NGI-第7章+接入網(wǎng)技術(shù).ppt

1、第7章 寬帶接入網(wǎng),7.1 接入網(wǎng)概述 7.2 xDSL寬帶接入 7.3 光纖接入 7.4 混合光纖同軸網(wǎng)HFC 7.5 寬帶無線接入 習(xí)題,圖7.1 接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置,7.1 接入網(wǎng)概述,接入網(wǎng)在傳統(tǒng)電信網(wǎng)上被稱為用戶環(huán)路，以銅雙絞線為主，只能解決電話或低速數(shù)據(jù)的接入，其特點是業(yè)務(wù)單一，用戶到本地交換機點到點連接?，F(xiàn)代接入技術(shù)應(yīng)是獨立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺，對上層所有業(yè)務(wù)流實施都透明傳送，呈現(xiàn)多元化的基本特征。 接入技術(shù)可以分為有線接入技術(shù)和無線接入技術(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Cable Modem及寬帶無線等接入方式，而

2、ADSL和光纖兩種接入方式占了90%以上。,7.1.1 接入網(wǎng)的基本概念,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)點接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成的傳送承載實施系統(tǒng)，并可通過Q3接口進行配置和管理。它通常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。主要功能包括交叉連接、復(fù)用、傳輸，但一般不包括交換功能，并且獨立于交換機。另外接入網(wǎng)對用戶信令是透明的，不做解釋和處理，相應(yīng)的信令處理由SN完成。ITU-T接入網(wǎng)的主要設(shè)計目標如下： (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，成為一種獨立于具

3、體業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)接入平臺，以支持綜合業(yè)務(wù)接入。 (2) 開放、標準化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準化的開放接口。,7.1.1 接入網(wǎng)的基本概念,7.1 接入網(wǎng)概述,圖7.2 接入網(wǎng)的定界,2接入網(wǎng)的定界 接入網(wǎng)覆蓋的范圍由三個接口界定，如圖7.2所示。網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(SN)相連,用戶側(cè)經(jīng)UNI接口與用戶駐地設(shè)備(CPE)相連，CPE可以是簡單的一個終端，也可以是一個復(fù)雜的局域網(wǎng)或其他任意的用戶專用網(wǎng)。TMN側(cè)可通過標準管理接口Q3對接入網(wǎng)設(shè)備進行配置和管理。SN是提供業(yè)務(wù)的實體，如本地交換機、IP路由器、租用線業(yè)務(wù)節(jié)點或特定配置的視頻點播

4、 (VOD)等。,7.1.1 接入網(wǎng)的基本概念-接入網(wǎng)的定界,7.1 接入網(wǎng)概述,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7.3為接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu)。,圖7.3 接入網(wǎng)的一般物理結(jié)構(gòu),7.1.1 接入網(wǎng)的基本概念-接入網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu),7.1 接入網(wǎng)概述,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7.4所示。,圖7.4 接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu),7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,7.1 接入網(wǎng)概述,1) 用戶口功能 用戶口功能的主要作用是將

5、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，也負責選擇有關(guān)的信息以便在AN-SMF中進行處理，主要功能有：終結(jié)SNI功能、將承載通路的需要和即時的管理及操作需要映射進核心的功能、對特定的SNI所需的協(xié)議進行協(xié)議映射，以及SNI的測試。,7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,7.1 接入網(wǎng)概述,3) 核心功能 核心功能的主要作用是負責將個別用戶承載通路或業(yè)務(wù)口承載通路的要求與公用傳

6、送承載通路相適配。核心功能可以在接入網(wǎng)內(nèi)分配，具體包括：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。,7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,7.1 接入網(wǎng)概述,5) 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，也負責協(xié)調(diào)用戶終端(經(jīng)UNI)和業(yè)務(wù)節(jié)點(經(jīng)SNI)的操作功能, 主要功能有：配置和控制功能

7、、指配協(xié)調(diào)功能、故障監(jiān)測和指示功能、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UPF和SN協(xié)調(diào)的即時管理和操作功能。,7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,7.1 接入網(wǎng)概述,圖7.5 接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型,7.1 接入網(wǎng)概述,7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,2接入網(wǎng)的參考模型 接入網(wǎng)分層模型則定義了構(gòu)成接入網(wǎng)的各實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7.5所示。,電路層：面向電路層接入點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

8、他類型的通道。 傳輸媒介層：則與具體的傳輸媒介相關(guān)，相當于OSI的物理層，它可以是銅線系統(tǒng)(xDSL)、光纖接入系統(tǒng)、無線接入系統(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。,7.1 接入網(wǎng)概述,7.1.2 主要功能和協(xié)議參考模型,接入網(wǎng)有三種主要接口，即業(yè)務(wù)節(jié)點接口、用戶網(wǎng)絡(luò)接口和維護管理接口等。 1業(yè)務(wù)節(jié)點接口(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，Z接口對應(yīng)于UNI的

9、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接口有V1-V4，其中V1、V3和4僅用于N-ISDN，V2接口雖然可以連接本地或遠端的數(shù)字通信業(yè)務(wù)，但在具體的使用中其通路類型、通路分配方式和信令規(guī)范也難以達到標準化程度，影響了應(yīng)用的經(jīng)濟性。支持綜合接入的標準化接口目前有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。,7.1 接入網(wǎng)概述,7.1.3 接入網(wǎng)的主要接口,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

10、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。用戶終端可以是計算機、普通電話機或其他電信終端設(shè)備。用戶駐地網(wǎng)可以是局域網(wǎng)或其他任何專用通信網(wǎng)。 3維護管理接口(Q3) 維護管理接口是電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)各部分的標準接口。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管理功能的實施。,7.1.3 接入網(wǎng)的主要接口,7.1 接入網(wǎng)概述,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)和寬帶無線接入網(wǎng)兩大類。 1. 寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù) 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)) 光纖接入網(wǎng)技術(shù)等。 2.寬帶無線

