課件光接入網(wǎng)章

第2第2第7第8光接入無源光網(wǎng)絡基CATV和HFC接入技術2教學目的：通過本課教學目的：通過本課程的學習，使學生能夠?qū)尤刖W(wǎng)的基礎知識和各種光接入技術有較全面和深入的理解，為今后在光通信及相關領域進行相教學要求：掌握接入網(wǎng)和光接入網(wǎng)基礎知識，理解主流無源光網(wǎng)絡技術的特點，理解基于TM/T無源光網(wǎng)絡的特點、關鍵技術、協(xié)議和建模技術，了解和自由空間光通信技術3主要參考教無源光網(wǎng)絡技主要參考教無源光網(wǎng)絡技術，陳雪，2006，北京郵電大學BroadbandOpticalAccessNetworks，LeonidG.Kazovsky，2011JohnWiley&Sons,Inc．基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡，格倫?克雷默著，陳雪等譯，2007，北京郵電大學出版社BroadbandAccessnetworks,TechnologiesandDeployments，AbdallahShami,etal，2009，SpringerNext-GenerationFTTHPassiveOpticalNetworks，JosepPrat，2008，OpticalAccessNetworksandAdvancedPhotonicsTechnologiesandDeploymentStrategies,IoannisP.Chochliouros，2010，（美）4接入網(wǎng)概接入網(wǎng)的發(fā)展歷有線接入技無線接入技6接入網(wǎng)概主要基于電話業(yè)務的“傳統(tǒng)”電信網(wǎng)將全網(wǎng)劃分接入網(wǎng)概主要基于電話業(yè)務的“傳統(tǒng)”電信網(wǎng)將全網(wǎng)劃分公用電信網(wǎng)可分為長途網(wǎng)、中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)三接入網(wǎng)在傳統(tǒng)電信網(wǎng)中的7接入接入接入網(wǎng)的定ITU-TG.902接入網(wǎng)的定ITU-TG.902AccessNetwork(AN):Animplementationcomprisingthoseentities(suchascableplant,transmissionfacilities,etc.)whichprovidetherequiredtransportbearercapabilitiesfortheprovisionoftelecommunicationsservicesbetweenaServiceNodeInterface(SNI)andeachoftheassociatedUser-NetworkInterfaces(UNIs).AnAccessNetworkcanbeconfiguredandmanagedthroughaQ3interface.由業(yè)務節(jié)點接口（）和用戶網(wǎng)絡接口（UNI）之間的一系列傳送實體（包括線路系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)）組成的為傳送電信業(yè)務提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)，可經(jīng)由接口進行配置和管理。8用戶終端通過用戶網(wǎng)絡接口（UNI）接入網(wǎng)通過業(yè)務節(jié)點接口（SNI）連接到業(yè)務節(jié)點（SN）接入網(wǎng)通過Q3接口連接到電信管理網(wǎng)（TMN）電信管理網(wǎng)用戶終端通過用戶網(wǎng)絡接口（UNI）接入網(wǎng)通過業(yè)務節(jié)點接口（SNI）連接到業(yè)務節(jié)點（SN）接入網(wǎng)通過Q3接口連接到電信管理網(wǎng)（TMN）電信管理網(wǎng)業(yè)務9IP隨著Internet的發(fā)展，現(xiàn)有電信網(wǎng)越IP隨著Internet的發(fā)展，現(xiàn)有電信網(wǎng)越來越多地用于IP接入。新內(nèi)涵，增加了許多新功能。為此，ITU-SG13組提了描述IP接入網(wǎng)的Y.1231建議，并于2000年11建議Y.1231IP接入網(wǎng)的定義和參考模IP接入網(wǎng)的功能模型和可能的接Y.1231對IPIPIPIP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(wǎng)絡實體的實現(xiàn)。