1.2 宽带接入网
1.2.1 宽带接入网的概念
宽带接入网指由用户网络接口与相关的业务节点接口之间，采用各种宽带承载技术的一系列信息传送实体所组成的全部设施；具备支持现有宽带业务和窄带业务以及扩展支持未来业务开展所需的承载能力，并可经由网络管理接口进行配置和管理。
宽带接入网具有以下一些主要特征：
●以光纤作为传输媒质，或者以光纤作为主干传输媒质，以金属线或无线作为用户末端传输媒质；
●具有宽带宽、长距离的传送能力；
●支持多业务接入，包括各种窄带业务和宽带业务，具有对未来业务的扩展支持能力及上述业务的同时接入能力；
●支持分组方式承载上层业务，可以作为下一代网的接入层网络；
●支持接入网络的平滑演进。
宽带接入网以宽带承载技术所支持的高带宽传送能力，提供与业务网络的功能和协议协调的接口，具备QoS保证、安全以及必要的处理能力，支持多业务接入和业务的快速部署，可以降低网络建设和运营维护成本。
宽带接入网由3个接口所定界，即网络侧经由SNI与业务节点SN相连，用户侧经由UNI与用户设备或者用户网相连，网管方面经由NMI接口与电信管理网相连，图1-2显示了宽带接入网的定界。
图1-2 宽带接入网的定界
宽带接入网允许与多个SN连接，BAN既可以分别接入提供特定业务的不同SN，也可以接入支持相同业务的多个SN，还可以接入支持综合业务的SN。
1.2.2 宽带接入网的分类
目前，根据传输方式和传输介质种类可将宽带接入网分为宽带有线接入网和宽带无线接入网两种接入方式。宽带有线接入网又可以分为DSL铜线接入网、LAN接入网、光纤接入网、混合光纤/同轴电缆网和电力线接入网等几种。宽带无线接入包括WLAN、WiMAX和3G等。宽带接入网的种类划分如图1-3所示。
宽带接入网的分类方法有很多种，可以按拓扑结构、使用技术、接口标准、业务带宽和业务种类等不同方式分类。如果将这些因素都考虑进去，宽带接入网的分类自然就很多，但常用如下分类方法。
图1-3 宽带接入网的种类划分
1.DSL铜线接入
铜线接入技术是目前固定电话网最普遍应用的接入技术。虽然随技术的发展出现了很多接入技术，并且这些接入技术的涌现为用户提供了丰富的接入种类，弥补了铜线接入的不足，但仍然无法完全替代传统的铜线接入。铜线接入依然要在很长的一段时间内充当主要的接入手段。
同时，铜线接入技术也在不断进步，随着xDSL技术的问世，铜线已经从只能传输话音信号和56kbps的低速数据接入，发展到可以传输高达55Mbps的数据信号。ADSL、HDSL/SHDSL和VDSL等基于铜线传输的xDSL接入技术使得铜线成为宽带用户接入的重要手段，得到了广泛的应用。
2.五类线接入
五类线接入主要指基于五类线的以太网接入。传统以太网技术不属于接入网范畴，而属于用户驻地网（CPN）领域，然而以太网技术的应用领域正在向包括接入网在内的其他公用电信网领域扩展。
在局域网中，IP包通常直接封装在以太网帧中，也可以理解为IP协议运行在以太网上，因此以太网协议是目前与IP配合最好的协议之一。同时基于五类线的以太网接入非常适合我国的密集型居住环境。目前大部分的商业大楼和新建住宅楼都已经实施了综合布线，在墙体中预置了5类非屏蔽双绞线（UTP），将以太网插口布到了桌边。因此用户可以很容易地通过以太网实现10Mbps或100Mbps的网络接入能力。
3.光纤接入
光纤接入可以分为有源与无源系统。有源系统有基于PDH和SDH之分，拓扑结构可以是环状、总线状、星状或它们的混合型，也有点对点的应用。无源光网络（PON）有基于ATM的A-PON和基于以太网技术的EPON，还有ITU-T制定的GPON等。宽带PON技术成为有线接入网的主要发展方向。
4.无线接入
无线接入通常指固定无线接入（FWA），根据其技术来自无绳电话（如DECT）、集群电话、蜂窝移动通信、微波通信或卫星通信可分为很多类，对应不同的频段，容量、业务带宽和覆盖范围各异。无线接入的主要工作方式是点到多点，上行解决多用户争用的技术有FDMA（频分多址）、TDMA（时分多址）和CDMA（码分多址），从频谱效率看，CDMA最好，TDMA其次。其中CDMA又可分为扩谱（DS）、跳频（FH）和同步（S-CDMA）几种。
