《接入网基础》PPT课件.ppt
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1、第第1 1章章 接入网基础接入网基础 l1.1 1.1 接入网概述接入网概述l1.2 1.2 接入网络分类与接口协议接入网络分类与接口协议l1.3 PPP1.3 PPP协议协议通通信信网网:由由终终端端、主主机机、传传输输与与交交换换设设备备等等组组成成,采采用用标标准协议,实现信息采集与处理、传输与交换的网络。准协议,实现信息采集与处理、传输与交换的网络。计算机网络:计算机网络:用通信线路和设备将分散在不同地理位置上、用通信线路和设备将分散在不同地理位置上、具有独立功能的多台计算机系统连接起来,按照网络协议进具有独立功能的多台计算机系统连接起来,按照网络协议进行数据通信,实现资源共享行数据通
2、信,实现资源共享(硬、软件、数据硬、软件、数据),进行合作共,进行合作共享的计算机集合。享的计算机集合。一、一、信息网信息网特点特点重在计算机应用、面向用户重在计算机应用、面向用户(计算机网络计算机网络)重在信息采集与处理、传输与交换重在信息采集与处理、传输与交换(通信网通信网)信息网信息网:由由用户与网络终端用户与网络终端、传输与传输与交换设备交换设备等组成,采用等组成,采用标准协议,实现信息采集与处理、传输与交换的网络,其标准协议,实现信息采集与处理、传输与交换的网络,其实际形式包括通信网和实际形式包括通信网和/或计算机网络。或计算机网络。2.接入网接入网实实现现不不同同用用户户驻驻地地网
3、网或或子子网网级级的的汇汇聚聚与与分分发发、用用户户信信息息的的集集中中/分分发发,以以及及内内部部交交换换,一一般般由由NSP(networkserviceprovider)提供;提供;3.用用户户驻驻地地网网(CPN/CPE-CustomerPremiseNetwork/Equipment)由由用用户户驻驻地地(如如大大学学校校园园、工工厂厂、办办公公大大楼楼、居居民民住住宅宅小小区区等等)处处的的终终端端、主主机机、线线路路设设备备(如如接接线线箱箱)、传传输输与与交交换换设设备备等等组组成成,实实现现用用户户认认证证及及信信息息的的集集中中/分分发发。其其典典型型代代表表有有用用户单位
4、的用户交换机户单位的用户交换机(PABX)和计算机局域网。和计算机局域网。1.骨干网络骨干网络backbonenetwork,也也称称核核心心网网(corenetwork),实实现信息高速、大容量的传输与交换;现信息高速、大容量的传输与交换;(传输传输transmission+交换交换switching=传送传送transport);用户驻地网用户驻地网 这这3 3种网络的种网络的2 2种网络边界种网络边界(核心网核心网/接入网接入网、接入网接入网/用户驻地网用户驻地网)存在重叠存在重叠接入网接入网核心网核心网二、信息网间关系二、信息网间关系 PSTN:电信网电信网CN:ComputerNet
5、workBCN:Broadcasting&CableTVNetwork)传送网传送网由由三三个个网网络络的的任任两两个个或或全部组成的传送资源全部组成的传送资源PSTNCNBCNInternet应用网应用网/业务网业务网网络网络源源宿宿传送资源传送资源1.由同一种网络提供;由同一种网络提供;2.由由2种网络提供;种网络提供;3.由由3种网络提供;种网络提供;三网与因特网是分离的两个网,各有自己的业务三网与因特网是分离的两个网,各有自己的业务(电话电话/数据数据/电视,电视,WWW/FTP/E-MAIL)WWW/FTP/E-MAIL);两者均可完成数据业务的传送,但对数据业务支持的层两者均可完成
6、数据业务的传送,但对数据业务支持的层次不同,三网完成次不同,三网完成IPIP层及以下的功能,而因特网完成层及以下的功能,而因特网完成IPIP及其以上各层的功能;及其以上各层的功能;因特网可有自己的物理网络,如局域网,更广大地区的因特网可有自己的物理网络,如局域网,更广大地区的用户需通过三网接入因特网;用户需通过三网接入因特网;从从业务角度而言,业务角度而言,三网是物理承载三网是物理承载(传送传送)网络网络,因特网因特网是业务是业务(应用应用)网网。三、接入网概念三、接入网概念1.早期含义早期含义现现有有网网络络主主要要从从电电信信网网(PSTN)演演变变发发展展而而成成,接入网的接入网的早期形
