2.2 交换技术

  • 根据网络中是否有交换节点,网络分为两类:
    • 交换网:网中有交换节点
    • 广播网:网中无交换节点

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  • 交换节点:即交换设备是构成通信网的核心要素,基本功能是完成对接入交换节点的信息传输链路的汇集、转接接续和分配,实现一个用户终端和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。
  • 交换机的功能就是建立入端和出端之间的连接,将入端的信息输出到出端上去,类似于开关作用
  • 话音、数据等不同的通信业务具有不同的特点,采用不同的交换方式。
  • 交换方式的分类
    • 按交换的信号类型分:
      • 电子交换:电路交换、报文交换、分组交换、帧中继和ATM交换。
      • 光交换
    • 按交换的信号带宽分:
      • 窄带交换:电路交换、报文交换、分组交换
      • 宽带交换: ATM交换、 IP交换、光交换
      • 宽带交换应和信道速率及业务种类无关
    • 按局内处理信号的方式分:
      • 电路交换
      • 报文交换
      • 分组交换
      • ATM交换、帧中继和IP交换采用的都是基于分组交换的方式
    • 按采用的时分复用方式的不同,信息传送模式或电子交换方式大体上可分为两类:
      • 同步传送模式
      • 异步传送模式

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2.2.1 电路交换

  • 电路交换原理
    • 电路交换的发展
      • 电路交换(CS:Circuit Switching)技术是最早出现的一种交换方式,起源于电话交换系统,现已有一百多年的历史,目前主要应用于电话网中,也可用于数据通信
    • 电话通信的特点
      • 交互式实时通信,对时延和时延抖动敏感,对误码差错不敏感
      • 通信过程中,交换机不需要对信息进行差错检验和纠正,但要求交换机处理时延小
    • 电路交换
      • 在两个用户之间建立一条临时的但专用的电路(路径)作为这两个用户之间的通信线路。即暂时连接、独占一条路径并保持到连接释放为止。电路交换是一种以电路连接为目的、实时的交换方式
  • 通信过程
    • 电路建立->消息传送->电路释放
    • 电路建立:在通信之前,在两个用户之间建立一条专用的物理通信路径,该通路一直维持到通话结束。故电路交换是一种面向连接的交换方式。
    • 消息传送:当通路建立后,两个用户就可进行实时的、透明的消息传送(即在交换节点处不存储和处理信息,连续传送)
    • 电路释放:当通话完毕,一方或双方要求拆除此连接,该通路即被释放。
  • 电路交换

    • 电路交换有两种方式:空分交换和时分交换
    • 空分交换
      • 入线在空间位置上选择出线并建立连接的交换。n条入线通过nxm接点矩阵选择到條出线或某一指定出线,接点同一时间只能为一次呼叫利用
    • 时分交换
      • 基于同步时分复用技术,通过时隙交换网络完成信息的时隙交换,做到入线和出线间信息的交换。
    • 电话网中的数字交换机采用时分交换或时分交换与空分交换结合的方式。
    • 特点:
      • 电路交换采用同步时分复用和同步时分交换技术。
    • 主要优点
      • 信息传输时延小,为实时通信
      • 对数据信息的格式和编码类型没有限制,只要通信双方类型一致即可
      • 交换机对用户信息不进行存储和处理,信息在电路中”透明”传输,用户信息中不必附加控制信息,故交换机处理开销小,传输效率较高。
      • 硬件实现较容易。电路交换完成的功能相当于0SI模型的第一层功能,即只完成电路连接,在物理层交换,对信息不处理,不需要使用网络协议,从而降低了软件的复杂性。
    • 主要缺点
      • 信道利用率低。计费是根据通话时间进行的,收费高,因此对连续占用信道比较经济,而不适合于突发性的数据业务的传送。
      • 电路的接续时间较长。建立及拆除电路连接时要占用一定的时间。
      • 存在呼损。
      • 不同类型的用户终端之间不能相互通信。常见的速率为64Kb/s,故传送效率低不能满足高速率的要求。
      • 通信双方必须同时处于激活可用状态,方可完成通信。
    • 应用
      • 适合于通信量大,用户确定、连续占用信道的情况,如话音传送、中低速文件传送、传真业务等。
        • 固定电话网中的交换机
        • GSM网中的移动交换中心
        • 窄带综合业务数字网(N-ISDN)
        • 智能网(IN) 中的业务交换点(SSP: Service Swi tching Point)
      • 不适合于具有突发性、断续占用信道、对差错敏感的数据业务。

