接入网是什么

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接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括普通电话线接入、光纤接入光纤同轴电缆混合接入和无线接入等几种方式。

随着通信技术迅猛发展,电信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化和个人化方向发展,人们对电信业务多样化的需求也不断提高,同时由于主干网上 SDH、ATM、无源光网络(PON)及 DWDM 技术的日益成熟和使用,为实现话音、数据、图象“三线合一,一线入户”奠定了基础。如何充分利用现有的网络资源增加业务类型,提高服务质量,已成为电信专家和运营商日益关注研究的课题,“最后一公里”解决方案是大家最关心的焦点。因此,接入网成为网络应用和建设的热点。

简介

所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里,因而被形象地称为”最后一公里”。由于骨干网一般采用光纤结构,传输速度快,因此,接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线(普通电话线)接入、光纤接入、光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入和无线接入等几种方式。

根据光接入节点位置不同,光纤接入方式又分为:FTTH、FTTB、FTTC 和 FTTO。传统接入网的主要接入方式主要有:V5 接入、无源光网络接入(PON)、xDSL 接入和光纤/同轴混合网接入(HFC)。接入网分类如下图所示。

接入网的定义

国际电信联盟(ITU-T)第 13 组于 1995 年 7 月通过了关于接入网框架结构方面的新建议 G.902,其中对接入网的定义如下:

接入网由业务节点接口(SNI)和用户-网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如:线路设备和传输设施)组成,为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统,可经由管理接口(Q3)配置和管理。原则上对接入网可以实现的 UNI 和 SNI 的类型和数目没有限制。接入网不解释信令。接入网可以看成是与业务和应用无关的传送网,主要完成交叉连接、复用和传输功能。

接入网的定界

根据国际电联关于接入网框架建议(G.902),接入网可由三个接口界定,即网络侧经由业务节点接口(SNI)与业务节点(SN)相连,用户侧由用户-网络接口(UNI)与用户终端设备相连,管理方面则经 Q3 接口与电信管理网(TMN)相连。

SN(业务节点)是提供业务的实体,它是一种可以接入到各种交换或非交换电信业务的网元。SN 与传统网络节点(NN)不同,SN 除了具有 NN 的交换功能外,还包括交换业务和种类。可提供规定业务的业务节点有本地交换机、租用线业务节点或特定配置的点播电视和广播电视业务节点等。

SNI(业务节点接口)是接入网和业务节点之间的接口,它独立于业务节点和交换机,把不同的业务的 SN 通过不同的 SNI 与接入网相连,向用户提供多种不同的业务服务。可分为支持单一接入的 SNI 和综合接入的 SNI。支持单一接入的标准化接口主要有提供 ISDN 基本速率(2B+D)的 V1 接口和一次群速率(30B+D)的 V3 接口,支持综合业务接入的接口目前有 V5 接口,包括 V5.1、V5.2 接口。

UNI(用户-网络接口)是接入网与用户终端间的接口,能够支持目前网络所能够提供的各种接入类型和业务,接入网的发展不应限制现有的业务和接入类型。对不同的业务,对应不同的接口类型。UNI 分为独立式和共享式两种,独立式 UNI 为一个 UNI 支持一个业务节点,共享式 UNI 为一个 UNI 支持多个业务节点的接入。

Q3 为 TMN(电信管理网)与电信网各部分相连的标准接口。接入网的管理应该纳入 TMN 的范畴,以便统一协调管理不同的网元。接入网的管理不但要完成接入网各功能块的管理,而且要附加完成用户线的测试和故障定位。

广域网结构划分

接入网概念的核心就是把整个电信广域网分为:核心网,接入网和用户驻地网三个部分,接入网和核心网构成电信公网,接入网是业务节点接口(Service Node Interface,SNI)和与其关联的每个用户网络接口(User Network Interface,UNI)之间,由提供电信业务的传送实体组成的系统。

接入网负责用户的接入,核心网负责业务的处理。两者的划分基于功能不同。如此定义,接入网与核心网便有了明确的分工:由接入网来适应用户的多样性,用户的不一致性被接入网屏蔽掉了;而核心网面对的是一致的用户,极大的简化明晰了网络体系结构。

另外,还可以将上面的核心网在功能上进行细分,分为传输网和 NSP 核心网两部分。在数据发送方用户的接入网中把数据向 NSP 核心网传输,或者 NSP 核心网向接收方用户的接入网传输的那部分专门负责数据中继传输的网络,称之为“传输网”。NSP 核心网络,是用来进行数据交换处理的,称之为“交换网”

这样一来整个电信网按网络功能分为三个部分:传输网、交换网和接入网。接入网负责将电信业务透明传送到用户,具体而言,接入即为本地交换机与用户之间的连接部分,通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。而实际上提供业务的实体就是业务结点。

接入网的特征

根据接入网框架和体制要求,接入网的重要特征可以归纳为如下几点:

1.接入网对于所接入的业务提供承载能力,实现业务的透明传送。

2.接入网对用户信令是透明的,除了一些用户信令格式转换外,信令和业务处理的功能依然在业务节点中。

3.接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务,接入网应通过有限的标准化的接口与业务节点相连。

