第8章接入網(wǎng)本章內(nèi)容：接入網(wǎng)的概述xDSL技術光接入網(wǎng)無線接入技術其他接入技術寬帶接入業(yè)務本章重點：接入網(wǎng)的概念和特點ADSL技術EPON和GPON技術8.1接入網(wǎng)概述從整個電信網(wǎng)的角度講，可以將全網(wǎng)劃分為公用網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)（CustomerPremisesNetworkCPN）兩大塊，其中CPN屬用戶所有，因而，通常意義的電信網(wǎng)指的是公用電信網(wǎng)部分。公用電信網(wǎng)又可以劃分為長途網(wǎng)（長途端局以上部分）、中繼網(wǎng)（長途端局與市話局之間以及市話局與市話局之間的部分）和接入網(wǎng)（市話局至用戶之間的部分）三部分。長途網(wǎng)和中繼網(wǎng)合并稱為核心網(wǎng)。相對于核心網(wǎng)，接入網(wǎng)介于本地交換機和用戶之間，主要完成使用戶接入到核心網(wǎng)的任務，接入網(wǎng)由業(yè)務節(jié)點接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡接口（UNI）之間一系列傳送設備組成。圖8-1描述了接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置。

8.1接入網(wǎng)概述8.1接入網(wǎng)概述所謂接入網(wǎng)是指骨干網(wǎng)絡到用戶終端之間的所有設備。其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為“最后一公里”。8.1接入網(wǎng)概述根據(jù)G.902建議和我國的接入網(wǎng)體制的定義，接入網(wǎng)是由業(yè)務節(jié)點接口（SNI）和相關用戶網(wǎng)絡接口（UNI）之間的一系列傳送實體（包括線路設備和傳輸設備等）組成的，為傳送電信業(yè)務提供所需承載能力的系統(tǒng)，可經(jīng)Q3接口進行配置和管理。因此，接入網(wǎng)所覆蓋的范圍可由三個接口界定，即網(wǎng)絡側(cè)經(jīng)由SNI與業(yè)務節(jié)點（SN）相連，用戶側(cè)由UNI與用戶相連，管理方面則經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)（TMN）相連。8.1接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)（AccessNetwork）電信管理網(wǎng)業(yè)務節(jié)點接入網(wǎng)IP接入網(wǎng)根據(jù)IP接入的特殊性，ITU-T對IP接入網(wǎng)定義是：在IP用戶和IP業(yè)務提供者（ISP）之間提供對IP業(yè)務的接入能力所需的網(wǎng)絡實體的集合。這里網(wǎng)絡實體是指具有特定能力的包括軟硬件在內(nèi)的一個子系統(tǒng)。IP接入網(wǎng)需要提供IP接入傳送功能、IP接入功能和IP接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能。IP接入功能是指ISP的動態(tài)選擇、網(wǎng)絡地址翻譯、授權認證、計費等。接入網(wǎng)的特點業(yè)務量密度低。利用率不到1%相對成本高成本差異大成本與業(yè)務量無關運行環(huán)境惡劣技術變化慢8.2xDSL技術8.2.1xDSL技術概述1．DSL技術DSL(DigitalSubscriberLine)是基于普通電話線為傳輸介質(zhì)的點對點傳輸技術。2．xDSL技術的分類它包括ADSL、HDSL、VDSL、SDSL和RADSL等。它們主要的區(qū)別就是體現(xiàn)在信號傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性的不同這兩個方面。ADSL（非對稱用戶數(shù)字線）HDSL（高速用戶數(shù)字線）VDSL（超高速用戶數(shù)字線）SDSL（對稱數(shù)字用戶線路,標準版HDSL）RADSL（速率自適應數(shù)字用戶線路）8.2.2ADSL技術ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式。它因為上行（用戶到電信服務提供商方向，如上傳動作）和下行（從電信服務提供商到用戶的方向，如下載動作）帶寬不對稱（即上行和下行的速率不相同）因此稱為非對稱數(shù)字用戶線環(huán)路。它采用頻分復用技術把普通的電話線分成了電話、上行和下行三個相對獨立的信道，從而避免了相互之間的干擾。即使邊打電話邊上網(wǎng)，也不會發(fā)生上網(wǎng)速率和通話質(zhì)量下降的情況。它能夠在普通電話線上提供高達8Mb/s的下行速率和1Mb/s上行速率，傳輸距離達3km～5km。ADSL所支持的主要業(yè)務是：Internet高速接入服務；多種寬帶多媒體服務；提供點對點的遠地可視會議、遠程醫(yī)療、遠程教學等服務。用戶線對增容技術1.