通信網技術第5章接入網

通信網基礎南京郵電大學通信與信息工程學院張穎2023/1/311第5章接入網接入網的基本概念接入網的接口銅雙絞線接入網光纖接入網2023/1/312接入網的基本概念接入網在通信網中的位置接入網的定義和定界接入網的模型接入網技術的分類2023/1/313接入網在電信網中的位置2023/1/314接入網的位置骨干網:相當于城市和城市之間的高速公路城域網：相當于城市市區(qū)內的道路接入網解決的是：將什么樣的道路從市區(qū)修到每戶的家門口2023/1/315典型的用戶環(huán)路結構存在問題： 無法實現(xiàn)資源共享； 無法滿足多媒體業(yè)務的要求； 用戶環(huán)路帶寬很窄；

電信網的結構發(fā)生變化，接入網由此產生。2023/1/316接入網的基本概念接入網在通信網中的位置接入網的定義和定界接入網的模型接入網技術的分類2023/1/317接入網的定義ITU-T建議G.902的定義：接入網(AN)是由業(yè)務節(jié)點接口(SNI)和用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成。AN是為傳送電信業(yè)務而提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)?？赏ㄟ^Q3接口進行配置和管理。2023/1/318接入網的概念AN通常包含用戶線傳輸系統(tǒng)、復用設備、數(shù)字交叉連接設備和用戶網絡接口設備。AN主要功能包括交叉連接、復用、傳輸，但一般不包括交換功能，并且獨立于交換機。AN對用戶信令是透明的，不做解釋和處理，相應的信令處理由SN完成。俗稱：“用戶環(huán)路”2023/1/319ITU-T接入網的主要設計目標支持綜合業(yè)務接入。將接入網從具體的業(yè)務網中剝離出來，成為一種獨立于具體業(yè)務網的基礎接入平臺，以支持綜合業(yè)務接入，這有利于降低接入網的建設成本。開放、標準化SNI接口。將接入網與本地交換設備之間的接口，即SNI接口由專用接口定義為標準化的開放接口，這樣AN設備和交換設備就可以由不同的廠商提供，為大量企業(yè)參與接入設備市場的競爭提供了技術保證，有利于設備價格的下降。2023/1/3110ITU-T接入網的主要設計目標獨立于SN的網絡管理系統(tǒng)。該網管系統(tǒng)通過標準化的接口連接TMN，由TMN實施對接入網的操作、維護和管理。2023/1/3111接入網的新概念ITU-TY.1231定義“IP接入網”IP用戶和IP業(yè)務提供者（ISP）之間為提供所需的、接入到IP業(yè)務的能力的網絡實體的實現(xiàn)。2023/1/3112接入網的定界2023/1/3113業(yè)務節(jié)點和業(yè)務節(jié)點接口其中SN是提供業(yè)務的實體，比如SN可以是本地交換機IP路由器租用線業(yè)務節(jié)點（電路方式、分組方式、ATM方式）特定配置的視頻點播(VOD)等接入網允許與多個SN相連，既可以接入多個支持不同業(yè)務的SN，也可以接入支持相同業(yè)務的多個SN。2023/1/3114業(yè)務節(jié)點和業(yè)務節(jié)點接口業(yè)務節(jié)點接口(SNI)：是接入網和SN之間的接口，可分為支持單一接入的SNI和綜合接入的SNI。支持單一接入的SNI主要有模擬Z接口，對應于UNI的模擬2線音頻接口，可提供模擬電話業(yè)務或模擬租用線業(yè)務；數(shù)字V接口，主要包括ITU-T定義的V1-V4，其中V1、V3和Ｖ4僅用于N-ISDN，V2接口未使用支持綜合接入的標準化接口有V5接口和以ATM為基礎支持寬帶綜合接入的VB5接口。2023/1/3115用戶網絡接口用戶網絡接口：接入網經由UNI與CPE或CPN相連，主要有傳統(tǒng)的模擬電話Z接口、ISDNBRA接口、ISDNPRA接口、ATM接口、E1接口、以太網接口等。用戶終端可以是計算機、普通電話機或其他電信終端設備。用戶駐地網可以是局域網或其他任何專用通信網。維護管理接口：是電信管理網(TMN)與電信網各部分的標準接口。接入網也是經Q3接口與TMN相連，以方便TMN管理功能的實施。2023/1/3116接入網的基本概念接入網在通信網中的位置接入網的定義和定界接入網的模型接入網技術的分類2023/1/3117接入網的通用協(xié)議參考模型2023/1/3118接入網的通用協(xié)議參考模型接入網的功能結構實際是以ITU-TG.803建議的分層模型為基礎的，而分層模型則定義了構成接入網的各實體之間的相互配合關系。其中電路層面向電路層接入點之間信息的承載模式，例如電路模式、分組模式、幀中繼模式、ATM模式等。2023/1/3119接入網的通用協(xié)議參考模型通道層定義了通道層接入點之間信息的傳遞方式，并為電路層提供透明的通道，如PDH、SDH、ATM及其他類型的通道。傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關，相當于OSI的物理層，它可以是銅線系統(tǒng)(xDSL)、光纖接入系統(tǒng)、無線接入系統(tǒng)、混合接入系統(tǒng)等，而具體的傳輸媒介可以是雙絞線、光纖、無線或同軸光纖混合方式等。

