第2章 宽带接入技术基础(杨威)

1第2章宽带接入技术基础接入网的基础知识2教学重点接入网的两个重要标准G.902Y.1231要求了解接入网的概念掌握G.902和Y.1231的定义、基本特点、两者的异同以及在接入网发展中的作用第2章宽带接入技术基础3第2章宽带接入技术基础2.1接入网基础知识2.1.1接入网组成接入网AccessNetwork，简称AN4接入网的定界G.902定义的接入网范围由三个接口定界：用户网络接口UNI:UserNetworkInterface业务节点接口SNI：ServiceNodeInterface电信管理接口:Q3TMN电信管理网接入网AN业务节点SNUNISNIQ3Q3EUT用户终端设备5接入网的定界TMN电信管理网接入网AN业务节点SNUNISNIQ3Q3EUT用户终端设备通信终端设备网络终端网络单元网络单元网络单元线路终端本地交换6接入网单元的作用接入网由TMN进行配置和管理，完成电信业务的交叉连接、复用和传输，不含交换功能。SNI是可以接入各种交换型或永久型电信业务的网元。传统的NN和SNI的区别NN——只描述电信网中交换节点的交换功能SNI——描述交换功能及交换业务与种类的不同7接入网标准英国电信1975年首次提出接入网概念ITU-T制定接入网总体标准ITU-T：国际电联电信标准部ITU-T1995年11月，发布第1个接入网标准G.902基于电信网的接入网接入网首次作为一个独立的网络出现ITU-T2000年11月，发布第2个标准Y.1231基于IP网的接入网符合Internet迅猛发展的潮流揭开了IP接入网迅速发展的序幕8从位置关系理解接入网将用户接入到核心网的网络俗称Lastmile：从网络指向用户方向，最后一公里Firstmile：从用户指向网络方向，最初一公里注意：“一公里”是一种形象的称呼，并非实际距离为一公里。接入网核心网一台设备或是一个网络9接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的实施网络，有时也称用户网。接入网是由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体组成的、为传送通信业务提供所需传送承载能力的实体系统，可经由Q3接口进行配置和管理。10从使用的角度理解接入网接入网AccessNetwork，简称AN从使用来看：直接为签约用户提供接入的网络签约用户（Subscriber）：合法使用者意味着责任、享受服务的权力是一种运营网络，由运营商建设和管理对用户进行接入控制收取一定费用提供电信级服务112.1.2接入网主要接口1.用户网接口独享式和共享式UNIUPFTM层终端UPFTM层终端逻辑UPF逻辑UPFUPFUPFSN(a)SN(b)SNISNIUNI共享式UNI的配置122.业务节点接口SNI（1）业务节点SN支持的业务类型。仅支持一种专用接入类型可支持多种接入类型，所有接入类型的接入承载能力相同。可支持多种接入类型，所有接入类型的接入承载能力不同。13支持一种业务的SN有4种1）单个本地交换机。PSTN、N-ISDN、B-ISDN、PSPDN2）单个租用线线路交换、ATM交换方式为基础的交换3）特定配置下提供数字图像和声音点播业务的SN4）特定配置下提供数字或模拟图像和声音点播业务的SN14（2）SNI的类型它独立于交换机，可以支持X接口—数据通信网的用户接口I接口—ISDN网的用户接口Z接口—电话网的模拟用户接口V接口—电话网的数字用户接口V1~V4—专用的封闭接口V5—电话网、数据网和ISDN网的标准化、综合化、开放式接口153.Q3接口是接入网与TMN的接口，实现TMN对接入网的管理与协调，从而提供用户所需的接入类型及承载能力。162.1.3接入网分层模型它是以ITU-TC.803协议结构模型为基础建立的。17电路层：提供通信业务，按照提供业务的不同来区分不同的电路层网络通道层：为电路层网络节点提供透明的传输通道传输介质层：物理传输介质182.1.4接入网功能结构TPTMCLTPTMAFCLTPTMTPTMAFCLUNITETFUPFCFAN=SMFCLTPTMQ3Q3TMTPSNS-MFSNISNSPF接入网功能结构用户功能组用户网接口业务节点接口业务口功能组核心功能组TF传递功能组系统管理功能组19接入网功能结构用户口功能组（UPF）——用户网接口（UNI），将用户的要求与核心功能组好管理功能组相适配。业务口功能组（SPF）——业务节点接口（SNI），将业务节点接口的要求，适配进公用承载体，以便核心功能组进行处理；并选择有关信息在系统管理功能组中进行处理。核心功能组（CF）——处于上述二者之间。传递功能组（TF）——处于接入功能组之间，为接入网公共承载通路提供传输通道。系统管理功能组（SMF）——与上述收购功能组均有联系。202.1.5接入网管理电信管理网（TMN）对接入网（AN）的管理包括接入网的操作、检测与控制、配置管理、故障管理、及时与非及时管理、监测与维护等功能。它是通过接入网操作系统功能单元（AN-OSF）经Q3接口对接入网网元功能组（AN-NEF）的管理来实现的。21AN-OSFSN-OSFSN-NEFAN-NEFAN-OSFTMNQ3Q3SNIUNIANSNSN-OSFTMN2TMN1AN-NEFSN-NEFANSNSNIUNIQ3Q3X（a）（b）接入网管理结构222.2宽带接口技术2324图2.8.3接入网的物理参考模型25接入网的接入类型1.PSTN类2.N-ISDN类3.B-ISDN类4.