宽带接入网设计方案研究与分析论文.docx
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1、Abstract宽带接入网设计方案研究与分析论文摘要电信网发展到今天,正在进入一个新的转折点,呈现出宽带化、IP化及业务融合化的趋势。电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。近几年,为了适应新时期下社会发展的需求,并且满足人们在生活中与工作中对网络的要求,接入网的宽带化加快了步伐,正在向着多样化的方向发展,涌现出各种各样的宽带接入技术,这些宽带接入技术各自有着自身的一些特点,在选择的时候应该结合实际的需要来进行选择。现对宽带接入网进行了探讨。本文首先叙述了接入网的基本概念,然后介绍了主流宽带接入技术,接着着重描述了ADSL的可行性分析及其接入网的网络设计,并对它进行性能分析,提出改进方式。关
2、键词:接入网,发展,ADSLIAbstractThe telecommunication network development to today, is entering a new turning point, showing a broadband, IP and business integration trend. Telecom broadband network is be the first to bear the brunt of the broadband access network. In recent years, in order to meet the needs
3、 of social development in the new period, and meet the requirements of network in life and work, and broadband access network to speed up the pace, is developing towards the direction of diversification, the emergence of a variety of broadband access technology, the wide band access technology have
4、their own some characteristics the, in the choice of when should be combined with the actual to choose. The broadband access network is discussed.This paper describes the basic concept of access network, then introduces the main broadband access technology, and then focuses on the network design fea
5、sibility analysis and access network ADSL, and its performance analysis, put forward the improvement way.Keywords:Access network, development, ADSLIII 目 录摘要IIABSTRACTIV第一章 接入网的基本概念11.1电信网的构成11.2接入网的定义11.3接入网的结构功能1第二章 宽带接入网中几种技术的比较12.1ADSL接入技术12.2基于HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的CABLE MODEM技术12.3 光纤接入技术12.4 无线接入技术
6、1第三章 应用ADSL可行性的分析13.1宽带接入市场和业务发展状况13.1.1宽带接入技术的应用状况13.1.2宽带业务的发展状况13.2 ADSL技术发展趋势1第四章 ADSL宽带接入网络设计14.1网络拓扑结构结构的选择14.2 ADSL接入端布局规划14.3 ADSL系统的接入方式和接入模型14.4 ADSL设备的安装14.5 IP地址的规划14.6 ADSL宽带接入网络安全的设计1第五章 ADSL宽带接入网络的性能分析15.1影响系统性能的因素15.2改进方案建议1第六章 总结与展望1致谢1参考文献错误!未定义书签。附录1 XXXXXX错误!未定义书签。附录2 BBBBB错误!未定义
7、书签。1第一章 接入网的基本概念1.1电信网的构成一般来说,整个电信网包含核心网(Core Network,CN)、接入网(Access Network,AN)和用户驻地网(Customer Premises Network,CPN)三大部分接入网有三类接口,即UN1,SN1和Q3。UN1位于接入网的用户侧,是UTE与接入网之间的接口。接入网通过UN1为用户提供各种业务服务,UNl分为独享式和共享式两种。SN1位于接入网的SN侧,是接入网与SN之间的接口。它独立于SN和交换机,支持很宽范围的接入类型,把不同业务的SN通过不同的SN1与接入网相连,进而向用户提供多种不同的业务服务。Q3是接入网与
8、TMN的接口,也是TMN与电信网各被管理部分连接的标准接口。作为电信网的一部分,接入网的管理也应纳入TMN的管理范围之内。1.2接入网的定义1995年7月,ITU-T G.902对接入网作出如下定义:接入网(AN)是由业务节点接口 (SNI)与相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(例如线路设施和传输设施)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。通俗意义上讲,接入网就是介于业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的网络,它包含线路设施和传输设施。1.3接入网的结构功能接入网有五个功能模块,分别为用户接口功能模块(UPF)、业务接
