IP的接入技术及比较.ppt

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1、IP的接入技术及比较,IP网络的三级网络机制 骨干网/汇接网/接入网 IP的网络根据其寻径规则的特点，一般由三级网络机制来构成。其大量的数据流都通过骨干网络进行交互，在骨干网中，主要是可靠性、通过率、拓展性的问题，并不关注其通过的数据是什么样的数据；汇接网的主要作用是提高网络的容错率和可靠性，也可以解决不同网络的融合问题；而接入网最主要的问题是解决网络的覆盖以及不同网络终端的交互问题。,电信网组成示意图,AN是一种适用于各种业务和技术，有严格规定并从较高的功能角度描述的网络概念，其结构、功能、接入类型和管理功能等在G.902中有详细阐述。上图给出了目前国际上流行的一种对电信网的划分形式，其中用

2、户驻地网（CPN）指用户终端到用户网络接口（UNI）之间所包含的机线设备，是属于用户自己的网络，在规模、终端数量和业务需求方面差异很大。CPN可以大至公司、企业或大学校园，由局域网络的所有设备组成，也可以小至普通居民住宅，仅由一部电话机和一对双绞线组成。,接入网的定义,核心网包含了交换网和传输网的功能，或者说包含了长途网和中继网的功能。接入网则包含了核心网和用户驻地网之间的所有实施设备与线路，主要完成交叉连接、复用和传输功能，一般不包括交换功能。图中TMN是电信管理网，Q3是电信管理网与电信网各部分相连的标准接口。,接入网的定义,通俗地讲，所谓接入网就是指本地交换机（或远端模块局）和用户终端设

3、备之间所有设备和传输介质构成的传输系统。从图可以看出，接入网处于整个电信网的网络边缘，用户的各种业务通过接入网进入核心网。由于在电信网中的位置和功能不同，接入网与核心网有着非常明显的差别。接入网的主要特点是：,接入网的定义,1.具备复用、交叉连接和传输功能，一般不含交换功能 接入网主要完成复用、交叉连接和传输功能，一般不具备交换功能，它提供开放的V5标准接口，可实现与任何种类的交换设备的连接。2.接入业务种类多，业务量密度低 接入网的业务需求种类繁多，除接入交换业务外，还可接入数据业务、视频业务以及租用业务等，但是与核心网相比，其业务量密度很低，线路占用率低，经济效益差。统计结果显示核心网中继

4、电路的占用率通常达50%以上，而住宅用户电路的占用率仅在1%以下，对比鲜明。,接入网的特点,3.网径大小不一，成本与用户有关 接入网只是负责在本地交换机和用户驻地网之间建立连接，但是由于覆盖的各用户所在位置不同，造成接入网的网径大小不一。例如市区的住宅用户可能只需12km长的接入线，而偏远地区的用户可能需要十几公里的接入线，其成本相差很大。而对核心网来说，每个用户需要分担的成本十分接近。,接入网的特点,4.线路施工难度大，设备运行环境恶劣 接入网的网络结构与用户所处的实际地形有关系，一般线路沿街道铺设，铺设时经常需要在街道上挖掘管道，施工难度较大。另外接入网的设备通常放置于室外，要经受自然环境

5、甚至人为的破坏，这对设备提出了更高要求。据美国贝尔通信研究中心估计，由于电子元器件和光元器件的性能随温度按指数规律而变化，因此接入网设备中的元器件性能恶化的速度比一般设备快10倍，这就对元器件的性能和极限工作温度提出了相当高的要求。,接入网的特点,5.网络拓扑结构多样，组网能力强大 接入网的网络拓扑结构具有总线型、环型、单星型、双星型、链型、树型等多种形式，可以根据实际情况进行灵活多样的组网配置。其中环型结构可带分支，并具有自愈功能，优点较为突出。在具体应用时，应根据实际情况进行针对性的选择。,接入网的特点,接入网的定义,接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间

6、的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）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接口进行配置和管理。,接入网的接口技术,接入网的界定与功能模型 从上图中可见，接入网中主要有三种接口，即用户网络接口（UNI），业务网络接口（SNI）和Q3管理接口。接入网依赖于各种接口将各类业务从不同用户端接入电信网，不同配置用不同的接口类型，配置和管理通过Q3接口进行。,接入网功能模型,V5接口是业务接点接口（SNI）的一种，是目前一种较成熟的用户信令和用户接口，ITUT开发的本地交换机支持接入网的开放的5接口（SNI），已通过支持窄带业务（2Mb/s）的V5.1和V5.2接口建议（G.

