多媒体通信用户接入网技术.ppt

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1、第第7章章 多媒体通信用户接入技术多媒体通信用户接入技术7.1 接入网基础接入网基础 7.2 ISDN用户接入环路用户接入环路 7.3 xDSL技术技术 7.4 光纤同轴混合接入技术光纤同轴混合接入技术 7.5 HomePNA接入技术接入技术 7.6 光纤接入技术光纤接入技术 7.7 固定终端无线接入固定终端无线接入 7.8 移动终端无线接入移动终端无线接入 7.1 接入网基础接入网基础 接入网的重要特征可以归纳为以下几点：(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，除了一些用户信令的格式转换外，信令和业务处理的功能依然在业务节点中；(3)接入

2、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。1.接入网的定义及其功能结构接入网的定义及其功能结构图7.1-1 接入网功能结构 接入网可支持以下五大功能：(1)传送功能：提供由多接入段（如馈送段、分配段、引入段等）组成的公共传送通道，并完成不同传输媒体间的适配。(2)核心功能：完成用户网络接口承载体或业务节点接口承载体至公共承载体的适配。(3)用户端口功能：完成用户网络接口的特定要求及核心功能和系统管理功能的适配。(4)业务端口功能：完成

3、业务节点接口的特定要求至公共承载体的适配，供核心功能处理，同时提取相关信息供系统管理功能处理。(5)系统管理功能：通过Q3接口或中介设备与电信管理网接口，协调接入网各种功能的提供、运行和维护，包括配置和控制、故障检测和指示、性能数据采集等。同时还负责通过业务节点接口协议协调业务节点的操作功能，通过用户网络接口协议协调用户终端的操作功能。图7.1-2 接入网物理参考模型 2.接入网分类接入网分类表7.1-1 接入网分类 7.2 ISDN用户接入环路用户接入环路7.2.1 ISDN业务分类业务分类 ISDN电信业务可以分为提供基本传输功能的承载业务和包含终端功能的用户终端业务。除了这两种基本业务外

4、，还规定了变更或补充基本业务的补充业务。承载业务提供在用户之间实时传递信息的手段，而不改变信息本身所包含的内容，这类业务对应于开放系统互连(OSI)参考模型的低层功能。用户终端业务把传输功能和信息处理功能结合起来，不仅能够提供OSI的低层功能，也能够提供高层功能。补充业务则是ISDN网络在承载业务和用户终端业务的基础上提供的其它附加业务。7.2.2 ISDN用户用户网络接口网络接口 1.ISDN用户用户网络接口功能网络接口功能 (1)利用同一接口提供多种业务的能力：根据用户需求，在呼叫的基础上，选择信息的比特速率、交换方式或编码方式等；(2)多终端配置功能：多个终端可以连接在同一个接口上，允许

5、同时使用这些不同的终端；(3)终端的移动性：利用标准插座，使终端能够在通信过程中移动和重新恢复通信的连接；(4)在主叫用户和被叫用户终端之间进行兼容性检查：为了检验主叫与被叫终端能够相互通信。2.ISDN用户用户网络接口配置网络接口配置图7.2-1 用户网络接口和业务接入点配置7.2.3 ISDN的通道及用户接入方式的通道及用户接入方式 1.ISDN通道通道 (1)B通路：传输速率为64 kb/s，供传递用户信息用；(2)D通路：传输速率为16 kb/s或64 kb/s，供传输信令和分组数据使用；(3)H0通路：传输速率为384 kb/s，供传递用户信息用（如立体声节目、图像和数据等）；(4)

6、H11通路：传输速率为1536 kb/s，供传递用户信息用（如高速数据传输、会议电视等）；(5)H12通路：传输速率为1920 kb/s，供传递用户信息用（如高速数据、图像和会议电视等）。在B通道上可以建立下述四种类型的连接：(1)电路交换。这是目前常用的交换式数字服务，用户通过呼叫和网络中的另一个用户建立电路交换连接。(2)分组交换。用户连接到分组交换节点和网络中的其他用户通过X.25交换数据。(3)帧中继模式。用户连接到帧中继交换节点和网络中的其他用户通过LAPF交换数据。(4)半永久连接方式。与网络中其他用户的连接事先建立，不需要呼叫控制协议，这种方式等同于点对点专用线路。2.ISDN用