基本原理雙絞線雙絞線分線盒交接箱分線盒交接箱用戶端局局端機局端機遠端機遠端機話機話機話機話機公用電話網(wǎng)模擬口由交換機來的PCM2線信號首先轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的4線信號，再經(jīng)回波消除器處理并分離成語音信號和信令。然后，解碼。控制電路對定時和控制信號進行處理，并建立與局端機的通信連接。最后，由兩個相同的用戶接口電路完成A/D和D/A轉(zhuǎn)換、4/2線轉(zhuǎn)換、摘機/掛機信號檢測、振鈴信號檢測以及話機接口電路等功能。整個遠端機的電源有局端機通過雙絞線遠供。由交換機兩個終端口來的模擬信號首先由兩個交換接口中的檢測器分離成語音信號和振鈴信號。語音信號經(jīng)2/4線轉(zhuǎn)換和A/D變換成為標準64kbit/s信號，進入線路接口中的數(shù)字網(wǎng)絡接口電路進行線路編碼，再經(jīng)回波消除器和4/2線轉(zhuǎn)換成標準線路傳輸信號經(jīng)雙絞線送給遠端機?？刂齐娐樊a(chǎn)生和接收定時信號和控制信號，并通過線路接口建立與遠端機的通信。xDSL技術連接圖ADSL線路信號的頻分復用8.2.3VDSL技術在ADSL基礎上發(fā)展起來的VDSL，可在很短距離的雙絞銅線上傳送比ADSL更高速的數(shù)據(jù)，其最大的下行速率為51～55Mbit/s，傳輸線長度不超過300m；當下行速率在13Mbit/s以下時，傳輸距離可達1.5km，上行速率則為1.6Mbit/s以上。數(shù)字信號處理技術簡化，成本顯著降低。VDSLVDSL（Very-high-bit-rateDigitalSubscriberloop）甚高速數(shù)字用戶環(huán)路，簡單地說，VDSL就是ADSL的快速版本。使用VDSL，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達55Mbps，上傳速率可達19.2Mbps，甚至更高（不同廠家的芯片組，支持的速度不同。同一廠家的芯片組，使用的頻段不同，提供的速度也不同。不同廠家的VDSL不能實現(xiàn)互通，導致了VDSL不能大規(guī)模商業(yè)應用，新一代的VDSL2實現(xiàn)了互通，為VDSL大規(guī)模商業(yè)應用提供了條件。

8.3光接入網(wǎng)1．光接入網(wǎng)的概念所謂光接入網(wǎng)（OpticalAccessNetwork，OAN）就是采用光纖傳輸技術的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。OAN指采用基帶數(shù)字傳輸技術并以傳輸雙向交互式業(yè)務為目的的接入傳輸系統(tǒng)，支持傳輸寬帶廣播式和交互式業(yè)務。8.3光接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)分類無源光網(wǎng)絡(PON：PassiveOpticalNetwork)ATM的PON（APON）基于以太網(wǎng)的PON（EPON）。有源光網(wǎng)絡(AON：ActiveOpticalNetwork)基于SDH的AON基于PDH的AON光纖接入網(wǎng)的特點AON采用光分路器分路;PON采用電復用器分路帶寬寬網(wǎng)絡的可升級性能好雙向傳輸接入簡單、費用少2．光接入網(wǎng)應用類型按照ONU在光接入網(wǎng)中所處的具體位置不同，可以將OAN劃分為三種基本不同的應用類型8.3.2PON技術1．PON技術概述無源光網(wǎng)絡（PON）技術有APON、EPON、GPON等。APON（ATMPassiveOpticalNetwork）是指基于ATM的PON技術，EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）是指基于以太網(wǎng)的PON技術，GPON（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork）是吉比特的PON技術。（1）APON技術ITU-T于1996年6月通過了第一個有關PON的國際建議G.982，其主要目標是對2Mbit/s以下接入速率的窄帶PON系統(tǒng)進行定義。1996年，由13家大型網(wǎng)絡運營商同它們的主要設備供應商組成了FSAN（FullServiceAccessNetwork）聯(lián)盟，其目標是要為PON設備定義一個通用的標準。FSAN聯(lián)盟制定了一個155Mbit/s的PON系統(tǒng)技術規(guī)范，它采用ATM作為傳輸協(xié)議，故被稱為APON，1999年被ITU-T采納成為ITU-TG.983系列標準，這是第一個PON的國際標準。隨著網(wǎng)絡業(yè)務種類和流量的迅速發(fā)展，APON標準后來得到了加強，可支持622Mbit/s的傳輸速率，同時加上了動態(tài)帶寬分配、保護等功能，能提供以太網(wǎng)接入、視頻發(fā)送、高速租用線路等業(yè)務。2001年年底，F(xiàn)SAN將APON改名為BPON，意為寬帶的PON，以避免人們產(chǎn)生APON只能提供ATM業(yè)務的誤解。