接入网技术教学课件汇总完整版电子教案全书课件
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以前，传统的电信网络没有独立的接入网 接入网的原型：最初的接入段—用户环路 附属于电话网甚至附属于特定程控交换机
接入网概念的提出
*
1975年，格拉斯哥会议，英国电信BT（Britain telecommunication）首次提出接入网概念 基于电信接入业务需求 基于电话线介质 1976年，曼彻斯特，接入网组网的可行性试验 1977年，苏格兰和伦敦地区，较大规模推广应用 1978年，正式命名为“接入网组网”
接入网的定义
ITU－T第13组于1995年7月通过关于接入网框架结构新建议G.902，其对接入网的定义如下： 接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由网管接口Q3进行配置和管理。
*
业务端口功能（SPF）
作用: 一将特定SNI规定的要求与公用承载通路相适配，以便核心功能进行处理；二选择有关信息，以便在AN系统管理功能中进行处理。 功能： 终结SNI。 将承载要求、时限管理和操作运行映射进核心功能组。 特定SNI所需要的协议映射。 SNI的测试和SPF的维护。 管理和控制。
韩国：1998年7月开始相关设备和技术的试验和测试，1999年7月正式开始宽带接入系统的建设和运营。韩国宽带接入技术选用ADSL技术，在全国已开通了400万线的ADSL设备，并拥有近400用户的规模。
美国:美国大西洋贝尔等多家公司计划投资500~600亿美元为美国的1000多万用户更新用户环路；Future Vision公司在新泽西州进行了包含MPEG-2、ATM和PON在内的网络建设，最终用户将达38000户。2000年，美国约有4000万家庭使用光纤接入网。
*
用户线系统特点
从传统电信网的角度看： 用户线附属于Z接口，完成电话业务的传输和分配任务。用户线的管理和维护在交换机侧完成。用户线系统在功能上、概念上不属于整个电信网的核心部分，只是网络的附属部分。
从网络角度看： 用户线系统的网络拓扑结构为星形，接口为Z接口，传输技术为音频实线传输；
CPN
接 入 网
核心网
接 入 网
CPN
UNI
SNI
UNI
SNI
CPN: (Customer Premises Network) 用户驻地网 UNI: ( User Network Interface) 用户网络接口 SNI: ( Services Node Interface) 业务节点接口
*
业务节点接口（SNI）
业务节点节点类型 ①仅支持一种专用接入类型。 ②支持多种接入类型，支持相同的接入承载能力。 ③支持多种接入类型，支持不同的接入承载能力。 业务节点接口类型 模拟接口（Z接口）；数字接口（V接口）。 ITU-T开发和规范的综合接入V接口（V5.1和V5.2） 业务节点业务类型：本地交换机、IP选路器租用线，或者特定配置下的点播电视和广播电视业务节点等。
*
接入网作用、组成、范围
作用：负责将电信业务透明地传送到用户。主要是为了解决将图像、数据、语音等多种业务综合地传送到用户
网络组成：用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。
网络管辖范围：用户驻地网有大有小，大到一栋楼内一个公司的内部网，小到一个家庭的一部话机。
*
接入网发展历程
接入网是在铜线用户环路的基础上发展演变而来的，早期的用户接入线也被称为用户环路系统。
WLAN
GPRS
CDMA-1X
PON
多家运营商并存—并存才能形成竞争 竞争才能发展 多种技术并存—接入环境差异很大 接入需求差异很大 没有一种技术能满足各种环境、各种需求的接入
竞争使用户—有了更多选择权 享受到更便宜、更好的服务 打破了行业垄断—个别运营商独霸不存在 竞争给运营商—提供了发展的机会 同时也面临着生存的挑战
综合接入
PON
*
第一章 接入网技术基础
1.1-1.2 基本概念 发展历程
*
理解定义与定界 掌握功能与接口 理解接入类型 了解接入网管理
目的 要求
接入网定义定界 接入网功能结构
重难点
第一章 接入网技术基础
*
接入网市场现状
竞争的格局 市场竞争 技术竞争
并存的格局多家营运商并存多种技术并存
竞争的影响
实质—运营商抢占市场 运营商—电信、有线电视公司、铁通、移动、联通 措施—提高服务;增加新业务;降低价格;广告宣传 恶意诋毁;甚至破坏设施
ADSL
Cable modem
Ethernet
*
用户如何选择接入运营商
A接入网
B接入网
运营商A
运营商B
*
运营商面临的问题
接入环境多样、差异极大 如何在不同环境下提供最佳接入方式？