7、户接入方式用户接入方式 从速率和用户配置上划分可以将ISDN用户接入方式分为：(1)基本速率接入。基本速率接口是把现有电话网的普通用户线作为ISDN用户线而规定的接口。它由两个B通路和一个D通路(2B+D)构成。B通路的速率为64kb/s，D通路的速率为16kb/s，所以，用户可以利用的最高信息传递速率是642+16=144kb/s。(2)一次群速率接入。一次群速率接入方式主要提供给有大容量通信要求的用户。一种典型的结构是nB+D。n的数值对应于2.048 Mb/s和1.544 Mb/s的基群，分别为30或23。7.2.4 ISDN协议协议 ISDN的通信协议分为两类：一类是同等功能层间的通信

8、规约，即终端和网络同一层之间的通信规则，这是为了完成该功能层的特定功能双方必须遵守的规定；另一类是不同功能层之间的通信规约，称为接口或服务，它规定了两层之间的接口关系以及利用下层功能提供给上层的服务。1.ISDN协议结构协议结构图7.2-2 ISDN用户网络接口协议结构 2.D通道链路接入规程通道链路接入规程LAPD协议协议 ISDN用户网络接口链路层协议称为D通路链路接入协议（LAPD,Link Access Procedure on the D channel）。通常把ISDN的链路层和网络层协议一起称为D通路协议，ITU称为1号数字用户信令(DSS1)。链路层即第二层的功能是通过D通路在

9、网络和终端之间可靠有效地传送第三层以上的信息。1)LAPD的功能概要 (1)在D通路上提供一个或多个数据连接；(2)以帧为单位传送控制信息及用户信息，能够进行帧的分界和定位；(3)能够进行顺序控制，即保持通过数据链路连接的各帧的发送和接收顺序；(4)能够检测出数据链路连接上的传输差错、格式差错和操作差错；(5)根据检测到的传输差错、格式差错和操作差错进行恢复；(6)能够将不可恢复的差错通知管理实体；(7)进行流量控制。2)LAPD的操作类型 (1)证实操作。证实操作是一种最常用的操作方式，通常用于点到点的信息传送。证实操作需要对每个命令进行确认。在ISDN协议中，证实操作用于传递第三层的呼叫控

10、制信息，同时进行差错校验和流量控制。证实操作的信息传送形式称为多帧操作。(2)无证实操作。无证实操作是指不经过确认的帧的传送过程。这种操作不能保证由一个用户发送的数据一定能够送到所需要的终端用户。无证实操作可以用于点到点的连接，也可以用于广播式的连接。3)LAPD的帧结构及地址和链路标识图7.2-3 LAPD帧结构示意图 C/R 表7.2-1 SAPI和TEI分配 4)帧的分类及构成 (1)信息帧。信息帧的功能是通过数据链路连接有序地传送包含信息字段的编号帧。(2)监视帧。监视帧包括RR（接收准备好）帧、RNR（接收未准备好）帧和REJ（拒绝）帧。(3)无编号帧。无编号帧没有顺序编号，共有六种

11、。其中，SABME在请求建立多帧操作时发送；DISC帧在要求结束多帧操作时发送；DM帧可向对端显示二层处于拆线状态，无法执行多帧操作；UA帧是对SABME和DISC等帧的响应帧；FRMR帧可向对端显示不正常的状态；UI帧是无证实操作方式下传递的信息帧，用于进行不加编号的信令传送。(4)控制信息交换帧。控制信息交换帧用于两端之间进行与协议有关的参数的商议。3.ISDN网络层协议网络层协议 对网络层作出规定的是I.450标准和I.451标准（或Q.930和Q.931标准）。标准规定了第三层的功能概要、呼叫控制过程应具有的各种状态、消息类型、消息构成及编码和基本电路交换的呼叫控制程序及分组交换的程序

12、。1)功能概要 (1)处理与数据链路层通信的原语；(2)产生和解释用于同层通信的第三层消息；(3)管理在呼叫控制程序中使用的定时器和逻辑实体（如呼叫参考）；(4)管理包括B通路和分组层逻辑通路在内的各种接入资源；(5)检查所提供的业务是否符合要求，包括承载能力、地址和高低层兼容性检查等。2)呼叫控制 第三层的基本呼叫控制程序是由多个状态的迁移来完成的。第三层的呼叫控制信息是以消息的形式进行传递的。以电路方式连接控制的消息为例，消息共分为四大类：第一类是呼叫建立消息，用于启动一个新的呼叫；第二类是呼叫信息阶段的消息，用于在通话期间传递各类消息；第三类是呼叫清除消息，用于呼叫的释放；第四类是其它消