（2）EPON技術2000年12月，IEEE成立了802.3EFM（EthernetintheFirstMile）研究組，開始致力于開發(fā)可廣泛應用于接入網(wǎng)市場的以太網(wǎng)協(xié)議標準，與此相應的，業(yè)界有21個網(wǎng)絡設備制造商發(fā)起成立了EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance），提出了EPON技術標準。EFM標準IEEE802.3ah在2004年6月批準通過。（3）GPON技術2001年FSAN聯(lián)盟也開始了進行1Gbit/s以上速率的PON標準研究，GPON最早由FSAN于2002年9月提出，ITU-T在此基礎上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年6月完成了G.984.3的標準化。最終形成了GPON的標準族。2．EPON/GPON技術的比較（1）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)GPON和EPON都采用點到多點拓撲結(jié)構(gòu)的無源光接入技術，由局端的OLT（光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（光網(wǎng)絡單元）以及分光器組成，其典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。（2）封裝格式EPON和GPON最大的區(qū)別是業(yè)務數(shù)據(jù)封裝格式不同。EPON在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務，業(yè)務數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)幀后經(jīng)由PON傳輸；GPON能將任何類型和任何速率的業(yè)務以ATM信元或GEM（GPON的成幀格式）幀格式統(tǒng)一封裝后經(jīng)由PON傳輸，GEM幀長度可變，提高了傳輸效率，因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務。（3）帶寬EPON可以提供上、下行對稱的1.25Gbit/s的帶寬，并且隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展可以升級到10Gbit/s；GPON提供1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率和所有標準的上行速率。（4）傳輸距離GPON和EPON的傳輸距離都可達20km。2．EPON/GPON技術的比較（5）分光比EPON支持的分光比最大可達64；GPON支持的分光比最大可達128。（6）帶寬分配和服務質(zhì)量（QoS）EPON和GPON都具有對帶寬分配和QoS的一套完整的體系?？梢詫γ總€用戶進行帶寬分配，并保證每個用戶的QoS。（7）技術和設備復雜性EPON的相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，長期運營成本和管理成本的節(jié)省很大；EPON系統(tǒng)對局端資源占用很少，模塊化程度高，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易。GPON的技術相對復雜，設備成本較高。GPON具有QoS保障的多業(yè)務和強大的操作維護管理能力等，這在很大程度上是以技術和設備的復雜性為代價換來的，從而使得相關設備成本較高。8.4無線接入技術8.4.1無線接入技術概述1．無線接入的概念和分類無線接入是指在交換節(jié)點到用戶終端之間的傳輸線路上，部分或全部采用了無線傳輸方式，其采用的技術主要包括微蜂窩技術、蜂窩技術、微波點對多點技術和衛(wèi)星通信技術。由于技術無需敷設有線傳輸媒質(zhì)，具有很大的靈活性，不斷出現(xiàn)的新技術使其在接入網(wǎng)中的地位和作用正日益加強，是有線接入技術的不可或缺的補充。8.4無線接入技術無線接入技術又分為固定無線接入（FWA）移動無線接入無線接入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能無線基站基站控制器交換機用戶單元無線基站用戶單元網(wǎng)絡接口用戶接口………空中接口…雙絞線光纖數(shù)字微波移動終端移動終端操作維護中心8.4.2本地多點分配業(yè)務1．LMDS的概念LMDS屬于無線固定接入手段，是在近年來逐漸發(fā)展起來的一種工作于10GHz以上頻段的，寬帶無線點對多點接入技術。所謂“本地”是指單個基站所能夠覆蓋的范圍，LMDS因為受工作頻率電波傳播特性的限制，單個基站在城市環(huán)境中所覆蓋的半徑通常小于5km；“多點”是指信號由基站到用戶端是以點對多點的廣播方式傳送的，而信號由用戶端到基站則是以點對點的方式傳送；“分配”是指基站將發(fā)出的信號（可能同時包括話音、數(shù)據(jù)及Internet、視頻業(yè)務）分別分配至各個用戶；“業(yè)務”是指系統(tǒng)運營者與用戶之間的業(yè)務提供與使用關系，即用戶從LMDS網(wǎng)絡所能得到的業(yè)務完全取決于運營者對業(yè)務的選擇。