第二章 综合宽带接入技术-接入网的接口与协议
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RS（EIA）-232当连接电缆线的长度不超过 15m时，允许数据传输速率不超过20kbit/s。这 就促使人们制订性能更好的接口标准。出于这种 考虑，EIA于1977年又制定了一个新的标准RS449，以便逐渐取代旧的RS-232。
DVB/ MPEG-2接口(I)
DVB (Digital Video Broadcasting)标准提供 了一套完整的，适用于不同媒介（卫星、有线电 视及开路电视）的数字电视广播系统规范。
系统采用 MPEG压缩的音频，视频及数据格式作 为数据源。
系统采用公共 MPEG-2传输流(TS)复用方式。 调制与其它附属的信道编码方式，由不同的传输
媒介来确定：数字卫星电视(DVB-S)、数字有线 电视(DVB-C) 、数字开路电视(DVB-T) 。 使用通用的加扰方式以及条件接收界面。
（1）网络管理困难 （2）维护测试不便
2.6 点对点协议
PPP（point to point protocol）--点对点协议概述
PPP的功能 PPP封装 PPP链路操作
PPP协议
概念
Point-to-Point Protocol 点到点的协议 目前使用的版本: RFC 1661
协议作用范围
持相同的接入能力； 可支持多种接入类型，且每种接入类型支
持不同的承载能力。
数字的SNI——V接口
在V5接口以前，CCITT Q系列建议中 曾规范了V1~V4接口
• 其中，V2为PCM桢接入，V1、V3、 V4均 专用于ISDN而缺乏通用性。影响 不同供货商设备的兼容。
2.4 数字的SNI——V5接口
承载通路连接(BCC)：BCC协议用于在LE 控制下分配承载通路。
定时信息：为比特传输、字节识别和帧同 步提供必需的定时信息。这种定时信息也 可以用于LE和AN之间的同步操作。
V5.1接口支持的业务
PSTN接入 Z
ISDN基本接入
NT1
T
ISDN基本接入 T
模拟租用线
数字租用线
V5.1
V5.1接
DVB/ MPEG-2接口(II)
MPEG 家 族 有 ： MPEG-1 ， MPEG-2 ， MPEG-4。其中MPEG-2在广播电视领域最广 泛使用。
MPEG是对音频和视频信号非常优秀的压缩 技术系列标准。MPEG 家族有： MPEG-1， MPEG-2，MPEG-4。其中MPEG-2在广播电 视领域最广泛使用。
动态时隙分配
支持 ISDN-PRA 故障链路切换保护
多链路管理
V5.1 接口 V5.2 接口
1
1~16
V5接口的应用存在的问题
V5接口作为一个新型的数字用户接口正日 益受到各国电信部门的重视并在接入网建 设中应用。但由于V5接口提出的时间还不 长，标准化工作亦在不断完善之中。V5接 口的应用中还存在以下问题：
PPP的协议的封装格式
类似HDLC的UI帧（无编号帧）
地址 字节ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 地址
控制
1 控制
数据
2 协议
变长 数据
固定值 OxFF
固定值 Ox03
封装数据的协 议类型
FCS 2
FCS
HDLC UI帧 PPP 帧
PPP的协议操作过程
五个阶段及各阶段转换图
链路 UP
死亡
FAIL
DOWN 链路 终止
链路 建立
数字的UNI－U接口
在ISDN （综合业务数字网Integrated
Services Digital Network )基本接入的应用 中，将网络终端(NT)和交换机线路终端(LT)之 间的传输线路称为数字传输系统，又称U接口。 在引入接入网之后，U接口是指接入网与网络终 端NT1之间的接口，是一种数字的用户网络接 口。
LE LT
V5接口 HDB3码
接入网
V5 接口参考点位置
交换 主机
V5.1接 口模块
程控交换机
交换 主机
V5.2接 口模块
程控交换机
2048kbit/s链路