接入承載處理功能位于電路層之上，主要用于用戶承載體、用戶信令及控制與管理。2023/1/3120AN的功能模型2023/1/3121AN的功能模型用戶口功能(UPF)：主要作用是將特定UNI的要求與核心功能和管理功能相適配，它完成的主要功能有：終結UNI功能A/D轉換和信令轉換UNI的激活與去激活UNI承載通路/承載能力的處理UNI的測試2023/1/3122AN的功能模型業(yè)務口功能(SPF)：主要作用是將特定SNI規(guī)定的要求與公用承載通路相適配以便核心功能處理，也負責選擇有關的信息以便在AN-SMF中進行處理，主要功能有：終結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的功能對特定的SNI所需的協(xié)議進行協(xié)議映射SNI的測試2023/1/3123AN的功能模型核心功能(CF)：主要作用是負責將個別用戶承載通路或業(yè)務口承載通路的要求與公用傳送承載通路相適配。具體包括：接入承載通路的處理承載通路集中信令和分組信息的復用2023/1/3124AN的功能模型傳送功能(TF)：主要作用是為接入網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，主要功能有復用功能、交叉連接功能、管理功能、物理媒介功能等。2023/1/3125AN的功能模型接入網系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)：主要作用是協(xié)調接入網內UPF、SPF、CF和TF的指配、操作和維護，也負責協(xié)調用戶終端(經UNI)和業(yè)務節(jié)點(經SNI)的操作功能,主要功能有配置和控制功能、指配協(xié)調功能、故障監(jiān)測和指示功能、用戶信息和性能數(shù)據收集功能、安全控制功能、資源管理功能、對UPF和SN協(xié)調的即時管理和操作功能。2023/1/3126接入網的物理參考模型2023/1/3127接入網的基本概念接入網在通信網中的位置接入網的定義和定界接入網的模型接入網技術的分類2023/1/3128接入網技術的分類2023/1/3129無線接入采用無線傳輸信道來替代接入網傳輸線路的一部分或者全部。代替引入線：PCN；代替配線和引入線：無線數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)DLC)；代替全部有線傳輸：無線載波服務區(qū)(RCSA)。2023/1/3130無線接入包括固定無線接入和移動接入兩種方式固定無線接入：用戶終端是固定的或具有有限的移動性；主要接入到PSTN/ISDN。無線本地環(huán)路(WLL)本地多點分配業(yè)務(LMDS)多信道多點分配業(yè)務(MMDS)直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng)(DBS)2023/1/3131通信網基礎移動無線接入：用戶在高速移動過程中進行通信蜂窩移動通信系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)2023/1/3132無線本地環(huán)路(WLL)無線本地環(huán)路（WLL）是通過無線信號取代電纜線，連接用戶和公共交換電話網絡（PSTN）的一種技術。又稱固定無線接入(FRA)系統(tǒng)，是一種提供基本電話業(yè)務的數(shù)字無線接入系統(tǒng)。對于不具備線路架構條件的地方，如某些偏遠地區(qū)或發(fā)展中國家而言，WLL提供了一種既實用又經濟的最后一英里（LastMile或最初一英里FirstMile）的解決方案。2023/1/3133本地多點分配業(yè)務(LMDS)LMDS是一種無線寬帶的接入技術，可以在20GHz到40GHz的范圍內提供點到多點的微波連接。它采用蜂窩結構組網，可以覆蓋整個城域范圍，可提供多種寬帶交互式數(shù)據及多媒體業(yè)務。2023/1/3134多信道多點分配業(yè)務(MMDS)MMDS系統(tǒng)是一種以視距傳輸為基礎的圖像分配傳輸系統(tǒng)，工作頻段一般在2.5GHz—3.5GHz，在反射天線周圍50公里范圍內可以將100多路數(shù)字電視信號直接傳送至用戶。也稱3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)，主要用于傳送電視節(jié)目。工作頻段：3.5GHz可用帶寬：2~6MHz；點到多點系統(tǒng)結構；提供中、寬帶接入業(yè)務。2023/1/3135幾種寬帶無線接入標準IEEE802.11系列(WiFi,WirelessFidelity)即無線保真IEEE802.16系列(WiMAX,WorldwideInteroperabilityforMi-crowaveAccess）即全球微波接入互操作性IEEE802.20(移動寬帶無線接入,MBWA)標準《本地及城域網—支持車載移動性的移動寬帶無線接入系統(tǒng)的標準空中接口—物理層和媒體接入控制層規(guī)范》。2023/1/3136WiFiWLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，WLAN的推廣和認證工作主要由產業(yè)標準組織WiFi（WirelessFidelity,無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術常常被稱之為WiFi。在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的使2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。2023/1/3137802.11a采用5GHz的頻段，其速率高達54Mbps，采用OFDM（正交頻分復用）技術，但無障礙的接入距離降到30－50米。802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆蓋范圍100米。802.11g其實是一種混合標準，既能適應802.11b標準，又符合802.11a標準，其速率高達54Mbps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。2009年底批準的IEEE802.11n，其速率高達300Mbps，保持對802.11a/b/g的兼容，目前部分廠商已經投入市場應用。2023/1/3138Wi-Fi由AP(Access

Point)和無線網卡組成的無線網絡。AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問節(jié)點”，或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網絡的橋梁。有了AP，就像一般有線網絡的Hub一般，無線工作站可以快速且輕易地與網絡相連。因此任何一臺裝有無線網卡的PC均可透過AP去分享有線局域網絡甚至廣域網絡的資源,其工作原理相當于一個內置無線發(fā)射器的HUB或者是路由器，

而無線網卡則是負責接收由AP所發(fā)射信號的CLIENT端設備。簡單的組建方法一般架設無線網絡的基本配備就是無線網卡及一臺AP。如果只是幾臺電腦的對等網，也可不要AP，只需要每臺電腦配備無線網卡。特別是對于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢。有線寬帶網絡（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個AP，然后在電腦中安裝一塊無線網卡即可。普通的家庭有一個AP已經足夠，甚至用戶的鄰里得到授權后，則無需增加端口，也能以共享的方式上網。2023/1/3139Wi-FiHOTSPOT熱點提供無線上網服務的地方原理使用開放的2.4GHz直接序列擴頻，最大數(shù)據傳輸速率為11Mbps，也可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無需直線傳播，傳輸范圍為室外最大300米，室內有障礙的情況下最大100米。2023/1/3140Wi-Fi優(yōu)點無線電波的覆蓋范圍廣基于藍牙技術的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有50英尺左右，約合15米；而Wi-Fi的半徑則可達300英尺左右，約合100米。傳輸速度非常快，可以達到11mbps。組網簡單，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要。廠商進入該領域的門檻比較低。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置“熱點”，并通過高速線路將因特網接入上述場所。這樣，由于“熱點”所發(fā)射出的電波可以達到距接入點半徑數(shù)十米至100米的地方，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內，即可高速接入因特網。提供漫游服務：能提供有線網絡無法提供的漫游特性，方便用戶使用。

2023/1/3141WiMAXWiMAX是一項基于IEEE802.16標準的寬帶無線接入城域網技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標準。WiMAX的英文全稱為“WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess”，對應的中文譯名是“微波接入全球互通”。無線LAN一般應用于百米以內的通信距離，也即“局域網”，而WiMAX則可以在數(shù)公里到幾十公里的范圍內應用。2023/1/3142WiMAX以IEEE802.16系列寬頻無線標準為基礎。彌補了Wi-Fi傳輸距離短的缺陷，同Wi-Fi一樣，它也須要創(chuàng)建一個“熱點”，但其網絡覆蓋范圍是Wi-Fi無法比擬的，WiMAX的傳輸距離高達50公里，傳輸速度最高可達75Mbps。人們習慣上又把WiMAX稱為“無線DSL”。借助無線基站進行數(shù)據傳輸。當頻寬為20MHz時，數(shù)據傳輸速率最高可以達到75Mbps，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。高達50公里的覆蓋范圍，只要建設少數(shù)基站就能實現(xiàn)全城覆蓋，無線網絡的應用范圍大大擴展。2023/1/3143WiMAXWiMAX采用與無線LAN標準802.11a和11g相同的OFDM（Orthogonal

Frequency

Division

Multiplexing）調制方式。每個頻道的帶寬為20MHz。這也和11a和11g幾乎相同。不過因為可通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，所以無線電波可承載的比特數(shù)高于11a和11g，因此，可實現(xiàn)74.81Mbit/秒的最大傳輸速度。

另外，通過位置很高的天線發(fā)射功率強勁的信號，又使遠距離通信成為可能。

2023/1/3144WiMAX系統(tǒng)主要有兩個技術標準，一個是指滿足固定寬帶無線接入的802.16d標準，設想最大傳輸距離為7km～10km的固定區(qū)域。另一個是滿足固定和移動的寬帶無線接入技術802.16e標準，最大傳輸距離為3km～5km,堪稱WiMAX的移動版。802.16d：能夠應用于2～11GHz非視距（NLOS）傳輸和10～66GHz視距（LOS）傳輸。802.16e：是2～6GHz支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準。802.16e后向兼容802.16d，它的物理層實現(xiàn)方式與802.16d基本一致，主要差別是對OFDMA進行了擴展。2023/1/3145無線工作特性

