第11章寬帶接入網(wǎng)11.1接入網(wǎng)的基本概念11.2V5接口11.3寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)11.4寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)思考題第11章寬帶接入網(wǎng)11.1接入網(wǎng)的基本概念111.1接入網(wǎng)的基本概念11.1.1接入網(wǎng)的發(fā)展背景接入網(wǎng)的位置，在傳統(tǒng)電信網(wǎng)上被稱為用戶環(huán)路，接入方式以銅雙絞線為主，這種方式只能解決電話或低速數(shù)據(jù)的接入，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)單一，用戶到本地交換機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)連接。從20世紀(jì)90年代以后，電信網(wǎng)由單一業(yè)務(wù)的電話網(wǎng)逐步演變?yōu)槎鄻I(yè)務(wù)綜合網(wǎng)，因此電信網(wǎng)的接入部分必須相應(yīng)地具備數(shù)字化、寬帶化、綜合化的特征。設(shè)計(jì)一種獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺(tái)，它對(duì)上層所有業(yè)務(wù)流都透明傳送，我們稱這個(gè)基礎(chǔ)接入平臺(tái)為接入網(wǎng)。11.1接入網(wǎng)的基本概念11.1.1接入網(wǎng)的發(fā)展背景2圖11.1接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置圖11.1接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置3骨干網(wǎng)上，由于ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)、SDH技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)的成功引入，骨干網(wǎng)已具備了寬帶化、綜合化的能力。另一方面，用戶側(cè)CPN/CPE的速率也在突飛猛進(jìn)。然而，面對(duì)核心網(wǎng)和用戶側(cè)帶寬的快速增長(zhǎng)，中間的接入網(wǎng)卻仍停留在窄帶和模擬的水平上，接入網(wǎng)的寬帶化和IP化將成為本世紀(jì)初接入網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)。骨干網(wǎng)上，由于ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)、SDH技術(shù)和波分復(fù)用4最后從技術(shù)的角度來(lái)看，寬帶銅線接入、光纖接入、無(wú)線接入等新技術(shù)這兩年已逐漸成熟，設(shè)備成本大大下降，寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)成本和用戶的接入成本已降到了一個(gè)合理的范圍。最后從技術(shù)的角度來(lái)看，寬帶銅線接入、光纖接入5在標(biāo)準(zhǔn)化方面，ITU-T第13工作組于1995年7月通過(guò)了關(guān)于接入網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)等方面的建議G.902，以及其他一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。接入技術(shù)的多元化是接入網(wǎng)的一個(gè)基本特征。接入技術(shù)可以分為有線接入技術(shù)和無(wú)線接入技術(shù)兩大類，目前向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)的主要有基于銅線的ADSL技術(shù)、光纖技術(shù)、基于HFC的CableModem及寬帶無(wú)線等接入方式，而ADSL和光纖兩種接入方式占了90%以上。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，ITU-T第13工作組于199611.1.2接入網(wǎng)的定義和定界1．接入網(wǎng)的定義根據(jù)ITU-T建議G.902的定義：接入網(wǎng)(AN)是由業(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)，并可通過(guò)Q3接口進(jìn)行配置和管理。它包含用戶線傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、數(shù)字交叉連接設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。其功能包括交叉連接、復(fù)用、傳輸，但一般不包括交換功能，并且獨(dú)立于交換機(jī)。接入網(wǎng)對(duì)用戶信令是透明的，相應(yīng)的信令處理由SN完成。11.1.2接入網(wǎng)的定義和定界7ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：(1)支持綜合業(yè)務(wù)接入。將接入網(wǎng)從具體的業(yè)務(wù)網(wǎng)中剝離出來(lái)，成為一種獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺(tái)，以支持綜合業(yè)務(wù)接入，這有利于降低接入網(wǎng)的建設(shè)成本。(2)開放、標(biāo)準(zhǔn)化SNI接口。將接入網(wǎng)與本地交換設(shè)備之間的接口，即SNI接口由專用接口定義為標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口，這樣AN設(shè)備和交換設(shè)備就可以由不同的廠商提供，為大量企業(yè)參與接入設(shè)備市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)提供了技術(shù)保證，有利于設(shè)備價(jià)格的下降。ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：8(3)獨(dú)立于SN的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：該網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口連接TMN，由TMN實(shí)施對(duì)接入網(wǎng)的操作、維護(hù)和管理。通常寬帶與窄帶的劃分標(biāo)準(zhǔn)是用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的速率，即將以分組交換方式為基礎(chǔ)，把用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的最大接入速率超過(guò)2Mb/s的用戶接入系統(tǒng)稱為寬帶接入，對(duì)最小接入速率則沒(méi)有限制；窄帶接入系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的64kb/s的電路交換方式發(fā)展而來(lái)的，對(duì)基于IP的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持能力差。(3)獨(dú)立于SN的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：該網(wǎng)管系統(tǒng)9

2．接入網(wǎng)的定界接入網(wǎng)覆蓋的范圍由三個(gè)接口界定，如圖11.2所示。網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)(SN)相連,用戶側(cè)經(jīng)UNI接口與用戶駐地設(shè)備(CPE)相連，CPE可以是簡(jiǎn)單的一個(gè)終端，也可以是一個(gè)復(fù)雜的局域網(wǎng)或其他任意的用戶專用網(wǎng)。TMN側(cè)可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管理接口Q3對(duì)接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行配置和管理。其中SN是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體，比如SN可以是本地交換機(jī)、IP路由器、租用線業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)或特定配置的視頻點(diǎn)播(VOD)等。接入網(wǎng)允許與多個(gè)SN相連，既可以接入多個(gè)支持不同業(yè)務(wù)的SN，也可以接入支持相同業(yè)務(wù)的多個(gè)SN。2．接入網(wǎng)的定界10圖11.2接入網(wǎng)的定界圖11.2接入網(wǎng)的定界11

3．一般物理結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)從物理上可分為饋線段、配線段和引入線段，圖11.3為接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu)。圖11.3接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu)3．一般物理結(jié)構(gòu)圖11.3接入網(wǎng)的一般物12連接業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和局端設(shè)備之間的部分稱為饋線段，接入網(wǎng)的局端設(shè)備可以放在機(jī)房?jī)?nèi)，即和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，也可以放在機(jī)房外。如果局端設(shè)備與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，則局端設(shè)備一般通過(guò)電接口與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)直連；如果局端設(shè)備沒(méi)有與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，則饋線段一般采用有源光接入技術(shù)，如SDH、PDH等。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是環(huán)型或星型。連接局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間的部分稱為配線段，局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間可采用無(wú)源光纖、無(wú)線或銅線方式傳輸。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是星型或樹型。引入線部分的傳輸媒介一般為銅線或無(wú)線。連接業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和局端設(shè)備之間的部分稱為饋線段，接1311.1.3主要功能和協(xié)議參考模型1．接入網(wǎng)的功能模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)分為五個(gè)基本功能組：用戶口功能(UPF)、業(yè)務(wù)口功能(SPF)、核心功能(CF)、傳送功能(TF)和接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)，其結(jié)構(gòu)如圖11.4所示。圖11.4接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)11.1.3主要功能和協(xié)議參考模型圖11.4接入網(wǎng)的141)用戶口功能用戶口功能的主要作用是將特定UNI的要求與核心功能和管理功能相適配。主要功能有：終結(jié)UNI功能、A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換、UNI的激活與去激活、UNI承載通路/承載能力的處理、UNI的測(cè)試。2)業(yè)務(wù)口功能業(yè)務(wù)口功能的主要作用是將特定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(fù)責(zé)選擇有關(guān)的信息以便在AN-SMF中進(jìn)行處理。主要功能有：終結(jié)SNI功能、將承載通路的需要和即時(shí)的管理及操作需要映射進(jìn)核心的功能、對(duì)特定的SNI所需的協(xié)議進(jìn)行協(xié)議映射，以及SNI的測(cè)試。1)用戶口功能153)核心功能核心功能的主要作用是負(fù)責(zé)將個(gè)別用戶承載通路或業(yè)務(wù)口承載通路的要求與公用傳送承載通路相適配。核心功能包括：接入承載通路的處理、承載通路集中、信令和分組信息的復(fù)用、ATM傳送承載通路的仿真及管理和控制。4)傳送功能傳送功能的主要作用是為接入網(wǎng)中不同地點(diǎn)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(fù)用功能、交叉連接功能、管理功能、物理媒介功能等。3)核心功能165)接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能的主要作用是協(xié)調(diào)接入網(wǎng)內(nèi)UPF、SPF、CF和TF的指配、操作和維護(hù)，也負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)(經(jīng)SNI)的操作功能,。主要功能有：配置和控制功能、指配協(xié)調(diào)功能、故障監(jiān)測(cè)和指示功能、用戶信息和性能數(shù)據(jù)收集功能、安全控制功能、資源管理功能、對(duì)UPF和SN協(xié)調(diào)的即時(shí)管理和操作功能。5)接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能17

