国网2014考试~宽带接入技术

宽带接入技术--接入网的基本概念与基础知识

 接入网的定义是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之

间的一系列传送实体(如线路与传输设施)所组成的，为电信业务提

供所需传送承载能力的实施系统

 ITU-T G .902定义的接入网有三类接口，即UNI、SNI和Q3管理接

口

 用户网络接口(UNI)

接入网的用户侧经由UNI与用户相连，不同的UNI支持不同

的业务，UNI主要包括PSTN模拟电话接口(Z接口)、ISDN基本速

率接口(BRI)、ISDN基群速率接口(PRI)和各种专线接口。

 业务节点接口(SNI)

V接口经历了V1～V5接口的发展,目前，SNI普遍采用V5接

口。V5接口包括V5.1接口和V5.2接口。每个V5.1接口只提供1

条2.048 Mb/s链路，固定时隙分配，不支持一次群速度接入，无

集线和切换保护功能。每个V5.2接口最多可提供16条2.048 Mb/s

链路，动态时隙分配，支持一次群和租用线业务，配置数量为偶

数，有集线和切换保护功能。

 Q3管理接口

Q3管理接口是操作系统(OS)和网络单元(NE)之间的接口，该

接口支持信息传送、管理和控制功能。在接入网中，Q3接口是TMN

与接入网设备各个部分相连的标准接口。通过Q3管理接口来实

施TMN对接入网的管理和协调，从而提供用户所需的接入类型和

承载能力

 接入网有5个基本功能，包括用户接口功能(UPF)、业务接口功能

(SPF)、核心功能(CF)、传送功能(TF)和接入网系统管理功能(AN-SMF)