11、接入網(wǎng)技術(shù) 固定無線接入 LMDS等。,7.1.4 接入網(wǎng)的分類,7.1 接入網(wǎng)概述,接入網(wǎng)的分類,7.2 xDSL寬帶接入,1背景 到目前為止，全球電信運營商的用戶有90%以上仍然是通過雙絞線接入電信網(wǎng)的，這部分的總投資達數(shù)千億美元。在光纖到戶短期內(nèi)還無法真正實現(xiàn)的情況下，開發(fā)基于雙絞線的寬帶接入技術(shù)，既可以延長雙絞線的壽命，又可以降低接入成本，對電信運營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)電信運營商從銅線接入到寬帶光纖接入的首選過渡技術(shù)。,7.2.1 xDSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶

12、接入,數(shù)字用戶線路（Digital Subscriber Line，DSL）技術(shù)是基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)。它可在一根銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，其中數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換設(shè)備，并且不需要撥號，屬于一直在線的專線上網(wǎng)方式。 DSL有許多模式，如 ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等，通常把所有的DSL技術(shù)統(tǒng)稱為xDSL。按數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳稀⑾滦袀鬏斔俾实南嗤筒煌?，DSL有對稱和非對稱傳輸兩種模式。 1對稱（Symmetrical）DSL技術(shù) 對稱DSL技術(shù)中上、下行雙向傳輸速率相同，代表有HDSL、SDSL等，主要用于替代傳統(tǒng)的T1/E1接入技術(shù)，與T1/E1技術(shù)相比，對稱DSL技

13、術(shù)具有對線路質(zhì)量要求低，安裝調(diào)試簡單等特點。,7.2.1 xDSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入,HDSL（高比特率用戶數(shù)字線）：采用兩對或三對雙絞線提供全雙工數(shù)據(jù)傳輸，支持n64Kb/s（n=1，2，3，）各種速率，較高的速率可達T1的1.544Mb/s或E1的2.048Mb/s，傳輸距離可達35km，技術(shù)上比較成熟，已經(jīng)在視頻會議、遠程教學(xué)、移動電話基站連接等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。這種技術(shù)的缺點是目前還不能傳輸2.048Mb/s以上的信息，傳輸距離限于610km以內(nèi)。 SDSL（單線路用戶數(shù)字線）：在單一的雙絞線上支持多種對稱速率到T1/E1的連接，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)流量，選擇最經(jīng)濟合

14、適的速率。在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離可達3km以上，能夠支持各種要求上、下行通信速率一致的應(yīng)用，如電視會議和聯(lián)合計算等。SDSL標準目前還處于發(fā)展中。,7.2.1 xDSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入,2非對稱（Asymmetrical）DSL技術(shù) 非對稱DSL技術(shù)的上、下行傳輸速率不同，主要有ADSL、RADSL、VDSL等。適用于對雙向帶寬要求不一樣的應(yīng)用，如Web瀏覽、多媒體點播、信息發(fā)布等，因此適用于Internet接入、VOD視頻點播等。 ADSL（非對稱用戶線）是目前業(yè)界討論最熱烈的DSL技術(shù)。 RADSL（速率自適應(yīng)用戶數(shù)字線）支持同步和非同步傳輸方式，下行速率從6

15、40Kb/s12Mb/s，上行速率從128Kb/s1Mb/s，也支持數(shù)據(jù)和語音同時傳輸，具有速率自適應(yīng)的特點，可動態(tài)調(diào)整用戶的訪問速度。RADSL特別適用于線路質(zhì)量千差萬別的農(nóng)村、山區(qū)等地區(qū)，且不畏懼下雨、高溫等反常天氣。,7.2.1 xDSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入, VDSL（甚高比特率數(shù)字用戶線）可在較短的距離上獲得極高的傳輸速率，是各種DSL技術(shù)中速度最快的一種。在一對雙絞銅線上，VDSL的下行速率可以擴展到52Mb/s，上行速率允許l.52.3Mb/s，但傳輸距離只有3001000m。當下行速率降至13Mb/s時，傳送距離可達到1.5km以上，此時上行速率為1.62.3Mb

16、/s左右。不過，傳輸距離的縮短，會使碼間干擾大大減少，數(shù)字信號處理就大為簡化，所以其設(shè)備成本要比ADSL低。 xDSL技術(shù)可以把多種格式的數(shù)據(jù)、話音和視頻信號通過銅線從局端傳給遠端用戶，可以支持高速Internet/Intranet訪問、在線業(yè)務(wù)、視頻點播、電視信號傳送、交互式娛樂等，適用于企事業(yè)單位、家庭、消費市場和校園等。,7.2.1 xDSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入,ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line）是一種非對稱DSL技術(shù)，可在現(xiàn)有任意雙絞線上傳輸，誤碼率低。 上行速率512Kb/s1Mb/s，下行速率18Mb/s； 有效傳輸距

17、離在35km左右； 在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，進行4KHz的語音傳輸。 ADSL標準有兩種，即G.DMT和G.Lite。 G.DMT是全速率標準，支持下、上行速率8Mb/s及1.5Mb/s，用戶端要安裝POTS分離器，較適用于小型辦公室（SOHO）， G.Lite標準速率較低，下、上行速率為1.5Mb/s和512Kb/s，省去POTS分離器，成本較低且便于安裝，適用于普通家庭。,7.2.2 ADSL接入技術(shù),圖7.9 ADSL頻譜安排參考方案,1工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?ADSL采用FDM技術(shù)，把整個線路的帶寬劃分為三個通道： 上行信道頻帶為25138 kHz，用于發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信息； 下行信道頻帶