7、式早期形式是:是:1)本地用户环路本地用户环路(Localloop)2)用户网用户网(Subscribernetwork)3)用户环路系统等。用户环路系统等。seethechartonnextpageSW-Switch,交换机交换机RSU-RemoteSwitchUnit,远端交换单元远端交换单元RT-RemoteTermination,远端终结远端终结FP-FlexiblePoint,DP-DistributionPointCPN/CPE#-Customer PromiseNetwork/Equipments-用户网用户网2.ITU-T(G.902)定义定义由用户网络接口由用户网络接口(UN
8、I-UserNetworkInterface)和业务结点接口和业务结点接口(SNI-ServiceNodeInterface)间的间的一系列传送实体组成一系列传送实体组成(包括线路设施和交换设备包括线路设施和交换设备),为传输电信业务提供所需传送承载能力,可通过为传输电信业务提供所需传送承载能力,可通过Q3接口进行配置与管理接口进行配置与管理。(seethechartonnextpage)接入网组成模型接入网组成模型接入网接入网业务结点业务结点TMNQ3用户终端用户终端1用户终端用户终端NQ3SNIUNIUNIAn implementation comprising those entitie
9、swhich provide the required transport bearercapabilitiesfortheprovisionoftelecommunicationsservicesbetweenaServiceNodeInterface(SNI)andeach of the associated User Network Interfaces(UNIs)。2.1用户网络接口用户网络接口(UNI)在接入网的用户侧,支持各种业务的接入。在接入网的用户侧,支持各种业务的接入。主要包括:主要包括:1)模拟电话接口模拟电话接口(POTS)PlainOldTelephoneSystem2
10、)ISDNUNI基本速率基本速率2B+D;基群速率基群速率(E1/T1)30B+D/23B+D3)数字接口数字接口E1,N*64K4)低中速接口低中速接口RS232/V.24,V.35,RS-449(422A、423A)5)宽带接口宽带接口SDH#接口:接口:STM-NN=0,1,4,16,64STM:Synchronous Transfer Module(同同 步步 传传 递递 模模 块块),USB(UniversalSerialBus),GE(GigabitEthernet)2.2业务结点接口业务结点接口(SNI)位位于于接接入入网网的的业业务务侧侧,为为不不同同的的用用户户业业务务提提供
11、供相相应应的的业务结点接口,实现与核心网交换设备的连接。业务结点接口,实现与核心网交换设备的连接。核心网交换设备早期主要指电话交换机,现在则指数据核心网交换设备早期主要指电话交换机,现在则指数据传输与交换设备传输与交换设备(如路由器如路由器)实际上实际上(现状是现状是)可包括:可包括:现有交换机现有交换机/路由器的几乎所路由器的几乎所有接口有接口,如如SDH同步数字序列同步数字序列/同步数体系同步数体系(STM-N,信元信元或分组或分组,在北美称为同步光联网在北美称为同步光联网SONETSynchronousOpticalNetworking),PDH(PlesiosynchronousDig
12、italHierarchy)准准同步数字序列同步数字序列,ATM,Ethernet(FE,GE,10GE)等等2.3Q3接口接口TMN(TelecommunicationManagementNetworks)通通过过Q3实实现现对对接接入入网网的的管管理理与与协协调调,为为用户提供所需接入类型与承载能力。用户提供所需接入类型与承载能力。如如UNI终接终接(termination)、激活去激活、激活去激活(Activation/Deactivation)、复用、复用(multiplexing)、通、通道映射道映射(mapping)、信令处理配置、信令处理配置(使用何种信令、使用何种信令、信令传送