不同接入用户接入需求差异大 如：个人用户和集团用户差异 如何量身定做提供个性化服务？
运营和接入管理是难题 如何有效控制用户的接入？ 如何保证用户信息的安全？
*
结合PON网络建设做好接入网总体规划
网络规划部署原则？
案例：运营商A-中国电信
总体目标？
城市地区
选用技术？
农村地区
DSL技术
光接入网技术
FTTH/FTTO
FTTC+xDSL
FTTN+ADSL
*
案例：运营商B-广电公司
课后思考： 广电公司如何进行接入网应用？ （查阅相关资料）
*
核心网
接入网
可归纳为两大功能群: 传送功能、系统管理功能 传送功能包括TF、UPF、SPF、CF 承载并运送业务 UPF/SPF/CF主要是适配功能，是TF的外围功能 系统管理功能SMF 供TMN进行系统管理
SNI
AN-SMF
UPF
CF
TF
CF
SPF
UNI
Q3
AN
*
用户端口功能（UPF）
作用:将特定的UNI要求与核心功能和管理功能 相适配。 功能： 终结UNI。 A/D转换和信令转换。 UNI的激活/去激活。 处理UNI承载通路及容量。 UNI的测试和UPF的维护。 管理和控制功能。
*
接入网标准的出台
*
制定接入网标准的机构：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTU-T：国际电信联盟标准部 ITU: International Telecommunications Union TSS: Telecommunication Standardization Sector ITU-T参与BT的前期所有工作 1979年，ITU-T开始制定有关接入网的标准 1995年，电信网接入网标准ITU-T G.902发布 2000年，IP接入网标准ITU-T Y.1231发布
北京、上海等大中城市进行“光纤到小区”和“光纤到智能大楼”的建设。 广电部门要将专用的CATV网改造为具有宽带数据和话音接入的宽带接入网
*
日本：1995年开始，投资200亿美元，全面建设接入网。东京实施“光纤到智慧大楼”计划。2000年全日本10%的地区实现光纤到大楼，2015年实现光纤到用户。
接入网在其他国家的发展
网络节点：吞吐量已突破60～80Gb／s，总吞吐量超过1Tb／s的高性能路由器也已问世
*
建设接入网的迫切性—用户终端
CPU的性能每18个月就翻一番
IP已明显成为主导通信协议，已达70％～80％
因特网业务正成为普通居民用户日益重要的接入业务，从电子邮件到Web浏览乃至视频业务，带宽要求正以几倍几十倍的速度增长
1.3-1.8 定义、结构、接口、接入类型、管理
第一章 接入网技术基础
*
课前思考
*
接入网在电信网中的位置？
CPN
接 入 网
核心网
接 入 网
CPN
UNI
SNI
UNI
SNI
接入网前身的用户线路网结构？
用户线路网结构
*
接入网技术
*
接入网技术
通信专业的任职拓展类专业课程 ，立足通信网络需求，学习接入网的理论和技术，为第一任职打下牢固的理论基础 。
☻了解目前和未来接入网中主要新技术的基本原理、技术特点、应用和发展前景 ； ☻ 系统掌握接入网应用开发中的主流技术； ☻拓展和弥补不同专业背景学生有关接入网的技术知识。
*
接入网接口
用户网络接口（UNI）
业务节点接口（SNI）
管理接口（Q3）
*
用户网络接口（UNI）
接入业务不同，接口类型和信号方式亦不同。 UNI包括： （１）模拟话机接口（Z接口） （２）ISDN－BRＡ 的2B+D(144Kb/s)U接口 （３）ISDN－PRＡ的2Mb/s基群接口 （４）各种专线接口（64Kb/s数据接口、话带数据接口V.24及V.35等）。
*
AN系统管理功能（SMF）
作用:对UPF、SPF、CF和TF功能进行管理，如配置、运行、维护等等，进而通过UNI与SNI来协调用户终端和业务节点的操作。 功能：配置和控制。 业务协调。 故障检测与指示。 用户信息和性能数据的采集。 安全控制。 通过SNI协调UPF和SN的时限管理与运行要求 资源管理。
*
用户与端局距离较近情况下，以原有铜质导线线路为主，采用新型设备，挖掘潜力，实现新业务的接入
新设光缆尽可能向用户靠近，经同轴或对称电缆分配给用户，采用渐进的光缆化方式
全光化的实现，包括光缆到家庭等多种形式
实现接入网宽带传输技术措施
以无线接入为辅，对有线线路难以敷设的地区进行补充，突出其灵活、快捷的特色
*
核心功能（CF）
作用:将各个用户端口承载要求或业务端口承载要求适配到公共传送承载体之中，包括对协议承载通路的适配和复用处理。 功能： 接入承载通路的处理。 承载通路的集中。 信令和分组信息的复用。 ATM传送承载通路的电路模拟。 管理和控制。
