通信網(wǎng)技術(shù)第5章接入網(wǎng)

通信網(wǎng)基礎(chǔ)南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院張穎2023/1/311第5章接入網(wǎng)接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)的接口銅雙絞線接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)2023/1/312接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中的位置接入網(wǎng)的定義和定界接入網(wǎng)的模型接入網(wǎng)技術(shù)的分類2023/1/313接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置2023/1/314接入網(wǎng)的位置骨干網(wǎng):相當(dāng)于城市和城市之間的高速公路城域網(wǎng)：相當(dāng)于城市市區(qū)內(nèi)的道路接入網(wǎng)解決的是：將什么樣的道路從市區(qū)修到每戶的家門口2023/1/315典型的用戶環(huán)路結(jié)構(gòu)存在問題： 無法實現(xiàn)資源共享； 無法滿足多媒體業(yè)務(wù)的要求； 用戶環(huán)路帶寬很窄；

電信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，接入網(wǎng)由此產(chǎn)生。2023/1/316接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中的位置接入網(wǎng)的定義和定界接入網(wǎng)的模型接入網(wǎng)技術(shù)的分類2023/1/317接入網(wǎng)的定義ITU-T建議G.902的定義：接入網(wǎng)(AN)是由業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成。AN是為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)?？赏ㄟ^Q3接口進行配置和管理。2023/1/318接入網(wǎng)的概念A(yù)N通常包含用戶線傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、數(shù)字交叉連接設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。AN主要功能包括交叉連接、復(fù)用、傳輸，但一般不包括交換功能，并且獨立于交換機。AN對用戶信令是透明的，不做解釋和處理，相應(yīng)的信令處理由SN完成。俗稱：“用戶環(huán)路”2023/1/319ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計目標(biāo)支持綜合業(yè)務(wù)接入。將接入網(wǎng)從具體的業(yè)務(wù)網(wǎng)中剝離出來，成為一種獨立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺，以支持綜合業(yè)務(wù)接入，這有利于降低接入網(wǎng)的建設(shè)成本。開放、標(biāo)準(zhǔn)化SNI接口。將接入網(wǎng)與本地交換設(shè)備之間的接口，即SNI接口由專用接口定義為標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口，這樣AN設(shè)備和交換設(shè)備就可以由不同的廠商提供，為大量企業(yè)參與接入設(shè)備市場的競爭提供了技術(shù)保證，有利于設(shè)備價格的下降。2023/1/3110ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計目標(biāo)獨立于SN的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。該網(wǎng)管系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口連接TMN，由TMN實施對接入網(wǎng)的操作、維護和管理。2023/1/3111接入網(wǎng)的新概念I(lǐng)TU-TY.1231定義“IP接入網(wǎng)”IP用戶和IP業(yè)務(wù)提供者（ISP）之間為提供所需的、接入到IP業(yè)務(wù)的能力的網(wǎng)絡(luò)實體的實現(xiàn)。2023/1/3112接入網(wǎng)的定界2023/1/3113業(yè)務(wù)節(jié)點和業(yè)務(wù)節(jié)點接口其中SN是提供業(yè)務(wù)的實體，比如SN可以是本地交換機IP路由器租用線業(yè)務(wù)節(jié)點（電路方式、分組方式、ATM方式）特定配置的視頻點播(VOD)等接入網(wǎng)允許與多個SN相連，既可以接入多個支持不同業(yè)務(wù)的SN，也可以接入支持相同業(yè)務(wù)的多個SN。2023/1/3114業(yè)務(wù)節(jié)點和業(yè)務(wù)節(jié)點接口業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)：是接入網(wǎng)和SN之間的接口，可分為支持單一接入的SNI和綜合接入的SNI。支持單一接入的SNI主要有模擬Z接口，對應(yīng)于UNI的模擬2線音頻接口，可提供模擬電話業(yè)務(wù)或模擬租用線業(yè)務(wù)；數(shù)字V接口，主要包括ITU-T定義的V1-V4，其中V1、V3和Ｖ4僅用于N-ISDN，V2接口未使用支持綜合接入的標(biāo)準(zhǔn)化接口有V5接口和以ATM為基礎(chǔ)支持寬帶綜合接入的VB5接口。2023/1/3115用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口：接入網(wǎng)經(jīng)由UNI與CPE或CPN相連，主要有傳統(tǒng)的模擬電話Z接口、ISDNBRA接口、ISDNPRA接口、ATM接口、E1接口、以太網(wǎng)接口等。用戶終端可以是計算機、普通電話機或其他電信終端設(shè)備。用戶駐地網(wǎng)可以是局域網(wǎng)或其他任何專用通信網(wǎng)。維護管理接口：是電信管理網(wǎng)(TMN)與電信網(wǎng)各部分的標(biāo)準(zhǔn)接口。接入網(wǎng)也是經(jīng)Q3接口與TMN相連，以方便TMN管理功能的實施。2023/1/3116接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中的位置接入網(wǎng)的定義和定界接入網(wǎng)的模型接入網(wǎng)技術(shù)的分類2023/1/3117接入網(wǎng)的通用協(xié)議參考模型2023/1/3118接入網(wǎng)的通用協(xié)議參考模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)實際是以ITU-TG.803建議的分層模型為基礎(chǔ)的，而分層模型則定義了構(gòu)成接入網(wǎng)的各實體之間的相互配合關(guān)系。其中電路層面向電路層接入點之間信息的承載模式，例如電路模式、分組模式、幀中繼模式、ATM模式等。2023/1/3119接入網(wǎng)的通用協(xié)議參考模型通道層定義了通道層接入點之間信息的傳遞方式，并為電路層提供透明的通道，如PDH、SDH、ATM及其他類型的通道。傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當(dāng)于OSI的物理層，它可以是銅線系統(tǒng)(xDSL)、光纖接入系統(tǒng)、無線接入系統(tǒng)、混合接入系統(tǒng)等，而具體的傳輸媒介可以是雙絞線、光纖、無線或同軸光纖混合方式等。