        2.2.2 分组交换

  • 电路交换的缺点

    • 信道利用率低
    • 接续时间长
    • 有呼损
    • 不同类型用户终端之间不能通信等
  • 数据通信的特点
    • 具有突发性,信息断续占用信道
    • 不要求实时通信
    • 要求误码率低
  • 数据包括
    • 文字
    • 图像等信息
  • 以传输数据为主的网络称为数据网,包括
    • 分组交换网
    • 帧中继网
    • 数字数据网(DDN) 以太网
    • ATM网
  • 数据交换

    • 普遍采用基于存储-转发方式的各种交换技术,从报文交换、分组交换到快速分组交换等
  • 存储一转发方式

    • 指当某一交换节点收到某一信息,并要求转换到另一交换节点去,但输出线路或其他设施都已被占用,就先把该信息在此交换节点处存储起来排队等待,等输出线路空闲时再转发至下一个节点。在下一节点再存储-转发,直至到达目的地。
    • 优点:线路利用率高
    • 缺点:时延大,适合于突发性的数据传送
  • 报文交换
    • (1) 报文交换的基本原理
      • 技术的提出:
        • 报文交换(Message Switching) 是根据电报的特点提出来的
      • 电报传送的特点:
        • 基本上只要求单向连接
        • 一般允许有一定的延迟
        • 如果传输中有差错,则必须纠正
      • 报文交换
        • 采用统计时分复用和存储一转发方式,交换的逻辑单位是报文。
        • 报文由三部分组成:报头(或标题)、正文和报尾。
        • 报文:指用户拟发送的完整数据。在报文交换中,报文始终以一个整体的结构形式在交换节点处存储,然后根据目的地转发。
        • 报头:包含发送源地址、目的地地址及其他辅助信息。
        • 正文:要传送的报文数据。
        • 报尾:包括报文的结束标志和误码检测
      • 报文交换的过程如下:
        • 将信息分成报文,报文的长短由消息本身确定,不受其他限制。如计算机文件、电报、电子邮件等。
        • 报文的存储一转发:包括路由选择、报头和报尾的识别。
          • 节点处存储
          • 确定路由,排队
          • 转发
        • 进行差错控制和完成网络拥塞处理、报文的优先处理等功能。报文交换节点可以是一个专用计算机,它有足够的内存,或是报文交换机。
    • (2)报文交换的特点
      • 主要优点:
        • 线路利用率高。不同用户的报文可以在同一条线路上进行分时多路复用。
        • 无需事先呼通对方就可通信,没有呼损。
        • 节点处可进行速率和码型的转换,实现不同类型终端间的通信。
        • 不需要收、发两端同时处于激活状态。
        • 可实现一点多址传输。同- -报文可由交换机转发到多个收信站,即实现所谓的同报文通信。
        • 可建立报文优先级别。在报文交换中,以其重要性确定优先级别。
      • 主要缺点:
        • 非实时性。时延大且变化也大,不利于实时通信,也不利于较高速率的数据通信。
        • 设备要求高。要求交换机有高速处理能力和大存储容量,故设备费用高。
      • 应用:
        • 报文交换适合于电报类数据信息的传输,用于公众电报和电子信箱等业务。
  • 分组交换
    • 分组交换综合了电路交换和报文交换的优点,通过信息的存储转发,保持了一定的信道利用率和较小时延。最大程度地共享通信资源,实现快速通信。
    • (1) 分组交换(PS: Packet Switching) 原理:
      • 分组将一份较长的报文信息分成若干个较短的、按一定格式组成的等长度的数据段,再加上包含有目的地地址、分组编号、控制比特等的分组头,形成一个统一格式的交换单位,称为“报文分组”,,简称“分组”(Packet)
      • 电路交换中的同步时分复用在物理层上的复用,分组交换中的统计时分复用是在网络层.上的复用。
      • 分组交换:就是用分组装拆设备(PAD) 将用户数据分成等长数据块(称分组或包),按照统计时分复用(动态分配)的方法,按需分配信道,采用数据报或虚电路方式,进行数据传输。

