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文檔簡介

第1章概述第2章本電話網(wǎng)和SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

第3章通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計基礎(chǔ)

第4章B-ISDN與ATM第5章接入網(wǎng)

第6章寬帶IP城域網(wǎng)

《現(xiàn)代通信網(wǎng)》第7章電信支撐網(wǎng)

第8章通信網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計第9章軟交換及下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第5章接入網(wǎng)

第5章接入網(wǎng)

《現(xiàn)代通信網(wǎng)》第1章概述

主要內(nèi)容

通信網(wǎng)的定義。通信網(wǎng)的構(gòu)成要素。通信網(wǎng)的分類情況。通信網(wǎng)的幾種基本結(jié)構(gòu)及各自的特點。現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成及發(fā)展。通信網(wǎng)的基本概念1.11.1.2通信網(wǎng)的概念及構(gòu)成要素1.1.1通信系統(tǒng)的組成

1.1.3通信網(wǎng)的分類

1.1.4通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

通信系統(tǒng)的組成1.通信系統(tǒng)的定義所謂通信系統(tǒng)就是用電信號(或光信號)傳遞信息的系統(tǒng),也叫電信系統(tǒng)。2.通信系統(tǒng)的分類(1)按通信業(yè)務(wù)分類如果按通信業(yè)務(wù)的不同,通信系統(tǒng)可以分為電話、電報、傳真、廣播電視、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。(2)按傳輸?shù)男盘栃问椒诸惾舭葱诺乐袀鬏數(shù)男盘栃问讲煌?,通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)等。1.1.1通信系統(tǒng)的組成3.通信系統(tǒng)的組成

圖1-1通信系統(tǒng)構(gòu)成模型(1)信源信源是指產(chǎn)生各種信息(如語音、文字、圖像及數(shù)據(jù)等)的信息源。(2)變換器變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枴#?)信道信道是信號的傳輸媒介。信道按傳輸介質(zhì)的種類可以分為有線信道和無線信道。信道如果按傳輸信號的形式又可以分為模擬信道和數(shù)字信道。(4)反變換器反變換器的作用是將從信道上接收的信號變換成信息接收者可以接收的信息。(5)信宿信宿是信息的接收者,可以是人或機器。(6)噪聲源噪聲源是系統(tǒng)內(nèi)各種干擾影響的等效結(jié)果,為了分析問題方便,將系統(tǒng)內(nèi)所存在的干擾均折合到信道中,用噪聲源表示。

1.1.1通信網(wǎng)的概念及構(gòu)成要素1.1.21.通信網(wǎng)的概念通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點(包括終端設(shè)備和交換設(shè)備)和連接節(jié)點的傳輸鏈路相互有機地組合在一起,以實現(xiàn)兩個或多個規(guī)定點間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。

2.通信網(wǎng)的構(gòu)成要素通信網(wǎng)在硬件設(shè)備方面的構(gòu)成要素是終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備。為了使全網(wǎng)協(xié)調(diào)合理地工作,一個完整的通信網(wǎng)除了包括硬件以外,還要有相應(yīng)的軟件。

通信網(wǎng)的概念及構(gòu)成要素(1)終端設(shè)備終端設(shè)備是用戶與通信網(wǎng)之間的接口設(shè)備,其功能有三個:將待傳送的信息和在傳輸鏈路上傳送的信號進行相互轉(zhuǎn)換。將信號與傳輸鏈路相匹配,由信號處理設(shè)備完成。信令的產(chǎn)生和識別,即用來產(chǎn)生和識別網(wǎng)內(nèi)所需的信令,以完成一系列控制作用。(2)傳輸鏈路傳輸鏈路是信息的傳輸通道,是連接網(wǎng)路節(jié)點的媒介。(3)交換設(shè)備交換設(shè)備是構(gòu)成通信網(wǎng)的核心要素,它的基本功能是完成接入交換節(jié)點鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配,實現(xiàn)一個呼叫終端(用戶)和它所要求的另一個或多個用戶終端之間的路由選擇的連接。1.1.2通信網(wǎng)的分類

1.按業(yè)務(wù)種類分若按業(yè)務(wù)種類分,通信網(wǎng)可分為:電話網(wǎng)電報網(wǎng)傳真網(wǎng)廣播電視網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)2.按所傳輸?shù)男盘栃问椒秩舭此鶄鬏數(shù)男盘栃问椒郑ㄐ啪W(wǎng)可分為:數(shù)字網(wǎng)模擬網(wǎng)3.按服務(wù)范圍分若按服務(wù)范圍分,通信網(wǎng)可分為本地網(wǎng)、長途網(wǎng)和國際網(wǎng)。1.1.3

4.按運營方式分若按運營方式分,通信網(wǎng)可分為:公用通信網(wǎng)專用通信網(wǎng)5.所采用的傳輸媒介分若按所采用的傳輸媒介分,通信網(wǎng)可分為:有線通信網(wǎng)無線通信網(wǎng)通信網(wǎng)的分類1.1.3通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.41.網(wǎng)形網(wǎng)網(wǎng)形網(wǎng)是網(wǎng)內(nèi)任何兩個節(jié)點之間均有線路相連。

圖1-2網(wǎng)形網(wǎng)與網(wǎng)孔形網(wǎng)示意圖通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.4圖1-3星形網(wǎng)示意圖2.星形網(wǎng)星形網(wǎng)也稱為輻射網(wǎng),它將一個節(jié)點作為輻射點,該點與其他節(jié)點均有線路相連。3.復合形網(wǎng)復合形網(wǎng)由網(wǎng)形網(wǎng)和星形網(wǎng)復合而成。

圖1-4復合形網(wǎng)示意圖

通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.4

4.總線形網(wǎng)總線形網(wǎng)是所有節(jié)點都連接在一個公共傳輸通道——總線上。圖1-5總線形網(wǎng)示意圖通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.4

通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.45.環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)的各節(jié)點首尾相連。

圖1-7線形網(wǎng)示意圖

圖1-6環(huán)形網(wǎng)示意圖另外,還有一種叫線形網(wǎng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu),如圖1-7所示,它與環(huán)形網(wǎng)不同的是首尾不相連。線形網(wǎng)常用于SDH傳輸網(wǎng)中。

6.樹形網(wǎng)通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)1.1.4圖1-8樹形網(wǎng)示意圖通信網(wǎng)的質(zhì)量要求1.21.2.2對電話通信網(wǎng)的要求

1.2.1對通信網(wǎng)的一般要求對通信網(wǎng)的一般要求1.2.1

1.接通的任意性與快速性所謂接通的任意性與快速性是指網(wǎng)內(nèi)的一個用戶應(yīng)能快速地接通網(wǎng)內(nèi)任一其他用戶。影響因素:(1)通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)(2)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源(3)通信網(wǎng)的可靠性2.信號傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性透明性是指在規(guī)定業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的信息都可以在網(wǎng)內(nèi)傳輸,對用戶不加任何限制。3.網(wǎng)絡(luò)的可靠性與經(jīng)濟合理性可靠性對通信網(wǎng)是至關(guān)重要的,一個可靠性不高的網(wǎng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障乃至中斷通信,這樣的網(wǎng)是不能用的。對電話通信網(wǎng)的要求1.2.2

對電話通信網(wǎng)是從以下三個方面提出的要求。1.接續(xù)質(zhì)量電話通信網(wǎng)的接續(xù)質(zhì)量是指用戶通話被接續(xù)的速度和難易程度,通常用接續(xù)損失(呼損)和接續(xù)時延來度量。2.傳輸質(zhì)量用戶接收到的話音信號的清楚逼真程度,可以用響度、清晰度和逼真度來衡量。3.穩(wěn)定質(zhì)量通信網(wǎng)的可靠性,其指標主要有:失效率(設(shè)備或系統(tǒng)工作時間后,單位時間發(fā)生故障的概率)、平均故障間隔時間、平均修復時間(發(fā)生故障時進行修復的平均時長)等等?,F(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成1.業(yè)務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)也就是用戶信息網(wǎng),它是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主體,是向用戶提供諸如電話、電報、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等各種電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)網(wǎng)按其功能又可分為用戶接入網(wǎng)、交換網(wǎng)和傳輸網(wǎng)三個分。2.支撐網(wǎng)支撐網(wǎng)是使業(yè)務(wù)網(wǎng)正常運行,增強網(wǎng)絡(luò)功能,提供全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量以滿足用戶要求的網(wǎng)絡(luò)。在各個支撐網(wǎng)中傳送相應(yīng)的控制、監(jiān)測信號。支撐網(wǎng)包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和管理網(wǎng)。1.3第2章電話網(wǎng)和SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