 拓扑结构

拓扑结构是指组成网络的各个节点通过某种连接方式互连后

形成的总体物理形态。

选择拓扑结构时，一般需要考虑以下几个因素：安装难易程

度；重新配置难易程度，即适应性、灵活性；网络维护难易程度；

系统可靠性；建设费用，即经济性。

电信网的基本结构形式主要有网型网、星型网、总线型网、

环型网、树型网等五种。在固定电话网中最常用的拓扑结构为复

合型网，即上级节点以星型网连接到下级节点，上级节点之间以

网型网相连接。

1) 铜线接入网拓扑结构

铜线接入网主要是指基于固定电话网的用户数字线(xDSL)接

入网，其复用系数小。所采用的拓扑结构与固定电话网的拓扑结

构相似，除用户驻地网(CPN)外，也是以网型、星型和复合型为主。

2) 光纤接入网拓扑结构

光纤接入网所采用的拓扑结构应考虑光纤的特点，其复用系

数大，成本较低，以总线型、星型、环型、树型为其基本拓扑结

构。在实际工作中，还可采用网型、双星型、双环型、环型/星型

等结构。

3) HFC接入网拓扑结构

HFC接入网是指基于有线电视(CATV)的接入网，所采用的拓扑

结构以树型为主。

4) 无线接入网拓扑结构

无线接入网的拓扑结构通常分为两类：无中心拓扑结构和有

中心拓扑结构。

在无中心拓扑结构中，一般所有站点都使用公共的无线广播

信道，并采用相同的协议争用的无线信道，任意两个节点之间可

以直接进行通信。这种结构的优点是组网简单，成本费用低，网

络稳定性好；缺点是当站点增加时，网络服务质量会降低，网络

的布局受到限制。无中心拓扑结构适用于用户数较少的情况。

在有中心拓扑结构中，需要设立中心站点，所有站点对网络

的访问均由其控制。这种结构的优点是当站点增加时，网络服务

质量不会急剧下降，网络的布局受限制小，扩容方便；缺点是网

络的稳定性差，一旦中心站出现故障，网络将陷入瘫痪，并且中

心站点的引入增加了网络成本。

 接入网的分类

1．有线窄带接入

1) PSTN拨号接入技术

PSTN拨号接入是指利用普通电话Modem在PSTN的普通电

话线上进行数据信号传送的技术。当上网用户发送数据时，利用

Modem 将个人计算机发出的数字信号转化为模拟信号，通过电

话线发送出去；当上网用户接收数据信号时，利用Modem将经

电话线送来的模拟信号转化为数字信号提供给个人计算机。PSTN

用户拨号接入的基本配置是1对电话相线、1台电脑和1个Modem。

PSTN拨号接入技术简单、投资少、周期短、可用性强，但这种接

入方式的数据业务和语音业务不能同时进行，且最高速率只能达

56 kb/s。

2) ISDN拨号接入

ISDN拨号接入与PSTN拨号接入类似，其基本配置为1对电

话相线、1台电脑和1个网络终端(NT)。ISDN用户通过电话线连

接到交换机的数字用户模块，在电话线上传输的是数字信号。ISDN

接入在1对电话线上最多可连接8个终端，可同时为用户提供电

话、数据业务和传真业务，速率一般可达到128 kb/s。

3) DDN接入

DDN接入是一种窄带专线接入网络，向用户提供数据专线服

务，可提供永久性和半永久性连接的数字数据传输信道。DDN提

供的数据传输速率可在2.4 kb/s～2.048 Mb/s范围内任选，DDN接

入面向各类数据用户，支持多种电信业务。

2．有线宽带接入

1) xDSL接入技术

xDSL技术是指采用不同调制方式将信息在普通电话线(双绞

铜线)上高速传输的技术，包括：高比特数字用户线 (HDSL) 技术、

单线对数字用户线(SDSL)技术、非对称(异步)数字用户线 (ADSL)

技术、甚高速数字用户线(VDSL)技术等。其中，ADSL在Internet

高速接入方面应用广泛、技术成熟；VDSL在短距离(0.3～1.5 km)

内提供高达52 Mb/s的传输速率。

ADSL是目前得到普遍应用的xDSL技术，它的下行通信速率

远远大于上行通信速率，最适用于Internet接入和视频点播(VOD)

等业务。ADSL从局端到用户端的下行和用户端到局端的上行的标

准传输设计能力分别为8 Mb/s和640 kb/s。ADSL的下行速率受到

传输距离和线路情况的影响，处于比较理想的线路质量情况下，

在2.7 km传输距离时，ADSL的下行速率能达到8.4 Mb/s左右，

而在5500 m传输距离时，ADSL的下行速率就会下降到1.5 Mb/s

左右。ADSL宽带接入网示意图如图1-5所示。

图1-5 ADSL宽带接入网示意图

2) 光纤接入技术

光纤接入网采用光纤作为传输介质，利用光网络单元(ONU)

提供用户侧接口。由于光纤上传送的是光信号，因而需要在交换

局侧利用光线路终端(OLT)进行电/光转换，在用户侧要利用ONU

进行光/电转换，将信息送至用户设备。光纤接入网示意图如图1-6

所示。

图1-6 光纤接入网示意图

根据ONU放置的位置不同，光纤接入网可分为光纤到大楼

(FTTB)、光纤到路边(FTTC)或光纤到小区(FTTZ)、光纤到户(FTTH)

或光纤到办公室(FTTO)等。FTTB与FTTC的结构相似，区别在于FTTC

的ONU放置在路边，而FTTB的ONU放置在大楼内。FTTH从端

局连接到用户家中的ONU全程使用光纤，容量大，可以及时引入

新业务，但成本比较高。目前常用的光纤接入技术主要采用光纤

加金属铜线的技术，如FTTx+LAN。

3) Cable Modem接入网

Cable Modem接入网是在混合光纤同轴电缆(HFC)网上实现宽

带接入的技术。将现有的单向模拟CATV网改造为双向HFC网络，

利用频分复用技术和Cable Modem实现话音、数据和交互式视频

等业务的接入。Cable Modem是专门在CATV网上开发数据通信业

务而设计的用户接入设备。Cable Modem接入网示意图如图1-7

所示。

图1-7 Cable Modem接入网示意图

局端将电信业务和视像业务综合，从前端通过光载波经光纤

馈线网传送至用户侧的光网络单元(ONU)进行光/电转换，然后经

同轴电缆传送至网络接口单元(NIU)。每个NIU服务于一个家庭，

它的作用是将整个电信号分解为电话、数据、视频信号送达各个

相应的终端设备。用户可以利用现有的电视机而无需外加机顶盒

就能接收模拟电视信号。

采用FTTC+Cable Modem的组网方式，可以提供交互式数字视

频(SDV)。在SDV中，FTTC和HFC是重叠的，一是用FTTC来传送

所有交换式数字业务，包括话音、图像和视频；二是用HFC来传

送单向模拟视频信号，同时向FTTC的ONU供电。

3．无线宽带接入技术

1) 本地多点分配业务(LMDS)