接入承載處理功能位于電路層之上，主要用于用戶承載體、用戶信令及控制與管理。2023/1/3120AN的功能模型2023/1/3121AN的功能模型用戶口功能(UPF)：主要作用是將特定UNI的要求與核心功能和管理功能相適配，它完成的主要功能有：終結(jié)UNI功能A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換UNI的激活與去激活UNI承載通路/承載能力的處理UNI的測試2023/1/3122AN的功能模型業(yè)務(wù)口功能(SPF)：主要作用是將特定SNI規(guī)定的要求與公用承載通路相適配以便核心功能處理，也負(fù)責(zé)選擇有關(guān)的信息以便在AN-SMF中進行處理，主要功能有：終結(jié)SNI功能將承載通路的需要和即時的管理及操作需要映射進核心的功能對特定的SNI所需的協(xié)議進行協(xié)議映射SNI的測試2023/1/3123AN的功能模型核心功能(CF)：主要作用是負(fù)責(zé)將個別用戶承載通路或業(yè)務(wù)口承載通路的要求與公用傳送承載通路相適配。具體包括：接入承載通路的處理承載通路集中信令和分組信息的復(fù)用2023/1/3124AN的功能模型傳送功能(TF)：主要作用是為接入網(wǎng)中不同地點之間公用承載通路的傳送提供通道，也為所用傳輸媒介提供媒介適配功能，主要功能有復(fù)用功能、交叉連接功能、管理功能、物理媒介功能等。2023/1/3125AN的功能模型接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)：主要作用是協(xié)調(diào)接入網(wǎng)內(nèi)UPF、SPF、CF和TF的指配、操作和維護，也負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務(wù)節(jié)點(經(jīng)SNI)的操作功能,主要功能有配置和控制功能、指配協(xié)調(diào)功能、故障監(jiān)測和指示功能、用戶信息和性能數(shù)據(jù)收集功能、安全控制功能、資源管理功能、對UPF和SN協(xié)調(diào)的即時管理和操作功能。2023/1/3126接入網(wǎng)的物理參考模型2023/1/3127接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中的位置接入網(wǎng)的定義和定界接入網(wǎng)的模型接入網(wǎng)技術(shù)的分類2023/1/3128接入網(wǎng)技術(shù)的分類2023/1/3129無線接入采用無線傳輸信道來替代接入網(wǎng)傳輸線路的一部分或者全部。代替引入線：PCN；代替配線和引入線：無線數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)DLC)；代替全部有線傳輸：無線載波服務(wù)區(qū)(RCSA)。2023/1/3130無線接入包括固定無線接入和移動接入兩種方式固定無線接入：用戶終端是固定的或具有有限的移動性；主要接入到PSTN/ISDN。無線本地環(huán)路(WLL)本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)多信道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)2023/1/3131通信網(wǎng)基礎(chǔ)移動無線接入：用戶在高速移動過程中進行通信蜂窩移動通信系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)2023/1/3132無線本地環(huán)路(WLL)無線本地環(huán)路（WLL）是通過無線信號取代電纜線，連接用戶和公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）的一種技術(shù)。又稱固定無線接入(FRA)系統(tǒng)，是一種提供基本電話業(yè)務(wù)的數(shù)字無線接入系統(tǒng)。對于不具備線路架構(gòu)條件的地方，如某些偏遠(yuǎn)地區(qū)或發(fā)展中國家而言，WLL提供了一種既實用又經(jīng)濟的最后一英里（LastMile或最初一英里FirstMile）的解決方案。2023/1/3133本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)LMDS是一種無線寬帶的接入技術(shù)，可以在20GHz到40GHz的范圍內(nèi)提供點到多點的微波連接。它采用蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，可以覆蓋整個城域范圍，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)。2023/1/3134多信道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)MMDS系統(tǒng)是一種以視距傳輸為基礎(chǔ)的圖像分配傳輸系統(tǒng)，工作頻段一般在2.5GHz—3.5GHz，在反射天線周圍50公里范圍內(nèi)可以將100多路數(shù)字電視信號直接傳送至用戶。也稱3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)，主要用于傳送電視節(jié)目。工作頻段：3.5GHz可用帶寬：2~6MHz；點到多點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；提供中、寬帶接入業(yè)務(wù)。2023/1/3135幾種寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11系列(WiFi,WirelessFidelity)即無線保真IEEE802.16系列(WiMAX,WorldwideInteroperabilityforMi-crowaveAccess）即全球微波接入互操作性IEEE802.20(移動寬帶無線接入,MBWA)標(biāo)準(zhǔn)《本地及城域網(wǎng)—支持車載移動性的移動寬帶無線接入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)空中接口—物理層和媒體接入控制層規(guī)范》。2023/1/3136WiFiWLAN標(biāo)準(zhǔn)主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，WLAN的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織WiFi（WirelessFidelity,無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術(shù)常常被稱之為WiFi。在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。該技術(shù)使用的使2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。2023/1/3137802.11a采用5GHz的頻段，其速率高達54Mbps，采用OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)，但無障礙的接入距離降到30－50米。802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆蓋范圍100米。802.11g其實是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，既能適應(yīng)802.11b標(biāo)準(zhǔn)，又符合802.11a標(biāo)準(zhǔn)，其速率高達54Mbps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。2009年底批準(zhǔn)的IEEE802.11n，其速率高達300Mbps，保持對802.11a/b/g的兼容，目前部分廠商已經(jīng)投入市場應(yīng)用。2023/1/3138Wi-Fi由AP(Access

Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問節(jié)點”，或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。因此任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的PC均可透過AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源,其工作原理相當(dāng)于一個內(nèi)置無線發(fā)射器的HUB或者是路由器，

而無線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號的CLIENT端設(shè)備。簡單的組建方法一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺AP。如果只是幾臺電腦的對等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺電腦配備無線網(wǎng)卡。特別是對于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢。有線寬帶網(wǎng)絡(luò)（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個AP，然后在電腦中安裝一塊無線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。2023/1/3139Wi-FiHOTSPOT熱點提供無線上網(wǎng)服務(wù)的地方原理使用開放的2.4GHz直接序列擴頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，也可根據(jù)信號強弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無需直線傳播，傳輸范圍為室外最大300米，室內(nèi)有障礙的情況下最大100米。2023/1/3140Wi-Fi優(yōu)點無線電波的覆蓋范圍廣基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有50英尺左右，約合15米；而Wi-Fi的半徑則可達300英尺左右，約合100米。傳輸速度非常快，可以達到11mbps。組網(wǎng)簡單，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要。廠商進入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。這樣，由于“熱點”所發(fā)射出的電波可以達到距接入點半徑數(shù)十米至100米的地方，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。提供漫游服務(wù)：能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性，方便用戶使用。

2023/1/3141WiMAXWiMAX是一項基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。WiMAX的英文全稱為“WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess”，對應(yīng)的中文譯名是“微波接入全球互通”。無線LAN一般應(yīng)用于百米以內(nèi)的通信距離，也即“局域網(wǎng)”，而WiMAX則可以在數(shù)公里到幾十公里的范圍內(nèi)應(yīng)用。2023/1/3142WiMAX以IEEE802.16系列寬頻無線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。彌補了Wi-Fi傳輸距離短的缺陷，同Wi-Fi一樣，它也須要創(chuàng)建一個“熱點”，但其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍是Wi-Fi無法比擬的，WiMAX的傳輸距離高達50公里，傳輸速度最高可達75Mbps。人們習(xí)慣上又把WiMAX稱為“無線DSL”。借助無線基站進行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)頻寬為20MHz時，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達到75Mbps，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。高達50公里的覆蓋范圍，只要建設(shè)少數(shù)基站就能實現(xiàn)全城覆蓋，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍大大擴展。2023/1/3143WiMAXWiMAX采用與無線LAN標(biāo)準(zhǔn)802.11a和11g相同的OFDM（Orthogonal

Frequency

Division

Multiplexing）調(diào)制方式。每個頻道的帶寬為20MHz。這也和11a和11g幾乎相同。不過因為可通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，所以無線電波可承載的比特數(shù)高于11a和11g，因此，可實現(xiàn)74.81Mbit/秒的最大傳輸速度。

另外，通過位置很高的天線發(fā)射功率強勁的信號，又使遠(yuǎn)距離通信成為可能。

2023/1/3144WiMAX系統(tǒng)主要有兩個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一個是指滿足固定寬帶無線接入的802.16d標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)想最大傳輸距離為7km～10km的固定區(qū)域。另一個是滿足固定和移動的寬帶無線接入技術(shù)802.16e標(biāo)準(zhǔn)，最大傳輸距離為3km～5km,堪稱WiMAX的移動版。802.16d：能夠應(yīng)用于2～11GHz非視距（NLOS）傳輸和10～66GHz視距（LOS）傳輸。802.16e：是2～6GHz支持移動性的寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)。802.16e后向兼容802.16d，它的物理層實現(xiàn)方式與802.16d基本一致，主要差別是對OFDMA進行了擴展。2023/1/3145無線工作特性

802.16d和802.16e采用了很靈活的無線工作機制，對雙工方式、工作頻段、載波帶寬等都未進行強制規(guī)定，能夠適用于不同的應(yīng)用場合。①頻段：802.16d能夠工作在2～11GHz頻段，而802.16e為了確保移動性，希望能工作在2～6GHz頻段。②雙工方式：802.16系統(tǒng)能夠工作在頻分雙工或時分雙工方式。終端能夠采用半雙工頻分雙工（H-FDD）方式。③載波帶寬：802.16并未規(guī)定具體的載波帶寬，系統(tǒng)能夠采用從1.25～20MHz的帶寬。④調(diào)制方式：802.16標(biāo)準(zhǔn)中主要規(guī)定了兩種調(diào)制方式：單載波和OFDM。

