2023學(xué)年完整公開(kāi)課版接入網(wǎng)概述

第一章

接入網(wǎng)概述李瀅瀅課程說(shuō)明課程性質(zhì)：限選課學(xué)時(shí)：48學(xué)分：2.0考核要求：1.期末考試占總成績(jī)的50%。2.作業(yè)占總成績(jī)的10%。3.出勤占總成績(jī)的10%。4.實(shí)驗(yàn)占30%知識(shí)結(jié)構(gòu)通信基礎(chǔ)理論光纖通信交換技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信本課程特點(diǎn)：知識(shí)結(jié)構(gòu)新知識(shí)覆蓋面寬、應(yīng)用廣、實(shí)用性強(qiáng)一門的重要專業(yè)課課程內(nèi)容新英文縮寫多（要記憶相關(guān)名稱）教材：《寬帶接入技術(shù)》張喜云主編西安電子科技大學(xué)出版社2009.2出版參考書：

1.《接入網(wǎng)與接入網(wǎng)技術(shù)》李征等編著清華大學(xué)出版社2003.1出版

2.《接入網(wǎng)技術(shù)與系統(tǒng)》李轉(zhuǎn)年等編著北京郵電大學(xué)出版社2003出版本章內(nèi)容電信網(wǎng)與接入網(wǎng)

接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)技術(shù)類型接入網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)Question讓我們重新審視我們的電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。我們究竟是如何上網(wǎng)的？整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)如何？網(wǎng)絡(luò)的組成圖2-11寬帶IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中國(guó)骨干網(wǎng)CHINANET外，CERNET，CSTNET，CHINAGBN，合起來(lái)稱為中國(guó)四大骨干網(wǎng)。中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CHINANET）中國(guó)教育與科研網(wǎng)（CERNET）中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNET）中國(guó)金橋信息網(wǎng)（CHINAGBN）核心層中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)核心層由北京、上海、廣州、沈陽(yáng)、南京、武漢、成都、西安，8個(gè)城市的核心節(jié)點(diǎn)組成。以上述8個(gè)核心節(jié)點(diǎn)為中心劃分為8個(gè)大區(qū)網(wǎng)絡(luò)，這8個(gè)大區(qū)網(wǎng)共同構(gòu)成了大區(qū)層。每個(gè)大區(qū)設(shè)兩個(gè)大區(qū)出口，大區(qū)內(nèi)其它非出口節(jié)點(diǎn)分別與兩個(gè)出口相連。省節(jié)點(diǎn)城市為：天津石家莊呼和浩特太原蘭州西寧烏魯木齊銀川昆明貴陽(yáng)拉薩杭州福州南昌濟(jì)南合肥鄭州長(zhǎng)沙南寧?？陂L(zhǎng)春哈爾濱大區(qū)層主要提供大區(qū)內(nèi)的信息交換以及接入網(wǎng)接入chinanet的信息通路。大區(qū)之間通信必須經(jīng)過(guò)核心層。電信網(wǎng)的基本組成2接入網(wǎng)概述2.1接入網(wǎng)的基本概念I(lǐng)TU-T在G.902建議定義：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（包括線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）組成，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，可經(jīng)由Q3接口配置和管理。簡(jiǎn)單理解：接入網(wǎng)是運(yùn)營(yíng)商“最后一公里”的設(shè)備和系統(tǒng)。注意：“一公里”是一種形象的稱呼，并非實(shí)際距離為一公里。圖1-10接入網(wǎng)的定界2.2接入網(wǎng)的接口

接入網(wǎng)的接口實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)的多層協(xié)議，支持各種類型業(yè)務(wù)接入到核心網(wǎng)。