永久性租用线类5.数据业务网类6.广播接入类7.交互式视像类26接入网的功能27接入网具有五大主要功能用户口功能UPF（UserPortFunction）将特定的UNI的要求适配到CF和AN-SMF业务口功能SPF（ServicePortFunction）将特定的SNI的要求与公共承载相适配以便CF处理核心功能CF（CoreFunction）将用户或业务端口的承载要求与公共传送承载适配传送功能TF（TransportFunction）在AN的不同位置之间为传送提供通道和传输介质AN系统管理功能AN-SMF（AccessNetworkSystemManagementFunction）协调各功能的指配、操作和维护28接入网的主要接口1.用户网络接口2.业务节点接口V5接口VB5接口3.维护管理接口4.管理接口29接入网的管理TMN是收集、传输、处理和存储电信网运行、管理以及维护信息的综合管理系统。接入网的系统管理功能可认为是TMN功能的一部分。30接入网的网元功能块31接入网的拓扑结构有5种类型：星型结构、双星型结构、环型结构、树型结构和总线结构。32星型结构33双星型结构34总线结构35环型结构36树型-分枝结构37总结：对G.902的评价是接入网发展的里程碑历史上第一个接入网总体标准框架接入网作为一个独立网络形式出现是接入网发展的重要理论依据具有一定的局限性束缚于电信网的体制只具有连接、复用、运送功能，不具备交换功能只能静态关联：UNI和SNI只能静态指派SN必须与核心网绑定不解释用户信令：用户不能通过信令选择不同的业务提供者由特定接口界定核心网与业务绑定，不利于其他业务提供者参与不具备独立的用户管理功能38Y.1231定义的IP接入网IP网络是无连接的网络，以路由器转发为中心，相对于传统的接入网，IP接入出现了许多新的概念，包含了许多新的内涵，增加了许多新的功能。39IP接入网的定义、位置、功能模型IP接入网由网络实体组成提供所需接入能力的一个实施系统，用于在一个“IP用户”和一个“IP服务者”之间提供IP业务所需的承载能力。“IP使用者”和“IP服务者”都是逻辑实体，它们终止IP层和IP功能并可能包括低层功能。40IP接入网的位置41Y.1231定义的接入网统一由参考点RP定界用户驻地网CPN(CustomerPremisesNetwork)位于用户驻地、可以是小型办公网络,也可以是家庭网络可能是运营网络或非运营网络IP服务提供商的网络，可以包括一个或多个IP服务提供商。用户驻地网（CPN)IP接入网(IPAN)IP核心网(IPCN)参考点(RP)参考点(RP)IP接入网(IPAN)RP用户驻地网（CPN)RP42IP接入网的参考模型模型描述了IP接入网的三大功能运送功能、接入功能、系统管理功能模型还描述了IP接入网的统一接口RP去管理口IP接入网系统管理IP接入功能IP接入网运送功能IP服务提供商1CPNRPRPRPIP服务提供商2IP服务提供商3IP接入网IP核心网43IP接入网的参考模型模型描述的IP接入网的三大功能运送功能承载并传送IP业务接入功能对用户接入进行控制和管理（AAA）AAA：认证、授权、记帐的简写认证（通过口令和用户名实施身份认证，即鉴权）授权（认证通过，准许使用网络资源进行访问）记账（记录用户使用的资源及通信流量，进行记账）系统管理功能系统配置、监控、管理IP接入网的参考模型IP接入网的统一接口RP一种抽象、逻辑接口在Y.1231标准中未作具体定义适用所有IP接入网在具体的接入技术中，由专门的协议描述RP去管理口CPNRPRPRPIP接入网IP核心网45IP接入网的功能与特点用户可以动态选择不同的IP服务提供者千万IP用户与众多IP服务提供者之间的选择IP接入网解释用户信令，用户可以通过呼叫选择不同的IP服务提供者为接入用户动态分配IP地址实现网络地址转换(NAT)数据加密用户接入管理认证、授权、记账46G.902与Y.1231比较定义上：G.902定义SNI与对应UNI之间的承载电信业务能力的实体Y.1231定义IP用户与IP服务提供者之间的承载IP业务能力的实体定界与接口：G.902建议由UNI、SNI和Q3接口界定Y.1231建议的接口抽象为统一的接口RP,更具灵活性和通用性47G.902与Y.1231比较功能：G.902建议(电信网)具有复用、连接、运送，无交换和计费功能不解释用户信令，UNI和SNI只能静态关联，用户不能动态选择SNY.1231建议（互联网）除具有复用、连接、运送，还具有交换和计费功能解释用户信令，IP用户可以自己动态选择IP服务提供者48G.902与Y.1231比较接入网、核心网与业务提供者的关系G.902建议(电信网)接入网与核心网相互独立核心网与业务绑定，不利于更多的业务提供者参与Y.1231建议（互联网）接入网、核心网、业务提供者完全独立更多的业务提供者参与用户可以通过接入网获得更多的IP服务49G.902与Y.1231比较接入管理：G.902对接入网的管理由电信能管理网络实现，受制于电信网的体制没有关于用户接入管理的功能Y.1231具有独立且统一的AAA用户接入管理模式便于运营和对用户的管理适应于各种接入技术50结论IP接入网比电信接入网具有较大优势宽带接入基于IP将是大趋势51本章思考题1、制定接入网标准的机构是什么？2、接入网的两种标准规范名称分别是什么？3、G.902建议（1）定义了哪种接入网的框架结构？（2）基本定义、分层、定界、功能？4、Y.1231建议（1）定义了哪种接入网的框架结构？（2）基本定义、接口、功能？5、Y.1231与G.902的比较？