电力系统通信技术 第9章 接入网技术.ppt
接入网技术教学课件汇总完整版电子教案全书课件
以前，传统的电信网络没有独立的接入网 接入网的原型：最初的接入段—用户环路 附属于电话网甚至附属于特定程控交换机
接入网概念的提出
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1975年，格拉斯哥会议，英国电信BT（Britain telecommunication）首次提出接入网概念 基于电信接入业务需求 基于电话线介质 1976年，曼彻斯特，接入网组网的可行性试验 1977年，苏格兰和伦敦地区，较大规模推广应用 1978年，正式命名为“接入网组网”
接入网的定义
ITU－T第13组于1995年7月通过关于接入网框架结构新建议G.902，其对接入网的定义如下： 接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所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，可经由网管接口Q3进行配置和管理。
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业务端口功能（SPF）
作用: 一将特定SNI规定的要求与公用承载通路相适配，以便核心功能进行处理；二选择有关信息，以便在AN系统管理功能中进行处理。 功能： 终结SNI。 将承载要求、时限管理和操作运行映射进核心功能组。 特定SNI所需要的协议映射。 SNI的测试和SPF的维护。 管理和控制。
韩国：1998年7月开始相关设备和技术的试验和测试，1999年7月正式开始宽带接入系统的建设和运营。韩国宽带接入技术选用ADSL技术，在全国已开通了400万线的ADSL设备，并拥有近400用户的规模。
美国:美国大西洋贝尔等多家公司计划投资500~600亿美元为美国的1000多万用户更新用户环路；Future Vision公司在新泽西州进行了包含MPEG-2、ATM和PON在内的网络建设，最终用户将达38000户。2000年，美国约有4000万家庭使用光纤接入网。
电力系统通信技术绪论PPT课件
全国电力通信骨干网示意图
电力通信技术-1
1. 电力线载波通信：利用高压输电线作为传输通路。 2. 光纤通信：以光波为载波，以光纤为传输媒介的。 3. 微波通信：利用微波（射频）作载波携带信息。 4. 卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线
电力通信技术的发展-1
➢ 40年代，电力载波通信开始在东北电网运行； ➢ 1979年电力系统开始建设的亚洲第一条1000km以
上PCM480数字微波线路——京汉微波，到 1981 年已陆续开通； ➢ 1982年，电力系统第一条光纤通信线路在山西太 原供电局投运；
电力通信技术的发展-2
➢ 1982年，原水利电力部建成以北京为中心，连接 南宁、广州、成都等地面站的卫星通信系统；
电力调度自动化的发展
➢ 远动（TeleControl）：遥测，遥信，遥控，遥调 ➢ SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）
监视控制与数据采集 ➢ EMS（Energy Management System）能量管理系统 ➢ SA（Substation Automation）变电站自动化 ➢ DA（Distribution Automation）配电自动化 ➢ DSM（Demand Side Management）需求侧管理 ➢ DPS（Digital Power System） 数字电力系统
➢ 地方电网以光纤、微波通信为主，电力载波等其它通 信方式为辅。
电力通信发展趋势
➢ 数字化 ➢ 综合化 ➢ 宽带化 ➢ 智能化 ➢ 个人化
电力通信网-1
➢ 电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线， 各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统 特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种 通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多 用户、多功能的综合通信网。
第9章 E-UTRAN接口与功能 ppt课件
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9.2 S1接口及协议栈
