光纤通信讲座(6)：-宽带接入网--GCQ

宽带接入网2014年08月Page2内容接入网技术无源光网络（PON）Page3接入网技术接入网技术接入网概述PSTN接入ISDN接入ADSL接入DDN专线接入光纤同轴混合网HFC电力线接入光纤接入网(OAN)接入网技术接入网概述PSTN接入ISDN接入ADSL接入DDN专线接入光纤同轴混合网HFC电力线接入光纤接入网(OAN)接入网概述什么是接入网？接入网（AccessNetwork）是指交换局到用户终端之间的所有机线设备（接入网的物理位置），又称为用户环路。其中主干系统为传统的电缆和光缆，一般长数公里；配线系统可以是电缆和光缆，其长度一般为几百米；而引入线通常长几米到几十米。接入网主要完成使用户主机或局域网接入到核心广域网的任务。接入网的组成ITU-T规定，接入网是指由业务接点接口(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，为传送数据业务提供所需传送承受能力的实施系统。传送实体提供必要的传送承载能力，对用户信令是透明的,不作处理。接入网核心网接入网UNIUNISNISNI业务节点接口SNI用户网络接口UNI广域网的接入方式点到点专线方式：拨号电话线路(PSTN、ADSL和ISDN)、DDN专线、E1线路等。主要协议有HDLC、PPP等。分组交换方式多个网络设备通过公用的分组交换网络，共享一个点到点的连接。主要的交换网络有X.25、帧中继(FrameRelay)、ATM等。接入网分类有线接入城市地面固定电话铜线网公共交换电话网PSTN接入综合业务数字化网络ISDN接入不对称的数字用户环路ADSL数字数据网接入混合光纤/同轴电缆HFC宽带接入电力线接入光纤宽带接入无线接入移动通信和微波通信接入网技术接入网概述PSTN接入ISDN接入ADSL接入DDN专线接入光纤同轴混合网HFC电力线接入光纤接入网(OAN)PSTN接入公共交换电话网PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）是以电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的网络。PSTN采用分级交换方式。它主要由三个部分组成：本地回路、干线和交换机。其中干线和交换机一般采用数字传输和交换技术，而本地回路（也称用户环路）基本上采用模拟线路。拨号上网的原理由于PSTN的本地回路是模拟的，因此当两台计算机想通过PSTN传输数据时，中间必须经双方Modem实现计算机数字信号与模拟信号的相互转换。PSTNISPInternet接入服务器ModemModem用户环路使用Modem拨号上网实际上是以PSTN作为用户环路，与ISP的网络建立连接，进而实现对因特网的访问。PSTN的特点PSTN是一种电路交换的网络。它可看作是物理层的一个延伸，其内部并没有上层协议进行差错控制。PSTN的信道利用率低。通信双方在建立连接后独占一条信道，当通信双方无信息时，该信道也不能被其他用户所利用。PSTN线路的传输质量较差，带宽有限。目前通过PSTN进行数据通信的昀高速率不超过56Kbps。接入网技术接入网概述PSTN接入ISDN接入ADSL接入DDN专线接入光纤同轴混合网HFC电力线接入光纤接入网(OAN)ISDN接入综合业务数字化网络ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）是基于单一通信网络提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数字网。ISDN的目的是应用单一网络向公众提供不同的业务。ISDN分为窄带的N-ISDN和宽带的B-ISDN。前者采用同步传输模式STM，后者采用异步传输模式ATM，支持更高的数据传输速率。N-ISDN的用户访问速率接口基本速率接口（BRI，BasicRateInterface）由2个速率为64Kbps的B信道和1个速率为16Kbps的D信道组成（2B＋D）。可利用现有用户电话线支持，提供电话、传真等常规业务。基群速率接口（PRI，PrimaryRateInterface）北美和日本的标准：使用23B＋D的结构，和T1线路相对应，速率为1.544Mbps；欧洲标准：使用30B＋D的结构，和E1线路相对应，速率为2.048Mbps。其中B、D信道均为64Kbps。ISDN的信道和速率信道数接口类型数据传输的信道数(B信道)控制信令的信道数(D信道)基本速率接口BRI2×64kbps=128kbps1(16kbps)基群速率接口PRI(T1，美国)23×64kbps=1.544Mbps1(64kbps)基群速率接口PRI(E1，欧洲)30×64kbps=2.048Mbps1(64kbps)ISDN使用D信道进行呼叫和控制，使用B信道进行数据传输。N-ISDN的特点ISDN业务实现方便，用户使用非常灵活便捷。实现了端到端的数字传输：呼叫速度快多种安全措施综合的通信业务：通过标准化的数字接口实现了综合的业务服务。标准的入网接口：ISDN向用户提供一组标准的多用途网络接口。N-ISDN的网络结构在用户和综合业务数字网之间的传输通路相当于一个数字比特管道，管道中的比特流可以来自数字电话机、数字传真机或其它终端，并且比特流可以双向流动。目前已经定义了两个数字比特管道的标准，一个是家用的低频带标准，另一个是用于大企事业单位的高频带标准。还可以按需要配置多个数字比特管道。家用ISDN网络结构在用户家中或办公室中安装一个网络终端设备NT1，用户的电话、传真、计算机等等通过NT1与ISDN交换局相连，用户设备可多达8个。只需要一根总线接通（简称一线通）。（T）ISDN信令S-busISDN交换机ISDN网络PSTNInternetNT1（U）用户环路Internet企业用的N-ISDN网络结构企业单位的用户设施较多，需要第二类网络终端设备，即专用的ISDN小交换分机（PBX），以提供较大的接入带宽。