9、口功能模块(SPF)、核心功能模块(CF)、传送功能模块(TF)和接入系统管理功能模块(AN-SMF)图1-1 结构图1.4 接入网的综合业务 1.4.1话音业务从20世纪80年代开始,随着通信技术的发展,在传统的话音电话上开发了许多新业务,如:可视电话、IC卡电话、移动电话、IP电话、智能网电话。在程控交换机上开发了缩位拨号、叫醒电话、三方通话、呼叫等待、呼叫转移、呼叫限制、追查恶意呼叫等服务业务,以满足用户的需求。 1.4.2数据业务:有数据检索业务,数据处理业务,电子邮件业务,电子数据业务(EDI)等 1.4.3图像业务图像业务是指通过电信网传送、存储、检索或广播图像与文字等视觉信息的业
10、务。它具有形象、直观、生动等特点。图像业务可分为静态和动态两类。静态图像业务包括传真、可视图文、电视图文广播等;动态图像业务包括可视电话、广播电视、高清晰度电视等。对普通用户而言,目前普遍需要的是电视业务。 1.4.4多媒体业务有点播电视(VOD),居家办公,居家购物,远程教育,远程医疗, 多方可视游戏等业务第二章 宽带接入网中几种技术的比较2.1ADSL接入技术多年来,电话用户是以铜线进行线路连接的,为充分利用这些资源,提高铜线传输速率,实现宽带化和数字化,于是开发了数字用户线(DSL)技术,以解决高速率数字信号在铜缆用户线上的传输问题。 xDSL技术的概述DSL即数字用户线技术DSL(数字
11、用户线路,Digital Subscriber Line)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合,它直接将数字信号调制在电话线上(并没有经过模/数转换),所以可以获得比普通调制解调器高得多的带宽和速率。它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL和RADSL等,一般称之为xDSL。ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种,其优点是带宽较大、连接简单、投资较小,因此发展很快,广州、深圳、上海、北京、成都等地的电信部门已先后推出了ADSL宽带接入服务。ADSL系统主要是针对住宅用户设计的,其下行速率高达69Mbits,传输距离可达35km,典型的下行速率有T1,E1,DS2(6.312Mb
12、it/s),E2(8.448Mbit/s);上行速率低,具体数值随各公司产品而不同,通常为16640kbit/s。ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率下行数据、一路模拟电话。各种信号采用频分复用方式占用不同频段,低频段传送话音,中间窄频段传上行信道数据及控制信息,其余高频段传下行信道数据、图像或高速数据。HDSL是利用两对或三对铜双绞线,为用户提供PDH一次群速率(T1或E1)的双工数字连接。HDSL系统主要是为企事业单位用户设计的,它可以作为铜双绞线接入业务的通用平台,为用户提供话音、数据和图像等多种宽带业务。VDSL是速率更高的ADSL,也有人称其为宽带数字用户线(
13、BDSL)。VDSL系统一般用于光纤接入网中的最后一段入户连接,其传输距离只有100(155Mbit/s时)到1km(13Mbit/s时)。它的下行传输速率可达13,26,52Mbit/s甚至155Mbit/s,采用的调制技术一般为DMT或16CAP;它的上行传输速率为1.52Mbit/s,采用的调制技术一般为DMT,QPSK或4CAP。表2.1 各种数字用户线技术分类2.2基于HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的Cable Modem技术Cable Modem是近几年发展起来的,主要用于有线电视网数据传输。现在大多数新建的有线电视网都采用光纤同轴混合(HFC)网络,其巨大的带宽和相对经济性使其
14、对有线电视公司和新成立的电信公司很具吸引力。由于Cable Modem是作为一种在HFC网上提供数据业务的设备,因此它通常等同于HFC宽带接入技术。光纤/同轴电缆(Hybrid Fiber Coax,HFC)接入网是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光缆技术、射频技术、高度分布式智能形的接入网络,是通信网和有线电视(CATV)网相结合的产物。在HFC上利用线缆调制解调器(Cable Modem)可以实现理想的宽带接入。1基本结构HFC网主要由馈线网、配线网和用户引入线三部分构成。其基本结构如图所示。图 2-1 基本结构2.工作原理HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式,可综合接入多
15、种业务信息(如语音、视频、数据等)。当传输数字视频信号时,可采用正交幅度调制(64QAM)或正交频分复用(OFDM);当传输语音或数据信号时,可采用正交相移键控(QPSK)或OFDM;当传输模拟广播电视信号时,可采用AMVSB方式。HFC网络采用副载波频分复用方式,将各种图像、数据和语言信号通过调制器调制,同时在同轴电缆上传输。其频谱安排如图所示。图2-2 频谱整个信号的通频带为750MHz,其中542MHz留给上行信号使用,称之为回传通道(上行通道),主要用来传送电视、非广播业务及通信业务信号;45750留给下行信号使用,称之为正向通道(下行通道),主要用来传输CATV信号,其中45582M
16、Hz频段主要用来传输模拟CATV信号,由于每一通路的带宽为68MHz,因此可传6080路电视节目,582750MHz主要用来传送附加的模拟CATV或数字CATV信号,特别是视频点播(VOD)业务。3终端设备Cable Modem是一种可通过有线电视网络实现高速数据接入的设备。Cable Modem备有三个接头,一个接有线电视插座,一个接计算机,一个接普通电话。大多为外置式,通过标准10BASE-T以太网卡和双绞线与计算机相连。Cable Modem终端是用户设备与同轴网络的接口,Cable Modem具有标准以太接口,可以连接单台PC,也可以连接多台PC或局域网。Cable Modem接收下行