802.16d和802.16e采用了很靈活的無線工作機制，對雙工方式、工作頻段、載波帶寬等都未進行強制規(guī)定，能夠適用于不同的應用場合。①頻段：802.16d能夠工作在2～11GHz頻段，而802.16e為了確保移動性，希望能工作在2～6GHz頻段。②雙工方式：802.16系統(tǒng)能夠工作在頻分雙工或時分雙工方式。終端能夠采用半雙工頻分雙工（H-FDD）方式。③載波帶寬：802.16并未規(guī)定具體的載波帶寬，系統(tǒng)能夠采用從1.25～20MHz的帶寬。④調制方式：802.16標準中主要規(guī)定了兩種調制方式：單載波和OFDM。

2023/1/3146WiMAX技術優(yōu)勢實現(xiàn)更遠的傳輸距離：WiMAX所能實現(xiàn)的50km的無線信號傳輸距離是無線局域網所不能比擬的，網絡覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設就能實現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網絡應用的范圍大大擴展。提供優(yōu)良的最后一公里網絡接入服務。作為一種無線城域網技術，它可以將Wi-Fi連接到互聯(lián)網，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。提供多媒體通信服務。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠實現(xiàn)電信級的多媒體通信服務。2023/1/3147技術類別WIMAXWIFI3G標準組織IEEEIEEE3GPP、3GPP2、ITU頻帶2-11GHz，部分需許可證2.4GHz不需許可證2GHz，需許可證多址方式OFDM/FDD、TDDCKK、OFDMCDMA、TDD、FDD速率70Mbps54MbpsHSDPA:7.2Mbps,EVDO：3.1Mbps時延低低高QOS3種無4種覆蓋宏蜂窩（<50Km）<100m宏蜂窩（<7Km）移動性靜止、步行靜止、步行靜止、步行、車載支持切換弱強強安全性中低高商業(yè)模式商業(yè)公眾、商業(yè)公眾、商業(yè)成熟度差很好較好2023/1/31483G可以提供廣覆蓋、高移動性和中等數(shù)據傳輸速率；WiFi可以提供熱點覆蓋、低移動性和高數(shù)據傳輸速率；WiMAX可以提供城域覆蓋和高數(shù)據傳輸速率2023/1/3149第五章接入網接入網的基本概念接入網的接口銅雙絞線接入網光纖接入網2023/1/3150接入網的定界2023/1/3151接入網的接口用戶網絡接口（UNI）UNI是用戶與網絡間的接口。業(yè)務節(jié)點接口（SNI）對交換機的模擬接口（Z接口），它對應于UNI的模擬二線音頻接口，可提供普通電話業(yè)務或模擬租用線業(yè)務。數(shù)字接口（V接口）,包括單獨接入的V1、V3、VB1和綜合接入的V5.1、V5.2、VB5(VB5.1/VB5.2)。維護管理接口（Q3）2023/1/3152V5接口概述V5最初由美國Bellcore提出，它是專為接入網的發(fā)展而提出的本地交換機(LE)和接入網之間的數(shù)字接口，屬于SNI范疇。V5接口正是為了適應接入網范圍內多種傳輸媒介、多種接入配置、多種業(yè)務并存的情況而提出的，根據速率的不同，V5接口分為V5.1和V5.2接口。2023/1/3153V5接口的由來90年代初，Bellcore將交換機與接入設備接口標準數(shù)字化；1993～1994年，ETSI頒布V5接口標準；1994～1995年，ITU-T通過了V5.1接口的G.964建議和V5.2接口的G.965建議。1996年，我國電信總局頒布：YDN020-1996 V5.1接口YDN021-1996V5.2接口2023/1/3154V5接口主要的優(yōu)點如果AN-SNI側和SN-UNI側不在同一地方，則可以使用V5接口來實現(xiàn)透明的遠端連接。V5接口協(xié)議規(guī)定了接入網和LE之間互聯(lián)的信號物理標準、呼叫控制信息傳遞協(xié)議，使得PSTN/ISDN用戶端口終止于接入網而不是LE。通過V5接口接入網只需要完成對用戶端業(yè)務的提供，呼叫控制功能仍然留給LE完成。這樣就各司其職、獨立發(fā)展，有助于不同網間互聯(lián)。2023/1/3155V5接口主要的優(yōu)點支持接入網通過復用/分路手段實現(xiàn)對大量用戶信令和業(yè)務流更有效的傳輸；支持通過Q3接口對接入網進行網絡管理；支持對接入網的資源管理和維護；支持用戶選擇LE；充分有效地利用網絡帶寬資源。2023/1/3156V5接口的基本內容V5.1接口由一條2.048Mb/s的鏈路構成，一般在連接小規(guī)模的接入網時使用。接口時隙與業(yè)務通道一一對應不支持集線功能，不支持用戶端口的ISDN基群速率接入，也沒有通信鏈路保護功能。2023/1/3157V5接口連接示意(a)V5.1接口；(b)V5.2接口2023/1/3158V5接口的基本內容V5.2接口按需可以由1～16個2.048Mb/s鏈路構成，用于中大規(guī)模的接入網連接支持集線功能支持時隙動態(tài)分配用戶端口的ISDN基群速率接入，可以使用大于E1速率的鏈路(最高16個E1速率)。V5.1接口可以看成V5.2接口的子集，V5.1接口可以升級為V5.2接口。2023/1/3159V5接口支持的業(yè)務PSTN業(yè)務V5接口既支持單個模擬用戶的接入，又支持PABX的接入，其中用戶信令可以是雙音多頻信號也可以是線路狀態(tài)信號，二者均對用戶附加業(yè)務沒有影響。在使用PABX的情況下，支持用戶直接撥入功能。ISDN業(yè)務V5.1接口支持ISDN-BRI接入，而V5.2接口既支持ISDN-BRI接入，又支持ISDN-PRI接入。B通道和D通道的承載業(yè)務、分組業(yè)務和補充業(yè)務均不受限制。但V5接口不直接支持低于64kb/s的通道速率。2023/1/3160V5接口支持的業(yè)務專線業(yè)務專線包括永久租用線、半永久租用線和永久線路(PL)，可以是模擬用戶，也可以是數(shù)字用戶。半永久租用線路通過V5接口，可以使用ISDN中的一個或兩個B通道，而永久租用線和永久線路則旁路V5接口。2023/1/3161V5接口支持的業(yè)務業(yè)務種類V5.1所支持的業(yè)務V5.2所支持的業(yè)務單個PSTN用戶接入可以可以PABX接入可以可以ISDN基本接入（2B+D）可以可以ISDN基群速率接入(30B+D)不可以可以永久線路（PL）業(yè)務可以可以半永久租用線路業(yè)務可以可以2023/1/3162V5接口的功能描述2023/1/3163V5接口的功能描述承載通道：為來自ISDN-BRI用戶端口分配的B通路或為來自PSTN用戶端口的PCM64kb/s通道提供雙向的傳輸能力。ISDND通道信息：為來自ISDN-BRI和ISDN-PRI用戶端口(V5.2接口)的D通路信息(包括信令，分組型和幀中繼型數(shù)據)提供雙向的傳輸能力。PSTN信令信息：為PSTN用戶端口的信令信息提供雙向的傳輸能力。用戶端口控制：提供每個PSTN和ISDN用戶端口狀態(tài)和控制信息的雙向傳輸能力。2023/1/3164V5接口的功能描述2048kb/s鏈路的控制：2048kb/s鏈路的幀定位、復幀定位、告警指示和對CRC信息的管理控制。第二層鏈路的控制：為控制協(xié)議、PSTN協(xié)議、鏈路控制協(xié)議和承載通路連接(BCC)等第三層協(xié)議信息提供雙向傳輸能力。用于支持公共功能的控制：提供V5.2接口系統(tǒng)啟動規(guī)程，指配數(shù)據和重新啟動能力的同步應用。定時：提供比特傳輸、字節(jié)識別和幀定位必要的定時信息，這種定時信息也可用于LE和AN之間的同步操作。