9.2.1 S1接口用户平面 S1接口用户平面（即S1-UP）的协议栈如图9-3所示，与3G Iu接口用户平面协议 结构非常类似。
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9.2.1 S1接口用户平面
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9.3.6 负载均衡
负载均衡（Load Balancing，LB）功能（如图9-5所示）用于处理多个小区间不 均衡的业务量，通过均衡小区之间的业务量分配，提高无线资源的利用率，将正在 进行中会话的QoS保持在一个合理的水平，降低掉话率。
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9.3.6 负载均衡
1．重复覆盖小区间的负载均衡 在实现上，使用不同载波或者属于不同无线接入技术但是覆盖相同地理区域的 重复覆盖小区可以由不同的eNB进行管理。 2．相邻小区间的负载均衡 由于UE的移动性，UE可以驻留在任意一个小区并切换到最优的小区。
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9.3.5 小区间干扰协调
小区间干扰协调（Inter-cell Interference Coordination，ICIC）功能是指通过对 无线资源进行管理，从而将小区之间的干扰水平保持在可控的状态下，尤其是在 小区边界地带，需要对无线资源做些特殊的管理，以满足LTE系统小区边缘用户业 务质量的提升需求。
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9.3.3 连接移动性控制
连接移动性控制（Connection Mobility Control，CMC）功能用于对空闲模式以及 连接模式下的无线资源进行管理。在空闲模式下，为小区重选算法提供一系列参数 （如门限值、滞后量等）以确定最好小区，使得UE能够选择新的服务小区，还提供 用于配置UE测量控制以及测量报告的E-UTRAN广播参数。
第9章-综合IP网-wj
第9章综合IP网BIT 王晶BIT通信技术研究所1第9章宽带综合IP网9.1 背景介绍9.2 IP over ATM9.3 多协议标记交换939.4 IP over SDH/SONet9.5 IP over WDM思考题通信技术研究所29.1 背景介绍•传统Internet的主要问题–综合业务传送的能力：为数据传输设计的Internet，底层结构难以提供更高的带宽，通信协议难以支持复杂的多媒体数据流的传送流的传送。
–可靠的网络QoS能力：非面向电信运营的Internet，无连接型的IP协议只提供尽力而为的数据传输服务，不能为业务提供有保证的QoS。
–路由器的线速率分组转发能力：数据报的交换方式在业务量日益增长的Internet中，路由器就成为性能瓶颈。
–支持超大型网络结构的能力：由于Internet 网络规模和用户数目增长迅速，IPv4的地址空间已基本耗尽。
–流量工程能力：Internet上的主要路由协议都是基于计算分组在网上传输的最短路径算法来设计的，很少考虑时延、抖动、拥塞等因素，这样网络管理者很难进行流量工程。
通信技术研究所3实现宽带综合IP网的主要方案9.2 IP over ATM•IP over ATM方案中，IP层主要实现多业务汇聚和数据的封装，ATM层负责提供端到端的QoS 和数据的封装，SDH层提供光网络的管理和保护切换功能，光网络层基于WDM提供高带宽•IP与ATM技术相结合的主要难点在于ATM是面的技术而向连接的技术，而IP是无连接的技术•IP over ATM可分为重叠模式(Overlay Model)和集成模式(Integration Model)两种通信技术研究所5MPLS模式•重叠模式–基本思想：IP 与ATM 各自保持原有的网络结构、协议通过在两个不同层次的网络之间进行数据结构不变，通过在两个不同层次的网络之间进行数据映射、地址映射和控制协议映射来实现IP over ATM –从IP 层的角度来看，ATM 层只是另一个异构的网络而已它们通过协议实现网间互连已，它们通过IP 协议实现网间互连，ATM 网络作为传送IP 分组的数据链路层来使用；从ATM 层来看，IP 层产生的业务只是它承载的一种业务类型，它使用AAL5分组将其封装成信元使用标准适配IP 分组，将其封装成ATM 信元，使用标准ATM 信令建立端到端的VC 连接，并在其上传送已封装成ATM 信元形式的IP 业务流。
接入网讲义
接 入 网