4.接入网有独立于业务节点的网络管理系统,该系统通过标准化的接口连接 TMN,TMN 实施对接入网的操作、维护和管理。

与核心网的区别

具有复用、交叉连接和传输功能,一般不具有交换功能,它提供开放的 V5 标准接口,可实现与任何种类的交换设备的连接

接入网支持多种业务,但与核心网相比业务密度低。

对运行条件要求不高,相对一般放在机房内的核心网设备,接入网设备通常放在户外,因此对设备的性能,温度适应性和可靠性有很高的要求。

组网能力强,接入网有多重的组网形式。

可采用多种接入技术,铜线接入,光纤接入,光纤铜轴混合接入,无线接入等。

全面的网管功能,除了通过 Q3 接口与 TMN 相连外,也可通过相关协议接入本地网管系统,由本地的网管中心对它进行管理。

接入网覆盖面积广。接入节点覆盖全国,所有电话接入的地方均能上网。

结构

(1)总线形结构。指以光纤作为公共总线、各用户终端通过耦合器与总线直接连接的网络结构。其特点是共享主干光纤,节约线路投资,增删节点容易,动态范围要求较高,彼此干扰较小。缺点是损耗积累,用户接受对主干光纤的依赖性强。

(2)环形结构。指所有节点共用一条光纤链路,光纤链路首尾相连自成封闭回路的网络结构。特点是可实现自愈,即无需外界干预,网络可在较短的时间自动从失效故障中恢复所传业务,可靠性高。缺点是单环所挂用户数量有限,多环互通较为复杂,不适合 CATV 等分配型业务。

(3)星形结构。这种结构实际上是点对点方式,各用户终端通过位于中央节点具有控制和交换功能的星形耦合器进行信息交换。特点是结构简单,使用维护方便,易于升级和扩容,各用户之间相对独立,保密性好,业务适应性强。缺点是所需光纤代价较高,组网灵活性较差,对中央节点的可靠性要求极高。

(4)树形结构。类似于树枝形状,呈分级结构,在交接箱和分线盒处采用多个分路器,将信号逐级向下分配,最高级的端局具有很强的控制协调能力。特点是适用于广播业务。缺点是功率损耗较大,双向通信难度较大。

技术发展动力

通信网发展至今,发生了天翻地覆的变化,从模拟到数字,从电缆到光缆,从 PDH 到 SDH,从 STM 到 ATM,从 ATM 到 IP/DWDM……,一代又一代新技术、新系统层出不穷。然而,绝大多数新技术、新系统都是应用于骨干网中,用户接入网仍为模拟双绞线技术所主宰。由于社会经济和通信技术的发展,单纯的语音业务已难以满足用户和市场的需求,特别是光纤技术的出现,以及用户对新业务,尤其是对宽带图象和数据业务的需求增加,给整个网络的结构带来了影响,同时也为用户接入网的改造和更新带来了转机。总之,用户对宽带综合业务的:需求和通信技术的迅速发展成为接入网技术发展的两大原动力。

实现技术

传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般的语音业务和少量的数据业务。随着社会经济的发展,人们对各种新业务特别是宽带综合业务的需求日益增加,一系列接入网新技术应运而生,其中包括应用较广泛的以现有双绞线为基础的铜缆新技术、混合光纤/同轴(HFC)技术和混合光纤/无线接入技术、无线本地环路技术(WLL/DWLL)及以太网到户技术[ETTH(光纤到路边、光纤到大楼、光纤到 Anywhere 的统称)+ETTH(EthernetTotheHome)]。

(1)双绞线为基础的铜缆新技术。当前,用户接入网技术主要是由多个双绞线构成的铜缆组成。耗资较大,怎样发挥其效益,并尽可能满足多项新业务的需求,是用户接入网发展的主要课题,也是电信运营商应付竞争、降低成本、增加收入的主要手段。发展新技术,充分利用双绞线,是电信界始终关注的热点。所谓铜线接入技术,是指在非加感的用户线上,采用先进的数字处理技术来提高双绞线的传输容量,向用户提供各种业务的技术,主要有数字线对增益(DPG)、高比特率数字用户线(HDSL)、不对称数字用户线(ADSL)、甚高数据速率用户线(VDSL)等技术。

(2)混合光纤/同轴(HFC)网。混合光纤/同轴网是一种基于频分复用技术的宽带接入技术,它的主干网使用光纤,采用频分复用方式传输多种信息,分配网则采用树状拓扑和同轴电缆系统,用于传输和分配用户信息。HFC 是将光纤逐渐推向用户的一种新的经济的演进策略,可实现多媒体通信和交互式视象业务。目前,包括 ITU-T 在内的很多国际组织和论坛正在对下一代的结合 MPEG-2 和 ATM 的数字 HFC 系统进行标准化,这必将会进一步推动其发展。

