《寬帶接入技術(shù)》期末復(fù)習(xí)提綱-2014春業(yè)大

1、2014春季學(xué)期寬帶接入技術(shù)復(fù)習(xí)提綱第1章 概述1. 接入網(wǎng)的定義國際電信聯(lián)盟(ITU-T)13組于1995年7月通過了關(guān)于接入網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)方面的新建議G.902，其中對接入網(wǎng)的定義是：接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體(如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)。接入網(wǎng)包括業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)與用戶端設(shè)備之間的所有實(shí)施設(shè)備與線路，通常它由用戶線傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、交叉連接設(shè)備等部分組成。2. 接入網(wǎng)的位置接入網(wǎng)是電信業(yè)務(wù)網(wǎng)的組成部分之一，負(fù)責(zé)將電信業(yè)務(wù)透明地傳送到用戶。接入網(wǎng)與傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)的位置關(guān)系如圖1-1所示。圖1-1 接入網(wǎng)、

2、傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)的位置關(guān)系接入網(wǎng)有三種主要接口，即用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和維護(hù)管理接口(Q3)。3. 接入網(wǎng)的接口接入網(wǎng)所覆蓋的范圍就由這三個(gè)接口定界，如圖1-2所示。 圖1-2 接入網(wǎng)的接口4. 接入網(wǎng)的特點(diǎn)(1)成本敏感接入網(wǎng)直接面向用戶，數(shù)量較多、規(guī)模龐大，其建設(shè)和維護(hù)成本與所選技術(shù)有很大的相關(guān)性。(2)業(yè)務(wù)類型多樣化、數(shù)據(jù)化目前應(yīng)用比較廣泛的是寬帶接入網(wǎng),它可以承載語音接入、數(shù)據(jù)接入和多媒體接入等多種綜合業(yè)務(wù)。(3)業(yè)務(wù)特性體現(xiàn)的不對稱性和突發(fā)性寬帶接入網(wǎng)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)中大量是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和圖像業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)是不對稱的，而且突發(fā)性很大，上行下行需要采用不等的帶寬。因此如何

3、動(dòng)態(tài)分配帶寬是接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。(4)接入手段多樣化接入技術(shù)種類繁多，總體上可分為有線接入技術(shù)、無線接入技術(shù)、有線與無線綜合的接入技術(shù)。5. 接入網(wǎng)的功能模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)包括五個(gè)功能模塊，分別為用戶口功能(UPF)、業(yè)務(wù)口功能(SPF)、核心功能(CF)、傳送功能(TF)和AN系統(tǒng)管理功能(SMF)。接入網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。圖1-3 接入網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)6. 接入網(wǎng)的分類根據(jù)傳輸媒介劃分，接入網(wǎng)可以分為有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)。有線接入網(wǎng)采用封閉的傳輸媒介，如雙絞線、光纖等，具體有銅線接入網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)和混合光纖/同軸電纜接入網(wǎng)。無線接入網(wǎng)指從業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)到用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI

4、)之間全部或部分采用無線傳輸方式的接入系統(tǒng)。傳輸媒介接入網(wǎng)類型特點(diǎn)有線接入網(wǎng)銅線接入網(wǎng)采用雙絞線作為傳輸媒介，通過對電信號進(jìn)行調(diào)制處理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化高速傳輸和多業(yè)務(wù)復(fù)用。光纖接入網(wǎng)采用光纖作為主要傳輸媒介，可與傳統(tǒng)用戶接入系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)寬帶、多業(yè)務(wù)接入網(wǎng)混合光纖/同軸電纜接入網(wǎng)在傳統(tǒng)的、以同軸電纜為傳輸媒介的有線電視（CATV）網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，增加了光纖傳輸線路。無線接入網(wǎng)固定無線接入網(wǎng)固定無線接入網(wǎng)主要為終端位置固定的用戶或僅在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)的用戶提供接入服務(wù)，主要包括如衛(wèi)星直播系統(tǒng)（DBS）、多路多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(MMDS)、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS）、無線局域網(wǎng)（WLAN）、微波存取全球互通（Wi

5、MAX）。移動(dòng)無線接入網(wǎng)移動(dòng)無線接入網(wǎng)是為終端移動(dòng)的用戶提供各種電信業(yè)務(wù)，主要有蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)和微波存取全球互通（WiMAX）。7. 接入網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)類型接入網(wǎng)支持的接入業(yè)務(wù)有話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、圖像業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)。² 話音業(yè)務(wù)：話音業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)、雙向?qū)ΨQ傳輸，包括傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)和可視電話、會(huì)議電話、網(wǎng)絡(luò)話音等新增話音業(yè)務(wù)；² 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是非實(shí)時(shí)、不對稱傳輸，主要有電子郵件、信息檢索、數(shù)據(jù)處理等業(yè)務(wù)；² 圖像業(yè)務(wù)：圖像業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是高速率、大容量傳輸，包括有線廣播電視業(yè)務(wù)、衛(wèi)星電視及網(wǎng)絡(luò)視頻等；² 多媒體業(yè)務(wù)：多媒體業(yè)