17、数据,经解调后传输到计算机,同时将上行数据信号进行射频调制,经本地网络传向前端。由于CATV网是共用传输系统,所以Cable Modem可以在CATV网上的某段或几段频率上进行数据调制和解调,其他频段仍可用于有线电视信号的传输。Cable Modem具有安全管理功能,并支持多等级服务,可以提供虚拟域网服务。2.3 光纤接入技术光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中,光纤扮演着重要角色,在接入网中,光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网指的是接入网中的传输媒质为光纤的接入网。按照室外设施是否含有有源设备分类:无源光网络(PON)和有源光网络(AON)。
18、光纤接入网的应用类型1 光纤到路边(FTTC)2 光纤到大楼(FTTB)FTTB也可以看作是FTTC的衍生类型,不同之处是ONU直接放在楼内(通常为居民住宅公寓或小型企事业单位的办公楼),再经过多对双绞线将业务分送给各个用户。3 光纤到户(FTTH)或办公室(FTTO)将FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器,然后将ONU移到用户家,即为FTTH结构。2.4 无线接入技术宽带固定无线接入技术已有多种形式,例如已经投入使用的多路多点分配业务 (MMDS) 和直播卫星系统 (DBS) 以及正在做现场试验的本地多点分配业务 (LMDS)和不可见光纤无线系统。LMDS 可以提供从电视分配业务
19、和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。但最有利的机会是为企事业用户提供数据业务和高速上网。由于LMDS提供多点传输技术,新增用户时无须增加基站射频设备,便于快速扩展用户,最适于新的电信运营公司。LMDS 系统尚处于小规模商用阶段,能否大规模发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的收发机来,这不仅取决于技术,也与缺乏统一标准有关。另外,必须能妥善解决雨雪影响、视距传输和抑制信号干扰。目前对于普通雨雪,采用动态功率电平调节和先进的技术后有可能仍然维持较高的链路质量,但对于大雨雪,性能仍会迅速劣化。因此,在上述问题没有妥善解决之前,LMDS系统不太适合多雨雪地区应用。总的看,宽带固定无线接入
20、技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势,不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地电信业务的传统观念,最适于新的电信竟争者与传统电信公司和有线电视公司展开有效竞争,也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。第三章 应用ADSL可行性的分析3.1宽带接入市场和业务发展状况3.1.1宽带接入技术的应用状况(1) DSL尤其是ADSL市场异常火爆 近年来,全球宽带接入市场异常火爆,获得了飞速发展。而在这火爆的宽带接入市场中,DSL的发展势头最为强劲,在国内外都占据主流地位。据RHK 2003年7月统计,全球DSL增长率连续超过200万线/月。在全球DSL市场蓬
21、勃发展的大背景下,亚太地区DSL市场表现突出,其中中国的增长势头最为猛烈(2003年增长率超过200),显示出了巨大的发展潜力,成为继日本、美国后的第三大DSL市场。 从国内电信市场来看,宽带接入对固网运营商的业务发展起着举足轻重的作用,已成为固网运营商主要的投资方向和业务收入来源之一。预计到2004年底,中国的DSL用户数将突破2000万,其中ADSL用户占98以上,ADSL在宽带接入市场中所占比例将接近80。从中国2亿多的电话用户和不足1的宽带普及率来看,在未来相当长的时间内,DSL都将具有较大的发展空间。 目前,我国商用用户的宽带接入速率为512Bit/S,这主要受限于上游的IP城域网。
22、但是,随着宽带业务的不断增多,特别是视频业务的开展,512Bit/S的速率已经不能满足需求,DSL正面临提速的压力。近期内,2MBit/S将是比较理想的速率。从理论上讲,目前用户的距离已经在2km以内(其中市内距离1km),DSLAM设备开通2MBit/S以上的下行速率没有问题,而且目前一些地方已经开通。但是,ADSL提速必然给上游的IP城域网带来提速的压力。 我们再来看看VDSL在国内的应用状况。由于VDSL技术和标准还不十分成熟,因此目前应用还很少,所占比例不足DSL用户的2。但是,随着高带宽对称应用的增加和VDSL技术的成熟,VDSL将得到规模应用,与ADSL技术相互补充、协调发展。 (
23、2) FTTLAN接入增长缓慢 FTTLAN接入目前的发展速率远远低于ADSL,主要是因为LAN接入覆盖范围小,且因需要综合布线导致初期投资成本高,运营商对用户楼进行综合布线后,往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且LAN交换机大多不是电信级产品,故障率较高,运行维护比较困难。此外,以太网本身是一种局域网技术,将其应用于电信网接入领域时,需要认真解决认证计费、用户管理、用户安全和绑定、服务质量保证和网络管理等问题,而ADSL技术成熟且设备价格不断下降。运营商在经过充分考虑后,将ADSL技术作为主流的宽带接入技术,而将FTTLAN作为一种补充方式,主要用于企业大厦和高档住宅小区。 从LA
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