《接入网技术》知识点总结.docx

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《接入网技术》知识点总结

第一章

谁提出接入网的概念：

国际电信联盟电信标准化部关于接入网的框架建议（G902）和我国的接入网体制规定，描述了接入网功能结构、接入类型、业务节点及网络管理接口等相关内容，接入网有了一个较为公认的认定。

公用电信网：

长途网、接入网、中继网

接入网的定义：

接入网（AN）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（诸如线路设施和传输设施）组成的，它是一个为传送电信业务提供所需承载能力的实施系统。

接入网可以经由Q3接口经行配置和管理。

3个接口界定：

网络侧由SNI与业务节点相连，用户侧经由UNI与用户相连，管理方面则经Q3接口与电信管理网相连。

业务节点接口（SN）是提供业务的实体/业务节点接口（SNI）是接入网（AN）和业务节点（SN）直接的接口/用户网络接口（UNI）是用户和网络之间的接口。

参考模型：

ITU-T建议G803的分层模型（电路层CL、传输通道层TP和传输介质层TM，TM可划分为段层和物理介质层）

模型体现接入网的重要特性：

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，接入网应通过有限个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，该网管系统通过标准化接口连接电信管理网TMN。

TMN实施对接入网的操作、维护和管理。

接入网主要功能：

用户端功能、业务端功能、核心功能、传送功能、AN系统管理功能。

用户端功能UPF主要作用是将特定的UNI要求与核心功能和管理功能相适配。

业务端功能SPF主要作用是将特定SNI规定的要求与公用承载通路相适配，以便于核心功能处理；也负责选择有关的信息，以便在AN系统管理功能中进行处理。

核心功能CF处于UPF和SPF之间，其主要作用是负责将个别用户端口承载童虎或业务端口承载通路的要求，与公用传送承载通路相适配，还包括为了通过AN传送所需要的协议适配和复用所进行的协议承载通路处理。

传送功能TF为AN中不同地点之间公用承载通路的传送提供通道，也为所用传输介质提供介质适配功能。

AN系统管理功能AN-SMF的主要作用是协调AN内UPF、SPF、CF和TF的指配，以及操作和维护；也负责协调用户终端和业务节点的操作功能。

拓扑结构：

物理配置结构/逻辑配置结构，五种类型：

星型结构、双星型结构、总线结构、环形结构和树形结构。

接入网分类：

有线接入网/无线接入网。

有线接入网：

铜线接入网/光纤接入网，无线接入网：

固定无线接入网/移动无线接入网（蜂窝通信、地面微波通信和卫星通信等）

铜线接入网、光纤接入网、混合接入网、无线接入网

接入网系统组成：

铜线接入网：

端局与交接箱之间可以又远程交换单元RSU或远端机RT、分线盒

光纤接入网：

光线路终端OLT、光分配网/光分配终端ODN/ODT、光网络单元ONU、相关适配功能设备AF组成，还可能包含若干个与同一OLT相连的ODN。

无线接入网：

主要由移动台MS、基站BS、移动交换中心MSC和与公用固定通信网相连的中继线等构成。

接入网提供的综合接入业务：

即在同一个网络中同时实现语音、数据和图像3种业务。

1.普通电话业务的接入。

2.综合业务数字网业务的接入。

3.数字数据网络专线业务的接入。

4.有线电视业务的接入。

5.Internet业务的接入（局域网公户的接入、一般终端或主机用户的接入、分组网上的同步异步终端及局域网用户接入）。

6.其他业务的接入（分组交换数据业务的接入、E1租用线业务、2/4线音频专线接口）。

第二章

HDSL的基本构成：

交换机—G。

703接口—HSDL收发信号机==铜线对==HDSL收发信号机—G。

703接口—用户终端

HDSL关键技术：

1、HDSL帧结构：

（1）映射的含义：

将E1线路上的2Mbps信号分成若干速率较低的信号，每路信号用一对铜双绞线传输，这一过程称为映射。

（2）线路编码：

1、HDB3码

其编码规则是：

当二进制信码中连“0”个数不超过3个时，其编码规则与AMI码的编码规则相同；当二进制信码中连“0”个数超过3个时，每遇到4个连“0”，则用一个取代节（“000V”或“B00V”）予以替代。