主要內(nèi)容我國電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)、長途網(wǎng)及其結(jié)構(gòu)演變、本地網(wǎng)。路由及其設(shè)置、路由選擇方式與路由選擇規(guī)則。幾種主要傳輸媒介及傳輸鏈路

SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

電話網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.12.1.2長途網(wǎng)及其結(jié)構(gòu)演變2.1.1電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)2.1.3本地網(wǎng)電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)1.電話網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)的概念

等級結(jié)構(gòu)就是把全網(wǎng)的交換局劃分成若干個等級,最高等級的交換局間則直接互連,形成網(wǎng)形網(wǎng)。而低等級的交換局與管轄它的高等級的交換局相連、形成多級匯接輻射網(wǎng)即星形網(wǎng)。所以等級結(jié)構(gòu)的電話網(wǎng)一般是復合形網(wǎng)。2.等級結(jié)構(gòu)的級數(shù)選擇

等級結(jié)構(gòu)的級數(shù)選擇與很多因素有關(guān),主要有兩個:(1)全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。(2)全網(wǎng)的經(jīng)濟性,即網(wǎng)的總費用問題。2.1.1電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)3.我國五級等級結(jié)構(gòu)的電話網(wǎng)電話網(wǎng)五級等級結(jié)構(gòu)的示意圖如圖2-1所示。2.1.1圖2-1電話網(wǎng)五等級結(jié)構(gòu)示意圖長途網(wǎng)及其結(jié)構(gòu)演變電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)2.1.2長途電話網(wǎng)簡稱長途網(wǎng),由長途交換中心、長市中繼和長途電路組成,用來疏通各個不同本地網(wǎng)之間的長途話務(wù)。

1.四級長途網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在五級制的等級結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)中,長途網(wǎng)為四級,一級交換中心C1之間相互連接構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng),以下各級交換中心以逐級匯接為主,輔以一定數(shù)量的直達電路,從而構(gòu)成一個復合形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.二級長途網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1)二級長途網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)我國的長途網(wǎng)已經(jīng)由四級向兩級過渡,具體過渡方案為:一、二級長途交換中心合并為DCl,構(gòu)成兩級長途網(wǎng)的高平面網(wǎng)(省際平面)。

C4消失,C3被稱為DC2(或C3、C4合并為DC2),構(gòu)成兩級長途網(wǎng)的低平面網(wǎng)(省內(nèi)平面)。然后逐步向全網(wǎng)無級網(wǎng)和動態(tài)無級網(wǎng)過渡。(2)長途交換中心的職能

DCl的職能主要是匯接所在省的省際長途來話、去話話務(wù),以及所在本地網(wǎng)的長途終端話務(wù)。

DC2的職能主要是匯接所在本地網(wǎng)的長途終端話務(wù)。本地網(wǎng)2.1.3本地電話網(wǎng)簡稱本地網(wǎng),指在同一編號區(qū)范圍內(nèi),由若干個端局,或者由若干個端局和匯接局及局間中繼線、用戶線和話機終端等組成的電話網(wǎng)。本地網(wǎng)用來疏通本長途編號區(qū)范圍內(nèi)任何兩個用戶間的電話呼叫和長途發(fā)話、來話業(yè)務(wù)。

1.本地網(wǎng)的類型

(1)特大和大城市本地網(wǎng)

(2)中等城市本地網(wǎng)

2.本地網(wǎng)的交換中心及職能(1)端局的職能端局通過用戶線與用戶相連,它的職能是負責疏通本局用戶的去話和來話話務(wù)。(2)匯接局的職能匯接局與所管轄的端局相連,以疏通這些端局間的話務(wù);匯接局還與其他匯接局相連,疏通不同匯接區(qū)間端局的話務(wù);根據(jù)需要匯接局還可與長途交換中心相連,用來疏通本匯接區(qū)的長途轉(zhuǎn)話話務(wù)。本地網(wǎng)2.1.33.本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)形網(wǎng)(2)二級網(wǎng)二級網(wǎng)的結(jié)構(gòu)又分區(qū)匯接和全覆蓋兩種。①分區(qū)匯接分區(qū)匯接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是把本地網(wǎng)分成若干個匯接區(qū),在每個匯接區(qū)內(nèi)選擇話務(wù)密度較大的一個局或兩個局作為匯接局,根據(jù)匯接局數(shù)目的不同,分區(qū)匯接有兩種方式:分區(qū)單匯接圖2-5分區(qū)單匯接的本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)(來話匯接)本地網(wǎng)2.1.3分區(qū)雙匯接圖2-6分區(qū)雙匯接的本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)(來話匯接)本地網(wǎng)2.1.3全覆蓋,如圖2-7所示圖2-7本地網(wǎng)的全覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)路由及路由選擇2.22.2.2路由的設(shè)置2.2.1路由的含義及分類

2.2.3路由選擇

路由的含義及分類1.路由的含義路由是網(wǎng)絡(luò)中任意兩個交換中心之間建立一呼叫連接或傳遞信息的途徑。2.路由的分類(1)按呼損指標分類●低呼損路由——其電路群上的呼損率指標應(yīng)小于或等于1%?!窀咝酚伞獙﹄娐啡簺]呼損指標的要求。(2)按電路群的個數(shù)分類●直達路由——路由只由一個電路群組成?!駞R接路由——路由由多個電路群經(jīng)交換局串接而成。(3)按路由選擇分類●首選路由——路由選擇時第一選擇的路由(往往是直達路由)?!裼鼗芈酚伞?shù)谝淮芜x擇的路由遇忙時,迂回到第二或第三個路由,那么第二或第三個路由就稱為第一路由的迂回路由(往往是匯接路由)?!褡罱K路由——路由選擇時最后選擇的路由。(4)按路由選擇的規(guī)則分類●常規(guī)路由——按正常規(guī)則選擇的路由?!穹浅R?guī)路由——不按正常規(guī)則選擇的路由。(5)按所連交換中心的地位分類●基干路由——構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)基干結(jié)構(gòu)的路由?!窨鐓^(qū)路由——不同匯接區(qū)交換中心之間的路由。2.2.13.幾種基本路由

(1)基干路由基干路由上的呼損率指標應(yīng)小于或等于1%,且基干路由上的話務(wù)量不允許溢出至其他路由。

(2)低呼損直達路由低呼損直達路由上的電路群的呼損率小于或等于1%,且話務(wù)量不允許溢出至其他路由上。

(3)高效直達路由高效直達路由上的電路群沒有呼損率指標的要求,話務(wù)量允許溢出至規(guī)定的迂回路由上。

(4)

最終路由最終路由是任意兩個交換中心之間可以選擇的最后一種路由,由無溢呼的低呼損電路群組成。路由的含義及分類2.2.1路由的設(shè)置2.2.21.基干路由的設(shè)置

長途網(wǎng)中同一省內(nèi)具有匯接關(guān)系的省級交接中心DCl與地(市)級交換中心DC2之間,以及不同省的省級交換中心DCl之間;本地網(wǎng)中具有匯接關(guān)系的端局與匯接局之間,匯接局與匯接局之間均應(yīng)設(shè)置低呼損電路群,即基干路由。2.直達路由的設(shè)置

任意兩個等級的交換中心之間根據(jù)話務(wù)量大小,在經(jīng)濟合理的前提下,可設(shè)置直達電路群。路由的設(shè)置2.2.21.基干路由的設(shè)置

長途網(wǎng)中同一省內(nèi)具有匯接關(guān)系的省級交接中心DCl與地(市)級交換中心DC2之間,以及不同省的省級交換中心DCl之間;本地網(wǎng)中具有匯接關(guān)系的端局與匯接局之間,匯接局與匯接局之間均應(yīng)設(shè)置低呼損電路群,即基干路由。2.直達路由的設(shè)置