6、務(wù)是一種新興的通信業(yè)務(wù)，主要有家庭辦公、網(wǎng)絡(luò)購物、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。第2章 銅線接入技術(shù)1. DSL技術(shù)數(shù)字用戶線（Digital Subscriber Line，DSL）技術(shù)是一種以銅制電話雙絞線為傳輸介質(zhì)的接入傳輸技術(shù)，可以允許話音信號和數(shù)據(jù)信號同時(shí)在一條電話線上傳輸。2. DSL技術(shù)特點(diǎn)DSL技術(shù)利用已有的電話線提供寬帶接入業(yè)務(wù)，無需新的接入傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入；采用DSL技術(shù)可在開通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時(shí)不影響話音業(yè)務(wù)，用戶能在打電話的同時(shí)上網(wǎng)。DSL技術(shù)之所以能夠在原來只傳輸話音信號的雙絞線上同時(shí)傳送中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號，源于采用了專門的信號編碼和調(diào)制技術(shù)，使得話音信號和數(shù)據(jù)信號在雙

7、絞線的有效傳輸頻帶范圍內(nèi)得到合理配置，最大限度地發(fā)揮了雙絞線的傳輸能力。3. DSL技術(shù)分類DSL技術(shù)包括SDSL、HDSL、ADSL、VDSL等，統(tǒng)稱為xDSL。不同DSL技術(shù)之間的主要區(qū)別體現(xiàn)在兩個(gè)方面：信號傳輸速率和傳輸距離；上行速率和下行速率的對稱性。DSL技術(shù)按照上行和下行的傳輸速率是否一致，可以分為速率對稱型和速率非對稱型兩種類型。（1）對稱型DSL對稱型DSL的上行和下行傳輸速率相同，可提供高速對稱的傳輸速率。一般來說，對稱型DSL不支持?jǐn)?shù)字信號和語音信號同時(shí)在一條電話雙絞線上傳輸。對稱型DSL適用于企業(yè)接入和點(diǎn)對點(diǎn)連接之中。對稱型DSL包括SDSL技術(shù)、HDSL技術(shù)和SHDSL

8、技術(shù)等，其中以HDSL技術(shù)為典型代表。（2）非對稱型DSL非對稱型DSL的上行和下行速率不同，下行速率遠(yuǎn)高于上行速率。非對稱DSL適用于家庭用戶，因?yàn)榧彝ビ脩羯暇W(wǎng)時(shí)下載的信息往往比上載的信息要多得多。非對稱型DSL包括ADSL技術(shù)和VDSL技術(shù)等。4. HDSL基本概念高比特率數(shù)字用戶線（High-bit-rate Digital Subscriber Line，HDSL）采用數(shù)字信號自適應(yīng)均衡技術(shù)和回波抵消技術(shù)，消除傳輸線路中的近端串音、脈沖噪聲和波形噪聲、以及因線路阻抗不匹配而產(chǎn)生的回波干擾，從而能夠在現(xiàn)有的普通電話雙絞銅線上提供PDH一次群速率（T1或E1）的全雙工數(shù)字傳輸，無中繼傳輸距

9、離可達(dá)35 km。5. HDSL規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)HDSL系統(tǒng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，主要有美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（American National Standard Institute，ANSI）制定的標(biāo)準(zhǔn)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ETSI）制定的標(biāo)準(zhǔn)和中國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1) ETSI標(biāo)準(zhǔn)l 一個(gè)是三線對HDSL系統(tǒng)，傳輸E1速率信號時(shí)每線對傳輸速率為784kbit/s；l 另一個(gè)是兩線對HDSL系統(tǒng)，傳輸 E1速率信號時(shí)每線對傳輸速率為1168kbit/s。2) HDSL的中國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：l YDN 056-1997，接入網(wǎng)技術(shù)要求-高比特率數(shù)字用戶線(HDSL)(暫行規(guī)定)，1997年10月發(fā)布。l YDN 059-