2、2B1Q码

四进制码组表示二进制码组，4个电平-2-1+1+2与二进制的关系，00→-201→-1

10→+111→+22B1Q码的码元周期是比特周期的两倍，速率是比特的一半。

特点

I实现电路简单，使用经验成熟。

II旁瓣较多，会引起码间干扰。

III低频成分较多，已造成群时延失真，引起码间干扰。

3、CAP码

CAP码是一种有冗余的无载波幅度相位调制码。

与2B1Q码相比

I带宽减少了一半，传输效率提高了一倍。

II没有旁瓣干扰，减少了码间干扰。

III通带低端3dB点在20KHz一下，受低频能量丰富的脉冲噪声级高频的近端串音等的干扰程度较小，群时延失真引起的码间干扰也较小。

IV通带高端的信号功率为零，近端串音也较小。

V原理简单，易于实现，已得到广泛的应用

4、回波抵消

实现在一对双绞线上进行ISDNBRA双工传输。

码间干扰与均衡

码间干扰的含义

由于用户线路的传输带宽限制和传输特性的不理想，会使接收信号发生波形失真。

从发送端发出的一个脉冲，到达接收端时，其波形常常被扩散为几个脉冲周期的宽度，从而干扰到相邻的码元，形成所谓码间干扰。

均衡器的含义

均衡器能够对线路的衰减频率失真和时延频率失真予以校正，也就是说，将线路的非平直衰减频率特性和非平直时延频率特性分别校正为平直的，从而消除所产生的码间干扰。

2、HSDL2

设计目标：

①一对线上实现两线对HDSL的传输速率；

②获得与两线对HDSL相等的传输距离；

③对环路损坏（衰减、桥接头、串音等）的容忍能力不能低于HDSL；

④对现有业务造成的损害不能超过两线对HDSL；

⑤能够在实际环路上可靠地运行；

⑥价格要比传统HDSL低

线路编码

HDSL2采用了先进的频谱形成和编码技术，获得了接近信道理论极限的良好性能。

1、FDM：

上行流和下行流信号使用不同的频段。

2、回波抵消：

上行流和下行流信号共享同一频段。

3、ADSL技术特点

ADSL系统的主要特点是“不对称”，即：

将大部分带宽用来传输下行信号（即用户从网络下载信息）；而只使用一小部分带宽来传输上行信号（即接收用户上传的信息）。

TV（机顶盒）

ADSL系统组成同轴电缆

交换机—ADSL（局端）------双绞线----ADSL（远端）PC

电话机

4、传输带宽

ADSL基本上是运用频分复用（FDM）或是回波抵消（EC）技术，将ADSL信号分割为多重信道，简单地说，一条ADSL线路（一条ADSL物理信道）可以分割为多条逻辑信道。

频分复用法

将带宽分为两部分，分别分配给上行方向的数据以及下行方向的数据使用，再运用时分复用（TDM）技术将下载部分的带宽分为一个以上的高速次信道（AS0、AS1、AS2、AS3）和一个以上的低速次信道（LS0、LS1、LS2），上传部分的带宽分割为一个以上的低速信道（LS0、LS1、LS2），这些次信道的数目最多为7个。

回波抵消技术

将上传带宽与下载带宽产生重叠，再以局部回波消除的方法将两个不同方向的传输带宽分离。

影响ADSL系统性能的因素主要有以下几点:

（1）衰耗

在ADSL系统中，信号的衰耗同样跟传输距离、传输线径以及信号所在的频率点有密切关系。

传输距离越远，频率越高，其衰耗越大；线径越粗，传输距离越远，但所耗费的铜越多，投资也就越大。

（2）反射干扰

桥接抽头是一种伸向某处的短线，非终接的抽头发射能量，降低信号的强度，并成为一个噪音源。

从局端设备到用户，至少有二个接头（桥接），每个接头的线径也会相应改变，再加上电缆损失等造成阻抗的突变会引起功率反射或反射波损耗。

（3）串音干扰

一般分为近端串音和远端串音。

串音干扰发生于缠绕在一个束群中的线对间干扰。

（4）噪声干扰

噪声产生的原因很多，可能是家用电器开关、电话摘/挂机以及其他电动设备的运动等，这些突发的电磁波将会耦合到ADSL线路中，引起突发错误。

5、ADSL的调制技术

（1）加扰及解扰：

通过加扰将包或是信元的数据大小随机化以避免“连串的1或者是0”的现象发生，再利用解扰的功能将被加扰的位还原。

（2）FEC编译码：

将大约是传输数据的几个百分点的冗余，经过复杂的演算和精确的编码后，加到传输的位中，接收端可以检测并校正传输中的多位错误，而不必再进行重传操作。

（3）交错：

通常介于FEC模块与调制模块之间，是将一个代码字平均展开，从而将储存在数据中的长串错误也展开，经过展开以后的错误才能由FEC来处理。

（4）整波：

就是维持传输数据适当的输出波形。

它必须将外频噪声给予恰当的衰减，但对于内频信号的衰减则必须达到最低的程度。

（5）补偿：

在不同速率的信道以及多变的噪声环境中，其发送端及接收端采用补偿器，以便使系统的信号获得最佳传输。

QAM调制技术

QAM（QuadratureAmplitudeModulation，正交波幅调制）是一种对无线、有线或光纤传输链路上的数字信息进行编码，并结合振幅和相位两种调制方法的非专用的并被广泛使用的调制方式。

常见的级别有：

QAM-4、QAM-16、QAM-64和QAM-256。

CAP调制技术：

是QAM技术的一个变种。

输入数据被送入编码器，在编码器内，m位输入比特被映射为k＝2m个不同的复数符号An＝an＋jbn，由k个不同的复数符号构成k-CAP线路编码。

编码后an和bn被分别送入同相和正交数字整形滤波器，求和后送入D/A转换器，最后经低通滤波器信号发送出去。

ADSL的传输方式

ADSL帧中的位流可以分割，一个ADSL物理间信道最多可同时支持7个承载通道，其中4个是只能供下行方向使用的单工信道（AS0～AS3），3个是可以传输上行与下行数据流的双向（双工）承载通道（LS0～LS2），它们在ADSL物理层标准中定义为次信道。