任意兩個等級的交換中心之間根據(jù)話務(wù)量大小,在經(jīng)濟合理的前提下,可設(shè)置直達電路群。路由選擇2.2.3路由選擇的基本概念

路由選擇也稱選路,是指一個交換中心呼叫另一個交換中心時在多個可傳遞信息的途徑中進行選擇。(1)路由選擇結(jié)構(gòu)路由選擇結(jié)構(gòu)分為有級(分級)和無級兩種結(jié)構(gòu)。①有級選路結(jié)構(gòu)如果在給定的交換節(jié)點的全部話務(wù)流中,到某一方向上的呼叫都是按照同一個路由組依次進行選路,并按順序溢出到同組的路由上,而不管這些路由是否被占用,或這些路由能不能用于某些特定的呼叫類型,路由組中的最后一個路由為最終路由,呼叫不能再溢出,這種路由選擇結(jié)構(gòu)稱為有級選路結(jié)構(gòu)。②無級選路結(jié)構(gòu)如果違背了上述定義(如允許發(fā)自同一交換局的呼叫在電路群之間相互溢出),則稱為無級選路結(jié)構(gòu)。(2)路由選擇計劃路由選擇計劃是指如何利用兩個交換局間的所有路由組來完成一對節(jié)點間的呼叫。它有固定選路計劃和動態(tài)選路計劃兩種。①固定選路計劃固定選路計劃指路由組的路由選擇模式總是不變的。②動態(tài)選路計劃動態(tài)選路計劃與固定選路計劃相反,路由組的選擇模式是可變的。路由選擇2.2.3路由選擇的基本概念

路由選擇也稱選路,是指一個交換中心呼叫另一個交換中心時在多個可傳遞信息的途徑中進行選擇。(1)路由選擇結(jié)構(gòu)路由選擇結(jié)構(gòu)分為有級(分級)和無級兩種結(jié)構(gòu)。①有級選路結(jié)構(gòu)如果在給定的交換節(jié)點的全部話務(wù)流中,到某一方向上的呼叫都是按照同一個路由組依次進行選路,并按順序溢出到同組的路由上,而不管這些路由是否被占用,或這些路由能不能用于某些特定的呼叫類型,路由組中的最后一個路由為最終路由,呼叫不能再溢出,這種路由選擇結(jié)構(gòu)稱為有級選路結(jié)構(gòu)。②無級選路結(jié)構(gòu)如果違背了上述定義(如允許發(fā)自同一交換局的呼叫在電路群之間相互溢出),則稱為無級選路結(jié)構(gòu)。(2)路由選擇計劃路由選擇計劃是指如何利用兩個交換局間的所有路由組來完成一對節(jié)點間的呼叫。它有固定選路計劃和動態(tài)選路計劃兩種。①固定選路計劃固定選路計劃指路由組的路由選擇模式總是不變的。②動態(tài)選路計劃動態(tài)選路計劃與固定選路計劃相反,路由組的選擇模式是可變的。路由選擇2.2.32.路由選擇的規(guī)則

(1)路由選擇的基本原則①保證用戶信息和信令信息的可靠傳輸。②有明確的規(guī)律性,確保路由選擇中不會出現(xiàn)死循環(huán)。③一個呼叫連接中串接的段數(shù)應(yīng)盡量少。④能夠在低等級網(wǎng)絡(luò)中疏通的話務(wù)應(yīng)盡量在低等級中疏通等。

(2)長途網(wǎng)的路由選擇規(guī)則①網(wǎng)中任一長途交換中心呼叫另一長途交換中心的所選路由局向最多為三個。②同一匯接區(qū)內(nèi)的話務(wù)應(yīng)在該匯接區(qū)內(nèi)疏通。③發(fā)話區(qū)的路由選擇方向為自下而上,受話區(qū)的路由選擇方向為自上而下。④路由選擇順序為首選直達路由,次選迂回路由,最后選最終路由。

(3)本地網(wǎng)中繼路由的選擇規(guī)則①選擇順序為先選直達路由,后選迂回路由,最后選基干路由。②每次接序最多可選擇三個路由。③端局與端局間最多經(jīng)過兩個匯接局,即中繼電路最多不超過三段。傳輸鏈路2.32.3.2傳輸鏈路的分類

2.3.1傳輸媒介

傳輸媒介2.3.1傳輸媒介就是通信線路,通信線路可分為有線和無線兩大類,具體分類如下:架空明線有線通信線路電纜光纜

中波短波微波衛(wèi)星通信線路對稱電纜同軸電纜無線通信線路傳輸鏈路的分類2.3.21.實線傳輸鏈路實線傳輸鏈路是指短距離內(nèi)以模擬基帶信號傳輸?shù)逆溌贰?.時分數(shù)字傳輸鏈路時分數(shù)字傳輸鏈路是指將模擬信號經(jīng)過脈沖編碼調(diào)制(PCM)之后變?yōu)閿?shù)字信號,然后進行時分多路復用的傳輸鏈路。它有兩種數(shù)字傳輸體系:準同步數(shù)字體系(PDH)和同步數(shù)字體系(SDH)。

SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.42.4.2SDH的幀結(jié)構(gòu)2.4.1SDH的基本概念

2.4.3SDH的網(wǎng)絡(luò)單元2.4.4SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)SDH的基本概念2.4.11.SDH的概念

SDH網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡(luò)單元(NE)組成的,在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)(SDH在一些地形復雜的地區(qū)局部可采用微波或衛(wèi)星傳輸)。SDH網(wǎng)中不含交換設(shè)備,它只是交換局之間的傳輸手段。SDH的基本概念2.4.1

2.SDH的優(yōu)缺點

(1)SDH的優(yōu)點①有全世界統(tǒng)一的數(shù)字信號速率和幀結(jié)構(gòu)標準。②采用同步復用方式和靈活的復用映射結(jié)構(gòu),凈負荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的。③SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特(約占信號的5%),因而使得0AM能力大大加強。④將標準的光接口綜合進各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元。⑤SDH與現(xiàn)有的PDH網(wǎng)絡(luò)完全兼容。⑥SDH的信號結(jié)構(gòu)的設(shè)計考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的最佳性。上述SDH的優(yōu)點中最核心的有三條,即同步復用、標準光接口和強大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。(2)SDH的缺點①頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH系統(tǒng);②采用指針調(diào)整技術(shù)會使時鐘產(chǎn)生較大的抖動,造成傳輸損傷。SDH的基本概念2.4.1

3.SDH的速率體系

ITU-TG.707建議規(guī)范的SDH標準速率如表2-3所示。

表2-3

SDH標準速率等級STM-1STM-4STM-16STM-64

速率(Mbit/s)155.520622.0802488.3209953.280SDH的幀結(jié)構(gòu)2.4.2

圖2-14SDH幀結(jié)構(gòu)SDH的幀結(jié)構(gòu)2.4.2

STM-N由270×N列9行組成,即幀長度為270×N×9個字節(jié)或270×N×9×8個比特。幀周期為125μs(即一幀的時間)。整個幀結(jié)構(gòu)可分為三個主要區(qū)域:

(1)段開銷(SOH)區(qū)域段開銷(sectionoverhead)是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié),是供網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護(OAM)使用的字節(jié)。

(2)凈負荷(pay1oad)區(qū)域信息凈負荷區(qū)域是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息負載的地方,信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀中的位置不固定。

(3)單元指針(AU-PTR)區(qū)域管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀中的準確位置,以便在接收端能正確的分解。SDH的網(wǎng)絡(luò)單元2.4.3

1.終端復用器(TM)終端復用器(TM)的主要任務(wù)是將低速支路信號納入STM-1幀結(jié)構(gòu),并經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換成為STM-1光線路信號,其逆過程正好相反。2.分插復用器(ADM)分插復用器(ADM)將同步復用和數(shù)字交叉連接功能綜合于一體,具有靈活地分插任意支路信號的能力,在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計上有很大靈活性。3.再生中繼器(REG)再生中繼器的作用是將光纖長距離傳輸后受到較大衰減及色散畸變的光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電信號后進行放大整形、再定時、再生為規(guī)劃的電脈沖信號,再調(diào)制光源變換為光脈沖信號送入光纖繼續(xù)傳輸,以延長傳輸距離。4.數(shù)字交叉連接設(shè)備(SDXC)數(shù)字交叉連接設(shè)備的作用是實現(xiàn)支路之間的交叉連接。SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.4.4