2023/1/3146WiMAX技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離：WiMAX所能實現(xiàn)的50km的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴展。提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將Wi-Fi連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。提供多媒體通信服務(wù)。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。2023/1/3147技術(shù)類別WIMAXWIFI3G標(biāo)準(zhǔn)組織IEEEIEEE3GPP、3GPP2、ITU頻帶2-11GHz，部分需許可證2.4GHz不需許可證2GHz，需許可證多址方式OFDM/FDD、TDDCKK、OFDMCDMA、TDD、FDD速率70Mbps54MbpsHSDPA:7.2Mbps,EVDO：3.1Mbps時延低低高QOS3種無4種覆蓋宏蜂窩（<50Km）<100m宏蜂窩（<7Km）移動性靜止、步行靜止、步行靜止、步行、車載支持切換弱強強安全性中低高商業(yè)模式商業(yè)公眾、商業(yè)公眾、商業(yè)成熟度差很好較好2023/1/31483G可以提供廣覆蓋、高移動性和中等數(shù)據(jù)傳輸速率；WiFi可以提供熱點覆蓋、低移動性和高數(shù)據(jù)傳輸速率；WiMAX可以提供城域覆蓋和高數(shù)據(jù)傳輸速率2023/1/3149第五章接入網(wǎng)接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)的接口銅雙絞線接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)2023/1/3150接入網(wǎng)的定界2023/1/3151接入網(wǎng)的接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）UNI是用戶與網(wǎng)絡(luò)間的接口。業(yè)務(wù)節(jié)點接口（SNI）對交換機的模擬接口（Z接口），它對應(yīng)于UNI的模擬二線音頻接口，可提供普通電話業(yè)務(wù)或模擬租用線業(yè)務(wù)。數(shù)字接口（V接口）,包括單獨接入的V1、V3、VB1和綜合接入的V5.1、V5.2、VB5(VB5.1/VB5.2)。維護管理接口（Q3）2023/1/3152V5接口概述V5最初由美國Bellcore提出，它是專為接入網(wǎng)的發(fā)展而提出的本地交換機(LE)和接入網(wǎng)之間的數(shù)字接口，屬于SNI范疇。V5接口正是為了適應(yīng)接入網(wǎng)范圍內(nèi)多種傳輸媒介、多種接入配置、多種業(yè)務(wù)并存的情況而提出的，根據(jù)速率的不同，V5接口分為V5.1和V5.2接口。2023/1/3153V5接口的由來90年代初，Bellcore將交換機與接入設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化；1993～1994年，ETSI頒布V5接口標(biāo)準(zhǔn)；1994～1995年，ITU-T通過了V5.1接口的G.964建議和V5.2接口的G.965建議。1996年，我國電信總局頒布：YDN020-1996 V5.1接口YDN021-1996V5.2接口2023/1/3154V5接口主要的優(yōu)點如果AN-SNI側(cè)和SN-UNI側(cè)不在同一地方，則可以使用V5接口來實現(xiàn)透明的遠(yuǎn)端連接。V5接口協(xié)議規(guī)定了接入網(wǎng)和LE之間互聯(lián)的信號物理標(biāo)準(zhǔn)、呼叫控制信息傳遞協(xié)議，使得PSTN/ISDN用戶端口終止于接入網(wǎng)而不是LE。通過V5接口接入網(wǎng)只需要完成對用戶端業(yè)務(wù)的提供，呼叫控制功能仍然留給LE完成。這樣就各司其職、獨立發(fā)展，有助于不同網(wǎng)間互聯(lián)。2023/1/3155V5接口主要的優(yōu)點支持接入網(wǎng)通過復(fù)用/分路手段實現(xiàn)對大量用戶信令和業(yè)務(wù)流更有效的傳輸；支持通過Q3接口對接入網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)管理；支持對接入網(wǎng)的資源管理和維護；支持用戶選擇LE；充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。2023/1/3156V5接口的基本內(nèi)容V5.1接口由一條2.048Mb/s的鏈路構(gòu)成，一般在連接小規(guī)模的接入網(wǎng)時使用。接口時隙與業(yè)務(wù)通道一一對應(yīng)不支持集線功能，不支持用戶端口的ISDN基群速率接入，也沒有通信鏈路保護功能。2023/1/3157V5接口連接示意(a)V5.1接口；(b)V5.2接口2023/1/3158V5接口的基本內(nèi)容V5.2接口按需可以由1～16個2.048Mb/s鏈路構(gòu)成，用于中大規(guī)模的接入網(wǎng)連接支持集線功能支持時隙動態(tài)分配用戶端口的ISDN基群速率接入，可以使用大于E1速率的鏈路(最高16個E1速率)。V5.1接口可以看成V5.2接口的子集，V5.1接口可以升級為V5.2接口。2023/1/3159V5接口支持的業(yè)務(wù)PSTN業(yè)務(wù)V5接口既支持單個模擬用戶的接入，又支持PABX的接入，其中用戶信令可以是雙音多頻信號也可以是線路狀態(tài)信號，二者均對用戶附加業(yè)務(wù)沒有影響。在使用PABX的情況下，支持用戶直接撥入功能。ISDN業(yè)務(wù)V5.1接口支持ISDN-BRI接入，而V5.2接口既支持ISDN-BRI接入，又支持ISDN-PRI接入。B通道和D通道的承載業(yè)務(wù)、分組業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)均不受限制。但V5接口不直接支持低于64kb/s的通道速率。2023/1/3160V5接口支持的業(yè)務(wù)專線業(yè)務(wù)專線包括永久租用線、半永久租用線和永久線路(PL)，可以是模擬用戶，也可以是數(shù)字用戶。半永久租用線路通過V5接口，可以使用ISDN中的一個或兩個B通道，而永久租用線和永久線路則旁路V5接口。2023/1/3161V5接口支持的業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)種類V5.1所支持的業(yè)務(wù)V5.2所支持的業(yè)務(wù)單個PSTN用戶接入可以可以PABX接入可以可以ISDN基本接入（2B+D）可以可以ISDN基群速率接入(30B+D)不可以可以永久線路（PL）業(yè)務(wù)可以可以半永久租用線路業(yè)務(wù)可以可以2023/1/3162V5接口的功能描述2023/1/3163V5接口的功能描述承載通道：為來自ISDN-BRI用戶端口分配的B通路或為來自PSTN用戶端口的PCM64kb/s通道提供雙向的傳輸能力。ISDND通道信息：為來自ISDN-BRI和ISDN-PRI用戶端口(V5.2接口)的D通路信息(包括信令，分組型和幀中繼型數(shù)據(jù))提供雙向的傳輸能力。PSTN信令信息：為PSTN用戶端口的信令信息提供雙向的傳輸能力。用戶端口控制：提供每個PSTN和ISDN用戶端口狀態(tài)和控制信息的雙向傳輸能力。2023/1/3164V5接口的功能描述2048kb/s鏈路的控制：2048kb/s鏈路的幀定位、復(fù)幀定位、告警指示和對CRC信息的管理控制。第二層鏈路的控制：為控制協(xié)議、PSTN協(xié)議、鏈路控制協(xié)議和承載通路連接(BCC)等第三層協(xié)議信息提供雙向傳輸能力。用于支持公共功能的控制：提供V5.2接口系統(tǒng)啟動規(guī)程，指配數(shù)據(jù)和重新啟動能力的同步應(yīng)用。定時：提供比特傳輸、字節(jié)識別和幀定位必要的定時信息，這種定時信息也可用于LE和AN之間的同步操作。2023/1/3165VB5接口ATM業(yè)務(wù)節(jié)點的標(biāo)準(zhǔn)化接口，由ITU-T建議G.967規(guī)定。按照ITU-T的B-ISDN體系，采用以ATM為基礎(chǔ)的信元方式傳遞信息并實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)接入。VB5接口分為VB5.1和VB5.2兩種類型VB5.1基于具有指配連接的ATM交叉連接，它是VB5.2的子集；VB5.2在VB5.1的基礎(chǔ)上增加了寬帶承載通路控制部分，能提供VC鏈路的按需連接，包括帶寬和業(yè)務(wù)類型的按需分配。