10、1997，高比特率數(shù)字用戶線(HDSL)設(shè)備測試方法(暫行規(guī)定)，1997年10月。6. HDSL系統(tǒng)HDSL系統(tǒng)由HDSL收發(fā)信機(jī)和二對/三對雙絞線構(gòu)成，如圖2-5所示。圖2-5 HDSL系統(tǒng)7. HDSL幀結(jié)構(gòu)HDSL的數(shù)據(jù)幀有三種：應(yīng)用幀、核心幀和HDSL幀。1) HDSL核心幀幀長：144字節(jié)；時(shí)長：500ms；比特率144×8/500×1062304kbit/s。2) HDSL幀HDSL幀時(shí)長：6ms；編碼：2B1Q碼；如圖2-8所示。圖2-8HDSL幀結(jié)構(gòu)每HDSL幀結(jié)構(gòu)共有48個(gè)子數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)字節(jié)用來傳輸2.304Mbit/s核心幀數(shù)據(jù)。3) HDSL幀速率（

11、1）幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三線對系統(tǒng)每數(shù)據(jù)塊97961比特，12字節(jié)，總比特?cái)?shù)14（同步字）32（H開銷）97（數(shù)據(jù)塊）×480（4）（填充符號）4702（4706）。二線對系統(tǒng)每數(shù)據(jù)塊1451441比特，18字節(jié)，總比特?cái)?shù)14（同步字）32（H開銷）145（數(shù)據(jù)塊）×480（4）7006（7010）。 一線對系統(tǒng)每數(shù)據(jù)塊2892881比特，36字節(jié)，總比特?cái)?shù)14（同步字）32（H開銷）289（數(shù)據(jù)塊）×480（4）13918（13922）。（2）幀速率系統(tǒng)線對數(shù)幀長度（ms）數(shù)據(jù)長度（比特）幀速率（kbit/s）三對線系統(tǒng)64704784二對線系統(tǒng)670081168一對線系

12、統(tǒng)6139202320加入填充符號后，將調(diào)整幀長度、平均比特長度和速率，如三線對時(shí)間范圍是（62/784）ms或（62/784）ms。數(shù)據(jù)塊中的每個(gè)字節(jié)為8比特，傳輸速率為64kbit/s，因此也可以下面方式計(jì)算：三對線全雙工系統(tǒng)，傳輸速率為12×64kbit/s16kbit/s=784kbit/s；兩對線全雙工系統(tǒng)，傳輸速率為18×64kbit/s16kbit/s=1168 kbit/s；一對線全雙工系統(tǒng)，傳輸速率為36×64kbit/s16kbit/s =2320kbit/s。8. ADSL定義與特點(diǎn)定義:略ADSL是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字信息

13、的技術(shù)，以上下行的傳輸速率不相等的DSL技術(shù)而得名，其下行傳輸速率可達(dá)8Mbit/s，上行傳輸速率可達(dá)640kbit/s，支持在一對雙絞線上同時(shí)傳送模擬話音和高速數(shù)據(jù)信號。在ADSL中，傳統(tǒng)的模擬話音信號通過基帶頻率傳輸，占用3003400Hz的頻帶；數(shù)據(jù)信號通過30kHz1.1MHz頻帶傳輸。為了將兩個(gè)頻帶分開，需要一個(gè)“低通高通濾波器”組，將兩種信號從頻率上分開，這個(gè)濾波器組就是分離器（Splitter）。9. ADSL系統(tǒng)構(gòu)成 ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-10所示，是在用戶環(huán)路的雙絞線兩端，各加裝一臺ADSL局端設(shè)備和ADSL遠(yuǎn)端設(shè)備而構(gòu)成。圖2-10ADSL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10. ADSL應(yīng)

14、用ADSL典型接入應(yīng)用是個(gè)人用戶和單位用戶通過ADSL接入的方式，如圖2-16所示。圖2-16ADSL典型接入應(yīng)用ADSL個(gè)人用戶接入方式中，只要電話線路通過線路測試，在用戶端只需增加一個(gè)ADSL Modem，再經(jīng)局端網(wǎng)管進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)寬帶接入。由于ADSL的技術(shù)特點(diǎn)，使其特別適合企事業(yè)單位對內(nèi)組建專用局域網(wǎng)。這是基于大部分企事業(yè)單位都已有自己的內(nèi)部電話網(wǎng)和小交換機(jī)，可以利用現(xiàn)有的電話雙絞線基礎(chǔ)，借助ADSL方便地實(shí)現(xiàn)寬帶接入。11. VDSL接入技術(shù)甚高速數(shù)字用戶線（Very high speed Digital Subscriber Line，VDSL）技術(shù)具有更高的傳輸速率和