13、息，用于询问呼叫状态和传送一些通知信息等。4.补充业务的通用协议补充业务的通用协议 Q.932标准对这些通用协议作了详细规范，规定了三种通用协议：键盘协议(Keypad Protocol)、特征键管理协议(Feature Key Management Protocol)和 功 能 协 议(Functional Protocol)。7.3 xDSL 技术技术 xDSL是DSL(数字用户线路，Digital Subscriber Line)的统称，是以电话铜线为传输介质的点对点传输技术。xDSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称的传输模式，解决了经常发生在网络服务供应商和

14、最终用户间的“最后一公里”的传输瓶颈问题。它的优点在于：可以使用现有的铜质电话双绞线，网络能够及时升级，比光纤和同轴电缆更便宜的价格以及可靠的数据传输。表7.3-1 几种常见数字用户线技术的性能 7.3.1 xDSL原理及其实现原理及其实现 1.xDSL原理原理 1)2B1Q线路码 2B1Q由二个二进制比特通过编码后转换为一个四进制模拟脉冲幅度，是一种无冗余度的4电平幅度调制码，实际上属于PAM调制方式中的一种。每个符号位表示2比特，共有四种符号位：+3，+1，-1，-3，分别表示：10、11、01、00，其中，第一位为符号位，第二位为幅度位。2B1Q是由AMI技术发展而来的基带调制技术，能够

15、利用AMI的一半频带达到与AMI一样的传输速率，由于降低了频带要求，提高了传输距离，因而主要应用于HDSL/SDSL技术中。图7.3-1 QAM系统原理框图 2)QAM（Quadrature Amplitude Modulation：正交幅度调制）图7.3-2 CAP系统原理框图 3)CAP（Carrierless Amplitude/Phase Modulation：无载波幅度/相位调制）图7.3-3 DMT调制器原理框图 4)DMT（Discrete Multi-Tone：离散多音频调制）2.xDSL的实现的实现图7.3-4 xDSL系统结构图 7.3.2 HDSL(High bit ra

16、te Digital Subscriber Line)图7.3-5 传统E1传输设备结构和两对线2.048 Mb/s的HDSL基本传输结构(a)传统E1传输设备结构;(b)2.048 Mb/s的HDSL基本传输结构 1)数字调制技术 通常采用的调制技术有2B1Q、CAP和DMT。2)回波抵消技术 回波抵消技术又称单频双工方式 它是用混合线圈进行2/4线转换，并用回波抵消器消除回波的，回波抵消器由自适应滤波器和加法器组成。3)高速自适应滤波技术 回波抵消技术中的回波抵消器采用高速自适应滤波器，根据从本端发送支路引入的部分发送信号，来消除接收信号中的本端发送信号产生的回波，也就是将回波从接收信号中

17、消除。HDSL通过回波抵消技术实现一对双绞铜线上全双工传输；用特定的编码与调制方式产生线路码来提高传输质量，延长传输距离；用DMT对并行传输降低每线对上的传信率，以增加传输距离：通过自适应滤波等信号处理技术来实现低噪声的信号传输。HDSL在线径为0.40.6mm的双绞线上，无中继传输距离可达35km，超过用户线平均长度。HDSL主要用于为企事业用户提供低成本的2Mb/s链路，包括会议电视线路、LAN互连、高速数据租用线，ISDN基群接入以及无线基站和移动交换机之间的连接等。7.3.3 ADSL ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line：不对称数字用户线

18、技术)是继HDSL之后进一步扩大双绞铜线对传输能力的新技术。它是DSL的一种非对称版本，可利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。ADSL数据传输采用不对称双向信道，由中心局到用户的下行信道所用的频带宽，数据传输速率高，而由用户到中心局的上行信道所用的频带窄，数据速率低。ADSL是在用户铜双绞线接入网上传输高速数据的种技术，它可使铜质双绞线接入网成为宽带接入网。与视频压缩技术结合，可使交互式多媒体业务进入家庭。ADSL可在一对双绞线上进行双向不对称数据传输，同时不影响传统话音业务的开展。表7.3-2 ADSL传输距离与传输速率图7.3