可以在指定时间内激活的最大子带数目和传输的承载通道数目依赖于传输级别。

传输级别依赖于ADSL环路可以达到的线速率和子带的配置。

子带可以被配置成最大化子带数目或者最大化线速度。

AS0是必须被支持的，支持的数据速率范围是32kbps～1.536Mbps（北美地区）（完全是32kbps的倍数），对于欧洲和其他地区不适合。

AS1支持的数据速率范围是32kbps～3.072Mbps（北美地区）或2.048Mbps（欧洲和其他地区）（完全是32kbps的倍数）。

AS2支持的数据速率范围是32kbps～4.608Mbps（北美地区）或4.096Mbps（欧洲和其他地区）（完全是32kbps的倍数）。

AS3支持的数据速率范围是32kbps～6.144Mbps（完全是32kbps的倍数）。

LS0支持的数据速率范围是16kbps加上32kbps～640kbps（北美地区）。

LS1和LS2支持的数据速率范围是32kbps～640kbps（北美地区）。

ADSL超帧结构

（1）ADSL帧头的功能

链路是如何配置（AS和LS）的，速率是多少，以及如何在ADSL帧流中对其进行定位。

一个ADSL嵌入操作通道（eoc）。

传送承载信道的同步控制。

一个操作控制通道（occ）用来远程控制和速率适配。

循环冗余校验（CRC）进行检错。

前向纠错（FEC）比特。

操作管理与维护比特（OAM）。

★ADSL分布模型

1、比特同步模式

基本含义：

指链路一端（ATU-R）缓冲区内的任何比特（快速数据或交错数据）会在另一端（ATU-C）的缓冲区内弹出。

恒定比特率频带<=4

电路交换服务ATU-CATU-R

时分复用比特同步接口

恒定比特率频带

电路交换服务ATU-CATU-R分组适配器

时分复用用户分组网

恒定比特率频带

分组交换服务ATU-CATU-R分组适配器

时分复用用户分组网

恒定比特率频带

ATM交换服务ATU-CATU-R分组适配器

ATM信元复用用户ATM网

★VDSL系统组成

端局远端用户

本地交换-----双绞线----------------收发机-----双绞线----收发机TVVCRPC

图像---------光纤-----------图像接口----电话

★VDSL的传输模式

1、STM模式：

不同设备和业务的比特流在传输过程中被分配固定的带宽。

2、分组模式：

不同业务和设备间的比特流被分成不同长度、不同地址的分组包进行传输；所有的分组包在相同的“信道”上，以最大的带宽传输。

3、ATM模式：

有3种形式。

ATM在VDSL网络中可以有3种形式：

第一种是ATM端到端模式；

第二种分别是ATM与STM混合使用；

第三种分别是ATM与分组混合使用。

★VDSL线路编码

（1）CAP（CarrierlessAmplitude/Phasemodulation，无载波调幅/调相技术）；

（2）DMT（DiscreteMultiTone，离散多音频技术）；

（3）DWMT（DiscreteWaveletMultiTone，离散小波多音频技术）；

（4）SLC（SimpleLineCode，简单线路码），是一种4电平基带信号，经基带滤波后送给接收端。

●差错纠正

VDSL下行信道能够传输压缩的视频信号。

压缩的视频信号是要求有低时延和时延稳定的实时信号，这样的信号不适合用一般数据通信中的差错重发算法。

为了得到压缩视频信号允许的差错率，VDSL采用带有交织的前向纠错编码。

●信道分配（上行多路复用）

（1）有源网络终端

将多个用户设备的上行数据单元或数据信道复用成一个单一的上行流，多路复用单元或数据通信机制就成为用户端网络负责的工作，VDSL单元只简单地在两个方向送出原始数据流。

一种类型的用户端网络是星形结构，将各个用户设备连至交换机或共用的集线器，这种集线器可以集成到用户端的VDSL单元中。

（2）无源网络终端

每个用户设备都与一个VDSL单元相连接。

无源网络终端必须加入多路复用上行单元或数据通信机制。

信元授权协议，采用时分多路复用。

频分多路复用。

★VDSL存在的问题

1、不能确定VDSL能可靠传输数据的最大距离

原因在于：

一是由于短的桥接头和用户的非终端接入等，对电话、ISDN或ADSL都不产生任何影响，而对某些结构的VDSL造成很大影响。

二是VDSL占用业余无线电台的频率范围，每一条架空的电话线都相当于一根天线，可以发送和吸收业余无线电频带的能量，所以，均衡低信号电平（避免辐射干扰到业余无线电台）和高信号电平（抵抗业余无线电台的干扰），就成为确定线路性能的一个主要因素