15、更加靈活的上下行速率配置，可以有效地適應(yīng)接入網(wǎng)用戶對于視頻業(yè)務(wù)的需求。12. VDSL傳輸模式VDSL標(biāo)準(zhǔn)中以銅線/光纖為線路方式定義了5種主要的傳輸模式，如圖2-18所示。圖2-18VDSL傳輸模式1） STM模式同步轉(zhuǎn)移模式（Synchronous Transport Module，STM）是最簡單的一種傳輸方式，也稱STM為時(shí)分復(fù)用（TDM），不同設(shè)備和業(yè)務(wù)的比特流在傳輸過程中被分配固定的帶寬。2） 分組模式在這種模式中，不同業(yè)務(wù)和設(shè)備間的比特流被分成不同長度、不同地址的分組包進(jìn)行傳輸；所有的分組包在相同的“信道”上，以最大的帶寬傳輸。3） ATM模式ATM在VDSL網(wǎng)絡(luò)中可以有3種形式

16、。第一種是ATM端到端模式，它與分組包類似，每個(gè)ATM信元都帶有自身的地址，并通過非固定的線路傳輸，不同的是ATM信元長度比分組包小，且有固定的長度。第二、三種分別是ATM與STM和ATM與分組模式的混合使用，這兩種形式從邏輯上講是VDSL在ATM設(shè)備間形成了一個(gè)端到端的傳輸通道。13. VDSL傳輸速率VDSL可在對稱或不對稱速率下運(yùn)行，其傳輸速率配置方式與傳輸距離的對應(yīng)關(guān)系為： 對稱模式傳輸速率（下行/上行）傳輸距離對稱速率26Mbit/s300m非對稱速率52Mbit/s/6.4Mbit/s對稱速率13Mbit/s800m非對稱速率26Mbit/s/3.4Mbit/s對稱速率6.5Mbi

17、t/s1.2km非對稱速率13.5Mbit/s/1.6Mbit/s第3章 混合光纖/同軸電纜接入技術(shù)1. 混合光纖/同軸電纜網(wǎng)（HFC）混合光纖/同軸電纜網(wǎng)絡(luò)（Hybrid Fiber-Coax Network, HFC），是在傳統(tǒng)的、以同軸電纜為傳輸媒介的有線電視（CATV）網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。2. HFC系統(tǒng)參考配置根據(jù)我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)技術(shù)要求混合光纖同軸電纜網(wǎng)（HFC）（YD/T 1063-2000）規(guī)定，HFC系統(tǒng)參考配置如圖3-1所示。圖3-1混合光纖/同軸電纜網(wǎng)(HFC)系統(tǒng)參考配置在圖3-1所示參考配置中，HFC網(wǎng)絡(luò)由光線干線網(wǎng)和同軸電纜分配網(wǎng)組成。其中同軸電纜分

18、配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶接入功能，光纖干線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)光節(jié)點(diǎn)與局端設(shè)備之間的信號傳輸，從而實(shí)現(xiàn)某一個(gè)區(qū)域的用戶接入。在HFC網(wǎng)絡(luò)中，各種業(yè)務(wù)信號均以副載波調(diào)制復(fù)用方式傳輸。上行和下行信號可以在不同的光纖中傳輸，也可以采用波分復(fù)用方式在同一根光纖中傳輸。當(dāng)上下行信號采用粗波分復(fù)用方式傳輸時(shí)，下行信號使用1550nm波長區(qū)，上行信號使用1310nm波長區(qū)。3. 電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem，CM）是在混合光纖/同軸電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)上提供雙向IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舳嗽O(shè)備。根據(jù)我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)技術(shù)要求電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）（YD/T 1076-2000）建議，在HF

19、C網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行雙向IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)配置如圖3-2所示。圖3-2HFC網(wǎng)絡(luò)雙向IP數(shù)據(jù)傳輸配置HFC網(wǎng)絡(luò)借助于電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）實(shí)現(xiàn)了雙向數(shù)據(jù)傳輸。在上述網(wǎng)絡(luò)配置中，CM應(yīng)完成UNI與射頻接口之間的信號轉(zhuǎn)換，并終結(jié)CMTS與CM之間的管理消息。4. HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸對于HFC網(wǎng)絡(luò)來說，從前端至用戶的傳輸為下行傳輸，從用戶至前端的傳輸為上行傳輸。解決HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸?shù)闹攸c(diǎn)就在于上行傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式和性能。實(shí)現(xiàn)雙向傳輸?shù)闹饕绞接腥N：頻分雙工、時(shí)分雙工和空分雙工。考慮到HFC網(wǎng)絡(luò)的具體特點(diǎn)，在光纖干線網(wǎng)中多采用空分雙工雙向傳輸方式，而在同軸電纜分配網(wǎng)中采用頻分雙工雙向傳輸方式。5. HFC頻