18、為1381104 kHz； 傳統(tǒng)話音仍然占用20 kHz以下的低頻段。 ADSL利用雙絞線的空閑頻帶，實現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)通信，如圖7.9所示。,7.2.2 ADSL接入技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入,目前被廣泛采用的ADSL調(diào)制技術(shù)有3種： 無載波幅度-相位調(diào)制(Carrierless Amplitude-Phase modulation, CAP) 離散多音復(fù)用 (Discrete MultiTone, DMT) 離散小波多音復(fù)用 (Discrete Wavelet MultiTone, DWMT) 其中DMT技術(shù)已被正式采納為國際標準。 目前還有一種稱為G.lite的標準，下行/上行速率分別為

19、1.5Mbit/s和384kbit/s，用戶端設(shè)備非常簡單，適用于家庭用戶。,7.2.2 ADSL接入技術(shù) 編碼技術(shù),7.2 xDSL寬帶接入,圖7.10 ADSL系統(tǒng)接入?yún)⒖寄Ｐ?7.2.2 ADSL接入技術(shù)-接入?yún)⒖寄Ｐ?7.2 xDSL寬帶接入,如圖7.10所示，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(DSL Access Multiplexer，DSLAM)、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 信號的復(fù)用，并與骨干網(wǎng)相連。話音分離器是無源器件，停電期間普通電話可照樣工作，它由高

20、通和低通濾波器組成，其作用是將ADSL頻帶信號與話音頻帶信號合路與分路。這樣，ADSL的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與話音業(yè)務(wù)就可以互不干擾。,7.2.2 ADSL接入技術(shù)-接入?yún)⒖寄Ｐ?7.2 xDSL寬帶接入,2應(yīng)用領(lǐng)域及缺點 現(xiàn)在ADSL的應(yīng)用領(lǐng)域主要是個人住宅用戶的Internet接入，也可用于遠端LAN、小型辦公室/企業(yè)Internet接入等。 其主要的缺點是： (1) 較低的傳輸速率限制了高等級流媒體應(yīng)用和HDTV等業(yè)務(wù)。 (2) 非對稱特性不適于要求數(shù)據(jù)流收發(fā)對稱的企事業(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。,7.2.2 ADSL接入技

21、術(shù)-接入?yún)⒖寄Ｐ?7.2 xDSL寬帶接入,表7-3 幾種常見數(shù)字用戶線技術(shù)的性能,表7.1 xDSL與ADSL的比較,3ADSL與其他xDSL技術(shù)的比較,7.2.2 ADSL接入技術(shù)-比較,7.2 xDSL寬帶接入,1.簡介 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)。 光纖接入網(wǎng)的產(chǎn)生，一方面是由于互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展催生了市場迫切的寬帶需求，另一方面得益于光纖技術(shù)的成熟和設(shè)備成

22、本的下降，這些因素使得光纖技術(shù)的應(yīng)用從廣域網(wǎng)延伸到接入網(wǎng)成為可能，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)和標準化的重點，并將成為未來接入網(wǎng)的核心技術(shù)。,7.3.1 基本概念,7.3 光纖接入網(wǎng),7.3.1 光纖接入網(wǎng)-接入實例,7.3 光纖接入網(wǎng),2.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7.11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等功能，實現(xiàn)接入網(wǎng)到SN的連接。 ONU：具有光電轉(zhuǎn)換、復(fù)用等功能，實現(xiàn)與用戶端設(shè)備的連接。 ODN：具有光功率分配、復(fù)用/

23、分路、濾波等功能，它為OLT和ONU提供傳輸手段。,7.3.1 基本概念,7.3 光纖接入網(wǎng),圖7.11 光纖接入網(wǎng)的參考配置,7.3.1 基本概念-參考配置,7.3 光纖接入網(wǎng),3.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)(Active Optical Network，AON)和無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)。 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)主要用于長途骨干傳送網(wǎng)。 無源光網(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

24、源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。但在光纖接入網(wǎng)中，OLT及ONU仍是有源的。由于PON具有可避免電磁和雷電影響，設(shè)備投資和維護成本低的優(yōu)點，在接入網(wǎng)中很受歡迎。圖7.12所示是PON的一般結(jié)構(gòu)。,7.3.1 基本概念-光纖接入網(wǎng)的類型,7.3 光纖接入網(wǎng),圖7.12 PON的接入結(jié)構(gòu),7.3.1 基本概念-光纖接入網(wǎng)的類型,7.3 光纖接入網(wǎng),4. 光纖接入網(wǎng)的特點 光纖接入網(wǎng)具有容量大，損耗低，防電磁能力強等優(yōu)點，隨著技術(shù)的進步，其成本最終可以肯定也會低于銅線接入技術(shù)。但就目前而言，成本仍然是主要障礙，因此在光纖接入網(wǎng)實現(xiàn)中，ODN設(shè)備主要采用無源光器件，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要采用點到多點方式，

25、具體的實現(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。,7.3.1 基本概念-光纖接入網(wǎng)的特點,7.3 光纖接入網(wǎng),1.簡介 ATM與PON技術(shù)相結(jié)合的APON最初由FSAN集團(Full Service Access Network Group)于1995年提出，它被認為是一個理想的解決方案，因為PON可以提供理論上無限的帶寬，并降低了接入設(shè)備的復(fù)雜度和成本，而ATM技術(shù)當時是公認的提供綜合業(yè)務(wù)的最佳方式，并保證QoS。APON的ITU-T的相關(guān)標準是G.983。 基于APON的光纖接入網(wǎng)，是指在OLT與ONU之間的ODN中采用ATM PON技術(shù)。APON

26、的主要設(shè)備包括局端的OLT、用戶端的ONU、位于ODN的無源光分路器，以及光纖。,7.3.2 APON 技術(shù),7.3 光纖接入網(wǎng),2. APON光纖接入網(wǎng)的主要特點 (1) 無源光分路器與ONU之間構(gòu)成點對多點的結(jié)構(gòu)(1：64)，使得多個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VPI/VCI直接將53字節(jié)的ATM信元轉(zhuǎn)換成光信號傳遞。 3. APON工作原理 APON工作原理如圖7.13所示。下行數(shù)據(jù)信道使用1550nm波長，當外部數(shù)據(jù)到達OLT時，OLT采用TDM方式將數(shù)據(jù)交換至無源光分路器，分路器采用廣播方式將下行的AT

