開卷《寬帶接入技術》期末復習提綱-2015業(yè)大

1、春季學期寬帶接入技術復習提綱第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月通過了關于接入網(wǎng)框架結構方面的新建議G.902，其中對接入網(wǎng)的定義是：接入網(wǎng)由業(yè)務節(jié)點接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體(如線路設施和傳輸設施)組成，為供給電信業(yè)務而提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)。接入網(wǎng)包括業(yè)務節(jié)點與用戶端設備之間的所有實施設備與線路，通常它由用戶線傳輸系統(tǒng)、復用設備、交叉連接設備等部分組成。2. 接入網(wǎng)的位置接入網(wǎng)是電信業(yè)務網(wǎng)的組成部分之一，負責將電信業(yè)務透明地傳送到用戶。接入網(wǎng)與傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)的位置關系如圖1-1所示。圖1-1 接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和

2、交換網(wǎng)的位置關系接入網(wǎng)有三種主要接口，即用戶網(wǎng)絡接口(UNI)、業(yè)務節(jié)點接口(SNI)和維護管理接口(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(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，其建設和維護成本與所選技術有很大的相關性。(2)業(yè)務類型多樣化、數(shù)據(jù)化目前應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。(3)業(yè)務特性體現(xiàn)的不對稱性和突發(fā)性寬帶接入網(wǎng)傳輸?shù)臉I(yè)務中大量是數(shù)據(jù)業(yè)務和圖像業(yè)務，這些業(yè)務是不對稱的，而且突發(fā)性很大，上行下行需要采用不等的帶寬。因此如何動態(tài)分配

3、帶寬是接入網(wǎng)的關鍵技術之一。(4)接入手段多樣化接入技術種類繁多，總體上可分為有線接入技術、無線接入技術、有線與無線綜合的接入技術。5. 接入網(wǎng)的功能模型接入網(wǎng)的功能結構包括五個功能模塊，分別為用戶口功能(UPF)、業(yè)務口功能(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)功能結構如圖1-3所示。圖1-3 接入網(wǎng)功能結構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)務節(jié)點接口(SNI)到用戶網(wǎng)絡接口(UNI)之間全

4、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，通過對電信號進行調制處理實現(xiàn)數(shù)字化高速傳輸和多業(yè)務復用。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)配合實現(xiàn)寬帶、多業(yè)務接入網(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)內移動的用戶提供接入服務，主要包括如衛(wèi)星直播系統(tǒng)（DBS）、多路多點分配業(yè)務(MMDS)、本地多點分配業(yè)務(LMDS）、無線局域網(wǎng)（WLAN）、微波存取全球互通（WiMAX）

5、。移動無線接入網(wǎng)移動無線接入網(wǎng)是為終端移動的用戶提供各種電信業(yè)務，主要有蜂窩移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)和微波存取全球互通（WiMAX）。7. 接入網(wǎng)提供的業(yè)務類型接入網(wǎng)支持的接入業(yè)務有話音業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務、圖像業(yè)務和多媒體業(yè)務。² 話音業(yè)務：話音業(yè)務的特點是實時、雙向對稱傳輸，包括傳統(tǒng)電話業(yè)務和可視電話、會議電話、網(wǎng)絡話音等新增話音業(yè)務；² 數(shù)據(jù)業(yè)務：數(shù)據(jù)業(yè)務的特點是非實時、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；² 圖像業(yè)務：圖像業(yè)務的特點是高速率、大容量傳輸，包括有線廣播電視業(yè)務、衛(wèi)星電視及網(wǎng)絡視頻等；² 多媒體業(yè)務：多媒體業(yè)務是一種

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

7、效傳輸頻帶范圍內得到合理配置，最大限度地發(fā)揮了雙絞線的傳輸能力。3. DSL技術分類DSL技術包括SDSL、HDSL、ADSL、VDSL等，統(tǒng)稱為xDSL。不同DSL技術之間的主要區(qū)別體現(xiàn)在兩個方面：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不支持數(shù)字信號和語音信號同時在一條電話雙絞線上傳輸。對稱型DSL適用于企業(yè)接入和點對點連接之中。對稱型DSL包括SDSL技術、HDSL技術和SHDSL技術等，

8、其中以HDSL技術為典型代表。（2）非對稱型DSL非對稱型DSL的上行和下行速率不同，下行速率遠高于上行速率。非對稱DSL適用于家庭用戶，因為家庭用戶上網(wǎng)時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技術和VDSL技術等。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)字信號自適應均衡技術和回波抵消技術，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，無中繼傳輸距離可達3