本地多点分配业务(LMDS)是一种双向传输技术，小区半径一

般在5 km左右，其带宽大于1 GHz，主要传送广播电视、VOD、

数据和话音等业务。

LMDS体系结构示意图如图1-8所示。

图1-8 LMDS体系结构示意图

该系统所用的主要设备完成的任务及容量宽带如下：

设备：基站控制器、基站、接收和发射天线、小区站等设备。

业务：ISDN、B-ISDN、高级双向多媒体服务。

带宽：1 GHz带宽(可分成若干信道)。

2) 多路多点分配业务(MMDS)

多路多点分配业务(MMDS)是一种单向传输技术，也称为微波

多点分布系统。它可以分配在多个地点，每个小区的半径随地域

而变化，一般在30～60 km，其带宽为100 MHz，主要传送广播电

视、数据业务。

与LMDS不同，MMDS不易受雨、雷电、风暴那样的外部环境因

素干扰。

3) 直播卫星系统(DBS)

直播卫星系统(DBS)是一种单向传输系统，即同步卫星广播系

统。由于直播卫星运行在KU频段(12.2～12.7 GHz)，DBS用户可使

用较小的抛物面天线接收使用MPEG-2压缩的150～200个数字视

频信道，还可以用于接收数据广播。其带宽为500 MHz，主要传

送单向模拟广播电视业务。

 接入网的特点

传统的接入网是以双绞线为主的铜缆接入网。近年来，接入

网技术和接入手段不断更新，出现了铜线接入、光纤接入、无线

接入并行发展的格局。电信接入网与核心网相比有

非常明显的区别，具有以下特点：

(1) 接入网结构变化大、网径大小不一。

在结构上，核心网结构稳定、规模大、适应新业务的能力强，

而接入网用户类型复杂、结构变化大、规模小、难以及时满足用

户的新业务需求。由于各用户所在位置不同，造成接入网的网径

大小不一。

(2) 接入网支持各种不同的业务。

在业务上，核心网的主要作用是比特的传送，而接入网的主

要作用是实现各种业务的接入，如话音、数据、图像、多媒体等。

(3) 接入网技术可选择性大、组网灵活。

在技术上，核心网主要以光纤通信技术为主，传送速度高、

技术可选择性小，而接入网可以选择多种技术，如铜线接入技术、

光纤接入技术、无线接入技术，还可选择混合光纤同轴电缆(HFC)

接入技术等。接入网可根据实际情况提供环型、星型、总线型、

树型、网状、蜂窝状等灵活多样的组网方式。

(4) 接入网成本与用户有关、与业务量基本无关。

各用户传输距离的不同是造成接入网成本差异的主要原因，

市内用户比偏远地区用户的接入成本要低得多。核心网的总成本

对业务量很敏感，而接入网成本与业务量基本无关。

 同轴接入

同轴电缆也是传输带宽比较大的一种传输介质，目前的

CATV网就是一种混合光纤铜轴网络，主干部分采用光纤，用同轴

电缆经分支器介入各家各户。混合光纤/铜轴（HFC）接入技术的

一大优点是可以利用现有的CATV网，从而降低网络接入成本。

 本 章 小 结

电信网是由一定数量的电信节点(包括终端设备和交换设备)

和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多

个规定电信端点之间信息传输的通信体系。一个完整的电信网包

括硬件和软件两大部分。

电信网按区域和运营方式可分为公用通信网和专用通信网；

按传送的信息类型可分为电话通信网和数据通信网；按网络作用

可分为业务网、传送网和支撑网；按网络功能可分为交换网、传

输网和接入网。

接入网是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间

的一系列传送实体(如线路与传输设施)所组成的。ITU-T G .902定

义的接入网有三类接口，即UNI、SNI和Q3管理接口。

接入网有5个基本功能：用户接口功能(UPF)、业务接口功能

(SPF)、核心功能(CF)、传送功能(TF)、接入网系统管理功能(AN-SMF)。

按接入网中所采用传输媒介的不同，接入网可分为有线接入

网和无线接入网两大类。按接入网中传输带宽的不同，接入网又

分为宽带接入网和窄带接入网两大类。有线的宽带接入技术包括

xDSL接入技术、光纤接入技术、Cable Modem接入技术；无线的

宽带接入技术包括本地多点分配业务(LMDS)、多路多点分配业务

(MMDS)、直播卫星系统(DBS)。