第1章 綜合寬帶接入概述

1、接入網(wǎng)技術(shù),主講：程雯郵箱: chengwen519@163.com,課程特點,是一門重要的特色專業(yè)課講授當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的一個熱點－接入網(wǎng)電信網(wǎng)和IP網(wǎng)的構(gòu)成：核心網(wǎng)與接入網(wǎng)是多門專業(yè)基礎(chǔ)課的綜合是一門全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近年來最熱門的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一全面介紹各種熱門接入技術(shù)的同時，特別關(guān)注技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用與發(fā)展,教材與參考書,教材： 《綜合寬帶接入技術(shù)》 陶智勇、周芳等編著 北京郵電大學(xué)出版社主要參考書：

2、 ?《接入網(wǎng)技術(shù)》 雷維禮、馬立香等編著 清華大學(xué)出版社 ? ITU-T標(biāo)準(zhǔn)?IEEE、IETF相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),你能學(xué)到什么？,接入網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)主流接入網(wǎng)的技術(shù)原理各種接入網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展分析和組建接入網(wǎng)的基本技能,如何學(xué)習(xí)《接入網(wǎng)技術(shù)》課程,了解每章的教學(xué)重點與要求要求掌握的內(nèi)容必須弄懂弄通關(guān)注每章的思考題注意掌握每種接入技術(shù)的框架性內(nèi)容注意各種接入技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別注意活用活學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握各種接入

3、技術(shù)基本原理，能對不同的接入技術(shù)進行分析，綜合各種因素，選擇合適的接入技術(shù)，是學(xué)習(xí)本課程的最終目的。,第1章 綜合寬帶接入概述,接入網(wǎng)市場的激烈競爭接入網(wǎng)市場上，運營商爭搶用戶，硝煙四起各運營商“跑馬圈地”，爭搶用戶 電信、移動、有線電視公司、聯(lián)通、長寬，鐵通等使用的招數(shù)是八仙過海，各顯神通 提高服務(wù)、增加新業(yè)務(wù)、降低價格、廣告宣傳、 惡意詆毀、甚至破環(huán)設(shè)施等各種接入技術(shù)紛紛登場

4、，技術(shù)大比拼 ADSL、Cable Modem、以太接入、各種無線接入技術(shù)等競爭給運營商提出了挑戰(zhàn)，也提供了良機；給用戶帶來了實惠,1.1 接入技術(shù)發(fā)展概述,接入網(wǎng)的概念,1. 從使用的角度理解接入網(wǎng)2. 從位置關(guān)系理解接入網(wǎng)3. 接入網(wǎng)面臨的問題,1. 從使用的角度理解接入網(wǎng),接入網(wǎng)Access Network ，簡稱 AN從使用來看：直接為簽約用戶提供接入的網(wǎng)絡(luò)簽約用戶（ Subscriber ）：

5、合法使用者意味著責(zé)任、享受服務(wù)的權(quán)力是一種運營網(wǎng)絡(luò)，由運營商建設(shè)和管理對用戶進行接入控制收取一定費用提供電信級服務(wù),2. 從位置關(guān)系理解接入網(wǎng),將用戶接入到核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)俗稱Last mile：從網(wǎng)絡(luò)指向用戶方向，最后一公里First mile：從用戶指向網(wǎng)絡(luò)方向，最初一公里注意：“一公里”是一種形象的稱呼，并非實際距離 為一公里。,,,,,,接入網(wǎng),核心網(wǎng),,一臺設(shè)備或是一個網(wǎng)絡(luò),3. 接

6、入網(wǎng)面臨的問題,接入環(huán)境多樣、差異極大如何在不同環(huán)境下提供最佳接入方式？不同接入用戶接入需求差異大如：個人用戶和集團用戶差異如何量身定做提供個性化服務(wù)？運營和接入管理是難題如何有效控制用戶的接入？如何保證用戶信息的安全？,接入網(wǎng)----概念的提出,英國電信首次提出接入網(wǎng)概念英國電信BT（Britain telecommunication）1975年，格拉斯哥會議，首次提出概念基于電信接入業(yè)務(wù)需求基于電話線介質(zhì)19

