现代通信网 第六章 接入网技术

HDSL技术提供的传输速率是对称的，即 为上行和下行通信提供相等的带宽，一般采 用两对电话线进行全双工通信，有效传输距 离只有5km。
2.不对称数字用户线－－ADSL技术 ADSL是一种上行和下行传输速率不对称 的技术。在一条电话线上，从电信网络提供 商到用户的下行速率可达到1.5Mbps至8Mbps， 反方向的上行速率为16Kbps至640Kbps。ADSL 最大传输距离为5.5Km，主要适用于用户远程 通信、中央办公室连接。结构如图6.10所示。
（1） OLT功能块：为光接入网提供网络 侧与本地交换机之间的接口，并经过一个或 多个ODN与用户侧的ONU通信。 （2） ONU功能块：ONU位于ODN与用户之 间，ONU 的网络侧具有光接口，用户侧为电 接口，具有光/电和电/光变换功能。
（3） ODN功能块：为ONU和OLT提供光传 输媒介作为其间的物理连接。多个 ODN可以 通过与光纤放大器结合起来延长传输距离和 扩大服务用户数目。 （4） AF功能块：主要为ONU和用户设备 提供适配功能。
树形结构：类似于树枝形状的分级结构 。可采用多个光分路器将信号逐级向下分配 ，最高级的端局具有较强的控制和协调能力 。主要优点是适应广播性业务，缺点是双向通 信难度较大。
双星形结构：在单星形结构的每一条线 路中设置远端分配节点，在该节点上设置远 端分配单元完成一定的分配或交换功能，并 将信息分别送入各个用户。 环形－星形：是一种混合结构，兼有环 形结构和星形结构的特点。
传输媒介层：段层是关于在段层接入点 之间进行信息传送的功能层，以支持一个或 多个通道层。物理媒介层是关于实际媒介的 功能层，如光纤、同轴电缆等，以支持传输 段层网络。 接入承载处理功能层：用于承载体、用 户信令及控制和管理。
3.接入网的接口 （1）接入网接口的类型 有三种接口：用户网络接口（UNI）、业 务节点接口（SNI）和维护管理接口（Q3）。 用户网络接口：主要包括模拟2线音频接 口，64kbit/s接口、2.048Mbit/s接口、ISDN 基本速率接口和基群速率接口等。
光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和 在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作 成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号， 经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前 进的媒体。
单模光纤：这是指在工作波长中，只能 传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模 光纤（SMF：Single ModeFiber ）。目前， 在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光 纤。
业务节点接口：一种是对交换机的模拟 接口（Z接口），对应UNI的模拟 2线音频接 口，提供普通电话业务和模拟租用线业务； 一种是数字接口，即V5接口，它又包含V5.1 接口和V5.2接口，以及对节点的各种数据接 口或各种宽带业务接口。
维护管理接口：接入网通过维护管理接 口Q3与TMN相连，便于TMN实施管理功能。 （2）用户网络接口 对应不同的接入方式，用户网络接口有 不同的类型，它可以分为独立式和共享式两 种。
光纤接入网主要有四种基本功能块，即 光线路终端（OLT）、光配线网（ODN）、光 网络单元（ONU）以及适配功能块（AF）。如 图6.11所示。 光纤接入网主要参考点有：光发送参考 点S、光接收参考点R、业务节点间参考点V、 用户终端间参考点T以及AF与ONU之间的参考 点a 。
图6.11 光纤接入网功能参考配置
如使用二对双绞线，则变为二路，每路 码速为1168kbit/s；如使用三对双绞线，则 变为三路，每路码速为768kbit/s；D/A转换 器是线路传输码型的编码器，经 D/A转换器 处理后，经差动变量器接口送至双绞线对传 至对端。