2023/1/3165VB5接口ATM業(yè)務節(jié)點的標準化接口，由ITU-T建議G.967規(guī)定。按照ITU-T的B-ISDN體系，采用以ATM為基礎的信元方式傳遞信息并實現(xiàn)相應的業(yè)務接入。VB5接口分為VB5.1和VB5.2兩種類型VB5.1基于具有指配連接的ATM交叉連接，它是VB5.2的子集；VB5.2在VB5.1的基礎上增加了寬帶承載通路控制部分，能提供VC鏈路的按需連接，包括帶寬和業(yè)務類型的按需分配。2023/1/3166第五章接入網接入網的基本概念接入網的接口銅雙絞線接入網光纖接入網2023/1/3167銅雙絞線接入網數(shù)字用戶線技術xDSL調制技術ADSL技術2023/1/3168xDSL在光纖到戶短期內還無法真正實現(xiàn)的情況下，開發(fā)基于雙絞線的寬帶接入技術，既可以延長雙絞線的壽命，又可以降低接入成本，對電信運營商和用戶都極有吸引力，習慣上將各種基于雙絞線的寬帶接入技術統(tǒng)稱為xDSL2023/1/3169xDSL速率對稱型HDSLSDSLIDSL速率非對稱型ADSLVDSLRADSL2023/1/3170xDSL技術分類HDSL（高比特率數(shù)字用戶線）對稱的DSL技術，上行和下行速率相同?？衫矛F(xiàn)有電話線銅纜用戶線中的兩對或三對雙絞線來提供全雙工的1.544Mbit/s(T1)或2.048Mbit/s(E1)數(shù)字連接能力。傳輸距離可達3～6公里。2023/1/3171SDSL(對稱數(shù)字用戶線)能夠在一對（兩芯）銅雙絞線上進行E1或T1的傳輸。SDSL僅用一對銅線即可提供速率對稱型通信，是HDSL的單線對版本。SDSL在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離為3km以上，速率范圍從160Kbit/s到2.048Mbit/s。2023/1/3172通信網基礎IDSL:ISDNDSL基于ISDNBRA接入144kb/s速率144kb/s速率(2*64kb/sB通路+16kb/sD通路)2B1Q編碼是一種全雙工的對稱數(shù)字用戶線技術。不支持模擬電話接入2023/1/3173ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)高速不對稱數(shù)據接入：下行~8Mb/s，上行~640Kb/s與模擬電話共享線路DMT或CAP編碼有效傳輸距離在5.5公里范圍以內。分為全速率模式（又稱ADSLFullRate或G.DMT）和低速率模式（又稱ADSLLite或G.Lite）G.liteADSL是一種簡化的、無電話分離器的ADSL版本下行最高1.5Mb/s，上行最高512Kb/sADSL2、ADSL2+ADSL的下一代最高速率可由8Mb/s提升至16Mb/s，最大傳輸距離則大于等于原先的ADSL能夠達到的范圍2023/1/3174VDSL（甚高速數(shù)字用戶線）是在短距離雙絞線上傳送高速數(shù)據的DSL技術。對稱系統(tǒng)在雙絞線上可以雙向傳輸26Mbit/s速率的信號，傳輸距離不超過500m。不對稱系統(tǒng)下行傳輸速率分為13Mbit/s、26Mbit/s和52Mbit/s三種，對應上行傳輸速率分為2Mbit/s、2Mbit/s和6.4Mbit/s，其傳輸距離則分別為1500m、1000m和300m。形式與ADSL相似，但距離較短300m~1.5Km使用的頻帶更寬(ADSL約1.1MHz,VDSL可高達12MHz)由于傳輸距離縮短，處理簡化，成本降低2023/1/3175xDSL技術分類RADSL（速率自適應非對稱數(shù)字用戶線）是自適應速率的ADSL技術。能夠自動地、動態(tài)地根據雙絞線的質量和傳輸距離的遠近調整自己的速率。能動態(tài)地提交1～8Mbit/s的下行速率，以及從640Kbit/s～1Mbit/s的上行速率。2023/1/3176xDSL性能比較2023/1/3177xDSL的應用速率2023/1/3178xDSL頻率512kHZ2023/1/3179xDSL的應用層次2023/1/3180銅雙絞線接入網數(shù)字用戶線技術xDSL調制技術ADSL技術2023/1/3181xDSL調制技術2B1Q調制QAM調制CAP調制DMT調制2023/1/31822B1Q調制無冗余的四電平脈沖幅度碼，屬于基帶型傳輸碼。所謂2B,是指在一個碼元符號內傳送2Bit信息，1Q則是將2Bit信息轉換為4個電平的線路碼。每個脈沖可以代表2個二進制符號，所以降低了碼元速率，從而減少了傳輸衰減，延長了傳輸距離。HDSL、SDSL和IDSL等速率對稱型的xDSL都采用這種調制方法。2023/1/31832B1Q調制2023/1/3184QAM調制用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊帶調制，利用這種已調信號在同一帶寬內頻譜正交的性質來實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。工作原理發(fā)送數(shù)據在比特/符號編碼器內被分成兩路，速率各為原來的1/2，分別與一對正交調制分量相乘，求和后輸出。2023/1/3185QAM調制2023/1/3186CAP（無載波幅度相位調制）以QAM調制技術為基礎發(fā)展而來的CAP調制與QAM調制類似，在發(fā)信端利用星座圖進行比特編碼，在收信端進行解碼，但不用正交載波，而是通過兩個數(shù)字橫向帶通濾波器進行調制。CAP能在一個頻率周期或波特內傳輸2～9個Bit，因此在相同的傳輸速率下，占用的帶寬比2B1Q減少了一半，并且能減少碼間干擾，傳輸距離更遠。2023/1/3187CAP調制CAP2B1QAMIKHz154439217510P2023/1/3188DMT(離散多音頻調制)是一種并行數(shù)據傳輸結合頻分復用（FDM）的正交多載波調制技術。核心思想把整個傳輸頻帶劃分為若干子信道，每個子信道對應不同頻率的載波，在不同的載波上分別進行QAM調制。不同子信道上傳輸?shù)男畔⑷萘扛鶕斍白有诺赖膫鬏斝阅軟Q定。為防止各子信道間相互干擾，保證信號能正確接收，載波應該是正交的。2023/1/31892023/1/3190DMT(離散多音頻調制)DMT采用256QAM調制，將頻帶（0～1.104MHZ）分割為256個獨立的正交子信道，每個子信道帶寬為4.3125KHz。根據各子信道的瞬時衰減特性、群時延特性和噪聲特性，在每個子信道上分配1～15個比特的輸入數(shù)據。關閉不能傳輸數(shù)據的信道，從而使通信容量達到可用的最高傳輸能力。DMT理論上可以每赫茲傳送15Bit數(shù)據。2023/1/3191DMT(離散多音頻調制)2023/1/3192DMT調制應用特點DMT對線路信號衰減的適應能力較強由于DMT中每個載波的數(shù)據傳輸能力可以根據該載波所在頻段的信噪比進行自動調節(jié)，因此比較容易適應寬頻帶模擬傳信號在市話雙絞線路上出現(xiàn)的非均衡衰減DMT線路自適應調整的步長可以較小由于調制效率的調整可以在各個載波內進行，DMT可以實現(xiàn)32kbps的線路速率調整步長DMT具有較強的抗噪聲干擾能力對于可能出現(xiàn)的某些強噪音頻段，DMT甚至可以根據這些頻段內信噪比的實際狀況，將頻段內對應的載波自動關閉2023/1/3193DMT與OFDMDMT技術和OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技術屬于多載波調制（Multi-CarrierModulation,MCM）。OFDM常用于無線信道。OFDM技術特指將信道劃分成正交的子信道，頻道利用率高。而MCM可以是更多種信道劃分方法，在有線環(huán)境中該技術通常稱為DMT。OFDM和DMT的區(qū)別是：OFDM