7、76年，曼徹斯特，接入網(wǎng)組網(wǎng)的可行性試驗1977年，蘇格蘭和倫敦地區(qū)，較大規(guī)模推廣應(yīng)用1978年，正式命名為“接入網(wǎng)組網(wǎng)”,接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的出臺,制定接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的機構(gòu)：ITU-T ITU:國際電信聯(lián)盟（前身CCITT) ITU-T：國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)部ITU: International Telecommunications Union TSS: Telecommunication Standardization Sec

8、torITU-T參與BT的前期所有工作1979年，ITU-T開始制定有關(guān)接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)1995年，電信網(wǎng)接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.902發(fā)布2000年，IP接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)ITU-T Y.1231發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)的出臺，使接入網(wǎng)真正成為獨立的網(wǎng)絡(luò)特別是Y.1231的發(fā)布，使接入網(wǎng)進入大發(fā)展時期,推動接入網(wǎng)發(fā)展的因素,（1）需求牽引（2）技術(shù)推動（3）規(guī)制開放（4）競爭激勵,（1）需求牽引,不斷增長的需求業(yè)務(wù)需求：話音、數(shù)據(jù)、圖像、視

9、頻等帶寬需求：需要更大的帶寬傳送多媒體業(yè)務(wù)希望通過一個接入網(wǎng)提供多種業(yè)務(wù)潛在的市場 用戶數(shù)量不斷增長，潛在的盈利因素 寬帶業(yè)務(wù)不斷出現(xiàn) 競爭打破壟斷，市場占有率發(fā)生變化,（2） 技術(shù)推動,數(shù)字化技術(shù)的使用使所有業(yè)務(wù)都可由比特流表示不同業(yè)務(wù)由不同Qos的比特流表示為在同一網(wǎng)絡(luò)上提供多種業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支撐 光纖的使用為各種業(yè)務(wù)的傳輸提供足夠的帶寬 數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的使用可將模擬信號壓縮成速率很低的數(shù)字

10、比特流，用比傳送原始信號低得多的帶寬進行傳輸,（3） 法規(guī)開放,早期的政策限制造就了傳統(tǒng)的單一業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)法規(guī)逐步開放有條件地允許業(yè)務(wù)交叉引發(fā)了競爭機制世界范圍內(nèi)法規(guī)的開放源于:美國電信法案TA’96,（3） 法規(guī)開放,TA’96對世界電信業(yè)的影響很快帶動了世界電信業(yè)規(guī)制的改革從最初的嚴(yán)格管制到國內(nèi)業(yè)務(wù)市場開放國內(nèi)多家運營商的競爭到國際業(yè)務(wù)市場開放電信營運者跨國經(jīng)營電信營運者間廣泛的國際合作極大促進發(fā)展中和落后國

11、際電信業(yè)的發(fā)展,（3） 法規(guī)開放,中國電信市場的開放1993年前：郵政部、電信總局及省市電信局1994年：中國聯(lián)通成立，并提供移動業(yè)務(wù)1995年：中國聯(lián)通試點固定電話業(yè)務(wù)1999年：中國移動成立（從中國電信分離） 1999年：中國衛(wèi)通成立2001年：中國鐵通成立2002年：中國電信南北分家 中國網(wǎng)通: 北方十省 中國電信：南方各省,（4） 競爭激勵,競爭有利于提高服務(wù)質(zhì)量加速新

12、業(yè)務(wù)的開發(fā)增加用戶的選擇降低市場價格推動了接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極大的活躍了接入網(wǎng)市場,接入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出臺與意義,英國電信1975年首次提出接入網(wǎng)概念I(lǐng)TU-T制定接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)ITU-T：國際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)部ITU: International Telecommunications Union TSS: Telecommunication Standardization SectorITU-T 1995年11月，發(fā)布第1個接入