2．接入網(wǎng)的參考模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)實(shí)際是以ITU-TG.803建議的分層模型為基礎(chǔ)的，而分層模型則定義了構(gòu)成接入網(wǎng)的各實(shí)體之間的相互配合關(guān)系，接入網(wǎng)的通用協(xié)議參考模型如圖11.5所示。電路層面向電路層接入點(diǎn)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。通道層定義了通道層接入點(diǎn)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。2．接入網(wǎng)的參考模型18圖11.5接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型圖11.5接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型19傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當(dāng)于OSI的物理層，它可以是銅線系統(tǒng)(xDSL)、光纖接入系統(tǒng)、無(wú)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(wú)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。傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當(dāng)于OSI的物理層，它2011.1.4接入網(wǎng)的主要接口接入網(wǎng)有三種主要接口，即業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口、用戶網(wǎng)絡(luò)接口和維護(hù)管理接口等。

1．業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)

SNI是接入網(wǎng)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。目前支持單一接入的SNI主要有模擬Z接口和數(shù)字V接口兩大類，其中Z接口對(duì)應(yīng)于UNI的模擬2線音頻接口，可提供模擬電話業(yè)務(wù)或模擬租用線業(yè)務(wù)；數(shù)字V接口主要包括ITU-T定義的V1-V4。支持綜合接入的標(biāo)準(zhǔn)化接口目前有V5接口和以ATM為基礎(chǔ)支持寬帶綜合接入的VB5接口，但VB5目前尚在制定中，還很不完善。11.1.4接入網(wǎng)的主要接口21

2．用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)UNI在用戶側(cè)，接入網(wǎng)經(jīng)由用戶網(wǎng)絡(luò)接口與用戶宅用設(shè)備(CPE)或用戶駐地網(wǎng)(CPN)相連。用戶網(wǎng)絡(luò)接口主要有傳統(tǒng)的模擬電話Z接口、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口、ATM接口、E1接口、以太網(wǎng)接口，以及其他接口。

3．維護(hù)管理接口(Q3)維護(hù)管理接口是電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)各部分的標(biāo)準(zhǔn)接口。接入網(wǎng)也是經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)(TMN)相連，以方便TMN管理功能的實(shí)施。2．用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)2211.1.5接入網(wǎng)的分類根據(jù)寬帶接入網(wǎng)采用的傳輸媒介和傳輸技術(shù)的不同，接入網(wǎng)可分為寬帶有線接入網(wǎng)和寬帶無(wú)線接入網(wǎng)兩大類。寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)主要包括：基于雙絞線的xDSL技術(shù)、基于HFC網(wǎng)(光纖和同軸電纜混合網(wǎng))的CableModem技術(shù)、光纖接入網(wǎng)技術(shù)等。寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)主要包括：3.5GHz固定無(wú)線接入、LMDS等。11.1.5接入網(wǎng)的分類2311.2V5接口11.2.1V5接口概述V5的概念最初由美國(guó)Bellcore提出，它是專為接入網(wǎng)的發(fā)展而提出的本地交換機(jī)(LE)和接入網(wǎng)之間的新型數(shù)字接口，屬于SNI范疇。V5接口正是為了適應(yīng)接入網(wǎng)范圍內(nèi)多種傳輸媒介、多種接入配置、多種業(yè)務(wù)并存的情況而提出的。根據(jù)速率的不同，V5接口分為V5.1和V5.2接口。11.2V5接口11.2.1V5接口概述24ITU-T第13組于1994年分別通過(guò)了V5.1接口的G.964建議和V5.2接口的G.965建議。與V5接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還涉及V5.1和V5.2接口的測(cè)試規(guī)范、具有V5接口的AN/LE設(shè)備的配置管理、故障管理和性能管理等方面。我國(guó)則在ITU-T的V5接口技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，于1996年完成了相應(yīng)的V5.1和V5.2接口技術(shù)規(guī)范的制定，并根據(jù)我國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，明確了部分可選參數(shù)，指明了適用于我國(guó)的PSTN協(xié)議消息和協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并提供適合我國(guó)國(guó)情的V5接口國(guó)內(nèi)PSTN協(xié)議映射規(guī)范技術(shù)要求。ITU-T第13組于1994年分別通過(guò)了V5.1接口的G.925如果AN-SNI側(cè)和SN-SNI側(cè)不在同一地方，則可以使用V5接口來(lái)實(shí)現(xiàn)透明的遠(yuǎn)端連接。V5接口協(xié)議規(guī)定了接入網(wǎng)和LE之間互聯(lián)的信號(hào)物理標(biāo)準(zhǔn)、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(wǎng)而不是LE。通過(guò)V5接口接入網(wǎng)只需要完成對(duì)用戶端業(yè)務(wù)的提供，呼叫控制功能仍然留給LE完成。如果AN-SNI側(cè)和SN-SNI側(cè)不在同一地方，則可以使用V26V5接口主要的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)支持接入網(wǎng)通過(guò)復(fù)用/分路手段實(shí)現(xiàn)對(duì)大量用戶信令和業(yè)務(wù)流更有效的傳輸；(2)支持通過(guò)Q3接口對(duì)接入網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理；(3)支持對(duì)接入網(wǎng)的資源管理和維護(hù)；(4)支持用戶選擇LE；(5)充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。V5接口主要的優(yōu)點(diǎn)如下:2711.2.2V5接口支持的業(yè)務(wù)V5接口的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有V5.1和V5.2兩個(gè)，二者的區(qū)別如下：V5.1接口由一條2.048Mb/s的鏈路構(gòu)成，一般在連接小規(guī)模的接入網(wǎng)時(shí)使用，時(shí)隙與業(yè)務(wù)端口一一對(duì)應(yīng)，不支持集線功能，不支持用戶端口的ISDN基群速率接入，也沒(méi)有通信鏈路保護(hù)功能。11.2.2V5接口支持的業(yè)務(wù)28V5.2接口按需可以由1～16個(gè)2.048Mb/s鏈路構(gòu)成，用于中大規(guī)模的接入網(wǎng)連接。它支持集線功能、時(shí)隙動(dòng)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(gè)E1速率)；V5.2接口能使用承載通路連接(BCC)協(xié)議以允許LE向接入網(wǎng)發(fā)出請(qǐng)求，并完成接入網(wǎng)用戶端口和V5接口指定時(shí)隙間的連接建立和釋放，提供專門的保護(hù)協(xié)議進(jìn)行通信鏈路保護(hù)。

V5.1接口可以看成V5.2接口的子集，V5.1接口可以升級(jí)為V5.2接口。V5.2接口按需可以由1～16個(gè)2.048Mb/29圖11.6V5接口連接示意(a)V5.1接口；(b)V5.2接口圖11.6V5接口連接示意30

1．PSTN業(yè)務(wù)V5接口既支持單個(gè)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(hào)也可以是線路狀態(tài)信號(hào)，二者均對(duì)用戶附加業(yè)務(wù)沒(méi)有影響。在使用PABX的情況下，支持用戶直接撥入功能。

2．ISDN業(yè)務(wù)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(wù)、分組業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)均不受限制。但V5接口不直接支持低于64kb/s的通道速率。1．PSTN業(yè)務(wù)31