3種主要接口：用戶—網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和Q3管理接口。UNI—用戶側(cè)，支持各種業(yè)務(wù)的接入。如POTS模擬電話、ISDN、模擬租用線、E1數(shù)字中繼、V.35、V2.4接口（DDN)、CATV(RF)接口SNI—業(yè)務(wù)側(cè)，為不同用戶提供相應(yīng)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口。有模擬Z接口、數(shù)字V接口。V5接口是數(shù)字用戶接口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。Q3—是電信管理網(wǎng)（TMN)與電信各部分的標(biāo)準(zhǔn)接口。UNIUNI：用戶網(wǎng)絡(luò)接口連接用戶與接入網(wǎng)之間的接口類型：獨(dú)立UNI和共享UNI特點(diǎn)：一個(gè)UNI只能對(duì)應(yīng)一個(gè)SNI一個(gè)AN可以有多個(gè)UNI獨(dú)立的UNI，只支持一個(gè)用戶端口功能，只能對(duì)應(yīng)一個(gè)SNI，對(duì)應(yīng)一個(gè)SN共享的UNI，可支持多個(gè)用戶端口功能UPF：用戶端口功能SPF：業(yè)務(wù)端口功能VP：虛通路

圖1-14共享式UNISNISNI:業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（Servicenodeinterface)接口類型：

Z接口、V接口。V5接口業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)SN業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體（如對(duì)交換業(yè)務(wù)，SN提供接入呼叫和連接控制信令、接入連接及資源處理）SN具有三種類型一種專用的接入類型多種、同樣的接入承載能力規(guī)范的接入類型支持、不同的接入承載能力規(guī)范的接入類型Q3連接電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)其他部分的標(biāo)準(zhǔn)接口電信管理網(wǎng)通過(guò)Q3接口實(shí)施對(duì)接入網(wǎng)的管理與協(xié)調(diào)用戶端口功能的管理運(yùn)送功能的管理業(yè)務(wù)端口功能的管理 G.902定義的接入網(wǎng)主要是PSTN接入網(wǎng)。 由3個(gè)接口定界，用戶通過(guò)UNI連接到接入網(wǎng)；接入網(wǎng)通過(guò)SNI連接到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)；通過(guò)Q3接口連接到電信管理網(wǎng)（TMN）上。2.3接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu) 接入網(wǎng)具有用戶接口功能（UPF）、業(yè)務(wù)接口功能（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）等5大功能。圖1-11接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)用戶接口功能組用戶接口功能：將UNI要求與特定的核心功能和管理功能相適配。業(yè)務(wù)接口功能：將SNI的要求與公用承載通路相適配，以便核心功能處理。核心功能：負(fù)責(zé)個(gè)別用戶和業(yè)務(wù)接口承載通路的要求與公用承載通路相適配。主要有信令和分組信息復(fù)用。用戶接口功能組傳送功能：為接入網(wǎng)不同地點(diǎn)之間公用承載通路。主要有復(fù)用功能，交叉連接功能，物理媒質(zhì)功能，管理功能。系統(tǒng)管理功能，對(duì)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行管理，如指配，操作和維護(hù)等。主要有，配置和控制，業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)，信息收集，時(shí)限管理，故障檢測(cè)，安全控制等。接入網(wǎng)與核心網(wǎng)的區(qū)別（1）接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化大、網(wǎng)徑大小不一，而核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，規(guī)模大，適應(yīng)新業(yè)務(wù)功能強(qiáng)。（2）接入網(wǎng)支持各種不同的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的接入，而核心網(wǎng)的主要作用是比特的傳送。接入網(wǎng)與核心網(wǎng)的區(qū)別（3）接入網(wǎng)技術(shù)可選擇性大、組網(wǎng)靈活，可選擇多種技術(shù)，如銅線接入，光纖接入，而核心網(wǎng)主要是以光纖通信技術(shù)為主。（4）接入網(wǎng)成本與用戶距離有關(guān)、與業(yè)務(wù)量基本無(wú)關(guān)，而核心網(wǎng)總成本對(duì)業(yè)務(wù)量很敏感。3接入網(wǎng)分類通信設(shè)備：集線器、交換機(jī)、路由器、ADSLModem，包括程控交換機(jī)等通信線路：雙絞線、電話線、光纖、無(wú)線電波等雙絞線五類線(UTP和STP)光纖同軸電纜無(wú)線接入3.1接入網(wǎng)的技術(shù)類型