13、網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)G.902基于電信網(wǎng)的接入網(wǎng)接入網(wǎng)首次作為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)ITU-T 2000年11月，發(fā)布第2個標(biāo)準(zhǔn)Y.1231基于IP網(wǎng)的接入網(wǎng)符合Internet迅猛發(fā)展的潮流揭開了IP接入網(wǎng)迅速發(fā)展的序幕,1.2 電信網(wǎng)接入體系—G.902,1.2.1 G.902建議概述1.2.2 電信接入網(wǎng)的定義1.2.3 電信接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與定界1.2.4 電信接入網(wǎng)的接口1.2.5 電信接入網(wǎng)的功能1.2.6 電信接入網(wǎng)在電信

14、網(wǎng)中的位置1.2.7 對電信接入網(wǎng)體系G.902的評價,1.2.1 G.902建議概述,定義了接入網(wǎng)的總體框架結(jié)構(gòu)定義的是基于電信網(wǎng)的接入網(wǎng)的框架定義了接入網(wǎng)的：體系結(jié)構(gòu)和功能接入類型管理和業(yè)務(wù)節(jié)點著重從功能的角度對接入網(wǎng)進行描述,1.2.2 電信接入網(wǎng)的定義,接入網(wǎng) (AN) Access Network : An implementation comprisingthose entities (su

15、ch as cable plant, transmission facilities, etc.) which provide the required transport bearer capabilities for the provision of telecommunications services between a Service Node Interface (SNI) and each of the associate

16、d User-Network Interfaces (UNIs). An Access Network can be configured and managed through a Q3 interface. In principle there is no restriction on the types and the number of UNIs and SNIs which an Access Network may impl

17、ement. The access network does not interpret (user) signalling.,接入網(wǎng) (AN)接入網(wǎng)(AN)是由一系列實體（諸如線纜裝置和傳輸設(shè)施等）組成的、提供所需傳送承載能力的一個實施系統(tǒng)。在一個業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)與之相關(guān)聯(lián)的每一個用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間提供電信業(yè)務(wù)的所需的傳送能力。接入網(wǎng)可以經(jīng)由一個Q3接口進行配置和管理一個接入網(wǎng)實現(xiàn)UNI和SNI的數(shù)量和類型原則上沒

18、有限制。接入網(wǎng)不解釋用戶信令。,,接入網(wǎng)組成由線纜裝置、傳輸設(shè)施等實體構(gòu)成的一個實施系統(tǒng)接入網(wǎng)目的為承載電信業(yè)務(wù)提供傳送能力電信業(yè)務(wù)是在SNI和每一與之關(guān)聯(lián)的UNI之間提供接入網(wǎng)的管理經(jīng)由Q3進行配置和管理Q3：電信管理網(wǎng)TMN的系統(tǒng)管理接口接入網(wǎng)不解釋用戶信令SNI和UNI具有靜態(tài)的關(guān)聯(lián)用戶不能通過命令自動接入不同的業(yè)務(wù)節(jié)點（不能動態(tài)改變）主要功能復(fù)用、連接和運送，不含交換功能，獨立于交換機,1.2.3 電信

19、接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)與定界,G.902定義的接入網(wǎng)范圍由三個接口定界：用戶網(wǎng)絡(luò)接口 UNI:User Network Interface業(yè)務(wù)節(jié)點接口 SNI：Service Node Interface電信管理接口: Q3,1.2.4 電信接入網(wǎng)的接口,用戶網(wǎng)絡(luò)接口 UNI連接用戶與接入網(wǎng)之間的接口類型：單一UNI和共享UNI特點： （1）一個UNI只能對應(yīng)一個SNI （2）一個AN可以有多個UNI （3）單一的UNI，只

20、支持一個用戶端口功能，只能對應(yīng) 一個SNI，對應(yīng)一個SN （4）共享的UNI，可支持多個用戶端口功能，對應(yīng)一個SNI，但可對應(yīng)多個SN（可指派每個用戶端口模塊對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)節(jié)點SN）,業(yè)務(wù)節(jié)點接口 SNI連接接入網(wǎng)與業(yè)務(wù)節(jié)點之間的接口典型的SNI如：Z接口，V接口，ATM接口等業(yè)務(wù)節(jié)點 SN 業(yè)務(wù)節(jié)點（SN）是提供業(yè)務(wù)的實體如對交換業(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：只支持一種專用