7、964和G.965），制定支持宽带业务（传输速率2Mb/s）的VB5接口技术规范。我国以ITUT建议G.964和G.965为主要根据，编制了本地数字交换机和接入网之间的V5.1接口技术规范和本地数字交换机和接入网之间的V5.2接口技术规范。,V5接口,5接口协议结构共分三层：第一层为电气和物理特性的物理层V5.1接口；第二层为封装功能子层（LAPV5EF）和数据链路子层（LAPV5DL）；第三层是面向消息的协议，现定义了PSTN协议、控制协议、链路控制协议、BBC协议和保护协议（后三个协议仅用于V5.2接口）。,V5接口,V5接口用统一的标准实现了数字用户的接入。该接口能支持公用电话网、ISD

8、N（窄带）、帧中继、分组交换、DDN等业务，这样可使交换机省去模拟用户线接口（0.33.4kHz）。V5.3接口是支持SDH速率接入交换机，V5.B接口协议是支持ATM形式，这样可使将来的宽带交换机接入的标准统一。用户接口侧的接口速率有155.52Mb/s和622.08Mb/s，并适用于光纤传输系统即FTTH系统和金属传输线的速率为1.5Mb/s、2Mb/s、51.84Mb/s系统，同时支持窄带ISDN的基本用户网络接口为2B+D方式、接口速率为192Kb/s的系统。,V5接口,V5接口具有以下三个优点：(1)V5接口是一个综合化的数字用户接口，符合通信网数字化、综合化的趋势。(2)V5接口是

9、一个开放的接口，可以选择多个交换机和接入设备供应商，通过竞争，可降低成本，优化网络，提高服务质量。,V5接口,(3)通过开放的V5接口，交换机可以收纳各种接入设备，同一AN的多个V5接口既可连到一个交换机也可连到多个交换机，同一用户的不同用户端口既可指配给一个V5接口也可指配给多个V5接口，不仅组网方式灵活，使网络向有线/无线相结合的方向发展，而且提高了网络的安全性、可靠性。,V5接口,接入网研究的重点是围绕用户对话音、数据和视频等多媒体业务需求的不断增长，提供具有经济优势和技术优势的接入技术来满足用户的需求。接入网的分类方法有多种多样，可以按传输介质、拓扑结构、使用技术、接口标准、业务带宽、

10、业务种类等进行分类。,接入网的分类,就目前的技术研究现状而言，接入网主要分为有线接入网和无线接入网，有线接入网包括铜线接入网、光纤接入网和混合光纤同轴电缆接入网；无线接入网包括固定无线接入网和移动接入网。各种方式的具体实现技术多种多样，特色各异。有线接入主要采取如下措施：一是在原有铜质导线的基础上通过采用先进的数字信号处理技术来提高双绞铜线对的传输容量，从而提供多种业务的接入；,接入网的分类,二是以光纤为主，实现光纤到路边、光纤到大楼和光纤到家庭等多种形式的接入；三是在原有有线电视（CATV）的基础上，以光纤为主干传输，经同轴电缆分配给用户的光纤同轴混接入。无线接入技术主要采取固定接入和移动接

11、入两种形式，涉及微波一点多址、蜂窝和卫星等多种技术。另外有线和无线相结合的综合接入方式也在研究之列。下表列出了目前接入网的各种接入技术。,接入网的分类,接入网分类表,1.铜线接入技术（xDSL）随着技术的发展、网络的升级换代、Internet用户数量的急剧增长，电信网的主干网部分和一些局域网已基本实现了宽带化。但直接与家庭用户相连的接入网部分，速度还不尽人意。,接入技术,1987年，Bellcore首先提出xDSL的概念（x是指该位好像是一个变量，具有不同的取值，比如x可取A、H等）。1989年，Bellcore进一步提出了非对称高速用户环路（ADSL）技术概念，并由AT&Tparadyne公