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  1. - 分组交换的过程:
  2. - 分包:即数据进行分组的过程。
  3. - 分组的存储一转发: 即传送过程。
  4. - 中间节点存储,排队等待,转发到下一站
  5. - 同一报文的不同分组的传送彼此独立,可经过同一路由(虚电路方式),按顺序到达目的地:也可经过不同的路由、不同的次序传送到目的地(数据报方式)
  6. - 重发:即检错、纠错过程。根据差错检测及重发策略,若某节点发现接收的分组有错,可要求上一节点量发该分组。
  7. - 打包:即数据重组的过程。接收节点(最终目的节点)将收到的一个个分组按其原来的分组顺序重新排队组合,恢复成原来的完整的报文信息形式,送给用户终端。
  8. - PAD ( Packet Assembler /Disassembler, 分组装/拆设备) :完成数据包与原始数据间的转换(分包、打包功能)数据终端分为:
  9. - 分组型终端:以分组的形式发送和接收信息
  10. - 非分组型终端:发送和接收报文,由PAD完成报文和分组之间的转换。
  • (2)分组交换的特点
    • 分组交换的特点与报文交换基本相同,主要区别在于分组的传输时间较短,从而能满足大多数用户快速交互的数据传输要求。
    • 分组交换的主要优点:
      • 具有不同速率、不同格式、不同码型、不同的同步方式和不同的通信控制规程的不同类型数据终端之间可以进行通信。
      • 信道利用率高。
      • 信息的传输时延小,且变化范围不大,能够较好地满足交互式实时通信的要求。
      • 可靠性高。
        • 每个分组在网中传输时,可以分段独立实施差错控制和流量控制,使之传输中的比特误码率大大降低;
        • 网中传输信息的路由可变动,能自动避开故障通路,所以不会因局部故障而中断通信。
      • 按数据流量多少计费,比较合理。
    • 分组交换的主要缺点:
      • 为了保证分组能够正确传输,需加地址和控制信息一分组头, 故增大了开销,从而降低了传输效率。
      • 分组交换技术复杂,且要求交换机有较高的处理能力。交换节点处理较复杂,转发速率最低,很难满足宽带高速通信的要求。-般分组通过网的时间,可以做到小于0.2s。
        • 传统的分组交换采用X.25协议,完成OSI模型的低三层,即物理层、数据链路层和网络(分组)层功能。
        • X.25数据链路层采用完全的差错控制(包括帧定位、差错检验和纠正) ;交换在第三层实现。
    • 分组交换是数据通信与计算机相结合的产物,分组交换网节点就是一部专用计算机。
    • 传统的分组交换:
      • 是在早期的低速、高出错率的电缆传输线基础上发展起来的,传输质量差。
      • 交换节点要运行复杂的协议,进行节点之间逐段的差错控制和流量控制,从而使得时延加大。
      • 这种传统的分组交换主要用于数据通信,很难用于实时多媒体通信。
        • 虚电路和数据报
  • 实连接:
    • 在电路交换中,双方在通信过程中一直占用一条专用的物理链路,这种连接称为实连接。
  • 虛连接:
    • 在分组交换中,采用统计时分复用方式,双方在通信过程中断续地占用一段又一段链路,即通过非专用的许多链接的逻辑子信道,感觉上好象是一直占用了一条端到端的物理链路,这种连接称为虚连接。
    • 分组交换的两种模式
      • 虚电路:是面向连接的分组网络
      • 数据报:是无连接的分组网络

