADSL宽带接入网络设计

4.1网络拓扑结构的选择

(a)星型拓扑结构

星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话属于这种结构。

星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。这种结构便于集中控制，因为端用

户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。

端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延

迟时间较小，传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是，中心系统必须具有

极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通

常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。

(b)环型网络拓扑结构

环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个

端用户，直到将所有的端用户连成环型。环行结构的特点是：每个端用户都与两

个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便

有上游端用户和下游端用户之称；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节

点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控

制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，

势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；

可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较

难。

(C)总线拓扑结构

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总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式。使用这种结构

必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点

链路配置时，这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的

机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控

制端的探询来确定。然而，在LAN环境下，由于所有数据站都是平等的，不能采

取上述机制。对此，研究了•种在总线共享型网络使用的媒体访问方法：带有碰

撞检测的载波侦听多路访问，英文缩写成CSMA/CDo

这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响

其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用

户必须等待到获得发送权；媒体访问获取机制较复杂；维护难，分支节点故障查

找难。

(D)树型拓扑结构

树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，

成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外,

任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。

4.2ADSL接入端布局规划

(a)合理分散、就近用户

城市对宽带接入的需求大，为了减少线间干扰，建议采用合理分散、就近用

户的形式设置节点，尤其是对经济形势较好的、居住人口密度大的地区，建议接

入网实现ADSL全覆盖，在接入网规划建设的同时考虑ADSL的规划建设，以便运

营企业在提供电话业务的同时也能提供ADSL业务。

(b)规划周期

在规划ADSL的容量时，尽量以满足未来一年的需求为宜，时间太短易造成容

量紧缺，工程建设频繁，网络规划混乱;时间太长则易因为需求预测不准确而导致

资源空闲或短缺。电信市场经营部门每年都要对下一年的ADSL用户情况做相应的

预测，以便为工程部门建设规划提供一定的参考依据。

(c)子框满配用户电缆

工程建设时建议对DSLAM设备采取“子框配满用户电缆”的原则，一方面可

以减少设备扩容时的工程量，另一方面方便优化人员根据市场需求的变化，灵活

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地在现有网络容量上进行资源调配。

4.3ADSL系统的接入方式和接入模型

以下为ADSL系统连接方式的功能模块图:

ADSLConnection

图4-1ADSL系统连接方式的功能模块图

Server:应用服务器Internet:"互联网CORENetwork:骨干网络（-一般为

ATM骨干网）;

ADSL:在局端的部分为ADSL局端设备，在用户端的为ADSL用户端设备；

ExistingCopper:连接用户端和局端的普通双绞铜线；

ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。

中央交换局端模块包括在中心位置的ADSLModem和接入多路复合系统，处于

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中心位置的ADSLModem被称为ATU-C(ADSLTransmissionUnit-Central)。接入

多路复合系统中心Modem通常被组合成一个被称作接入节点，也被作"DSLAM”(DSL

AccessMultiplexer)0

远端模块由用ADSLModem和滤波器组成，用户端ADSLModem通常被称为

ATU-R(ADSLTransmissionUnit-Remote)o

4.4ADSL设备的安装

ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用

户原有的电话线中串接入ADSL局端设备，只需2至3分钟;用户端的ADSL安装也

非常简易方便，只要将电话线连上滤波器，滤波器与ADSLMODEM之间用一条两芯

电话线连上，ADSLMODEM与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件

安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。

ADSL的使用就更加简易了，由于ADSL不需要拨号，一直在线，用户只需接上ADSL

电源便可以享受高速网上冲浪的服务了，而且可以同时打电话。

图4-3ADSL的局端线路调整和用户端设备安装

由于ADSL系统技术较为复杂，目前制作成本仍然较高，但按目前的发展状况，

预计到2001年即可实现ADSL的单片化，芯片价格也会大大降低，加上ADSL接入

网投资小、易实现，届时ADSL定将成为主要的宽带接入网技术。

4.5IP地址的规划

采用星型拓扑结构的局域网中往往利用集线器(HUB)作为连接网络终端的中

心节点。由于以太网中各台终端之间采用冲突检测/载波监听多路访问(CSMA/CD)

的方法来通信，节点可以在它们有数据需要发送的任何时候使用网络，一旦节点

采用查询的方式向整个网段广播，那么在此网段上的所有终端都将收到数据包，

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规模较大的局域网就很容易产生网络风暴，造成网络阻塞和效率低下。而虚拟网