13、方式信令传送方式)、用户端口状态等。、用户端口状态等。四、四、IP接入网接入网1.定义定义(ITU-TSG13,Y.1231)接入网指在接入网指在IP用户和用户和IP业务提供者之间业务提供者之间(InternetServiceProvider:ISP)为提供所需的接入到为提供所需的接入到IP业务的能力、网络实体业务的能力、网络实体的实现。的实现。(图见纪图见纪P22)2.接入网参考模型接入网参考模型(图见纪图见纪P22)用户驻地网用户驻地网与与接入网接入网,接入网与接入网与核心网核心网间间有参考点有参考点3.G.902与与Y.1231的区别的区别G.902Y.1231模型接口模型接口UNI、S
14、NIRP传输功能传输功能复用、交叉连接复用、交叉连接,一般不含交换一般不含交换一般有交换一般有交换计计 费费不不(计费在核心网计费在核心网)需需 要要接口开放性接口开放性V5系列系列(现在很少用现在很少用)众多选择众多选择五、广义接入网五、广义接入网 由用户由用户(或用户驻地网或用户驻地网)和核心网间的传送实体组成和核心网间的传送实体组成(包括线路设施和传输交换等设备包括线路设施和传输交换等设备),用户用户(驻地网驻地网)及核心网及核心网与与接入网接入网间接口采用开放的标准接口,经济地为用户提供间接口采用开放的标准接口,经济地为用户提供所需的传送能力。所需的传送能力。(frommyviewpo
15、int)ANCNCPE/CPN开放接口开放接口开放接口开放接口远端模块远端模块交换机交换机内部标准内部标准(如早期如早期Pairgain)用户用户内部标准内部标准1.2 1.2 接入网分类与接口协议接入网分类与接口协议 l1.1 接入网概述接入网概述l1.2 接入网络分类与接口协议接入网络分类与接口协议l1.3 PPP协议协议一、接入网分类一、接入网分类 1)按采用的技术体制分类按采用的技术体制分类(ATM、IP、Ethernet,或几种技术的混合,或几种技术的混合);2)按应用领域分类按应用领域分类(民用民用(家庭、校园、社区,家庭、校园、社区,),军用,应急等军用,应急等)3)按传输媒质的
16、属性分类按传输媒质的属性分类(有线、无线、混合有线、无线、混合)4)。1.有线有线(传输传输)接入接入1)铜线对铜线对xDSL(DigitalSubscriberLine)x=Asymmetric,High-speedbitrate,Veryhigh-speedbitrate,ISDN,RateAdaptive,Symmetric,Ethernet(EthernetoverDSL),128k51Mbps几百几百m5km2)光纤网络光纤网络(OFN)3)主要用于主要用于FTTx(Fibertothex,x=B,C,H,)4)FTTB(building),FTTC(Curb),FTTH(Home)
17、a)AON(ActiveOpticalNetwork有源光网络有源光网络):可可提供电路信号提供电路信号(如如Ei,i=1,2,3,4,E1=2.048M;)和和数据业务数据业务PoS(PacketoverSDH)SDH#(SynchronousDigitalHierarchy,同步数字系列同步数字系列(体体系系),系列:下一等级速率是前一等级的,系列:下一等级速率是前一等级的4倍倍)TUG:TributaryUnitGroup/支路单元组支路单元组)STM-N#N=0,1,4,16,64,25651.84M40GbpssSTM-2n(s-sub)n=1,2,4.(7.488,14.400,2
18、8.224)MbpssSTM-1kk=1,2,4,8,16(2.880,5.184,9.792,19.792,37.444)MbpssSTM-2n适用于光纤、双绞线、无线传送适用于光纤、双绞线、无线传送(TUG-2)sSTM-1k适用于无线传送适用于无线传送(TU-12)b)无源光网无源光网(xPON,PassiveOpticalNetwork,x=E/GE,A,G;Ethernet,GigabitEthernet,ATM,Gigabit):由光合成由光合成/分配器件等分配器件等无源器件无源器件组成组成;例如,例如,APON提供对称提供对称STM-1,或上行或上行STM-1/下行下行STM-4
19、3)混合光纤电缆混合光纤电缆HFC3)(HybridFiberCoax(CoaxialCable)光纤到楼宇或小区,光纤到楼宇或小区,楼宇或小区楼宇或小区内部使用内部使用Cable;可提供模拟电视,数百用户可共享可提供模拟电视,数百用户可共享1000Mbps的传输宽带的传输宽带(数据接入,数据接入,Internet)2.无线无线(传输传输)接入接入从用户终端从用户终端(UNI)到业务结点接口到业务结点接口(SNI)间全部或部分间全部或部分采用无线传输采用无线传输1)固定无线接入固定无线接入覆盖覆盖:50m几十几十km频率频率:几十:几十M几十几十GHZ方式方式:FDMA,TDMA,CDMA;二