SDH傳輸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)有線形、環(huán)形、網(wǎng)形或不完全網(wǎng)形、星形(或樹形)?,F(xiàn)階段我國的SDH傳輸網(wǎng)分為四個層面:省際干線層面、省內(nèi)干線層面、中繼網(wǎng)層面、用戶接入網(wǎng)層面。圖2-19我國的SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第4章B-ISDN與ATM

主要內(nèi)容

N-ISDN基本概念;B-ISDN的概念,B-ISDN業(yè)務(wù)的分類、特性,B-ISDN的信息傳遞方式。

ATM基本原理,具體包括:ATM的概念,ATM信元,異步時分復用,ATM的特點以及ATM的虛連接。

ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口。

CCITT(1TU-T)關(guān)于B-ISDN的建議、ATM協(xié)議參考模型及各層功能。

ATM交換的特點、基本原理、ATM交換機的分類與組成、ATM交換的緩沖排隊方式等。寬帶ISDN(B-ISDN)4.14.1.2B-ISDN的概念4.1.1窄帶ISDN(N-ISDN)4.1.3B—ISDN的業(yè)務(wù)4.1.4B-ISDN的信息傳遞方式窄帶ISDN(N-ISDN)4.1.11.N-ISDN的概念

N-ISDN(簡稱ISDN)是以電話IDN為基礎(chǔ)發(fā)展演變而成的通信網(wǎng),能夠提供端到端的數(shù)字連接,支持包括話音和非話在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù),用戶能夠通過一組有限的標準的多用途用戶-網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)內(nèi)。從N-ISDN的定義可以看出,它有三個基本特性①端到端的數(shù)字連接②綜合的業(yè)務(wù)③標準的多用途用戶-網(wǎng)絡(luò)接口2.N-ISDN的局限性

N-ISDN的局限性主要體現(xiàn)在:由于信息傳送速率受到限制,N-ISDN不能提供電視信號、視頻業(yè)務(wù)等許多更新業(yè)務(wù)。另外,N-ISDN是在數(shù)字電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上演變而成的,因此它的主要業(yè)務(wù)仍是64kbit/s電路交換業(yè)務(wù),這種業(yè)務(wù)對技術(shù)發(fā)展的適應(yīng)性很差。N-ISDN雖然也綜合了分組交換業(yè)務(wù),但是這種綜合僅在用戶-網(wǎng)絡(luò)接口處實現(xiàn),在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部仍由分開的電路交換和分組交換實體來提供不同的業(yè)務(wù),這種綜合是不完全的。B-ISDN的概念4.1.2

B-ISDN的信息傳送方式、交換方式、用戶接入方式、通信協(xié)議都是全新的。B-ISDN中不論是交換節(jié)點之間的中繼線,還是用戶和交換機之間的用戶環(huán)路,一律采用光纖傳輸。這種網(wǎng)絡(luò)能夠提供高于PCM一次群速率的傳輸信道,能夠適應(yīng)全部現(xiàn)有的和將來的可能的業(yè)務(wù),從速率最低的遙控遙測(幾個比特每秒)到高清晰度電視HDTV(100Mbit/s~150Mbit/s),甚至最高速率可達幾個吉比特每秒。B-ISDN的概念4.1.2B—ISDN的業(yè)務(wù)4.1.31.B-ISDN業(yè)務(wù)的分類

(1)交互型業(yè)務(wù)交互型業(yè)務(wù)是在用戶間或用戶與主機之間提供雙向信息交換的業(yè)務(wù)。交互型業(yè)務(wù)又可以分為三種:①會話型業(yè)務(wù)②消息型業(yè)務(wù)③檢索型業(yè)務(wù)

(2)分配型業(yè)務(wù)分配型業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)中的一個給定點向其他多個位置傳送單向信息流的業(yè)務(wù)。分配型業(yè)務(wù)又分為兩種:①無需用戶獨立控制的②用戶獨立控制的

2.B-ISDN業(yè)務(wù)的特性

B-ISDN支持如此眾多的業(yè)務(wù),這些業(yè)務(wù)的特性相差很大,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)比特率相差非常大

(2)突發(fā)性相差很大

(3)服務(wù)要求各不相同在B-ISDN中,有些業(yè)務(wù)是面向連接的,有些業(yè)務(wù)是無連接的;有些業(yè)務(wù)是對差錯敏感但對時延不敏感的,有些業(yè)務(wù)對時延敏感但對差錯不十分敏感。

B-ISDN的信息傳遞方式4.1.41.B-ISDN應(yīng)具備的條件

(1)能提供高速傳輸業(yè)務(wù)的能力。

(2)能在給定帶寬內(nèi)高效地傳輸任意速率的業(yè)務(wù),以適應(yīng)用戶業(yè)務(wù)突發(fā)性的變化。

(3)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與業(yè)務(wù)特性無關(guān),以便B-ISDN能支持各種業(yè)務(wù)。

(4)信息的轉(zhuǎn)移方式與業(yè)務(wù)種類無關(guān),網(wǎng)絡(luò)將信息統(tǒng)一地傳輸和交換,真正做到用統(tǒng)一的交換方式支持不同的業(yè)務(wù)。

2.B-ISDN對信息傳遞方式的要求

(1)語義透明性語義透明就是要求網(wǎng)絡(luò)在傳送信息時不產(chǎn)生錯誤,或者說要求端到端的錯誤概率十分低,低到不改變業(yè)務(wù)信息的語義,使用戶能夠接受。衡量語義透明性的指標主要有以下幾種:①比特差錯率BERBER=差錯的比特數(shù)/發(fā)送的總比特數(shù)②分組(信元)差錯率PERPER=差錯的分組(信元)數(shù)/發(fā)送的總分組(信元)數(shù)

(2)時間透明性時間透明要求網(wǎng)絡(luò)以最短的時間將信息從發(fā)源地送到目的地,這個時間短到使業(yè)務(wù)能夠接受(即不改變業(yè)務(wù)信息的時間關(guān)系)。衡量時間透明性的參數(shù)是時延和時延抖動。ATM基本原理4.24.2.2ATM信元4.2.1ATM的概念4.2.3異步(統(tǒng)計)時分復用

4.2.4ATM的特點4.2.5ATM的虛連接

ATM的概念4.2.1人們習慣上把電信網(wǎng)分為傳輸、復用、交換、終端等幾個部分,其中除終端以外的傳輸、復用和交換三個部分合起來統(tǒng)稱為傳遞方式(也叫轉(zhuǎn)移模式)。

ATM信元4.2.21.ATM信元ATM信元長度為53字節(jié),其中信頭占5字節(jié),信息字段為48字節(jié)。

2.ATM信頭結(jié)構(gòu)ATM信元的信頭結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。

圖4-4ATM信元的信頭結(jié)構(gòu)圖中

GFC——一般流量控制。它為4bit,用于控制用戶向網(wǎng)上發(fā)送信息的流量,只用在UNI(其終端不是一個用戶,而是一個局域網(wǎng)),在NNI不用。

VPI——虛通道標識符。UNI上VPI為8bit,NNI上VPI為12bit。

VCI——虛通路標識符。UNI和NNI上,VCI均為16bit。VPI和VCI合起來構(gòu)成了一個信元的路由信息,即標識了一個虛電路。

PT——凈荷類型(3bit)。它指出信頭后面48字節(jié)信息域的信息類型。

CLP——信元優(yōu)先級比特(1bit)。CLP用來說明該信元是否可以丟棄。CLP=0,表示信元具有高優(yōu)先級,不可以丟棄;CLP=1的信元可以被丟棄。