27、M信元傳給每一個ONU，每個ONU根據(jù)業(yè)務(wù)建立時OLT分配的28 bit的VPI/VCI進行ATM信元過濾，接收屬于自己的信元。,7.3.2 APON 技術(shù)-特點,7.3 光纖接入網(wǎng),圖7.13 APON工作原理示意圖,7.3.2 APON 技術(shù)-原理,7.3 光纖接入網(wǎng),APON的上行數(shù)據(jù)信道使用1310nm波長，采用TDMA方式實現(xiàn)多址接入。由于用戶端ONU產(chǎn)生信號是“突發(fā)”模式，而不同ONU發(fā)出的信號是沿不同路徑傳輸?shù)?，因此，它們將不同步地到達OLT。為防止多用戶信號碰撞，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)時必須進行同步，通常由OLT首先測試到ONU的距離，測距的目的是

28、補償ONU到OLT之間的距離不同而引起的傳輸時延差異，根據(jù)ONU到OLT的距離，OLT為ONU分配一個合適的時隙，以保證ONU之間發(fā)送數(shù)據(jù)時相互不沖突，然后通過PLOAM(Physical Layer Operation，Administration，and Maintenance)信元通知ONU。隨后ONU必須在指定的時隙內(nèi)完成光信號的發(fā)送。,7.3.2 APON 技術(shù)-原理,7.3 光纖接入網(wǎng),4. 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)勢在于接入帶寬更高，目前可以提供對稱方式155 Mb/s或不對稱方式622/155 Mb/s接入速率(OLT和ON

29、U之間)。另外采用光纖傳輸技術(shù)，用戶的接入距離幾乎沒有限制。同時與ADSL一樣，APON也是一個業(yè)務(wù)獨立的接入技術(shù)，因此被認為是未來替代xDSL的技術(shù)之一。,7.3.2 APON 技術(shù)-比較,7.3 光纖接入網(wǎng),1概述 EPON是Ethernet PON的簡寫，它是在ITU-T G.983 APON標準的基礎(chǔ)上提出的。近年來，由于千兆比特Ethernet技術(shù)的成熟，和10G比特Ethernet標準的推出，以及Ethernet對IP天然的適應(yīng)性，使得原來傳統(tǒng)的局域網(wǎng)交換技術(shù)逐漸擴展到廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中。目前越來越多的骨干網(wǎng)采用千兆比特IP路由交換機構(gòu)建，另一方面，Ethernet在CPN中也占據(jù)了

30、絕對的統(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之間進行ATM與IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)的效率也不高。在接入網(wǎng)中用Ethernet取代ATM，符合未來骨干網(wǎng)IP化的發(fā)展趨勢，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來實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)寬帶網(wǎng)。,7.3 光纖接入網(wǎng),7.3.2 EPON 技術(shù),2. EPON的工作原理,7.3 光纖接入網(wǎng),圖7.14 EPON工作原理示意圖,EPON與APON關(guān)鍵的區(qū)別在于：EPON中數(shù)據(jù)傳輸采用IEEE 802.3 Ethernet的幀格式，其分組

31、長度可變，最大為1518字節(jié)；APON中采用標準的ATM 53字節(jié)的固定長分組格式。由于IP分組也是可變長的，最大長度為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將來自骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長的IEEE 802.3 Ethernet幀格式，發(fā)往光配線網(wǎng)ODN, 光分路器以廣播方式將所有幀發(fā)給每一個ONU，ONU根據(jù)Ethernet幀頭中ONU標識接收屬于自己的信息。,7.3 光纖接入網(wǎng),2. EPON的工作原理,用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU到局端的光線路終端OLT的上行數(shù)據(jù)流采用TDMA發(fā)送，與APON相同，

32、OLT為每個ONU分配一個時隙，周期是2 ms。 EPON采用雙波長方式實現(xiàn)單纖上的全雙工通信，下行信道使用1510 nm波長，上行信道使用1310 nm波長。 目前相關(guān)的標準主要由IEEE的EFM研究組進行制定。,7.3 光纖接入網(wǎng),7.3.2 EPON 技術(shù)工作原理,7.3 光纖接入網(wǎng),7.3.2 EPON 技術(shù)應(yīng)用實例,一種簡單、常見的基于EPON的FTTxLAN用戶接入方式：,7.3 光纖接入網(wǎng),7.3.2 EPON 技術(shù)應(yīng)用實例,FTTxLAN目前和將來可提供的業(yè)務(wù)有： 高帶寬Internet接口 視頻點播（VOD 小區(qū)物業(yè)自動化管理（三表抄送、門禁管理）； 遠程多點電視會議、遠程教

33、學(xué)、遠程醫(yī)療等業(yè)務(wù)； 大用戶VPN，帶寬出租，寬帶虛擬局域網(wǎng)。,1 HFC簡介 光纖和同軸電纜混合網(wǎng)(Hybrid Fiber/Coax，HFC)是從傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的，進入20世紀90年代后，隨著光傳輸技術(shù)的成熟和設(shè)備價格的下降，光傳輸技術(shù)逐步進入有線電視分配網(wǎng)，形成HFC網(wǎng)絡(luò)，但HFC網(wǎng)絡(luò)只用于模擬電視信號的廣播分配業(yè)務(wù)，浪費了大量的空閑帶寬資源。 1993年初，Bellcore最先提出在HFC上采用Cable Modem技術(shù)，同時傳輸模擬電視信號、數(shù)字信息、普通電話信息，即實現(xiàn)一個基于HFC+Cable Modem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