19、-6 ADSL框图 ADSL主要提供两种应用：高速数据通信和交互视频。数据通信功能可为因特网访问、公司远程计算或专用的网络应用。交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播(VOD)、电影、游戏等。7.3.4 其它其它xDSL 1.速率自适应非对称数字用户环路技术速率自适应非对称数字用户环路技术(RADSL)RADSL是ADSL速率自适应的一种，该技术灵活性很大。它允许业务提供者随着应用的需要调整DSL的带宽并确定线路的长度和质量。通过网络管理，业务提供者可以预先定义带宽或由RADSL自身进行调整。像HDSL和ADSL一样，RADSL将会减轻话音网络的某种阻塞，并能支持普通电话业务，允许网络提供

20、者使数据走数据网络的路由，使话音走电路交换的路由，而现在的模拟Modem和ISDN业务则将话音和数据同时通过电路交换网络。2.对称性数字用户环路技术对称性数字用户环路技术(SDSL)SDSL与一对线的HDSL2版本的技术类似，它可以提供对称性（双向）高速可靠速率通信，在一对线上它可以提供HDSL传输的2.048Mb/s数据速率，也可以提供160 kb/s2.048Mb/s之间的速率。其传输距离最远可达3.5 km，可以传输电视会议或者其它 业务。3.甚高速数字用户环路技术甚高速数字用户环路技术(VDSL)VDSL是一种在普通的短距离的电话铜线上最高能以52Mb/s速率传输数据的技术，它的速度大

21、大高于ADSL和Cable Modem（电缆调制解调器)，相当于T3的数据传输速率。它可以大大提高因特网的接入速度，提供本地不同区域网络之间的快速连接。简单地说，VDSL就是ADSL的快速版本。短距离内的最大下传速率可达55Mb/s，上传速率可达2.3Mb/s(将来可达19.2Mb/s，甚至更高)。VDSL将主要用于实时视频传输和高速数据访问。但是，这种非对称性技术的传输距离只能达到0.31.3km。它可以传输高清晰度电视HDTV。4.超高速数字用户环路技术超高速数字用户环路技术(MDSL)MDSL技术的传输速率可达155Mb/s，但是传输距离只有几十米，在有线用户接入中没有多少实用价值。7.

22、4 光纤同轴混合接入技术光纤同轴混合接入技术7.4.1 HFC技术技术 混合光纤/同轴电缆（HFC，Hybrid Fiber/Coax）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、高度分布式智能型的接入网络，是电信网和有线电视(CATV)网相结合的产物。HFC是一种应用副载波技术的宽带通信，即把各种不同的电视、数据信号先用不同的副载波进行调制，然后以光波作为主载波进行调制。1.HFC的网络结构及系统配置的网络结构及系统配置图7.4-1 一种HFC网的结构 2.HFC的原理及其主要技术的原理及其主要技术 模拟和数字电视、话音、数据等业务在局用数字终端（HDT）处复合，通

23、过下行模拟光发射机和星型光缆网传送到相应的光网络单元ONU。在ONU完成光电转换以后形成的射频信号，通过多条同轴电缆沿树型同轴网传输（分配）给251000个用户；从用户端来的话音、数据及其他上行信号在网络接口单元（NIU）处变换为相应的上行射频信号，以FDM方式与下行信号双工，经同轴网到达光节点，通过上行光发射机变为光信号传回中心局，在中心局由上行光接收机变换为相应的电信号。HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式，可综合接入多种业务信息(如话音、视频、数据等)。这种混合方式的特点是：成本较低；可提供综合宽带业务，除模拟有线电视以外，还可提供电话、数据、数字电视、交互电视、VOD等，节目内容

24、远比传统的CATV丰富；实现较容易，技术较成熟，包括FDM、VSB，以及H.261、MPEG-1、MPEG-2标准的图像压缩、光强调制等。3.HFC的频谱安排的频谱安排 图7.4-2 HFC频率分配 低频端的530MHz共25MHz安排为上行通道，即所谓的回传通道，主要用来传输电话信号。首先，HFC将整个网络划分为一个个的服务区，每一个服务区仅有几百户，这样几百户共享这25 MHz频带就不紧张了；其次，由于用户数少了，由之引入到回传通道的干扰也就大大地减少了，可用频带几乎接近100；另外，采用先进的调制技术也将进一步减小外部干扰的影响；最后，进一步减小服务区的用户数可以减小干扰和增加每一户在回