21、的接入類型支持多種具有同樣的接入承載能力規(guī)范的接入類型支持多種不同的接入承載能力規(guī)范的接入類型,,電信管理接口 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Q3接口實施對接入網(wǎng)的管理與協(xié)調(diào)管理包括：用戶端口功能的管理運送功能的管理業(yè)務(wù)端口功能 的管理注意：只對接入網(wǎng)的管理，而非對用戶的管理,1.2.5 電信接入網(wǎng)的功能,接入網(wǎng)具有五大主要功能用戶端口功能UPF （User Port Function）

22、將特定的UNI的要求適配到CF和AN-SMF業(yè)務(wù)端口功能SPF （ Service Port Function）將特定的SNI的要求與公共承載相適配以便CF處理核心功能CF （ Core Function）將用戶或業(yè)務(wù)端口的承載要求與公共傳送承載適配傳送功能TF （ Transport Function）在AN的不同位置之間為傳送提供通道和傳輸介質(zhì)AN系統(tǒng)管理功能AN-SMF （ Access Network Syste

23、m Management Function）協(xié)調(diào)各功能的指配、操作和維護,,1.2.6電信接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置,電信網(wǎng)組成 接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng) 通常將交換網(wǎng)和傳輸網(wǎng)合稱為電信核心網(wǎng)電信接入網(wǎng)是用戶到電信核心網(wǎng)的承載電信業(yè)務(wù)的一系列實體,1.2.7 對G.902的評價,是接入網(wǎng)發(fā)展的里程碑歷史上第一個接入網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)框架接入網(wǎng)作為一個獨立網(wǎng)絡(luò)形式出現(xiàn)是接入網(wǎng)發(fā)展的重要理論依據(jù)具有一定的局限性束縛于電信網(wǎng)的體制只具有

24、連接、復(fù)用、運送功能，不具備交換功能只能靜態(tài)關(guān)聯(lián)：UNI和SNI只能靜態(tài)指派 SN必須與核心網(wǎng)綁定不解釋用戶信令：用戶不能通過信令選擇不同的業(yè)務(wù)提供者由特定接口界定核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)綁定，不利于其他業(yè)務(wù)提供者參與不具備獨立的用戶管理功能,1.3 IP網(wǎng)接入網(wǎng)體系 —— Y.1231,1.3.1 Y.1231建議概述1.3.2 IP接入網(wǎng)的定義1.3.3

25、 IP接入網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)1.3.4 IP接入網(wǎng)的參考模型1.3.5 IP接入網(wǎng)的功能與特點1.3.6 IP接入網(wǎng)的接入類型,1.3.1 Y.1231建議概述,2000年11月由ITU-T通過定義了IP接入網(wǎng)的總體框架結(jié)構(gòu)Y.1231建議的主要內(nèi)容 IP接入網(wǎng)定義 參考模型IP高層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和模型IP接入網(wǎng)支持的接入類型及接口承載能力與功能比G.902有較大的發(fā)展如今的接入技術(shù)幾乎都是基于IP接入網(wǎng),1.3.2

26、 IP接入網(wǎng)的定義,IP 接入網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)實體組成提供所需接入能力的一個實施系統(tǒng)，用于在一個“IP用戶”和一個“IP服務(wù)者”之間提供IP業(yè)務(wù)所需的承載能力。“IP使用者”和“IP服務(wù)者”都是邏輯實體，它們終止IP層和IP功能并可能包括低層功能。 (注：IP用戶也稱IP使用者）,1.3.3 IP接入網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu),Y.1231定義的接入網(wǎng)統(tǒng)一由參考點RP定界,用戶駐地網(wǎng)CPN (Customer Premises Ne

