第 8 章 接入网技术

1. 第8章 接入网技术

2. 本章结构

3. 学习目标 • 1．知识目标：理解接入网的概念，掌握ADSL接入网技术的原理，了解其他接入网技术。 • 2．能力目标：能熟练地掌握ADSL设备的安装与软件设置，了解其他网络连接设备的安装。 • 3．素质目标：培养学生通过网络获取信息的意识与能力。

4. 8.1 接入网概述 8.1.1　接入网的基本概念 8.1.2接入网的类型

5. 8.1.1　接入网的基本概念 • 1．接入网的定义 • 接入网是指利用双绞线和光纤等有线或无线传输介质及相关设备，将用户终端设备与本地局交换机端口连接起来的网络。接入网是—个相对于交换网的概念，也可以说，是网络端V（或Z）参考点与用户端T（或Z）参考点之间的机线设备的总和。 • ITU-T的G.902标准认为，接入网是由SNI（services network interface，业务节点接口）和UNI（user network interface，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）所组成的、为电信业务提供所需传输能力的实施系统，可通过Q3接口进行配置和管理。

6. 8.1.1　接入网的基本概念 • 2．接入网的网络接口 • 接入网由其接口来界定。用户终端通过UNI连接到接入网。图8-1是接入网与其他网络实体之间由UNI、SNI和Q3接口连接的示意图。

7. 8.1.1　接入网的基本概念 • 接入网可以连接到多个业务节点。根据接入方式，接入网既可提供支持特定业务的不同业务节点的接入，也可以提供支持相同业务的多个业务节点的接入。 • 1）UNI • 用户终端通过UNI接口可以接入所需的业务节点，—个UNI可以支持多个逻辑接入，每个接入通过一个SNI接入到不同的业务节点。

8. 8.1.1　接入网的基本概念 • 2）SNI • 业务节点接口SNI是接入网提供用户到业务节点的接口，如果接入网的SNI和业务节点的SNI不在同一个物理位置，应通过透明传输通道实现接入网节点的远端连接。

9. 8.1.1　接入网的基本概念 • 3）Q3接口 • Q3接口是电信管理网与电信网各部分相连的标准接口。作为电信网的一部分，接入网的管理也必须符合电信管理网的策略。接入网是通过Q3与电信管理网相连来实施电信管理网对接入网的管理与协调，从而提供用户所需的接入类型和承载能力。

10. 8.1.1　接入网的基本概念 • 接入网的主要功能

11. 8.1.1　接入网的基本概念 • 1）用户端口功能 • 2）业务端口功能 • 3）核心功能 • 4）传送功能 • 5）接入网系统管理功能

12. 8.1.1　接入网的基本概念

13. 8.1.1　接入网的基本概念 • 1）接入承载处理功能层:接入承载处理功能层位于电路层之上，主要用于用户承载体、用户信令的控制和管理。 • 2）电路层:电路层是在电路层接入点间进行信息传送的功能层，它独立于传输通道层。电路层为用户提供诸如电路交换业务、分组交换业务和租用线业务等电信业务，不同的电路层是根据提供的不同业务来识别的。 • 3）通道层:通道层是在传输通道层间进行信息传送的功能层，用以支持一个或多个电路层。通道层独立于传输媒介层。 • 4）传输媒介层:传输媒介层包括传输段层和物理媒介层。传输段层是在段层间进行信息传送的功能层，用以支持一个或多个通道层，如SDH通道和PDH通道。物理媒介层是实际媒介的功能层，如光纤、双绞线、同轴电缆或无线电，以支持传输段层网络。

14. 8.1.1　接入网的基本概念 • 表8-1是接入网中各功能层要素。

15. 8.1.1　接入网的基本概念 • 接入网的类型 • 接入网根据其传输介质可分为有线接入和无线接入两大类型，如表8-2所示。通过该表可以看出，各种宽带接入方式都有其自身的长短和优劣，不同需要的用户应该根据自己的实际情况做出合理的选择。

18. 8.2ADSL接入网技术 • 8.2.1 xDSL简介 • 8.2.2 ADSL技术原理 • 8.2.3 ADSL的特点与应用 • 8.2.4 ADSL的接入模型 • 8.2.5 ADSL终端设备的类型 • 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装

19. 8.2.1 xDSL简介 • DSL技术是美国贝尔通信研究所为VOD业务开发的利用双绞线传输高速数据的技术。 • xDSL是DSL的统称，是以电话铜线（普通电话线）为传输介质、点对点传输的宽带接入技术。