• 2．接入网的功能模型
• 接入网的主要功能有五种，即用户口功能（UPF）、 业务口功能（SPF）、核心功能（CF）、传送功能 （TF）和接入网系统管理功能（AN-SMF）。其功能 结构如图9-5所示。
• （1）用户口功能 • 用户口功能的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。具体的功能为：终结UNI功能、 UNI的激活/去激活、处理UNI承载通路/容量、UNI 的测试和UPF的维护、A/D转换和信令转换以及相关的 管理和控制功能。 • （2）业务口功能（SPF） • 业务口功能的主要作用是将特定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 有关信息，以便在AN系统管理功能中处理。具体功能 为：终结SNI功能、SNI的测试和SPF的维护、将承载 通路的需要和即时的管理以及操作需求映射进核心功能、 特定SNI所需的协议映射、相关的管理和控制。 • （3）传送功能（TF） • 传送功能为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媒介适配。具体功能 为：复用、交叉连接、管理、物理媒介功能。
承 载 通 路
第9章 接 入 网
• 2．V5接口的 功能 • V5接口的功 能是分层来 描述的，如 图9-7所示。
ISDN D 通 路 信 号
PSTN 信 令 信 息
（接 入 ）网
定
时
端 口 接 入 控 制 2048kbit/s链 路 控 制
承 载 通 路 连 接（BCC）※
（本 地 ）交 换 机
• 从物理上讲，接入网可分为馈线段、配线段和引入线 段。如图9-3所示。连接业务节点和局端设备之间的 部分是馈线段，局端设备可以放在机房内，通过电接 口与业务节点直连；也可以放在机房外，如某个小区 中心、马路边或写字楼内。馈线段一般采用有源光接 入技术。
通信原理与通信技术3版第9章
图9-3 异步通信与同步通信示意图
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第九章 数据通信与通信网
同步串行通信：
(1) 同步信息添加在每一个数据块上； (2) 数据块是一批字符或二进制位串组成的数据； (3) 分为面向字符和面向位流两种传输方式：
• 面向字符：每个数据块的头部用一个或多个同步字符SYN来表 示数据块的开始；而尾部用另一个字符ETX代表数据块的结束 。
第九章 数据通信与通信网
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主要内容
9.1 数据通信与数据通信系统 9.2 通信网 9.3 现代通信网的支撑技术 9.4 通信网的发展历程
第九章 数据通信与通信网
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9.1 数据通信与数据通信系统
第九章 数据通信与通信网
数据：能够由计算机或数字终端设备进行处理并以某种方式编制 成二进制码的数字、字母和符号的集合，是信息的表现形式；
（3）路由选择：灵活的路由选择技术可以帮助网络绕开发生故障 或拥塞的节点，以提供更可靠的服务质量。
（4）流量控制：流量控制是一种使目的端通信实体可以调节信源 端通信实体发出的数据流量的协议机制，可以调节数据发送的数量和 速率。
最大传输速率： 信道传输数据的速率上限叫做信道的最大传输速率，也就是信道容量。
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第九章 数据通信与通信网
码元传输速率（波特率）： 信号每秒钟变化的次数叫做波特率（Baud）。
吞吐量 ： 信道在单位时间内成功传输的信息量，单位一般为比特／秒。
利用率： 利用率是吞吐量和最大数据传输速率之比。
延迟： 从发送者发送第一位数据开始，到接收者成功地收到最后一位数 据为止，所经历的时间。
图9-1 数据通信系统的组成
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第九章 数据通信与通信网
数据通信的主要性能指标
接入网技术接入网EPON技术