3．專線業(yè)務(wù)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(guò)V5接口，可以使用ISDN中的一個(gè)或兩個(gè)B通道，而永久租用線和永久線路則旁路V5接口。3．專線業(yè)務(wù)3211.2.3V5接口的功能描述1．V5接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)圖11.7V5接口的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)11.2.3V5接口的功能描述圖11.7V5接口的分331)V5接口的物理層V5接口規(guī)定每個(gè)2.048Mb/s鏈路的電氣和物理特性均符合G.703建議的規(guī)定，即采用HDB3碼。抖動(dòng)性能則應(yīng)符合Ｇ.823相關(guān)要求。允許在LE和接入網(wǎng)之間插入附加的透明數(shù)字鏈路來(lái)增加接口的應(yīng)用范圍。Ｖ5接口可以提供雙向比特傳輸、字節(jié)識(shí)別和幀同步必要的定時(shí)信息。V5接口還具有循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)功能。其幀結(jié)構(gòu)符合ITU-T建議G.704和Ｇ.706中的規(guī)定。1)V5接口的物理層342)V5接口第二層V5接口的第二層是僅對(duì)Ｃ通道而言(見(jiàn)圖11.7)的，使用的規(guī)程稱為L(zhǎng)APV5，其目的是為了允許靈活地將不同的信息流復(fù)用到Ｃ通道上去。LAPV5基于N-ISDN的LAPD規(guī)程，分為兩個(gè)子層，即封裝功能子層(LAPV5-EF)和數(shù)據(jù)鏈路子層(LAPV5-DL)。此外，AN的第二層功能中還應(yīng)包括幀中繼子層(AN-FR)，它用于支持ISDND通道信息，各層之間的通信由映射功能完成。LAPV5-EF子層用于封裝AN和LE間的信息，實(shí)現(xiàn)透明傳輸；LAPV5-DL子層定義了AN和LE間對(duì)等實(shí)體的信息交換方式。2)V5接口第二層353)V5接口的第三層協(xié)議V5接口的第三層功能是協(xié)議處理功能，在V5接口內(nèi)，支持的面向消息的第三層協(xié)議有：PSTN協(xié)議、控制協(xié)議(公共控制和用戶端口控制)、鏈路控制協(xié)議、BCC協(xié)議和保護(hù)協(xié)議，后三個(gè)協(xié)議僅用于V5.2接口。3)V5接口的第三層協(xié)議362．V5接口的功能描述圖11.8V5接口的功能描述2．V5接口的功能描述圖11.8V5接口的功能描述37(1)承載通道：為來(lái)自ISDN-BRI用戶端口分配的B通路或?yàn)閬?lái)自PSTN用戶端口的PCM64kb/s通道提供雙向的傳輸能力。(2)ISDND通道信息：為來(lái)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(jù))提供雙向的傳輸能力。(3)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。(4)用戶端口控制：提供每個(gè)PSTN和ISDN用戶端口狀態(tài)和控制信息的雙向傳輸能力。(5)2048kb/s鏈路的控制：2048kb/s鏈路的幀定位、復(fù)幀定位、告警指示和對(duì)CRC信息的管理控制。(1)承載通道：為來(lái)自ISDN-BRI用戶38(6)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。(7)用于支持公共功能的控制：提供V5.2接口系統(tǒng)啟動(dòng)規(guī)程，指配數(shù)據(jù)和重新啟動(dòng)能力的同步應(yīng)用。(8)定時(shí)：提供比特傳輸、字節(jié)識(shí)別和幀定位必要的定時(shí)信息，這種定時(shí)信息也可用于LE和AN之間的同步操作。(6)第二層鏈路的控制：為控制協(xié)議、PST39(9)承載通路連接(BCC)協(xié)議：僅用于V5.2接口。BCC協(xié)議用來(lái)把一特定2.048Mb/s鏈路上的承載通路基于呼叫分配給用戶端口。BCC協(xié)議也提供審核功能，用來(lái)檢查AN內(nèi)V5.2承載通路的分配和連接。另外，BCC協(xié)議還可提供AN內(nèi)部故障報(bào)告功能，用來(lái)通知LE有關(guān)AN內(nèi)部影響承載通路連接的故障。(10)業(yè)務(wù)所需要的多速率連接：應(yīng)在V5.2接口內(nèi)的一個(gè)2048kb/s鏈路上提供。(9)承載通路連接(BCC)協(xié)議：僅用于V40(11)鏈路控制協(xié)議：主要用于接口鏈路的阻塞和解除阻塞；通過(guò)鏈路身份標(biāo)識(shí)來(lái)核實(shí)特定鏈路的一致性。(12)保護(hù)協(xié)議：只應(yīng)用在V5.2接口存在多個(gè)2.048Mb/s鏈路的情況下。它的主要作用是在一個(gè)2.048Mb/s鏈路發(fā)生故障時(shí)或應(yīng)系統(tǒng)操作的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)C通道的切換。(11)鏈路控制協(xié)議：主要用于接口鏈路的阻4111.3寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)11.3.1ADSL接入網(wǎng)1．背景全球電信運(yùn)營(yíng)商的用戶有90%以上仍然是通過(guò)雙絞線接入電信網(wǎng)的，開發(fā)基于雙絞線的寬帶接入技術(shù)，既可以延長(zhǎng)雙絞線的壽命，又可以降低接入成本，對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商和用戶都極有吸引力，習(xí)慣上將各種基于雙絞線的寬帶接入技術(shù)統(tǒng)稱為xDSL,其中ADSL技術(shù)是目前最有活力的一種寬帶接入技術(shù)，是大多數(shù)傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商從銅線接入到寬帶光纖接入的首選過(guò)渡技術(shù)。11.3寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)11.3.1ADSL接入網(wǎng)42非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL：AsymmetricDigitalSubscriberLine)的提出最初是為了支持基于ATM的VOD視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)。這種服務(wù)于VOD的寬帶接入技術(shù)，應(yīng)具備上下行不對(duì)稱的傳輸能力，即下行速率傳輸視頻流遠(yuǎn)大于上行速率傳輸點(diǎn)播命令。ADSL作為一種寬帶接入技術(shù)，借助于Internet的發(fā)展，成為目前一種主流的寬帶接入技術(shù)。非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL：AsymmetricDigit43

2．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ虯DSL技術(shù)是一種以普通電話雙絞線作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)接入的一種技術(shù)。其最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)4～5km，下行傳輸速率最高可達(dá)6～8Mb/s，上行最高768kb/s。為實(shí)現(xiàn)普通雙絞線上互不干擾的同時(shí)執(zhí)行電話業(yè)務(wù)與高速數(shù)據(jù)傳輸，ADSL采用FDM(頻分復(fù)用)和離散多音調(diào)制(DMT：DiscreteMultitone)技術(shù)。2．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?4ADSL采用FDM技術(shù)，將雙絞線上的可用頻帶劃分為三部分：上行信道頻帶為25～138kHz，主要用于發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信息；下行信道頻帶為138～1104kHz；傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)仍然占用20kHz以下的低頻段。如圖11.9所示。ADSL采用FDM技術(shù)，將雙絞線上的可用頻帶劃分為三部分：45圖11.9ADSL頻譜安排參考方案圖11.9ADSL頻譜安排參考方案46為提高頻帶利用率，ADSL將這些可用頻帶又分為一個(gè)個(gè)子信道，根據(jù)信道的性能，輸入數(shù)據(jù)可以自適應(yīng)地分配到每個(gè)子信道上。每個(gè)子信道上調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)的效率由該子信道在雙絞線中的傳輸效果決定，這就是DMT調(diào)制技術(shù)。如果某個(gè)子信道上背景干擾或串音信號(hào)太強(qiáng)，ADSL系統(tǒng)則可以關(guān)掉這個(gè)子信道，因此ADSL有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可根據(jù)傳輸環(huán)境的好壞而改變傳輸速率。為提高頻帶利用率，ADSL將這些可用頻帶又分為一個(gè)個(gè)子信道，47圖11.10ADSL系統(tǒng)接入?yún)⒖寄Ｐ蛨D11.10ADSL系統(tǒng)接入?yún)⒖寄Ｐ?8基于ADSL技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)主要由局端設(shè)備和用戶端設(shè)備組成：局端設(shè)備(DSLAM：DSLAccessMultiplexer)、用戶端設(shè)備、話音分離器、網(wǎng)管系統(tǒng)。局端設(shè)備與用戶端設(shè)備完成ADSL頻帶的傳輸、調(diào)制解調(diào)，局端設(shè)備還完成多路ADSL信號(hào)的復(fù)用，并與骨干網(wǎng)相連。話音分離器是無(wú)源器件，由高通和低通濾波器組成，其作用是將ADSL頻帶信號(hào)與話音頻帶信號(hào)合路與分路?；贏DSL技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)主要由局端設(shè)備和用戶端設(shè)備組成：49

3．應(yīng)用領(lǐng)域及缺點(diǎn)現(xiàn)在ADSL的應(yīng)用領(lǐng)域主要是個(gè)人住宅用戶的Internet接入，也可用于遠(yuǎn)端LAN、小型辦公室/企業(yè)Internet接入等。其主要的缺點(diǎn)是：(1)較低的傳輸速率限制了高等級(jí)流媒體應(yīng)用和HDTV等業(yè)務(wù)的開展。(2)非對(duì)稱特性不適于要求數(shù)據(jù)流收發(fā)對(duì)稱的企事業(yè)和商業(yè)辦公環(huán)境。(3)由于ADSL設(shè)備是面向ATM體制的，因而ADSL/ATM設(shè)備成本仍較高。3．應(yīng)用領(lǐng)域及缺點(diǎn)50