2、业务环境问题

虽然上行和下行数据速率还没有完全确定下来，但是完全有理由相信未来的VDSL将使用ATM信元格式来载送视频及不对称数据通信信息。

3、用户设备分配及电话网络与用户设备之间的接口

4、开销也是一个不能忽略的因素

与ADSL相比，ADSL是直接与本地交换相连接的，所以VDSL的开销比ADSL小得多。

5串音问题

6无线频率干扰问题

第三章

★试比较CableModem和ADSLModem的接入性能，说明它们各自的优势。

1、通路带宽

（1）CableModem

下行通路一般提供30Mbit/s以内带宽，可以由500～2000个用户共享此带宽。

上行通路的共享带宽约为2Mbit/s。

（2）ADSLModem

工作在点对点的应用中，不能共享带宽。

下行带宽可达1.5Mbit/s到6Mbit/s或9Mbit/s（除非ADSL用户居住在乡村地区，绝大多数用户可以达到6Mbit/s）。

上行方向的非共享带宽范围为16～640Kbit/s

2、吞吐量

（1）CableModem

当大量用户同时进行传输时，使吞吐量剧增时，CableModem的业务将受损。

（2）ADSLModem

为适应业务量增加的需求，从ADSL接入节点到网络，需要用更大容量的中继线来替换，如从DS1改为DS3或OC-3。

3、经济性

（1）CableModem应用

连接到一个用户只需要一个Modem，其费用预计比ADSL低。

同时，要实现双向的HFC需要更换目前有线电视网上使用的单向放大器，升级改造费用较高。

（2）ADSL应用

连接一个用户需要两个ADSLModem，ADSL设备成本显然高于CableModem，不需要更换双绞线，升级费用较低。

4、业务性能

（1）CableModem

标准的CableModem应该能够通过合理的流量工程来处理CBR、VBR和ABR业务。

实现ABR业务的话，来自所有激活的CableModem的资源管理（RM）信元会过度占用珍贵的共享上行带宽资源。

可能的解决方法是把头端作为所有激活的ABR连接的代理。

（2）ADSL

可以处理CBR、VBR和ABR业务。

对ABR业务，连接是点对点的，因此不会有CableModem的那些限制。

5、可靠性

（1）在CableModem应用中，CATV是一个树型网络，有线电视线路极容易造成单点故障，如电缆的损坏、放大器故障、传送器故障等，都会使这条线上用户的使用中断。

（2）ADSL应用中，采用星型网络，ADSLModem按点对点的方式工作，其故障只影响一个用户。

6、安全性

CableModem 应用中，由于共享同媒质环境，所有信号进入到所有的CableModem中，

从而有可能会产生严重的有意或无意的线路误用、窃听和业务盗窃现象。

因而需要保护线缆，增强加密和认证功能。

在ADSL点对点体系结构中，用户驻地不大可能产生窃听现象。

★影响CableModem运作的因素主要有哪些？

1、放大器的双向问题

2、频率灵活性

★CableModem的内部结构主要有哪些组成部分？

并简述CableModem的工作原理。

1.组成部分：

双工滤波器、调制器解调器、FEC/交织模块、去交织/FEC模块、数据成帧模块、MAC处理器、数据编码模块、网卡、中央处理器、存储器。

2.工作原理：

在下行链路中，通过内部的双工滤波器接收来自HFC网络的射频信号，将其送至解调模块进行解调。

信号经解调后送至去交织/FEC模块进行去交织和纠错处理，再送至数据成帧模块成帧，最后通过网络接口卡到达用户终端。

HFC网络的下行信号所采用的调制方式主要是64QAM或256QAM方式。

在上行链路中，用户的访问请求先由MAC模块中的访问协议进行处理，系统前端接纳访问申请后，用户终端产生上行数据，并通过网络接口卡把数据送给电缆调制器。

在电缆调制器中先对数据进行编码，再经交织/FEC模块处理，送入调制模块进行调制。

上行链路通常采用对噪声抑制能力较好的QPSK或S-CDMA调制方式。

★CableModem在加电之后是如何完成初始化过程的？

①获得上行信道参数②测距（Range）③建立IP连接④建立时间⑤建立安全机制

第四章

★将以太网技术应用到公用的网络环境中，主要有哪些解决方案？

1、VLAN方式

VLAN方式的网络结构，将局域网交换机的每个用户端口配置成独立的VLAN，享有独立的VID（VLANID），利用支持VLAN的局域网交换机进行信息的隔离，用户的IP地址被绑定在端口的VLAN号上，以保证正确路由选择；同时，利用VLAN可以隔离ARP、DHCP等携带用户信息的广播消息，从而使用户数据的安全性得到了进一步提高。