2023/1/3166第五章接入網(wǎng)接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)的接口銅雙絞線接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)2023/1/3167銅雙絞線接入網(wǎng)數(shù)字用戶線技術(shù)xDSL調(diào)制技術(shù)ADSL技術(shù)2023/1/3168xDSL在光纖到戶短期內(nèi)還無法真正實現(xiàn)的情況下，開發(fā)基于雙絞線的寬帶接入技術(shù)，既可以延長雙絞線的壽命，又可以降低接入成本，對電信運營商和用戶都極有吸引力，習(xí)慣上將各種基于雙絞線的寬帶接入技術(shù)統(tǒng)稱為xDSL2023/1/3169xDSL速率對稱型HDSLSDSLIDSL速率非對稱型ADSLVDSLRADSL2023/1/3170xDSL技術(shù)分類HDSL（高比特率數(shù)字用戶線）對稱的DSL技術(shù)，上行和下行速率相同?？衫矛F(xiàn)有電話線銅纜用戶線中的兩對或三對雙絞線來提供全雙工的1.544Mbit/s(T1)或2.048Mbit/s(E1)數(shù)字連接能力。傳輸距離可達3～6公里。2023/1/3171SDSL(對稱數(shù)字用戶線)能夠在一對（兩芯）銅雙絞線上進行E1或T1的傳輸。SDSL僅用一對銅線即可提供速率對稱型通信，是HDSL的單線對版本。SDSL在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離為3km以上，速率范圍從160Kbit/s到2.048Mbit/s。2023/1/3172通信網(wǎng)基礎(chǔ)IDSL:ISDNDSL基于ISDNBRA接入144kb/s速率144kb/s速率(2*64kb/sB通路+16kb/sD通路)2B1Q編碼是一種全雙工的對稱數(shù)字用戶線技術(shù)。不支持模擬電話接入2023/1/3173ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)高速不對稱數(shù)據(jù)接入：下行~8Mb/s，上行~640Kb/s與模擬電話共享線路DMT或CAP編碼有效傳輸距離在5.5公里范圍以內(nèi)。分為全速率模式（又稱ADSLFullRate或G.DMT）和低速率模式（又稱ADSLLite或G.Lite）G.liteADSL是一種簡化的、無電話分離器的ADSL版本下行最高1.5Mb/s，上行最高512Kb/sADSL2、ADSL2+ADSL的下一代最高速率可由8Mb/s提升至16Mb/s，最大傳輸距離則大于等于原先的ADSL能夠達到的范圍2023/1/3174VDSL（甚高速數(shù)字用戶線）是在短距離雙絞線上傳送高速數(shù)據(jù)的DSL技術(shù)。對稱系統(tǒng)在雙絞線上可以雙向傳輸26Mbit/s速率的信號，傳輸距離不超過500m。不對稱系統(tǒng)下行傳輸速率分為13Mbit/s、26Mbit/s和52Mbit/s三種，對應(yīng)上行傳輸速率分為2Mbit/s、2Mbit/s和6.4Mbit/s，其傳輸距離則分別為1500m、1000m和300m。形式與ADSL相似，但距離較短300m~1.5Km使用的頻帶更寬(ADSL約1.1MHz,VDSL可高達12MHz)由于傳輸距離縮短，處理簡化，成本降低2023/1/3175xDSL技術(shù)分類RADSL（速率自適應(yīng)非對稱數(shù)字用戶線）是自適應(yīng)速率的ADSL技術(shù)。能夠自動地、動態(tài)地根據(jù)雙絞線的質(zhì)量和傳輸距離的遠(yuǎn)近調(diào)整自己的速率。能動態(tài)地提交1～8Mbit/s的下行速率，以及從640Kbit/s～1Mbit/s的上行速率。2023/1/3176xDSL性能比較2023/1/3177xDSL的應(yīng)用速率2023/1/3178xDSL頻率512kHZ2023/1/3179xDSL的應(yīng)用層次2023/1/3180銅雙絞線接入網(wǎng)數(shù)字用戶線技術(shù)xDSL調(diào)制技術(shù)ADSL技術(shù)2023/1/3181xDSL調(diào)制技術(shù)2B1Q調(diào)制QAM調(diào)制CAP調(diào)制DMT調(diào)制2023/1/31822B1Q調(diào)制無冗余的四電平脈沖幅度碼，屬于基帶型傳輸碼。所謂2B,是指在一個碼元符號內(nèi)傳送2Bit信息，1Q則是將2Bit信息轉(zhuǎn)換為4個電平的線路碼。每個脈沖可以代表2個二進制符號，所以降低了碼元速率，從而減少了傳輸衰減，延長了傳輸距離。HDSL、SDSL和IDSL等速率對稱型的xDSL都采用這種調(diào)制方法。2023/1/31832B1Q調(diào)制2023/1/3184QAM調(diào)制用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用這種已調(diào)信號在同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)來實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。工作原理發(fā)送數(shù)據(jù)在比特/符號編碼器內(nèi)被分成兩路，速率各為原來的1/2，分別與一對正交調(diào)制分量相乘，求和后輸出。2023/1/3185QAM調(diào)制2023/1/3186CAP（無載波幅度相位調(diào)制）以QAM調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的CAP調(diào)制與QAM調(diào)制類似，在發(fā)信端利用星座圖進行比特編碼，在收信端進行解碼，但不用正交載波，而是通過兩個數(shù)字橫向帶通濾波器進行調(diào)制。CAP能在一個頻率周期或波特內(nèi)傳輸2～9個Bit，因此在相同的傳輸速率下，占用的帶寬比2B1Q減少了一半，并且能減少碼間干擾，傳輸距離更遠(yuǎn)。2023/1/3187CAP調(diào)制CAP2B1QAMIKHz154439217510P2023/1/3188DMT(離散多音頻調(diào)制)是一種并行數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合頻分復(fù)用（FDM）的正交多載波調(diào)制技術(shù)。核心思想把整個傳輸頻帶劃分為若干子信道，每個子信道對應(yīng)不同頻率的載波，在不同的載波上分別進行QAM調(diào)制。不同子信道上傳輸?shù)男畔⑷萘扛鶕?jù)當(dāng)前子信道的傳輸性能決定。為防止各子信道間相互干擾，保證信號能正確接收，載波應(yīng)該是正交的。2023/1/31892023/1/3190DMT(離散多音頻調(diào)制)DMT采用256QAM調(diào)制，將頻帶（0～1.104MHZ）分割為256個獨立的正交子信道，每個子信道帶寬為4.3125KHz。根據(jù)各子信道的瞬時衰減特性、群時延特性和噪聲特性，在每個子信道上分配1～15個比特的輸入數(shù)據(jù)。關(guān)閉不能傳輸數(shù)據(jù)的信道，從而使通信容量達到可用的最高傳輸能力。DMT理論上可以每赫茲傳送15Bit數(shù)據(jù)。2023/1/3191DMT(離散多音頻調(diào)制)2023/1/3192DMT調(diào)制應(yīng)用特點DMT對線路信號衰減的適應(yīng)能力較強由于DMT中每個載波的數(shù)據(jù)傳輸能力可以根據(jù)該載波所在頻段的信噪比進行自動調(diào)節(jié)，因此比較容易適應(yīng)寬頻帶模擬傳信號在市話雙絞線路上出現(xiàn)的非均衡衰減DMT線路自適應(yīng)調(diào)整的步長可以較小由于調(diào)制效率的調(diào)整可以在各個載波內(nèi)進行，DMT可以實現(xiàn)32kbps的線路速率調(diào)整步長DMT具有較強的抗噪聲干擾能力對于可能出現(xiàn)的某些強噪音頻段，DMT甚至可以根據(jù)這些頻段內(nèi)信噪比的實際狀況，將頻段內(nèi)對應(yīng)的載波自動關(guān)閉2023/1/3193DMT與OFDMDMT技術(shù)和OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技術(shù)屬于多載波調(diào)制（Multi-CarrierModulation,MCM）。OFDM常用于無線信道。OFDM技術(shù)特指將信道劃分成正交的子信道，頻道利用率高。而MCM可以是更多種信道劃分方法，在有線環(huán)境中該技術(shù)通常稱為DMT。OFDM和DMT的區(qū)別是：OFDM