2048kbit/s链路 2048kbit/s链路 2048kbit/s链路
接入网 接入网
V5 接口的功能
程控 交换机
承载通路
ISDN D通路信息 PSTN信令信息 控制信息
用于支持公共功能的控制：为指配数据和 重启动能力提供同步应用。
要求多个时隙连接的业务，应在一个V5.2 接口内的一个2048kbit/s链路上提供。在 这种情况下，应总能提供8kHz和时隙顺序 的完整性。
链路控制信息：链路控制协议支持V5.2接 口的2048kbit/s链路的管理功能。
保护信息：保护协议支持逻辑C通路在物理 C通路之间的适当的倒换。
V5接口是一种开放的、标准的数字接口，便于不同厂家设备互连 V5接口的出现限制了交换机厂商的垄断！
V5接口具有多种业务接入能力，如 PSTN (Public Switched Telephone Network 公共交换电话网络 ) 、ISDN、模拟租用线和 数字租用线等，有利于综合业务的发展
V5接口的出现降低了接入网的成本 V5接口提高了网络的可靠性和可维护性 V5接口实现了数字传输和数字交换的结合
MPEG-2常用4：2：0和4：2：2。4：2：2 编码方式是每隔两个亮度采样一次色度信号， 每行都采样。4：2：0编码方式是每隔两个亮 度采样一次色度信号，隔行采样。
DVB/ MPEG-2接口(III)
每路MPEG-2 4：2：0编码视频信号的速率大 约为2—15Mb/s，速率可调节，速率越高质量 越好。一般8Mb/s的MPEG-2编码信号的质量就 非 常 好 了 ， 可 传 运 动 会 这 类 节 目 。 2Mb/s MPEG-2编码信号只能传图文节目。
双向传输方式和传输码型：无国际标准
V参考点
U接口 T参考点 S参考点
LT
接入网
NT1
NT2
ISDN交换机
ISDN用户设备
RS-232 和V.35
RS（EIA）-232使用ISO 2110关于插头座的标 准。这就是使用25根引脚的DB-25插头座。引脚 分为上、下两排，分别有13和12根引脚，其编号 分别规定为1至13和14至25，都是从左到右(当 引脚指向人时)。
网络层协议阶段，由NCP完成
• 对网络层协议进行配置，如网络层地址（IP地址）分配
链路终止阶段,由LCP完成
• 可以在任何时候终止链路，链路的正常终止由LCP分组完成， 一个NCP的关闭不一定引起链路的关闭
PPPoE协议
概念
• PPP Over Ethernet 以太网的点到点的协议 • 目前使用的版本: RFC 2516
模拟的UNI－Z接口
传统交换机模拟用户线接口，AN中由接入网 设备提供，接入模拟话机、模拟调制解调器等
AN提供的Z接口要求更高的可靠性和远端测试 能力
Z接口提供了模拟用户线的连接，并且载运诸 如话音、话带数据及多频信号等。此外，Z接 口必须对话机提供直流馈电，并在不同的应用 场合提供诸如直流信令、双音多频(DTMF)、 脉冲、振铃、计次等功能。
PSTN信令信息：为PSTN用户端口的信令 信息提供双向传输能力。
用户端口控制：提供双向传输每一独立用 户端口的状态和控制信息的能力。
2048kbit/s链路控制：对2048kbit/s链路 的帧定位、复帧定位、告警指示和CRC信 息进行管理控制。
第二层链路控制：为控制协议和PSTN信令 信息提供双向通信能力。
实际组网时，接入网往往先经由Qx接口连接至协 调设备，再由协调设备经由Q3接口连接至电信管 理网TMN。
2.3 业务节点接口— SNI
SNI是能独立提供某种业务的设备和模 块，是一种可以接入各种交换型和/或 永久连接型电信业务的网元。
如：程控交换机、DDN节点机、X.25 节点机、CATV前端、ATM交换机、 VOD服务器等
口模块
接
入
程控交换机
网
永久租用线 业务节点
V5.2接口支持的业务
PSTN接入 Z
ISDN基本接入
NT1
T
ISDN基本接入 T
ISDN基群接入 T
NT1
ISDN基群接入 T
模拟租用线
数字租用线
V5.2
V5.2接 口模块
接
程控交换机
入
网
永久租用线 业务节点