34、接入技術(shù)中最先成熟和進入市場的。,7.4.1 HFC接入網(wǎng),7.4 HFC接入網(wǎng),HFC網(wǎng)是綜合應(yīng)用模擬和數(shù)字傳輸技術(shù)、同軸電纜和光纜技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，它由光纖干線網(wǎng)和同軸電纜分配網(wǎng)通過光節(jié)點站結(jié)合而成，一般光纖干線網(wǎng)采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，同軸電纜分配網(wǎng)采用樹形結(jié)構(gòu)。HFC網(wǎng)利用光纖傳輸?shù)膶掝l帶特性，用空余的頻帶來傳輸電信話音業(yè)務(wù)、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和個人通信業(yè)務(wù)，充分利用光纖的頻譜資源構(gòu)成全業(yè)務(wù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。 HFC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖7.15所示。,7.4.1 HFC接入網(wǎng)簡介,7.4 HFC接入網(wǎng),7.4.1 HFC接入網(wǎng)簡介,圖7.15 HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),7.4 HFC接入網(wǎng),7.4.2 HFC接入網(wǎng)的

35、構(gòu)成,1. HFC網(wǎng)絡(luò)由饋線網(wǎng)、配線網(wǎng)和用戶引入線三部分構(gòu)成。 饋線網(wǎng)：指視頻前端（FE）至服務(wù)區(qū)（SA）的光纖節(jié)點之間的部分。大致對應(yīng)于CATV網(wǎng)的干線段，兩者的區(qū)別在于用一根單模光纖代替了傳統(tǒng)的干線電纜和幾十個有源干線放大器，從結(jié)構(gòu)上則相當于用星形結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的樹形分支型結(jié)構(gòu)。由于服務(wù)區(qū)又稱光纖服務(wù)區(qū)，因此這種結(jié)構(gòu)又稱光纖到服務(wù)區(qū)（FSA）。 配線網(wǎng)：指服務(wù)區(qū)光纖節(jié)點與分支點之間的部分，大至相當于電話網(wǎng)中遠端節(jié)點與分線盒之間的部分。在HFC網(wǎng)絡(luò)中，配線網(wǎng)部分采用與傳統(tǒng)CATV網(wǎng)基本相同的同軸電纜網(wǎng)，多為總線結(jié)構(gòu)，但覆蓋范圍可達510km左右，有幾個干線放大器或橋接放大器。配線網(wǎng)性能的好壞

36、往往決定了整個HFC網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)類型。 用戶引入線：指分支點至用戶之間的線路，與傳統(tǒng)CATV網(wǎng)完全相同。,7.4 HFC接入網(wǎng),2工作原理及接入?yún)⒖寄Ｐ?寬帶接入網(wǎng)主要由前端設(shè)備CMTS(Cable Modem Termination System)和用戶端設(shè)備CM(Cable Modem)構(gòu)成。 CMTS是一個位于前端的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，它負責將來自用戶CM的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至不同的業(yè)務(wù)接口。前端設(shè)備采用副載波頻分復(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，經(jīng)饋線網(wǎng)光纖傳輸，到服務(wù)區(qū)的光節(jié)點處，再光電轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)同軸電纜傳輸后，送往相應(yīng)的用戶端Cable

37、 Modem，以恢復(fù)成圖像、數(shù)據(jù)、話音信號，反方向執(zhí)行類似的信號調(diào)制解調(diào)的逆過程。,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),用戶端CM的基本功能是將用戶上行數(shù)字信號調(diào)制成542 MHz的信號后以TDMA方式送入HFC網(wǎng)的上行通道，同時，CM還將下行信號解調(diào)為數(shù)字信號送給用戶計算機，通常CM加電后，首先自動搜索前端的下行頻率，確定上行通道，與CMTS建立連接，并通過動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)，獲得IP地址。 Cable Modem將同軸帶寬分為上行通道和下行通道，下行數(shù)據(jù)通道占用50750 MHz間的一個6 MHz的頻段，一般采用64/256 QAM調(diào)制方式，速率可達3040 M

38、b/s；上行數(shù)據(jù)通道占用542 MHz間的一個頻段，采用抗噪聲能力較強的QPSK調(diào)制方式，速率可達32010 Mb/s，HFC頻譜安排參考方案如圖7.16所示。接入配置如圖7.17所示。,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),圖7.16 HFC頻譜安排參考方案,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),圖7.17 HFC系統(tǒng)接入配置圖,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),3HFC的局端系統(tǒng)CMTS CMTS一般在有線電視的前端，或者在管理中心的機房，完成數(shù)據(jù)到RF轉(zhuǎn)換，并將其與有線電視的視頻信號混合，送入HFC網(wǎng)絡(luò)中。 業(yè)務(wù)接入設(shè)備，通過Ether

39、net掛接本地服務(wù)器提供本地業(yè)務(wù)。 前端路由器交換集線器和CATV網(wǎng)絡(luò)之間的連接設(shè)備，CMTS能維護1個連接用戶數(shù)據(jù)交換集線器的10Base-T雙向接口和1個承載SNMP信息的10Base-T接口。 支持CATV不同用戶終端之間的雙向通信。 支持兩種管理模式。通過RS232口，并利用專用網(wǎng)絡(luò)管理中心的PC進行本地管理或利用基于SNMP的網(wǎng)管進行遠程管理。進行遠程管理應(yīng)在CMTS上增加一個SNMP Proxy代理模塊。,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),4用戶端系統(tǒng)CM 電纜調(diào)制解調(diào)器CM,是放在用戶家中的終端設(shè)備，連接用戶的PC機和HFC網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成用戶的端系統(tǒng)。它提供用戶數(shù)