對每一個波段使用通用調(diào)制模式。也就是說，每一子波段每秒傳輸相同數(shù)目的比特。例如：OFDM使用于歐洲的無線廣播數(shù)字電視。在無線廣播情況下，所有子波段被假設(shè)為具有統(tǒng)一的噪音特征，這樣通用調(diào)制技術(shù)才有意義。DMT通過在子波段中允許各種效率改進OFDM模式，在總的子波段中允許不同的頻譜利用率。那些有高噪聲問題的子波段可以被限制使用2023/1/3194銅雙絞線接入網(wǎng)數(shù)字用戶線技術(shù)xDSL調(diào)制技術(shù)ADSL技術(shù)2023/1/3195HDSL接入技術(shù)HDSL是一種在兩對或三對雙絞線上實現(xiàn)T1/E1傳輸?shù)娜p工對稱DSL技術(shù)。它采用了2B1Q或CAP編碼技術(shù)。無中繼傳輸距離可達到3～6Km（線徑為0.4～0.6mm）

HDSL的標(biāo)準(zhǔn)Bellcore:基于T1的HDSL標(biāo)準(zhǔn)采用2B1Q編碼，在兩對雙絞線上傳輸T1速率信號，每對銅線的傳輸速率為784Kbit/s。ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會):基于E1的HDSL標(biāo)準(zhǔn)分兩種，一種是在兩對雙絞線上傳輸E1速率信號，每對線速率為1168Kbit/s，另一種是在三對雙絞線上傳輸E1速率信號，每對線速率為768Kbit/s。2023/1/3196HDSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/1/3197ADSL概述利用雙絞線傳送雙向不對稱比特率數(shù)據(jù)的方法，能同時提供電話和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在一對銅線上支持上行速率16Kbit/s～640Kbit/s，下行速率1Mbit/s～8Mbit/s有效傳輸距離在3～5公里范圍以內(nèi)。2023/1/3198ADSL的信道電話信道速率為64Kbit/s占據(jù)0-4KHZ的頻段可雙向配置的中速信道速率為16Kbit/s～640Kbit/s工作頻率范圍為25.875KHZ-138KHZ速率變化步長為32Kbit/s一般作為上行信道使用下行的高速信道速率為1Mbit/s～8Mbit/s工作頻率范圍為140KHZ-1104KHZ速率變化步長為32Kbit/s2023/1/3199ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/1/31100ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于ADSL技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)主要由局端設(shè)備和用戶端設(shè)備組成：局端設(shè)備(DSLAM：DSLAccessMultiplexer)、用戶端設(shè)備、話音分離器、網(wǎng)管系統(tǒng)。局端設(shè)備與用戶端設(shè)備完成ADSL頻帶的傳輸、調(diào)制解調(diào)，局端設(shè)備還完成多路ADSL信號的復(fù)用，并與骨干網(wǎng)相連。話音分離器是無源器件，停電期間普通電話可照樣工作，它由高通和低通濾波器組成，其作用是將ADSL頻帶信號與話音頻帶信號合路與分路。這樣，ADSL的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與話音業(yè)務(wù)就可以互不干擾。2023/1/311012023/1/31102ADSL收發(fā)信機原理2023/1/31103DSLAM是ADSL接入的局端設(shè)備，目前的產(chǎn)品可以集成BRAS（寬帶接入服務(wù)器）功能。第一代：純ATM結(jié)構(gòu)從下行的線路到上聯(lián)的接口全部采用ATM方式。它提供ATM接口（如155Mbit/s的ATM接口或N*2Mbit/sIMAATM接口），上聯(lián)城域核心網(wǎng)，具有ATMVP/VC交叉連接，提供ATM流量匯聚、通過ATM的QoS技術(shù)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量及流量控制。只能使用ATM網(wǎng)絡(luò)為其核心接入網(wǎng)絡(luò)，從ATM到IP的網(wǎng)關(guān)設(shè)備BRAS同時要支持ATM和IP兩種協(xié)議，建設(shè)成本高。目前網(wǎng)上實際安裝的DSLAM絕大多數(shù)都是這種方式的DSLAM。2023/1/31104DSLAM第二代：ATM內(nèi)核IP上聯(lián)是一種過渡性產(chǎn)品，其ATM與IP的轉(zhuǎn)換集中在上聯(lián)IP接口板，由其統(tǒng)一處理。采用ATM信元總線/矩陣交換內(nèi)核，并具有IP上行接口上聯(lián)接口成為瓶頸，在數(shù)據(jù)流量較大時很容易導(dǎo)致上聯(lián)端口的堵塞。既沒有繼承ATM豐富的QOS特性，也沒有學(xué)習(xí)到IP的豐富的業(yè)務(wù)特性，但解決了第一代DSLAM在組網(wǎng)時完全依賴ATM網(wǎng)絡(luò)的缺陷。2023/1/31105DSLAM第三代：IP內(nèi)核IP上聯(lián)又稱IPDSLAM在xDSL線路接口卡完成ATM和IP的轉(zhuǎn)換，同時采用大容量的IP交換內(nèi)核。在ATM與IP的轉(zhuǎn)換上采用了分布式結(jié)構(gòu)，在每個ADSL業(yè)務(wù)板上實現(xiàn)了ATM信元的終結(jié)和每條PVC與VLANID的映射。大容量的以太網(wǎng)背板保證了所有端口的無阻塞交換。不需建設(shè)或維護ATM網(wǎng)絡(luò)，使建設(shè)與運營成本大大下降。2023/1/31106ADSL工作原理為實現(xiàn)普通雙絞線上互不干擾的同時執(zhí)行電話業(yè)務(wù)與高速數(shù)據(jù)傳輸，ADSL采用FDM(頻分復(fù)用)和離散多音調(diào)制(DMT：DiscreteMultitone)技術(shù)。傳統(tǒng)電話通信目前僅利用了雙絞線20kHz以下的傳輸頻帶，20kHz以上頻帶的傳輸能力處于空閑狀態(tài)。ADSL采用FDM技術(shù)，將雙絞線上的可用頻帶劃分為三部分：其中，上行信道頻帶為26～138kHz，主要用于發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信息；下行信道頻帶為138～1104kHz；傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)仍然占用20kHz以下的低頻段。就是采用這種方式，利用雙絞線的空閑頻帶，ADSL才實現(xiàn)了全雙工數(shù)據(jù)通信。2023/1/31107ADSL的頻譜分配0～1.104MHz頻帶，DMT載波頻率為4.3125kHz的倍數(shù),N=256頻譜安排：將0～4kHz低端子信道留給普通電話信號使用上行信號占25.875～138kHz載波為6~31下行信號有兩種選擇25.875～1104kHz，與上行信號的頻譜有重疊，需通過回波抵消(EC)技術(shù)消除相互干擾138～1104kHz無重疊區(qū)，稱為FDM方式，不需要EC電路2023/1/31108ADSL頻譜安排參考方案ADSL的頻譜分配2023/1/311092023/1/31110FDM方式2023/1/31111EC方式2023/1/31112ADSL系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)ADSL之所以能充分地利用普通雙絞電話線的傳輸潛力，在于它使用了DMT調(diào)制技術(shù)，在設(shè)備初始化過程中進行了收發(fā)器訓(xùn)練和子信道分析，同時在使用中動態(tài)調(diào)節(jié)每個信道的功率和傳輸比特數(shù)，達到最優(yōu)的傳輸速率。2023/1/31113ADSL調(diào)制技術(shù)ADSL系統(tǒng)利用雙絞線的0～1.104MHz頻帶中的0～4KHz頻帶傳輸電話音頻。DMT調(diào)制將其它的頻帶分成255個子信道，子信道之間頻率間隔為4.3125KHz。再根據(jù)每個子信道的噪聲情況對數(shù)據(jù)進行動態(tài)比特分配，對不能傳輸數(shù)據(jù)的信道則予以關(guān)閉，從而使并聯(lián)復(fù)合信道的傳輸能力達到最大。DMT是一種有效的并行傳輸技術(shù)，傳輸調(diào)制效率可達15Bit/符號/信道。2023/1/31114DMT調(diào)制的基本結(jié)構(gòu)2023/1/311152023/1/31116ADSL的比特率及其適配每個子信道采用QAM調(diào)制獨立平行工作數(shù)據(jù)符號速率為4KHz每個子信道2~15bit/符號/Hz子信道最大比特率為60Kb/s星座圖的點數(shù)最大為32768（215）用戶數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位組裝成幀，以幀為單位進行DMT調(diào)制用戶數(shù)據(jù)幀的等效調(diào)制速率為4000幀/秒幀長每增減一字節(jié)，等效為用戶數(shù)據(jù)速率增減32kbit/s傳輸速率可以以32kbit/s的步長作精細(xì)調(diào)節(jié)2023/1/31117系統(tǒng)初始化過程和功率調(diào)整