27、twork)位于用戶駐地、可以是小型辦公網(wǎng)絡(luò),也可以是家庭網(wǎng)絡(luò)可能是運營網(wǎng)絡(luò)或非運營網(wǎng)絡(luò),IP服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)，可以包括一個或多個IP服務(wù)提供商。,1.3.4 IP接入網(wǎng)的參考模型,模型描述了IP接入網(wǎng)的三大功能運送功能、接入功能、系統(tǒng)管理功能模型還描述了IP接入網(wǎng)的統(tǒng)一接口RP,,去管理口,,IP接入網(wǎng)系統(tǒng)管理,IP接入功能,IP接入網(wǎng)運送功能,,,IP服務(wù)提供商1,CPN,,RP,RP,RP,,,,,,,IP服務(wù)提供商2,

28、IP服務(wù)提供商2,,,IP接入網(wǎng),,IP核心網(wǎng),1.3.4 IP接入網(wǎng)的參考模型,模型描述的IP接入網(wǎng)的三大功能運送功能承載并傳送IP業(yè)務(wù)接入功能對用戶接入進行控制和管理（AAA） AAA：認(rèn)證、授權(quán)記帳的簡寫認(rèn)證（通過口令和用戶名實施身份認(rèn)證，即鑒權(quán)）授權(quán)（認(rèn)證通過，準(zhǔn)許使用網(wǎng)絡(luò)資源進行訪問）記賬（記錄用戶使用的資源及通信流量，進行記賬）系統(tǒng)管理功能系統(tǒng)配置、監(jiān)控、管理,1.3.5 IP接入網(wǎng)的功能與特點,用

29、戶可以動態(tài)選擇不同的IP服務(wù)提供者千萬IP用戶與眾多IP服務(wù)提供者之間的選擇IP接入網(wǎng)解釋用戶信令，用戶可以通過呼叫選擇不同的IP服務(wù)提供者為接入用戶動態(tài)分配IP地址實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)數(shù)據(jù)加密用戶接入管理認(rèn)證、授權(quán)、記賬,1.3.6 IP接入網(wǎng)的接入類型,IP接入網(wǎng)允許多種接入類型xDSLCable Modem 光纖接入（APON、EPON等）LAN、WAN無線、衛(wèi)星ISDNB-ISDN

30、 ……,G.902與Y.1231比較,定義上：G.902定義SNI與對應(yīng)UNI之間的承載電信業(yè)務(wù)能力的實體Y.1231定義IP用戶與IP服務(wù)提供者之間的承載IP業(yè)務(wù)能力的實體定界與接口：G.902建議由UNI、SNI和Q3接口界定Y.1231建議的接口抽象為統(tǒng)一的接口RP,更具靈活性和通用性,G.902與Y.1231比較,功能：G.902建議具有復(fù)用、連接、運送，無交換和記費功能 不解釋用戶信令，UNI和SNI只能靜態(tài)關(guān)

31、聯(lián)，用戶不能動態(tài)選擇SNY.1231建議除具有復(fù)用、連接、運送，還具有交換和記費功能解釋用戶信令，IP用戶可以自己動態(tài)選擇IP服務(wù)提供者,G.902與Y.1231比較,接入管理：G.902對接入網(wǎng)的管理由電信能管理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，受制于電信網(wǎng)的體制沒有關(guān)于用戶接入管理的功能Y.1231具有獨立且統(tǒng)一的AAA用戶接入管理模式便于運營和對用戶的管理適應(yīng)于各種接入技術(shù) 結(jié)論IP接入網(wǎng)比電信接入網(wǎng)具有較大優(yōu)勢寬帶接入基于IP

32、將是大趨勢,1.4 接入技術(shù)簡介,雙絞線接入典型的是以太網(wǎng)接入采用UTP5類及以上介質(zhì)接入速率可為10/100/1000Mb/s電話銅線接入典型技術(shù)xDSL接入話帶Modem接入ISDN接入使用用戶環(huán)路（用戶線）分別采用不同的頻段，多種接入技術(shù)可共存,同軸電纜接入典型的是Cable Modem接入接入到用戶的部分采用同軸電纜介質(zhì)保留原CATV節(jié)目采用剩余頻段傳輸數(shù)據(jù)光纖接入技術(shù)典型技術(shù)ATM無源光