《寬帶接入技術(shù)》第1章

1、第第1章章 寬帶接入技術(shù)概述寬帶接入技術(shù)概述課程概述課程概述課程概述課程概述v接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中具有極其重要的地位，對(duì)今后的發(fā)展起著關(guān)鍵作用。首先，它是電信網(wǎng)中最大的部分，它的建設(shè)費(fèi)用占建網(wǎng)總費(fèi)用的二分之一以上；其次，接入網(wǎng)直接面對(duì)廣大的用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)，是完成語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合業(yè)務(wù)的必經(jīng)之路，它的質(zhì)量和性能直接影響電信網(wǎng)的發(fā)展。因此，它是當(dāng)前信息通信領(lǐng)域中高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)最激烈和發(fā)展最快的部分。課程概述課程概述課程性質(zhì)作用：v本課程是通信技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，課程中涉及到一些非常實(shí)用的寬帶接入技術(shù)，學(xué)完本課程，對(duì)于學(xué)生將來從事寬帶接入類相關(guān)工作會(huì)有所幫助。 課程概述課程概述HFC接入技

2、術(shù)（有線電視）接入技術(shù)（有線電視）無線接入技術(shù)（無線接入技術(shù)（3G、WLAN、WiMAX）以太網(wǎng)接入技術(shù)（局域網(wǎng)，以太網(wǎng)接入技術(shù)（局域網(wǎng)，LAN：IP）光纖接入技術(shù)（光纖到戶）光纖接入技術(shù)（光纖到戶）銅線接入技術(shù)（銅線接入技術(shù)（ADSL）課程概述課程概述v學(xué)習(xí)方法課程概述課程概述考核：v最后總成績(jī) = 期末考試（50%）+平時(shí)（20%）+實(shí)踐（30%）v平時(shí)=出勤、作業(yè)+課堂表現(xiàn)v實(shí)踐考核=實(shí)踐過程（50%）+實(shí)踐報(bào)告（50%）課程概述課程概述v 教學(xué)資料：1教材：v 寬帶接入網(wǎng)技術(shù)方國濤 主編 人民郵電出版社 2013年2.參考資料：v 寬帶接入網(wǎng)技術(shù)張喜云 主編 西安電子科技大學(xué)出版社 2

3、009年v 華為HCDA網(wǎng)絡(luò)工程師培訓(xùn)資料 華為通訊 2008年v 華為EPON網(wǎng)絡(luò)工程師培訓(xùn)資料 華為通訊 2009年v 寬帶接入技術(shù)Albert Azzam Niel Ransom 電子工業(yè)出版社 2001年 v 接入網(wǎng) 韋樂平 人民郵電出版社 1997年 v 接入網(wǎng)技術(shù) 張中荃 人民郵電出版社 2001年 v 綜合寬帶接入網(wǎng) 陶智勇，周芳等 北京郵電大學(xué)出版社 2002年 v 寬帶有線電視接入網(wǎng)：從技術(shù)到應(yīng)用 Shlomo Ovadia著，韓煜國等譯 人民郵電出版社 2002年 寬帶接入技術(shù)概述寬帶接入技術(shù)概述1.1 接入網(wǎng)的發(fā)展歷史20世紀(jì)70年代：v1975年，英國電信營運(yùn)商BT在C

4、CITT（國際電報(bào)電話咨詢會(huì)）第一次研討會(huì)提出； v1978年，CCITT在哥拉斯加第二次研討會(huì)肯定；v1979年，CCITT以RSC（遠(yuǎn)端用戶集線器）命名類似設(shè)備并進(jìn)行框架性描述，接入網(wǎng)正式誕生。任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1 接入網(wǎng)的發(fā)展歷史20世紀(jì)80年代：vITU-T（國際電聯(lián)-電信標(biāo)準(zhǔn)部）制定了V1V5系列窄帶接口標(biāo)準(zhǔn)。任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1 接入網(wǎng)的發(fā)展歷史20世紀(jì)90年代：vITU-T制定了VB5系列建議，涉及寬帶接口的標(biāo)準(zhǔn)和接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)G.902。90年代中后期，在Internet沖擊下，產(chǎn)生了NII和GII的概念。

5、2000年IP接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)Y.1231誕生，ADSL、cable modem和以太網(wǎng)接入技術(shù)等新興技術(shù)也逐漸流行。 任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1 接入網(wǎng)的發(fā)展歷史21世紀(jì)：v接入網(wǎng)的最大一次飛躍，應(yīng)該說是光纖技術(shù)的誕生和應(yīng)用。光纖作為傳輸介質(zhì)與其他介質(zhì)相比，有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。巨大的傳輸容量是光纖通信最顯著的特點(diǎn)，一根常規(guī)單模光纖的可用帶寬就可達(dá)到30 000GHz，同軸電纜的帶寬不過是1GHz，微波的帶寬也不超過300GHz，但應(yīng)用較為麻煩。 任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.1 接入網(wǎng)的定義與界定電信網(wǎng)概念v 電信電信(telecommu