V5.1 与 V5.2 的比较
支持 E1 的数目 集线功能
链路控制信息* 保护信息*
承载通路连接* 定时信息
* 仅适用于V5.2接口
接入网
承载通路：为ISDN基本接入用户端口已分 配的B通路或PSTN用户端口的PCM编码的 64kbit/s通路提供双向传输能力。
ISDN D通路信息：为ISDN基本接入用户 端口的D通路信息(包括Ds型、p型和f型数 据)提供双向传输能力。
第二章 接入网的接口与协议
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
用户网络接口 电信管理网接口 业务节点接口 V5接口 接入网线路测试技术 点对点协议 认证，授权，计费协议
2.1 用户网络接口
PSTN：Z接口 ISDN：2B+D、30B+D DDN ：V24、V35、64K、E1、U X25、帧中继 SDH、ATM、以太网、 CATV、DVB
PPP协议——NCP
网络层控制协议NCP Network Control Protocol
• 不同的网络层协议可复用在同一PPP链路上 • PPP为不同的网络层设计了相应的NCP
如对应IP协议的NCP为IPCP 对应IPX协议的NCP为IPXCP • 不同的NCP处理不同网络层特殊要求（如IP地址分配等） • 同一个PPP连接下可开启多个NCP
OPEND
认证
SUCCESS/NONE
FAIL
CLOSING 网络层
协议
PPP协议的五个阶段
死亡阶段
• 物理层未准备好、PPP的初始阶段
链路建立阶段，由LCP完成
• 建立请求、协商MRU、认证协议、链路质量监测协议
认证阶段,由LCP完成
• 可选项，对用户身份的鉴别。是否选或选择何种认证协议 在建立连接阶段协商
每路MPEG-2 4：2：2编码视频信号的速率大 约为8—45Mb/s，速率可调节，速率越高质量 越好。一般都取30M左右。
MPEG-2编码器输出的码流叫传送流(TS)。一 个155M(ATM方式)可装12—16路视频信号； 34M中可以装4路MPEG—2信号，也可以装5— 6路。这主要依据电视节目是哪类的，如图文节 目或教育节目的速率能低点，则可多装。
V5接口是一种标准化的、开放的、综合 的、实现交换与传输结合的新型数字化 SNI。
ITU-T于1994通过V5接口规范，我国于 1996发布V5.1、V5.2接口国内标准
已规范的V5接口有V5.1、 V5.2和VB5 接口。VB5是宽带V5接口，其标准制定 已于1998年底完成。
数字的SNI——V5接口
图中：接入桥接设备可为：交换机、ADSL Modem 接入集中器可为：PPPoE服务器、DSLAM
2.2 电信管理网接口
光纤接入网是整个电信网的一个组成部分，它应 该纳入电信管理网(TMN)的管理之下，以便整个 电信网能协调一致地工作。按规定，光纤接入网 同电信管理网的接口为Q3。AN应通过TMN的标 准管理接口Q3与TMN相连，以便统一协调对不同 网元(例如AN和SN)的各种功能的管理，形成用 户所需要的接入和承载能力。
PPPoE的引入
• PPP只适应点到点链路的接入控制 • 点到多点链路PPP仍然适应吗？否! • PPPoE可以实现对点到多点链路的接入控制
PPPoE的功能
• 对以太网上每个用户与NAS之间建立一条PPP会话通道 • 每一条PPP会话通道有唯一的连接标识 • 实现对太网上每个用户进行单独的管理
PPPoE接入模型
• 点到点的链路上(数据链路)
功能
• 实现点到点链路的两个节点之间:
数据链路的建立与拆除 ▪ 链路质量检测 身份认证 ▪ 网络层协议协商与配置(如IP协议的IP的地址等)
两个子协议：LCP 与 NCP
PPP协议——LCP
链路控制协议LCP Link Control Protocol
• 链路建立 • 链路参数协商（如MRU等）与配置 • 是否认证或认证协议协商 • 链路拆除等
业务节点接口— SNI
交换机与接入网之间的接口称为业务 节点接口(SNI)
业务节点接口有模拟的Z接口与数字 的V接口