40、據(jù)的接入并與CMTS一起組成完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 CM接收從CMTS發(fā)送來的QAM調(diào)制信號并解調(diào)后轉(zhuǎn)換成MPEG2-TS數(shù)據(jù)幀的形式，以重建傳向10Base-T Ehernet接口的以太幀。在相反方向上，從PC機接收到的以太幀被封裝在時隙中，經(jīng)QPSK調(diào)制后，通過HFC網(wǎng)絡(luò)的上行數(shù)據(jù)通路傳送給CMTS。 CM不單純是調(diào)制解調(diào)器，它集Modem、調(diào)諧器、加/解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、虛擬專網(wǎng)代理和以太網(wǎng)集線器的功能于一身。它無須撥號上網(wǎng)，不占用電話線，可提供隨時在線的永久連接。速率已達10Mb/s以上，下行速率則更高。CM提供家庭和辦公室的信息應(yīng)用如電話、電視、PC等到HFC接入網(wǎng)絡(luò)的接口。

41、,7.4.2 HFC接入網(wǎng)的構(gòu)成,7.4 HFC接入網(wǎng),基于HFC的Cable Modem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、IP電話、視頻會議、VOD、遠程教育、網(wǎng)絡(luò)游戲等。此外，電纜調(diào)制解調(diào)器沒有ADSL技術(shù)的嚴格距離限制，采用Cable Modem在有線電視網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)平臺，已成為有線電視公司接入電信業(yè)務(wù)的首選。 Cable Modem速率雖快，但也存在一些問題，比如CMTS與CM的連接是一種總線方式。Cable Modem用戶們是共享帶寬的，當多個Cable Modem用戶同時接入 Internet時，數(shù)據(jù)帶寬就由這些用戶均分，從而速率會下降。另外由于共享

42、總線式的接入方式，使得在進行交互式通信時必須要注意安全性和可靠性問題。,7.4.3 HFC應(yīng)用領(lǐng)域及缺點,7.4 HFC接入網(wǎng),第7章 寬帶接入網(wǎng),7.1 接入網(wǎng)概述 7.2 xDSL寬帶接入 7.3 光纖接入 7.4 混合光纖同軸網(wǎng)HFC 7.5 寬帶無線接入 習(xí)題,7.5 寬帶無線接入,無線接入是指從公用電信網(wǎng)的交換節(jié)點到用戶住地網(wǎng)或用戶終端之間的全部或部分傳輸設(shè)施采用無線手段的接入技術(shù)，向用戶終端提供電話和數(shù)據(jù)服務(wù)，采用無線通信技術(shù)將各用戶終端接入到公用電信網(wǎng)核心網(wǎng)的系統(tǒng)，或者是在市話端局或遠端交換模塊以下的用戶網(wǎng)絡(luò)部分采用無線通信技術(shù)的系統(tǒng)都稱為無線接入系統(tǒng)，由無線接入系統(tǒng)所構(gòu)成的用戶

43、接入網(wǎng)稱為無線接入網(wǎng)。 無線接入網(wǎng)主要接口有3類，即用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）、業(yè)務(wù)節(jié)點接口（SNI）和Q3管理接口。 本地交換機與基站控制器之間的接口方式有兩類：用戶接口方式(Z接口)和數(shù)字中繼線接口方式（V5）。Z接口處理模擬信號，V5為標準化數(shù)字接口，Q3用于基站控制器與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)間的接口。 無線接入有固定無線接入和移動無線接入兩種。固定無線接入有3.5GHz固定無線接入”和“本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)”,7.5.1 概述,7.5 寬帶無線接入,1簡介 固定無線接入目前開放的頻段主要是3.5 Hz、10.5 GHz、26 GHz、40 GHz等。 低頻段的3.5 GHz固定無線接入，適合

44、于在業(yè)務(wù)發(fā)展初期進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。尤其是對在地理上非常分散的中小容量用戶來說，固定無線則是目前可行的主要的接入手段。 在我國，信息產(chǎn)業(yè)部于2001年8月正式推出“3.5 GHz固定無線接入標準”和“26 GHz頻段FDD方式本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)頻率規(guī)劃(試行)”。,7.5.2 3.5 GHz固定無線接入,2工作原理及接入?yún)⒖寂渲?3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)工作在3.5 GHz頻段，是一種點對多點的系統(tǒng)，上行頻段為34003430 MHz ，下行頻段為35003530 MHz ，可用帶寬為30 MHz，上下行鏈路均采用頻分雙工方式(

45、FDD)，典型的接入速率為810 Mb/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)，將多個用戶的業(yè)務(wù)流匯聚到核心網(wǎng)絡(luò)。 3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)構(gòu)成：基站BS、遠端站RS和網(wǎng)管系統(tǒng)NMS。特殊情況下基站和遠端站之間可以通過接力站進行傳輸。一般一個城市需要一個或多個基站以類似宏蜂窩的方式組成覆蓋整個城區(qū)的無線接入網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)組成如圖7.17所示。,7.5 寬帶無線接入,7.5.2 3.5 GHz固定無線接入-原理,7.5 寬帶無線接入,圖7.17 固定無線接入系統(tǒng)組成圖,7.5.2 3.5 GHz固定無線

46、接入-原理,1) 基站(BS)：由中心控制站(CCS)和中心射頻站(CRS)組成。 中心控制站主要匯聚業(yè)務(wù)和信令數(shù)據(jù)，并提供至網(wǎng)絡(luò)側(cè)的接口。 中心射頻站主要負責對遠端站進行覆蓋，并提供至中心控制站的接口，主要的物理接口類型有：100 Base-T、STM-1、E1等。中心站一般采用多扇區(qū)天線，覆蓋遠端站，扇區(qū)數(shù)一般為48，特殊情況下也可多達24扇區(qū)。 2) 遠端站(RS)：由室外單元(ODU)和室內(nèi)單元組成。 室外單元(ODU）有定向天線、射頻單元等，提供基站和遠端站之間的射頻傳輸功能，一般安置在建筑物的屋頂上。 室內(nèi)單元(IDU）有調(diào)制解調(diào)、業(yè)務(wù)接口等。提供與業(yè)務(wù)相關(guān)的部分，如業(yè)務(wù)的適配和匯