4．其他xDSL技術(shù)為了進(jìn)一步加快ADSL技術(shù)的應(yīng)用，使得ADSLModem的使用像傳統(tǒng)的話音頻帶Modem一樣簡(jiǎn)單，將電話線插入即可使用，ITU-T于1998年10月制定了無(wú)需分離器的G.992.2標(biāo)準(zhǔn)，又稱G.lite，它的系統(tǒng)參考模型與普通ADSL的差不多，與普通ADSL相比除接入速率較低外，最大區(qū)別是用戶端不再有獨(dú)立的話音分離器(局端還需要)，因而用戶端安裝相對(duì)簡(jiǎn)單。另外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(zhǎng)，G.liteModem價(jià)格也低于ADSLModem。4．其他xDSL技術(shù)51G.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(shè)備也可同時(shí)支持電話、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。同樣，由于其上下行速率的不對(duì)稱性，因此適合用于住宅用戶和小型商業(yè)用戶的Internet接入。G.lite設(shè)備相對(duì)普通ADSL設(shè)備而言，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，將來(lái)能做到不同廠家的局端和用戶端設(shè)備相互兼容。G.lite也采用DMT線路編碼方式，抗52表11.1xDSL與ADSL的比較表11.1xDSL與ADSL的比較5311.3.2光纖接入網(wǎng)1．背景光纖接入網(wǎng)指采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，一般指本地交換機(jī)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(wǎng)絡(luò)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。因此光纖接入網(wǎng)又稱為FTTx接入網(wǎng)。目前基于FTTx的接入網(wǎng)已成為寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的研究、開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)，并將成為未來(lái)接入網(wǎng)的核心技術(shù)。11.3.2光纖接入網(wǎng)541)光纖接入網(wǎng)的參考配置光纖接入網(wǎng)一般由局端的光線路終端(OLT)、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)以及光配線網(wǎng)(ODN)和光纖組成，其結(jié)構(gòu)如圖11.11所示。OLT：具有光電轉(zhuǎn)換、傳輸復(fù)用、數(shù)字交叉連接及管理維護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)到SN的連接。ONU：具有光電轉(zhuǎn)換、傳輸復(fù)用等功能，實(shí)現(xiàn)與用戶端設(shè)備的連接。ODN：具有光功率分配、復(fù)用/分路、濾波等功能，它為OLT和ONU提供傳輸手段。1)光纖接入網(wǎng)的參考配置55圖11.11光纖接入網(wǎng)的參考配置圖11.11光纖接入網(wǎng)的參考配置562)光接入網(wǎng)的類型一般按照ODN采用的技術(shù)光網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：有源光網(wǎng)絡(luò)(AON：ActiveOpticalNetwork)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON：PassiveOpticalNetwork)。有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)：指光配線網(wǎng)ODN含有有源器件(電子器件、電子電源)的光網(wǎng)絡(luò)，該技術(shù)主要用于長(zhǎng)途骨干傳送網(wǎng)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)：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(wú)源器件組成。由于PON具有可避免電磁和雷電影響，設(shè)備投資和維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)，在接入網(wǎng)中很受歡迎。圖11.12所示是PON的一般結(jié)構(gòu)。2)光接入網(wǎng)的類型57圖11.12PON的接入結(jié)構(gòu)圖11.12PON的接入結(jié)構(gòu)583)光纖接入網(wǎng)的特點(diǎn)光纖接入網(wǎng)具有容量大，損耗低，防電磁能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，其成本最終可以肯定也會(huì)低于銅線接入技術(shù)。在光纖接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中，ODN設(shè)備主要采用無(wú)源光器件，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要采用點(diǎn)到多點(diǎn)方式。具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有兩種：基于ATM技術(shù)的APON和基于Ethernet技術(shù)的EPON。3)光纖接入網(wǎng)的特點(diǎn)59

2．APON1)背景ATM與PON技術(shù)相結(jié)合的APON最初由FSAN集團(tuán)(FullServiceAccessNetworkGroup)于1995年提出，它被認(rèn)為是一個(gè)理想的解決方案，因?yàn)镻ON可以提供理論上無(wú)限的帶寬，并降低了接入設(shè)備的復(fù)雜度和成本，而ATM技術(shù)當(dāng)時(shí)是公認(rèn)的提供綜合業(yè)務(wù)的最佳方式，并保證QoS。APON的ITU-T的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是G.983?；贏PON的光纖接入網(wǎng)，是指在OLT與ONU之間的ODN中采用ATMPON技術(shù)。APON的主要設(shè)備包括局端的OLT、用戶端的ONU、位于ODN的無(wú)源光分路器，以及光纖。其結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是：2．APON60(1)無(wú)源光分路器與ONU之間構(gòu)成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)(目前典型的是1：64)，使得多個(gè)用戶可以共享一根光纖的帶寬，以降低接入成本和設(shè)備復(fù)雜度；(2)采用ATM傳輸技術(shù)，即OLT與ONU之間通過(guò)VPI/VCI直接將53字節(jié)的ATM信元轉(zhuǎn)換成光信號(hào)傳遞。(1)無(wú)源光分路器與ONU之間構(gòu)成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)612)工作原理圖11.13APON工作原理示意圖2)工作原理圖11.13APON工作原理示意圖62為在一根光纖上實(shí)現(xiàn)全雙工通信，APON的下行數(shù)據(jù)信道使用1550nm波長(zhǎng)，當(dāng)來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)到達(dá)OLT時(shí)，OLT采用TDM方式將數(shù)據(jù)交換至無(wú)源光分路器，后者簡(jiǎn)單地采用廣播方式將下行的ATM信元傳給每一個(gè)ONU，每個(gè)ONU根據(jù)業(yè)務(wù)建立時(shí)OLT分配的28bit的VPI/VCI進(jìn)行ATM信元過(guò)濾，接收屬于自己的信元。為在一根光纖上實(shí)現(xiàn)全雙工通信，APON的下行63APON的上行數(shù)據(jù)信道使用1310nm波長(zhǎng)，采用TDMA方式實(shí)現(xiàn)多址接入。由于用戶端ONU產(chǎn)生信號(hào)是“突發(fā)”模式，而不同ONU發(fā)出的信號(hào)是沿不同路徑傳輸?shù)?，因此，它們將不同步地到達(dá)OLT。為防止多用戶信號(hào)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(jù)時(shí)必須進(jìn)行同步，通常由OLT首先測(cè)試到ONU的距離，測(cè)距的目的是補(bǔ)償ONU到OLT之間的距離不同而引起的傳輸時(shí)延差異，根據(jù)ONU到OLT的距離，OLT為ONU分配一個(gè)合適的時(shí)隙，以保證ONU之間發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)相互不沖突，然后通過(guò)PLOAM(PhysicalLayerOperation，Administration，andMaintenance)信元通知ONU。隨后ONU必須在指定的時(shí)隙內(nèi)完成光信號(hào)的發(fā)送。APON的上行數(shù)據(jù)信道使用1310nm波長(zhǎng)，643)與ADSL接入方式的比較與目前電信網(wǎng)流行的ADSL方式相比，APON主要的優(yōu)勢(shì)在于接入帶寬更高，目前可以提供對(duì)稱方式155Mb/s或不對(duì)稱方式622/155Mb/s接入速率(OLT和ONU之間)。另外采用光纖傳輸技術(shù)，用戶的接入距離幾乎沒(méi)有限制。同時(shí)與ADSL一樣，APON也是一個(gè)業(yè)務(wù)獨(dú)立的接入技術(shù)，因此被認(rèn)為是未來(lái)替代xDSL的技術(shù)之一。3)與ADSL接入方式的比較65