12、司首先开发了CAP（无载波调幅调相）ADSL。1993年3月美国交换载波协会（ECSIE）的T1/E14工作组推荐离散多音调制（DMT）作为ADSL的优选线路信号编码技术。,接入技术,利用电话网铜线实现宽带传输的技术称为数字用户线技术(DSL，Digital Subscriber Line），而xDSL就是这些传输技术的组合，它包括高比特率数字线（HDSL）、甚高速数字用户线（VDSL）、非对称数字用户线（ADSL）、速率自适应数字用户线（RADSL）等。它们主要的差别体现在信号的传输速率、传输距离、上行速率和下行速率对称性等几方面，如表所示。,接入技术,DSL技术比较表,相比其它接入方式，D

13、SL技术的优势在于：第一，充分利用现有的巨大双绞线铜缆网，无需对现有电信接入系统进行改造，就可以方便地开通宽带业务；第二，DSL已经有一些标准，并被众多厂商支持和使用；第三，新的衍生技术大大降低了DSL的推广成本。,接入技术,1非对称数字用户线(ADSL,Asymmetrical DSL）从表中可知，ADSL在xDSL中性能较好，发展很快，是当前Internet接入网的热点技术之一，在我国各大中城市获得广泛应用。ADSL技术最初是为家庭用户提供点播电视（VOD）服务而开发的。由于VOD系统复杂、成本高及市场动力不足，VOD并没有获得广泛的应用。而Internet的迅猛发展给ADSL提供了用武之

14、地，使其发挥了巨大的作用。它最大的优点就是不需要太多的改造，就可为用户提供高速的多媒体信息服务，而且不影响正常的电话或话带Modem通信，方便可靠，经济实用。,ADSL,ADSL是在无中继的用户环路网上使用负载电话线提供高速数字接入的传输技术。“非对称”是指非双向平均传输高速信号，即上行信息传输速率和下行速率不一样。ADSL将用户的双绞线频谱分成低频部分、上行信道和下行信道3部分，采用FDM（频分复用）与DMT（离散多音频技术）传送电话和数据业务。,ADSL,ADSL高速数据不占用话音交换机的任何资源，所以，增加用户不会对传统话音交换机造成任何附加负荷，解决了散居用户的宽带业务需要，不需要改造

15、现有用户的铜线环路，有效地提供Internet接入、局域网LAN接入等就可满足Internet、Web浏览、IP电话、远程教育、家庭办公、可视电话、电话和视频点播（VOD）业务等。,ADSL,2.高比特率数字用户线(HDSL,Highdatarate DSL）HDSL技术是在两对或多对铜线上实现E1速率（2.048Mb/s）全双工通信的技术。HDSL技术可提高传输速率和延长通信距离，它主要采用线对上等效频率，2B1Q或CAP传输码型和回波抵消等技术。因为，HDSL的无中继传输距离比传统的PCM技术要长1倍以上，而对线对的要求没有传统的传输技术严格，所以，安装方便、快捷，一般不用中继器。它可广泛

16、用于无线寻呼中继、DDN（数字数据网）、ISDN（综合业务数字网）、基站接入、帧中继、移动通信基站中继和计算机LAN互联业务。,HDSL,3.甚高速数字用户线(VDSL,Veryhigerate DSL）VDSL以ADSL为基础，靠缩短双绞铜线长度，可传送比ADSL更高速的数据。其最大下行速率为5155Mb/s，传输距离不超过300m，当传输速率在13Mb/s以下时，传输距离可达到1.5km，上行速率则为1.6Mb/s以上。VDSL系统中的上、下信道频谱是利用频分复用技术分开，一般采用CAP、DMT和DNMT三种编码方式。和ADSL相比，VDSL传输带宽更高，由于距离缩短，码间干扰小，处理技术