20、譜分配 HFC采用副載波頻分復(fù)用方式，將各種視頻、數(shù)據(jù)和話音信號通過調(diào)制進(jìn)行頻帶分配，實(shí)現(xiàn)上述多種業(yè)務(wù)信號同時(shí)在同軸電纜上傳輸。在YD/T 1063-2000標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了對于1000MHz帶寬的HFC網(wǎng)絡(luò)，可用傳輸頻帶范圍是51000MHz。經(jīng)頻譜分配劃分為上下行兩個(gè)傳輸通道，上行通道（Upstream Channel）使用565MHz頻段，下行通道（Downstream Channel）使用87-1000MHz頻段，6587MHz之間是上下行通道之間的過渡帶，如圖3-11所示。圖3-11HFC射頻頻帶分配方案上行通道占用60MHz帶寬，用來傳送上行業(yè)務(wù)，如話音及用戶請求/控制信號等控制信息

21、等；下行通道占用913MHz帶寬，用于傳送下行廣播業(yè)務(wù)、模擬/數(shù)字視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中87108MHz頻段用于廣播業(yè)務(wù)，1101000MHz頻段用于傳送模擬電視、數(shù)字電視和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，YD/T 1063-2000建議在606862MHz頻率范圍內(nèi)傳送下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第4章 以太網(wǎng)接入技術(shù)1. CSMA/CD技術(shù)CSMA/CD是一種爭用型協(xié)議，是以競爭方式來獲得總線訪問權(quán)的。（1）CSMA/CD控制方法CSMA(Carrier Sense Multiple Access)表示載波監(jiān)聽多路訪問。CSMA的基本規(guī)則是“先聽后發(fā)”。也就是各站在發(fā)送信號之前先要檢測總線是否有空閑，當(dāng)檢測確定總線空閑后，

22、再考慮發(fā)送本站信號。各站均按此規(guī)律檢測、發(fā)送，形成多站共同訪問總線的通信形式，因此把這種通信方式稱為載波監(jiān)聽多路訪問。CD(Collision Detecsion)表示沖突檢測，即“邊發(fā)邊聽”。各站在發(fā)送信號的同時(shí)對總線進(jìn)行監(jiān)聽（檢測）。當(dāng)監(jiān)聽到有總線上有沖突發(fā)生時(shí)，便停止發(fā)送信號。當(dāng)總線上有沖突發(fā)生時(shí)，暫停發(fā)送信號，退讓一段隨機(jī)時(shí)間。然后重新進(jìn)行載波偵聽和沖突檢測過程。（2）爭用期在以太網(wǎng)信號傳送中的沖突檢測過程如圖4-1所示。圖4-1 以太網(wǎng)碰撞檢測指示意圖電信號在信道中傳輸時(shí)需要經(jīng)歷時(shí)間延遲。設(shè)總線上單程端到端傳播時(shí)延為t，即圖中信號自A站傳送到B站經(jīng)歷的時(shí)延（反向傳送亦相同）。圖中A、

23、B兩站發(fā)送信號過程如下：假設(shè)在時(shí)，A站發(fā)送信號；在時(shí)，A站發(fā)送的信號還沒有到達(dá)B站，此時(shí)B站檢測到信道是空閑的，因此B站也發(fā)送信號；這時(shí)A®B方向和B®A方向上都有信號傳送，兩個(gè)方向上的信號時(shí)間距離是d；經(jīng)過時(shí)段，即在時(shí)，A®B方向和B®A方向上的信號發(fā)生碰撞；在時(shí)，B站檢測到發(fā)生碰撞，于是停止發(fā)送數(shù)據(jù)；在時(shí)，A站也檢測到發(fā)生碰撞，也停止發(fā)送數(shù)據(jù)。以上過程表明：最先發(fā)送信號的站點(diǎn)，在發(fā)出信號之后最多經(jīng)過2t時(shí)段就可以知道發(fā)送的信號是否遭受了碰撞；如果經(jīng)過2t時(shí)段還沒有檢測到碰撞，就可以確定本次信號傳送不會(huì)發(fā)生碰撞。因此把以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2t稱為爭用

24、期，或碰撞窗口。（3）數(shù)據(jù)幀的最短幀長在傳送過程中因發(fā)生碰撞而中斷的信號稱為沖突幀，沖突幀是無效幀，在接收端被丟棄。為了區(qū)分因發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的無效幀和有用幀，規(guī)定了有效數(shù)據(jù)幀的最短幀長。由于發(fā)送信號的站最長經(jīng)過爭用期時(shí)間段即可檢測到碰撞，所以有效數(shù)據(jù)幀的最短幀長就是爭用期時(shí)間段2t內(nèi)所發(fā)送的比特（或字節(jié)）數(shù)，即2t´數(shù)據(jù)傳輸速率。例4-1 假設(shè)某傳送距離為1km的CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率為10Mbit/s，信號在網(wǎng)絡(luò)上的傳播速度為2´105km/s，求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。答：信號在網(wǎng)絡(luò)上的傳播時(shí)間為爭用期為在爭用期內(nèi)可發(fā)送的比特/字節(jié)數(shù)即是最短幀長，為2. 虛擬局