6、nication)(telecommunication)指利用電子技術(shù)在不同的地點(diǎn)指利用電子技術(shù)在不同的地點(diǎn)之間傳遞信息。電信包括不同種類的遠(yuǎn)距離通信方式，如：之間傳遞信息。電信包括不同種類的遠(yuǎn)距離通信方式，如：無線電、電報(bào)、電視、電話、數(shù)據(jù)通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信無線電、電報(bào)、電視、電話、數(shù)據(jù)通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信等。等。v 電信網(wǎng)是由一定數(shù)量的電信節(jié)點(diǎn)電信網(wǎng)是由一定數(shù)量的電信節(jié)點(diǎn)( (包括終端設(shè)備和交換設(shè)包括終端設(shè)備和交換設(shè)備備) )和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定電信端點(diǎn)之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系?，F(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定電信端點(diǎn)

7、之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。v 一個(gè)完整的電信網(wǎng)包括硬件和軟件兩大部分。一個(gè)完整的電信網(wǎng)包括硬件和軟件兩大部分。電信網(wǎng)的硬件一般包括交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、終端設(shè)備及電信網(wǎng)的硬件一般包括交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、終端設(shè)備及通信線路，是構(gòu)成通信網(wǎng)的物理實(shí)體。通信線路，是構(gòu)成通信網(wǎng)的物理實(shí)體。任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用CECN2省干路由器CN2 PCN2 PELSIAD匯聚交換機(jī)接入交換機(jī)DSLAMIADONULSIADONUOLT以太接入網(wǎng)以太接入網(wǎng)EPON接入網(wǎng)接入網(wǎng)OLT自身業(yè)務(wù)平臺(tái)匯聚交換機(jī)ChinaNetBACTGSS匯聚交換機(jī)核心層核

8、心層匯聚層匯聚層接入層接入層業(yè)務(wù)層業(yè)務(wù)層城域城域骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)寬帶寬帶接入網(wǎng)接入網(wǎng)骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)BRASSR任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用電信網(wǎng)分類：（1）按區(qū)域或運(yùn)營方式分為公用通信網(wǎng)與專用通信網(wǎng)。（2）按信息類型分為電話通信網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。（3）按技術(shù)層次分為業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳送網(wǎng)與支撐網(wǎng)。（4）按所處位置可分為核心網(wǎng)（CN）、接入網(wǎng)（AN）與用戶駐地網(wǎng)（CPN）。 任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電信網(wǎng)組成示意圖 任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)（AN）定

9、義：v由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（諸如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）所組成的、為傳送電信業(yè)務(wù)提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，可經(jīng)由網(wǎng)管接口Q3進(jìn)行配置和管理。 1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)的范圍可由三個(gè)接口來定界 1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)AN連接多個(gè)不同業(yè)務(wù)示意圖 1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用1.2.2 接入網(wǎng)的接口1

10、用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）（1）模擬話機(jī)接口（Z接口）；（2）ISDNBR的2B+D（144kbit/s）U接口；（3）ISDNPR的2Mbit/s基群接口；（4）各種專線接口（64kbit/s數(shù)據(jù)接口、話帶數(shù)據(jù)接口V.24及V.35等）。1用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）（1）業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)類型有： 僅支持一種專用接入類型； 支持多種接入類型，支持相同的接入承載能力； 支持多種接入類型，支持不同的接入承載能力。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

11、結(jié)構(gòu)2業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）（2）業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口類型v模擬接口（Z接口）： Z接口對(duì)應(yīng)于UNI的模擬2線音頻接口，可提供普通電話業(yè)務(wù)。v數(shù)字接口（V接口）： V接口經(jīng)歷了V1V5接口的發(fā)展。 V1V4接口：的標(biāo)準(zhǔn)化程度有限，并且不支持綜合業(yè)務(wù)接入，只能用于ISDN。 V5接口是本地?cái)?shù)字交換機(jī)與接入網(wǎng)之間開放的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口，支持多種類型的用戶接入。 V5.1接口提供線路LE和TE間的一條2.048Mbit/s鏈路，支持PSTN接入，ISDN基本接入（2B+D）等小規(guī)模的接入網(wǎng)。 V5.2接口提供多個(gè)2.048Mbit/s鏈路（116個(gè)），支持V5.1的接入，ISDN集群速率接入（30B+D）。