47、聚。系統(tǒng)可提供多種類型的用戶接口：10 Base-T、100 Base-T、E1、V.35、POTS等，目前常見的業(yè)務(wù)有語音、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)。,7.5 寬帶無線接入,3) 網(wǎng)管系統(tǒng) 網(wǎng)管系統(tǒng)完成基站和遠端站的設(shè)備配置、故障、性能、安全管理以及計費信息的采集，實現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理。 多個基站組成一個城市全面覆蓋的接入網(wǎng)絡(luò)，基站通過光纖或微波手段接入骨干網(wǎng)絡(luò)。 33.5GHz固定無線接入技術(shù)優(yōu)缺點 從業(yè)務(wù)帶寬和速率上來看，3.5 GHz固定無線接入系統(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，3.5 GHz固定無線接入較其他寬帶無線接入技術(shù)

48、(如LMDS)技術(shù)成熟度高、技術(shù)難度小，因而設(shè)備成本較低。,7.5 寬帶無線接入網(wǎng)技術(shù),（續(xù)）3.5GHz固定無線接入技術(shù)優(yōu)缺點 主要優(yōu)點：建網(wǎng)速度快、覆蓋范圍較廣。一般來說，3.5 GHz固定無線接入技術(shù)覆蓋范圍可達510 km，甚至更高，雨衰對3.5 GHz固定無線接入技術(shù)的影響不嚴重，而LMDS系統(tǒng)的覆蓋范圍則在15 km，受雨衰的影響非常嚴重。 主要缺點：系統(tǒng)容量仍然有限，可用帶寬只有30 MHz，相對于LMDS的1.3 GHz還是太小。這樣，對于用戶密集的服務(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。,7.5 寬帶無線接入,1LMDS簡介 LMDS是近年來逐漸發(fā)展起來的

49、一種工作于24.38GHz頻段的寬帶無線點對多點接入技術(shù)。是在成熟的微波傳輸技術(shù)上發(fā)展起來的，所采用的調(diào)制方式與微波傳輸相似，主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK、8PSK等)和正交幅度調(diào)制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。 2LMDS系統(tǒng)組成 LMDS系統(tǒng)通常由基礎(chǔ)骨干網(wǎng)、服務(wù)區(qū)中的基站系統(tǒng)、遠端站系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)組成，如圖7.19所示。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),2LMDS系統(tǒng)組成,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),圖 7.19 LMDS系統(tǒng)構(gòu)成圖,2LMDS系統(tǒng)組成 （1）骨干網(wǎng)：

50、可由光纖傳輸網(wǎng)、ATM交換、IP交換或IP Over ATM架構(gòu)而成的核心交換平臺，以及與因特網(wǎng)(Internet)、公用電話網(wǎng)(PSTN)的互連模塊等組成。 （2）基站：由室內(nèi)單元(IDU)和室外單元(ODU)兩部分組成。 室內(nèi)單元：提供與業(yè)務(wù)相關(guān)的部分，如業(yè)務(wù)的適配和匯聚； 室外單元：提供基站和遠端站之間的射頻傳輸功能。 基站實現(xiàn)信號在基礎(chǔ)骨干網(wǎng)或核心網(wǎng)絡(luò)與無線傳輸之間的轉(zhuǎn)換?；驹O(shè)備包括與基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)相連的接口模塊、調(diào)制解調(diào)模塊以及通常置于樓頂?shù)奈⒉ㄊ瞻l(fā)模塊。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),2LMDS系統(tǒng)組成 （3）遠端站：同基站，也由室內(nèi)單元

51、(IDU)和室外單元(ODU)兩部分組成。遠端站設(shè)在用戶駐地，遠端站室內(nèi)單元可連接用戶交換機、路由器等用戶駐地網(wǎng)設(shè)備，為用戶終端提供PSTN、電路仿真和高速IP接入。室外單元提供遠端站和基站之間的射頻傳輸功能。 （4）網(wǎng)管中心：用于管理服務(wù)區(qū)內(nèi)的設(shè)備和用戶。LMDS一般有較完整的網(wǎng)管系統(tǒng)支持，能實現(xiàn)自動功率控制、本地和遠端軟件下載、自動故障匯報、遠程管理、自動性能測試等功能，這些功能一方面可以方便對網(wǎng)絡(luò)的本地和遠程進行監(jiān)控，另一方面又可降低系統(tǒng)維護費用。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),3.LMDS主要技術(shù) 1)調(diào)制和編碼方式 調(diào)制方式：移相鍵控PSK(包括BP

52、SK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM(包括4-QAM)。目前可以提供16QAM、64QAM等大大提高頻道利用率的調(diào)制技術(shù)。 數(shù)據(jù)編碼：采用了一些數(shù)字圖像的編碼方式和糾錯方式，有利于提高頻率資源的利用率和系統(tǒng)的容錯能力。 2)可提供極高的帶寬 LMDS系統(tǒng)是一種以點對多點的廣播信號傳達方式，提供高速率、大容量、點對多點的高可靠寬帶接入手段。LMDS一般工作在10GHz以上，在毫米波的波段附近，可用頻帶為1GHz以上,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),3.LMDS主要技術(shù)（續(xù)) 3)蜂窩式的結(jié)構(gòu)配置 蜂窩式的結(jié)構(gòu)配置可覆蓋整個城域范圍。LMDS系統(tǒng)的基站

53、采用多扇區(qū)覆蓋，使用在一定角度范圍內(nèi)聚焦的喇叭天線來覆蓋用戶端設(shè)備。根據(jù)天線的不同，可劃分為15度、22.5度、30度、45度、60度、90度的扇區(qū)，最多可達24個扇區(qū)。LMDS扇區(qū)半徑一般為35km?？梢蕴峁┖芨叩纳葏^(qū)容量，采用多載波扇區(qū)時，每扇區(qū)達200Mb/s。一個單獨的P-COM LMDS基站容量最高可達到4.8Gb/s。 4)多址方式 在服務(wù)區(qū)內(nèi)，基站和遠端站可全雙工通信。基站和遠端站之間下行復(fù)用方式為TDM和FDM；上行多址方式為TDMA、FDMA或CDMA方式，目前多數(shù)設(shè)備采用TDMA和FDMA方式。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),3.LMDS主

