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接入网的发展及应用

接入网的发展及应用

点击数:7564 次   录入时间:11-27 08:57:15   整理:http://www.55dianzi.com   通信技术

  1.接入网的概念
  
  所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里,因而被形象地称为“最后一公里”。
  
  由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括:铜线(普通电话线)接入、光纤接入、光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。
  
  国际电信联盟(ITU-T)第13组于1995年7月通过了关于接入网框架结构方面的新建议G.902,其中对接入网的定义如下:
  
  接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如:线路设备和传输设施)组成。为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统,可经由管理接口(Q3)配置和管理。原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。接入网不解释信令。
  
  (1)接入网的提出
  
  随着用户对通信运营部门提供宽带数据业务要求的不断增加,通信运营部门所提供的业务不仅包括语音、数据、图像综合等通信业务,也包括:可视电话机、数字传真机、电子数据交换、电子信箱、会议电视、可视。
  
  图文、点播电视以及远程医疗、远程教学等新业务。然而,以双绞线构成为主的电缆接入技术越来越不能满足用户对数据、图像等宽带业务的需要。以致成为当.今通信网向信息高速公路发展的“瓶颈”。即本地交换机与用户之间的连接部分——接入网部分。接入网在通信体制中的位置如下图所示。
  
  (2)接入网的定义与特点
  
  接入网由业务节点接口和用户网络接口之间的一系列传送实体(如线路设施和传输设施)组成。为供给电信业务而提供所需传送承载能力实施系统,可经由管理接口配置和管理。由上可知,接入网的重要特征可以归纳为如下几点:
  
  ①接入网对于所接入的业务提供承载能力,实现业务的透明传送。
  
  ②接入网对用户信令是透明的,除了一些用户信令格式转换外,信令和业务处理的功能依然在业务节点中。
  
  ③接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务,接入网应通过有限的标准化的接口与业务节点相连。
  
  ④接入网有独立于业务节点的网络管理系统,该系统通过标准化的接口连接TMN,TMN实施对接入网的操作、维护和管理。
  
  2.接入网的基本功能划分
  
  接入网的基本功能概括来说主要有:用户接口功能、核心功能、传送功能、业务端口功能、接入网系统管理功能五项。
  
  (1)用户接口功能
  
  指将用户网络接口的要求适配为核心和管理功能。
  
  (2)业务端口功能
  
  指将业务节点接口的要求适配为公共承载信道,并为在接入网的系统管理中处理选择信息。
  
  (3)核心功能
  
  使各个业务端口承载要求和用户接口承载要求适配为公共传送承载。该功能完成根据被要求的协议适配和通过接入网的传送复用进行协议承载处理。
  
  (4)传送功能
  
  指为公共承载的传送提供通路并为所用的传输媒介提供媒介适配、完成复用。
  
  (5)系统管理功能
  
  对接入网中的用户接口功能、业务端口功能、核心功能、传送功能的指标、操作和维护进行协调。
  
  由于接入网具有的上述功能,它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网,其传输媒体具有多样性。
  
  可灵活支持各种接入类型和业务。接入网在电路结构上包括:NX64 kb/s、(1/N)×64 kb/s分组交换、帧中继、ATM等基本形式;在通道方面有基于64 kb/s通道、基于帧中继通道、基于ATM通道;在传输上即包括了双绞线系统、同轴系统、光纤系统和无线系统等用户接入手段。



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  3.接入技术的应用
  
  由于接入网涉及现有的窄带业务和未来的宽带业务以及相关的业务网络,因此,它将成为近年来包括交换、传输、管理及计算机等各种通信新技术发展的综合体现。接入技术分为有线接入、无线接入两大类。以下分别论述:
  
  (1) XDSL技术
  
  数字用户线(DSL)是基于普通电话线的宽带接入技术,它在同一对铜线上分别传送数据和语音信号,数据信号并不通过电话交换设备,从而减轻了电话交换机的负担;而且无需拨号,一直在线,属于专线上网方式,因此,使用DSL上网并不需要缴付额外的电话费。
  
  xDSL中的“x”代表各种数字用户线技术,如非对称数字用户线(ADSL)、高速数字用户线(HDSL)和高速不对称数字用户线(VDSL)等。它们的主要区别在于上下行链路的对称性以及传输速率和有效距离有所不同。
  
