宽带光纤接入网技术.ppt
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2、华东交通大学信息工程学院,光纤接入网的典型网络结构,华东交通大学信息工程学院,现代接入网的优点,一、话音、数据、视像三网合一,实现综合的业务接入。二、通过传输设备,可以采用链型、环形、环带链等灵活的组网方式。三、集有线接入和无线接入于一体,充分满足不同场合的接入需求。四、开放的V5接口,利于不同设备制造商公平竞争。(V5接口是接入网(AN)和本地交换机(LE)之间标准化的开放接口。V5.1接口由1条2048Kb/s链路构成,V5.2接口按需要可以由116个2048Kb/s链路构成。,华东交通大学信息工程学院,接入网的演进,SDH 网络应用,主干网,本地网,接入网,DWDM 40Gb/s10Gb
3、/s2.5Gb/s,2.5Gb/s622Mb/s155Mb/s,622Mb/s155Mb/s,SEMS2.0,华东交通大学信息工程学院,DWDM 开始建设,SDH逐步成为传输主力设备,容量增加/业务多样化,DWDM规模建设,全光网试验,SDH标准完善,PDH仍为主力,PDH产品开始规模使用,实用化产品出现,高锟提出光传输理论,1966,80年代,94年,99年,90年代初,98年,1976,Metro城域网兴起OADM、OXC将会逐渐使用,2002年以后,PDH:准同步数字传输系统;SDH:同步数字传输系统;DWDM:密集波分复用系统;OADM:光分插复用系统;OXC:光交叉连接系统;,传输网
4、光网络传输的应用,华东交通大学信息工程学院,WDM技术的主要特点,1.充分利用了光纤的巨大带宽资源。2.可以传输多种不同类型的信号。由于使用的各波长的信道相互独立,因而可以传输特性和速率完全不同的信号,完成各种电信业务信号的综合传输,如模拟信号和数字信号,多种业务(音频,视频,数据等)的混合传输。3.节省了线路投资。,华东交通大学信息工程学院,目前国际上已商用的系统,4 2.5Gb/s(10Gb/s),8 2.5Gb/s(20Gb/s)32 10 Gb/s(320Gb/s),40 10 Gb/s(400Gb/s),实验室实现82 40 Gb/s(3.28Tb/s)速率,传输距离达3 100km
5、=300km,在2001年OFC会议上,NEC和Alcatel报道他们的传输容量分别达到10.92Tb/s和10.02Tb/s。(采用波分复用技术),华东交通大学信息工程学院,传输网网络层次,华东交通大学信息工程学院,传输网网络保护,网络业务级保护方式二纤单向(双向)通道保护环网二纤/四纤双向(单向)复用段保护环网1+1、1:N线路复用段保护链设备级保护方式关键板备份保护,如支路板、交叉板、时钟板备份网管业务调度网管端到端业务调度网管数据保护方式多样化,如双机备份、磁盘镜像,华东交通大学信息工程学院,传输网中国长途骨干网,华东交通大学信息工程学院,传输网Metro城域网,华东交通大学信息工程学
6、院,传输干线网,每个STM-16环采用4纤复用段共享保护,保证了网络的可靠运行,华东交通大学信息工程学院,传输网基本物理拓扑类型,华东交通大学信息工程学院,SDH技术的发展,向高速方向发展(STM-64;STM-256)向低端发展(STM-0;Sub STM-0)直接面向各种业务 配置更灵活、组网更方便、管理更简单、网络更安全,宽带接入网技术,华东交通大学信息工程学院,华东交通大学信息工程学院,内容提要,宽带接入概述 各种宽带接入技术介绍,宽带接入网的建设,接入网,ADSL接入技术HFC接入技术PON接入技术LMDS接入技术以太网(ETH)接入技术IBAS综合宽带接入系统,华东交通大学信息工程