20、者的结合,如;二者的结合,如MF-TDMA(多频多频TDMA)短波短波/超短波,超短波,PMP点到多点微波系统,直播卫星系点到多点微波系统,直播卫星系位位DBS,“无线光无线光”视距传输视距传输(2431GHZ,宽带宽带1GHZ),“灯光上网灯光上网”:无线光通信技术无线光通信技术Lifi在复旦大学实验成功在复旦大学实验成功,迟楠教授,迟楠教授,Light+fi(WiFi:WirelessFidelity),下行下行3.7Gbps,上行?上行?2)移动无线接入移动无线接入3)第第2代无线系统:代无线系统:GSM.IS-954)第第3代移动通信代移动通信(3G):WCDMA(FDD/TDDFre
21、quency/TimedivisionDuplex),CDMA2000(1x/3x),TD-SCDMA(智能信号处理智能信号处理)UTRAN:UMTS(UniversalMobileTelecommunicationSystem)TerrestrialRadioAccessNetwork第一阶段基于第一阶段基于ATM(完成完成),第二阶段,第二阶段IP(完成完成),第三阶段第三阶段IP多媒体多媒体(完成完成)3.混合接入混合接入使用以上使用以上各种无线各种无线与与有线有线(传输传输)接入技术的组合。接入技术的组合。vWLAN:无线无线LANIEEE802.11(1,2Mbps)/11a(6,1
22、2,18,24,36,48,54)Mbps/11b(1,2,5.5,11)Mbps/11g(功能上功能上11a+11b)(与与11b兼容兼容,11g标准标准在完善在完善)IEEE802.16,v其它其它(高、中、低轨道,高、中、低轨道,GEO/MEO/LEO,GeostationaryEarthOrbit,)卫星、蓝牙卫星、蓝牙Bluetooth、高空平台、高空平台、二、二、接入网接口与协议接入网接口与协议1.用户网络接口用户网络接口(UNI)1)Z接口接口是交换机和模拟用户线的接口,用以连接话机、是交换机和模拟用户线的接口,用以连接话机、话带话带MODEM、直流信令、直流信令、DTMF/PU
23、LSE、振铃、计振铃、计次。次。(DTMF#:DoubleTonesMulti-Frequency)2)U接口接口ISDN中中NT与交换机线路终端与交换机线路终端(LT)间的数据接间的数据接口。口。T/S接口可连接多达接口可连接多达8个终端。个终端。3)RS-232接口接口/V.24(#)“D”型型25pins或或9pins插座,插座,15m20kBauds。+3V25V表示数据表示数据“0”控制线控制线接通;接通;-3V-25V表示数据表示数据“1”控制线控制线断开断开4)RS-449/V.36RS-449规规 定定 接接 口口 的的 机机 械械、功功 能能、流流 程程(procedural
24、)特性特性;RS-422-A:平衡传输平衡传输60m2Mbps;RS-423-A:非平衡传输非平衡传输10m300kbps;5).RJ-11/45(4线电话线电话/8线网线线网线)(用于电话用于电话(RJ-11)、#Ethernet(RJ-45)连接连接)1TXD+2TXD-3RXD+456RXD-78DTEDTRRTSDCEDSRCTSDTE#:DigitalTerminalEquipmentDCE#:DatasetCommunicationEquipmentStep1DTR#:DigitalTerminalReadyStep2DSR#:DatasetSendReadyStep3RTS#:R
25、equestTOSendStep4CTS#:ClearTOSend6)E1接口接口(G.703)#线路编码:线路编码:HDB3速率:速率:2.048kbps阻抗:阻抗:120ohm(平衡平衡)/75ohm(非平衡非平衡)结构:结构:非成帧非成帧(32个时隙的纯字节个时隙的纯字节)或成帧或成帧framing(CRC-4有有/无可选无可选)连连接接器器:D15F(120ohm),BNC(电电视视电电缆缆75ohm),也有采用也有采用RJ11或或RJ457)V.35(同步传输接口同步传输接口)#RTS、DTS、DSR、CTS非平衡非平衡(共同地线共同地线)TXD、RXD、Timing(定时,时钟定时
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