接入網(wǎng)的技術(shù)可以分為有線接入和無(wú)線接入兩類。3.1.1有線接入網(wǎng)1．銅線接入網(wǎng) 采用普通電話線（雙絞銅線）作為傳輸介質(zhì)，銅線接入技術(shù)包括線對(duì)增容技術(shù)和數(shù)字用戶線（xDSL）技術(shù)。

ADSL是目前得到普遍應(yīng)用的xDSL技術(shù)之一。圖1-16ADSL接入示意圖2．光纖接入網(wǎng) 光纖接入網(wǎng)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，利用光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）提供用戶側(cè)接口。

圖1-17光纖接入網(wǎng)示意圖

根據(jù)ONU放設(shè)的位置不同，可分為光纖到大樓（FTTB）、光纖到路邊（FTTC）或光纖到小區(qū)（FTTZ）、光纖到戶（FTTH）或光纖到辦公室（FTTO）。3．HFC接入網(wǎng) 混合光纖同軸電纜（HFC）接入網(wǎng)采用光纖和同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，是電信網(wǎng)和有線電視（CATV）網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物。圖1-18HFC接入網(wǎng)示意圖

采用FTTC+HFC的組網(wǎng)方式，可以提供交互式數(shù)字視頻（SDV）。3.1.2無(wú)線接入網(wǎng)無(wú)線實(shí)施系統(tǒng)。全部或部分地替代有線接入網(wǎng)，具有組網(wǎng)靈活、使用方便和成本較低等特點(diǎn)。無(wú)線傳輸通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)。圖1-20無(wú)線接入網(wǎng)示意圖移動(dòng)無(wú)線接入網(wǎng)

移動(dòng)無(wú)線接入是指用戶終端處于可移動(dòng)情況下的無(wú)線接入方式。寬帶移動(dòng)無(wú)線接入：第四代移動(dòng)通信技術(shù)，即4G技術(shù)

無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN），wifi

藍(lán)牙（Bluetooth）、紅外線等4接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定義：

組成網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)某種連接方式互連后形成的總體物理形態(tài)或邏輯形態(tài)，稱為物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 電信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)形式：

網(wǎng)型網(wǎng)、星型網(wǎng)、復(fù)合型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)和樹(shù)型網(wǎng)。

圖1-15電信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

通信網(wǎng)類型

性能項(xiàng)目網(wǎng)型網(wǎng)星型網(wǎng)復(fù)合型網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)總線型網(wǎng)樹(shù)型網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性差好較好好較好較好穩(wěn)定性好差較好較好較差較差擴(kuò)展性較好好較好差很好較好對(duì)節(jié)點(diǎn)要求高高較高較高低較高L與NL=N(N?1)/LL=N?1L=NL=N+1表1-3 不同結(jié)構(gòu)類型電信網(wǎng)的主要性能比較表中：L為鏈路數(shù)，N為節(jié)點(diǎn)數(shù)。P164.1有線接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．銅線接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以網(wǎng)型、星型、復(fù)合型為主2．光纖接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 以總線型、星型、環(huán)型、樹(shù)型作為其基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3．HFC接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 以樹(shù)型為主。4.2無(wú)線接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 兩類：無(wú)中心拓?fù)浠驅(qū)Φ仁酵負(fù)洹⒂兄行耐負(fù)洹?/p>

無(wú)線接入網(wǎng)的接入覆蓋模式主要有宏區(qū)、小區(qū)、微區(qū)、微微區(qū)4種。5接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)路集中高效、優(yōu)化和簡(jiǎn)化，是現(xiàn)代電信網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。

人們對(duì)通信服務(wù)的種類要求越來(lái)越多，而且質(zhì)量要求越來(lái)越高。

電信將面臨著來(lái)自國(guó)內(nèi)外的劇烈競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)，這種競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)的主要焦點(diǎn)將直接反映在接入網(wǎng)的發(fā)展水平和技術(shù)速度上，反映在多媒體業(yè)務(wù)的綜合接入上。