缺点：

无法对用户进行认证、授权。

需要将用户的IP地址与该用户所连接的端口VID进行绑定，通过核实IP地址与VID来识别用户是否合法。

2、VLAN+PPPoE方式

可以解决用户数据的安全性问题，PPP协议提供了用户认证、授权以及分配用户IP地址的功能。

缺点：

PPP不能支持组播业务。

★以以太网技术为核心，与电话铜缆，无源光网络，无线环境相结合可以形成哪些宽带接入技术？

以太网与电话铜缆上的VDSL相结合，形成EoVDSL技术；与无源光网络相结合，产生EPON技术；在无线环境中，发展为WLAN技术。

★基于以太网接入技术来建设可运营，可管理的宽带接入网络，需要妥善解决哪些主要技术问题？

1.Ethernet的帧格式2.Ethernet的帧格式3.用户和网络安全4.服务质量控制

5.网络管理

★以太网接入技术中主要采用哪些帧格式？

应如何区分不同的帧格式？

（1）EthernetII

（2）NovellEthernet（3）IEEE802.3/802.2（4）EthernetSNAP

如果帧头跟随源MAC地址的2个字节值大于1500，则此Frame为EthernetII格式；接着比较紧接着的2个字节，如果为0xFFFF，则为NovellEther 类型的Frame；如果为0xAAAA，则为EthernetSNAP格式的Frame；如果都不是则为Ethernet802.3/802.2格式的帧。

★以太网接入技术中采用了什么样的认证计费功能，主要包含哪几个环节？

用户认证授权计费（AAA）一般包括用户终端、AAAClient、AAAServer和计费软件四个环节。

（1）AAAClient与AAAServer之间采用RADIUS协议进行通信。

（2）AAAServer和计费软件之间的通信为内部协议,计费时可根据经营方式的需要考虑按时长、流量、次数、应用、带宽等多种方式进行。

（3）用户终端与AAAClient之间的通信方式通常称为“认证方式”，目前的主要技术有PPPoE、DHCP＋WEB、IEEE802.1x三种。

第五章

一、PON（无源光网络）

★1.OAN组成：

由光路终端（OLT）、光配线网（ODN）和光网络单元（ONU）三部分组成OLT为ODN提供网络接口并连接至一个或多个ODN；ODN为OLT和onu提供传输；哦怒未oan提供用户侧接口并与ODN相连。

Pon就是oan中的ODN，不含任何有源节点。

2.OAN的拓扑结构取决于ODN的结构。

通常ODN可归纳为单星、树型、总线和环型等四种基本结构，也就是PON的四种基本拓扑结构。

◆PON功能结构：

OLT核心功能块：

（1）数字交叉连接功能==提供网络端与ODN端允许的交叉连接能力。

（2）传输复用功能==通过ODN的发送和接收通道提供必要的服务，它包括复用需要送至各ONU的信息及识别各ONU送来的信息。

（3）ODN接口功能==提供光物理接口与ODN相关的一系列光纤相连，包括光/电和电/光转换，当与ODN相连的光纤出现故障时，OAN启动自动保护倒换功能，通过ODN保护光纤与别的ODN接口相连来恢复服务。

OLT通用功能块：

（1）供电功能

（2）OAM功能

OLT服务功能块：

支持一种或者多种业务的服务。

ONU的核心功能块：

（1）用户和服务复用功能

（2）传输复用功能

（3）ODN接口功能

ONU服务功能块：

提供用户端口