20. 8.2.1 xDSL简介 • xDSL技术的主要特性如表8-3所示

21. 8.2.2 ADSL技术原理 • 传统的Modem它只使用了0K～4KHz的低频段，而电话线理论上有接近2MHz的带宽，ADSL正是使用了26KHz以后的高频带才能提供如此高的速率。 • 具体工作流程是：经ADSL Modem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交换机上，如果是数字信号就接入因特网。 • ADSL的信道结构如图8-4所示。

22. 8.2.2 ADSL技术原理

23. 8.2.2 ADSL技术原理 • 目前在一对普通电话铜质双绞线上实现用户高速接入的ADSL调制技术有3种：QAM（quadature amplitude modulation，幅相调制技术）、CAP（carrierless amplitude-phase modulation，无载波幅相调制技术）和DMT（discrete multitone，离散多音频技术）。

24. 8.2.3 ADSL的特点与应用 • 1．ADSL的特点 • 1）投资小，连接方便。 • 2）传输距离远，误码率低，可靠性高。 • 3）速率高，频带宽。 • 4）业务多。 • 5）应用广。　 • 6）采用点-点的拓扑结构。

25. 8.2.3 ADSL的特点与应用 • 2、ADSL的应用 • 1）高速的数据接入。 • 2）视频点播。 • 3）网络互连业务。 • 4）家庭办公 • 5）远程教学、远程医疗等。

26. 8.2.4 ADSL的接入模型 • ADSL的系统结构如图8-5所示，它主要有中央交换局端模块和远端模块组成。

27. 8.2.5 ADSL终端设备的类型

28. 8.2.5 ADSL终端设备的类型

29. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 • 1．ADSL终端设备的安装 • ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。 • ADSL终端设备的安装如图8-9所示，只要将电话线连上分离器，分离器与ADSL Modem之间用一条两芯电话线连上，ADSL Modem与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。

30. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 图8-9ADSL终端设备的安装

31. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 • 局域网用户的ADSL安装与单机用户没有很大区别，只需再加多一个交换机，用直连网线将交换机与ADSL MODEM 连起来即可，如图8-10所示。另外，为了实现对网络有效的管理，在服务器中需安装服务器代理软件。

32. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 图8-10ADSL 局域网用户设备的安装

33. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 • 2．单用户通过ADSL访问因特网的软件安装 • 单用户通过ADSL访问因特网通常采用虚拟拨号方式。所谓虚拟拨号，就是ADSL连接的并不是具体的ISP接入号码，而是ADSL虚拟专网接入的服务器。虚拟拨号可以通过拨号软件PPPoE实现，它遵循PPPoE协议（Point to Point Protocol over Ethernet，基于局域网的点对点通讯协议）。通过PPPoE软件，用户可以以习惯的拨号方式接入因特网。

34. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装 1）打开控制面板，单击“查看网络状态和任务”，弹出如图8-11所示窗口。 2）在图8-11中单击 “设置新的连接或网络”，打开如图8-12所示窗口，选择“连接到因特网”后单击“下一步”按钮。

35. 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装

36. 3）在出现如图8-13所示的窗口后，单击“宽带(PPPoE)”选项，系统将打开如图8-14所示窗口。3）在出现如图8-13所示的窗口后，单击“宽带(PPPoE)”选项，系统将打开如图8-14所示窗口。 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装

37. 4）在图8-14所示窗口中，在“用户名”和“密码”文本框中分别输入ISP提供的用户名和密码，然后单击“连接”按钮，系统将开始通过虚拟拨号接入因特网，如图8-15所示。 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装

38. 5）设置完成后，打开控制面板，单击“连接到因特网”，打开如图8-16所示窗口。5）设置完成后，打开控制面板，单击“连接到因特网”，打开如图8-16所示窗口。 6）选中“是，选择现有的连接”，然后单击“下一步”按钮，打开如图8-17所示拨号窗口。 7）单击“连接”拨号连接。 8.2.6 ADSL终端设备和拨号软件的安装

39. 8.3 HFC接入网技术 • 8.3.1 HFC网络的技术原理 • 8.3.2 HFC网络的特点 • 8.3.3 HFC网络的标准 • 8.3.4 HFC网络的接入模型 • 8.3.5 HFC终端设备的类型 • 8.3.6 HFC终端设备的安装

40. 8.3.1 HFC网络的技术原理 • 1．HFC网络简介 • HFC网络是宽带传输网络，一般采用上、下行不对称的频率分割。 HFC接入网是以模拟频分复用技术为基础，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、射频技术及高度分布式智能技术的宽带接入网络。HFC网靠用户侧的最末端是一个高品质的宽带网--同轴网。话音、高速数据可以通过频分复用方式调制到不同的频段上传送至用户家中，HFC网以其较低的价格和普通CATV兼容的特性逐渐成这最佳的接入网方式之一。