7、学院,宽带接入网的概述,接入网是指市话端局或远端交换模块(RSU)与用户之间的部分,主要完成交叉连接、复用和传输功能。接入网一般不含交换功能。有时从维护的角度将端局至用户之间的部分统称为接入网,不再计较是否包含RSU。注意这不是技术定义。ITU-T G.902定义:接入网是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设施)所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经由Q3接口配置和管理。宽带与窄带的一般划分标准是用户网络接口上的速率,即将用户网络接口上的最大接入速率超过2Mbit/s的用户接入称为宽带接入,对最小接入速率则没有限制。
8、,华东交通大学信息工程学院,电信网组成示意图,宽带接入网在电信网中的位置,CPN,接入网,UNI,NNI,NNI,CPN,接入网,UNI,核心网,CPN:用户驻地网UNI:用户网络接口NNI:网络节点接口,目前倾向于将长途网和中继网合在一起称为核心网或转接网。接入网是相对核心网而言的,主要完成使用户接入到核心网的任务。,这里要谈接入与核心网的关系,瓶颈的位置,华东交通大学信息工程学院,接入网与干线网,华东交通大学信息工程学院,宽带接入网的接口,UNI:ISDN 2B+D,ISDN 30B+D,Z接口,ATM接口,以太网接口,USB接口,PCI,租用线接口等SNI:V5,VB5,以太网接口以及其
9、它ATM接口,租用线接口等网管接口:Q3,介绍接入网产品应该支持各种各样的接口,华东交通大学信息工程学院,UNI(用户网络接口),用户网接口(UNI)在接入网的用户侧,支持各种业务的接入,如:模拟电话接入,N-ISDN业务接入,B-ISDN业务接入,以及租用线业务的接入。对于不同的业务,采用不同的接入方式,对应不同的接口类型。对于传统用户来说,“用户”仅仅意味是一种简单的用户终端设备(电话机),随着用户概念的扩展,可能是公司或企业的一个局域网,甚至可能是家庭的一个驻地网(HOME PNA),可以统称为用户驻地网(CPN).,华东交通大学信息工程学院,UNI种类,作用户接口的一定可以为业务节点接
10、口。反之不成立(V5)。PSTN:Z接口ISDN:2B+D、30B+DDDN:V24、V35、64K、E1、UX25、帧中继SDH、ATM、以太网、CATV、DVB,华东交通大学信息工程学院,模拟的UNIZ接口,Z接口提供了模拟用户线的连接,并且承载诸如话音、窄带数据及多频信号等。此外,Z接口必须对话机提供直流馈电,并在不同的应用场合提供诸如直流信令、双音多频(DTMF)、脉冲、振铃、计次等功能。传统交换机模拟用户线接口均为Z接口,接入网中提供的Z接口要求更高的可靠性和远端测试能力,华东交通大学信息工程学院,数字的UNIU接口,在ISDN基本接入的应用中,将网络终端(NT)和交换机线路终端(L
11、T)之间的传输线路称为数字传输系统,又称U接口。在引入接入网之后,U接口是指接入网与网络终端NT1之间的接口,是一种数字的用户网络接口。,LT,NT1,NT2,ISDN交换机,V参考点,U接口,T参考点,S参考点,ISDN用户设备,华东交通大学信息工程学院,EIA-232/V24接口,在机械特性方面,EIA232使用ISO2110关于插头座的标准。这就是使用25根引脚的DB-25插头座。在电气性能方面,EIA232与CCITT的v28建议书一致。EIA-232采用负逻辑:逻辑0相当于对信号地线有十3V或更高的电压,而逻辑1相当于对信号地线有3V或更负的电压。当连接电缆线的长度不超过15m时,允
12、许数据传输速率不超过20kb/s。EIA-232的功能特性与CCITT的V24建议书一致。它规定了什么电路应当连接到25根引脚中的哪一根以及该引脚的作用。,华东交通大学信息工程学院,RS449接口,由3个标淮组成RS-449 规定接口的机械特性、功能特性和过程特性。RS-449采用37根引脚的插头座。在CCITT的建议书中,RS-449相当于V35。RS-423-A 规定在采用非平衡传输时(即所有的电路共用一个公共地)的电气特性。当连接电缆长度为10m时,数据的传输速率可达300kb/s。RS-422-A 规定在采用平衡传输时(即所有的电路没有公共地)的电气特性。它可将传输速率提高到2Mb/s