對每一個波段使用通用調制模式。也就是說，每一子波段每秒傳輸相同數(shù)目的比特。例如：OFDM使用于歐洲的無線廣播數(shù)字電視。在無線廣播情況下，所有子波段被假設為具有統(tǒng)一的噪音特征，這樣通用調制技術才有意義。DMT通過在子波段中允許各種效率改進OFDM模式，在總的子波段中允許不同的頻譜利用率。那些有高噪聲問題的子波段可以被限制使用2023/1/3194銅雙絞線接入網數(shù)字用戶線技術xDSL調制技術ADSL技術2023/1/3195HDSL接入技術HDSL是一種在兩對或三對雙絞線上實現(xiàn)T1/E1傳輸?shù)娜p工對稱DSL技術。它采用了2B1Q或CAP編碼技術。無中繼傳輸距離可達到3～6Km（線徑為0.4～0.6mm）

HDSL的標準Bellcore:基于T1的HDSL標準采用2B1Q編碼，在兩對雙絞線上傳輸T1速率信號，每對銅線的傳輸速率為784Kbit/s。ETSI(歐洲電信標準委員會):基于E1的HDSL標準分兩種，一種是在兩對雙絞線上傳輸E1速率信號，每對線速率為1168Kbit/s，另一種是在三對雙絞線上傳輸E1速率信號，每對線速率為768Kbit/s。2023/1/3196HDSL系統(tǒng)結構2023/1/3197ADSL概述利用雙絞線傳送雙向不對稱比特率數(shù)據的方法，能同時提供電話和高速數(shù)據業(yè)務。在一對銅線上支持上行速率16Kbit/s～640Kbit/s，下行速率1Mbit/s～8Mbit/s有效傳輸距離在3～5公里范圍以內。2023/1/3198ADSL的信道電話信道速率為64Kbit/s占據0-4KHZ的頻段可雙向配置的中速信道速率為16Kbit/s～640Kbit/s工作頻率范圍為25.875KHZ-138KHZ速率變化步長為32Kbit/s一般作為上行信道使用下行的高速信道速率為1Mbit/s～8Mbit/s工作頻率范圍為140KHZ-1104KHZ速率變化步長為32Kbit/s2023/1/3199ADSL系統(tǒng)結構2023/1/31100ADSL系統(tǒng)結構基于ADSL技術的寬帶接入網主要由局端設備和用戶端設備組成：局端設備(DSLAM：DSLAccessMultiplexer)、用戶端設備、話音分離器、網管系統(tǒng)。局端設備與用戶端設備完成ADSL頻帶的傳輸、調制解調，局端設備還完成多路ADSL信號的復用，并與骨干網相連。話音分離器是無源器件，停電期間普通電話可照樣工作，它由高通和低通濾波器組成，其作用是將ADSL頻帶信號與話音頻帶信號合路與分路。這樣，ADSL的高速數(shù)據業(yè)務與話音業(yè)務就可以互不干擾。2023/1/311012023/1/31102ADSL收發(fā)信機原理2023/1/31103DSLAM是ADSL接入的局端設備，目前的產品可以集成BRAS（寬帶接入服務器）功能。第一代：純ATM結構從下行的線路到上聯(lián)的接口全部采用ATM方式。它提供ATM接口（如155Mbit/s的ATM接口或N*2Mbit/sIMAATM接口），上聯(lián)城域核心網，具有ATMVP/VC交叉連接，提供ATM流量匯聚、通過ATM的QoS技術來實現(xiàn)業(yè)務的服務質量及流量控制。只能使用ATM網絡為其核心接入網絡，從ATM到IP的網關設備BRAS同時要支持ATM和IP兩種協(xié)議，建設成本高。目前網上實際安裝的DSLAM絕大多數(shù)都是這種方式的DSLAM。2023/1/31104DSLAM第二代：ATM內核IP上聯(lián)是一種過渡性產品，其ATM與IP的轉換集中在上聯(lián)IP接口板，由其統(tǒng)一處理。采用ATM信元總線/矩陣交換內核，并具有IP上行接口上聯(lián)接口成為瓶頸，在數(shù)據流量較大時很容易導致上聯(lián)端口的堵塞。既沒有繼承ATM豐富的QOS特性，也沒有學習到IP的豐富的業(yè)務特性，但解決了第一代DSLAM在組網時完全依賴ATM網絡的缺陷。2023/1/31105DSLAM第三代：IP內核IP上聯(lián)又稱IPDSLAM在xDSL線路接口卡完成ATM和IP的轉換，同時采用大容量的IP交換內核。在ATM與IP的轉換上采用了分布式結構，在每個ADSL業(yè)務板上實現(xiàn)了ATM信元的終結和每條PVC與VLANID的映射。大容量的以太網背板保證了所有端口的無阻塞交換。不需建設或維護ATM網絡，使建設與運營成本大大下降。2023/1/31106ADSL工作原理為實現(xiàn)普通雙絞線上互不干擾的同時執(zhí)行電話業(yè)務與高速數(shù)據傳輸，ADSL采用FDM(頻分復用)和離散多音調制(DMT：DiscreteMultitone)技術。傳統(tǒng)電話通信目前僅利用了雙絞線20kHz以下的傳輸頻帶，20kHz以上頻帶的傳輸能力處于空閑狀態(tài)。ADSL采用FDM技術，將雙絞線上的可用頻帶劃分為三部分：其中，上行信道頻帶為26～138kHz，主要用于發(fā)送數(shù)據和控制信息；下行信道頻帶為138～1104kHz；傳統(tǒng)話音業(yè)務仍然占用20kHz以下的低頻段。就是采用這種方式，利用雙絞線的空閑頻帶，ADSL才實現(xiàn)了全雙工數(shù)據通信。2023/1/31107ADSL的頻譜分配0～1.104MHz頻帶，DMT載波頻率為4.3125kHz的倍數(shù),N=256頻譜安排：將0～4kHz低端子信道留給普通電話信號使用上行信號占25.875～138kHz載波為6~31下行信號有兩種選擇25.875～1104kHz，與上行信號的頻譜有重疊，需通過回波抵消(EC)技術消除相互干擾138～1104kHz無重疊區(qū)，稱為FDM方式，不需要EC電路2023/1/31108ADSL頻譜安排參考方案ADSL的頻譜分配2023/1/311092023/1/31110FDM方式2023/1/31111EC方式2023/1/31112ADSL系統(tǒng)中的關鍵技術ADSL之所以能充分地利用普通雙絞電話線的傳輸潛力，在于它使用了DMT調制技術，在設備初始化過程中進行了收發(fā)器訓練和子信道分析，同時在使用中動態(tài)調節(jié)每個信道的功率和傳輸比特數(shù)，達到最優(yōu)的傳輸速率。2023/1/31113ADSL調制技術ADSL系統(tǒng)利用雙絞線的0～1.104MHz頻帶中的0～4KHz頻帶傳輸電話音頻。DMT調制將其它的頻帶分成255個子信道，子信道之間頻率間隔為4.3125KHz。再根據每個子信道的噪聲情況對數(shù)據進行動態(tài)比特分配，對不能傳輸數(shù)據的信道則予以關閉，從而使并聯(lián)復合信道的傳輸能力達到最大。DMT是一種有效的并行傳輸技術，傳輸調制效率可達15Bit/符號/信道。2023/1/31114DMT調制的基本結構2023/1/311152023/1/31116ADSL的比特率及其適配每個子信道采用QAM調制獨立平行工作數(shù)據符號速率為4KHz每個子信道2~15bit/符號/Hz子信道最大比特率為60Kb/s星座圖的點數(shù)最大為32768（215）用戶數(shù)據以字節(jié)為單位組裝成幀，以幀為單位進行DMT調制用戶數(shù)據幀的等效調制速率為4000幀/秒幀長每增減一字節(jié)，等效為用戶數(shù)據速率增減32kbit/s傳輸速率可以以32kbit/s的步長作精細調節(jié)2023/1/31117系統(tǒng)初始化過程和功率調整