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  • 虚电路
    • 经呼叫后,需在两个数据终端之间为整个消息的传送建立一条逻辑连接电路,称之为虚电路VC(Virtual Circuit),每个分组中包含这个逻辑电路的标识符。
  • 逻辑(子)信道
    • 将传输信道划分成-一个个的子信道,这些子信道称为逻辑(子)信道。每个逻辑信道可用相应的号码表示,称为逻辑信道号。
  • 虚电路与逻辑信道的关系:
    • 虚电路是由多个不同链路的逻辑信道连接起来的,是连接两个DTE的通路。一条虚电路至少要使用两条逻辑信道,即主叫和被叫用户侧各一条。
    • 逻辑信道是DTE与DCE之间的一一个局部实体,它始终存在,可以分配给一条或多条虚电路,或者空闲。
    • 永久虚电路是两个DTE之间永久地独占一条虚电路,适用于业务繁忙的两个用户。

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  • 虚电路的特点:
    • 虚呼叫的建立过程
      • 通信开始时,在数据传输之.前,经呼叫后,源与目的地之间需建立-一条逻辑连接即虚电路。
      • 整个消息的所有分组都将沿着这条虛电路传输。网络的有关节点都登记了这个通信所使用的路由表(物理链路和逻辑链路),即路由选择是在虚电路建立时进行的,一 旦建立,不再改变。
      • 在相关的每个节点_上,无需进行路由选择,故同一报文的分组将以原来的顺序到达目的地。一旦交换结束,立即拆除此连接。
    • 每个分组不需携带完整的目的地地址,仅需有一个虛电路号码的标志,故分组额外开销小。每个节点需要一定的存储空间存放路由表。分组按照这个路由表采用存储一转发方式传送。
    • 在一条实际的链路上可以存在多条虚电路(分时复用)。
    • 在虚电路上,网络可以进行端到端的差错控制和端到端的流量控制,保证按顺序交付,以及无差错、无丢失、不重复的数据传送。
    • 若某个节点出现故障,则通过该节点的虛电路均会失效。
    • 应用:该模式适用于多分组的消息传送。
  • 数据报:
    • 自带寻址信息的独立处理的分组称为数据报(Datagram)这里独立处理是指同一消息的各个分组走不同的路径。
  • 数据报的特点:
    • 无呼叫建立过程。不需要为整个报文的传送建立一个逻辑连接。每个分组被单独处理。
    • 每个分组独立地选择路由,传输效率高,时延小,保密性好。
      • 每个分组必须携带完整的地址信息(源、目的地)
      • 每个节点有路由表。
      • 每个分组独立发送。
    • 在目的地,根据分组的序号重新排序,组成原来的报文。数据报不保证顺序交付,不保证无差错、不丢失和不重复。在此模式中,由主机承担端到端的差错控制及端到端的流量控制,即放在运输层协议中完成。
    • 可靠性高。若某个分组传送错误,重发该分组即可。若某个节点发生故障,后续分组可另选路由。
    • 应用:
      • 适用于交换—些短时的、独立的消息或需保密或具有某些灵活性的报文。如应用于军事通信、广播通信,具有迅速、经济等特点。
      • IP网就是采用数据报方式

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  • 三种交换方式的比较

    • 在数据传送过程中,时延主要包括三部分:
      • 传输时延
      • 发送时延
      • 处理时延
    • 传输时延:信号经过链路传输所需要的时间,比较短暂,常常可以忽略。
    • 发送时延:交换节点发送一组数据所需的时间,与数据分组的长度和传输速率有关。
    • 处理时延:在节点中等待和进行必要的处理所需的时间。
    • 电路交换时延:
      • 呼叫建立时延
      • 发送时延
      • 传输时延
    • 报文交换时延:
      • 主要是在节点处,接收全部报文后再发送的时延,整个时延比电路交换长。
    • 分组交换时延
      • 数据报方式时延:类似于报文交换,但其分组短于报文,故时延比报文短;
      • 虚电路方式时延:类似于电路交换,但在每个节点上有时延,负载大则时延大。