LMDS的優(yōu)點包括：（1）頻帶寬，可用頻譜往往達到1GHz以上；（2）采用點對多點微波傳輸；（3）可支持雙向話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像等多種業(yè)務；（4）可支持從64kbit/s到2Mbit/s，甚至高達155Mbit/s的用戶接入速率；（5）具有很高的可靠性，被稱為是一種“無線光纖”技術。LMDS的主要缺點是：覆蓋區(qū)范圍有限且存在來自其他小區(qū)的同信道干擾。因為系統(tǒng)要求工作在高頻段，所以即使發(fā)射機和接收機位置固定，交通工具和周圍環(huán)境（如樹葉、降雨）也會造成信號衰落。2．LMDS系統(tǒng)的組成一個完善的LMDS網(wǎng)絡是由基礎骨干網(wǎng)絡、基站、用戶端設備以及網(wǎng)管系統(tǒng)4部分組成，如圖8-10所示。圖8-10LMDS系統(tǒng)組成方框圖8.4.3無線局域網(wǎng)1．WLAN的基本概念（1）WLAN的概念無線局域網(wǎng)絡(WirelessLocalAreaNetworks；WLAN)是相當便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(RadioFrequency；RF)的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡。按其傳輸設計方式，大致可分為三大類：窄頻微波(NarrowbandMicrowave)技術展頻(SpreadSpectrum)技術及紅外線(Infrared)技術（2）無線局域網(wǎng)標準（IEEE802.11）及Wi-Fi聯(lián)盟IEEE802.11系列標準是國際電工電子工程學會（IEEE）為無線局域網(wǎng)絡制定的標準。該系列標準主要針對WLAN的媒體訪問控制層（MAC）和物理層。IEEE802.11委員會只制定標準。Wi-Fi聯(lián)盟通過對加盟廠商的WLAN兼容產(chǎn)品進行品牌認證，以改善基于IEEE802.11標準的無線網(wǎng)絡產(chǎn)品之間的互通性。通常人們將使用IEEE802.11系列標準的網(wǎng)絡稱為Wi-Fi。（3）我國無線局域網(wǎng)的安全標準（WAPI）及WAPI聯(lián)盟考慮到Wi-Fi產(chǎn)品的安全因素及國內(nèi)業(yè)界的經(jīng)濟利益，我國提出了一個完全自主知識產(chǎn)權的無線局域網(wǎng)標準安全協(xié)議，就是無線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎結(jié)構(gòu)（WLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure，WAPI）。WAPI協(xié)議是針對IEEE802.11標準中的有線等效保密（WiredEquivalentPrivacy，WEP）協(xié)議的安全問題，充分考慮了各種應用模式而制定的新的安全機制。與Wi-Fi聯(lián)盟類似，國內(nèi)業(yè)界的企業(yè)成立WAPI聯(lián)盟以推行WAPI產(chǎn)品的兼容認證。2．WLAN系列標準（1）IEEE802.11系列標準IEEE802.11系列標準主要區(qū)別在于物理層不同，IEEE802.11系列標準主要技術指標比較見表8-1。表8-1 IEEE802.11系列標準主要技術指標比較IEEE802.11系列標準的安全協(xié)議

（2）IEEE802.11系列標準的安全協(xié)議

除原IEEE802.11標準中的WEP安全協(xié)議和我國提出的WAPI協(xié)議，IEEE進一步提出了新一代WLAN安全標準IEEE802.11i。WPA（Wi-FiProtectedAccess，Wi-Fi保護訪問）和WPA2是“Wi-Fi聯(lián)盟”制定的基于IEEE802.11i標準的安全加密方式。WEP標準將被WAP/WAP2逐步取代。3．無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可歸結(jié)為兩類：無中心也叫對等式（PeertoPeer）拓撲和有中心（Hub-Based）拓撲。（1）無中心拓撲無中心拓撲的網(wǎng)絡如圖8-11所示，又稱Adhoc網(wǎng)絡，或自組織網(wǎng)絡、無固定設施網(wǎng)絡等。無中心拓撲的網(wǎng)絡要求網(wǎng)絡中任意兩個站點均可直接通信，通信時，可由其他用戶終端進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。采用這種拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡一般使用公用廣播信道，各站點都可競爭公用信道。圖8-11無中心拓撲這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是網(wǎng)絡抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費用較低。但當網(wǎng)中用戶數(shù)（站點數(shù)）過多時，信道競爭成為限制網(wǎng)絡性能的要害。