3．EPON1)背景EPON是EthernetPON的簡(jiǎn)寫，它是在ITU-TG.983APON標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出的。近年來(lái)，由于千兆比特Ethernet技術(shù)的成熟，和將來(lái)10G比特Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的推出，以及Ethernet對(duì)IP天然的適應(yīng)性，使得原來(lái)傳統(tǒng)的局域網(wǎng)交換技術(shù)逐漸擴(kuò)展到廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中。目前越來(lái)越多的骨干網(wǎng)采用千兆比特IP路由交換機(jī)構(gòu)建，另一方面，Ethernet在CPN中也占據(jù)了絕對(duì)的統(tǒng)治地位，將ATM延伸到PC桌面已肯定不可能了。在這種背景下，接入網(wǎng)中采用APON，其技術(shù)復(fù)雜、成本高，而且由于要在WAN/LAN之間進(jìn)行ATM與IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)的效率也不高。在接入網(wǎng)中用Ethernet取代ATM，符合未來(lái)骨干網(wǎng)IP化的發(fā)展趨勢(shì)，最終形成從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)到局域網(wǎng)全部基于IP、WDM、Ethernet來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)寬帶網(wǎng)。3．EPON662)工作原理圖11.14EPON工作原理示意圖2)工作原理圖11.14EPON工作原理示意圖67EPON與APON關(guān)鍵的區(qū)別在于：EPON中數(shù)據(jù)傳輸采用IEEE802.3Ethernet的幀格式，其分組長(zhǎng)度可變，最大為1518字節(jié)；APON中采用標(biāo)準(zhǔn)的ATM53字節(jié)的固定長(zhǎng)分組格式。由于IP分組也是可變長(zhǎng)的，最大長(zhǎng)度為65535字節(jié)，這就意味著APON承載IP數(shù)據(jù)流的效率低、開銷大。在EPON中，OLT到ONU的下行數(shù)據(jù)流采用廣播方式發(fā)送，OLT將來(lái)自骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長(zhǎng)的IEEE802.3Ethernet幀格式，發(fā)往ODN,光分路器以廣播方式將所有幀發(fā)給每一個(gè)ONU，ONU根據(jù)Ethernet幀頭中ONU標(biāo)識(shí)接收屬于自己的信息。EPON與APON關(guān)鍵的區(qū)別在于：EPON中68ONU到OLT的上行數(shù)據(jù)流采用TDMA發(fā)送，與APON相同，OLT為每個(gè)ONU分配一個(gè)時(shí)隙，周期是2ms。EPON采用雙波長(zhǎng)方式實(shí)現(xiàn)單纖上的全雙工通信，下行信道使用1510nm波長(zhǎng)，上行信道使用1310nm波長(zhǎng)。目前相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要由IEEE的EFM研究組進(jìn)行制定。ONU到OLT的上行數(shù)據(jù)流采用TDMA發(fā)送，6911.3.3HFC接入網(wǎng)1．背景光纖和同軸電纜混合網(wǎng)(HFC：HybridFiber/Coax)是從傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái)的。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著光傳輸技術(shù)的成熟和設(shè)備價(jià)格的下降，光傳輸技術(shù)逐步進(jìn)入有線電視分配網(wǎng)，形成HFC網(wǎng)絡(luò)，但HFC網(wǎng)絡(luò)只用于模擬電視信號(hào)的廣播分配業(yè)務(wù)，浪費(fèi)了大量的空閑帶寬資源。11.3.3HFC接入網(wǎng)70基于HFC網(wǎng)的CableModem技術(shù)對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)公司很具吸引力。1993年初，Bellcore最先提出在HFC上采用CableModem技術(shù)，同時(shí)傳輸模擬電視信號(hào)、數(shù)字信息、普通電話信息，即實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于HFC+CableModem全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)FSAN。由于CATV在城市很普及，因此該技術(shù)是寬帶接入技術(shù)中最先成熟和進(jìn)入市場(chǎng)的?；贖FC網(wǎng)的CableModem技術(shù)對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)公司很71CableModem就是通過(guò)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)訪問(wèn)的接入設(shè)備，CableModem的通信和普通Modem一樣，是數(shù)據(jù)信號(hào)在模擬信道上交互傳輸?shù)倪^(guò)程。普通Modem的傳輸介質(zhì)在用戶與訪問(wèn)服務(wù)器之間是點(diǎn)到點(diǎn)的連接，即用戶獨(dú)享傳輸介質(zhì)，而CableModem的傳輸介質(zhì)是HFC網(wǎng)，將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到某個(gè)傳輸帶寬與有線電視信號(hào)共享介質(zhì)；另外，CableModem的結(jié)構(gòu)較普通Modem復(fù)雜；它的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需撥號(hào)上網(wǎng)，不占用電話線。目前CableModem產(chǎn)品有歐、美兩大標(biāo)準(zhǔn)體系，DOCSIS是北美標(biāo)準(zhǔn)，DVB/DAVIC是歐洲標(biāo)準(zhǔn)。CableModem就是通過(guò)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)722．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ驮贖FC上利用CableModem進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，須對(duì)原有CATV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造，主要包括配線網(wǎng)絡(luò)帶寬要升級(jí)到860MHz以上，網(wǎng)絡(luò)中使用的信號(hào)放大器要換成雙向放大器，同時(shí)光纖段和用戶段也應(yīng)增加相應(yīng)設(shè)備用于話音和數(shù)據(jù)通信。CableModem采用副載波頻分復(fù)用方式將各種圖像、數(shù)據(jù)、話音信號(hào)調(diào)制到相互區(qū)分的不同頻段上，再經(jīng)電光轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)饋線網(wǎng)光纖傳輸，到服務(wù)區(qū)的光節(jié)點(diǎn)處，再光電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)同軸電纜傳輸后，送往相應(yīng)的用戶端CableModem，以恢復(fù)成圖像、數(shù)據(jù)、話音信號(hào)，反方向執(zhí)行類似的信號(hào)調(diào)制解調(diào)的逆過(guò)程。2．工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?3為支持雙向數(shù)據(jù)通信，CableModem將同軸帶寬分為上行通道和下行通道，其中下行數(shù)據(jù)通道占用50～750MHz之間的一個(gè)6MHz的頻段，一般采用64/256QAM調(diào)制方式，速率可達(dá)30～40Mb/s；上行數(shù)據(jù)通道占用5～42MHz之間的一個(gè)200～3200kHz的頻段，為了有效抑制上行噪音積累，一般采用抗噪聲能力較強(qiáng)的QPSK調(diào)制方式，速率可達(dá)320～10Mb/s，HFC頻譜安排參考方案如圖11.15所示。為支持雙向數(shù)據(jù)通信，CableModem將74圖11.15HFC頻譜安排參考方案圖11.15HFC頻譜安排參考方案75采用CableModem技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)主要由前端設(shè)備CMTS(CableModemTerminationSystem)和用戶端設(shè)備CM(CableModem)構(gòu)成。CMTS是一個(gè)位于前端的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)將來(lái)自用戶CM的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至不同的業(yè)務(wù)接口，同時(shí)，它也負(fù)責(zé)接收外部網(wǎng)絡(luò)到用戶群的數(shù)據(jù)，通過(guò)下行數(shù)據(jù)調(diào)制后與有線電視模擬信號(hào)混合輸出到HFC網(wǎng)絡(luò)。用戶端的CM就是將用戶上行數(shù)字信號(hào)調(diào)制成5～42MHz的信號(hào)后以TDMA方式送入HFC網(wǎng)的上行通道，同時(shí)，CM還將下行信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)送給用戶計(jì)算機(jī)。圖11.16所示為HFC系統(tǒng)接入配置圖。采用CableModem技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)主要由前端設(shè)備CM76圖11.16HFC系統(tǒng)接入配置圖圖11.16HFC系統(tǒng)接入配置圖77

3．應(yīng)用領(lǐng)域及缺點(diǎn)基于HFC的CableModem技術(shù)主要依托有線電視網(wǎng)，目前提供的主要業(yè)務(wù)有Internet訪問(wèn)、IP電話、視頻會(huì)議、VOD、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)游戲等。此外，電纜調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有ADSL技術(shù)的嚴(yán)格距離限制，采用CableModem在有線電視網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)平臺(tái)，已成為有線電視公司接入電信業(yè)務(wù)的首選。CableModem速率雖快，但也存在一些問(wèn)題，比如CMTS與CM的連接是一種總線方式。CableModem用戶們是共享帶寬的，當(dāng)多個(gè)CableModem用戶同時(shí)接入Internet時(shí)，數(shù)據(jù)帶寬就由這些用戶均分，從而速率會(huì)下降。另外由于共享總線式的接入方式，使得在進(jìn)行交互式通信時(shí)必須要注意安全性和可靠性問(wèn)題。3．應(yīng)用領(lǐng)域及缺點(diǎn)7811.4寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)11.4.13.5GHz固定無(wú)線接入1．背景固定無(wú)線接入由于具有建網(wǎng)快、容量大、業(yè)務(wù)接入靈活等特點(diǎn)，因此成為目前無(wú)線通信業(yè)最熱門的技術(shù)之一。固定無(wú)線接入開放的頻段主要是3.5Hz、10.5GHz、26GHz、40GHz等；目前主流的技術(shù)有低頻段的3.5GHz固定無(wú)線接入和高頻段的26GHzLMDS兩種方式。11.4寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)11.4.13.5GHz79在我國(guó)，信息產(chǎn)業(yè)部于2001年8月正式推出“3.5GHz固定無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)”和“26GHz頻段FDD方式本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)頻率規(guī)劃(試行)”。3.5GHz固定無(wú)線接入適合于在業(yè)務(wù)發(fā)展初期進(jìn)行城域范圍的一般覆蓋，它可以有效集中大范圍內(nèi)中低速率需求的大量用戶。對(duì)于新的電信運(yùn)營(yíng)商，在缺乏線纜資源、敷設(shè)光纖的成本較高、建設(shè)周期較長(zhǎng)的情況下，如果要快速搶占市場(chǎng)，發(fā)展用戶，無(wú)線接入則是最有效的手段。尤其是對(duì)在地理上非常分散的中小容量用戶來(lái)說(shuō)，固定無(wú)線則是目前可行的主要的接入手段。在我國(guó)，信息產(chǎn)業(yè)部于2001年8月正式推出“80

2．工作原理及接入?yún)⒖寂渲?.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)工作在3.5GHz頻段，是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的系統(tǒng)，上行頻段為3400～3430MHz，下行頻段為3500～3530MHz，可用帶寬為30MHz，上下行鏈路均采用頻分雙工方式(FDD)，典型的接入速率為8～10Mb/s，雖不高，但仍屬寬帶。它主要為中小企業(yè)、小型辦公室和小區(qū)住宅用戶提供話音、數(shù)據(jù)、Internet和圖像等業(yè)務(wù)，可以在有限的頻帶內(nèi)，將多個(gè)用戶的業(yè)務(wù)流匯聚到核心網(wǎng)絡(luò)。3.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)和其他點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線系統(tǒng)有相似的構(gòu)成：基站BS、遠(yuǎn)端站RS和網(wǎng)管系統(tǒng)NMS。特殊情況下基站和遠(yuǎn)端站之間可以通過(guò)接力站進(jìn)行傳輸。一般一個(gè)城市需要一個(gè)或多個(gè)基站以類似宏蜂窩的方式組成覆蓋整個(gè)城區(qū)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)組成如圖11.17所示。2．工作原理及接入?yún)⒖寂渲?1圖11.17固定無(wú)線接入系統(tǒng)組成圖圖11.17固定無(wú)線接入系統(tǒng)組成圖821)基站(BS)基站從邏輯上又可分為兩部分：中心控制站(CCS)和中心射頻站(CRS)。中心控制站主要匯聚中心射頻站的業(yè)務(wù)和信令數(shù)據(jù)，并提供至網(wǎng)絡(luò)側(cè)的接口。中心射頻站主要負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)端站進(jìn)行覆蓋，并提供至中心控制站的接口，主要的物理接口類型有：100Base-T、STM-1、E1等。中心站一般采用多扇區(qū)天線，覆蓋遠(yuǎn)端站，扇區(qū)數(shù)一般為4～8，特殊情況下也可多達(dá)24扇區(qū)。1)基站(BS)832)遠(yuǎn)端站(RS)遠(yuǎn)端站由室外單元(ODU，定向天線、射頻單元)和室內(nèi)單元(IDU，調(diào)制解調(diào)、業(yè)務(wù)接口)組成。通常采用口徑較小的定向天線，用戶端業(yè)務(wù)接口為各種用戶業(yè)務(wù)提供接口，并完成復(fù)用/解復(fù)用功能。系統(tǒng)可提供多種類型的用戶接口：10Base-T、100Base-T、E1、V.35、POTS等，目前常見(jiàn)的業(yè)務(wù)都可直接接入。遠(yuǎn)端站可以為中小商業(yè)用戶提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，也可以為住宅小區(qū)用戶提供寬帶數(shù)據(jù)接入服務(wù)。2)遠(yuǎn)端站(RS)843)網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)完成基站和遠(yuǎn)端站的設(shè)備配置、故障、性能、安全管理以及計(jì)費(fèi)信息的采集，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理。多個(gè)基站組成一個(gè)城市全面覆蓋的接入網(wǎng)絡(luò)，基站通過(guò)光纖或微波手段接入骨干網(wǎng)絡(luò)。3)網(wǎng)管系統(tǒng)85