54、要技術(shù)（續(xù)) 5)幾乎可提供任何種類的業(yè)務(wù) LMDS可以支持話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標準。LMDS可承載高質(zhì)量的語音服務(wù)，而且沒有延遲，用戶與系統(tǒng)之間的接口通常是RJ-11電話標準。LMDS還可提供低、中、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為1.29.6kb/s，中速為9.6kb/s2Mb/s，高速為2155Mb/s，要用100Mb/s的快速以太網(wǎng)和光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)。LMDS克服了傳統(tǒng)本地環(huán)路的瓶頸，可承載多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),4LMDS的優(yōu)勢 LMDS具有多方面優(yōu)勢，是頗具潛

55、力的寬帶接入技術(shù)。 (1) LMDS具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資少、開通快、建設(shè)周期短、運營成本低特點。比建設(shè)光纖接入低20%左右，而且可以在極短的時間內(nèi)開通。 (2) 頻帶寬，可提供寬帶接入，用戶的接入速率可到達155Mb/s。 (3) LMDS網(wǎng)絡(luò)配置靈活，有多種調(diào)制方式和頻段設(shè)備可供選擇；設(shè)備多種中心站接口(NXE1,E3,155Mb/s)和外圍站接口(如E1,幀中繼，ISND，ATM，10Mb/s以太網(wǎng)等)。 (4)高速率和高可靠性。小體積低功耗的外圍站設(shè)備便于安裝，極適用于高密度用戶地區(qū)(如繁華的城市商貿(mào)區(qū)、技術(shù)開發(fā)區(qū)、寫字樓群、城市居民小區(qū))。 目前，許多廠商(如新橋網(wǎng)絡(luò)、北電網(wǎng)絡(luò)、阿爾卡特、

56、博世、朗訊、惠普、休斯等)已相繼推出了LMDS產(chǎn)品。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),5.LMDS 存在的問題 由于LMDS技術(shù)還處于發(fā)展階段，一些技術(shù)問題還尚待解決。 (1) LMDS高頻段受雨霧天氣影響大。由于雨滴的大小與LMDS的波長尺寸可比，容易引起信號的散射，LMDS的覆蓋距離會因降雨狀態(tài)的改變而變小，因此在規(guī)劃服務(wù)區(qū)時必須考慮降雨因素。 (2) 由于需要視距傳輸，建筑物、樹上的樹葉上等各種環(huán)境因素對LMDS的影響較大。處于建設(shè)中的城區(qū)，新建建筑物的出現(xiàn)有可能影響LMDS的無線傳輸，以至給維護帶來難度。 (3) 目前LMDS空中接口存在多種物理層和MA

57、C傳輸層標準，難以達成統(tǒng)一。我國目前尚未頒布LMDS標準。,7.5 寬帶無線接入,7.5.3 本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS技術(shù),MMDS是由單向的無線電纜電視微波傳輸技術(shù)發(fā)展而來的，是國外電話公司與有線電視公司競爭視頻業(yè)務(wù)的重要手段。隨著技術(shù)的進步，一些生產(chǎn)廠商對原有的MMDS系統(tǒng)進行改進，使之能夠?qū)崿F(xiàn)雙向點到多點寬帶傳輸。 MMDS一般采用正交幅度調(diào)制，國際標準尚未制定。 MMDS的配置及所采用的技術(shù)與LMDS相似，一般也由骨干網(wǎng)、基站、用戶終端設(shè)備和網(wǎng)管系統(tǒng)組成。MMDS工作在3GHz左右頻段，因而可用的頻譜資源比LMDS少，但其傳輸距離則遠遠超過LMDS。 目前，新發(fā)展的寬帶雙向MMDS也已

58、在一些地區(qū)建立了試驗網(wǎng)，適合為用戶較分散地區(qū)提供寬帶接入。,7.5 寬帶無線接入,7.5.4 多通道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)技術(shù),VSAT是Very Small Aperture Terminal的縮寫， 直譯為“甚小孔徑終端”， 意譯應(yīng)是“甚小孔徑天線地球站”。 這里的“小”是指VSAT系統(tǒng)中小站設(shè)備的天線口徑小， 通常為0.32.4 m。 這種系統(tǒng)具有靈活性強， 可靠性高， 成本低， 使用方便以及小站可直接裝在用戶端等特點。 借助VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接利用衛(wèi)星信道與遠端的計算機進行聯(lián)網(wǎng)， 完成數(shù)據(jù)傳遞、 文件交換或遠程處理， 從而擺脫了本地區(qū)的地面中繼線問題， 這在地面網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達、 通

59、信線路質(zhì)量不好或難于傳輸高速數(shù)據(jù)的邊遠地區(qū)， 使用VSAT作為數(shù)據(jù)傳輸手段是一種很好的選擇。 目前， VSAT廣泛應(yīng)用于銀行、 飯店、 新聞、 保險、 運輸、 旅游等部門。,7.5.5 VSAT,7.5 寬帶無線接入,1. VSAT特點 與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)相比， VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的特點： （1） 面向用戶而不是面向網(wǎng)絡(luò)， VSAT與用戶設(shè)備直接通信而不是如傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)中那樣中間經(jīng)過地面電信網(wǎng)絡(luò)后再與用戶設(shè)備進行通信； （2） 小口徑天線， 天線口徑一般小于2.4 m， 某些環(huán)境下可達到0.5 m； （3） 智能化（包括操作智能化、 接口智能化、 支持業(yè)務(wù)智能化、 信道管理智能化等）功能強， 可無人操作；,7.5 寬帶無線接入,7.5.5 VSAT（續(xù)）,（4） 安裝方便， 只需簡單的安裝工具和一般的地基（如普通水泥地面、 樓頂、 墻壁等）； （5） 低功率