DMT調(diào)制技術(shù)提供了子信道傳輸速率自適應(yīng)和動態(tài)調(diào)整的理論，但還要通過具體的方法實現(xiàn)。ADSL設(shè)備主要是通過初始化過程中的收發(fā)器訓(xùn)練、子信道分析和運行中的功率調(diào)整來實現(xiàn)的。在工作過程中，ADSL系統(tǒng)具有在不中斷業(yè)務(wù)下對業(yè)務(wù)性能監(jiān)控的功能，對異常的事件、故障和誤碼可進行監(jiān)測。同時，系統(tǒng)還具有比特交換的功能，將傳輸質(zhì)量差的子信道的部分比特轉(zhuǎn)移到信噪比富余度較大的子信道傳輸。2023/1/31118ADSL的網(wǎng)絡(luò)傳送模式ATM傳送模式承載的傳送數(shù)據(jù)格式為ATM信元。以太網(wǎng)卡將較高層的數(shù)據(jù)按照以太網(wǎng)的幀格式適配到以太網(wǎng)幀內(nèi)，依以太網(wǎng)幀格式發(fā)送到ATU-R,在ATU-R內(nèi)進行ATM信元封裝。局端DSLAM設(shè)備上行鏈路的數(shù)據(jù)接口通常為標(biāo)準(zhǔn)的ATM接口，并可直接或通過本地傳輸網(wǎng)絡(luò)與ATM交換機相連，再通過路由器連到IP網(wǎng)絡(luò)。Packet傳送模式ADSL系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據(jù)格式可采用可變長度的第二層以太網(wǎng)幀或第三層IP包。IP包經(jīng)過DMT調(diào)制后通過電話線傳輸?shù)诫娫捊粨Q局前端，經(jīng)過解調(diào)后進入以太網(wǎng)交換機，再通過路由器連接Internet。2023/1/31119PPPOA2023/1/31120PPPOE2023/1/31121ADSL專線2023/1/31122ADSL的發(fā)展ITU-T于1998年10月制定了無需分離器的G.992.2標(biāo)準(zhǔn)，又稱G.lite。G.lite

使用的傳輸頻帶是25～552kHz，不再需要在用戶電纜中傳輸衰耗大的552～1104kHz頻帶，因而傳輸距離得到延長，G.liteModem價格也低于ADSLModem。G.lite

也采用DMT

線路編碼方式，抗擾性較好，下行速率范圍為64kb/s～1.5Mb/s，上行速率范圍為32～512kb/s。G.lite設(shè)備也可同時支持電話、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。2023/1/31123G.dmt和G.lite的比較共同點：G.lite和G.dmt都采用DMT調(diào)制和解調(diào)技術(shù)局端都需要Splitter不同點：頻帶不同G.dmt頻帶為28K-1.1MG.lite頻帶為28K-512K傳輸速率不同G.dmt上行1Mbps,下行8MbpsG.lite上行640Kbps,下行1.5Mbps客戶端不同G.dmt需要Splitter,G.lite不需要Splitter功耗不同G.dmt功耗大于G.lite2023/1/31124新一代ADSL技術(shù)第一代ADSL技術(shù)弱點：較低的下行傳輸速率難以滿足一些高速業(yè)務(wù)的開展；所支持的線路診斷能力較弱；難以解決設(shè)備的散熱問題等；ADSL2G.992.3是在第一代ADSL的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其下行頻譜與第一代ADSL相同，由于強制支持四維、16狀態(tài)格狀碼，所以理論上其最高下行速率可以達到12Mbit/s，最高上行速率可以達到1.2Mbit/s左右。無分離器ADSL2（G.992.4）是對G.lite（G.992.2）的增強，主要包括兩大方面：一是與G.992.3相似的改進；二是與無分離器特性相關(guān)的改進。2023/1/31125ADSL2+（G.992.5）在ADSL2(G.992.3)的基礎(chǔ)上進行改進,主要包括兩方面:頻譜范圍更寬擴展(使用1.1-2.208MHz頻段)子載波數(shù)增加至5122023/1/31126

ADSL2+的頻帶劃分2023/1/31127新一代ADSL技術(shù)與第一代ADSL技術(shù)的比較：其傳輸速率與距離有較大提高；可實現(xiàn)故障實時診斷；采用精密的速率自適應(yīng)技術(shù)，提高了線路抗噪聲性能。ADSL2、ADSL2+還具有互操作性好（多廠商互連互通性好）、鏈路建立時間短（由原來的10s減低為3s）等優(yōu)點。ADSL2+還使傳輸頻帶、速率得到進一步拓展。2023/1/31128第五章接入網(wǎng)接入網(wǎng)的基本概念接入網(wǎng)的接口銅雙絞線接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)2023/1/31129

光接入網(wǎng)（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結(jié)構(gòu)OAN的分類有源光接入網(wǎng)AON無源光接入網(wǎng)PON2023/1/31130光接入網(wǎng)概述光接入網(wǎng)指采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，一般指本地交換機與用戶之間采用光纖或部分采用光纖通信的接入系統(tǒng)。按照用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)放置的位置不同又劃分為FTTC(光纖到路邊)、FTTB(光纖到樓)、FTTH(光纖到戶)等等。2023/1/31131光纖接入網(wǎng)的參考配置2023/1/31132OAN的參考配置光纖接入網(wǎng)一般由局端的光線路終端(OLT)、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)以及光配線網(wǎng)(ODN)和光纖組成。OLT：具有光電轉(zhuǎn)換、傳輸復(fù)用、數(shù)字交叉連接及管理維護等功能，實現(xiàn)接入網(wǎng)到SN的連接。ONU：具有光電轉(zhuǎn)換、傳輸復(fù)用等功能，實現(xiàn)與用戶端設(shè)備的連接。ODN：具有光功率分配、復(fù)用/分路、濾波等功能，它為OLT和ONU提供傳輸手段。2023/1/31133OLT功能模塊示意圖供電OAM復(fù)用/解復(fù)用功能交叉連接功能ODN接口功能核心網(wǎng)絡(luò)ODN接口功能千兆以太接口千兆以太接口TDM接口2023/1/31134ONU功能模塊示意圖業(yè)務(wù)部分

用戶端口功能

用戶端口功能

用戶

供電

公共部分

OAM

復(fù)用/解復(fù)用功能交叉連接功能

ODN接口功能

核心部分

ODN

2023/1/31135ODN組成光配線網(wǎng)（ODN）為OLT和ONU提供光傳輸媒質(zhì)作為其間的物理連接。通常，ODN是由無源光元件組成的光源分配網(wǎng)，主要的無源光元件有：單模光纖和光纜；無源光衰減器；光纖帶和帶狀光纜；光纖接頭；光連接器；無源分路元件，又稱光分路器（OBD）。2023/1/31136ODN的配置通常為點到多點方式，即多個ONU通過ODN與一個OLT相連。這樣，多個ONU可以共享同一光傳輸媒質(zhì)和光電器件，從而節(jié)約了成本。點到點配置，即一個ONU與一個OLT相連的形式可以看作是上述點到多點方式的特例或子集，此時無需光分路器。2023/1/31137ODN的應(yīng)用類型2023/1/31138光纖到路邊（FTTC）ONU設(shè)置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，即DP點，有時也可能設(shè)置在交接箱處，即FP點，但通常為前者。FTTC結(jié)構(gòu)主要適用于點到點或點到多點的樹型—分支拓?fù)?。光纖到樓（FTTB）FTTB也可以看作是FTTC的一種變型，不同處在于將ONU直接放到樓內(nèi)，再經(jīng)多對雙絞線將業(yè)務(wù)分送給各個用戶。FTTB是一種點到多點結(jié)構(gòu)。FTTB的光纖化程度比FTTC更進一步，光纖已敷到樓。里B表示Buliding，主要指公寓樓。