        2.2.3 快速分组交换

        帧中继(FR: Frame Relay)
        ATM交换
        IP交换
        多协议标记交换技术(MPLS)
  • 帧中继

    • 帧中继(FR: Frame Relay) :
      • 采用光纤传输,简化了X.25协议,取消了网内逐段的差错控制和流量控制,将其移到端系统中进行,采用端对端的检错、重发控制机制,缩短了交换节点处的处理时间。
      • 转发速率高于X.25网。
      • 高速分组交换技术是在传统分组交换技术和光纤传输的基础_上发展起来的。
      • 帧中继完成OSI模型的低二层,即物理层和数据链路层功能。
      • 在数据链路层只完成帧定位和差错检验,交换在第二层实现。
      • 由于在数据链路层的数据单元-般称为帧,故称之为帧中继或帧交换。
    • 帧中继的特点:
      • 灵活性高,传输效率高;
      • 动态分配带宽,速率在64Kb/ s~45Mb/ ‘s范围内,吞吐量高;
      • 时延低,简化的分组交换,取消了链路级上的流量控制和差错控制。
    • 应用:
      • 帧中继适用于突发性和可变长度帧信息的传送,特别适合于计算机网络互连。
  • ATM交换
    • 异步传送模式(ATM: Asynchronous Transfer Mode)、一种改进的快速分组(FPS: Fast PS)交换方式、一种与通信业务无关的高速宽带交换技术,支持语音、数据、视频等不同业务。
    • 特点:
      • 信元(ATM的分组单元)长度固定(53字节)。
      • 帧长可变,信息插入位置是随机的,无周期性。
      • 传输速率可变,根据时隙中的标记来识别信号、进行交换,不需要同步信号进行时隙定位。
      • 继承了电路交换中速率固定的独立性;
      • 具有分组交换对任意速率的适应性。
    • 功能:
      • 采用光纤传输线,传输质量高,不需要逐段的差错控制和流量控制。交换节点信息处理复杂度最低,转发率最高。
      • ATM交换完成OSI模型的低二层功能,网内交换节点对信息不做任何差错控制,交换在第二层完成。
    • ATM的优点:
      • 灵活性高,适应性强,支持多媒体业务;
      • 话音、非话音业务采用统- -格式的交换技术;
      • 简化的分组交换,时延小,实时性好,分组长度固定,取消了链路级上的流量控制和差错控制;
      • 是面向连接的,采用虚电路技术和自选路由的交换网络
  • IP交换
    • 传统IP存在的缺陷:
      • 传统的IP网络采用的是纯路由器方式,即在广域网环境中通过路由器进行IP包的拆装和转发,使得中间转接次数多、时延大,并且带宽不够大。
    • ATM技术的优点:
      • ATM具有快速交换的能力。IP的灵活性和ATM的快速交换能力使得IP技术与ATM技术的融合成为了可能。
    • IP与ATM的融合有两种方式:
      • 重叠模型
      • 集成模型
    • 重叠模型技术主要有:
      • IETF (The Internet Engi neering Task Force:互联网工程任务组)推荐的CIPOA (Classic IP Over ATM)
      • ATM Forum推荐的LAN仿真(LANE: LAN Emulation, ) 和多协议MPOA (Multi-Protocol Over ATM)等
    • 重叠模型采用ATM Forum/ITU-T的信令标准,与标准的ATM网络及业务兼容。该技术的缺陷是:
      • 对组播业务的支持仅限于逻辑子网内部,子网间的组播还需通过传统的路由器,所以对广播和多发业务效率较低。
    • 集成模型技术主要有:
      • Ipsilon公司提出的IP交换(IP Switching) 技术
      • Cisco公司提出的标记交换(Tag Switching) 技术
      • IETF推荐的MPLS技术。
    • IP交换的概念
      • 1996年,Ipsilon公司 提出了IP交换的概念。它将一个IP路由器捆绑在一个ATM交换机上,去除了交换机中所有的“ATM论坛”信令和路由协议,ATM交换机由与其相连的IP路由器控制。
      • IP交换机执行通常的IP路由协议,并进行传统的逐级跳方式的IP分组转发。
      • IP咬换的基本概念是流的概念,它同时支持传统的逐级跳分组转发方式和基于流的ATM直接交换方式。一个流是从ATM交换机输入端口进来的一系列有先后关联的IP分组,它将由IP交换控制器的路由软件来处理。
  • 多协议标记交换技术
    • (MPLS : Multi-Protocol Label Swi tching)
    • IETF于1997年提出多协议标记交换MPLS技术。MPLS是从Cisco的标记交换演变而来的。
    • 目的:
      • 针对目前网络面临的速度、可伸缩性、QoS管理、流量工程等问题,目的是设计一个通用的解决方案、一个集成模式的国际标准,以提供-一个更具扩充性、效率更高的交换式路由技术,从而解决大型骨干IP网络中的不同厂商设备间的多种交换式路由技术的互不相容问题。
      • MPLS属于多层交换技术,可以在IP网内通过ATM和帧中继实现快速交换。它给数据包(IP报文)加.上标签,根据标签来转发数据。
      • MPLS从概念上讲可以支持多种协议。

