接入網技術論文

General 更新 2024年11月29日

  接入網***Access Network***,一般也將其稱為接入層網路,對於接入網的定義,小編精心推薦的一些,希望你能有所感觸!

  篇一

  接入網服務分析

  【摘 要】通訊技術的迅猛發展,使得社會生活與換聯網的接觸越來越緊密,而網際網路行業競爭也在不斷增加,這種競爭貫穿整合網際網路服務的始終,在這種背景下,對於網際網路一些容易被忽視的問題的研究就變得很重要。這就要求我們把研究目光從以前的核心地帶轉向電信網的邊緣――接入網。

  【關鍵詞】接入網;接入網技術;服務

  最近幾年,網際網路行業迅速發展,可以說網際網路已經成為人們生活和工作的必備品,在這樣的情況下,網際網路的重要組成部分,接入網服務技術開始成為電信領域的重要研究內容。面對通訊行業的競爭,網際網路客戶成為電信行業工作的核心服務物件,更好的解決接入網服務問題,對於客戶的穩定以及國家網際網路行業的發展都有重要意義。

  一、接入網概況

  接入網***Access Network***,一般也將其稱為接入層網路,對於接入網的定義,選取的定義角度不同,就會產生不同的定義,但一般認可的是,接入網,或使用者接入網,就是一系列的傳送實體,這種傳送實體是以相關使用者網路介面以及業務節點介面為作用載體,其目的是把用於某項業務的網路節點之間的網路設施與使用者終端裝置連線起來,最終實現使用者終端裝置與外圍網路的無阻礙資訊共享。一般情況下接入網的長度為幾百米左右,最長的有幾公里,同時它直接與使用者終端聯絡,所以專業領域內經常將之形象的稱為“最後一公里”。在接入層網路實實在在地存在通訊網路很多年之後,“接入網”的概念才於1995年7月被國際電信聯盟確定下來,這裡對於接入網的定義更官方也更準確,是目前通用的定義,接入網就是指通過一系列業務節點介面***SNI***以及使用者網路介面***UNI***二者之間的結合而產生的傳送主體***這些傳送主體以為電信業務提供所需傳送承載能力為存在點***組成的實施系統。由此可見,接入網並不是通常所理解的簡單的網路區域,而是具有一定功能的實時系統。

  接入網由業務節點介面***SNI***、使用者網路介面***UNI***和管理介面***Q3***共同界定,即,在網路側,經SNI與業務節點相連;在使用者側,由UNI與使用者相連;管理方面則由Q3介面與電信管理網***TMN***相連。這三個介面也概括了接入網的幾個基本功能:使用者埠功能、核心功能、傳送功能、業務埠功能和系統管理功能,下面對這幾個功能作一個簡單的介紹。

  使用者埠功能,是將使用者網路介面UNI的要求適配為核心功能和系統管理功能。接入網既支援不同的接入,又需要特定功能的使用者網路介面。業務埠則是為處理選擇資訊服務的,它在接入網的系統管理中以業務節點介面的要求為基礎,找到適配的公共承載通道,最終實現資訊的處理和選擇。核心功能,顧名思義,它是整個接入網組成的核心,由於接入網主要就是解決家庭對於公共網路資訊的需求而產生的,所以它的核心功能就是為了實現公共傳送與使用者業務埠承載需求的適配。傳送功能就是把公共承載通過一定的通路沒接傳送至使用者埠,實現資訊的重複使用。這四個功能相輔相成,通過互相協作完成了使用者對於資訊的需求。

  二、接入網的三個層次

  把接入網按照垂直方向分為三個層次,即電路層、通道層和傳輸媒質層,這樣可以方便網路的設計與管理。這三個層次是完全並列的關係,同時也是互相銜接的,每一層都有三個方面的作用,首先是實現本層面資訊的流通,另外就是在與它相鄰的高層需要時為其提供傳送服務,再有就是與它相鄰的下層為它提供傳送服務時,它要充分的利用這些服務內容。採用分層,可以單獨設計和執行每一層網路,簡單方便,條理清晰。同時,分層之後,各個層次之間都有獨立的功能,這樣就免於不同功能之間的互相干擾,同時也可以靈活的運用技術的更新,比如某一新技術出現,由於層次的存在,那麼這一技術可能只適用於某個層次或某些層次,這樣就可以在不改變其它層次服務功能的情況下引入新技術,既更新了服務水平,同時也保證了整個接入網的穩定,此外還大大減少了接入網服務更新成本。另外層次之間的互相配合也可以保證服務的完整性和緊密性。總之,接入網分層對於整個接入網服務而言,有著不可替代的作用。