25、传通道中的所用带宽。近年来，上行通道的频段倾向于扩展为542MHz，共37MHz频 带。其 中，58MHz可 传 状 态 监 视 信 息，812MHz可传VOD信令，1540MHz用来传电话信号，频带仍为25MHz。50MHz至1000MHz频带均用于下行通道，其中：50550MHz频段用来传输现有的模拟CATV信号，每一通路的带宽为68MHz，因而总共可以传输各种不同制式的电视信号6080路。550750MHz频段允许用来传输附加的模拟CATV信号或数字CATV信号，但目前倾向用于双向交互型通信业务，特别是电视点播（VOD）业务。通常这200MHz频段传输混合型业务信号。随着数字编码技术的成

26、熟和芯片成本的大幅度下降，这550750MHz频带可以向下扩展到450MHz乃至最终取代50550MHz模拟频段。高端的7501000MHz段已明确仅用于各种双向通信业务，其中，两个50MHz频带可用于个人通信业务，其它未分配的频段可以有各种应用以及应付未来可能出现的其它新业务。由于HFC网的回传通道可用频带只有2537MHz，因此，HFC网必须具有灵活的、易管理的频率规划，载频必须完全由前端控制并由网络运营者分配。对于回传通道，由于没有通道分配标准，采用按需分配带宽的方法最适合于动态分配带宽，避免受噪声和其它业务的影响。7.4.2 交换式数字视频交换式数字视频(SDV)图7.4-3 SDV接

27、入系统结构 SDV系统所涉及的关键技术主要有：宽带无源光网络、媒介接入控制协议、机顶盒、视频编解码器、电缆调制解调器、网络管理系统等等。SDV主要优点：数字视频和模拟视频可以兼容，具有很大的灵活性；较好地解决了FTTC供电难的问题；能较可靠地传送电信业务；可以充分利用现有的有线电视网资源。当然，SDV也存在一些问题：成本高，只有当使用SDV业务的用户数超过一定比例时，其经济性才能体现出来。7.4.3 SDV与与HFC的比较的比较 技术指标SDVHFC基本技术数字基带模拟带通曲型节点用户数1 648500光纤化程度靠近用户离用户稍远网络拓扑星形、总线树形分支复用方法时分复用频分复用接入控制网络终

28、端上行带宽高低安全性好(专用星形链路)中(共享总线)光元器件要求低线性高线性维护运行容易复杂经济性高速率高交互式业务使用时经济低速率低交互式业务使用时经济网管两套基础设施需两套独立网管只需一套网管上行干扰轻严重(噪声漏斗效应)上行信道的带宽分配无竞争竞争表7.4-1 SDV与HFC比较 7.5 HomePNA接入技术接入技术 HomePNA（Home Phone Line Network Alliance）是家庭电话线网络联盟的简称，该联盟是一个非盈利性组织，致力于协调采用统一标准，统一电话线网络的工业标准。HomePNA技术也属于一种铜线接入技术。如果xDSL和电缆调制解调器技术是解决“最后

29、一公里”的接入问题，那么HomePNA就是解决“最后100米”的网络接入问题。1.HomePNA的技术原理的技术原理图7.5-1 话音、xDSL、HomePNA的频段占用示意图 2.HomePNA特点特点 (1)速度快：采用HomePNA的方案接入速率可达1 Mb/s（1.0版)/10 Mb/s（2.0版），3.0版的速率更高，这种速率能够满足绝大多数多媒体业务的应用要求。(2)使用方便：采用频分复用技术，打电话和上网同时进行，不会互相干扰。用户不需要拨号上网，开机即在线，即使完全不懂网络知识的人也可轻松上网，用户使用非常方便。(3)共享上网：当有多台机时，可用多个HomePNA控制卡来实现资

30、源共享和Internet共享。(4)施工简单：HomePNA使用现有的电话线进行接入，因而无需重新布线，只要在电话线路两端添加简单的HomePNA设备，不破坏原有装修、不影响电话的正常使用。3.HomePNA技术的缺陷技术的缺陷 (1)传输距离短：目前HomePNA的最大传输距离是500 m，从距离上来说，这是不能满足需要的。(2)对线路要求高：HomePNA对传输线路的要求很高，在配线架上复接时，轻微的接触不良都可能造成用户无法连接，再由于目前家庭的电话线网络环境复杂，并联或串接传真等设备造成的阻抗不匹配、信号回波等都将对用户的接入造成很大影响。(3)容易受到干扰：由于网络环境是用户家中，用