9、5 km。5. HDSL規(guī)范標準HDSL系統(tǒng)的傳輸標準，主要有美國國家標準學會（American National Standard Institute，ANSI）制定的標準、歐洲電信標準學會（ETSI）制定的標準和中國通信行業(yè)標準。1) ETSI標準l 一個是三線對HDSL系統(tǒng)，傳輸E1速率信號時每線對傳輸速率為784kbit/s；l 另一個是兩線對HDSL系統(tǒng)，傳輸 E1速率信號時每線對傳輸速率為1168kbit/s。2) HDSL的中國通信行業(yè)標準：l YDN 056-1997，接入網(wǎng)技術要求-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 059-1997

10、，高比特率數(shù)字用戶線(HDSL)設備測試方法(暫行規(guī)定)，1997年10月。6. HDSL系統(tǒng)HDSL系統(tǒng)由HDSL收發(fā)信機和二對/三對雙絞線構成，如圖2-5所示。圖2-5 HDSL系統(tǒng)7. HDSL幀結構HDSL的數(shù)據(jù)幀有三種：應用幀、核心幀和HDSL幀。1) HDSL核心幀幀長：144字節(jié)；時長：500ms；比特率144×8/500×1062304kbit/s。2) HDSL幀HDSL幀時長：6ms；編碼：2B1Q碼；如圖2-8所示。圖2-8HDSL幀結構每HDSL幀結構共有48個子數(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（1）幀數(shù)

11、據(jù)結構三線對系統(tǒng)每數(shù)據(jù)塊97961比特，12字節(jié)，總比特數(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)，總比特數(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)，總比特數(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)670081168一對線系統(tǒng)613

12、9202320加入填充符號后，將調整幀長度、平均比特長度和速率，如三線對時間范圍是（62/784）ms或（62/784）ms。數(shù)據(jù)塊中的每個字節(jié)為8比特，傳輸速率為64kbit/s，因此也可以下面方式計算：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，以上下行

13、的傳輸速率不相等的DSL技術而得名，其下行傳輸速率可達8Mbit/s，上行傳輸速率可達640kbit/s，支持在一對雙絞線上同時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。為了將兩個頻帶分開，需要一個“低通高通濾波器”組，將兩種信號從頻率上分開，這個濾波器組就是分離器（Splitter）。9. ADSL系統(tǒng)構成 ADSL系統(tǒng)結構示意圖如圖2-10所示，是在用戶環(huán)路的雙絞線兩端，各加裝一臺ADSL局端設備和ADSL遠端設備而構成。圖2-10ADSL系統(tǒng)結構10. ADSL應用ADSL典型接

14、入應用是個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典型接入應用ADSL個人用戶接入方式中，只要電話線路通過線路測試，在用戶端只需增加一個ADSL Modem，再經局端網(wǎng)管進行相應數(shù)據(jù)設置，即可實現(xiàn)寬帶接入。由于ADSL的技術特點，使其特別適合企事業(yè)單位對內組建專用局域網(wǎng)。這是基于大部分企事業(yè)單位都已有自己的內部電話網(wǎng)和小交換機，可以利用現(xiàn)有的電話雙絞線基礎，借助ADSL方便地實現(xiàn)寬帶接入。11. VDSL接入技術甚高速數(shù)字用戶線（Very high speed Digital Subscriber Line，VDSL）技術具有更高的傳輸速率和更加靈活的上下行

15、速率配置，可以有效地適應接入網(wǎng)用戶對于視頻業(yè)務的需求。12. VDSL傳輸模式VDSL標準中以銅線/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模式同步轉移模式（Synchronous Transport Module，STM）是最簡單的一種傳輸方式，也稱STM為時分復用（TDM），不同設備和業(yè)務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)務和設備間的比特流被分成不同長度、不同地址的分組包進行傳輸；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)絡中可以有3種形式。第一種是ATM

16、端到端模式，它與分組包類似，每個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設備間形成了一個端到端的傳輸通道。13. VDSL傳輸速率VDSL可在對稱或不對稱速率下運行，其傳輸速率配置方式與傳輸距離的對應關系為： 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6.5Mbit/s1.2km

17、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1. 混合光纖/同軸電纜網(wǎng)（HFC）混合光纖/同軸電纜網(wǎng)絡（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)標準接入網(wǎng)技術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。其中同軸電纜分配網(wǎng)實現(xiàn)用戶接入