数字业务的发展要求从用户到业务节 点之间是透明的纯数字连接，因此要 求业务节点具备数字的SNI。
业务节点接口— SNI
业务节点类型主要有3种： 仅支持一种接入类型； 可支持多种接入类型，但所有接入类型支
DVB/ MPEG-2接口(I)
DVB (Digital Video Broadcasting)标准提供 了一套完整的，适用于不同媒介（卫星、有线电 视及开路电视）的数字电视广播系统规范。
系统采用 MPEG压缩的音频，视频及数据格式作 为数据源。
系统采用公共 MPEG-2传输流(TS)复用方式。 调制与其它附属的信道编码方式，由不同的传输
媒介来确定：数字卫星电视(DVB-S)、数字有线 电视(DVB-C) 、数字开路电视(DVB-T) 。 使用通用的加扰方式以及条件接收界面。
（1）网络管理困难 （2）维护测试不便
2.6 点对点协议
PPP（point to point protocol）--点对点协议概述
PPP的功能 PPP封装 PPP链路操作
PPP协议
概念
Point-to-Point Protocol 点到点的协议 目前使用的版本: RFC 1661
协议作用范围
持相同的接入能力； 可支持多种接入类型，且每种接入类型支
持不同的承载能力。
数字的SNI——V接口
在V5接口以前，CCITT Q系列建议中 曾规范了V1~V4接口
• 其中，V2为PCM桢接入，V1、V3、 V4均 专用于ISDN而缺乏通用性。影响 不同供货商设备的兼容。
2.4 数字的SNI——V5接口
承载通路连接(BCC)：BCC协议用于在LE 控制下分配承载通路。
定时信息：为比特传输、字节识别和帧同 步提供必需的定时信息。这种定时信息也 可以用于LE和AN之间的同步操作。
V5.1接口支持的业务
PSTN接入 Z
ISDN基本接入
NT1
T
ISDN基本接入 T
模拟租用线
数字租用线
V5.1
V5.1接
DVB/ MPEG-2接口(II)
MPEG 家 族 有 ： MPEG-1 ， MPEG-2 ， MPEG-4。其中MPEG-2在广播电视领域最广 泛使用。
MPEG是对音频和视频信号非常优秀的压缩 技术系列标准。MPEG 家族有： MPEG-1， MPEG-2，MPEG-4。其中MPEG-2在广播电 视领域最广泛使用。
动态时隙分配
支持 ISDN-PRA 故障链路切换保护
多链路管理
V5.1 接口 V5.2 接口
1
1~16
V5接口的应用存在的问题
V5接口作为一个新型的数字用户接口正日 益受到各国电信部门的重视并在接入网建 设中应用。但由于V5接口提出的时间还不 长，标准化工作亦在不断完善之中。V5接 口的应用中还存在以下问题：
PPP的协议的封装格式
类似HDLC的UI帧（无编号帧）
地址 字节ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 地址
控制
1 控制
数据
2 协议
变长 数据
固定值 OxFF
固定值 Ox03
封装数据的协 议类型
FCS 2
FCS
HDLC UI帧 PPP 帧
PPP的协议操作过程
五个阶段及各阶段转换图
链路 UP
死亡
FAIL
DOWN 链路 终止
链路 建立
数字的UNI－U接口
在ISDN （综合业务数字网Integrated
Services Digital Network )基本接入的应用 中，将网络终端(NT)和交换机线路终端(LT)之 间的传输线路称为数字传输系统，又称U接口。 在引入接入网之后，U接口是指接入网与网络终 端NT1之间的接口，是一种数字的用户网络接 口。
LE LT
V5接口 HDB3码
接入网
V5 接口参考点位置
交换 主机
V5.1接 口模块
程控交换机
交换 主机
V5.2接 口模块
程控交换机
2048kbit/s链路
2048kbit/s链路 2048kbit/s链路 2048kbit/s链路
接入网 接入网
V5 接口的功能
程控 交换机
承载通路
ISDN D通路信息 PSTN信令信息 控制信息
用于支持公共功能的控制：为指配数据和 重启动能力提供同步应用。