*
传送功能（TF）
作用:为接入网中不同地点之间公共承载通路提供传输通道，并进行所用传输媒质的适配。 功能： 复用功能。 交叉连接功能（包括疏导和配置） 管理功能。 物理媒质功能。
*
把信息或消息从一地传送到另一地
什么是通信？
第一章 接入网技术基础
古代通信
人力通信
现代通信
烽火台、旗语、风筝。。。
信鸽、驿站。。。
有线电报
交换机
有线电话
无线电报
无线电话
载波电话
光通信
数字电话
*
接入网位置
整个电信网从地理角度可以划分为三部分，即：核心网（CN）、接入网（AN）、用户驻地网（CPN） 。
*
接入网定义
*
接入网定界
G.902定义的接入网范围由三个接口定界： 用户网络接口 UNI: User Network Interface 业务节点接口 SNI: Service Node Interface 电信管理接口: Q3
接入网
业务节点
电信管理网(TMN)
Q3
Q3
UNI
SNI
*
接入网功能结构
从用户角度看： 用户线是交换机用户口的延伸
*
业务的多样化趋势（话音业务、非话业务，即时业务、非即时业务）
网络的数字化要求
用户线数字传输技术的逐渐成熟
接入网概念提出的背景
*
建设接入网的迫切性—核心网
SDH：全世界已敷设大约80万个网元，速率已高达100Gb／s
波分复用：目前单对光纤的实际商用系统传输容量己达1Tb／s（l00×10Gb／s）
1、性质地位
2、课程目标
*
有线接入网
无线接入网
接入网
铜线接入网
光纤接入网
HFC
FTTC
EPON
GPON
数字用户线
3、课程教学内容与体系结构
接入网技术
固定无线接入网
一点 多址
微波
卫星
移动无线接入网
线对增容
HDSL
ADSL
APON
VDSL
固定 接入
VS AT
直播 卫星
无绳 电话
蜂窝 电话
集群 调度
无线 寻呼
接入网在我国的发展
90年代中期，先进的V5接口光接入系统问世，我国才进入接入网的正式发展阶段
1996年开始为期两年的试验，而后推广。1995年全国接入网建设量约50万用户线，1999年达800万线，2000年约为1000万线。 2010 年，接入网应具备提供超过 20Mb/s的下行带宽的能力，远期则应能按需提供 50～100Mb/s 的下行带宽
电信设施共享 高度综合集成 使用率高 工作在可控环境 现代新技术为主 技术演进迅速 软件为主 成本下降 数字技术为主
电信设施专用 分散独立 使用率低 工作在恶劣环境 原是老技术为主 技术演进缓慢 硬件为主 成本上升 模拟技术为主
接入网和核心网区别
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接入网概念的提出始于1994年ITU-T关于V5接口标准的制定。
以前，传统的电信网络没有独立的接入网 接入网的原型：最初的接入段—用户环路 附属于电话网甚至附属于特定程控交换机
接入网概念的提出
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1975年，格拉斯哥会议，英国电信BT（Britain telecommunication）首次提出接入网概念 基于电信接入业务需求 基于电话线介质 1976年，曼彻斯特，接入网组网的可行性试验 1977年，苏格兰和伦敦地区，较大规模推广应用 1978年，正式命名为“接入网组网”
接入网的定义
ITU－T第13组于1995年7月通过关于接入网框架结构新建议G.902，其对接入网的定义如下： 接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由网管接口Q3进行配置和管理。
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业务端口功能（SPF）
作用: 一将特定SNI规定的要求与公用承载通路相适配，以便核心功能进行处理；二选择有关信息，以便在AN系统管理功能中进行处理。 功能： 终结SNI。 将承载要求、时限管理和操作运行映射进核心功能组。 特定SNI所需要的协议映射。 SNI的测试和SPF的维护。 管理和控制。
韩国：1998年7月开始相关设备和技术的试验和测试，1999年7月正式开始宽带接入系统的建设和运营。韩国宽带接入技术选用ADSL技术，在全国已开通了400万线的ADSL设备，并拥有近400用户的规模。
美国:美国大西洋贝尔等多家公司计划投资500~600亿美元为美国的1000多万用户更新用户环路；Future Vision公司在新泽西州进行了包含MPEG-2、ATM和PON在内的网络建设，最终用户将达38000户。2000年，美国约有4000万家庭使用光纤接入网。