DMT調制技術提供了子信道傳輸速率自適應和動態(tài)調整的理論，但還要通過具體的方法實現(xiàn)。ADSL設備主要是通過初始化過程中的收發(fā)器訓練、子信道分析和運行中的功率調整來實現(xiàn)的。在工作過程中，ADSL系統(tǒng)具有在不中斷業(yè)務下對業(yè)務性能監(jiān)控的功能，對異常的事件、故障和誤碼可進行監(jiān)測。同時，系統(tǒng)還具有比特交換的功能，將傳輸質量差的子信道的部分比特轉移到信噪比富余度較大的子信道傳輸。2023/1/31118ADSL的網絡傳送模式ATM傳送模式承載的傳送數(shù)據格式為ATM信元。以太網卡將較高層的數(shù)據按照以太網的幀格式適配到以太網幀內，依以太網幀格式發(fā)送到ATU-R,在ATU-R內進行ATM信元封裝。局端DSLAM設備上行鏈路的數(shù)據接口通常為標準的ATM接口，并可直接或通過本地傳輸網絡與ATM交換機相連，再通過路由器連到IP網絡。Packet傳送模式ADSL系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據格式可采用可變長度的第二層以太網幀或第三層IP包。IP包經過DMT調制后通過電話線傳輸?shù)诫娫捊粨Q局前端，經過解調后進入以太網交換機，再通過路由器連接Internet。2023/1/31119PPPOA2023/1/31120PPPOE2023/1/31121ADSL專線2023/1/31122ADSL的發(fā)展ITU-T于1998年10月制定了無需分離器的G.992.2標準，又稱G.lite。G.lite

使用的傳輸頻帶是25～552kHz，不再需要在用戶電纜中傳輸衰耗大的552～1104kHz頻帶，因而傳輸距離得到延長，G.liteModem價格也低于ADSLModem。G.lite

也采用DMT

線路編碼方式，抗擾性較好，下行速率范圍為64kb/s～1.5Mb/s，上行速率范圍為32～512kb/s。G.lite設備也可同時支持電話、高速數(shù)據業(yè)務的接入。2023/1/31123G.dmt和G.lite的比較共同點：G.lite和G.dmt都采用DMT調制和解調技術局端都需要Splitter不同點：頻帶不同G.dmt頻帶為28K-1.1MG.lite頻帶為28K-512K傳輸速率不同G.dmt上行1Mbps,下行8MbpsG.lite上行640Kbps,下行1.5Mbps客戶端不同G.dmt需要Splitter,G.lite不需要Splitter功耗不同G.dmt功耗大于G.lite2023/1/31124新一代ADSL技術第一代ADSL技術弱點：較低的下行傳輸速率難以滿足一些高速業(yè)務的開展；所支持的線路診斷能力較弱；難以解決設備的散熱問題等；ADSL2G.992.3是在第一代ADSL的基礎上發(fā)展起來的，其下行頻譜與第一代ADSL相同，由于強制支持四維、16狀態(tài)格狀碼，所以理論上其最高下行速率可以達到12Mbit/s，最高上行速率可以達到1.2Mbit/s左右。無分離器ADSL2（G.992.4）是對G.lite（G.992.2）的增強，主要包括兩大方面：一是與G.992.3相似的改進；二是與無分離器特性相關的改進。2023/1/31125ADSL2+（G.992.5）在ADSL2(G.992.3)的基礎上進行改進,主要包括兩方面:頻譜范圍更寬擴展(使用1.1-2.208MHz頻段)子載波數(shù)增加至5122023/1/31126

ADSL2+的頻帶劃分2023/1/31127新一代ADSL技術與第一代ADSL技術的比較：其傳輸速率與距離有較大提高；可實現(xiàn)故障實時診斷；采用精密的速率自適應技術，提高了線路抗噪聲性能。ADSL2、ADSL2+還具有互操作性好（多廠商互連互通性好）、鏈路建立時間短（由原來的10s減低為3s）等優(yōu)點。ADSL2+還使傳輸頻帶、速率得到進一步拓展。2023/1/31128第五章接入網接入網的基本概念接入網的接口銅雙絞線接入網光纖接入網2023/1/31129

光接入網（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結構OAN的分類有源光接入網AON無源光接入網PON2023/1/31130光接入網概述光接入網指采用光纖傳輸技術的接入網，一般指本地交換機與用戶之間采用光纖或部分采用光纖通信的接入系統(tǒng)。按照用戶端的光網絡單元(ONU)放置的位置不同又劃分為FTTC(光纖到路邊)、FTTB(光纖到樓)、FTTH(光纖到戶)等等。2023/1/31131光纖接入網的參考配置2023/1/31132OAN的參考配置光纖接入網一般由局端的光線路終端(OLT)、用戶端的光網絡單元(ONU)以及光配線網(ODN)和光纖組成。OLT：具有光電轉換、傳輸復用、數(shù)字交叉連接及管理維護等功能，實現(xiàn)接入網到SN的連接。ONU：具有光電轉換、傳輸復用等功能，實現(xiàn)與用戶端設備的連接。ODN：具有光功率分配、復用/分路、濾波等功能，它為OLT和ONU提供傳輸手段。2023/1/31133OLT功能模塊示意圖供電OAM復用/解復用功能交叉連接功能ODN接口功能核心網絡ODN接口功能千兆以太接口千兆以太接口TDM接口2023/1/31134ONU功能模塊示意圖業(yè)務部分