25、域網(wǎng)（VLAN）VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名就是虛擬局域網(wǎng)。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。VLAN等效于一個(gè)廣播域，其中模擬了一組終端設(shè)備，這些終端設(shè)備位于不同的物理網(wǎng)段上，但是并不因此受束縛，相互間通信就像在同一個(gè)局域網(wǎng)中一樣。劃分VLAN的方法主要有：（1）根據(jù)端口劃分VLAN；（2）根據(jù)MAC地址劃分VLAN；（3）根據(jù)IP地址劃分VLAN。3. 以太網(wǎng)接入技術(shù)（FTTX+LAN）以太網(wǎng)接入也稱為FTTX+LAN接入，是指光纖加交換式以太網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)用戶高速接入互聯(lián)網(wǎng)，具體可實(shí)現(xiàn)的方式有光

26、纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到戶（FTTH），統(tǒng)稱為FTTX。目前常用方式是光纜到路邊或光纖到大樓。4. 以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)FTTX+LAN（以太網(wǎng)接入）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用星形或樹形，以接入寬帶IP城域網(wǎng)的匯聚層為例，以太網(wǎng)接入典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4-19所示。 （a）一級接入 (b)兩級接入圖4-19 FTTX+LAN（以太網(wǎng)接入）典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)用戶數(shù)量及經(jīng)濟(jì)情況等可以采用圖4-19（a）所示的一級接入或圖4-19(b)所示的兩級接入。圖4-19（a）所示的以太網(wǎng)接入網(wǎng)，適合于小規(guī)模居民小區(qū)，交換機(jī)只有一級，采用三層交換或二層交換都可以。二/三層交換

27、機(jī)上行與匯聚層節(jié)點(diǎn)采用光纖相連，速率一般為100M；下行與用戶之間一般采用雙絞線連接，速率一般為10M，若用戶數(shù)超過交換機(jī)的端口數(shù)，可采用交換機(jī)級聯(lián)方式。圖4-19(b)所示的以太網(wǎng)接入網(wǎng)，適合于中等或大規(guī)模居民小區(qū)，交換機(jī)分兩級：第一級交換機(jī)采用具有路由功能的三層交換，第二級交換機(jī)采用二層交換。第5章 光纖接入技術(shù)1. 光纖接入網(wǎng)的定義光纖接入網(wǎng)(OAN：Optical Access Network)是指在接入網(wǎng)中以光纖作為傳輸媒介實(shí)現(xiàn)信息傳送，即業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)與用戶之間全部或部分采用光纖通信的接入方式。光接入網(wǎng)的接入方式如圖5-1所示。圖5-1 光纖接入網(wǎng)示意圖2. 光纖接入網(wǎng)的功能參

28、考配置ITU-TG.982建議給出的光纖接入網(wǎng)（OAN）的功能參考配置如圖5-2所示。 圖5-2 光纖接入網(wǎng)的功能參考配置OAN主要配置¨ 四種基本功能模塊：光線路終端(OLT)，光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)/光遠(yuǎn)程終端(ODT)，光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，AN系統(tǒng)管理功能塊。¨ 五個(gè)參考點(diǎn)：光發(fā)送參考點(diǎn)S，光接收參考點(diǎn)R，OAN與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間的參考點(diǎn)V，OAN與用戶終端間的參考點(diǎn)T，AF與ONU間的參考點(diǎn)a。¨ 三個(gè)接口：業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口SNI和用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)接口Q3。1）OLT功能塊OLT（Optical Line Termination）位于光接入網(wǎng)的局端（網(wǎng)絡(luò)

29、側(cè)），也就是靠近業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)一側(cè)。OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地交換機(jī)之間的接口，并經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)ODN與用戶側(cè)的ONU通信，OLT與ONU的關(guān)系為主從通信關(guān)系。OLT對來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息進(jìn)行管理，從而為ONU和自身提供維護(hù)與供給功能。2）ONU功能塊ONU（Optical Network Unit）位于ODN和用戶之間。ONU網(wǎng)絡(luò)側(cè)為光接口、用戶側(cè)為電接口，具有光/電和電/光變換功能；并能實(shí)現(xiàn)對各種用戶電信號的處理與維護(hù)管理功能。ONU的內(nèi)部由核心部分、業(yè)務(wù)部分和公共部分組成。3）ODN/ODT功能塊ODN/ODT為ONU與OLT之間提供光傳輸媒介，即傳輸設(shè)施。根據(jù)傳輸設(shè)施中是