1.2.3 宽带接入网的结构
宽带接入网是由业务节点接口（SNI）和相关的用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体组成。它可以支持交换型和非交换型的业务，并将这些业务流组合后沿着公共的传输通道传送给业务节点，其中包括将UNI信号转换成SNI信号。转换的过程是透明的，接入网本身不解释和处理信号的内容。宽带接入网的结构如图1-4所示。
宽带接入网可以分为局端、用户端和中间传送或接入线路3个部分。
局端为宽带接入网提供网络侧接口，并且连接一个或多个物理传送或接入线路；传送或接入线路为用户端连接到局端提供物理连接设施；用户端为用户提供接入接口。
NMF：网络管理功能NMI：网络管理接口
T：与用户终端间的参考点SN：业务节点功能
V：与业务节点间的参考点
图1-4 宽带接入网结构
1.2.4 宽带接入网的接口
宽带接入网的接口分3类，有UNI、SNI和NMI管理接口。原则上，宽带接入网对其所支持的UNI和SNI的类型和数目不进行限制。
UNI是用户网络接口，不同的UNI支持不同的业务，UNI接口直接与最终用户设备或用户网络连接，主要包括以下类型。
●以太网接口：包括GE接口和FE接口；
●语音业务接口：包括Z和Za接口；
●TDM电路接口：包括E1、E3、ISDN-BRI、ISDN-PRI、V.35和V.24接口；
●SDH接口：包括STM-1接口；
●ATM155接口。
业务节点接口SNI可以支持一种专用接入类型，也可以支持多种接入类型，宽带接入网支持的SNI接口目前主要包括以下类型。
●以太网接口：包括GE接口、FE接口和10GE接口等；
●电路接口：包括E1和E3接口；
●SDH物理层接口：包括STM-1和STM-4等接口；
●ATM155/622接口。
对于语音业务，可以通过下列接口接入SN。
●V5.2接口；
●H.248、MGCP和SIP接口。
通过网络管理接口（NMI）实现电信管理网（TMN）对接入网的管理功能。
1.2.5 宽带接入网的功能模块
宽带接入网的功能由局端功能和用户端功能组成。
1.局端功能
局端的存在可以降低上层业务网络对接入侧设备之间的具体接口、承载手段、组网形式和设备管理等的紧耦合要求，并可以提供统一的管理接口。
局端功能框架如图1-5所示。
图1-5 局端功能组成
局端功能分成3个部分：核心功能、业务接口功能和公共功能。
（1）局端核心功能
① 汇聚分发和业务处理功能主要包括：
●汇聚分发功能——汇聚各个用户端的上行流量到共享的SNI接口，分发从SNI进入的业务流量到相应的用户端；
●具有对IP组播流的组播支持能力，以提高带宽利用效率，必要时支持可控组播；
●QoS功能——保证汇聚和分发过程中的业务的QoS特性；
●复用功能——为各种业务在传送线路上发送和接收提供统一复用的信息传送通道，并保持不同用户信息的隔离。
●物理接口；
●物理层信号转换；
●同步和定时功能。
（2）局端业务接口主要功能
●业务端口功能；
●业务接口适配功能：包括可能的媒体流格式转换；
●业务接口信令的处理：包括信令适配功能等；
●业务接口的保护。
（3）局端公共部分功能
局端公共部分功能包括OAM功能和供电功能。
① OAM功能：
●资源共享控制——使接入网资源在不同用户之间和不同业务之间共享，这种共享，可以是动态的，也可以是静态但可配制的；
●对用户端的维护功能支持；
●用户端的维护功能；
●支持原始计费信息。
② 供电功能：
●为局端提供供电；
●如果特殊业务有不中断供电的要求，供电功能应提供备份电源功能。
2.用户端功能
用户端功能框架如图1-6所示。
图1-6 用户端功能组成
用户端功能分成3个部分：核心部分、业务部分和公共部分。
（1）用户端核心功能