18、功能，光纖干線網(wǎng)實現(xiàn)光節(jié)點與局端設備之間的信號傳輸，從而實現(xiàn)某一個區(qū)域的用戶接入。在HFC網(wǎng)絡中，各種業(yè)務信號均以副載波調制復用方式傳輸。上行和下行信號可以在不同的光纖中傳輸，也可以采用波分復用方式在同一根光纖中傳輸。當上下行信號采用粗波分復用方式傳輸時，下行信號使用1550nm波長區(qū)，上行信號使用1310nm波長區(qū)。3. 電纜調制解調器（Cable Modem）電纜調制解調器（Cable Modem，CM）是在混合光纖/同軸電纜(HFC)網(wǎng)絡上提供雙向IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舳嗽O備。根據(jù)我國通信行業(yè)標準接入網(wǎng)技術要求電纜調制解調器（CM）（YD/T 1076-2000）建議，在HFC網(wǎng)絡上進行雙向

19、IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡配置如圖3-2所示。圖3-2HFC網(wǎng)絡雙向IP數(shù)據(jù)傳輸配置HFC網(wǎng)絡借助于電纜調制解調器（CM）實現(xiàn)了雙向數(shù)據(jù)傳輸。在上述網(wǎng)絡配置中，CM應完成UNI與射頻接口之間的信號轉換，并終結CMTS與CM之間的管理消息。4. HFC網(wǎng)絡雙向傳輸對于HFC網(wǎng)絡來說，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)絡雙向傳輸?shù)闹攸c就在于上行傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式和性能。實現(xiàn)雙向傳輸?shù)闹饕绞接腥N：頻分雙工、時分雙工和空分雙工?？紤]到HFC網(wǎng)絡的具體特點，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頻譜分配 HFC采

20、用副載波頻分復用方式，將各種視頻、數(shù)據(jù)和話音信號通過調制進行頻帶分配，實現(xiàn)上述多種業(yè)務信號同時在同軸電纜上傳輸。在YD/T 1063-2000標準中，規(guī)定了對于1000MHz帶寬的HFC網(wǎng)絡，可用傳輸頻帶范圍是51000MHz。經頻譜分配劃分為上下行兩個傳輸通道，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，如話音及用戶請求/控制信號等控制信息等；下行通道占用

21、913MHz帶寬，用于傳送下行廣播業(yè)務、模擬/數(shù)字視頻業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務，其中87108MHz頻段用于廣播業(yè)務，1101000MHz頻段用于傳送模擬電視、數(shù)字電視和數(shù)據(jù)業(yè)務，YD/T 1063-2000建議在606862MHz頻率范圍內傳送下行數(shù)據(jù)業(yè)務。第4章 以太網(wǎng)接入技術1. CSMA/CD技術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，當檢測確定總線空閑后，再考慮發(fā)送本站信

22、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)送信號的同時對總線進行監(jiān)聽（檢測）。當監(jiān)聽到有總線上有沖突發(fā)生時，便停止發(fā)送信號。當總線上有沖突發(fā)生時，暫停發(fā)送信號，退讓一段隨機時間。然后重新進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需要經歷時間延遲。設總線上單程端到端傳播時延為t，即圖中信號自A站傳送到B站經歷的時延（反向傳送亦相同）。圖中A、B兩站發(fā)送信號過

23、程如下：假設在時，A站發(fā)送信號；在時，A站發(fā)送的信號還沒有到達B站，此時B站檢測到信道是空閑的，因此B站也發(fā)送信號；這時A®B方向和B®A方向上都有信號傳送，兩個方向上的信號時間距離是d；經過時段，即在時，A®B方向和B®A方向上的信號發(fā)生碰撞；在時，B站檢測到發(fā)生碰撞，于是停止發(fā)送數(shù)據(jù)；在時，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，在發(fā)出信號之后最多經過2t時段就可以知道發(fā)送的信號是否遭受了碰撞；如果經過2t時段還沒有檢測到碰撞，就可以確定本次信號傳送不會發(fā)生碰撞。因此把以太網(wǎng)的端到端往返時延2t稱為爭用期，或碰撞窗口。

24、（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)送信號的站最長經過爭用期時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間段2t內所發(fā)送的比特（或字節(jié)）數(shù)，即2t´數(shù)據(jù)傳輸速率。例4-1 假設某傳送距離為1km的CSMA/CD網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)速率為10Mbit/s，信號在網(wǎng)絡上的傳播速度為2´105km/s，求能夠使用此協(xié)議的最短幀長。答：信號在網(wǎng)絡上的傳播時間為爭用期為在爭用期內可發(fā)送的比特/字節(jié)數(shù)即是最短幀長，為2. 虛擬局域網(wǎng)（VLAN）

25、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)設備從邏輯上劃分成一個個網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的數(shù)據(jù)交換技術。VLAN等效于一個廣播域，其中模擬了一組終端設備，這些終端設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（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)的方式實現(xiàn)用戶高速接入互聯(lián)網(wǎng)，具體可實現(xiàn)的方式有光纖到路邊（FTT