31、户所使用的家用电器将对信号的传输造成一定的影响。此外，还要求设备使用较低的功耗传输信号。4.HomePNA的应用的应用 HomePNA可以在公寓住宅、办公楼或宾馆中使用，可以利用现有的电话线路为每个客户提供不间断的高速数据传输业务。HomePNA可以与多种宽带接入技术（如ADSL、光纤接入、DDN、微波、ATM等）结合起来，为用户提供经济、高速的宽带接入。另外，除实现基本的高速上网功能外，还可同时组建单独的社区网络。社区网络内可以实现VOD、网上教学、网络游戏等多种增值服务。7.6 光纤接入技术光纤接入技术 光纤接入可以分为有源光纤接入和无源光纤接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。复用技

32、术用得最多的有时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)等。根据光纤深入用户的程度，可分为光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到楼层（FTTF）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到家庭（FTTH）等。7.6.1 光纤接入网概述光纤接入网概述图7.6-1 光纤接入网示意图7.6.2 光纤接入网的分类光纤接入网的分类 1.有源光网络有源光网络 1)基于SDH的有源光网络 SDH称之为同步光网络（Synchronous Optical Network，SONET）。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的

33、净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、卫星等上进行传送。在接入网中应用SDH（同步光网络）的主要优势在于：SDH可以提供理想的网络性能和业务可靠性。适用于接入网的SDH设备必须是高度紧凑，低功耗和低成本的新型系统。2)基于PDH的有源光网络 准同步数字系列（PDH）以其廉价的特性和灵活的组网功能，曾大量应用于接入网中。尤其近年来推出的SPDH设备将SDH概念引入PDH系统，进一步提高了系统的可靠性和灵活性，这种改良的PDH系统在相当长一段时间内，仍会广泛应用。2.无源光网络无源光网络 无源光网络（PON）在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN)，没有任何

34、有源电子设备，它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的PON。APON采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。APON能否大量应用的一个重要因素是价格问题。基于IP的PON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。无源光网络的优势具体体现在以下几方面：(1)无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。(2)无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。(3)安装方便，它有室内型和室外型。(4)无源光网络适用于点对多

35、点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。(5)无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。(6)从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级。7.6.3 光纤接入网的应用形式光纤接入网的应用形式 光纤接入网以主干系统和配线系统的交界点光网络单元(ONU)的位置可划分为：光纤到路边(FTTC)、光纤到小区(FTTZ)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到家庭(FTTH)等几类，从运营角度看，目前常提到的是FTTC、FTTB和FTTH三类。7.6.4 光接入网的优点与劣势光接入网的优点与劣势 与其它接入技术相比，光纤接入网具有如下

36、优点：(1)光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。(2)光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。(3)光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。(4)光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。与其它接入技术相比，光纤接入网具有如下劣势：其最大的问题是成本还比较高，尤其是光节点离用户越近，每个用户分摊的接入设备成本就越高，普通用户难以承受。尽管FTTB、FTTC采用若干用户共用ONU，以分摊成本、降低平均成本的方式，但却带来供电困难等问题。另外，与无线接入网相比，光纤接入网还需要管道资源。C

37、S：中心站CCS：中心控制站CRS：中心射频站SNI：业务节点接口TS：终端站RS：接力站TE/CPN：终端设备/用户驻地网UNI：用户网络接口7.7 固定终端无线接入固定终端无线接入SNI网管CCSCRSTSTSTSTSTSRS空中接口CSUNITE/CPNUNI定向天线全向或扇区天线图7.7-1 固定无线接入参考模型7.7.1 单区制无线接入单区制无线接入 这是一种传统的简单的无线接入方式，使用频率一般为150MHz、450MHz、800MHz频段，适合于用户稀疏的偏远农村或山区。由于使用频率较低，绕射传输能力较强是其一大优点。这种系统以基站为中心的覆盖半径一般可达十几公里到几十公里(视功

38、率及地理条件而不同)，随着新技术的不断出现和发展，这类设备和系统现大都具有V5接口及一定的网管功能，除电话外还可传送传真及低速数据。7.7.2 MARS MARS即微波点对多点接入系统。点对多点又称一点多址，以往曾将其作为微波通信的一个分支，适用于用户小集中、大分散的广大地区。在本地电话局一侧它由数字集中器和无线中心基站组成，并用有线或微波与本地电话局相连。本地电话局来的中继信号经调制后由中心基站经全向天线传送至用户端站或电话局与终端之间的中继站，中继段距离视地理环境一般可达30km，中继站可以是一个或多个。微波传输部分所使用的频率为1.42.5GHz范围。其系统容量一般较小，在96512个用