并且為了滿足任意兩個站點可直接通信的要求，網(wǎng)絡站點布局受環(huán)境限制較大。因此，這種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)適用于用戶數(shù)相對較少的情況。（2）有中心拓撲在有中心拓撲結(jié)構(gòu)中，要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網(wǎng)絡的訪問均由其控制。有中心拓撲的網(wǎng)絡如圖8-12所示，一個基本服務集BSS包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本BSS以內(nèi)都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時，都要通過本BSS的基站?；痉占瘍?nèi)的基站叫作接入點AP（AccessPoint），它就是中心站。一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點AP連接到一個主干分配系統(tǒng)DS（DistributionSystem），然后再接入到另一個基本服務集，構(gòu)成擴展的服務集ESS（ExtendedServiceSet）。圖8-12有中心拓撲8.5其他接入技術8.5.1HFC技術HFC（HybridFiber-Coax）是指采用光纖傳輸系統(tǒng)與同軸電纜分配網(wǎng)相結(jié)合的寬帶傳輸平臺。隨著技術的發(fā)展，HFC網(wǎng)特指利用混合光纖同軸來進行寬帶數(shù)字通信的CATV網(wǎng)絡。與傳統(tǒng)的CATV網(wǎng)相比，HFC網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)無論從物理上還是邏輯拓撲上都有重要變化。HFC網(wǎng)中的光纖節(jié)點位置與電話網(wǎng)中的遠端節(jié)點相對應。光纖節(jié)點到用戶端的CableModem之間是傳統(tǒng)CATV網(wǎng)的同軸電纜分配網(wǎng)絡。CableModem連接電話、電視機和電腦等。HFC系統(tǒng)如圖8-13所示。圖8-13HFC系統(tǒng)示意圖HFC可以提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務，但在用戶側(cè)需要配置電纜調(diào)制解調(diào)器（CableModem，CM，或稱線纜調(diào)制解調(diào)器）。CableModem通常至少有兩個接口，一個用來接墻上的有線電視端口，另一個與計算機相連。通過CableModem系統(tǒng)，用戶可在有線電視網(wǎng)絡內(nèi)實現(xiàn)Internet訪問、IP電話、視頻會議、視頻點播、遠程教育、網(wǎng)絡游戲等功能。CableModem的傳輸速度一般可達3～50Mbit/s，距離可以是100km甚至更遠。8.5.2電力線接入技術電力線通信技術（PowerLineCommunication，PLC）是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式，終端用戶只需要插上電源插頭，就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡接入。PLC的基本原理是指利用電網(wǎng)低壓線路實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體業(yè)務信號的高速傳輸，把數(shù)據(jù)信號加載于電力線進行傳輸，接收端的調(diào)制解調(diào)器再把信號從電流中解調(diào)出來，并傳送到計算機等終端設備，以實現(xiàn)信息的傳遞。8.6寬帶接入業(yè)務1．ADSL業(yè)務2．FTTx業(yè)務3．WLAN業(yè)務1．ADSL業(yè)務ADSL業(yè)務可提供最大上行1Mbit/s，下行12Mbit/s的數(shù)據(jù)速率，可同時上網(wǎng)和打電話。目前，根據(jù)用戶需求，運營商可提供下行1Mbit/s、2Mbit/s、4Mbit/s和8Mbit/s的帶寬。ADSL業(yè)務又分為固定IP上網(wǎng)方式和PPPOE（虛擬撥號）上網(wǎng)方式兩種。前者的資費要高于后者。固定IP上網(wǎng)方式：只需一次設好IP地址、子網(wǎng)掩碼、DNS與網(wǎng)關后即可24小時在線。非常適合網(wǎng)吧等商業(yè)用戶及中小企業(yè)使用。由于用戶擁有固定或真實的IP，可以相對方便地向Internet上的其他用戶提供信息服務。PPPOE（虛擬撥號）上網(wǎng)方式：用配備的ADSL撥號軟件輸入賬號、密碼、通過身份驗證后，獲得一個動態(tài)的IP地址，即可上網(wǎng)。適合家庭用戶和小型企業(yè)使用。虛擬撥號上網(wǎng)分住宅用戶與商業(yè)用戶兩種業(yè)務。2．FTTx業(yè)務目前FTTx業(yè)務主要有兩種實施方案：FTTB+LAN和FTTH。FTTB+LAN是利用數(shù)字寬帶技術，光纖直接到樓內(nèi)機房，再通過LAN的形式連接到各個用戶。F