12、1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）（3）業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)類型v本地交換機(jī)vIP選路器租用線v點(diǎn)播電視v廣播電視業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3Q3接口vQ3接口是TMN與電信網(wǎng)各被管理部分連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。接入網(wǎng)的管理應(yīng)納入TMN的管理范圍之內(nèi)，AN應(yīng)通過Q3接口與TMN相連，以便統(tǒng)一協(xié)調(diào)不同網(wǎng)元（如AN和SN）對(duì)UPF、CF、TF和SPF進(jìn)行管理，形成用戶所需要的接入和接入承載能力。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)

13、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)1用戶接口功能（UPF）v作用：是將特定的UNI要求與核心功能和管理功能相適配。v主要功能： 終結(jié)UNI； A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換； UNI的激活/去激活； 處理UNI承載通路及容量； UNI的測(cè)試和UPF的維護(hù)； 管理和控制功能。 1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)2業(yè)務(wù)接口功能（SPF）v 作用：一是將特定SNI規(guī)定的要求與公用承載通路

14、相適配，以便核心功能進(jìn)行處理；二是選擇有關(guān)信息，以便在AN系統(tǒng)管理功能中進(jìn)行處理。v 主要功能有： 終結(jié)SNI； 將承載要求、時(shí)限管理和操作運(yùn)行映射進(jìn)核心功能組 特定SNI所需要的協(xié)議映射； SNI的測(cè)試和SPF的維護(hù)； 管理和控制。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)3核心功能（CF）v作用：將各個(gè)用戶接口承載要求或業(yè)務(wù)接口承載要求適配到公共傳送承載體之中，包括對(duì)協(xié)議承載通路的適配和復(fù)用處理。v主要功能： 接入承載通路的處理； 承載通路的集中； 信令和分組信息的復(fù)用；

15、 ATM傳送承載通路的電路模擬； 管理和控制。1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)4傳送功能（TF）v傳送功能為接入網(wǎng)中不同地點(diǎn)之間公共承載通路提供傳輸通道，并進(jìn)行所用傳輸媒質(zhì)的適配。v主要功能有： 復(fù)用功能； 交叉連接功能（包括疏導(dǎo)和配置）； 管理功能； 物理媒質(zhì)功能。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.3 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)5AN系統(tǒng)管理功能（SMF） v 主要作用：是對(duì)UPF、SPF、CF和TF功能進(jìn)行管理，進(jìn)而通過UNI與SNI來協(xié)調(diào)用戶終端和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的操作。v 主要功能： 配置和控制； 業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)； 故障檢測(cè)與指示； 用戶信息和性能

16、數(shù)據(jù)的采集； 安全控制； 通過SNI協(xié)調(diào)UPF和SN的時(shí)限管理與運(yùn)行要求； 資源管理。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.4 接入網(wǎng)的參考模型1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.4 接入網(wǎng)的參考模型1電路層（CL）：電路層是關(guān)于在電路層接入點(diǎn)之間進(jìn)行信息傳送的功能層，直接為用戶提供通信服務(wù)。2傳輸通道層（TP）：它定義了通道層接入點(diǎn)之間信息的傳遞方式，支持一個(gè)或多個(gè)電路層網(wǎng)絡(luò)，為其提供傳送服務(wù)。3傳輸介質(zhì)層（TM）：傳輸介質(zhì)層可進(jìn)一步分為段層和物理介質(zhì)層，段層是在段層

17、接入點(diǎn)之間進(jìn)行信息傳送的功能層，能支持一個(gè)或多個(gè)傳輸通道層。物理介質(zhì)層是關(guān)于具體傳輸介質(zhì)的功能層。1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.2.5 接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1銅線接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)型、星型和復(fù)合型為主。2光纖接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、星型、環(huán)型、樹型為其基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3HFC接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：HFC是基于CATV的接入網(wǎng)，所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以樹型為主。4無線接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：無中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 1.2接入網(wǎng)的定義與作用接入網(wǎng)的定義與作用任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認(rèn)知接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.3 接入技術(shù)的分類接入技術(shù)的分類 接入網(wǎng)的分類 任務(wù)二任務(wù)二 認(rèn)知接入網(wǎng)類型認(rèn)知接入網(wǎng)類型1.3.1 接入網(wǎng)常見傳輸介質(zhì) （1）有線傳輸介質(zhì) ：雙絞線、同軸電纜和光纖 。（2）無線傳輸介質(zhì)：是指我們周圍的自由空間。在自由空間傳輸?shù)碾姶挪ǜ鶕?jù)頻譜可將其分為無線電波、微波、紅外線、激光等，信息被加載在電磁波上進(jìn)行傳輸。任務(wù)二任務(wù)二 認(rèn)知接入網(wǎng)類