接入网技术Chapter 5第5章 EPON技术目录/Contents Array5.1 EPON的系统结构5.2 EPON的工作原理5.3 EPON的关键技术5.4 EPON的网络应用本章教学说明∙ 重点介绍EPON系统结构的组成、各组成部分功能及无源光器件∙ 简要介绍EPON的工作原理和关键技术∙ 概括介绍EPON网络的应用本章内容∙ EPON的系统结构∙ EPON的工作原理∙ EPON的关键技术∙ EPON的网络应用本章重点、难点∙ EPON的系统构成和各部分的功能∙ 分光器的种类及应用∙ 光分配网的构成∙ EPON的工作原理∙ 逻辑链路标识∙ 多点控制协议∙ 测距技术∙ 动态带宽分配∙ EPON网络的应用本章目的和要求∙ 掌握EPON的系统构成∙ 理解分光器的种类及应用∙ 理解EPON的工作原理∙ 理解EPON的关键技术∙ 理解EPON的网络应用本章实做要求及教学情境∙ 考察OLT、ONU和分光器产品，认识产品型号、类别及应用场合∙ 考察光交接箱、分纤盒、信息插座、综合信息箱等无源光器件，认识器件实物和应用场合∙ 调查所在小区的接入方式，了解EPON的应用场景、应用模式及相应的网络构成本章学时数：10学时5.1 EPON的系统结构5.1.1 结构组成EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构及无源光纤传输方式，在以太网上提供数据、语音和视频等全业务接入。
EPON系统由光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光配线网（Optical Distribution Network，ODN）和光网络单元（Optical Network Unit，ONU）组成，为单纤双向系统，系统结构如图5-1所示。
图5-1 EPON系统的结构光线路终端设备（OLT）是EPON系统局端处理设备，是系统核心组成部分。
通常OLT位于中心局内，有时也可以通过光纤拉远设置在靠近用户的位置。
光网络单元（ONU）是EPON系统中靠近用户侧的终端处理设备。
第9章 下一代通信网络
T.124 T.122/ T.125 T.123 TCP
MTP3
M2UA TCP
M3UA SCTP
SCCP
UDP
图9-5
下一代网络通信协议的组织结构
9.2 软 交 换
9.2.1 软交换的定义
从广义上看，软交换泛指一种体系结 构，利用该体系结构可以建立下一代网络 框架，其功能可以涵盖的4个功能层面：传 输接入层、媒体层面、控制层面和网络服 务层面，它主要由软交换设备、信令网关、 媒体网关、应用服务器、IAD等组成。
IP MGC (软交换)
ISUP/ TUP MTP-3 Sigtran IP
图9-21 No.7信令网节点与MGC（软交换）的互通（使用M2UA）
（2）No.7信令网节点通过SG与IP网的 数据库节点的互通
No.7 信令 SP STP No.7 信令 SG IP IPSCP/HLR 等
No.7 信令 AP SCCP MTP 1～3 MTP 1～3 MTP 1～3
目前ITU-T对NGN的定义是GII的外延， 并建议有关GII/NGN的研究方向应包括以 下几方面。 ① 第一层和第二层的交换的研究。 ② IP选路的研究。 ③ 在网络边缘提供业务平台的研究。
④ 核心网络技术与相关协议体系结构的研 究。 ⑤ 层间控制能力转化的研究。 ⑥ 网络端到端业务的研究。 ⑦ 接入网的研究。
1．信令网关的种类
（1）No.7信令网关 （2）用户信令网关
2．信令传送（Sigtran）的组成
MGC （软交换） Sigtran
IP 网 H.248/MGCP/MEGACO
端点 MMW 数据流
SG/MG
图9-17
用户信令网关
3．SCN节点通过SG与IP网节点的互通
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图9-3
三、接入网的接口
接入网作为一种公共设施，其最大功能和最大特点是能够支 持多种不同的业务类型，以满足不同用户的多样化要求。
根据电信网的发展趋势，接入网承载的接入业务类型主要有 本地交换业务、租用线业务、广播模拟或数字视音频业务、 按需分配的数字视频和音频业务等几种。
终结SNI功能。 将承载通路的需要和即时的管理等需求映射进核心功
能。 特定SNI所需的协议映射。 SNI的测试和SPF的维护。 管理和控制功能。
3．核心功能（CF）
核心功能处于UPF和SPF之间，其主要作 用是将个别用户口通路承载要求或业务口承载 通路要求与公共承载通路适配，还负责对协议 承载通路的处理。具体功能包括： 接入承载通路处理。 承载通路集中。 信令及分组信息的复用。 ATM传送承载通路的电路模拟。 管理和控制功能。
电信网组成示意图
基于电信网的这种发展演变趋势，IT-U正式提出了用 户接入网的概念（简称接入网，AN），图9-2给出了目 前国际上流行的电信网结构，
图9-2
二、接入网的定义与定界