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用户线系统特点
从传统电信网的角度看： 用户线附属于Z接口，完成电话业务的传输和分配任务。用户线的管理和维护在交换机侧完成。用户线系统在功能上、概念上不属于整个电信网的核心部分，只是网络的附属部分。
从网络角度看： 用户线系统的网络拓扑结构为星形，接口为Z接口，传输技术为音频实线传输；
CPN
接 入 网
核心网
接 入 网
CPN
UNI
SNI
UNI
SNI
CPN: (Customer Premises Network) 用户驻地网 UNI: ( User Network Interface) 用户网络接口 SNI: ( Services Node Interface) 业务节点接口
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业务节点接口（SNI）
业务节点节点类型 ①仅支持一种专用接入类型。 ②支持多种接入类型，支持相同的接入承载能力。 ③支持多种接入类型，支持不同的接入承载能力。 业务节点接口类型 模拟接口（Z接口）；数字接口（V接口）。 ITU-T开发和规范的综合接入V接口（V5.1和V5.2） 业务节点业务类型：本地交换机、IP选路器租用线，或者特定配置下的点播电视和广播电视业务节点等。
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接入网作用、组成、范围
作用：负责将电信业务透明地传送到用户。主要是为了解决将图像、数据、语音等多种业务综合地传送到用户
网络组成：用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。
网络管辖范围：用户驻地网有大有小，大到一栋楼内一个公司的内部网，小到一个家庭的一部话机。
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接入网发展历程
接入网是在铜线用户环路的基础上发展演变而来的，早期的用户接入线也被称为用户环路系统。
WLAN
GPRS
CDMA-1X
PON
多家运营商并存—并存才能形成竞争 竞争才能发展 多种技术并存—接入环境差异很大 接入需求差异很大 没有一种技术能满足各种环境、各种需求的接入
竞争使用户—有了更多选择权 享受到更便宜、更好的服务 打破了行业垄断—个别运营商独霸不存在 竞争给运营商—提供了发展的机会 同时也面临着生存的挑战
综合接入
PON
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第一章 接入网技术基础
1.1-1.2 基本概念 发展历程
*
理解定义与定界 掌握功能与接口 理解接入类型 了解接入网管理
目的 要求
接入网定义定界 接入网功能结构
重难点
第一章 接入网技术基础
*
接入网市场现状
竞争的格局 市场竞争 技术竞争
并存的格局多家营运商并存多种技术并存
竞争的影响
实质—运营商抢占市场 运营商—电信、有线电视公司、铁通、移动、联通 措施—提高服务;增加新业务;降低价格;广告宣传 恶意诋毁;甚至破坏设施
ADSL
Cable modem
Ethernet
*
用户如何选择接入运营商
A接入网
B接入网
运营商A
运营商B
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运营商面临的问题
接入环境多样、差异极大 如何在不同环境下提供最佳接入方式？
不同接入用户接入需求差异大 如：个人用户和集团用户差异 如何量身定做提供个性化服务？
运营和接入管理是难题 如何有效控制用户的接入？ 如何保证用户信息的安全？
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结合PON网络建设做好接入网总体规划
网络规划部署原则？
案例：运营商A-中国电信
总体目标？
城市地区
选用技术？
农村地区
DSL技术
光接入网技术
FTTH/FTTO
FTTC+xDSL
FTTN+ADSL
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案例：运营商B-广电公司
课后思考： 广电公司如何进行接入网应用？ （查阅相关资料）
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核心网
接入网
可归纳为两大功能群: 传送功能、系统管理功能 传送功能包括TF、UPF、SPF、CF 承载并运送业务 UPF/SPF/CF主要是适配功能，是TF的外围功能 系统管理功能SMF 供TMN进行系统管理