(3)FTTx+ETTH。FTTH+ETrH 是一种光纤到楼、光纤到路边、以太网到用户的接入方式。它为用户提供了可靠性很高的宽带保证,真正实现了千兆到小区、百兆到到楼单元和十兆到家庭,并随着宽带需求的进一步增长,可平滑升级实现了百兆到家庭而不用重新布线。完全实现多媒体通信和交互式视象业务等业务。如海军莲宝二里生活小区宽带接入系统采用此技术。

(4)无线用户环路接入网。无线用户环路又可称为“无线用户接入”,它是采用微波、卫星、无线蜂窝等无线传输技术,实现在用户线盲点偏远地区和海岛的多个分散的用户或用户群的业务接入的用户接入系统。它具有建设速度快、设备安装快速灵活、使用方便等特点。在使用无线的情况下,用户接入的成本对传输距离、用户密度均不敏感。因此对于接入距离较长,用户密度不高的地区非常适用。

接入网建设的必要性和重要性

1. 业务发展的必然要求

· 用户对宽带新业务的需求

· 干线网上的 SDH 和 ATM 技术的推广应用

· 要求接入网路提供宽带传输通道

· 铜缆用户网路容量小,频带窄,不易扩容和数字化,

已成为实现电信 网的瓶颈

· 电信业务的发展方向是通信网的数字化、综合化、

宽带化、智能化和个人化

· 业务需求的宽带化、数字化和综合化与目前落后的

接入手段之间的矛盾已成为电信网络建设中的主要

矛盾之一。

2. 降低企业经营成本、提高经济效益的重要环节

· 交换机程控化、中继传输光缆化

· 电话局到用户(接入网)仍为模拟传输

· 接入网是整个电信网的窗口,也是电信网的“最后一公

里”,投资比重占电信网总投资的 50%左右

· 模拟传输质量不好,承载业务有限,消耗大量有色金

属—-铜

· 电缆价格逐步提高

· 光纤传输系统价格呈下降趋势

· V5 接口的提供和实用化,接入系统造价将进一步降低

· 维护费用比采用铜缆节省很多

· 大力、全面发展接入网也是经营成本核算的必然要求。

3. 优化网路结构、深化电信网络运行维护体制改革

· 建设新一代接入网,将光纤敷设到离用户最近的地方

(小区、大厦)

· 拆点并网,建大局,优化网路结构

· 集中维护人员,集中监控和维护。

4. 电信市场竞争的需要

· 网络贴近用户,快速提供多种业务,拥有市场主动性

· 邮电独家垄断的局面已经被打破

· 两个优势:一是人才优势,二是网络优势

· 扩大和保持网络优势,大力发展接入网是电信网络建设

发展的战略举措。

发展趋势

随着电信行业垄断市场消失和电信网业务市场的开放,电信业务功能、接入技术的不断提高,接入网也伴随着发展,主要表现在以下几点:

(1)接入网的复杂程度在不断增加不同的接入技术间的竞争与综合使用,以及要求对大量电信业务的支持等,使得接入网的复杂程度增加。

(2)接入网的服务范围在扩大。随着通信技术和通信网的发展,本地交换局的容量不断扩大,交换局的数量在日趋减少,在容量小的地方,改用集线器和复用器等,这使接入网的服务范围不断扩大。

(3)接入网的标准化程度日益提高。在本地交换局逐步采用基于 V5.X 标准的开放接口后,电信运营商更加自由地选择接入网技术及系统设备。

(4)接入网应支持更高档次的业务。市场经济的发展,促使商业和公司客户要求更大容量的接入线路用于数据应用,特别是局域网互连,要求可靠性、短时限的连接。随着光纤技术向用户网的延伸,CATV 的发展给用户环路发展带来了机遇。

(5)支持接入网的技术更加多样化。尽管目前在接入网中光传输的含量在不断增加,但如何更好地利用现有的双绞线仍受重视,但对要求快速建设的大容量接入线路,则可选用无线链路。

(6)光纤技术将更多的应用于接入网。随着光纤覆盖扩展,光纤技术也将日益增多地用于接入网,从发展的角度看,SDH、ATM、IP/DWDM 目前仅适用于主干光缆段和数字局端机接口,随着业务的发展,光纤接口将进一步扩展到路边,并最终进入家庭,真正实现宽带光纤接入,实现统一的宽带全光网络结构,因此,电信网络将真正成为本世纪信息高速公路的坚实网络基础。

接入网发展经历了以下四个阶段:

第一个阶段的接入网——纯话音接入,光纤接入。

第二个阶段的接入网——初步的综合,包括 POTS、ISDN、DDN 等。

第三个阶段的接入网——宽窄带一体化,如组合型、融合型。

第四个阶段的接入网——向 NGN 演进,实现与 NGN 的对接、全面过渡到分组网。

支持业务

接入网支持的业务

· 话音类业务:程控电话新业务、磁卡电话业务等

· 数据类业务:DDN 业务、分组交换业务等

· 图像通信类业务:会议电视业务、可视电话业务等

· 多媒体业务:居家办公、购物、VOD、远程医疗等