3．3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)從業(yè)務(wù)帶寬和速率上來(lái)看，3.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)主要面向中小企業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，側(cè)重于中低速的數(shù)據(jù)服務(wù)。另外，3.5GHz固定無(wú)線接入較其他寬帶無(wú)線接入技術(shù)(如LMDS)技術(shù)成熟度高、技術(shù)難度小，因而設(shè)備成本較低。3.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：建網(wǎng)速度快、覆蓋范圍較廣。一般來(lái)說(shuō)，3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)覆蓋范圍可達(dá)5～10km，甚至更高，雨衰對(duì)3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)的影響不嚴(yán)重，而LMDS系統(tǒng)的覆蓋范圍則在1～5km，受雨衰的影響非常嚴(yán)重。3.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：系統(tǒng)容量仍然有限，可用帶寬只有30MHz，相對(duì)于LMDS的1.3GHz還是太小。這樣，對(duì)于用戶密集的服務(wù)區(qū)，提供寬帶能力有限，尤其是類似VOD等的業(yè)務(wù)很難開展。3．3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)8611.4.2LMDS接入技術(shù)1．背景本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS：LocalMultipointDistributionService)工作在20～40GHz頻帶上，每個(gè)服務(wù)區(qū)可擁有1.3GHz的帶寬，是一種傳輸容量可與光纖比擬，同時(shí)又兼有無(wú)線通信經(jīng)濟(jì)和易于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)。之所以叫它本地，是因?yàn)長(zhǎng)MDS的無(wú)線信號(hào)傳輸距離不超過(guò)5km的緣故，它主要有如下特點(diǎn)：(1)單個(gè)基站所能覆蓋的范圍有限。根據(jù)所采用的頻率的高低，LMDS的覆蓋半徑一般為5km左右。晴朗的天氣條件下，覆蓋范圍較大；陰雨天氣時(shí)，覆蓋范圍將要受雨衰因素影響，頻率越高，影響越大。11.4.2LMDS接入技術(shù)87(2)從基站到用戶的下行信號(hào)采用點(diǎn)到多點(diǎn)方式，這也是“多點(diǎn)分配”的含義所在。用戶到基站的上行傳送可以采用FDMA方式，也可以采用TDMA方式，相對(duì)比較靈活。(3)提供的業(yè)務(wù)范圍廣。LMDS可以提供包括窄帶話音到寬帶數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù)。用戶能夠從LMDS網(wǎng)絡(luò)得到的業(yè)務(wù)量的大小，完全取決于運(yùn)營(yíng)者對(duì)業(yè)務(wù)的開放度。LMDS基于MPEG技術(shù)，是從微波視頻分配系統(tǒng)(MVDS：MicrowaveVideoDistributionSystem)發(fā)展而來(lái)的。與傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)高速固定無(wú)線接入方式相比，LMDS為“最后一千米”寬帶接入和交互式多媒體應(yīng)用提供了更經(jīng)濟(jì)和更簡(jiǎn)便的解決方案，是對(duì)FTTx的有益補(bǔ)充，它的寬帶屬性使它可以提供大量的電信服務(wù)和應(yīng)用。(2)從基站到用戶的下行信號(hào)采用點(diǎn)到多點(diǎn)方88