30、否采用有源器件，光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。4）AN系統(tǒng)管理功能塊AN系統(tǒng)管理功能塊是對光纖接入網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)管理的功能模塊，其管理功能包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計(jì)費(fèi)管理。3. 光纖接入網(wǎng)的分類光纖接入網(wǎng)根據(jù)傳輸設(shè)施中是否采用有源器件分為有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。1）有源光網(wǎng)絡(luò) （AON）有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）中傳輸設(shè)施采用有源器件，即為光遠(yuǎn)程終端（ODT）。有源光網(wǎng)絡(luò)由OLT、ONU、光遠(yuǎn)程終端（ODT）和光纖傳輸線路構(gòu)成；其中ODT可以是一個(gè)有源復(fù)用設(shè)備或遠(yuǎn)端集中器（HUB），也可以是一個(gè)環(huán)網(wǎng)。 2）無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）無源光網(wǎng)

31、絡(luò)（PON）中傳輸設(shè)施全部由無源器件組成，即為光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）。無源光網(wǎng)絡(luò)除OLT、ONU外，其傳輸設(shè)施主要由光纖、光連接器、無源光分路器OBD（分光器）和光纖接頭組成。無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）根據(jù)采用的技術(shù)不同，可以分為以下三類。APON基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)，在PON中采用ATM技術(shù)，也稱為寬帶PON（BPON）；EPON基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，采用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀接入；GPON吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)，是BPON的一種擴(kuò)展，成為新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)。4. 光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在光纖接入網(wǎng)中ODN/ODT的配置一般是點(diǎn)到多點(diǎn)方式，即多個(gè)ONU通過ODN/ODT與一個(gè)OLT相

32、連。多個(gè)ONU與一個(gè)OLT的連接方式即決定了光纖接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。1）無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般采用星形、樹形和總線形。2）有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般采用雙星形、鏈形和環(huán)形結(jié)構(gòu)。根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的位置不同，光纖接入網(wǎng)可分成不同種應(yīng)用類型。5. 光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型圖5-12 光纖接入網(wǎng)的三種應(yīng)用類型1）光纖到路邊(FTTC)在FTTC結(jié)構(gòu)中，ONU設(shè)置在用戶小區(qū)路邊的人孔或電線桿上的交接箱處，即DP點(diǎn)。2）光纖到大樓(FTTB)在FTTB結(jié)構(gòu)中，ONU設(shè)置在樓內(nèi)（通常為居民住宅公寓或小型企事業(yè)單位辦公樓），再經(jīng)多

33、對雙絞銅線將業(yè)務(wù)分送給各個(gè)用戶。3）光纖到家(FTTH)和光纖到辦公室(FTTO)在FTTH結(jié)構(gòu)中，ONU設(shè)置在用戶家中。如果將ONU設(shè)置在大型企事業(yè)單位的辦公區(qū)域終端設(shè)備處，并能提供一定范圍的靈活業(yè)務(wù)接入，則構(gòu)成FTTO。6. 光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)是指實(shí)現(xiàn)OLT與ONU之間的光信號傳輸通路連接方式。光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)包括雙向傳輸（復(fù)用）技術(shù)和多址接入技術(shù)。1）雙向傳輸（復(fù)用）技術(shù)雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用）是指光纖接入網(wǎng)中上行通道(ONU®OLT)與下行通道(OLT®ONU)之間的信道劃分。常用雙向傳輸技術(shù)（復(fù)用）有空分復(fù)用、波分復(fù)用、時(shí)間壓縮復(fù)用和副載波復(fù)

34、用。2）多址接入技術(shù)在光纖接入網(wǎng)中，一個(gè)OLT連接多個(gè)ONU。為使每個(gè)ONU都能與OLT進(jìn)行通信，在上行方向上采用的多點(diǎn)上行接入技術(shù)即為多址接入技術(shù)。光纖接入網(wǎng)中采用的多址接入技術(shù)主要有光時(shí)分多址（OTDMA）、光波分多址（OWDMA）、光碼分多址（OCDMA）和光副載波多址（OSCMA）。7. EPON基本概念EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，即采用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的接入。EPON的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3ah。8. EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般采用雙星形或樹形，如圖5-28所示。圖5-28 EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) EPON中包括無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。l 無源