  三、接入網技術介紹

  以傳輸方式為基礎,可以把接入網分為有線接入網和無線接入網,這兩種接入網在本質上名沒有很大的區別,只是在資訊傳輸的載體上有一定出入。有線接入網的載體主要有銅線、光纖、以及混合光纖、同軸電纜等,而無線接入網則以移動資料為載體。

  傳統的接入網由於載體的限制,一般使用銅纜,服務範圍僅限於語音服務和少量的資料業務。然而隨著以網際網路為代表的新技術革命以及人們對新業務,特別是寬頻綜合業務需求的日益增加,催生了一系列接入網的新技術,這其中包括:以現有雙絞線為基礎的銅纜新技術、混合光纖/同軸***HFC***技術和無線接入技術。

  以現有雙絞線為基礎的銅纜新技術是當前使用者接入網技術的主要組成部分。銅纜新技術以非加感的使用者線為基礎,充分發揮數字訊號處理技術,傳輸容量大大增加的一種接入手段。但是銅線傳輸的固有缺點,如損耗大、維護費用高、傳輸頻帶窄等都使其越來越難以適應當代使用者的需求。在此背景下,光纖接入網開始成為主要選擇。

  光纖入網傳輸質量好,可靠性高,無需中繼器,同時也符合人們對於網際網路發展的需求,有很好的市場發展潛力。有利有弊,光纖的鉅額成本據頂了光纖接入網投入使用時自然需要較高成本,並且這正網路傳輸對於技術的要求也非常高,這可能會成為制約其在未來發展的幾個主要因素。而混合光纖同軸電纜接入網則應用了更高階的技術,將光纖逐漸向用戶延伸,成為一種新型的、經濟的演進策略。

  在某些因地理環境或其他緊急情況的影響下,建立有線接入網路耗費成本高、難度大,這樣就使得無線接入網有了存在的價值。與傳統的有線接入網路相比,無線接入技術更加經濟、迅速、便捷、靈活,覆蓋面也更廣闊。絕對可以稱得上是當代接入網路技術中迅速突起的一支異軍。

  四、接入網發展未來趨勢

  全球寬頻接入網在21世紀後進入了一個大發展階段。人們對於網際網路的需求增加直接帶動了寬頻業務的拓展,同時電信行業的發展也勢必成為接入網發展的新契機。,在巨大的市場利益驅動下,我們不難預見接入網領域會發生新的變革。

  從業務方面來講,未來接入網能夠提供的業務也將在檔次上有很大提升。滿足使用者組建中、高速計算機網的影象通訊、立體換面的通話以及辦公多媒體業務等都會不斷被開發出來,並走入人們的日常生活。

  從技術方面上看,支援接入網的技術會更加多樣化。筆者認為,未來的接入網會以光纖接入為主要發展方向,無線接入成為一個重要組成部分,同時銅纜技術也在不斷更新。

  五、結束語

  如今,電信領域的核心網已基本實現了資訊的寬頻高速傳輸,使用者環路成為整個電信網路中的“瓶頸”,限制了整個電信網傳輸各種資訊。接入網服務在這樣的環境中自然更有發展前景。

  【參考文獻】

  [1]糜正琨,王文鼐.軟交換技術與協議[M].北京:人民郵電出版社,2002:1-30.

  [2]尤燕飛.淺談綜合業務接入網的發展趨勢[J].科技資訊,2008***06***.

  [3]劉偉.使用者接入網技術與工程[M].北京:科學出版社,2007.