HEC——信頭校驗碼(8bit)。采用循環(huán)冗余校驗CRC,用于信頭差錯控制,保證整個信頭的正確傳輸。

ATM信元4.2.2

1.ATM以面向連接的方式工作

2.ATM采用異步時分復用

3.ATM網(wǎng)中沒有逐段鏈路的差錯控制和流量控制

4.信頭的功能被簡化

5.ATM采用固定長度的信元,信息段的長度較小

ATM的特點4.2.4

1.虛通路VC和虛通道VP

VC(VirtualChannel)——虛通路是描述ATM信元單向傳送能力的概念,是傳送ATM信元的邏輯信道(子信道)。

VCI——虛通路標識符。ATM復用線上具有相同VCI的信元是在同一邏輯信道(即虛通路)上傳送。

VP(VirtualPath)——虛通道是在給定參考點上具有同一虛通道標識符(VPI)的一組虛通路(VC)。實際上VP也是傳送ATM信元的一種邏輯子信道。

VPI——虛通道標識符。它標識了具有相同VPI的一束VC。一條物理鏈路可以劃分成~=256~4096個VP,而每個VP又可分成=65536個VC。也就是一條物理鏈路可建立~個虛連接(VC)。

ATM的虛連接4.2.5

2.虛通路連接VCC和虛通道連接VPCVC鏈路(VClink)——兩個存在點(VC連接點)之間的link,經(jīng)過該點VCI值轉(zhuǎn)換。虛通路連接VCC(VirtualChannelConnection)——由多段VC鏈路鏈接而成。

VP鏈路(VPlink)——兩個存在點(VP連接點)之間的link,經(jīng)過該點VPI值改變。虛通道連接VPC(Virtual

ParthConnection)——由多條VP鏈路鏈接而成。虛通路連接VCC與虛通道連接VPC的關(guān)系如圖4-7所示。

ATM的虛連接4.2.5

圖4-7VCC與VPC的關(guān)系

3.VP交換和VC交換

(1)VP交換它僅對信元的VPI進行處理和變換,或者說經(jīng)過VP交換,只有VPI值改變,VCI值不變。VP交換可以單獨進行。

(2)VC交換

VC交換同時對VPI,VCI進行處理和變換,也就是經(jīng)過VC交換,VPI,VCI值同時改變。VC交換必須和VP交換同時進行。

ATM的虛連接4.2.5ATM網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.34.3.2B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口

4.3.1ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.3.1

圖4-10ATM網(wǎng)絡(luò)的概念性結(jié)構(gòu)ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.3.1

ATM網(wǎng)絡(luò)包括公用ATM網(wǎng)絡(luò)和專用ATM網(wǎng)絡(luò)兩部分。公用ATM網(wǎng)絡(luò)——由電信部門建立、運營和管理,組成部分有公用ATM交換機、傳輸線路及網(wǎng)管中心等。公用ATM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換機之間的接口稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口(NNI)。公用ATM網(wǎng)與專用ATM網(wǎng)及與用戶終端之間的接口稱為公用用戶-網(wǎng)絡(luò)接口(publicUNI)。專用ATM網(wǎng)絡(luò)——某一部門所擁有的專用網(wǎng)絡(luò),包括專用ATM交換機、傳輸線路、用戶端點等。其中用戶終端與專用ATM交換機之間的接口稱為專用用戶-網(wǎng)絡(luò)接口(privateUNI)。B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口4.3.21.B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口參考配置

圖4-11B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)參考配置B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口4.3.2

B-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口參考配置與N-ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考配置是相同的。其中各個功能群是:

B-TEl:第1類寬帶終端設(shè)備(即B-ISDN標準終端);

B-TE2:第2類寬帶終端設(shè)備(即非B-ISDN標準終端);

TE2:N-ISDN標準終端;

B-TA:寬帶終端適配器;

B-NTl:第1類寬帶網(wǎng)絡(luò)終端;

B-NT2:第2類寬帶網(wǎng)絡(luò)終端;

B-LT:寬帶線路終端;

B-ET:寬帶交換終端。參考點是R,SB,TB和UB,其中TB定為用戶與網(wǎng)絡(luò)的分界點,當無B-NT2時,SB與TB合為一點。ATM標準4.44.4.2B-ISDN(ATM)協(xié)議參考模型4.4.1CCIT(ITU-T)關(guān)于B-ISDN的建議

4.4.3ATM物理層規(guī)范4.4.4ATM層規(guī)范4.4.5AAL層規(guī)范(用戶平面的AAL層規(guī)范)CCIT(ITU-T)關(guān)于B-ISDN的建議4.4.11990年6月,CCITT第18研究組主持通過了下列13個關(guān)于B-ISDN的建議。

I.113B-ISDN方面的術(shù)語詞匯;

I.121B-ISDN概貌;

I.150B-ISDN的ATM功能特性;

I.211B-ISDN的業(yè)務(wù)概貌;

I.311B-ISDN的網(wǎng)絡(luò)概貌;

I.321B-ISDN的協(xié)議參考模型及其應(yīng)用;

I.327B-ISDN的功能體系;

I.361B-ISDN的ATM層規(guī)范;

I.362B-ISDN的ATM自適應(yīng)層(AAL層)功能描述;

I.363B-ISDN的ATM自適應(yīng)層(AAL層)規(guī)范;

I.413B-ISDN的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口;

I.432B-ISDN的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口物理層規(guī)范;

I.610B-ISDN接入的OAM原則。1992年6月,第18研究組對上述協(xié)議進行了修訂和補充并增加了兩個新建議:

I.371B-ISDN的業(yè)務(wù)流量控制和擁塞控制;

I.cls(I.364)B-ISDN對寬帶無連接型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。B-ISDN(ATM)協(xié)議參考模型4.4.2

圖4-13ATM協(xié)議參考模型B-ISDN(ATM)協(xié)議參考模型4.4.2

1.用戶平面UP

用戶平面UP(UserPlane)提供用戶信息的傳送功能,采用分層結(jié)構(gòu),有:物理層、ATM層、ATM自適應(yīng)層(AAL層)及高層。2.控制平面CP

控制平面CP(ControlPlane)提供呼叫和連接的控制功能,也采用分層結(jié)構(gòu),各層名稱與用戶平面的相同。3.管理平面MP

管理平面MP(ManagementPlane)提供兩種管理功能:●面管理(不分層):實現(xiàn)與整個系統(tǒng)有關(guān)的管理功能,并實現(xiàn)所有平面之間的協(xié)調(diào)?!駥庸芾恚ǚ謱樱褐饕糜诟鲗觾?nèi)部的管理:實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和協(xié)議參數(shù)的管理,處理OAM信息流。ATM物理層規(guī)范4.4.3

物理層又可進一步劃分為物理媒介相關(guān)(PM)子層和傳輸會聚(TC)子層。1.物理媒介相關(guān)(PM)子層功能物理媒介相關(guān)(PM)子層位于物理層的下半部,它的主要功能有:定義物理傳送接口,進行線路編碼,保證比特流的定時、同步等。2.傳輸會聚(TC)子層功能

TC子層的主要功能是實現(xiàn)比特流和信元流之間的轉(zhuǎn)換,即在發(fā)送側(cè)將信元流按照傳輸系統(tǒng)的要求組成比特流;在接收側(cè)將比特流中的信元正確地識別出來。ATM層規(guī)范4.4.4

ATM層功能

(1)ATM層核心功能①用戶設(shè)備ATM層的核心功能用戶設(shè)備ATM層的核心功能有兩個:●信頭產(chǎn)生/提取●信元的復接/分接②網(wǎng)絡(luò)節(jié)點ATM層核心功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點ATM層的核心功能是信頭的變換,從而完成VP交換和VC交換的功能。

(2)ATM層的其他功能①保證一定的服務(wù)質(zhì)量②凈荷類型的有關(guān)功能③流量控制的有關(guān)功能AAL層規(guī)范(用戶平面的AAL層規(guī)范)4.4.5

1.AAL層功能

ATM自適應(yīng)層,也叫ATM適配層,簡稱AAL層(ATMAdaptationLayer),其功能是將高層信息適配成ATM信元。

AAL層又分為兩個子層(1)會聚子層CS

會聚子層CS對來自高層的業(yè)務(wù)進行處理,其具體功能與用戶業(yè)務(wù)類型有關(guān)。

(2)拆裝子層SAR

拆裝子層SAR的主要功能是在發(fā)送側(cè)將高層信息單元(CS-PDU)切割成48字節(jié)的ATM信元凈荷段;在接收側(cè)將各ATM信元凈荷段重新組裝成高層信息單元。