35、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指的是光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)，包括光纖、無源分光器、連接器和光纖接頭等。它一般放置于局外，稱為局外設(shè)備。l 有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和設(shè)備管理系統(tǒng)(EMS)。EPON中較為復(fù)雜的功能主要集中于OLT，而ONU的功能較為簡單，這主要是為了盡量降低用戶端設(shè)備的成本。9. EPON設(shè)備功能（1）光線路終端（OLT）OLT功能：提供EPON與核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)、視頻和話音網(wǎng)絡(luò)的接口，具有復(fù)用功能；完成光/電轉(zhuǎn)換、電/光轉(zhuǎn)換；分配并控制信道的連接，并有實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理維護(hù)功能；具有以太網(wǎng)交換機(jī)或路由器的功能。 (2) 分光器分光器是光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)中的重要

36、部件，其具體功能為分發(fā)下行數(shù)據(jù)和集中上行數(shù)據(jù)，可將一路光信號按照分光比分為多路光信號。分光器帶有一個(gè)上行光接口和若干下行光接口。在下行方向上，分光器將從上行光接口傳送過來的光信號分配到所有下行光接口并繼續(xù)下行傳輸；在上行方向上，分光器將從多個(gè)下行光接口傳送過來的光信號集合到上行光接口并繼續(xù)上行傳輸。在EPON網(wǎng)絡(luò)中，分光器常用的分光比為：1:8、1:16、1:32和1:64。分光器的設(shè)置方式：分光器可采用分級方式進(jìn)行設(shè)置，常用的有一級分光和二級分光，如下圖所示；也可采用多級分光。分光器的分光方式等功率分光：分光后各分路光信號功率相等，對于用戶業(yè)務(wù)分布比較均勻的城市住宅小區(qū)，多采用等功率分光；不

37、等功率分光：分光后各分路光信號功率不相等，對于用戶業(yè)務(wù)分布不均勻的農(nóng)村、礦區(qū)、沿海或商業(yè)街等特殊應(yīng)用環(huán)境，可采用不等功率分光。（3）光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)ONU功能給用戶提供與PON之間的數(shù)據(jù)、視頻和語音接口；光/電、電/光轉(zhuǎn)換；提供以太網(wǎng)二層、三層交換功能。ONU布放位置根據(jù)ONU布放的位置，可將EPON分為以下三種應(yīng)用。光纖到戶(FTTH)ONU設(shè)置于用戶家中；光纖到大樓(FTTB)ONU設(shè)置于居民或辦公大樓內(nèi)；光纖到路邊(FTTC)ONU設(shè)置于居民區(qū)附近。10. EPON工作原理EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。使用二個(gè)波長時(shí)，下行傳輸使用1510nm光波長，上行傳輸使用1310

38、nm光波長；使用三個(gè)波長時(shí)，下行傳輸使用1510nm和1550nm兩個(gè)光波長，上行傳輸使用1310nm光波長。圖5-29 EPON系統(tǒng)采用WDM實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸示意圖1）下行通信 EPON下行通信采用時(shí)分復(fù)用（TDM）+廣播的傳輸方式，其傳輸原理如圖5-30所示。圖5-30 EPON下行傳輸原理示意圖EPON系統(tǒng)下行通信過程中，在OLT完成光信號的時(shí)分復(fù)用，然后傳送至分光器；分光器以廣播方式將信號發(fā)給所有的ONU。2）上行通信EPON上行通信采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式。為防止不同ONU上行數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生時(shí)隙沖突，需要對ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)幀的時(shí)刻進(jìn)行控制。每個(gè)ONU有一個(gè)TDMA控制器，它與

39、OLT的定時(shí)信息一起，控制各ONU上行數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)刻，以避免復(fù)合時(shí)相互間發(fā)生碰撞和沖突。EPON上行傳輸原理如圖5-32所示。圖5-32 EPON上行傳輸原理示意圖EPON上行通信數(shù)據(jù)幀的幀長也是2ms。每幀有一個(gè)幀頭，表示該幀的開始；幀內(nèi)包含若干可變長度的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙對應(yīng)一個(gè)ONU。11. EPON關(guān)鍵技術(shù)EPON也屬于共享帶寬的無源光網(wǎng)絡(luò)。EPON關(guān)鍵技術(shù)包括時(shí)分多址接入的控制（測距技術(shù)）、快速比特同步、突發(fā)信號的收發(fā)和動(dòng)態(tài)帶寬分配。GPON是BPON的一種擴(kuò)展，提供了前所未有的高帶寬，其下行速率近2.5Gbit/s。上、下行速率有對稱和不對稱兩種方式，更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸特點(diǎn)。12. GPON概念13. GPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GPON系統(tǒng)由OLT、ONU、ODN三部分組成，可以靈活地組成樹形、星形、總線形等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。GPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-41所示。圖5-41 GPON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖14. GPON技術(shù)特點(diǎn)GPON主要具有以下技術(shù)特點(diǎn)：（1）業(yè)務(wù)支持能力強(qiáng)，具有全業(yè)務(wù)接入能