IP接入IP核心接IP接入IP核心接NT：網(wǎng)絡終IP接入網(wǎng)與用戶駐地網(wǎng)以及IP核心網(wǎng)之間的接口是參考點在某些IP網(wǎng)中，無法界定IP核心網(wǎng)與IP接入網(wǎng)。兩者不可分IPIPIPIPISDN基本速率接入ISDN基群速率接入ID接入14/20s）；D；無線接入、衛(wèi)星接入和移CableTV接入；各種LANIP5直接接入方PPP隧道方式 MPLS方式 由于nterne業(yè)務的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的電信接入網(wǎng)不再以支持電路業(yè)務為基本特征，而是向提供電話、數(shù)據(jù)由于nterne業(yè)務的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的電信接入網(wǎng)不再以支持電路業(yè)務為基本特征，而是向提供電話、數(shù)據(jù)（以業(yè)務為代表）和視頻業(yè)務的綜合接入方向發(fā)展；新建的以傳送IP業(yè)務為主的IP接入網(wǎng)也力圖向電信接入網(wǎng)“接入網(wǎng)”術語被用來泛指用戶與核心網(wǎng)中的城域網(wǎng)之間的由一系列傳輸實體（包括線路設施和傳輸接入設施）組成，為接入各類業(yè)務（電信業(yè)務和∕或IP業(yè)務）而提供所需的承載能力和接入能力，并且可以通過標準網(wǎng)管接口進行配置和管理的實施系統(tǒng)。接入網(wǎng)的特業(yè)接入網(wǎng)的特業(yè)務量密度低業(yè)務量分布為集中型要求成本低廉成本差異成本與業(yè)務量無關用戶需求多樣性運行環(huán)境差，維護量大覆蓋半徑較小核心接入電信電信高度分散使用使用工作在可控環(huán)工作在惡劣環(huán)現(xiàn)代新技術為原始老技術為技術技核心接入電信電信高度分散使用使用工作在可控環(huán)工作在惡劣環(huán)現(xiàn)代新技術為原始老技術為技術技術軟件硬件成本成本數(shù)字模擬接入網(wǎng)的發(fā)展歷1876年電話接入網(wǎng)的發(fā)展歷1876年電話機的發(fā)明，就產(chǎn)生了電話用戶環(huán)路，局用主配線雙絞線對和供電電源的發(fā)明，標志著用戶接入網(wǎng)基本形成，但當時的接入網(wǎng)就是雙絞線而已。接入網(wǎng)（又稱用戶接入網(wǎng)）的概念最早是由英國公司于1976～1977年，BT公司開展了一系列的組網(wǎng)試驗和推廣應用。1978年，BT正式向CCITT提出了接入網(wǎng)組網(wǎng)概197年，CCIT用遠端用戶集線器RS名稱對具備類似性能的設備進行了框架性描述，標志著接入網(wǎng)技術得到業(yè)界的認可。隨著數(shù)字程控交換機的大規(guī)模商用，RSC的概念發(fā)展為隨著數(shù)字程控交換機的大規(guī)模商用，RSC的概念發(fā)展為U（不具有本地交換功能的遠端模塊）、RM（具有本地交換功能的遠端交換模塊）。二十世紀八十年代后期，打破壟斷，開展競爭的發(fā)展趨勢，1995年7月，ITU-TSG13發(fā)布了關于接入網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)方面的建議G.902（FrameworkRecommendationonfunctionalaccessnetworks(AN)-Architectureandfunctions,accesstypes,managementandservicenode從技術上看，接入網(wǎng)技術發(fā)展最大飛躍是接入網(wǎng)的光纖化接入網(wǎng)通用物理參考模（交接箱）（分線接入網(wǎng)通用物理參考模（交接箱）（分線盒饋配引入接入接入網(wǎng)協(xié)議模型和功能模接入網(wǎng)的功能接入網(wǎng)協(xié)議模型和功能模接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)是以ITU-G.803該模型用于定義接入網(wǎng)中等同實體間的相互配合。