《接入网基础》课件.ppt
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1、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协议协议通信网通信网:由终端、主机、传输与交换设备等组成,采用标由终端、主机、传输与交换设备等组成,采用标准协议,实现信息采集与处理、传输与交换的网络。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、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,实现资源共享进行数据通信,实现资源共享(硬、软件、数据
2、硬、软件、数据),进行合作,进行合作共享的计算机集合。共享的计算机集合。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 实现不同实现不同用户驻地网或子网级的汇聚与分发用户驻地网或子网
3、级的汇聚与分发、用户信息用户信息的集中的集中/分发分发,以及内部交换,一般由,以及内部交换,一般由NSP(network service provider)提供;提供;3.用户驻地网用户驻地网(CPN/CPE-Customer Premise Network/Equipment)由用户驻地由用户驻地(如大学校园、工厂、办公大楼、居民住宅小区如大学校园、工厂、办公大楼、居民住宅小区等等)处的终端、主机、线路设备处的终端、主机、线路设备(如接线箱如接线箱)、传输与交换设备、传输与交换设备等组成,实现等组成,实现用户认证及信息的集中用户认证及信息的集中/分发分发。其典型代表有用。其典型代表有用户单位
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backbone network,也称核心网,也称核心网(core network),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:Comput
5、er NetworkBCN:Broadcasting&Cable TV Network)传送网传送网由三个网络的任两个或由三个网络的任两个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 传送资源传送资源由同一种网络提供;由同一种网络提供;由由2种网络提供;种网络提供;1.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
6、层两者均可完成数据业务的传送,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 现有网络主要从电信网现有网络主要从电信网(PSTN)演变发展而成演变发展而成,接入网
7、的,接入网的早期形式早期形式是:是:1)本地用户环路本地用户环路(Local loop)2)用户网用户网(Subscriber network)3)用户环路系统等。用户环路系统等。see the chart on next page 交 换 网 交 换 网 传 输 网 核 心 网 CPE:用 户 驻 地 设 备 CPN:用 户 驻 地 网 CPE/CPN CPE/CPN 接 入 网 (AN)接 入 网 (AN)SW-Switch,交换机交换机RSU-Remote Switch Unit,远端交换单元远端交换单元RT-Remote Termination,远端终结远端终结FP-Flexible
8、Point,DP-Distribution Point CPN/CPE#-Customer Promise Network/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(UNI-User Network Interface)和业务结点接口和业务结点接口(SNI-Service Node Interface)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。(see the
9、chart on next page)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NQ3SNIUNIUNI An implementation comprising those entities which provide the required transport bearer capabilities for the provision of telecommunications services between a Service Node Interface(SNI)and each of the associated User
10、 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)Plain Old Telephone System2)ISDN UNI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-N N=0,1,4,16,64STM:Syn
11、chronous Transfer Module(同步传递模块同步传递模块),USB(Universal Serial Bus),GE(Gigabit Ethernet)2.2 业务结点接口业务结点接口(SNI)位于接入网的业务侧,为不同的用户业务提供相应的位于接入网的业务侧,为不同的用户业务提供相应的业务结点接口,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
12、由器的几乎所有路由器的几乎所有接口接口,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,信元或信元或分组分组,在北美称为同步光联网在北美称为同步光联网SONETSynchronous Optical Networking),PDH(Plesiosynchronous Digital Hierarchy)准同步数字序列准同步数字序列,ATM,Ethernet(FE,GE,10GE)等等2.3 Q3接口接口 TMN(Telecommunication Management Networks)通过通过Q3实现对接入网的管理与协调,为实现对接入网的管理与协调,为用户提供所需接入
13、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-T SG13,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(Internet Service Provider:ISP)为提供所需的接入到为提供所
14、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)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 G.902与与Y.1231的区别的区别G.902Y.1231模型接口模型接口UNI、SNIRP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
15、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。(from my viewpoint)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Pair gain)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
16、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、社家庭、校园、社区,区,),军用,应急等军用,应急等)按传输媒质的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)3)。1.有线有线(传输传输)接入接入 铜线对铜线对 xDSL (Digital Subscriber Line)x=Asymmetric,High-speed bit rate,Very high-speed
17、bit rate,ISDN,Rate Adaptive,Symmetric,Ethernet(Ethernet over DSL),128k51Mbps 几百几百m5km 光纤网络光纤网络(OFN)主要用于主要用于 FTTx (Fiber to the x,x=B,C,H,)FTTB(building),FTTC(Curb),FTTH(Home)a)AON(Active Optical Network 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(Packet over SDH)SDH#(Synchron
18、ous Digital Hierarchy,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:Tributary Unit Group/支路单元组支路单元组)STM-N#N=0,1,4,16,64,256 51.84M 40GbpssSTM-2n(s-sub)n=1,2,4.(7.488,14.400,28.224)MbpssSTM-1k k=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
19、-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,Passive Optical Network,x=E/GE,A,G;Ethernet,Gigabit Ethernet,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 混合光纤电缆混合光纤电缆HFC(Hybrid Fiber Coax(Coaxial Cable)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
20、供模拟电视,数百用户可共享1000 Mbps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 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,
21、宽带宽带1G HZ),“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:Wireless Fidelity),下行下行3.7Gbps,上行?上行?移动无线接入移动无线接入 第第2代无线系统:代无线系统:GSM.IS-95 第第3代移动通信代移动通信(3G):WCDMA(FDD/TDD Frequency/Time division Duplex),CDMA2000(1x/3x),TD-SCDMA(智能信号处理智能信号处理)UTRAN:UMTS(Universal Mobile Telecommunic
22、ation System)Terrestrial Radio Access Network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。v WLAN:无线无线LANIEEE802.11(1,2 Mbps)/11a(6,12,18,24,36,48,54)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)IEEE 802.16
23、,v 其它其它(高、中、低轨道,高、中、低轨道,GEO/MEO/LEO,Geostationary Earth Orbit,)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/PULSE、振铃、振铃、计次。计次。(DTMF#:Double Tones Multi-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
24、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,15m 20k Bauds。+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.36 RS-449规定接口的机械、功能、流程规定接口的机械、功能、流程(procedural)特性特性;RS-422-A:平衡传输平衡传输 60m 2Mbps;RS-423-A:非平衡传输非平衡传输 10m 300kbps;5).RJ-11/45(4线电话线电话/8
25、线网线线网线)(用于电话用于电话(RJ-11)、#Ethernet(RJ-45)连接连接)1 TXD+2 TXD-3 RXD+456 RXD-78DTEDTRRTSDCEDSRCTSDTE#:Digital Terminal Equipment DCE#:Dataset Communication Equipment Step1 DTR#:Digital Terminal ReadyStep2 DSR#:Dataset Send ReadyStep3 RTS#:Request TO Send Step4 CTS#:Clear TO Send 6)E1接口接口(G.703)#线路编码:线路编码:
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