要求多个时隙连接的业务，应在一个V5.2 接口内的一个2048kbit/s链路上提供。在 这种情况下，应总能提供8kHz和时隙顺序 的完整性。
链路控制信息：链路控制协议支持V5.2接 口的2048kbit/s链路的管理功能。
保护信息：保护协议支持逻辑C通路在物理 C通路之间的适当的倒换。
V5接口是一种开放的、标准的数字接口，便于不同厂家设备互连 V5接口的出现限制了交换机厂商的垄断！
V5接口具有多种业务接入能力，如 PSTN (Public Switched Telephone Network 公共交换电话网络 ) 、ISDN、模拟租用线和 数字租用线等，有利于综合业务的发展
V5接口的出现降低了接入网的成本 V5接口提高了网络的可靠性和可维护性 V5接口实现了数字传输和数字交换的结合
MPEG-2常用4：2：0和4：2：2。4：2：2 编码方式是每隔两个亮度采样一次色度信号， 每行都采样。4：2：0编码方式是每隔两个亮 度采样一次色度信号，隔行采样。
DVB/ MPEG-2接口(III)
每路MPEG-2 4：2：0编码视频信号的速率大 约为2—15Mb/s，速率可调节，速率越高质量 越好。一般8Mb/s的MPEG-2编码信号的质量就 非 常 好 了 ， 可 传 运 动 会 这 类 节 目 。 2Mb/s MPEG-2编码信号只能传图文节目。
双向传输方式和传输码型：无国际标准
V参考点
U接口 T参考点 S参考点
LT
接入网
NT1
NT2
ISDN交换机
ISDN用户设备
RS-232 和V.35
RS（EIA）-232使用ISO 2110关于插头座的标 准。这就是使用25根引脚的DB-25插头座。引脚 分为上、下两排，分别有13和12根引脚，其编号 分别规定为1至13和14至25，都是从左到右(当 引脚指向人时)。
网络层协议阶段，由NCP完成
• 对网络层协议进行配置，如网络层地址（IP地址）分配
链路终止阶段,由LCP完成
• 可以在任何时候终止链路，链路的正常终止由LCP分组完成， 一个NCP的关闭不一定引起链路的关闭
PPPoE协议
概念
• PPP Over Ethernet 以太网的点到点的协议 • 目前使用的版本: RFC 2516
模拟的UNI－Z接口
传统交换机模拟用户线接口，AN中由接入网 设备提供，接入模拟话机、模拟调制解调器等
AN提供的Z接口要求更高的可靠性和远端测试 能力
Z接口提供了模拟用户线的连接，并且载运诸 如话音、话带数据及多频信号等。此外，Z接 口必须对话机提供直流馈电，并在不同的应用 场合提供诸如直流信令、双音多频(DTMF)、 脉冲、振铃、计次等功能。
PSTN信令信息：为PSTN用户端口的信令 信息提供双向传输能力。
用户端口控制：提供双向传输每一独立用 户端口的状态和控制信息的能力。
2048kbit/s链路控制：对2048kbit/s链路 的帧定位、复帧定位、告警指示和CRC信 息进行管理控制。
第二层链路控制：为控制协议和PSTN信令 信息提供双向通信能力。
实际组网时，接入网往往先经由Qx接口连接至协 调设备，再由协调设备经由Q3接口连接至电信管 理网TMN。
2.3 业务节点接口— SNI
SNI是能独立提供某种业务的设备和模 块，是一种可以接入各种交换型和/或 永久连接型电信业务的网元。
如：程控交换机、DDN节点机、X.25 节点机、CATV前端、ATM交换机、 VOD服务器等
口模块
接
入
程控交换机
网
永久租用线 业务节点
V5.2接口支持的业务
PSTN接入 Z
ISDN基本接入
NT1
T
ISDN基本接入 T
ISDN基群接入 T
NT1
ISDN基群接入 T
模拟租用线
数字租用线
V5.2
V5.2接 口模块
接
程控交换机
入
网
永久租用线 业务节点
V5.1 与 V5.2 的比较
支持 E1 的数目 集线功能
链路控制信息* 保护信息*
承载通路连接* 定时信息
* 仅适用于V5.2接口
接入网