① 业务处理功能主要包括：
●汇聚和分发处理——对不同用户的业务流进行分类，监管，并与不同的业务接口功能相连接；
●QoS功能——包括可能的在网络边缘完成QoS类别标记的功能，以及保证业务流量的QoS特性；
●动态组播能力——可提高带宽利用效率，必要时支持可控组播；
●不同用户业务流量的隔离；
●承载体复用传送功能——为各种业务在物理线路上发送和接收提供统一复用的通道。
② 物理线路适配功能主要包括：
●物理接口；
●物理线路信号转换；
●同步和定时功能。
（2）用户端业务功能包
●用户端口功能——提供用户业务接口；
●信令适配功能——如H.248/SIP/MGCP信令提供；
●业务媒体流信号转换功能——包括可能的业务媒体格式转换；
●用户网络接口适配功能；
●安全控制功能；
●物理接口功能。
（3）用户端公共部分功能
用户端公共部分功能包括OAM功能和供电功能。
① OAM功能主要包括：
●设备本地管理——包括版本维护与远程升级等；
●用户端基本维护功能——包括环回和故障状态申告等；
●接口和设备的性能收集；
●带内和带外的管理接口；
●支持原始计费信息。
② 供电功能主要包括：
●为用户端提供供电；
●如果特殊业务有不中断供电的要求，供电功能应提供备份电源功能。
1.2.6 宽带接入网的分层模型
接入网功能结构以ITU-T G.803的分层模型为基础，利用该分层模型可以对接入网内同等实体的交互做明确的规定。G.803的分层模型将网络分为接入承载处理功能层（Access Function，AF）、电路层（Circuit Layer，CL）、传输通道层（Transmission Path Layer，TP）和传输媒质层（Transmission Media Layer，TM）等几层，其中TM可以进一步划分为段层和物理媒质层。图1-7是接入网的分层模型示意图。
图1-7 接入网的分层模型
接入网的分层结构遵循YDN 061-1997第5章中的接入网分层结构。
按照分层模型，各层属性如表1-1所示。
表1-1 宽带接入网各层属性
宽带接入网的承载能力要求，体现在宽带和窄带业务对接入网的承载要求、用户信令的处理，以及必要的控制和管理上，这种承载能力也自上而下体现在接入承载处理功能、电路、通道、传输和媒质各层的功能要求上。
电路指一条从UNI到SNI的逻辑的业务或信令流，一条电路对应一种接入业务，在有连接网络中，电路是一条从UNI到SNI的连接；在无连接网络中，电路是一条从UNI到SNI的数据包流。
通道为承载电路层提供透明信息传送。对于不同类型的电路，在宽带接入网中可以通过不同的适配功能适配到一种通道中承载，也可以经由相应种类的不同通道承载。
传输指为建立上层的通道所提供的网络节点间的传送能力。
媒质层指网络节点间的物理传输媒质以及与物理媒质有关的处理层。
参考ITU-T G.805和G.809的规定，宽带接入网的原子功能图如图1-8所示。
图1-8 宽带接入网原子功能图
按照支持的通道类型的不同，宽带接入网可以分为以下3种类型：
●只提供TDM电路通道；
●只提供包通道；
●可以同时提供TDM电路以及包通道。
全程采用光纤作为传输媒质的宽带接入网的分层结构如图1-9所示。
在图1-9中，一种接入业务由SNI要求、承载要求和UNI要求所描述，这些要求分别被局端设备、传输链路和用户端中的相应适配功能在所需要的网络层次上处理实现。虚线表示根据不同的业务和应用场合，相应的功能模块和处理层次是可选的。
图1-9 宽带接入网分层结构图
根据接入网框架结构和体制要求，接入网的重要特征可以归纳为如下几点：
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 接入网的引入不应限制现有的各类接入类型和业务，接入网应通过标准化的接口和业务节点相连。
④ 接入网有独立于业务节点的网络管理系统（简称网管系统），该网管系统通过标准化接口连接电信管理网（TMN）。TMN实施对接入网的操作、维护和管理。