  篇二

  光纖接入網技術

  摘要:本文簡單介紹了光纖接入網的基本原理和技術發展,介紹並闡述了有源光網路與無源光網路的原理和實現,並根據兩種光網路組成不同,對兩種光網路的幾種典型的接入模式進行了較為具體的研究,探討了光纖接入網建設的基本思路。

  關鍵詞:有源光網路 無源光網路 APON 接入網 FTTx

  近年來,以網際網路為代表的新技術革命正在深刻地改變傳統的電信概念和體系結構,隨著各國接入網市場的逐漸開放,電信管制政策的放鬆,競爭的日益加劇和擴大,新業務需求的迅速出現,有線技術***包括光纖技術***和無線技術的發展,接入網開始成為人們關注的焦點。在巨大的市場潛力驅動下,產生了各種各樣的接入網技術。光纖通訊具有通訊容量大、質量高、效能穩定、防電磁干擾、保密性強等優點。在幹線通訊中,光纖扮演著重要角色,在接入網中,光纖接入也將成為發展的重點。光纖接入網是發展寬頻接入的長遠解決方案。

  一、光纖接入網的基本構成

  光纖接入網***OAN***,是指用光纖作為主要的傳輸媒質,實現接入網的資訊傳送功能。通過光線路終端***OLT***與業務節點相連,通過光網路單元***ONU***與使用者連線。光纖接入網包括遠端裝置――光網路單元和局端裝置――光線路終端,它們通過傳輸裝置相連。系統的主要組成部分是OLT和遠端ONU。它們在整個接入網中完成從業務節點介面***SNI***到使用者網路介面***UNI***間有關信令協議的轉換。接入裝置本身還具有組網能力,可以組成多種形式的網路拓撲結構。同時接入裝置還具有本地維護和遠端集中監控功能,通過透明的光傳輸形成一個維護管理網,並通過相應的網管協議納入網管中心統一管理。

  光纖接入網***OAN***從系統分配上分為有源光網路***AON,ActiveOpticalNetwork***和無源光網路***PON,PassiveOpticaOptical Network***兩類。

  二、有源光纖接入網

  有源光網路又可分為基於SDH的AON和基於PDH的AON。有源光網路的局端裝置***CE***和遠端裝置***RE***通過有源光傳輸裝置相連,傳輸技術是骨幹網中已大量採用的SDH和PDH技術,但以SDH技術為主,本文主要討論SDH***同步光網路***系統。

  1.基於SDH的有源光網路

  在接入網中應用SDH***同步光網路***的主要優勢在於:SDH可以提供理想的網路效能和業務可靠性;SDH固有的靈活性使對於發展極其迅速的蜂窩通訊系統採用SDH系統尤其適合。當然,考慮到接入網對成本的高度敏感性和執行環境的惡劣性,適用於接入網的SDH裝置必須是高度緊湊,低功耗和低成本的新型系統,其市場應用前景看好。

  接入網用SDH的最新發展趨勢是支援IP接入,目前至少需要支援乙太網介面的對映,於是除了攜帶話音業務量以外,可以利用部分SDH淨負荷來傳送IP業務,從而使SDH也能支援IP的接入。支援的方式有多種,除了現有的PPP方式外,利用VC12的級聯方式來支援IP傳輸也是一種效率較高的方式。總之,作為一種成熟可靠提供主要業務收入的傳送技術在可以預見的將來仍然會不斷改進支援電路交換網向分組網的平滑過渡。

  2.基於PDH的有源光網路

  準同步數字系列***PDH***以其廉價的特性和靈活的組網功能,曾大量應用於接入網中。尤其近年來推出的SPDH裝置將SDH概念引入PDH系統,進一步提高了系統的可靠性和靈活性,這種改良的PDH系統在相當長一段時間內,仍會廣泛應用。

  三、無源光纖接入網路

  無源光網路***PON***,是指在OLT和ONU之間是光分配網路***ODN***,沒有任何有源電子裝置,它包括基於ATM的無源光網路APON及基於IP的PON。

  APON的業務開發是分階段實施的,初期主要是VP專線業務。相對普通專線業務,APON提供的VP專線業務裝置成本低,體積小,省電、系統可靠穩定、效能價格比有一定優勢。第二步實現一次群和二次群電路模擬業務,提供企業內部網的連線和企業電話及資料業務。第三步實現乙太網介面,提供網際網路上網業務和VLAN業務。以後再逐步擴充套件至其它業務,成為名副其實的全業務接入網系統。