為什么要發(fā)展接入網(wǎng)技術(shù)引入接入網(wǎng)的目的是為了突破傳統(tǒng)用戶環(huán)路在整個(gè)電信網(wǎng)中的瓶頸效應(yīng)。目前核心網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了信息的寬帶高速傳輸，然而用戶環(huán)路的帶寬卻很窄，一般一個(gè)模擬話路的帶寬為4kHz，限制了整個(gè)電信網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳輸。SLUTESNANUTESN5.1接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)接入網(wǎng)的誕生：1970s目的：改變專屬設(shè)施，降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和更新成本英國(guó)電訊BT：提出概念、組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行推廣國(guó)際電聯(lián)(CCITT/ITU-T)強(qiáng)有力地介入、推動(dòng)接入網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)的確定電信接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)：ITU-TG.902-1995IP接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)： ITU-TY.1231-2000寬帶接入技術(shù)的興起電纜電視接入：CM電話線接入：xDSL以太網(wǎng)接入：10/100/1000M、專門的接入標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線接入：WLAN、WMAN、WWAN寬帶化從業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，高帶寬的消耗業(yè)務(wù)逐步涌現(xiàn)，帶寬提速成為迫切需求，每用戶至少需要10Mbit/s帶寬。但是，帶寬永遠(yuǎn)沒(méi)有夠的時(shí)候。業(yè)務(wù)綜合化基于各種傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的業(yè)務(wù)接入逐步走向融合，要求在一個(gè)接入網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)專線/VPN、StreamVideo/VOD、Videophone/VoIP、HSIA（高速互聯(lián)網(wǎng)接入）等；這不僅要求接入網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)各種接入技術(shù)，更需要一個(gè)有機(jī)的平臺(tái)能夠很好地承載各類業(yè)務(wù)，并保證業(yè)務(wù)質(zhì)量。無(wú)線化及移動(dòng)化無(wú)線及移動(dòng)提供了接入方便性。根據(jù)場(chǎng)合的不同，對(duì)無(wú)線/移動(dòng)的技術(shù)要求也不同，相應(yīng)技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)的支持能力也不同。WiMAX成為最新的熱門話題。光纖化——引入FTTH的必然性隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，合理的發(fā)展是：將光纖繼續(xù)線接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，最終實(shí)現(xiàn)光纖到用戶！——FTTHFTTH實(shí)現(xiàn)有一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，如從FTTC→FTTB→FTTH。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)，由電話網(wǎng)傳送，采用直接接續(xù)通話的電路交換方式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，由數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式電視業(yè)務(wù)，由電視網(wǎng)傳送，采用寬帶交換方式三網(wǎng)融合從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法規(guī)等因素共同推動(dòng)傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)——話音、視頻和數(shù)據(jù)網(wǎng)逐漸融合為一個(gè)統(tǒng)一的、提供高速（吉比特）信息傳輸能力的新的網(wǎng)絡(luò)——寬帶通信網(wǎng)DataVideoVoiceDataVideoVoice通信網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)支持全業(yè)務(wù)綜合接入三網(wǎng)融合推廣方案2015年8月25日，《三網(wǎng)融合推廣方案》已經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，將廣電、電信業(yè)務(wù)雙向進(jìn)入擴(kuò)大到全國(guó)范圍，并實(shí)質(zhì)性開(kāi)展工作。TopwayCERNETPSTNCisco2511路由器…圖例1000Base-LX/LH(單模12芯）1000Base-SX（6芯）100Base-FX（6芯）100Base-TX（朗訊6類雙絞線）WAN-LINKMISServer教學(xué)大樓工業(yè)中心圖書館Internet接入遠(yuǎn)程撥號(hào)訪問(wèn)學(xué)生宿舍樓信息中心Catalyst2912MF-XL交換機(jī)Cisco7206路由器Catalyst6509交換機(jī)Catalyst2948GCatalyst2948G交換機(jī)Catalyst2948GCatalyst6509交換機(jī)LS-3016聯(lián)想LS-3016聯(lián)想LS-3016聯(lián)想聯(lián)想LS-3016交換機(jī)聯(lián)想LS-3016交換機(jī)聯(lián)想LS-3016交換機(jī)Catal