13、。,而连接电缆长度可超过60m。当连接电缆长度更短时(如10m),则传输速率还可以更高些(如达到10Mb/s)。,华东交通大学信息工程学院,ETH(以太网)接口,802.3局域网是一种基带总线局域网。最初是美国施乐(Xerox)公司的Palo Alto研究中心(简称为PARC)于1975年研制成功的METC76,当时的数据率为294Mbs。它以无源的电线作为总线来传送数据帧,并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太(Ether)来命名。这个标准后来就成为IEEE 8023标准的基础。在8023标准中使用CSMACD协议。10BASE-T表示10Mb/s的数据率,T代表双绞线。BASE表示基带信号,
14、每个站到集线器上的距离为100米。目前发展到快速以太网和千兆以太网。,华东交通大学信息工程学院,DVB/MPEG-2接口(I),DVB(Digital Video Broadcasting)标准提供了一套完整的,适用于不同媒介(卫星、有线电视及开路电视)的数字电视广播系统规范。系统采用 MPEG压缩的音频、视频及数据格式作为数据源。系统采用公共 MPEG-2传输流(TS)复用方式。调制与其它附属的信道编码方式,由不同的传输媒介来确定:数字卫星电视(DVB-S)、数字有线电视(DVB-C)、数字开路电视(DVB-T)。使用通用的加扰方式以及条件接收界面。,华东交通大学信息工程学院,DVB/MPE
15、G-2接口(II),MPEG家族有:MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4。MPEG是对音频和视频信号压缩技术的系列标准。其中MPEG-2在广播电视领域应用最广泛。MPEG-2常用4:2:0和4:2:2两种编码格式。4:2:2编码方式是每隔两个亮度采样一次色度信号,每行都采样。4:2:0编码方式是每隔两个亮度采样一次色度信号,隔行采样。,华东交通大学信息工程学院,DVB/MPEG-2接口(III),每路MPEG-2 编码视频信号的速率大约为245Mb/s,速率可调节,速率越高质量越好。一般8Mb/s的MPEG-2编码信号的质量就非常好了,可传运动会这类目标高速移动节目。MPEG-2编码器输出
16、的码流叫传送流(TS)。一个155M(ATM方式)可装1216路视频信号;34M中可以装4路MPEG2信号,也可以装56路。这主要依据电视节目是哪一类的,如图文节目或教育节目的画面变化较小,编码速率可低一点,则可多装。,华东交通大学信息工程学院,SNI是接入网和业务节点(AN)之间的接口。如果AN-SNI侧与SN-SNI侧不在同一地方,可以通过透明传送通道实现远端连接。数字业务的发展要求从用户到业务节点之间是透明的纯数字连接,因此要求业务节点具备数字的SNI。数字的SNI称为V接口。在V5接口以前,CCITT Q系列建议中曾规范了V1V4接口 接口V1V4主要是为满足ISDN用户接入而制定的。
17、它们的共同特点是都不支持PSTN和ISDN的综合接入。,SNI(业务节点接口),华东交通大学信息工程学院,LT,V5接口是一种开放的、标准的数字接口,便于不同厂家设备互连 V5接口的出现限制了交换机厂商的垄断!V5接口具有多种业务接入能力,如 PSTN、ISDN-BA、ISDN-PRA、模拟租用线和数字租用线等,有利于综合业务的发展V5接口的出现降低了接入网的成本V5接口提高了网络的可靠性和可维护性V5接口实现了数字传输和数字交换的结合,V5 接口,LE,V5接口,HDB3码,华东交通大学信息工程学院,V5 接口的功能,程控交换机,承载通路,ISDN D通路信息,PSTN信令信息,控制信息,链
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