  APON採用基於信元的傳輸系統,允許接入網中的多個使用者共享整個頻寬。這種統計複用的方式,能更加有效地利用網路資源。APON能否大量應用的一個重要因素是價格問題。目前第一代的實際APON產品的業務供給能力有限,成本過高,其市場前景由於ATM在全球範圍內的受挫而不確定,但其技術優勢是明顯的。特別是綜合考慮執行維護成本,在新建地區,高度競爭的地區或需要替代舊銅纜系統的地區,此時敷設PON系統,無論是FTTC,還是FTTB方式都是一種有遠見的選擇。在未來幾年能否將效能價格比改進到市場能夠接受的水平是APON技術生存和發展的關鍵。

  IPPON的上層是IP,這種方式可更加充分地利用網路資源,容易實現系統頻寬的動態分配,簡化中間層的複雜裝置。基於PON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子裝置,因此使服務提供商可以高性價比地向企業使用者提供所需的頻寬。

  無源光網路***PON***是一種純介質網路,避免了外部裝置的電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部裝置的故障率,提高了系統可靠性,同時節省了維護成本,是電信維護部門長期期待的技術。無源光接入網的優勢具體體現在以下幾方面:

  ***1***無源光網體積小,裝置簡單,安裝維護費用低,投資相對也較小。

  ***2***無源光裝置組網靈活,拓撲結構可支援樹型、星型、匯流排型、混合型、冗餘型等網路拓撲結構。

  ***3***安裝方便,它有室內型和室外型。其室外型可直接掛在牆上,或放置於“H”杆上,無須租用或建造機房。而有源系統需進行光電、電光轉換,裝置製造費用高,要使用專門的場地和機房,遠端供電問題不好解決,日常維護工作量大。

  ***4***無源光網路適用於點對多點通訊,僅利用無源分光器實現光功率的分配。

  ***5***無源光網路是純介質網路,徹底避免了電磁干擾和雷電影響,極適合在自然條件惡劣的地區使用。

  ***6***從技術發展角度看,無源光網路擴容比較簡單,不涉及裝置改造,只需裝置軟體升級,硬體裝置一次購買,長期使用,為光纖入戶奠定了基礎,使使用者投資得到保證。

  四、光接入網的拓撲結構

  光纖接入網的拓撲結構,是指傳輸線路和節點的幾何排列圖形,它表示了網路中各節點的相互位置與相互連線的佈局情況。網路的拓撲結構對網路功能、造價及可靠性等具有重要影響。其三種基本的拓撲結構是:匯流排形、環形和星形,由此又可派生出匯流排―星形、雙星形、雙環形、匯流排―匯流排形等多種組合應用形式,各有特點、相互補充。

  1.匯流排形結構

  匯流排形結構是以光纖作為公共匯流排***母線***、各使用者終端通過某種耦合器與匯流排直接連線所構成的網路結構。這種結構屬串聯型結構,特點是:共享主幹光纖,節省線路投資,增刪節點容易,彼此干擾較小;但缺點是損耗累積,使用者接收機的動態範圍要求較高;對主幹光纖的依賴性太強。

  2.環形結構

  環形結構是指所有節點共用一條光纖鏈路,光纖鏈路首尾相接自成封閉迴路的網路結構。這種結構的突出優點是可實現網路自愈,即無需外界干預,網路即可在較短的時間裡從失效故障中恢復所傳業務。

  3.星形結構

  星形結構是各使用者終端通過一個位於中央節點***設在端局內***具有控制和交換功能的星形耦合器進行資訊交換,這種結構屬於並聯形結構。它不存在損耗累積的問題,易於實現升級和擴容,各使用者之間相對獨立,業務適應性強。但缺點是所需光纖代價較高,對中央節點的可靠性要求極高。星形結構又分為單星形結構、有源雙星形結構及無源雙星形結構三種。

  ***1***單星形結構:該結構是用光纖將位於電信交換局的OLT與使用者直接相連,基本上都是點對點的連線,與現有銅纜接入網結構相似。每戶都有單獨的一對線,直接連到電信局,因此單星型可與原有的銅現網路相容;使用者之間互相獨立,保密性好;升級和擴容容易,只要兩端的裝置更換就可以開通新業務,適應性強。缺點是成本太高,每戶都需要單獨的一對光纖或一根光纖***雙向波分複用***,要通向千家萬戶,就需要上千芯的光纜,難於處理,而且每戶都需要專用的光源檢測器,相當複雜。