光纖到家（FTTH/O）在原來的FTTC結(jié)構(gòu)中，如果將設(shè)置在路邊的ONU換成無源光分路器，然后將ONU移到用戶家即為FTTH結(jié)構(gòu)。FTTO主要用于大企事業(yè)用戶，業(yè)務(wù)量需求大，因而結(jié)構(gòu)上適于點到點或環(huán)型結(jié)構(gòu)。而FTTH用于居民住宅用戶，業(yè)務(wù)量需求很小，因而經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)必須是點到多點方式。2023/1/31139光纖接入網(wǎng)系統(tǒng)的要求光纖類型雙向傳輸技術(shù)OAN容量和ONU類別邏輯傳輸距離2023/1/31140光纖類型光纖類型從大的方面看可以劃分為單模光纖和多模光纖兩類。鑒于單模光纖的損耗低、帶寬寬、制造簡單和價格低廉，在公用電信網(wǎng)（包括接入網(wǎng)）中已成為主導(dǎo)光纖類型。單模光纖又分為G.652、G.653、

G.654和G.655四種?？紤]到成本及網(wǎng)絡(luò)的維護和統(tǒng)一性，ITU-T規(guī)定在接入網(wǎng)中只使用生產(chǎn)量最大，價格最便宜，性能優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)G.652光纖。

可用工作波長區(qū)

1310nm窗口波長分配范圍是1260～1360nm1550nm窗口波長分配范圍是1480～1580nm2023/1/31141雙向傳輸技術(shù)空分復(fù)用（SDM）

對上行信號和下行信號用分開的兩根光纖傳輸，即所謂單工方式。當(dāng)傳輸距離較長時不夠經(jīng)濟。由于兩個方向的信號傳輸通路互相獨立，因而對于光源波長沒有特殊要求，只要在1

310nm波長區(qū)內(nèi)，是否相同無關(guān)緊要。2023/1/31142時間壓縮復(fù)用（TCM）

其基本原理是將同一根光纖上的傳輸時間劃分為一個個的時間段，上行信號和下行信號分別在不同的時間段內(nèi)以脈沖串的形式輪流傳輸。由于同一時刻只允許一個方向傳輸信號，因而稱為半雙工方式。這種方法只利用一根光纖，但不斷交替改變傳輸方向，使兩個方向的信號得以輪流地在同一根光纖上傳輸，就像打乒乓球一樣，因而又稱“乒乓法”。2023/1/31143實現(xiàn)TCM傳輸有兩種方法：利用一只激光器既作光源又作檢測器，只要有一收發(fā)控制開關(guān)準(zhǔn)確地控制其收發(fā)時間，使之不發(fā)生沖突即可。然而這種方法激光器兼作檢測器的靈敏度較差，速率較高時，光通道可用光預(yù)算很小。利用兩套獨立收發(fā)設(shè)備，兩端各設(shè)一個光耦合器用于分離上行和下行信號，兩個方向的信號發(fā)送在時間上分開，分別占用不同的時隙輪流發(fā)送。采用TCM方式時，兩個方向的信號允許工作在同一波長，但目前規(guī)定必須在1

310nm波長區(qū)。2023/1/31144雙向傳輸技術(shù)波分復(fù)用（WDM）在一根光纖上的上行和下行信號用不同的波長，每個方向上的信號傳輸由波分復(fù)用器件分開。副載波復(fù)用（SCM）

將兩個方向的信號經(jīng)過調(diào)制，分別安排在不同頻段即可實現(xiàn)單纖同波長雙向傳輸?shù)哪康摹?023/1/31145光纖接入網(wǎng)系統(tǒng)的要求OAN容量和ONU類別ITU-T對于OAN的容量和ONU的類別以及最大分路比都有明確的規(guī)定，如表所示。OAN容量實際就是OLT的容量規(guī)格要求。ONU的類別則按照其在用戶側(cè)所需要的最大通透容量來規(guī)定，即以B通路（64kbit/s承載通路）為基本度量單位。2023/1/31146

2023/1/31147光纖接入網(wǎng)系統(tǒng)的要求邏輯傳輸距離：指特定傳輸系統(tǒng)所能通達的最大距離，與光路的光功率預(yù)算無關(guān)，主要取決于信號幀的構(gòu)成及分路比和傳輸方式，實際系統(tǒng)傳輸距離只可能短于邏輯傳輸距離。2023/1/31148光接入網(wǎng)（OAN）OAN定義和參考配置OAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)OAN的分類有源光接入網(wǎng)AON無源光接入網(wǎng)PON2023/1/31149OAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)四種代表結(jié)構(gòu)單星結(jié)構(gòu)雙星結(jié)構(gòu)總線形環(huán)形2023/1/31150單星形特點：“點對點”用戶獨立，保密性好，易于升級無共享、成本高、適于大容量用戶2023/1/31151雙星形特點：“共享主干”高成本部分共享特點：“共享主干＋采用無源器件”

PON或WDMPON

省去有源設(shè)備，維護成本降低，易于升級2023/1/31152總線形特點：“共享主干＋光功率分配”類似于總線，適合分配形業(yè)務(wù)（CATV…）

可靠性有所下降2023/1/31153環(huán)形優(yōu)點：“網(wǎng)絡(luò)可靠性高”2023/1/31154光接入網(wǎng)（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結(jié)構(gòu)OAN的分類有源光接入網(wǎng)AON無源光接入網(wǎng)PON2023/1/31155OAN分類按照ODN采用的器件類型可分為有源光網(wǎng)絡(luò)(AON：ActiveOpticalNetwork)指光配線網(wǎng)ODN含有有源器件(電子器件、電子電源)的光網(wǎng)絡(luò)一般以PDH、SDH技術(shù)為主距離、容量可以比較大主要用于長途骨干傳送網(wǎng)。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON：PassiveOpticalNetwork)指ODN不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。但在光纖接入網(wǎng)中，OLT及ONU仍是有源的。由于PON具有可避免電磁和雷電影響，設(shè)備投資和維護成本低的優(yōu)點，在接入網(wǎng)中很受歡迎。2023/1/31156光接入網(wǎng)（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結(jié)構(gòu)OAN的分類有源光接入網(wǎng)AON無源光接入網(wǎng)PON2023/1/31157有源光網(wǎng)絡(luò)可分為基于SDH的AON和基于PDH的AONAON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常是星形或環(huán)形。接入網(wǎng)中需要的SDH設(shè)備應(yīng)是應(yīng)是小型、低成本、易于安裝和維護的，需要開發(fā)新的低速率接口。G.708規(guī)定了兩種接口傳送TUG-2的接口sSTM-2n當(dāng)n=1時,信號速率為7.488Mbit/s；當(dāng)n=2時,信號速率為14.4Mbit/s；當(dāng)n=4時,信號速率為28.224Mbit/s。傳送TU-12的接口sSTM-1kk值限于1、2、4、8和16,且主要適用于無線傳送技術(shù)。其速率則分別為2.88Mbit/s、5.184Mbit/s、9.792Mbit/s、19.008Mbit/s和37.44Mbit/s。2023/1/31158基于SDH的有源光接入網(wǎng)2023/1/31159SDH在接入網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)越性不大塊狀幀結(jié)構(gòu)，開銷太大。高速率接口，不利于接入網(wǎng)速率。僅靠SDH無法解決到戶的問題。成本問題。2023/1/31160光接入網(wǎng)（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結(jié)構(gòu)OAN的分類有源光接入網(wǎng)AON無源光接入網(wǎng)PON2023/1/31161PON的接入結(jié)構(gòu)2023/1/31162PON的工作原理下行采用TDM技術(shù)，以廣播方式發(fā)送，各ONU分別提取屬于自己的信息采用時分復(fù)用方式為每個ONU分配時隙，將送往各ONU的信號復(fù)用后送至饋線光纖，通過光分路器以廣播方式送給所有與OLT相連的ONU,各個ONU收到信號后分別在預(yù)先分配的時隙內(nèi)接入并取出屬于自己的信息即可。2023/1/31163PON的工作原理上行TDMA，OLT集中控制，針對每個ONU分配專用的timeslot。當(dāng)OLT與ONU的連接方式采用點到多點的連接方式時，多點用戶的上行接入，多采用TDMA方式。在上行傳輸時，將時間分成若干個時隙，每個ONU的信息以分組方式在預(yù)先確定的時間插入預(yù)先分配好的時隙內(nèi)送給OLT。2023/1/31164