在接收端，来自线路上的信号经混合电 路后，由 A/D转换器进行解码，即转换为二 进制脉冲信号，然后由收、发信器进行回波 相消、数字滤波与自适应均衡处理，再经通 道控制器进行并/串变化、帧调制和 HDB3编 码，即可送出E1信号。
（2）应用类型 根据光网络单元（ONU）设置的位置不同， 光纤接入网可以分成若干种专门的传输结构， 主要有以下几种，如图6.13所示。 光纤到路边（FTTC）：ONU设置在路边或 电线杆上的分线盒处，从ONU到用户之间的部 分使用铜双绞线。
图6.13 光纤接入网的应用类型
光纤到大楼（FTTB）：将 ONU直接放在 楼内，再经过多对双绞线将业务分配给各个 用户，一般是点到多点结构。 光纤到家（FTTH）：将 ONU直接放在用 户家内，这种ONU一般是无源的。
3.光纤接入网的传输技术 光纤接入网的主要物理传输媒介是光纤、 传输技术主要是光信号在光纤中的传输技术。 （1）光纤接入网中的光纤 光纤可分为单模光纤和多模光纤两大类。 由于单模光纤损耗低、带宽大、制造简单， 因此主要使用单模光纤。
第六章 接入Leabharlann Baidu技术
6.1 接入网的基本概念
6.2 有线接入网 6.3 无线接入网
6.1 接入网的基本概念
一、接入网的演变及发展 传统的电信网一直是以电话网为基础的， 电话业务占整个电信业务的主要地位。电话 网从整体结构分为长途网和本地网。 本地网中本地交换机到每个用户的连接 是通过双绞线来实现的，称为用户线或用户 环路。如图6.1所示。
图6.3 接入网的定界
2.接入网的功能模型及通用协议参考模
型 （1）接入网的功能模型 功能结构分为用户口功能（ UPF）、业 务口功能（ SPF）、核心功能（ CF）、传送 功能（TF）和AN系统管理功能（SMF）。如图 6.4所示。
图6.4
接入网功能结构
用户口功能：将特定的 UNI要求与核心 功能和管理功能相适配。 业务口功能：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处理，也 负责选择有关的信息以便在AN系统管理功能 中进行处理。
（2）接入网的参考模型 接入网的功能结构是以分层模型为基础 的。接入网的传送网可划分为电路层（CL）、 传送通道层（TP）和传输媒介层（TM），其 中传输媒介层进一步划分为段层和物理媒介 层。如图6.5所示。
图6.5 接入网通用协议参考模型
电路层：涉及电路层接入点之间的信息 传递并独立于传输通道层。电路层为用户提 供诸如电路交换业务、分组交换业务等电信 业务。 传送通道层：涉及通道层接入点之间的 信息传递并支持一个或多个电路层网络。为 其提供传送服务。
图6.10 ADSL系统构成
ADSL主要有两种应用方式，一种是在局 端和用户端各加装一个ADSL收发机经一对普 通铜双绞线对传输；另一种方式是经过一段 光纤通路传输到远端光网络单元（ ONU）进 行光/电变换和分路，再经 ADSL和铜双绞线 接入用户。
双绞线对上的频谱可分为三个频带； （1）双向普通电话业务。 （2）上行信道，144kbit/s或384kbit/s 的数据或控制信息（如VOD的点播指令）。 （3）下行信道，传送6Mbit/s的数字信息 （如VOD的电视节目信号）。
图6.1 传统电话网用户环路结构
随着经济的发展和人们生活水平的提高， 整个社会对信息的需求日益增加，相应地出 现了多种非话音业务，如数据、可视图文、 会议电视等。 传统电话网的本地用户环路已不能满足 要求，用户环路必须向数字化、宽度化等方 向发展。
接入网是由传统的用户环路发展而来的， 是用户环路的升级，是电信网的一部分，负 责将电信业务传送到用户，即通过接入网的 传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点 上。如图6.2所示。
2.基本结构和应用类型 （1）基本结构 光纤接入网结构主要有星形、总线形、 环形和复合形或变形。变形结构主用有：树 形结构、双星形结构、环形－星形结构等。 如图6.12所示。
图6.12 光纤接入网的三种基本结构
星形结构：指单星形结构，是点到点的 连接方式。优点是用户之间互相独立、保密 性好，容易升级扩容；缺点是由于光纤和光 设备无法共享，成本较高，这种结构适合大 容量的用户。