2.AAL業(yè)務(wù)種類

AAL業(yè)務(wù)的分類是按照源和終端的定時關(guān)系、比特率和連接方式三個基本參數(shù)來決定的。具體分類情況如表4-5所示。AAL層規(guī)范(用戶平面的AAL層規(guī)范)4.4.5

A類B類C類D類源與終端的定時關(guān)系需要需要不需要不需要比特率恒定可變可變可變連接方式面向連接面向連接面向連接無連接典型例子

ATM網(wǎng)中傳輸?shù)?4kbit/s話音業(yè)務(wù)和固定比特率的圖像業(yè)務(wù)采用可變比特率的圖像和音頻業(yè)務(wù)面向連接的數(shù)據(jù)傳送和信令傳送業(yè)務(wù)無連接的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù),如SMDS(幾兆比特數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)表4-5AAL業(yè)務(wù)分類AAL層規(guī)范(用戶平面的AAL層規(guī)范)4.4.5

3.AAL協(xié)議分類

(1)AALlAAL1用于適配A類業(yè)務(wù)。AALl的功能包括用戶信息的分段和重組,丟失和誤插信元的處理,信元到達時間的處理,以及在接收端恢復源時鐘頻率。

(2)AAL2AAL2用于適配B類業(yè)務(wù)。AAL2的功能與AALl的相似。(3)AAL3/4AAL3/4用于適配C和D兩類業(yè)務(wù)。AAL3/4具有可變長度用戶數(shù)據(jù)的分段和重組及誤碼處理等功能。(4)AAL5AAL5主要用于適配C和D兩類業(yè)務(wù)及ATM信令,類似于簡化的AAL3/4。ATM交換4.54.5.2ATM交換的基本原理4.5.1ATM交換的特點4.5.3ATM交換機的分類與組成

4.5.4對ATM交換單元的要求

4.5.5ATM交換的緩沖排隊方式ATM交換的特點4.5.1(1)ATM交換是以信元為單位進行交換,且采用硬件進行交換處理,提髙了交換機的處理能力。(2)ATM交換簡化了分組交換中的許多通信規(guī)程,去掉了差錯控制和流量控制功能,可節(jié)約開銷,增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。(3)ATM交換采用類似于電路交換的呼叫連接控制方式。采用了建立虛電路的連接方式,減少了信元傳輸處理時延,保證了交換的實時性。ATM交換的基本原理4.5.2

圖4-19ATM交換的基本原理ATM交換有以下基本功能:1.空分交換(空間交換)2.信頭變換3.排隊ATM交換的緩沖排隊方式4.5.5

1.輸入緩沖排隊方式這種方式中每條入線的信元都先進入緩沖器中排隊,等到仲裁邏輯經(jīng)過裁決允許“放行”時再送出。2.輸出緩沖排隊方式這種方式是當不同入線上的信元要競爭同一出線時,它們可以在一個信元的時間內(nèi)被交換到該出線,但必須在輸出緩沖器中排隊,然后一個個地送到出線上去。3.中央緩沖排隊方式這種方式是所有入線上的全部輸入信元都存入中央緩沖器,然后根據(jù)路由表選定每個信元的出線,并按先進先出的原則讀取信元。第5章接入網(wǎng)

主要內(nèi)容接入網(wǎng)的基本概念、定義、功能模型及接入網(wǎng)的分類。有線接入網(wǎng),包括銅線接入網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)、混合光纖/同軸接入網(wǎng)。無線接入網(wǎng),包括固定無線接入網(wǎng)、移動無線接入網(wǎng)。接入網(wǎng)的基本概念5.15.1.2接入網(wǎng)的定義及業(yè)務(wù)類型5.1.1接入網(wǎng)的演變及發(fā)展

5.1.3接入網(wǎng)的接口5.1.4接入網(wǎng)的功能模型5.1.5接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)及分類接入網(wǎng)的演變及發(fā)展5.1.1

接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶環(huán)路發(fā)展而來,是用戶環(huán)路的升級,是電信網(wǎng)的一部分。接入網(wǎng)是電信網(wǎng)的組成部分,它處于電信網(wǎng)的末端,是本地交換機與用戶之間的連接部分。接入網(wǎng)的定義及業(yè)務(wù)類型5.1.2

1.接入網(wǎng)的定義接入網(wǎng)的定義:接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實體(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施系統(tǒng)。2.接入網(wǎng)支持的接入業(yè)務(wù)的類型(1)窄帶業(yè)務(wù)●模擬租用線業(yè)務(wù);●ISDN基本接入和一次群接入業(yè)務(wù);●非本地交換業(yè)務(wù);●低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);●N×64kbit/s數(shù)據(jù)租用業(yè)務(wù)等。(2)寬帶業(yè)務(wù)●寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);●視頻點播(VOD)業(yè)務(wù);●交互式圖像游戲;●交互式圖像業(yè)務(wù);●遠程教育業(yè)務(wù)。接入網(wǎng)的接口5.1.3

圖5-4接入網(wǎng)的接口接入網(wǎng)的接口5.1.3

1.用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)用戶網(wǎng)絡(luò)接口是用戶與接入網(wǎng)(AN)之間的接口,主要包括模擬2線音頻接口、64kbit/s接口、2.048Mbit/s接口、ISDN基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)等。

2.業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)(1)業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)的概念與種類業(yè)務(wù)節(jié)點接口是接入網(wǎng)(AN)和業(yè)務(wù)節(jié)點(SN)之間的接口。業(yè)務(wù)節(jié)點接口主要有兩種:●模擬接口(即Z接口),它對應(yīng)于UNI的模擬2線音頻接口,提供普通電話業(yè)務(wù)或模似租用線業(yè)務(wù)?!駭?shù)字接口,即V5接口,它又包含V5.1接口和V5.2接口,以及對節(jié)點機的各種數(shù)據(jù)接口或各種寬帶業(yè)務(wù)口。3.維護管理接口(Q3)維護管理接口是電信管理網(wǎng)(TMN)與電信網(wǎng)各部分的標準接口。接入網(wǎng)作為電信網(wǎng)的一部分也是通過Q3接口與TMN相連,便于TMN實施管理功能。接入網(wǎng)的功能模型5.1.4

圖5-8接入網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)的功能模型5.1.4

接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)分成用戶口功能(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)這五個基本功能組。

(1)用戶口功能用戶口的主要功能是:●終結(jié)UNI功能;●A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換;●UNI的激活/去激活;●UNI承載通路/承載能力的處理;●UNI的測試和UPF的維護;●管理和控制功能。

(2)業(yè)務(wù)口功能業(yè)務(wù)口的主要功能是:●終結(jié)SNI功能;●將承載通路的需要和即時的管理及操作需要映射進核心功能;●對特定的SNI所需要的協(xié)議作協(xié)議映射;●SNI的測試和SPF的維護;●管理和控制功能。接入網(wǎng)的功能模型5.1.4

(3)核心功能核心功能是:●接入承載通路的處理;●承載通路集中;●信令和分組信息復用;●ATM傳送承載通路的電路模擬;●管理和控制功能。(4)傳送功能傳送功能是為AN中不同地點之間公用承載通路的傳送提供通道,也為所用傳輸媒介提供媒介適配功能,主要功能是:●復用功能;●交叉連接功能;●管理功能;●物理媒介功能。

(5)AN系統(tǒng)管理功能

AN系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)的主要作用是協(xié)調(diào)AN內(nèi)UPF,SPF,CF和TF的指配、操作和維護,也負責協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務(wù)節(jié)點(經(jīng)SNI)的操作功能。接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)及分類5.1.5

1.接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)接入網(wǎng)可利用銅線、光纖、微波、衛(wèi)星等多種傳輸媒介,以及采用多種多樣的傳輸方式、傳輸技術(shù)及手段。