SNI
AN-SMF
UPF
CF
TF
CF
SPF
UNI
Q3
AN
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用户端口功能（UPF）
作用:将特定的UNI要求与核心功能和管理功能 相适配。 功能： 终结UNI。 A/D转换和信令转换。 UNI的激活/去激活。 处理UNI承载通路及容量。 UNI的测试和UPF的维护。 管理和控制功能。
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接入网标准的出台
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制定接入网标准的机构：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTU-T：国际电信联盟标准部 ITU: International Telecommunications Union TSS: Telecommunication Standardization Sector ITU-T参与BT的前期所有工作 1979年，ITU-T开始制定有关接入网的标准 1995年，电信网接入网标准ITU-T G.902发布 2000年，IP接入网标准ITU-T Y.1231发布
北京、上海等大中城市进行“光纤到小区”和“光纤到智能大楼”的建设。 广电部门要将专用的CATV网改造为具有宽带数据和话音接入的宽带接入网
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日本：1995年开始，投资200亿美元，全面建设接入网。东京实施“光纤到智慧大楼”计划。2000年全日本10%的地区实现光纤到大楼，2015年实现光纤到用户。
接入网在其他国家的发展
网络节点：吞吐量已突破60～80Gb／s，总吞吐量超过1Tb／s的高性能路由器也已问世
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建设接入网的迫切性—用户终端
CPU的性能每18个月就翻一番
IP已明显成为主导通信协议，已达70％～80％
因特网业务正成为普通居民用户日益重要的接入业务，从电子邮件到Web浏览乃至视频业务，带宽要求正以几倍几十倍的速度增长
1.3-1.8 定义、结构、接口、接入类型、管理
第一章 接入网技术基础
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课前思考
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接入网在电信网中的位置？
CPN
接 入 网
核心网
接 入 网
CPN
UNI
SNI
UNI
SNI
接入网前身的用户线路网结构？
用户线路网结构
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接入网技术
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接入网技术
通信专业的任职拓展类专业课程 ，立足通信网络需求，学习接入网的理论和技术，为第一任职打下牢固的理论基础 。
☻了解目前和未来接入网中主要新技术的基本原理、技术特点、应用和发展前景 ； ☻ 系统掌握接入网应用开发中的主流技术； ☻拓展和弥补不同专业背景学生有关接入网的技术知识。
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接入网接口
用户网络接口（UNI）
业务节点接口（SNI）
管理接口（Q3）
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用户网络接口（UNI）
接入业务不同，接口类型和信号方式亦不同。 UNI包括： （１）模拟话机接口（Z接口） （２）ISDN－BRＡ 的2B+D(144Kb/s)U接口 （３）ISDN－PRＡ的2Mb/s基群接口 （４）各种专线接口（64Kb/s数据接口、话带数据接口V.24及V.35等）。
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AN系统管理功能（SMF）
作用:对UPF、SPF、CF和TF功能进行管理，如配置、运行、维护等等，进而通过UNI与SNI来协调用户终端和业务节点的操作。 功能：配置和控制。 业务协调。 故障检测与指示。 用户信息和性能数据的采集。 安全控制。 通过SNI协调UPF和SN的时限管理与运行要求 资源管理。