用戶端口功能

用戶端口功能

用戶

供電

公共部分

OAM

復用/解復用功能交叉連接功能

ODN接口功能

核心部分

ODN

2023/1/31135ODN組成光配線網（ODN）為OLT和ONU提供光傳輸媒質作為其間的物理連接。通常，ODN是由無源光元件組成的光源分配網，主要的無源光元件有：單模光纖和光纜；無源光衰減器；光纖帶和帶狀光纜；光纖接頭；光連接器；無源分路元件，又稱光分路器（OBD）。2023/1/31136ODN的配置通常為點到多點方式，即多個ONU通過ODN與一個OLT相連。這樣，多個ONU可以共享同一光傳輸媒質和光電器件，從而節(jié)約了成本。點到點配置，即一個ONU與一個OLT相連的形式可以看作是上述點到多點方式的特例或子集，此時無需光分路器。2023/1/31137ODN的應用類型2023/1/31138光纖到路邊（FTTC）ONU設置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，即DP點，有時也可能設置在交接箱處，即FP點，但通常為前者。FTTC結構主要適用于點到點或點到多點的樹型—分支拓撲。光纖到樓（FTTB）FTTB也可以看作是FTTC的一種變型，不同處在于將ONU直接放到樓內，再經多對雙絞線將業(yè)務分送給各個用戶。FTTB是一種點到多點結構。FTTB的光纖化程度比FTTC更進一步，光纖已敷到樓。里B表示Buliding，主要指公寓樓。

光纖到家（FTTH/O）在原來的FTTC結構中，如果將設置在路邊的ONU換成無源光分路器，然后將ONU移到用戶家即為FTTH結構。FTTO主要用于大企事業(yè)用戶，業(yè)務量需求大，因而結構上適于點到點或環(huán)型結構。而FTTH用于居民住宅用戶，業(yè)務量需求很小，因而經濟的結構必須是點到多點方式。2023/1/31139光纖接入網系統(tǒng)的要求光纖類型雙向傳輸技術OAN容量和ONU類別邏輯傳輸距離2023/1/31140光纖類型光纖類型從大的方面看可以劃分為單模光纖和多模光纖兩類。鑒于單模光纖的損耗低、帶寬寬、制造簡單和價格低廉，在公用電信網（包括接入網）中已成為主導光纖類型。單模光纖又分為G.652、G.653、

G.654和G.655四種?？紤]到成本及網絡的維護和統(tǒng)一性，ITU-T規(guī)定在接入網中只使用生產量最大，價格最便宜，性能優(yōu)良的標準G.652光纖。

可用工作波長區(qū)

1310nm窗口波長分配范圍是1260～1360nm1550nm窗口波長分配范圍是1480～1580nm2023/1/31141雙向傳輸技術空分復用（SDM）

對上行信號和下行信號用分開的兩根光纖傳輸，即所謂單工方式。當傳輸距離較長時不夠經濟。由于兩個方向的信號傳輸通路互相獨立，因而對于光源波長沒有特殊要求，只要在1

310nm波長區(qū)內，是否相同無關緊要。2023/1/31142時間壓縮復用（TCM）

其基本原理是將同一根光纖上的傳輸時間劃分為一個個的時間段，上行信號和下行信號分別在不同的時間段內以脈沖串的形式輪流傳輸。由于同一時刻只允許一個方向傳輸信號，因而稱為半雙工方式。這種方法只利用一根光纖，但不斷交替改變傳輸方向，使兩個方向的信號得以輪流地在同一根光纖上傳輸，就像打乒乓球一樣，因而又稱“乒乓法”。2023/1/31143實現(xiàn)TCM傳輸有兩種方法：利用一只激光器既作光源又作檢測器，只要有一收發(fā)控制開關準確地控制其收發(fā)時間，使之不發(fā)生沖突即可。然而這種方法激光器兼作檢測器的靈敏度較差，速率較高時，光通道可用光預算很小。利用兩套獨立收發(fā)設備，兩端各設一個光耦合器用于分離上行和下行信號，兩個方向的信號發(fā)送在時間上分開，分別占用不同的時隙輪流發(fā)送。采用TCM方式時，兩個方向的信號允許工作在同一波長，但目前規(guī)定必須在1

310nm波長區(qū)。2023/1/31144雙向傳輸技術波分復用（WDM）在一根光纖上的上行和下行信號用不同的波長，每個方向上的信號傳輸由波分復用器件分開。副載波復用（SCM）

將兩個方向的信號經過調制，分別安排在不同頻段即可實現(xiàn)單纖同波長雙向傳輸?shù)哪康摹?023/1/31145光纖接入網系統(tǒng)的要求OAN容量和ONU類別ITU-T對于OAN的容量和ONU的類別以及最大分路比都有明確的規(guī)定，如表所示。OAN容量實際就是OLT的容量規(guī)格要求。ONU的類別則按照其在用戶側所需要的最大通透容量來規(guī)定，即以B通路（64kbit/s承載通路）為基本度量單位。2023/1/31146

2023/1/31147光纖接入網系統(tǒng)的要求邏輯傳輸距離：指特定傳輸系統(tǒng)所能通達的最大距離，與光路的光功率預算無關，主要取決于信號幀的構成及分路比和傳輸方式，實際系統(tǒng)傳輸距離只可能短于邏輯傳輸距離。2023/1/31148光接入網（OAN）OAN定義和參考配置OAN的拓撲結構OAN的分類有源光接入網AON無源光接入網PON2023/1/31149OAN的拓撲結構四種代表結構單星結構雙星結構總線形環(huán)形2023/1/31150單星形特點：“點對點”用戶獨立，保密性好，易于升級無共享、成本高、適于大容量用戶2023/1/31151雙星形特點：“共享主干”高成本部分共享特點：“共享主干＋采用無源器件”

PON或WDMPON

省去有源設備，維護成本降低，易于升級2023/1/31152總線形特點：“共享主干＋光功率分配”類似于總線，適合分配形業(yè)務（CATV…）

可靠性有所下降2023/1/31153環(huán)形優(yōu)點：“網絡可靠性高”2023/1/31154光接入網（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結構OAN的分類有源光接入網AON無源光接入網PON2023/1/31155OAN分類按照ODN采用的器件類型可分為有源光網絡(AON：ActiveOpticalNetwork)指光配線網ODN含有有源器件(電子器件、電子電源)的光網絡一般以PDH、SDH技術為主距離、容量可以比較大主要用于長途骨干傳送網。無源光網絡(PON：PassiveOpticalNetwork)指ODN不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設備。但在光纖接入網中，OLT及ONU仍是有源的。由于PON具有可避免電磁和雷電影響，設備投資和維護成本低的優(yōu)點，在接入網中很受歡迎。2023/1/31156光接入網（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結構OAN的分類有源光接入網AON無源光接入網PON2023/1/31157有源光網絡可分為基于SDH的AON和基于PDH的AONAON的拓撲結構通常是星形或環(huán)形。接入網中需要的SDH設備應是應是小型、低成本、易于安裝和維護的，需要開發(fā)新的低速率接口。G.708規(guī)定了兩種接口傳送TUG-2的接口sSTM-2n當n=1時,信號速率為7.488Mbit/s；當n=2時,信號速率為14.4Mbit/s；當n=4時,信號速率為28.224Mbit/s。傳送TU-12的接口sSTM-1kk值限于1、2、4、8和16,且主要適用于無線傳送技術。其速率則分別為2.88Mbit/s、5.184Mbit/s、9.792Mbit/s、19.008Mbit/s和37.44Mbit/s。2023/1/31158基于SDH的有源光接入網2023/1/31159SDH在接入網中的應用優(yōu)越性不大塊狀幀結構，開銷太大。高速率接口，不利于接入網速率。僅靠SDH無法解決到戶的問題。成本問題。2023/1/31160光接入網（OAN）OAN定義和參考配置OAN的結構OAN的分類有源光接入網AON無源光接入網PON2023/1/31161PON的接入結構2023/1/31162PON的工作原理下行采用TDM技術，以廣播方式發(fā)送，各ONU分別提取屬于自己的信息采用時分復用方式為每個ONU分配時隙，將送往各ONU的信號復用后送至饋線光纖，通過光分路器以廣播方式送給所有與OLT相連的ONU,各個ONU收到信號后分別在預先分配的時隙內接入并取出屬于自己的信息即可。2023/1/31163PON的工作原理上行TDMA，OLT集中控制，針對每個ONU分配專用的timeslot。當OLT與ONU的連接方式采用點到多點的連接方式時，多點用戶的上行接入，多采用TDMA方式。在上行傳輸時，將時間分成若干個時隙，每個ONU的信息以分組方式在預先確定的時間插入預先分配好的時隙內送給OLT。2023/1/31164