2.接入網(wǎng)的分類根據(jù)接入網(wǎng)所采用的傳輸媒介和傳輸技術(shù),接入網(wǎng)分類如下:光纖接入網(wǎng)有線接入網(wǎng)銅線接入網(wǎng)混合光纖/銅軸接入網(wǎng)接入網(wǎng)固定無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)移動無線接入網(wǎng)

銅線接入網(wǎng)5.25.2.2不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.1高速率數(shù)字用戶線(HDSL)接入技術(shù)高速率數(shù)字用戶線(HDSL)接入技術(shù)5.2.1

1.HDSL技術(shù)的概念高速率數(shù)字用戶線(HDSL)技術(shù)是采用數(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)生的回波對信號的干擾,從而能夠在現(xiàn)有的普通電話雙絞銅線(兩對或三對)上提供PDH一次群速率(T1或E1)的全雙工數(shù)字連接,無中繼傳輸距離可達3~5km。高速率數(shù)字用戶線(HDSL)接入技術(shù)5.2.1

2.HDSL系統(tǒng)的基本構(gòu)成

圖5-10HDSL系統(tǒng)構(gòu)成它是由兩臺HDSL收發(fā)信機和兩對(或三對)雙絞銅線構(gòu)成。高速率數(shù)字用戶線(HDSL)接入技術(shù)5.2.1

3.HDSL的傳輸標準和主要性能指標(1)傳輸標準

HDSL的標準有兩種:一種是美國國家標準委員會(ANSI)制定的,另一種是歐洲電信標準委員會(ETSI)制定的。我國目前主要參考歐洲電信標準委員會(ETSI)標準。(2)性能損傷損傷HDSL系統(tǒng)性能的主要因素有兩個:①HDSL系統(tǒng)內(nèi)部兩對雙絞線之間產(chǎn)生的近端串話,它將隨線路頻率的增高而增大。②鄰近線對上的PSTN信令產(chǎn)生的脈沖噪聲,這種噪聲有時較大,甚至會使耦合變壓器出現(xiàn)飽和失真,從而產(chǎn)生非線性效應(yīng)。(3)主要性能指標①比特誤碼率(BER);②允許的傳輸距離;③不出現(xiàn)誤碼條件下,系統(tǒng)能承受的線路劣化程度。

高速率數(shù)字用戶線(HDSL)接入技術(shù)5.2.1

4.HDSL的用系統(tǒng)配置方式

HDSL系統(tǒng)應(yīng)用配置方式主要有三種:①點到點全容量配置②當點到點部分容量配置③點到多點配置

5、HDSL的局限性(1)兩對線或三對線的各廠家設(shè)備不兼容;(2)HDSL系統(tǒng)不具備提供2Mbit/s以上寬帶業(yè)務(wù)的能力,傳輸能力有限;(3)用戶無法得到更多的增值業(yè)務(wù);(4)HDSL使用2B1Q線路碼,2B1Q碼本身確實在帶寬利用率和傳輸距離上存在局限性。

不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2

1.ADSL的定義不對稱數(shù)字用戶線(AsymmetricDigitalSubscriberLine,ADSL)是一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字信息的技術(shù),以上、下行的傳輸速率不相等的DSL技術(shù)而得名。ADSL下行傳輸速率接近8Mbit/s,上行傳輸速率接近640kbit/s,并且在同一對雙絞線上可以同時傳輸上、下行數(shù)據(jù)信號和傳統(tǒng)的模擬話音信號等。

不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2

2.ADSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖5-12ADSL的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ADSL系統(tǒng)的核心是ADSL收發(fā)信機(即ADSL局端設(shè)備和遠端設(shè)備)。不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2

3.ADSL的頻帶分割(1)頻分復用和回波抵消混合技術(shù)采用頻分復用(FDM)和回波抵消混合技術(shù)可實現(xiàn)ADSL系統(tǒng)的全雙工和非對稱通信。①頻分復用頻分復用是將整個信道從頻域上劃分為獨立的2個或多個部分,分別用于上行和下行傳輸,彼此之間不會產(chǎn)生干擾。②回波抵消技術(shù)回波抵消方式是在2線傳輸?shù)膬蓚€方向上同時間、同頻譜地占用線路,即在線路上兩個方向傳輸?shù)男盘柾耆煸谝黄?。為了分開收、發(fā)兩個方向,一般采用2/4線轉(zhuǎn)換器(即混合電路)。(2)頻帶分割早期的頻帶分割如圖5-15(a)所示,不采用回波抵消技術(shù),頻帶有所浪費。目前使用FDM和回波抵消混合技術(shù),如圖(b)所示,部分上下頻帶交錯,在頻帶交錯部分采用回波抵消技術(shù)來降低相互影響。不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2

圖5-15的頻帶分割方式不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2

圖5-17ADSL網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例DSLAM的具體功能有:多路復用、調(diào)制解調(diào)、分離器等。5.ADSL接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例6.ADSL調(diào)制技術(shù)

ADSL常用的調(diào)制技術(shù)有QAM調(diào)制、CAP調(diào)制和DMT調(diào)制,ADSL主要考慮采用的是CAP調(diào)制和DMT調(diào)制。7.ADSL的技術(shù)特點(1)ADSL的技術(shù)特點①使用高于3kHz的頻帶來傳輸數(shù)字信號;②使用高性能的離散多音頻DMT調(diào)制編碼技術(shù);③使用FDM頻分復用和回波抵消(EC)技術(shù);④使用Splitter信號分離技術(shù)。不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2(2)ADSL的技術(shù)的主要優(yōu)點①可以充分利用現(xiàn)有銅線網(wǎng)絡(luò),只要在用戶線路兩端加裝ADSL設(shè)備即可為用戶提供服務(wù)。②ADSL設(shè)備隨用隨裝,施工簡單,節(jié)省時間,系統(tǒng)初期投資小。且ADSL設(shè)備拆裝容易,方便用戶轉(zhuǎn)移,非常靈活。③ADSL設(shè)備采用先進的調(diào)制技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù),提供高速遠程接收或發(fā)送信息,充分利用雙絞線上的帶寬。④在一對雙絞線上可同時傳輸高速數(shù)據(jù)和普通電話業(yè)務(wù)。8.影響ADSL性能的因素(1)衰耗(2)反射干擾(回波干擾)(3)串音干擾(4)噪聲干擾不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入技術(shù)5.2.2光纖接入網(wǎng)5.35.3.2光纖接入網(wǎng)的參考配置5.3.1光纖接入網(wǎng)的概念5.3.3光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)5.3.4光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型5.3.5光纖接入網(wǎng)的傳輸技術(shù)

5.3.6光纖接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)支持能力光纖接入網(wǎng)(OAN)是指在接入網(wǎng)中用光纖作為主要傳輸媒介來實現(xiàn)信息傳送的網(wǎng)絡(luò)形式,或者說是本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的接入方式。光纖接入網(wǎng)的概念5.3.1

圖5-19光纖接入網(wǎng)的功能參考配置光纖接入網(wǎng)的參考配置5.3.2

各功能塊的基本功能分述如下:

1.OLT功能塊

OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地交換機之間的接口,并經(jīng)過一個或多個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)控信息進行管理,從而為ONU和自身提供維護與供給功能。

2.ONU功能塊

ONU位于ODN和用戶之間,ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有光接口,而用戶側(cè)為電接口,因此需要具有光/電和電/光變換功能,并能實現(xiàn)對各種電信號的處理與維護管理功能。

3.ODN功能塊

ODN為ONU和OLT提供光傳輸媒介作為其間的物理連接。多個ODN可以通過與光纖放大器結(jié)合起來延長傳輸距離和擴大服務(wù)用戶數(shù)目。根據(jù)光纖接入網(wǎng)傳輸設(shè)施ODN中是否采用有源器件,光纖接入網(wǎng)分為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON):無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)指的是OAN中的光配線網(wǎng)ODN全部由光分路器等無源器件組成,且不含任何有源節(jié)點的光接入網(wǎng)。而有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)則指的是OAN中的光配線網(wǎng)ODN中含有源器件。此處僅介紹無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。

4.AF功能塊

AF適配功能塊主要為ONU和用戶設(shè)備提供適配功能,在具體物理實現(xiàn)時,它既可以包含在ONU之內(nèi),也可以完全獨立。光纖接入網(wǎng)的參考配置5.3.2