TATE2TE1LANISDNPBX（T）ISDN交换机ISDN网络NT1（U）（S）（R）用户环路ISDN硬件参考点U接口（UInterface）该接口定义了ISDN交换机到客户端设备NT-1之间的关系，以一对线传送。U接口的标准接头是RJ-45接头。S/T接口（S/TInterface）该接口定义了NT-1与其他客户终端设备之间的关系，以两对线传送。S/T接口的标准接头也是RJ-45接头，但实际使用四芯。R接口（RInterface）是非ISDN设备连接TA或Router的接口统称。所以RJ-11接头、RS-232、Ethernet、TokenRing等接口对于ISDN而言均称为R接口。ISDN功能组件功能组件全称说明TE11类终端设备各种ISDNCPE的统称,提供使用四线电缆连接的S参考点。TE22类终端设备非ISDNCPE的统称。提供使用RS-232orV.35电缆连接的R参考点。TA终端适配器提供R参考点和S参考点，用于将TE2连接到TE1。ISDN网络设备功能组件全称说明NT1网络终端器一型NT-1是物理层设备，它的主要功能是将网络所提供的适合长距离两线传输的U接口转换为适合短距离传输，但可连接多个ISDNCPE的四线S或T参考点。NT2网络终端器二型NT-2是智能网络终端，完成OSI模型的2、3层的功能，提供S和T参考点。ISDN的协议标准国际电信联盟ITU-T定义了ISDN的工业标准，分为以下三个系列：E系列——模拟电话与ISDN网络；I系列——ISDN主要概念及接口标准；Q系列——交换与信令。OSI层B信道HDLC、PPP、FR、LAPB网络层数据链路层物理层BRI(I430)、PRI(I431)Q930、Q931LAPD(Q920、Q921)D信道接入网技术接入网概述PSTN接入ISDN接入ADSL接入DDN专线接入光纤同轴混合网HFC电力线接入光纤接入网(OAN)xDSL接入xDSL技术：所谓xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。DSL是数字用户线(DigitalSubscriberLine)的缩写。而字母x表示DSL的前缀可以是多种不同字母，用不同的前缀表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。xDSL的几种类型ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非对称的数字用户线HDSL(HighspeedDSL)：高速数字用户线SDSL(Single-lineDSL)：1对线的数字用户线VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速数字用户线DSL：ISDN用户线。RADSL(Rate-AdaptiveDSL)：速率自适应的DSL，是ADSL的一个子集，可自动调节线路速率）。非对称的数字用户环路ADSL是在普通电话线上传输高速数字信号的技术。频谱频率(kHz)04252001100250语音业务上行信道下行信道电话线理论上有接近2MHz的带宽，传统的Modem只使用了0K-4KHz的低频段，而ADSL使用了26KHz以后的高频带，因而能提供很高的速度。ADSL的信道当电话线两端连接ADSL接入端接单元ATU时，在这段电话线上便产生了三个信息通道：一个速率为1.5Mbps-8Mbps的高速下行通道，用于用户下载信息；一个速率为64Kbps-1Mbps的中速双工通道，用与ADSL控制信号的传输和上行的信息；一个普通的老式电话服务通道。高速下行数据流中速双工数据流电话数据ADSL接入模型ADSL功能从理论上应该属于OSI七层模型的物理层。它主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层电气特性。信号分离器PS信号分离器PSATU-CInternetATM主干远端用户PSTN电话外线程控交换机ATU-RADSLModem中央交换局ADSLModemDSLAM下行8Mbps上行640Kbps用户环路ADSL的组成信号分离器PS信号分离器PSATU-CInternetATM主干远端用户PSTN电话外线程控交换机ATU-RADSLModem中央交换局ADSLModemDSLAM下行8Mbps上行640Kbps数字用户线接入复用器DSLAM(DSLAccessMultiplexer)接入端接单元ATU(AccessTerminationUnit)，即ADSLModemR代表远端RemoteC代表中心局端CentralOffice信号分离器PS(POTSSplitter)ADSLModem的作用从实际的组网形式上看，ADSLModem所起的作用类似于窄带的拨号Modem，担负着数据的传送功能。经ADSLMODEM编码后的信号通过电话线传到电话局后在通过一个信号识别/分离器，如果是语音信号就传到程控交换机上，如果是数字信号就接入Internet。ADSL的调制技术当前的ADSL调制解调设备多采用以下3种调制技术之一：抑制载波幅度和相位(carrier-lessamplitudeandphase,CAP)CAP的基础是正交幅度调制(QAM)，数据被调制到单一载波之上；离散多音复用(discretemultitone,DMT)(ANSI标准)在DMT中，数据被调制到多个载波上，每个载波上的数据使用QAM进行调制。DMT中使用快速傅里叶变换算法进行数字信号处理。离散小波多音复用(discretewaveletmultitone,DWMT)。在DWMT中，则用小波变换算法代替快速傅里叶变换。ADSL的技术特点高速传输提供上、下行不对称的传输带宽，下行速度昀高达到8Mpds,上行速度昀高达到1Mpds。上网、打电话互不干扰ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。您上网的同时可以拨打或接听电话，避免了拨号上网时不能使用电话的烦恼。独享带宽、安全可靠ADSL利用中国电信深入千家万户的电话网络，先天形成星型结构的网络拓扑构造，骨干网络采用中