39、户之间。目前，大多数系统采用TDD/TDMA接入技术。MARS可提供的业务为电话、传真、低速数据以及窄带ISDN业务等。7.7.3 MMDS MMDS（Multipoint Multichannel Distribution System：多点多路分配业务系统）是一种点对多点提供宽带业务的无线接入系统，适用于中小企业用户和集团用户，MMDS可以为用户提供互联网接入、本地用户的数据交换、话音业务和VOD视频点播业务，并提供T1/E1、100Base-T和OC-3接口与其他网络连接。MMDS最初用于传输单向电视和网络广播，1970年FCC在2.5GHz上划分了200MHz（2.52.7GHz）给无

40、线电信运营商，其中共有31个信道，每信道带宽6MHz。随着传输技术的发展，MMDS采用了一些新的技术，例 如，基 于 VOFDM（Vector Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术的MMDS系统，其接收端与反射的信号相结合，生成一个更强的信号。该技术的采用可以增加作用范围内6090的覆盖率，并可以简化天线的安装，因为它们将不再需要精确排列。OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）也具有重要的速度优势，这得益于将无线载波信号分割成了多个副载波。由于每个副载波仅仅携带了数据负载的一部分，因

41、此，它能利用更长的符号周期，这将使信号更不容易受到多径传输的干扰（信号反射）。7.7.4 LMDS LMDS（Local Multipoint Distribution Services：本地多点分配业务系统）是一种毫米波宽带无线点对多点接入技术。所谓“本地”，是指单个基站所能够覆盖的范围，LMDS因为受工作频率电波传播特性的限制，单个基站在城市环境中所覆盖的半径通常小于5km；“多点”是指信号由基站到用户端是以点对多点的广播方式传送的，而信号由用户端到基站则是以点对点的方式传送；“分配”是指基站将发出的信号分别分配至各个用户；“业务”是指系统运营者与用户之间的业务提供与使用关系，即用户从LM

42、DS网络所能得到的业务完全取决于运营者对业务的选择。由于该技术利用高容量点对多点微波传输，通过毫米波进行传输，它几乎可以提供任何种类的业务，支持双向话音、数据及视频图像业务，能够实现从64kb/s到2Mb/s，甚至高达155Mb/s的用户接入速率，具有很高的可靠性，被称为是一种“无线光纤”技术。1.LMDS系统的组成系统的组成 1)基础骨干网络 基础骨干网络又称为核心网络。为了使LMDS系统能够提供多样化的综合业务，该核心网络可以由光纤传输网、ATM交换或IP交换或IPATM架构而成的核心交换平台以及与Internet、公共电话网(PSTN)的互连模块等组成。2)基站 基站直接进入电信骨干网络

43、或核心网络。由于LMDS直接支持ATM协议（无线ATM），通过使用无线ATM协议，可以使链路效率得到提高。基站负责进行用户端的覆盖，并提供骨干网络的接口，包括PSTN、Internet、ATM、帧中继、ISDN等。基站实现信号在基础骨干网络与无线传输之间的转换。基站设备包括与基础骨干网络相连的接口模块、调制与解调模块及通常置于楼顶或塔顶的微波收发模块。LMDS系统的基站采用多扇区覆盖，使用在一定角度范围内聚焦的喇叭天线来覆盖用户端设备。基站的容量取决于以下技术因素：可用频谱的带宽、扇区数、频率复用方式、调制技术、多址方式及系统可靠性指标等，系统支持的用户数则取决于系统容量和每个用户所要求的业务

44、。基站覆盖半径的大小与系统可靠性指标、微波收发信机性能、信号调制方式、电波传播路径以及当地降雨情况等许多因素密切相关。3)用户端设备 一般说来都包括室外单元（含定向天线、微波收发设备）与室内单元（含调制与解调模块以及与用户室内设备相连的网络接口模块）。LMDS无线收发双工方式大多数为频分双工(FDD)。下行链路是一般通过时分复用(TDM)的方式进行复用；上行链路通过时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)等多址方式与基站进行通信。FDMA对于大量的连续非突发性数据接入较为合适；TDMA则适于支持多个突发性或低速率数据用户的接入。LMDS系统可以采用的调制方式为相移键控PSK（包括BPSK、D