光纖接入網(wǎng)常用的有三種基本拓撲結(jié)構(gòu),即星形、總線形和環(huán)形結(jié)構(gòu)等。光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)

5.3.3

圖5-22光纖接入網(wǎng)的三種基本拓撲結(jié)構(gòu)光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型5.3.4根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)設(shè)置的位置不同,光纖接入網(wǎng)可分成不同種應(yīng)用類型,主要包括:光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到家(FTTH)或光纖到辦公室(FTTO)等。光纖接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)支持能力5.3.6光纖接入網(wǎng)是一種為雙向交互式業(yè)務(wù)而設(shè)計的系統(tǒng),初期主要支持2Mbit/s以下速率的窄帶業(yè)務(wù),其基本業(yè)務(wù)主要包括:●普通電話業(yè)務(wù);●租用線業(yè)務(wù);●分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);●ISDN基本速率接入(BRA);●ISDN基群速率接入(PRA);●n×64kbit/s;●2Mbit/s(成幀和不成幀)。除了以上7種基本窄常業(yè)務(wù)外,還有一些其他可能支持的業(yè)務(wù),如寬帶業(yè)務(wù)的單向廣播式電視業(yè)務(wù)、雙向交互式視像或高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等?;旌瞎饫w/同軸接入網(wǎng)5.45.4.2HFC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.4.1混合光纖/同軸電纜(HFC)網(wǎng)的概念5.4.3HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)5.4.4HFC的優(yōu)缺點混合光纖/同軸電纜(HFC)網(wǎng)的概念5.4.1

HFC網(wǎng)是一種以模擬頻分復用技術(shù)為基礎(chǔ),綜合應(yīng)用模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)、光纖和同軸電纜技術(shù)、射頻技術(shù)以及高度分布式智能技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò),是CATV網(wǎng)和電話網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物,也是將光纖逐漸推向用戶的一種新的經(jīng)濟的演進策略。

HFC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.4.2

HFC網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)如圖5-27所示。圖5-27HFC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

HFC由信號源、前端(可能還有分前端)、饋線網(wǎng)(光纖主干網(wǎng))、配線網(wǎng)(同軸電纜分配網(wǎng))和用戶引入線等組成[HFC線路網(wǎng)的組成包括饋線網(wǎng)、配線網(wǎng)和用戶引入線]。

HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)5.4.3

1.HFC網(wǎng)的雙向傳輸方式(1)光纖通道雙向傳輸方式從前端到光節(jié)點這一段光纖通道中實現(xiàn)雙向傳輸可采用空分復用(SDM)和波分復用(WDM)兩種方式,用得比較多的是波分復用(WDM)。(2)同軸電纜通道雙向傳輸方式同軸電纜通道實現(xiàn)雙向傳輸方式主要有:空間分割方式、頻率分割方式和時間分割方式等。在HFC網(wǎng)絡(luò)中一般采用空間分割方式和頻率分割方式。

HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)5.4.3

2.HFC的頻譜分配方案各種圖像、數(shù)據(jù)和語音信號通過調(diào)制解調(diào)器同時在同軸電纜上傳輸。建議的頻譜方案有多種,其中一種低分割方式如圖5-30所示。圖5-30HFC的頻譜分配方案之一(低分割方式)

HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)5.4.33.HFC的調(diào)制技術(shù)

HFC采用副載波頻分復用方式,即采用模擬調(diào)制技術(shù),將各路信號分別用不同的調(diào)制頻率調(diào)制到不同的射頻段(電信號的調(diào)制),然后對此模擬射頻段信號進行光調(diào)制。

HFC網(wǎng)絡(luò)的下行信號所采用的調(diào)制方式(電信號的調(diào)制)主要是64QAM或256QAM方式,上行信號所采用的調(diào)制方式主要是QPSK和16QAM方式。

HFC的優(yōu)缺點5.4.41.HFC的優(yōu)點(1)成本較低。與FTTC相比,僅線路設(shè)備低20~30%。(2)HFC頻帶較寬,能適應(yīng)未來一段時間內(nèi)的業(yè)務(wù)需求,并能向光纖接入網(wǎng)發(fā)展。(3)HFC適合當前模擬制式為主體的視像業(yè)務(wù)及設(shè)備市場,用戶使用方便。(4)與現(xiàn)有銅線接入網(wǎng)相比,運營、維護、管理費用較低。2.HFC的不足之處

(1)成本雖然低于光纖接入網(wǎng),但要取代現(xiàn)存的銅線環(huán)境投入將很大。(2)建設(shè)周期長。(3)拓撲結(jié)構(gòu)需進一步改進,以提高網(wǎng)絡(luò)可靠性,一個光電節(jié)點為500用戶服務(wù),出問題影響面大。(4)電話信道有限,擴容難?;旌瞎饫w/同軸接入網(wǎng)5.5

無線接入網(wǎng)是指從業(yè)務(wù)節(jié)點接口到用戶終端部分全部或部分采用無線方式,即利用衛(wèi)星、微波及超短波等傳輸手段向用戶提供各種電信業(yè)務(wù)的接入系統(tǒng)。無線接入網(wǎng)分為固定無線接入網(wǎng)和移動無線接入網(wǎng)兩大類。無線接入網(wǎng)5.55.5.2移動無線接入網(wǎng)5.5.1固定無線接入網(wǎng)5.5.3其他無線接入技術(shù)固定無線接入網(wǎng)5.5.1主要為固定位置的用戶或僅在小區(qū)內(nèi)移動的用戶提供服務(wù),其用戶終端主要包括電話機、傳真機或數(shù)據(jù)終端(如計算機)等。1.無線本地環(huán)路一點多址系統(tǒng)(DRMASS)

DRMASS是在交換機與電話用戶(或數(shù)據(jù)終端)之間用無線方式連接的點到多點的通信系統(tǒng)。圖5-31DRMASS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定無線接入網(wǎng)5.5.1

2.甚小型天線地球站(VSAT)系統(tǒng)

VSAT通常是指天線口徑小于2.4m,G/T值低于19.7dB/K,高度軟件控制的智能化小型地球站。

VSAT系統(tǒng)主要是由衛(wèi)星、樞紐站和許多小型地球站組成。圖5-32VSTA系統(tǒng)的基本組成固定無線接入網(wǎng)5.5.1

3.本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)系統(tǒng)(1)LMDS的概念本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)系統(tǒng)是一種嶄新的寬帶無線接入技術(shù),它利用高容量點對多點微波傳輸,其工作頻段為24GHz∽39GHz,可用帶寬達1.3GHz。LMDS幾乎可以提供任何種類的業(yè)務(wù)接入,如雙向話音、數(shù)據(jù)、視頻及圖像等,其用戶接入速率可以從64kbit/s到2Mbit/s,甚至高達155Mbit/s。(2)LMDS技術(shù)特點①優(yōu)點●頻率復用度高、系統(tǒng)容量大。●可支持多種業(yè)務(wù)的接入?!襁m合于高密度用戶地區(qū)。●擴容方便靈活。②缺點●LMDS采用微波傳輸且頻率較高,其傳輸質(zhì)量和距離受氣候等條件的影響較大?!裼捎贚MDS采用的微波波段的直線傳輸,只能實現(xiàn)視距接入,所以在基站和用戶之間不能存在障礙物?!衽c光纖傳輸相比,傳輸質(zhì)量在無線覆蓋區(qū)邊緣不夠穩(wěn)定?!馤MDS仍屬于固定無線通信,缺乏移動靈活性?!裨谖覈鳯MDS的可用頻譜還沒有劃定。固定無線接入網(wǎng)5.5.1

(3)LMDS接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

LMDS接入網(wǎng)絡(luò)包括多個小區(qū),每個小區(qū)由一個基站和眾多用戶終端組成,各基站之間通過骨干網(wǎng)絡(luò)相連。圖5-33LMDS接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動無線接入網(wǎng)5.5.2

1.蜂窩移動通信系統(tǒng)一個典型的蜂窩移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-34所示。圖5-34蜂窩移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)移動無線接入網(wǎng)5.5.2

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