  ***2***有源雙星形結構:它在中心局與使用者之間增加了一個有源接點。中心局與有源接點共用光纖,利用時分複用***TDM***或頻分複用***FDM***傳送較大容量的資訊,到有源接點再換成較小容量的資訊流,傳到千家萬戶。其優點是靈活性較強,中心局有源接點間共用光纖,光纜芯數較少,降低了費用。缺點是有源接點部分複雜,成本高,維護不方便;另外,如要引入寬頻新業務,將系統升級,則需將所有光電裝置都更換,或採用波分複用疊加的方案,這比較困難。

  ***3***無源雙星形結構:這種結構保持了有源雙星形結構光纖共享的優點,將有源接點換成了無源分路器,維護方便,可靠性高,成本較低。由於採取了一系列措施,保密性也很好,是一種較好的接入網結構。

  五、光纖接入網的形式

  根據光網路單元***ONU***的位置,光纖接入方式可分為如下幾種:

  FTTB***光纖到大樓***;FTTC***光纖到路邊***;FTTZ***光纖到小區***;FTTH***光纖到使用者***;FTTO***光纖到辦公室***;FTTF***光纖到樓層***;FTTP***光纖到電杆***;FTTN***光纖到鄰里***;FTTD***光纖到門***;FTTR***光纖到遠端單元***。

  其中最主要的是FTTB***光纖到大樓***、FTTC***光纖到路邊***、FTTH***光纖到使用者***三種形式。FTTC主要是為住宅使用者提供服務的,光網路單元***ONU***設定在路邊,即使用者住宅附近,從ONU出來的電訊號再傳送到各個使用者,一般用同軸電纜傳送視訊業務,用雙絞線傳送電話業務。FTTB的ONU設定在大樓內的配線箱處,主要用於綜合大樓、遠端醫療、遠端教育、及大型娛樂場所,為大中型企事業單位及商業使用者服務,提供高速資料、電子商務、可檢視文等寬頻業務。FTTH是將ONU放置在使用者住宅內,為家庭使用者提供各種綜合寬頻業務,FTTH是光纖接入網的最終目標,但是每一使用者都需一對光纖和專用的ONU,因而成本昂貴,實現起來非常困難。

  六、光接入網的優點與劣勢

  與其他接入技術相比,光纖接入網具有如下優點:

  ***1***光纖接入網能滿足使用者對各種業務的需求。人們對通訊業務的需求越來越高,除了打電話、看電視以外,還希望有高速計算機通訊、家庭購物、家庭銀行、遠端教學、視訊點播***VOD***以及高清晰度電視***HDTV***等。這些業務用銅線或雙絞線是比較難實現的。

  ***2***光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻頻寬,解除了銅線徑小的限制。此外,光纖不受電磁干擾,保證了訊號傳輸質量,用光纜代替銅纜,可以解決城市地下通訊管道擁擠的問題。

  ***3***光纖接入網的效能不斷提高,價格不斷下降,而銅纜的價格在不斷上漲。

  ***4***光纖接入網提供資料業務,有完善的監控和管理系統,能適應將來寬頻綜合業務數字網的需要,打破“瓶頸”,使資訊高速公路暢通無阻。

  當然,與其它接入網技術相比,光纖接入網也存在一定的劣勢。最大的問題是成本還比較高。尤其是光節點離使用者越近,每個使用者分攤的接入裝置成本就越高。另外,與無線接入網相比,光纖接入網還需要管道資源。這也是很多新興運營商看好光纖接入技術,但又不得不選擇無線接入技術的原因。

  參考文獻:

  [1] 胡德春,肖石林. 下一代無源光接入網技術PON的技術演進

  [2] 深圳市首邁通訊技術有限公司. 無源光網路***PON***和有源光網路***AON***技術比較

  作者簡介:

  袁小杭,男,籍貫杭州,現就職於浙江省郵電工程建設有限公司,通訊助理工程師,主要從事線路、管道設計。
 

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