2．工作原理及接入?yún)⒖寂渲肔MDS工作在20～40GHz頻率上，被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz，其中以28GHz獲得的許可較多，該頻段具有較寬松的頻譜范圍，最有潛力提供多種業(yè)務(wù)。但由于在該頻段信號(hào)的傳輸距離有限，LMDS采用了多扇區(qū)、多小區(qū)的空間分割技術(shù)組網(wǎng)，以重用頻率，提高系統(tǒng)容量。典型的LMDS系統(tǒng)可支持下行45Mb/s，上行10Mb/s的傳輸速率。2．工作原理及接入?yún)⒖寂渲?9LMDS接入系統(tǒng)構(gòu)成一般包括基站、遠(yuǎn)端站和網(wǎng)管系統(tǒng)三大部分?；竞瓦h(yuǎn)端站又分別由室內(nèi)單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分組成，IDU提供業(yè)務(wù)相關(guān)的部分，如業(yè)務(wù)的適配和匯聚；ODU提供基站和遠(yuǎn)端站之間的射頻傳輸功能，一般安置在建筑物的屋頂上，系統(tǒng)組網(wǎng)形式與3.5GHz固定無(wú)線方式相似?；疚挥谛^(qū)(Cell)中心，它覆蓋的服務(wù)區(qū)一般分為多個(gè)扇區(qū)，可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端站提供服務(wù)?；綢DU將來(lái)自各個(gè)扇區(qū)不同用戶的上行業(yè)務(wù)量進(jìn)行匯聚復(fù)用，提交到不同的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將來(lái)自不同業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的下行業(yè)務(wù)量分送至各個(gè)扇區(qū)，具體地說(shuō)，一般采用TDMA或FDMA接入方式?；鞠到y(tǒng)提供豐富的SNI接口類型，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可連接PSTN/ISDN交換機(jī)、ATM交換機(jī)、路由器等，為遠(yuǎn)端用戶接入業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。LMDS接入系統(tǒng)構(gòu)成一般包括基站、遠(yuǎn)端站和網(wǎng)90遠(yuǎn)端站設(shè)置在用戶駐地，用戶駐地網(wǎng)設(shè)備為用戶終端提供PSTN電路仿真、高速IP等業(yè)務(wù)；遠(yuǎn)端站IDU可連接用戶小交換機(jī)、路由器等，將來(lái)自CPN的業(yè)務(wù)適配匯聚，通過(guò)中頻電纜傳送到ODU，然后通過(guò)無(wú)線鏈路傳送到基站，在相反方向從下行業(yè)務(wù)流中提取本站業(yè)務(wù)分送給用戶。目前商用系統(tǒng)中遠(yuǎn)端站一般提供E1接口和10Base-T接口，E1接口與用戶小交換機(jī)相連，對(duì)普通話音、ISDN業(yè)務(wù)提供支持；10Base-T接口用于與HUB或其他設(shè)備相連，提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。遠(yuǎn)端站也可以直接提供Z接口和ISDNU接口?；竞瓦h(yuǎn)端站的ODU包括射頻收發(fā)器和射頻天線兩部分，射頻收發(fā)器將來(lái)自IDU的中頻信號(hào)進(jìn)行上變頻調(diào)制到射頻頻帶，通過(guò)射頻天線進(jìn)行發(fā)射，同時(shí)將射頻信號(hào)下變頻傳送到IDU，從而在基站與遠(yuǎn)端站之間建立雙向通信通道。遠(yuǎn)端站設(shè)置在用戶駐地，用戶駐地網(wǎng)設(shè)備為用戶終91由于LMDS基站將覆蓋的服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)扇區(qū)，因此基站天線為扇區(qū)天線，現(xiàn)有的扇區(qū)天線波束角一般有15?、22.5?、30?、45?、60?或90?等，可將服務(wù)區(qū)劃分為24、16、12、8、6或4個(gè)扇區(qū)，從具體實(shí)現(xiàn)上看，90°的扇區(qū)天線居多，遠(yuǎn)端站射頻天線為定向天線，定向接收來(lái)自本扇區(qū)天線的信號(hào)，系統(tǒng)一般可以進(jìn)行自動(dòng)增益控制，在滿足一定的誤碼率和系統(tǒng)可用性的前提下，自動(dòng)調(diào)整射頻發(fā)射功率，使扇區(qū)之間的干擾降到最小，LMDS扇區(qū)半徑一般為2～4km。由于LMDS基站將覆蓋的服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)扇92LMDS的缺點(diǎn)如下：(1)傳輸距離很短，僅有5～6km左右，因而不得不采用多個(gè)微蜂窩結(jié)構(gòu)來(lái)覆蓋一個(gè)城市，而多蜂窩結(jié)構(gòu)會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜度；(2)雨衰太大，降雨時(shí)很難工作。目前LMDS基本上還處于試用階段，在歐洲和北美已有多個(gè)頻段得到了批準(zhǔn)和使用。ITU-T、IEEE、ETSI和DAVIC(DigitalAudioVideoCouncil)等組織正在進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。2000年8月，IEEE802.16工作組提出了一個(gè)固定無(wú)線寬帶接入標(biāo)準(zhǔn)(空中接口)討論稿，這對(duì)目前國(guó)際上LMDS各種商品尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的局面頗有指導(dǎo)意義。LMDS的缺點(diǎn)如下：93思考題1．接入網(wǎng)與傳統(tǒng)用戶環(huán)路有什么區(qū)別？其特點(diǎn)是什么？2．接入網(wǎng)的定義是什么？說(shuō)明它可以由哪些接口來(lái)定界？3．接入網(wǎng)可分為幾層？它們之間的關(guān)系是什么？4．V5.1與V5.2接口之間有哪些異同點(diǎn)？5．簡(jiǎn)述ADSL系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和各部分的主要功能，它適用于哪些應(yīng)用場(chǎng)合？6．HFC技術(shù)有什么特點(diǎn)？說(shuō)明其頻譜是如何劃分的。7．簡(jiǎn)述PON技術(shù)中常用的多址接入技術(shù)，并說(shuō)明其工作原理。8．根據(jù)LMDS系統(tǒng)的工作原理，說(shuō)明該系統(tǒng)可以采用哪些手段來(lái)進(jìn)行擴(kuò)容。思考題1．接入網(wǎng)與傳統(tǒng)用戶環(huán)路有什么94第11章寬帶接入網(wǎng)11.1接入網(wǎng)的基本概念11.2V5接口11.3寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)11.4寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)思考題第11章寬帶接入網(wǎng)11.1接入網(wǎng)的基本概念9511.1接入網(wǎng)的基本概念11.1.1接入網(wǎng)的發(fā)展背景接入網(wǎng)的位置，在傳統(tǒng)電信網(wǎng)上被稱為用戶環(huán)路，接入方式以銅雙絞線為主，這種方式只能解決電話或低速數(shù)據(jù)的接入，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)單一，用戶到本地交換機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)連接。從20世紀(jì)90年代以后，電信網(wǎng)由單一業(yè)務(wù)的電話網(wǎng)逐步演變?yōu)槎鄻I(yè)務(wù)綜合網(wǎng)，因此電信網(wǎng)的接入部分必須相應(yīng)地具備數(shù)字化、寬帶化、綜合化的特征。設(shè)計(jì)一種獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺(tái)，它對(duì)上層所有業(yè)務(wù)流都透明傳送，我們稱這個(gè)基礎(chǔ)接入平臺(tái)為接入網(wǎng)。11.1接入網(wǎng)的基本概念11.1.1接入網(wǎng)的發(fā)展背景96圖11.1接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置圖11.1接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置97骨干網(wǎng)上，由于ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)、SDH技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)的成功引入，骨干網(wǎng)已具備了寬帶化、綜合化的能力。另一方面，用戶側(cè)CPN/CPE的速率也在突飛猛進(jìn)。然而，面對(duì)核心網(wǎng)和用戶側(cè)帶寬的快速增長(zhǎng)，中間的接入網(wǎng)卻仍停留在窄帶和模擬的水平上，接入網(wǎng)的寬帶化和IP化將成為本世紀(jì)初接入網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)。骨干網(wǎng)上，由于ATM技術(shù)、寬帶IP技術(shù)、SDH技術(shù)和波分復(fù)用98最后從技術(shù)的角度來(lái)看，寬帶銅線接入、光纖接入、無(wú)線接入等新技術(shù)這兩年已逐漸成熟，設(shè)備成本大大下降，寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)成本和用戶的接入成本已降到了一個(gè)合理的范圍。最后從技術(shù)的角度來(lái)看，寬帶銅線接入、光纖接入99在標(biāo)準(zhǔn)化方面，ITU-T第13工作組于1995年7月通過(guò)了關(guān)于接入網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)等方面的建議G.902，以及其他一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。接入技術(shù)的多元化是接入網(wǎng)的一個(gè)基本特征。接入技術(shù)可以分為有線接入技術(shù)和無(wú)線接入技術(shù)兩大類，目前向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)的主要有基于銅線的ADSL技術(shù)、光纖技術(shù)、基于HFC的CableModem及寬帶無(wú)線等接入方式，而ADSL和光纖兩種接入方式占了90%以上。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，ITU-T第13工作組于19910011.1.2接入網(wǎng)的定義和定界1．接入網(wǎng)的定義根據(jù)ITU-T建議G.902的定義：接入網(wǎng)(AN)是由業(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)，并可通過(guò)Q3接口進(jìn)行配置和管理。它包含用戶線傳輸系統(tǒng)、復(fù)用設(shè)備、數(shù)字交叉連接設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。其功能包括交叉連接、復(fù)用、傳輸，但一般不包括交換功能，并且獨(dú)立于交換機(jī)。接入網(wǎng)對(duì)用戶信令是透明的，相應(yīng)的信令處理由SN完成。11.1.2接入網(wǎng)的定義和定界101ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：(1)支持綜合業(yè)務(wù)接入。將接入網(wǎng)從具體的業(yè)務(wù)網(wǎng)中剝離出來(lái)，成為一種獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺(tái)，以支持綜合業(yè)務(wù)接入，這有利于降低接入網(wǎng)的建設(shè)成本。(2)開放、標(biāo)準(zhǔn)化SNI接口。將接入網(wǎng)與本地交換設(shè)備之間的接口，即SNI接口由專用接口定義為標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口，這樣AN設(shè)備和交換設(shè)備就可以由不同的廠商提供，為大量企業(yè)參與接入設(shè)備市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)提供了技術(shù)保證，有利于設(shè)備價(jià)格的下降。ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：102(3)獨(dú)立于SN的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：該網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口連接TMN，由TMN實(shí)施對(duì)接入網(wǎng)的操作、維護(hù)和管理。通常寬帶與窄帶的劃分標(biāo)準(zhǔn)是用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的速率，即將以分組交換方式為基礎(chǔ)，把用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的最大接入速率超過(guò)2Mb/s的用戶接入系統(tǒng)稱為寬帶接入，對(duì)最小接入速率則沒(méi)有限制；窄帶接入系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的64kb/s的電路交換方式發(fā)展而來(lái)的，對(duì)基于IP的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持能力差。(3)獨(dú)立于SN的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：該網(wǎng)管系統(tǒng)103

2．接入網(wǎng)的定界接入網(wǎng)覆蓋的范圍由三個(gè)接口界定，如圖11.2所示。網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)(SN)相連,用戶側(cè)經(jīng)UNI接口與用戶駐地設(shè)備(CPE)相連，CPE可以是簡(jiǎn)單的一個(gè)終端，也可以是一個(gè)復(fù)雜的局域網(wǎng)或其他任意的用戶專用網(wǎng)。TMN側(cè)可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)管理接口Q3對(duì)接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行配置和管理。其中SN是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體，比如SN可以是本地交換機(jī)、IP路由器、租用線業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)或特定配置的視頻點(diǎn)播(VOD)等。接入網(wǎng)允許與多個(gè)SN相連，既可以接入多個(gè)支持不同業(yè)務(wù)的SN，也可以接入支持相同業(yè)務(wù)的多個(gè)SN。2．接入網(wǎng)的定界104圖11.2接入網(wǎng)的定界圖11.2接入網(wǎng)的定界105