PON的工作原理2023/1/31165PON的標準現(xiàn)有標準ITU-TRatifiedA/BPON

(ITUG.983.x)&GPON(ITUG.984.x)APON-ATMPON（后改名BPON–BroadbandPON）GPON–GigabitPONIEEERatifiedEPON(IEEE802.3ah)EPON-EthernetPONor（EFM–EthernetintheFirstMile）2023/1/31166

BPONGPON和

EPON比較主要差異在于采用不同的二層技術：2023/1/31167BPON/APON的最高速率為622Mbit/s，二層采用的是ATM技術。EPON可以支持1.25Gbit/s對稱速率，將來速率還能升級到10Gbit/s，二層采用的是Ethernet技術。GPON是指支持吉比特速率的PON，其技術特色是在二層采用ITU-T定義的通用成幀規(guī)程（GFP）對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務進行封裝映射，能提供1.25Gbit/s和2.5Gbit/s下行速率和所有標準的上行速率，并具有強大OAM功能，在高速率和支持多業(yè)務方面，GPON有明顯優(yōu)勢。2023/1/31168BPON/APON由于技術比較復雜、成本較高、速率有限、IP業(yè)務映射效率低等原因，不宜再采用。EPON是基于以太網承載技術的一種PON標準，對于IP業(yè)務有較好的支持能力及效率，并且技術相對簡單、成本低，對于采用以太網絡為基礎的運營商來說是個不錯而且性價比較高的選擇。2023/1/31169GPON由FSAN/ITU標準化（G.984）。其目標是形成傳輸速率更高、更大分路比、能高效承載多種業(yè)務并具有更強大的OAM功能的寬帶PON技術。GPON引入了一個全新的傳輸匯聚（TC）子層，并規(guī)定TC子層可以采用ATM和GEM兩種封裝方式。采用了125us的幀長及定時機制，將各種業(yè)務載荷（包括TDM和分組）都通過GFP封裝入定長幀中，可以較容易的支持TDM和話音業(yè)務，并通過帶寬指針（pointers）為每一個ONU動態(tài)分配上行帶寬。GPON相對EPON來說，更注重對多業(yè)務的支持能力（TDM、IP），上聯(lián)業(yè)務接口及下聯(lián)用戶接口更為豐富（Ge、Fe、STM-1、E1等）。GPON下行速率高達2.5Gbit/s，上、下行可采用不對稱的速率。2023/1/31170APON基于APON的光纖接入網，是指在OLT與ONU之間的ODN中采用ATMPON技術。APON的主要設備包括局端的OLT、用戶端的ONU、位于ODN的無源光分路器，以及光纖。其結構上的主要特點是：無源光分路器與ONU之間構成點對多點的結構(目前典型的是1：64)，使得多個用戶可以共享一根光纖的帶寬，以降低接入成本和設備復雜度；采用ATM傳輸技術，即OLT與ONU之間通過VPI/VCI直接將53字節(jié)的ATM信元轉換成光信號傳遞。2023/1/31171APON的系統(tǒng)結構OLT上的每個APON接口可連接多達32個ONU。從局端OLT到ONU傳送下行信號采用TDM技術，從ONU到OLT傳送上行信號采用TDMA技術。雙向傳輸方式

單向雙纖的空分復用方式，即采用兩根光纖，分別傳輸上行和下行信號，工作波長限定在1310nm區(qū)單纖粗波分復用方式，即采用一根光纖，異波長雙工，上下行波長分別工作在1310nm區(qū)和1550nm區(qū)。2023/1/31172APON工作原理示意圖APON工作原理2023/1/31173APON工作原理為在一根光纖上實現(xiàn)全雙工通信，APON的下行數(shù)據信道使用1550nm波長，當來自外部網絡的數(shù)據到達OLT時，OLT采用TDM方式將數(shù)據交換至無源光分路器，后者簡單地采用廣播方式將下行的ATM信元傳給每一個ONU，每個ONU根據業(yè)務建立時OLT分配的28bit的VPI/VCI進行ATM信元過濾，接收屬于自己的信元。2023/1/31174APON工作原理APON的上行數(shù)據信道使用1310nm波長，采用TDMA方式實現(xiàn)多址接入。由于用戶端ONU產生信號是“突發(fā)”模式，而不同ONU發(fā)出的信號是沿不同路徑傳輸?shù)模虼?，它們將不同步地到達OLT。2023/1/31175APON工作原理為防止多用戶信號碰撞，保證多用戶接入的安全性，因此所有的ONU之間發(fā)送數(shù)據時必須進行同步，通常由OLT首先測試到ONU的距離，測距的目的是補償ONU到OLT之間的距離不同而引起的傳輸時延差異，根據ONU到OLT的距離，OLT為ONU分配一個合適的時隙，以保證ONU之間發(fā)送數(shù)據時相互不沖突，然后通過信元通知ONU。隨后ONU必須在指定的時隙內完成光信號的發(fā)送。2023/1/31176EPONEPON是EthernetPON的簡寫。EPON采用點到多點的拓撲結構，下行采用廣播方式、上行采用TDMA方式實現(xiàn)雙向數(shù)據傳輸。EPON技術將以太網技術和PON技術相結合，其目標是以簡單的方式實現(xiàn)點到多點的高速以太網光纖接入。EPON技術的核心是在保留傳統(tǒng)以太網體系結構的基礎上定義了一種新的應用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范、一種新的MAC多點控制層協(xié)議（MPCP），以實現(xiàn)在點到多點無源光網絡中的以太網幀的時分多址接入，以及一種運行維護和管理（OAM）機制。2023/1/31177EPON基本特點OLT與ONU之間信號傳輸基于IEEE802.3以太網幀采用8B/10B的線路編碼，數(shù)據速率為上下行對稱1Gbps,線路比特率為上下行對稱1.25GbpsP2MP仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關鍵組件。以MAC控制子層的MPCP機制為基礎，MPCP通過消息、狀態(tài)機和定時器來控制訪問P2MP的拓撲結構分光比1：322023/1/31178EPON分層結構參考模型（a）分層結構參考模型(b)分層結構參考模型細化2023/1/311792023/1/31180EPON分層結構參考模型MACClient(媒體訪問控制客戶端)子層提供終端協(xié)議棧的以太網MAC和上層之間的接口；OAM子層則負責有關EPON網絡運維的功能；多點MAC控制（Multi-PointMACControl）子層：負責ONU的接入控制，通過MAC控制幀完成對ONU的初始化、測距和動態(tài)帶寬分配，采用申請/授權(Request/Grant)機制，執(zhí)行多點控制協(xié)議(MPCP),MPCP的主要功能是輪流檢測用戶端的帶寬請求，并分配帶寬和控制網絡啟動過程;2023/1/31181MAC子層：基本功能是成幀，它將