1995年7月，ITU-T第13研究组通过的建议G.902对接入网 定义如下：接入网是由业务节点接口（SNI）和用户网络接 口（UNI）之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施） 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接口进行配置与管理。
四、接入网的功能结构
接入网有5个基本功能，分别是用户口功能（UPF）、 业务口功能（SPF）、核心功能（CF）、传送功能 （TF）和AN系统管理功能（SMF），图9-5 给出了各 功能之间的相互关系。
图9-5
1．用户口功能（UPF）
用户口功能的主要作用是将特定的UNI要求与核 心功能和管理功能相匹配，具体包括：
仅支持一种专用接入类型。 可支持多种接入类型，但所有类型支持相同的接入承
载能力。 可支持多种接入类型，且每种接入类型支持不同的接
入承载能力。 根据不同的业务需求，需要提供相对应的业务节点
接口，使其能与交换机相连。
SNI用户接口的演变
从历史发展的角度来看，SNI是由交换机的用户接口演 变来的，分为模拟接口（Z接口）和数字接口（V接口） 两大类。
Z接口对应于UNI的模拟2线音频接口，可提供普通电 话业务或模拟租用线业务。随着接入网的数字化和业 务类型的综合化，Z接口将逐渐被V接口所代替。
为了适应接入网内的多种的多种传输媒质和业务类型， V接口经历了从V1到V5接口的发展，V5接口是本地数 字交换机数字用户的国际标准，它能同时支持多种接
图9-1 传统电信网简单示意图
一、接入网的产生
早期，用户终端设备到局端交换机由用户环路（又称 用户线）连接，主要由不同规格的铜线电缆组成，随 着社会的发展，用户对业务的需求由单一的模拟话音 业务逐步转向包括数据、图象和视频在内的多媒体综 合数字业务。
由于受传输损耗、带宽和噪声等的影响，这种由传统 铜线组成的简单用户环路已不能适应当前网络发展和 用户业务的需要，在这种新形势下，各种以接入综合 业务为目标的新技术、新思路不断涌现，这些技术的 引入增强了传统用户环路的功能，也使之变得更加复 杂。用户环路渐渐失去了原来点到点的线路特征，开 始表现出交叉连接、复用、传输和管理网的特征。
入业务。
3．维护管理接口（Q3）
Q3接口是电信管理网（TMN）与电信网各部分 相连的标准接口。作为电信网的一部分，接入 网的管理也必须符合TMN的策略。
接入网通过Q3接口与TMN相连来来实施TMN对 接入网的管理与协调，从而提供用户所需的接 入类型及承载能力。
接入网作为整个电信网络的一部分，通过Q3接 口纳入TMN的管理范围之内。
共享式UNI的连接关系如图9-4 所示。
图9-4
UNI主要包括POTS模拟电话接口(Z接口)、 ISDN基本速率（2B+D）接口、ISDN基 群速率接口（30B+D）、模拟租用线2线 接口、模拟租用线4线接口、E1接口、话 带数据接口V.24及V.35接口、CATV（RF） 接口等。
2．业务节点接口（SNI）
SNI位于接入网的业务侧，是接入网（AN）与一个业 务节点（SN）之间的接口。如果AN-SNI侧和SN-SNI侧 不在同一个地方，可以通过透明通道实现远端连接。
不同的接入业务需要通过不同的SNI与接入网连接，为 了适接入：
第九章 接入网技术
接入网概述 V5接口 铜线接入技术 光纤接入技术 混合光纤/同轴接入技术 无线接入技术 以太网接入技术 卫星Internet接入技术 电力线接入技术PLC
第一节 接入网概述
接入网是整个电信网的一部分，被称为 “最后一英里”，由9-1图可以了解它在 传统电信网中的位置
4．传送功能（TF）
传送功能的主要作用是为接入网中不同地点之间 公用承载通路的传送提供通道，同时也为所用 传输媒质提供适配功能。具体包括：
UNI的激活/撤销激活。 处理UNI承载通路及容量。 UNI测试和UPF维护。 A/D转换和信令转换。 管理和控制功能。
2．业务口功能（SPF）
业务口功能的主要作用是将特定的SNI规约的要求与与公 用承载通路相适配，以便核心功能处理，同时负责选 择收集有关信息，以便系统管理功能处理。具体功能 包括：
而从另一个角度来说，接入网的业务又可分为话音、数据、 图象通信和多媒体类型。
将上述多种类型的业务接入到核心网需要相应类型接口的支 持。接入网主要有三类接口，即用户网络接口、业务节点接 口和维护管理接口。
1．用户网络接口（UNI）
UNI位于接入网的用户侧，是用户终端设备与接入网之 间的接口。UNI分为两种类型，即独享式UNI和共享式 UNI。独享式UNI指一个UNI仅能支持一个业务节点， 共享式UNI指一个UNI支持多个业务节点的接入。