17、简化，成本降低。它和光纤到路边（FTTC）相互结合，可以作为PON的补充，以实现宽带综合接入。相关标准化组织正在努力进行VDSL规范的制定工作。,VDSL,4单线路数字用户线(SDSL,Singleline DSL）SDSL是对称的DSL技术，与HDSL的区别在于只使用一对铜线。SDSL可以支持各种要求上、下行通信速率相同的应用。该技术在双线电路中运行良好，不过标准最终未确立。,SDSL,5速率自适应数字用户线(RADSL，Rate Adaptive DSL）RADSL提供的速率范围与ADSL基本相同，也是一种提供高速下行、低速上行并且保留原语音服务的数字用户线。与ADSL的区别在于：RADS

18、L的速率可以根据传输距离动态自适应，当距离增大时，速率降低，这样就可以提供用户传输服务的灵活选择。,RADSL,无线接入技术是指在终端用户和交换局端之间的接入网全部或部分采用无线传输方式，为用户提供固定或移动的接入服务的技术。和有线宽带接入方式相比，虽然无线接入技术的应用还面临着开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元丢失、时延问题等，但它以其特有的无须铺设线路、建设速度快、初期投资小、受环境制约不大、安装灵活、维护方便等优点将成为接入网领域的新生力量。,无线接入网技术,无线宽带接入系统具有达到常规网络服务质量和可用性的潜力。但就目前来说，无线接入技术还只是一种补充手段，主要用于铺设有线本地环

19、路工程量大、造价高、用户密度低的广大农村地区和新建矿山、油田、水库等施工阶段的地区。,无线接入网技术,光纤传输系统具有传输信息容量大、传输损耗小、抗电磁干扰能力强等特点，是宽带业务最佳的通信方式。我们把利用光纤传输宽带信号的接入网叫作光纤接入网。,光接入网（OAN）,ITUT不对光接入网系统的光接口标准化，因而各种光接入网系统的线路光接口多种多样。光纤接入技术就是在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路（FITL），或称光纤接入网（OAN），通过光网络终端OLT连接到各光网络单元ONU，实现用户高性能宽带接入的一种方案。光纤接入网处在本地交换局和用户之间，可传输宽带双向交互式通信

20、业务并兼容窄带通信业务。,光接入网（OAN）,依ONU设置的位置、不同应用类型和投资情况分为光纤到小区（FTTC）、光纤到办公楼（FTTB）、光纤到户（FTTH）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到远端模块局（FTTR）等。,光接入网（OAN）,FTTC的工作结构,FTTC的工作结构如图所示，从端局光缆线路终端（OLT）接出的光纤经过各种线路设备（光耦合器、光分支器）后，到达用户群的路边设备上的光网络单元（ONU），经过光电转换后，由铜线或同轴电缆分别把电话、数据等窄带信号或宽带图像信号接至用户。光纤到路边是用光纤代替主干铜线电缆（包括部分配线电缆），将ONU放置在靠近用户的路旁，用户可以用双绞

21、线或同轴电缆与路边的光纤网络单元连接。这种光纤和铜缆的混合结构方式成本较低，适合应用于居住密度较高的地方。,光接入网（OAN）,FTTB适用于一些智能化大楼，提供高速数据电子商务和视频会议等综合性业务，它与楼群的5类线自动化布线系统相结合，能够较好地提供多媒体交互式宽带业务。,光接入网（OAN）,FTTH是一种全光纤网络结构，从节点到用户实现光纤传输，它是一种最理想的最终解决方案。这种结构方式是完全透明的，对传输制式和带宽都没有严格的限制。光纤到居民区是将路边光纤接到靠近交接箱的ONU，再用铜缆或双绞线向用户延伸，适用于比较分散的居民区。FTTR是将用户模块设置在用户密集区，利用光纤与交换机端局相连，使光纤更靠近用户，形成新的组网方式。,光接入网（OAN）,综上所述，采用ADSL技术的最大优势是不需要对现有的公众电信线路进行调整，只要求铜线达到一定标准就可以实施；光纤网技术虽然有较高的带宽并且技术成熟，但在短期内，由于投资大、回收期长，光纤网的铺设还难以大面积覆盖；无线接入技术前景看好，但还有一些技术问题有待解决。因此在实施的简易程度上，ADSL有较强的优势，便于大规模应用。可以预计，在未来的几年里，Internet接入网宽带技术应用将会形成上述四种技术中一种或两种技术应用为主，其它技术应用为辅的局面。,接入技术,