接入承載能力要系統(tǒng)接入承載處理功能電路層通道層傳輸媒質(zhì)層接入接入網(wǎng)系統(tǒng)傳功用戶承載和控制功功接入接入網(wǎng)系統(tǒng)傳功用戶承載和控制功功接入5用戶端口功能接入5用戶端口功能Function），將特定的UNI適配到核心功能和系統(tǒng)管理功能。接入網(wǎng)支持不同的接入及需要特定功能的用戶網(wǎng)絡接口。業(yè)務端口功能（SPF，ServicePortFunction），將對特定SNI規(guī)定的要求適配到公共承載體，以便在核心功能中處理，并選擇相關的信息用于接入網(wǎng)的系統(tǒng)管理功能處理。核心功能（C，CoreFunction）位于UPF和SPF之間，將單個用戶端口承載體要求或業(yè)務端口承載體要求適配到公共承載體。傳送功能（T，TransportFunction），在接入網(wǎng)內(nèi)的不同位置之間為公共承載體的傳送提供通道，并對所用的相關傳輸媒質(zhì)進行媒質(zhì)適配。接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能（SMF，SystemManagementFunction）協(xié)調(diào)接入網(wǎng)中的UPF、SPF、CF和TF間的指配、操作和管理，還負責協(xié)調(diào)用戶終端（經(jīng)UNI）和業(yè)務節(jié)點（經(jīng)SNI）的功能操作。Y.1231模型中的接入網(wǎng)傳送功能與G.902所Y.1231模型中的接入網(wǎng)傳送功能與G.902所定義的傳送功IP多業(yè)務提供商的動使用PP協(xié)議的IP地址動態(tài)分配、網(wǎng)絡地址翻譯（NAT）；鑒權；加密計費以及與RADIUS服務器的交Y.1231未對IP接入網(wǎng)的接口與協(xié)接入網(wǎng)的接口與協(xié)用戶網(wǎng)絡接口電信管理網(wǎng)接口（Q3業(yè)務節(jié)點接口業(yè)務種類不同，業(yè)務種類不同，各種終端設備，造成各種各樣的用戶網(wǎng)絡Z接口（交換機與模擬用戶線的接口，用以提供模擬用戶線連接U接口（一種數(shù)字的用戶網(wǎng)絡接口，用來接入的ISDN用戶接入網(wǎng)是整個接入網(wǎng)是整個電信網(wǎng)的一個組成部分，接入網(wǎng)應該納入電接入網(wǎng)與TMN的接口為Q3實際組網(wǎng)應用中，對于早期不直接支持Q3接口的接入網(wǎng)，業(yè)務節(jié)點（N）是指獨立地提供某種業(yè)務的實體（設備與模塊），是一種可以提供各種交換型和／或永久型電信業(yè)務的網(wǎng)元。業(yè)務節(jié)點（N）是指獨立地提供某種業(yè)務的實體（設備與模塊），是一種可以提供各種交換型和／或永久型電信業(yè)務的網(wǎng)元。僅支持一種接入類可支持多種接入類型，但所有接入類型支持相同的接入承載能力可支持多種接入類型，但所有接入類型支持不同的接入承載能力V5接口是業(yè)務節(jié)點接口的一種，其處理的信令屬于共用戶信令范疇接口是專為接入網(wǎng)的發(fā)展而提出的本地交換機V5接口是業(yè)務節(jié)點接口的一種，其處理的信令屬于共用戶信令范疇接口是專為接入網(wǎng)的發(fā)展而提出的本地交換機和接入網(wǎng)之間的接口ITU-T于1994/1995年以加速程序通過了V5G.964——V5.1接口G.965——V5.2接口我國國內(nèi)標準為YDN020-1996和YDN021-1996V5LEANV5.1V5.2接口的優(yōu)點在于它是一個開放的接口，支持不同的入方式，提供綜合業(yè)務，降低了系統(tǒng)成本V5業(yè)務V5.1支持的業(yè)V5.2支持的業(yè)單個PSTN用戶接√√V5業(yè)務V5.1支持的業(yè)V5.2支持的業(yè)單個PSTN用戶接√√PABX√√ISDN基本接入√√ISDN基群速率接入√永久線路（PL）業(yè)√√半永久線路業(yè)√√V5.1V5.2V5.1V5.2物理12048kbit/s1～V5.1V5.2V5.1V5.2物理12048kbit/s1～16個2048kbit/s集線固定時隙分配，無動態(tài)時隙分配，有保護無保保護通信（C）通所支持的ISDN僅支2B+D協(xié)V5V5OSI物理層：每個kbit/s接口鏈路V5V5OSI物理層：每個kbit/s接口鏈路的電氣和物理特性應符合G.703，功能和規(guī)程符合和G.706數(shù)據(jù)鏈路層：也稱LAPV5，僅對通信通路（C）而封裝功能子層（LADV5-數(shù)據(jù)鏈路子層（LAPV5-網(wǎng)絡層：提供協(xié)議處理功V5PSTN控制協(xié)議鏈路VB5VB5ATMITU-TVB5VB5ATMITU-T建議G.967規(guī)定。