3．一般物理結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)從物理上可分為饋線段、配線段和引入線段，圖11.3為接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu)。圖11.3接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu)3．一般物理結(jié)構(gòu)圖11.3接入網(wǎng)的一般物106連接業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和局端設(shè)備之間的部分稱為饋線段，接入網(wǎng)的局端設(shè)備可以放在機(jī)房?jī)?nèi)，即和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，也可以放在機(jī)房外。如果局端設(shè)備與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，則局端設(shè)備一般通過(guò)電接口與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)直連；如果局端設(shè)備沒(méi)有與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)放在一起，則饋線段一般采用有源光接入技術(shù)，如SDH、PDH等。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是環(huán)型或星型。連接局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間的部分稱為配線段，局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備之間可采用無(wú)源光纖、無(wú)線或銅線方式傳輸。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是星型或樹型。引入線部分的傳輸媒介一般為銅線或無(wú)線。連接業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和局端設(shè)備之間的部分稱為饋線段，接10711.1.3主要功能和協(xié)議參考模型1．接入網(wǎng)的功能模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)分為五個(gè)基本功能組：用戶口功能(UPF)、業(yè)務(wù)口功能(SPF)、核心功能(CF)、傳送功能(TF)和接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能(AN-SMF)，其結(jié)構(gòu)如圖11.4所示。圖11.4接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)11.1.3主要功能和協(xié)議參考模型圖11.4接入網(wǎng)的1081)用戶口功能用戶口功能的主要作用是將特定UNI的要求與核心功能和管理功能相適配。主要功能有：終結(jié)UNI功能、A/D轉(zhuǎn)換和信令轉(zhuǎn)換、UNI的激活與去激活、UNI承載通路/承載能力的處理、UNI的測(cè)試。2)業(yè)務(wù)口功能業(yè)務(wù)口功能的主要作用是將特定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(fù)責(zé)選擇有關(guān)的信息以便在AN-SMF中進(jìn)行處理。主要功能有：終結(jié)SNI功能、將承載通路的需要和即時(shí)的管理及操作需要映射進(jìn)核心的功能、對(duì)特定的SNI所需的協(xié)議進(jìn)行協(xié)議映射，以及SNI的測(cè)試。1)用戶口功能1093)核心功能核心功能的主要作用是負(fù)責(zé)將個(gè)別用戶承載通路或業(yè)務(wù)口承載通路的要求與公用傳送承載通路相適配。核心功能包括：接入承載通路的處理、承載通路集中、信令和分組信息的復(fù)用、ATM傳送承載通路的仿真及管理和控制。4)傳送功能傳送功能的主要作用是為接入網(wǎng)中不同地點(diǎn)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(fù)用功能、交叉連接功能、管理功能、物理媒介功能等。3)核心功能1105)接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能的主要作用是協(xié)調(diào)接入網(wǎng)內(nèi)UPF、SPF、CF和TF的指配、操作和維護(hù)，也負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)(經(jīng)SNI)的操作功能,。主要功能有：配置和控制功能、指配協(xié)調(diào)功能、故障監(jiān)測(cè)和指示功能、用戶信息和性能數(shù)據(jù)收集功能、安全控制功能、資源管理功能、對(duì)UPF和SN協(xié)調(diào)的即時(shí)管理和操作功能。5)接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能111

2．接入網(wǎng)的參考模型接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)實(shí)際是以ITU-TG.803建議的分層模型為基礎(chǔ)的，而分層模型則定義了構(gòu)成接入網(wǎng)的各實(shí)體之間的相互配合關(guān)系，接入網(wǎng)的通用協(xié)議參考模型如圖11.5所示。電路層面向電路層接入點(diǎn)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。通道層定義了通道層接入點(diǎn)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。2．接入網(wǎng)的參考模型112圖11.5接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型圖11.5接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型113傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當(dāng)于OSI的物理層，它可以是銅線系統(tǒng)(xDSL)、光纖接入系統(tǒng)、無(wú)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(wú)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。傳輸媒介層則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當(dāng)于OSI的物理層，它11411.1.4接入網(wǎng)的主要接口接入網(wǎng)有三種主要接口，即業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口、用戶網(wǎng)絡(luò)接口和維護(hù)管理接口等。

1．業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)

SNI是接入網(wǎng)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。目前支持單一接入的SNI主要有模擬Z接口和數(shù)字V接口兩大類，其中Z接口對(duì)應(yīng)于UNI的模擬2線音頻接口，可提供模擬電話業(yè)務(wù)或模擬租用線業(yè)務(wù)；數(shù)字V接口主要包括ITU-T定義的V1-V4。支持綜合接入的標(biāo)準(zhǔn)化接口目前有V5接口和以ATM為基礎(chǔ)支持寬帶綜合接入的VB5接口，但VB5目前尚在制定中，還很不完善。11.1.4接入網(wǎng)的主要接口115

2．用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)UNI在用戶側(cè)，接入網(wǎng)經(jīng)由用戶網(wǎng)絡(luò)接口與用戶宅用設(shè)備(CPE)或用戶駐地網(wǎng)(CPN)相連。用戶網(wǎng)絡(luò)接口主要有傳統(tǒng)的模擬電話Z接口、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口、ATM接口、E1接口、以太網(wǎng)接口，以及其他接口。

3．維護(hù)管理接口(Q3)維護(hù)管理接口是電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)各部分的標(biāo)準(zhǔn)接口。接入網(wǎng)也是經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)(TMN)相連，以方便TMN管理功能的實(shí)施。2．用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)11611.1.5接入網(wǎng)的分類根據(jù)寬帶接入網(wǎng)采用的傳輸媒介和傳輸技術(shù)的不同，接入網(wǎng)可分為寬帶有線接入網(wǎng)和寬帶無(wú)線接入網(wǎng)兩大類。寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)主要包括：基于雙絞線的xDSL技術(shù)、基于HFC網(wǎng)(光纖和同軸電纜混合網(wǎng))的CableModem技術(shù)、光纖接入網(wǎng)技術(shù)等。寬帶無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)主要包括：3.5GHz固定無(wú)線接入、LMDS等。11.1.5接入網(wǎng)的分類11711.2V5接口11.2.1V5接口概述V5的概念最初由美國(guó)Bellcore提出，它是專為接入網(wǎng)的發(fā)展而提出的本地交換機(jī)(LE)和接入網(wǎng)之間的新型數(shù)字接口，屬于SNI范疇。V5接口正是為了適應(yīng)接入網(wǎng)范圍內(nèi)多種傳輸媒介、多種接入配置、多種業(yè)務(wù)并存的情況而提出的。根據(jù)速率的不同，V5接口分為V5.1和V5.2接口。11.2V5接口11.2.1V5接口概述118ITU-T第13組于1994年分別通過(guò)了V5.1接口的G.964建議和V5.2接口的G.965建議。與V5接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還涉及V5.1和V5.2接口的測(cè)試規(guī)范、具有V5接口的AN/LE設(shè)備的配置管理、故障管理和性能管理等方面。我國(guó)則在ITU-T的V5接口技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，于1996年完成了相應(yīng)的V5.1和V5.2接口技術(shù)規(guī)范的制定，并根據(jù)我國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，明確了部分可選參數(shù)，指明了適用于我國(guó)的PSTN協(xié)議消息和協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并提供適合我國(guó)國(guó)情的V5接口國(guó)內(nèi)PSTN協(xié)議映射規(guī)范技術(shù)要求。ITU-T第13組于1994年分別通過(guò)了V5.1接口的G.9119如果AN-SNI側(cè)和SN-SNI側(cè)不在同一地方，則可以使用V5接口來(lái)實(shí)現(xiàn)透明的遠(yuǎn)端連接。V5接口協(xié)議規(guī)定了接入網(wǎng)和LE之間互聯(lián)的信號(hào)物理標(biāo)準(zhǔn)、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(wǎng)而不是LE。通過(guò)V5接口接入網(wǎng)只需要完成對(duì)用戶端業(yè)務(wù)的提供，呼叫控制功能仍然留給LE完成。如果AN-SNI側(cè)和SN-SNI側(cè)不在同一地方，則可以使用V120V5接口主要的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)支持接入網(wǎng)通過(guò)復(fù)用/分路手段實(shí)現(xiàn)對(duì)大量用戶信令和業(yè)務(wù)流更有效的傳輸；(2)支持通過(guò)Q3接口對(duì)接入網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理；(3)支持對(duì)接入網(wǎng)的資源管理和維護(hù)；(4)支持用戶選擇LE；(5)充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。V5接口主要的優(yōu)點(diǎn)如下:12111.2.2V5接口支持的業(yè)務(wù)V5接口的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有V5.1和V5.2兩個(gè)，二者的區(qū)別如下：V5.1接口由一條2.048Mb/s的鏈路構(gòu)成，一般在連接小規(guī)模的接入網(wǎng)時(shí)使用，時(shí)隙與業(yè)務(wù)端口一一對(duì)應(yīng)，不支持集線功能，不支持用戶端口的ISDN基群速率接入，也沒(méi)有通信鏈路保護(hù)功能。11.2.2V5接口支持的業(yè)務(wù)122V5.2接口按需可以由1～16個(gè)2.048Mb/s鏈路構(gòu)成，用于中大規(guī)模的接入網(wǎng)連接。它支持集線功能、時(shí)隙動(dòng)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(gè)E1速率)；V5.2接口能使用承載通路連接(BCC)協(xié)議以允許LE向接入網(wǎng)發(fā)出請(qǐng)求，并完成接入網(wǎng)用戶端口和V5接口指定時(shí)隙間的連接建立和釋放，提供專門的保護(hù)協(xié)議進(jìn)行通信鏈路保護(hù)。

V5.1接口可以看成V5.2接口的子集，V5.1接口可以升級(jí)為V5.2接口。V5.2接口按需可以由1～16個(gè)2.048Mb/123圖11.6V5接口連接示意(a)V5.1接口；(b)V5.2接口圖11.6V5接口連接示意124

1．PSTN業(yè)務(wù)V5接口既支持單個(gè)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(hào)也可以是線路狀態(tài)信號(hào)，二者均對(duì)用戶附加業(yè)務(wù)沒(méi)有影響。在使用PABX的情況下，支持用戶直接撥入功能。

2．ISDN業(yè)務(wù)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(wù)、分組業(yè)務(wù)