独立式：UNI用于 AN中以便支持目前所 能提供接入类型和业务。当一个以上的SN可 以通过独立UNI接入时，独立UNI可以支持多 个逻辑接入，其中每个逻辑接入经由一个SNI 连接不同的SN。
共享式：通过一个 UNI可以接入多个业 务节点。一个共享式 UNI可以支持多个逻辑 接入，每个逻辑接入通过不同的SNI 连接不 同的业务节点，不同的逻辑接入由不同的用 户口功能实现。
ADSL系统中调制技术主要有：正交幅度 调制（QAM）、无载波幅度相位调制（CAP） 和离散多音频调制（DMT）等调制技术，同时 也采用了数字相位均衡及回波相消等传送技 术。
二、光纤接入网 1.基本概念及参考配置 光纤接入网（OAN：Optical Access Network） 是指在接入网中采用光纤作为主 要传输媒介来实现信息传送的网络形式，即 本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤 通信或部分采用光纤通信的接入方式。
三、接入网的传输技术及分类 1.接入网的传输技术 接入网可利用铜线、光纤、微波、卫星 等多种传输媒介，以及采用多种传输方式和 传输技术。如图6.7所示：
图6.7 多种传输技术构成接入网
2.接入网的分类 根据接入网所采用的传输媒介和传输技 术，接入网分类如下图6.8所示：
图6.8 接入网技术分类
总线形结构：以光纤作为公共总线，各 用户终端通过耦合器与总线直接连接所构成 的网络结构。其优点是共享主干光纤、节省 线路投资、增删节点容易；缺点是损耗累积， 且可靠性较差，用户接收机的动态范围要求 较高。
环形结构：是指所有节点共用一条光纤 链路，光纤链路首位相接形成封闭的网络结 构。环形结构一般具有自愈的功能，即无需 外界干预，网络就可以在较短时间内从失效 故障中恢复，缺点是单环所挂用户数量有限。
（3）业务节点接口 业务节点接口是AN和一个SN之间的接口。 目前广泛应用的是数字接口，即V5接口。 V5接口是一种标准化的、完全开发的接 口，用于接入网数字传输系统和数字交换机 之间的连接。
根据接口容纳的链路数量和有无集线功 能的不同，V5接口又分为V5.1和V5.2两种。 如图6.6所示。
图6.6 V5接口连接
图6.2 接入网在电信网中的位置
接入网处于电信网的末端，为本地交换 机与用户之间的连接部分。它包括本地交换 机与用户终端设备之间的所有实施设备与线 路，一般由用户线传输系统，复用设备、交 叉连接设备等部分组成。
二、接入网的定义及其功能模型 1.接入网的定义与定界 国际电信联盟（ITU-T）对接入网的定义 为：接入网由业务节点接口（SNI）和用户网 络接口（UNI）之间的一系列传送实体（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。如图 6.3所示。
核心功能：处于UPF和SPF之间，主要作 用是负责将个别用户承载通路或业务口承载 通路的要求与公用传送承载通路相适应。其 主要功能包括对AN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。
传送功能：为AN中不同地点之间公用承 载通路的传送提供通道。 AN系统管理功能：协调AN内UPF、SPF、 CF和TF的指配、操作和维护，也负责协调用 户终端（经UNI）和业务节点（经SNI）的操 作功能。
6.2 有线接入网
一、铜线接入网 电信网主要采用铜线用户线向用户提供 电话业务，即从本地端局至各用户之间的传 输线主要是双绞线。 提高双绞线传输速率的措施是采用数字 化技术。
1.高速率数字用户线－－HDSL技术 HDSL 是在两对或三对用户线上，利用 2B1Q或CAP编码技术，以及回波相消和自适 应均衡技术等实现全双工的2Mbit/s数字传 输。HDSL系统结构如图6.9所示。
图6.9 HDSL系统构成
HDSL局端设备提供交换机与系统网络侧 的接口，将来自交换机的信息流透明地传送 给远端用户侧设备。 HDSL远端设备提供用户侧接口，将来自 交换机的下行信息传送给用户设备，并将用 户设备的上行信息传向业务节点。
在发送端，E1控制器将经接口送入的E1 信号（2.048Mbit/s）进行 HDB3码解码和帧 调整后输出；然后经 HDSL通道控制器变换， 通道控制器的主要功能是进行串/并变换，它 是在保留原有帧结构和时隙的基础上分成二 路或三路。