26、C）、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)絡結構FTTX+LAN（以太網(wǎng)接入）的網(wǎng)絡結構采用星形或樹形，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)絡結構如圖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)絡結構以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡結構根據(jù)用戶數(shù)量及經濟情況等可以采用圖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)，交換機只有一級，采用三層交換或二層交換都可以。二/三層交換機上行與匯聚層節(jié)

27、點采用光纖相連，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)超過交換機的端口數(shù)，可采用交換機級聯(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)，交換機分兩級：第一級交換機采用具有路由功能的三層交換，第二級交換機采用二層交換。第5章 光纖接入技術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現(xiàn)信息傳送，即業(yè)務節(jié)點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)的功能參考配置ITU-T

28、G.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(ODN)/光遠程終端(ODT)，光網(wǎng)絡單元(ONU)，AN系統(tǒng)管理功能塊。¨ 五個參考點：光發(fā)送參考點S，光接收參考點R，OAN與業(yè)務節(jié)點間的參考點V，OAN與用戶終端間的參考點T，AF與ONU間的參考點a。¨ 三個接口：業(yè)務節(jié)點接口SNI和用戶網(wǎng)絡接口UNI，網(wǎng)絡維護接口Q3。1）OLT功能塊OLT（Optical Line Termination）位于光接入網(wǎng)的局端（網(wǎng)絡側），也就是靠近

29、業(yè)務節(jié)點一側。OLT的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡側與本地交換機之間的接口，并經過一個或多個ODN與用戶側的ONU通信，OLT與ONU的關系為主從通信關系。OLT對來自ONU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（Optical Network Unit）位于ODN和用戶之間。ONU網(wǎng)絡側為光接口、用戶側為電接口，具有光/電和電/光變換功能；并能實現(xiàn)對各種用戶電信號的處理與維護管理功能。ONU的內部由核心部分、業(yè)務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，即傳輸設施。根據(jù)傳輸設施中是否采用有源器件，

30、光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡（AON）和無源光網(wǎng)絡（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)進行維護管理的功能模塊，其管理功能包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費管理。3. 光纖接入網(wǎng)的分類光纖接入網(wǎng)根據(jù)傳輸設施中是否采用有源器件分為有源光網(wǎng)絡（AON）和無源光網(wǎng)絡（PON）。1）有源光網(wǎng)絡 （AON）有源光網(wǎng)絡（AON）中傳輸設施采用有源器件，即為光遠程終端（ODT）。有源光網(wǎng)絡由OLT、ONU、光遠程終端（ODT）和光纖傳輸線路構成；其中ODT可以是一個有源復用設備或遠端集中器（HUB），也可以是一個環(huán)網(wǎng)。 2）無源光網(wǎng)絡（PON）無源光網(wǎng)絡（PON）中傳

31、輸設施全部由無源器件組成，即為光分配網(wǎng)絡（ODN）。無源光網(wǎng)絡除OLT、ONU外，其傳輸設施主要由光纖、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（PON）根據(jù)采用的技術不同，可以分為以下三類。APON基于ATM的無源光網(wǎng)絡，在PON中采用ATM技術，也稱為寬帶PON（BPON）；EPON基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡，采用PON的拓撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀接入；GPON吉比特無源光網(wǎng)絡，是BPON的一種擴展，成為新一代寬帶無源光綜合接入標準。4. 光纖接入網(wǎng)的拓撲結構在光纖接入網(wǎng)中ODN/ODT的配置一般是點到多點方式，即多個ONU通過ODN/ODT與一個OLT相連。多個ONU與

32、一個OLT的連接方式即決定了光纖接入網(wǎng)的結構。1）無源光網(wǎng)絡（PON）的拓撲結構 無源光網(wǎng)絡（PON）的拓撲結構一般采用星形、樹形和總線形。2）有源光網(wǎng)絡（AON）的拓撲結構有源光網(wǎng)絡（AON）的拓撲結構一般采用雙星形、鏈形和環(huán)形結構。根據(jù)光網(wǎng)絡單元(ONU)的位置不同，光纖接入網(wǎng)可分成不同種應用類型。5. 光纖接入網(wǎng)的應用類型圖5-12 光纖接入網(wǎng)的三種應用類型1）光纖到路邊(FTTC)在FTTC結構中，ONU設置在用戶小區(qū)路邊的人孔或電線桿上的交接箱處，即DP點。2）光纖到大樓(FTTB)在FTTB結構中，ONU設置在樓內（通常為居民住宅公寓或小型企事業(yè)單位辦公樓），再經多對雙絞銅線將業(yè)務