41. 8.3.1 HFC网络的技术原理 • 2．HFC网络的系统结构 • HFC由光纤干线和同轴电缆分配网通过光节点站结合而成。一般光纤干线采用星形拓扑，同轴电缆分配网则具有树形结构，这种结构已广泛用于广播电视信号的分配，称为光纤到馈点（FTF）模型。

42. 8.3.1 HFC网络的技术原理

43. 8.3.1 HFC网络的技术原理 • 3．HFC网频谱安排 • HFC采用负载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输，合理的频谱安排非常重要，既要考虑原有和现在的应用需求，又要考虑未来的发展。有关同轴电缆中各种信号的频谱安排的典型建议方案如图8-19所示。

44. 我国在接入网总技术规范中所定义的具体频段划分如表8-4所示。我国在接入网总技术规范中所定义的具体频段划分如表8-4所示。

45. 8.3.1 HFC网络的技术原理 • 4． Cable Modem • Cable Modem（电缆调制解调器）是利用HFC网络进行高速访问的一种重要的通信设备。

46. 8.3.2 HFC网络的特点 • 1）支持多项网络业务:HFC网的目标是能够提供各种类型的模拟和数字通信业务，包括有线和无线、数据和话音、多媒体业务等，并称之为全业务网(FSN)。 • 2）系统保密性强:HFC网络中的Cable Modem具有第二层网桥功能，可以实现IPX、NetBEUI等协议过滤，IP地址、MAC地址锁定等。 • 3）安全性高:从主干网络设备的交换机到Cable Modem设备，全部支持Spanning Tree算法，因此，每个网络都可以通过多个链路构成冗余连接，确保网络系统安全。 • 4）网络管理功能:网络管理软件既可以让管理人员足不出户完成整个网络的配置，又可以通过网络监控等功能完成对用户使用权限的设置。通过开放的Access数据库，开发第三方增值软件。

47. 8.3.2 HFC网络的特点 • 5）灵活的扩展性:如果要增加用户或子网的数量，只需增加Cable Modem的前端设备和用户端设备；如果网络中心交换设备端口不够，则只需叠加网络交换设备。 • 6）传输频带较宽:HFC具有双绞铜线对无法比拟的宽带传输，其分配网络的主干部分采用光纤，其间可以用光分路器将光信号分配到各个服务区，在光节点处完成光电变换，再用同轴电缆将信号分送到各用户家中，这种方式兼顾到提供宽带业务所需带宽及节省建立网络开支两个方面的因素。

48. 8.3.2 HFC网络的特点 • 7）与目前的用户设备兼容:HFC网络的最后一段是同轴网，它本身就是一个CATV网，因而视频信号可以直接进入用户的电视机，以保证现在大量的模拟终端可以使用。 • 8）成本较低:HFC网的建设可以在原有网络基础上改造，根据各类业务的需求逐渐将网络升级。例如若想在原有CATV业务基础上，增设电话业务，只需安装一个设备前端，以分离CATV和电话信号；而且何时需要何时安装，十分方便与简捷，成本也较低。

49. 8.3.3 HFC网络的标准 • 1.MCNS标准 • MCN已经成为了Cable Modem系统的国际标准，其主要内容如下： • 网络层：运行IP协议 • 数据链路层：逻辑链路子层采用以太网标准，MAC子层支持变长协议单元；采用前端控制体制对传输机会进行集中和预约管理；采用变长数据包来提高带宽利用率；留有支持ATM的扩展能力，即支持多级别服务。 • 物理层：上行通道基于北美视频传输标准，64/256-QAM；联合使用Reed-Solomon和Trellis FEC，既支持延时敏感数据，也支持延时不敏感数据；连续串行的数据流没有提供完整MAC／PHY去耦项。

50. 8.3.3 HFC网络的标准 • 上行通道：QPSK和16-QAM调制；多符号码率；频率捷变；TDMA；支持变长和同步PDU格式；可编程Reed-Solomon块状编码；可编程开端；在物理层和更高层之间去耦，以满足未来物理层的需求。 • 下行传输各层共有特性是：MPEG传输流字头按照ITU-T H222.0定义；在电视程序辨识场上装MCNS数据；在专用数据PSI区中携带MCNS的媒体访问控制数据；MPEG-2数据流编码服从ITU-T J.83B模式2。