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用户与端局距离较近情况下，以原有铜质导线线路为主，采用新型设备，挖掘潜力，实现新业务的接入
新设光缆尽可能向用户靠近，经同轴或对称电缆分配给用户，采用渐进的光缆化方式
全光化的实现，包括光缆到家庭等多种形式
实现接入网宽带传输技术措施
以无线接入为辅，对有线线路难以敷设的地区进行补充，突出其灵活、快捷的特色
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核心功能（CF）
作用:将各个用户端口承载要求或业务端口承载要求适配到公共传送承载体之中，包括对协议承载通路的适配和复用处理。 功能： 接入承载通路的处理。 承载通路的集中。 信令和分组信息的复用。 ATM传送承载通路的电路模拟。 管理和控制。
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传送功能（TF）
作用:为接入网中不同地点之间公共承载通路提供传输通道，并进行所用传输媒质的适配。 功能： 复用功能。 交叉连接功能（包括疏导和配置） 管理功能。 物理媒质功能。
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把信息或消息从一地传送到另一地
什么是通信？
第一章 接入网技术基础
古代通信
人力通信
现代通信
烽火台、旗语、风筝。。。
信鸽、驿站。。。
有线电报
交换机
有线电话
无线电报
无线电话
载波电话
光通信
数字电话
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接入网位置
整个电信网从地理角度可以划分为三部分，即：核心网（CN）、接入网（AN）、用户驻地网（CPN） 。
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接入网定义
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接入网定界
G.902定义的接入网范围由三个接口定界： 用户网络接口 UNI: User Network Interface 业务节点接口 SNI: Service Node Interface 电信管理接口: Q3
接入网
业务节点
电信管理网(TMN)
Q3
Q3
UNI
SNI
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接入网功能结构
从用户角度看： 用户线是交换机用户口的延伸
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业务的多样化趋势（话音业务、非话业务，即时业务、非即时业务）
网络的数字化要求
用户线数字传输技术的逐渐成熟
接入网概念提出的背景
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建设接入网的迫切性—核心网
SDH：全世界已敷设大约80万个网元，速率已高达100Gb／s
波分复用：目前单对光纤的实际商用系统传输容量己达1Tb／s（l00×10Gb／s）
1、性质地位
2、课程目标
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有线接入网
无线接入网
接入网
铜线接入网
光纤接入网
HFC
FTTC
EPON
GPON
数字用户线
3、课程教学内容与体系结构
接入网技术
固定无线接入网
一点 多址
微波
卫星
移动无线接入网
线对增容
HDSL
ADSL
APON
VDSL
固定 接入
VS AT
直播 卫星
无绳 电话
蜂窝 电话
集群 调度
无线 寻呼
接入网在我国的发展
90年代中期，先进的V5接口光接入系统问世，我国才进入接入网的正式发展阶段
1996年开始为期两年的试验，而后推广。1995年全国接入网建设量约50万用户线，1999年达800万线，2000年约为1000万线。 2010 年，接入网应具备提供超过 20Mb/s的下行带宽的能力，远期则应能按需提供 50～100Mb/s 的下行带宽
电信设施共享 高度综合集成 使用率高 工作在可控环境 现代新技术为主 技术演进迅速 软件为主 成本下降 数字技术为主
电信设施专用 分散独立 使用率低 工作在恶劣环境 原是老技术为主 技术演进缓慢 硬件为主 成本上升 模拟技术为主
接入网和核心网区别
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接入网概念的提出始于1994年ITU-T关于V5接口标准的制定。