  ①ADSL就是利用现有的一对电话铜线,为用户提供上、下行非对称的传输速率(带宽)。上行(从用户到网络)为低速的传输,可达640 Kbps;下行(从网络到用户)为高速传输,可达8 Mbps。它最初主要是针对视频点播业务开发的,随着技术的发展,逐步成为了一种较方便的宽带接入技术。
  
  ②HDSL(高数据速率数字用户线)技术不同于ADSL技术,采用了先进的数字信号自适应数字均衡技术和回波抵消技术。消除了传输线路上的信号干扰和回波干扰,从而能够在本地回路上的铜质双绞线上全双工的传输2 Mb/s的数字信号,适合于传送数据、语音、图像和视频信息。HDSL的传送距离比ADSL的传送距离短。同时,由于HDSL需要两对双绞线,它最开始被用于PBX网络连接、数字环路载波系统、Internet业务和专用数据局。
  
  ③VDSL甚高数据速率数字用户线是不对称的,它的传送范围在300 M到1.4 kM左右。但它的传送带宽很宽,在一对铜双绞线上其下行速率可达3~52Mb/s,上行速率可达1.5~2.3 Mb/s,这种速率比较适合于传送高清晰度电视节目(HDTV)。
  
  ④XDSL接入网络,如下图所示。
  
  (2)光纤同轴混合接入(HFC)技术
  
  它的基本特征是以模拟传输方式,综合接入多种业务信息。HFC的主干系统使用光纤,采取频分复用方式传输多种信息;配线部分使用树状拓扑结构的同轴电缆系统,传输和分配用户信息,在HFC网上传输数字语音和数字图像信息时,必须经过宽带调制器(64QAM)将数字信号调制到模拟信道中传输。
  
  HFC可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。
  
  (3)无线接入
  
  无线局域网利用无线射频(RF)技术在空中传输数据、话音和视频信号。作为传统布线网络的一种替代方案或延伸,无线局域网将企业和个人从办公桌边解放了出来,使他们可以随时随地获取信息。因此,无线局域网可以为各类企业以及他们的移动办公的员工带来很多好处。它的主要特点是:移动性、灵活性和易用性,并且具有合理的价格。
  
  宽带无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势,不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地通信业务的传统观念,最适于新的本地网竞争者与传统通信公司与有线电视公司展开有效竞争。也可以作为通信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。
  
  (4)以太网接入技术
  
  以太网技术对于企事业用户一直是最流行的接入方法,主要原因是:已具备强大的网络基础和丰富的经验,而且目前所有流行的操作系统和应用也都是与以太网兼容的。由于以太网的帧格式和IP数据格式是一致的,用以太网传输IP数据业务,中间不需任何格式转换,因此以太网接入能够与IP网实现无缝结合,而且还具有优良的可扩展性。所以,在用户楼内已布有双绞线而光纤未能到达的地方,为了快速抢占市场,可采取ADSL+LAN的综合模式接入。
  
  该方式利用原有电话线路和双绞线资源,充分保护运营商已有投资,用户采用五类线接入网卡就能够实现宽带接入,灵活便捷。但以太网的建设需要单独铺线,初期投资大,施工麻烦;10/100 m以太网五类线接入传输距离有限,接入交换机数量众多、零散,网络管理和维护复杂,线路不够安全。
  
  接入网的共同趋势都是逐渐将光纤化推向用户,接入网的瓶颈也随之消失。当然,全部实行光纤到户将是一个较长的过程。

XDSL接入网络图



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  ①无线接入网网络图,如下图所示。

无线接入网网络图


  
  ②LAN接入网络图,如下图所示。

LAN接入网络图

  (5)光纤接入技术
  
  随着光纤传输技术的进步和成本的不断降低,各种高速可靠的光纤系统,如光纤用户环路(FITL)、数字同步系列(SDH)在接入段中以光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)及光纤到用户(FTTH)等形式得到广泛应用。光纤接入技术与其他接入技术相比,最大优势在于可用带宽宽,而且还有巨大潜力可以开发,在这方面其他接入技术根本无法与其相比。光纤接入网还有维护简单,容易扩展,易于升级;服务范围大,带宽分配灵活,服务有保证;传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高和节约管道资源等特点。另外,SDH和APON设备的标准化程度都比较高,有利于降低生产和运行维护成本。

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