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2.2.4 光交换

  • 光交换技术:
    • 20世纪80年代发展起来的—种新的宽带交换技术。
    • 以光的形式直接实现各用户之间的信息交换,信息通过光交换单元时,不需要经过光电、电光转换。
    • 实现光交换的主要设备是光交换机,应用光波技术进行交换,光交换网络有空分交换、时分交换和波分交换。
  • 优点:

    • 提高通信质量和可靠性;
    • 减少设备和降低网络成本;
    • 具有宽带特性,不受电磁干扰;
    • 提高了交换单元的吞吐量,交换速度和交换容量大。

      2.2.5 软交换

  • 下一代网络(NGN: Next Generat ion Network )

    • 泛指一个不同于目前一代的,大量采用创新技术,以IP为中心,一种综合、开放的网络构架,可以提供语音、数据和多媒体等多种业务,集通信、信息、电子商务、娱乐于一体,满足自由通信的分组融合网络。
    • NGN网络结构的特点是分层的、构件化的。
    • NGN网络分为四个层面:
      • 业务层
      • 控制层
      • 核心层(承载层)
      • 接入层(边缘层)
  • NGN中包含的基本构件:
    • 分组承载网(核心层(承载层) )
    • 软交换(控制层)
    • 接入设备(接入层(边缘层) )
    • 中继网关、信令网关,
    • 媒体资源服务器、业务服务器等(业务层)
    • 所有的构件之间不需要直接的物理连接,都通过分组接口连到分组承载网上,通过分组网实现信令和业务的互通。
    • 中继网关、信令网关是用来在NGN网络发展的过渡时期,实现NGN和PSTN互通的设备。
    • 在一个纯粹的NGN网络中,中继网关和信令网关可以说是没有必要存在的。
  • 软交换(SoftSwitch) :
    • 也称媒体网关控制器
    • NGN的核心技术,一种不同于以往的交换技术,位于NGN的控制层面。
    • 软交换是一个开放的功能实体,采用标准的开放协议与外部实体进行通信。
  • 软交换的关键特点:
    • 开放式体系结构
    • 分布式通信和管理
    • 良好的结构扩展性
  • 软交换与现有网络的关系:
    • 功能与传统的交换呼叫控制和基本业务提供相似;
    • 是智能网(IN) 的继承和发展,在交换和业务分离上与IN类似。
  • 软交换与现有网络的呼叫控制的区别:
    • 现有网络的呼叫控制与呼叫连接合在一起,使升级和功能扩展成本高、周期长。
    • 软交换技术实现了呼叫控制与呼叫连接的分离。其体系结构可以有效屏蔽底层网络的复杂性,有利于在软交换的平台之上进行新业务的开发。
  • 软交换的主要功能:

    • 呼叫控制功能
    • 业务提供功能
    • 业务交换功能,
    • 协议转换功能,

      2.3 接入网技术

      2.3.1 传统的用户环路

  • 接入网是由传统的用户环路(用户线路)发展而来的。

  • 用户线是指用户终端到端局交换机之间的线路。
  • 用户线路分为三段:
    • 馈线段
    • 配线段
    • 用户引入线段
  • 用户线路的各个线缆段由不同规格的铜线电缆组成。

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  • 馈线段:
    • 用户线路的主干线路,完成由端局交换机配线架到交接箱之间的连接;
    • 馈线电缆(主干电缆)一般为3~5km (很少超过10km)。
  • 配线段:
    • 从交接箱至分线盒之间为配线段,完成配线区的分布;
    • 配线电缆- -般为数百米。
  • 用户引入线:

    • 由分线盒通过- - 对芯径为0.3~0. 5mm的双绞线连接到用户终端的线路段;
    • 一般为数十米左右
  • 业务的发展:

    • 单一的话音业务- >集话音、数据、图像和视频在内的多媒体综合数字业务。
  • 网络现状:

    • 传输网已经基本实现了数字化和光纤化。
    • 交换网也基本实现了数字化和程控化。
    • “最后一公里”的用户线路段,以直连的铜缆结构为主,形成了整个网络的瓶颈,因此限制了高速宽带信息的传递。
  • 接入网的形成:

    • 新的接入技术的引入
      • 各种复用设备
      • 数字交叉连接设备
      • 用户环路传输设备
      • 无源光网络
    • 结构的变化
      • 点对点的简单的线路结构- >具有交叉连接、复用、传输和管理等网络结构形成了接入网,在宽带化、数字化等方面有了很大的改进。

        2.3.2 接入网的接入技术

  • 接入网的定义

    • 1995年11月,ITU-T SG13 (第13研究组)正式提出用户接入网(简称接入网AN,Access Network)概念。
    • 接入网是指本地交换机与用户终端设备之间的实施网络(包括实施设备和线路),也称为用户网(UN:UserNetwork)。一位 置
    • 接入网(AN)是由业务节点接口(SNI: Service Node Interface)和相关用户网络接口(UNI: User Network Interface)之间的一系列传送实体组成的,为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经由Q3接口进行配置和管理。一组成
    • 主要功能: 是交叉连接、复用和传输功能,一般不包括交换功能,而且应独立于交换机。传送对用户信令是透明的,不作处理。

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  • 用户驻地网(CPN)
    • 从用户终端到用户网络接口(UNI)之间所包含的机线设备,是属于用户自己的网络。
    • CPN可以大至公司、企业或大学校园,由局域网络的所有设备组成;也可小至普通居民住宅,仅由一部话机和一对双绞线组成。.
  • 核心网
    • 包含了交换网和传输网的功能,即包含了长途网和中继网的功能。
  • 接入网
    • 包含了核心网和用户驻地网之间的所有实施设备与线路。
    • 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。
    • 接入网的投资比重占整个电信网的50%左右。
      • 接入网的定界
  • 接入网所覆盖的范围可由3个接口定界
    • 网络侧经业务节点接口(SNI) 与业务节点(SN)相连;
    • 用户侧经用户网络接口(UNI)与用户相连;
    • 管理侧经Q3接口与电信管理网(TMN)相连,通常需经协调设备(MD)再与TMN相连。

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  • 业务节点(SN) :
    • 属于核心网部分,是提供业务的实体,是一种可接入各种交换型和/或永久连接型电信业务的网络单元
    • AN允许与多个业务节点(SN)相连
      • 可以接入多个分别支持不同特定业务的SN
      • 可以接入支持相同业务的多个SN
      • SNI可通过协调指配功能来实现AN和SN的联系,以及对SN分配接入的承载能力
        • 接入网的物理参考模型

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  • 接入技术分类:
    • 有线接入和无线接入
    • 固定接入和多址接入
    • 宽带接入和窄带接入等等
  • 接入技术的应用:
    • 针对不同的传输媒质,不同的接入技术可以满足不同的需求,为用户提供多种业务的接入。如在原有的铜线上,通过采用几种数字信号处理技术,可以传送音频、数据等多种业务,

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  • 宽带接入技术:
    • 宽带接入网:同时承载话音、图像、数据及视频等宽带业务的接入网络,数据传输速率-一般在几Mb/s或几十Mb/s以上,可以在一条传输信道上同时支持多种电信业务和多媒体数据传输业务。常见的宽带接入网技术主要有:
    • 铜线接入: XDSL,Home-PNA
    • 混合光纤/同轴接入: HFC
    • 光纤接入: PON (无源光网络)、AON (有源光网络)、APON (基于ATM传输技术的无源光网络)
    • 以太网接入: FTTX+LAN
    • 无线接入: LMDS、WLAN
    • 目前,在固定网络_上主要应用的宽带接入技术有ADSL、HFC、以太网三种技术

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