VB5B-ISDN接入，V5.1、V5.2接入和非B-與窄帶接入網(wǎng)V5.1、相對應，VB5VB5.1VB5.2VB5.1是VB5.2的子集，VB5.2相對于VB5.1增加了B-VB5VB5接口作為寬帶接入網(wǎng)的SNI，按照ITU-T的VB5VB5接口作為寬帶接入網(wǎng)的SNI，按照ITU-T的B-ISDN體的業(yè)務接入接口支持B-ISDN以及非B-ISDN用戶接入用戶側(cè)的UNI應是ATM信元格式接口。UNI速率有2Mbit/s25Mbit/s51Mbit/s155Mbit/s和622Mbit/s如果為非B-ISDN的UNI，則需要加入適配功能變換成標VB5接入接V5或V5或窄帶用戶接窄接 功能本地交VB5接入接V5或V5或窄帶用戶接窄接 功能本地交換CE2：2Mbit/s電路仿功VB5VB5接口的VB5VB5接口的提出是為了解決接入網(wǎng)支持寬帶包括窄帶各種許多國家開展了VB5接口應用于寬帶接入網(wǎng)（包括APON）VB5接口技術上以ATM為基礎，但目前ATM已退出桌面有線接入技接入網(wǎng)大致有線接入技接入網(wǎng)大致可以分為三大類有線接入無線接入銅纜xDSL銅纜xDSL光纖銅纜混合網(wǎng)（HFC）＋電纜調(diào)制器光纖xPON主流有線接入技ADSL非對稱數(shù)字用戶線（SL）是一種非對稱（上行速率低，下行速率高）主流有線接入技ADSL非對稱數(shù)字用戶線（SL）是一種非對稱（上行速率低，下行速率高）的L技術。系統(tǒng)采用頻分復用，在雙絞線上同時傳輸普通電話業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務。ADSLG.992.1——全速率G.992.5——ADSL采用離散多音頻（DMT）（CAP）調(diào)制技術，調(diào)制效率HFC＋CableModem的雙向HFCHFC＋CableModem的雙向HFCModem（）進行雙向改造，在提供CAV業(yè)務的同時還可提供Inerne接入業(yè)務的一項接入技術。由于C的雙向化已成為有線電視的主流技術，因此目前的C就是指雙向C。HFC在頭端引出的主干段采用光纜，在用戶引入段則采5～65MHz：5～65MHz：上行回傳信號頻段，比電視信號電平低88～108MHz：調(diào)頻廣播及數(shù)字單頻廣播，比電視信號電平低108～111MHz：下行指令、監(jiān)控報警，比電視信號電平低111～550MHz：模擬電視462～470MHz：下行指令，如收費尋址，比電視信號電平低550～862MHz：數(shù)字廣播及下行數(shù)據(jù)傳送，同樣低10dB；；；雙向HFC∕HFC+CableModem雙向HFC∕HFC+CableModem無源光網(wǎng)絡（PON）是特指應用于接入網(wǎng)，其局端和用（ODN）PON樹形、總線無源光網(wǎng)絡（PON）是特指應用于接入網(wǎng)，其局端和用（ODN）PON樹形、總線形、環(huán)形、環(huán)樹混合形等PONPN的研究始于20世紀90年代初，20世紀9年代中期成為熱點技術，進入2世紀后開始步入大規(guī)模應用。1995年5月，ITU-G.9821998年10月，APON的第一個標準G.983.12004年6月，EPON的第一個標準IEEE802.3ah正式頒2003年到2004年間，ITU-T陸續(xù)發(fā)布了GPON的系列標準G.984.x2009年9月，10GEPON標準802.3avGPON標準也于2010年6出臺樹形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)是PON的典型應環(huán)－樹混合形可以有效提高1.9無線接入1.9無線接入3.5G本地多點分配業(yè)務IEEE本地多點分配業(yè)務系本地多點分配業(yè)務系統(tǒng)（LMDS）最初是作為一種利用無超高頻波段發(fā)送電視節(jié)目的業(yè)務，現(xiàn)作為毫米波寬帶無線接入技術，可提供高帶寬和雙向數(shù)據(jù)、話音及視頻業(yè)務，速率最高可達155Mbp。LD工作在～0頻段，覆蓋范圍～5，受雨