承载通路：为ISDN基本接入用户端口已分 配的B通路或PSTN用户端口的PCM编码的 64kbit/s通路提供双向传输能力。
ISDN D通路信息：为ISDN基本接入用户 端口的D通路信息(包括Ds型、p型和f型数 据)提供双向传输能力。
第二章 接入网的接口与协议
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
用户网络接口 电信管理网接口 业务节点接口 V5接口 接入网线路测试技术 点对点协议 认证，授权，计费协议
2.1 用户网络接口
PSTN：Z接口 ISDN：2B+D、30B+D DDN ：V24、V35、64K、E1、U X25、帧中继 SDH、ATM、以太网、 CATV、DVB
PPP协议——NCP
网络层控制协议NCP Network Control Protocol
• 不同的网络层协议可复用在同一PPP链路上 • PPP为不同的网络层设计了相应的NCP
如对应IP协议的NCP为IPCP 对应IPX协议的NCP为IPXCP • 不同的NCP处理不同网络层特殊要求（如IP地址分配等） • 同一个PPP连接下可开启多个NCP
OPEND
认证
SUCCESS/NONE
FAIL
CLOSING 网络层
协议
PPP协议的五个阶段
死亡阶段
• 物理层未准备好、PPP的初始阶段
链路建立阶段，由LCP完成
• 建立请求、协商MRU、认证协议、链路质量监测协议
认证阶段,由LCP完成
• 可选项，对用户身份的鉴别。是否选或选择何种认证协议 在建立连接阶段协商
每路MPEG-2 4：2：2编码视频信号的速率大 约为8—45Mb/s，速率可调节，速率越高质量 越好。一般都取30M左右。
MPEG-2编码器输出的码流叫传送流(TS)。一 个155M(ATM方式)可装12—16路视频信号； 34M中可以装4路MPEG—2信号，也可以装5— 6路。这主要依据电视节目是哪类的，如图文节 目或教育节目的速率能低点，则可多装。
V5接口是一种标准化的、开放的、综合 的、实现交换与传输结合的新型数字化 SNI。
ITU-T于1994通过V5接口规范，我国于 1996发布V5.1、V5.2接口国内标准
已规范的V5接口有V5.1、 V5.2和VB5 接口。VB5是宽带V5接口，其标准制定 已于1998年底完成。
数字的SNI——V5接口
图中：接入桥接设备可为：交换机、ADSL Modem 接入集中器可为：PPPoE服务器、DSLAM
2.2 电信管理网接口
光纤接入网是整个电信网的一个组成部分，它应 该纳入电信管理网(TMN)的管理之下，以便整个 电信网能协调一致地工作。按规定，光纤接入网 同电信管理网的接口为Q3。AN应通过TMN的标 准管理接口Q3与TMN相连，以便统一协调对不同 网元(例如AN和SN)的各种功能的管理，形成用 户所需要的接入和承载能力。
PPPoE的引入
• PPP只适应点到点链路的接入控制 • 点到多点链路PPP仍然适应吗？否! • PPPoE可以实现对点到多点链路的接入控制
PPPoE的功能
• 对以太网上每个用户与NAS之间建立一条PPP会话通道 • 每一条PPP会话通道有唯一的连接标识 • 实现对太网上每个用户进行单独的管理
PPPoE接入模型
• 点到点的链路上(数据链路)
功能
• 实现点到点链路的两个节点之间:
数据链路的建立与拆除 ▪ 链路质量检测 身份认证 ▪ 网络层协议协商与配置(如IP协议的IP的地址等)
两个子协议：LCP 与 NCP
PPP协议——LCP
链路控制协议LCP Link Control Protocol
• 链路建立 • 链路参数协商（如MRU等）与配置 • 是否认证或认证协议协商 • 链路拆除等
业务节点接口— SNI
交换机与接入网之间的接口称为业务 节点接口(SNI)
业务节点接口有模拟的Z接口与数字 的V接口
数字业务的发展要求从用户到业务节 点之间是透明的纯数字连接，因此要 求业务节点具备数字的SNI。
业务节点接口— SNI
业务节点类型主要有3种： 仅支持一种接入类型； 可支持多种接入类型，但所有接入类型支