33、分送給各個用戶。3）光纖到家(FTTH)和光纖到辦公室(FTTO)在FTTH結構中，ONU設置在用戶家中。如果將ONU設置在大型企事業(yè)單位的辦公區(qū)域終端設備處，并能提供一定范圍的靈活業(yè)務接入，則構成FTTO。6. 光纖接入網(wǎng)的傳輸技術光纖接入網(wǎng)的傳輸技術是指實現(xiàn)OLT與ONU之間的光信號傳輸通路連接方式。光纖接入網(wǎng)的傳輸技術包括雙向傳輸（復用）技術和多址接入技術。1）雙向傳輸（復用）技術雙向傳輸技術（復用）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（復用）有空分復用、波分復用、時間壓縮復用和副載波復用。2）多址接入

34、技術在光纖接入網(wǎng)中，一個OLT連接多個ONU。為使每個ONU都能與OLT進行通信，在上行方向上采用的多點上行接入技術即為多址接入技術。光纖接入網(wǎng)中采用的多址接入技術主要有光時分多址（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，即采用PON的拓撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的接入。EPON的標準為IEEE 802.3ah。8. EPON網(wǎng)絡結構 EPON的網(wǎng)絡結構一般采用雙星形或樹形，如圖5-28所示。圖5-28 EPON的網(wǎng)絡結構 EPON中包括無源網(wǎng)絡設備和有源網(wǎng)絡設備。l 無源網(wǎng)絡設備無源網(wǎng)絡

35、設備指的是光分配網(wǎng)絡(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，稱為局外設備。l 有源網(wǎng)絡設備包括光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡單元(ONU)和設備管理系統(tǒng)(EMS)。EPON中較為復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備的成本。9. EPON設備功能（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)絡的接口，具有復用功能；完成光/電轉換、電/光轉換；分配并控制信道的連接，并有實時監(jiān)控及管理維護功能；具有以太網(wǎng)交換機或路由器的功能。 (2) 分光器分光器是光分配網(wǎng)絡(ODN)中的重要部件，其具體功能

36、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。分光器的設置方式：分光器可采用分級方式進行設置，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)務分布比較均勻的城市住宅小區(qū)，多采用等功率分光；不等功率分光：分光

37、后各分路光信號功率不相等，對于用戶業(yè)務分布不均勻的農村、礦區(qū)、沿?；蛏虡I(yè)街等特殊應用環(huán)境，可采用不等功率分光。（3）光網(wǎng)絡單元(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分為以下三種應用。光纖到戶(FTTH)ONU設置于用戶家中；光纖到大樓(FTTB)ONU設置于居民或辦公大樓內；光纖到路邊(FTTC)ONU設置于居民區(qū)附近。10. EPON工作原理EPON系統(tǒng)采用WDM技術實現(xiàn)單纖雙向傳輸。使用二個波長時，下行傳輸使用1510nm光波長，上行傳輸使用1310nm光波長；使用

38、三個波長時，下行傳輸使用1510nm和1550nm兩個光波長，上行傳輸使用1310nm光波長。圖5-29 EPON系統(tǒng)采用WDM實現(xiàn)單纖雙向傳輸示意圖1）下行通信 EPON下行通信采用時分復用（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完成光信號的時分復用，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上行通信采用時分多址接入（TDMA）方式。為防止不同ONU上行數(shù)據(jù)之間產生時隙沖突，需要對ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)幀的時刻進行控制。每個ONU有一個TDMA控制器，它與OLT的定時信息

39、一起，控制各ONU上行數(shù)據(jù)包的發(fā)送時刻，以避免復合時相互間發(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。每幀有一個幀頭，表示該幀的開始；幀內包含若干可變長度的時隙，每個時隙對應一個ONU。11. EPON關鍵技術EPON也屬于共享帶寬的無源光網(wǎng)絡。EPON關鍵技術包括時分多址接入的控制（測距技術）、快速比特同步、突發(fā)信號的收發(fā)和動態(tài)帶寬分配。GPON是BPON的一種擴展，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，更能適應寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸特點。12. GPON概念13. GPON系統(tǒng)結構GPON系統(tǒng)由OLT、ONU、ODN三部分組成，可以靈活地組成樹形、星形、總線形等拓撲結構，其中典型結構為樹形結構。GPON系統(tǒng)結構如圖5-41所示。圖5-41 GPON的系統(tǒng)結構示意圖14. GPON技術特點GPON主要具有以下技術特點：（1）業(yè)務支持能力強，具有全業(yè)務接入能力