络（VLAN）的划分则是利用交换机作为中心节点，按照用户地址表，只允许必要的

网络流量通过交换机；同时，交换机按照一定的逻辑分组，把传统的广播网段分

成独立的子域，使得终端处在与物理位置无关的虚拟工作组里，再根据不同的工

作组进行不同的权限定义，从而有效地提高网络带宽的利用率，同时也实现了重

要信息的保护和隔离。

由于转接区宽带局域网主交换机采用了华为3comH3CE126以太网交换机，可

利用该设备自带的VLAN功能划分LAN—A、VLAN—B、VLAN—C等不同的虚拟网络，

规定不同的权限（VLAN—只能访问局域网内的终端而不能访问因特网，VLAN-B能

访问因特网，VLAN—C内的终端具有网络管理的权限等），再将网卡MAC地址作为

用户的识别标志分别填入其所属的VLAN,这样就实现了虚拟网络（VLAN）的配置和

权限分配管理。不仅支持用网卡MAC地址来区分和管理用户终端，同时也支持对

交换机端口的权限和带宽分配，这样就可以给•些特殊用途的端口（如调试用端

口），或者接有3级交换机的端口在管理上带来方便。通过基于VLAN的网络配置,

可以有效地防止出现网络风暴；并且可以实现基于逻辑的网络划分；同时可以进

行业务分割。这是目前所有的大型网络及智能小区必须采用的技术。

为了VLAN之间能相互通信，需要给交换指定IP地址，并建立VLAN之间的路

由。在实际操作中，我们把接入服务器网关设为172.16.2.1,楼宇路由器的

IP地址设为172.23.1.1到172.23.1.254,172.23.2.1到172.23.2.254

等，子网掩码为255.255.0.Oo

4.6ADSL宽带接入网络安全的设计

小区网络硬件平台打建好了，作为小区用户所关心的是用什么方式上网，可

以享受到哪些方面的业务（数据，话音和视频），作为网络营运商所关心的是怎么

管理和维护网络，怎么对小区接入用户的合法性进行认证和计费，以及网络安全

等等问题。

为对上网用户进行有效的管理，需对用户进行认证和计费。目前应用比较成

熟的方式有PPPoE,在小区中心侧使用接入网关实现此功能，接入服务器一般采

用Radius协议与AAA服务器交互实现对用户的认证和计费。最近很多设备制造商

如中兴通讯和华为等公司考虑到用户上网的快捷与方便，推出了DHCP+WebPORTAL

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和静态IP+WePORTAL方式来对用户的合法性进行认证,这种方式大大方便了用户，

用户不需要象PPPoE认证方式那样安装一个发起连接的客户端拨号软件，对于

DHCP用户，用户一开机就可以通过DHCPSERVER获取一个IP地址，然后登录

WebPORTAL门户网站，输入用户名和密码进行身份合法认证，（对于静态IP用户，

只需登录webPORTA门户网站，输入用户名和密码进行身份合法认证即可）认证和

计费，对用户来说是透明的，对于网络的安全问题，是用户所关心的，也是网络

营运商首要考虑的，因为一个建立好的网络需要安全地正常地运行下去，对用户

而言当然不希望自己的信息被别人接收到，因此要隔离用户数据（单播地址的帧），

保证用户的数据只有合法的用户才可以接收到，另外，用户的一些广播包会携带

用户的个人信息（如用户的MAC地址等），如果不隔离这些广播消息而让其它用户

接收到，容易在网络上发生MAC/IP的冲突，影响合法用户的上网，更严重的是

如果不隔离这些广播包，易引起网络广播风暴，从而影响整个网络的效率。

目前在网络安全方面各大营运商所采取的有效的成熟的技术就是基于

IEEE802.lq的VLAN技术，将上图中大楼侧的LANSwitch的端口逻辑划分为独

立的VLAN,享有独立的VID（VLANID）,这样，用户所携带ARP或者DHCP等广

播消息就可以通过VLAN进行隔离，从而使用户数据的安全性得到提高。对于

PPPoE认证和DHCP+PORTAL认证的用户，都可以通过VLANID或者VLANID+MAC

或者VLANID+MAC+LANSwitch的端口号来进行捆绑认证1对于静态IP+PORTAL

认证的用户，都可以通过VLANID或者VLANID+IP或者VLANID+MAC或者VLAN

ID+IP+MAC或者VLANID+MAC+LANSwitch的端口号等多种组合来进行捆绑认证。

5EPON

无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的光线路

终端（OLT,OpticalLineTerminal）＞用户侧的光网络单元（ONU,OpticalNetwork

Unit）以及光分配网络（ODN,OpticalDistributionNetwork）组成。与有源光

接入技术相比，PON消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使其维护简单、

可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源。

EPON是在PON的基础上，用以太网（Ethernet）协议取代ATM作为数据链路层协议,

将以太网协议与PON技术相结合，构成的一个可以提供宽带、低成本和多业务支持的新一

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代光接入技术。

5.1EPON的系统结构

一个典型的EPON系统由OLT、ONU和ODN组成如图5T所示。

用户侧接口

IFPONUNI

图5TEPON系统网络结构图

OLT：OLT为光接入网提供EPON系统与服务提供商的数据、视频和语音等

业务的接口，并经ODN与ONU通信。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多

业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。根据以太网向城域和广域

发展的趋势，OLT上将提供多个Gbit/s或10Gbit/s的以太接口。如果需要支持

传统的TDM话音，普通电话线(POTS)和其他类型的TDM通信(T1/E1)可以被复

用连接到附接口，OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的

Qos/SLA的不同要求进行宽带分配，网络安全和管理配置。OLT根据需要可以配置

多块OLC(OpticalLineCard),OLC与多个ONU通过POS连接