PON的工作原理2023/1/31165PON的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)ITU-TRatifiedA/BPON

(ITUG.983.x)&GPON(ITUG.984.x)APON-ATMPON（后改名BPON–BroadbandPON）GPON–GigabitPONIEEERatifiedEPON(IEEE802.3ah)EPON-EthernetPONor（EFM–EthernetintheFirstMile）2023/1/31166

BPONGPON和

EPON比較主要差異在于采用不同的二層技術(shù)：2023/1/31167BPON/APON的最高速率為622Mbit/s，二層采用的是ATM技術(shù)。EPON可以支持1.25Gbit/s對稱速率，將來速率還能升級到10Gbit/s，二層采用的是Ethernet技術(shù)。GPON是指支持吉比特速率的PON，其技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的通用成幀規(guī)程（GFP）對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務(wù)進行封裝映射，能提供1.25Gbit/s和2.5Gbit/s下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率，并具有強大OAM功能，在高速率和支持多業(yè)務(wù)方面，GPON有明顯優(yōu)勢。2023/1/31168BPON/APON由于技術(shù)比較復(fù)雜、成本較高、速率有限、IP業(yè)務(wù)映射效率低等原因，不宜再采用。EPON是基于以太網(wǎng)承載技術(shù)的一種PON標(biāo)準(zhǔn)，對于IP業(yè)務(wù)有較好的支持能力及效率，并且技術(shù)相對簡單、成本低，對于采用以太網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的運營商來說是個不錯而且性價比較高的選擇。2023/1/31169GPON由FSAN/ITU標(biāo)準(zhǔn)化（G.984）。其目標(biāo)是形成傳輸速率更高、更大分路比、能高效承載多種業(yè)務(wù)并具有更強大的OAM功能的寬帶PON技術(shù)。GPON引入了一個全新的傳輸匯聚（TC）子層，并規(guī)定TC子層可以采用ATM和GEM兩種封裝方式。采用了125us的幀長及定時機制，將各種業(yè)務(wù)載荷（包括TDM和分組）都通過GFP封裝入定長幀中，可以較容易的支持TDM和話音業(yè)務(wù)，并通過帶寬指針（pointers）為每一個ONU動態(tài)分配上行帶寬。GPON相對EPON來說，更注重對多業(yè)務(wù)的支持能力（TDM、IP），上聯(lián)業(yè)務(wù)接口及下聯(lián)用戶接口更為豐富（Ge、Fe、STM-1、E1等）。GPON下行速率高達2.5Gbit/s，上、下行可采用不對稱的速率。2023/1/31170APON基于APON的光纖接入網(wǎng)，是指在OLT與ONU之間的ODN中采用ATMPON技術(shù)。APON的主要設(shè)備包括局端的OLT、用戶端的ONU、位于ODN的無源光分路器，以及光纖。其結(jié)構(gòu)上的主要特點是：無源光分路器與ONU之間構(gòu)成點對多點的結(jié)構(gòu)(目前典型的是1：64)，使得多個用戶可以共享一根光纖的帶寬，以降低接入成本和設(shè)備復(fù)雜度；采用ATM傳輸技術(shù)，即OLT與ONU之間通過VPI/VCI直接將53字節(jié)的ATM信元轉(zhuǎn)換成光信號傳遞。2023/1/31171APON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OLT上的每個APON接口可連接多達32個ONU。從局端OLT到ONU傳送下行信號采用TDM技術(shù)，從ONU到OLT傳送上行信號采用TDMA技術(shù)。雙向傳輸方式

單向雙纖的空分復(fù)用方式，即采用兩根光纖，分別傳輸上行和下行信號，工作波長限定在1310nm區(qū)單纖粗波分復(fù)用方式，即采用一根光纖，異波長雙工，上下行波長分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)。2023/1/31172APON工作原理示意圖APON工作原理2023/1/31173APON工作原理為在一根光纖上實現(xiàn)全雙工通信，APON的下行數(shù)據(jù)信道使用1550nm波長，當(dāng)來自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)到達OLT時，OLT采用TDM方式將數(shù)據(jù)交換至無源光分路器，后者簡單地采用廣播方式將下行的ATM信元傳給每一個ONU，每個ONU根據(jù)業(yè)務(wù)建立時OLT分配的28bit的VPI/VCI進行ATM信元過濾，接收屬于自己的信元。2023/1/31174APON工作原理APON的上行數(shù)據(jù)信道使用1310nm波長，采用TDMA方式實現(xiàn)多址接入。由于用戶端ONU產(chǎn)生信號是“突發(fā)”模式，而不同ONU發(fā)出的信號是沿不同路徑傳輸?shù)?，因此，它們將不同步地到達OLT。2023/1/31175APON工作原理為防止多用戶信號碰撞，保證多用戶接入的安全性，因此所有的ONU之間發(fā)送數(shù)據(jù)時必須進行同步，通常由OLT首先測試到ONU的距離，測距的目的是補償ONU到OLT之間的距離不同而引起的傳輸時延差異，根據(jù)ONU到OLT的距離，OLT為ONU分配一個合適的時隙，以保證ONU之間發(fā)送數(shù)據(jù)時相互不沖突，然后通過信元通知ONU。隨后ONU必須在指定的時隙內(nèi)完成光信號的發(fā)送。2023/1/31176EPONEPON是EthernetPON的簡寫。EPON采用點到多點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下行采用廣播方式、上行采用TDMA方式實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。EPON技術(shù)將以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)相結(jié)合，其目標(biāo)是以簡單的方式實現(xiàn)點到多點的高速以太網(wǎng)光纖接入。EPON技術(shù)的核心是在保留傳統(tǒng)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上定義了一種新的應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范、一種新的MAC多點控制層協(xié)議（MPCP），以實現(xiàn)在點到多點無源光網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)幀的時分多址接入，以及一種運行維護和管理（OAM）機制。2023/1/31177EPON基本特點OLT與ONU之間信號傳輸基于IEEE802.3以太網(wǎng)幀采用8B/10B的線路編碼，數(shù)據(jù)速率為上下行對稱1Gbps,線路比特率為上下行對稱1.25GbpsP2MP仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件。以MAC控制子層的MPCP機制為基礎(chǔ)，MPCP通過消息、狀態(tài)機和定時器來控制訪問P2MP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分光比1：322023/1/31178EPON分層結(jié)構(gòu)參考模型（a）分層結(jié)構(gòu)參考模型(b)分層結(jié)構(gòu)參考模型細(xì)化2023/1/311792023/1/31180EPON分層結(jié)構(gòu)參考模型MACClient(媒體訪問控制客戶端)子層提供終端協(xié)議棧的以太網(wǎng)MAC和上層之間的接口；OAM子層則負(fù)責(zé)有關(guān)EPON網(wǎng)絡(luò)運維的功能；多點MAC控制（Multi-PointMACControl）子層：負(fù)責(zé)ONU的接入控制，通過MAC控制幀完成對ONU的初始化、測距和動態(tài)帶寬分配，采用申請/授權(quán)(Request/Grant)機制，執(zhí)行多點控制協(xié)議(MPCP),MPCP的主要功能是輪流檢測用戶端的帶寬請求，并分配帶寬和控制網(wǎng)絡(luò)啟動過程;2023/1/31181MAC子層：基本功能是成幀，它將