45、QPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM（包括4QAM）。目前可以提供6QAM、16QAM等调制技术。4)网管系统 网管系统是负责完成告警与故障诊断、系统配置、计费、系统性能分析和安全管理等功能。与传统微波技术不同的是，LMDS系统还可以组成蜂窝网络的形式运作，向特定区域提供业务。当由多基站提供区域覆盖时，需要进行频率复用与极化方式规划、无线链路计算、覆盖与干扰的仿真与优化等工作。2.LMDS系统的优势系统的优势 (1)工作频带宽，可提供宽带接入 (2)运营商启动资金较小，后期扩容能力强，投资回收快。(3)业务提供速度快。(4)在用户发展方面极具灵活性。(5)可提供质优价廉的多种业务。(6)

46、频率复用度高，系统容量大。3.LMDS系统的局限性系统的局限性 (1)LMDS服务区覆盖范围较小，不适合远程用户使用。(2)由于工作频率高，通信质量受雨、雪等天气影响较大。(3)基站设备相对比较复杂，价格较贵，所以在用户少时，平均每个用户成本较高。7.7.5 VSAT VSAT是Very Small Aperture Terminal的缩写，直译为“甚小孔径终端”，意译应是“甚小孔径天线地球站”。天线口径小，通常为0.32.4 m。这种系统具有灵活性强，可靠性高，成本低，使用方便以及小站可直接装在用户端等特点。借助VSAT用户数据终端可直接利用卫星信道与远端的计算机进行联网，完成数据传递、文件

47、交换或远程处理，从而摆脱了本地区的地面中继线问题，这在地面网络不发达、通信线路质量不好或难于传输高速数据的边远地区，使用VSAT作为数据传输手段是一种很好的选择。目前，VSAT广泛应用于银行、饭店、新闻、保险、运输、旅游等部门。1.VSAT特点特点 (1)面向用户而不是面向网络，VSAT与用户设备直接通信而不是如传统卫星通信网中那样中间经过地面电信网络后再与用户设备进行通信；(2)小口径天线，天线口径一般小于2.4 m，某些环境下可达到0.5 m；(3)智能化（包括操作智能化、接口智能化、支持业务智能化、信道管理智能化等）功能强，可无人操作；(4)安装方便，只需简单的安装工具和一般的地基（如普

48、通水泥地面、楼顶、墙壁等）；(5)低功率的发射机，一般几瓦以下；(6)集成化程度高，VSAT从外表看只能分为天线、室内单元和室外单元三个部分；(7)VSAT站很多，但各站的业务量较小。(8)一般用作专用网，而不像传统卫星通信网那样主要用作公用通信网。2.VSAT网的组成网的组成图7.7-2 VSAT卫星通信网的组成 (1)主站。主站也叫中心站或中央站，是VSAT网的心脏。天线直径一般约为3.58 m（Ku波段）或713 m（C波段）。在以数据业务为主的VSAT卫星通信网（即数据VSAT网）中，主站既是业务中心也是控制中心。主站通常与主计算机放在一起或通过其他（地面或卫星）线路与主计算机连接，作

49、为业务中心（网络的中心结点）；同时在主站内还有一个网络控制中心（NCC）负责对全网进行监测、管理、控制和维护。(2)VSAT小站。VSAT小站由小口径天线、室外单元（ODU）和室内单元（IDU）组成。在相同的条件（例如相同的频段、相同的转发器条件）下，话音VSAT网的小站为了实现小站之间的直接通信，其天线明显大于只与主站通信的数据VSAT小站。(3)卫星转发器。卫星转发器一般采用工作于C或Ku波段的同步卫星透明转发器。在第一代VSAT网中主要采用C波段转发器，从第二代VSAT开始，以采用Ku波段为主。具体采用何种波段不仅取决于VSAT设备本身，还取决于是否有可用的星上资源，即是否有Ku波段转发

50、器可用，如果没有，那么只能采用C波段。3.VSAT关键技术关键技术 1)地球站技术 要使VSAT能得到更广泛的应用必须使VSAT小型化，并降低VSAT的成本。就VSAT小站而言，必须解决以下关键技术：信号处理技术、集成电路技术、天线技术、接口技术、抗干扰技术、一体化设计技术、标准化技术以及加密技术等等。2)网络技术 如何更好地把地球站和卫星结合起来，使VSAT达到最佳的性能/价格比，这就是网络技术需解决的问题。就目前来看，VSAT网络技术需解决多址访问技术和信道分配、网络控制、网络协议以及网络安全等关键技术。3)空间技术 要加强卫星的竞争力，必须降低卫星的成本，在不增加卫星重量的基础上增加卫星