中兴接入网培训.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作ZXA10光纤接入网系统培训教材第一章 通信基础知识 1.1 数字信号与模拟信号 什么是数字信号？什么是模拟信号？一般来说，数字信号必须满足在时间和信号幅值上是离散的，相反模拟信号在幅值上是连续的。图1.1-1 模拟信号和数字信号波形示意图1.2 数字化模型 图1.2-1是一个数字通信系统方框图.图1.2-1 PCM数字通信系统方框图模拟信号要变换成二进制数字信号一般必须经过取样、量化和编码三个处理过程。脉冲编码调制（PCM）也是如此。取样（Sampling）是将时间和幅度都连续的模拟信号变换成时间离散的幅度连续的另一种模拟信号，这种模拟信

2、号也称为脉冲幅度调制（PAM）信号。为了使取样后的PAM 信号能在接收端完全无失真地恢复为原始信号，取样周期应该满足奈奎斯特定理。量化（Quantization）是将幅度连续的样值进行幅度的离散化（又叫分层），使幅度连续的模拟PAM信号的变换成为多进制的数字信号。由于通常的数字通信系统和计算机中都采用二进制信号，所以对多进制的数字信号再进行二进制编码，使之最终成为二进制数字信号。1.2.1 取样-时间上的离散化 图1.2-2是取样脉冲序列P(t)对模拟信号S（t）进行采样、量化的原理框图及有关部分波形。图1-2.2 模拟信号的抽样、量化、编码要从取样后的信号无失真地恢复出原始信号S（t），必须

3、使取样频率fs满足如下奈奎斯特定理。奈奎斯特定理：一个频带受限于BHz的信号S（t）可以唯一地用周期为1/fs的样值系列确定,只要fs2B即可。也就是说，一个信号的取样值完全无失真地恢复原信号，抽样频率必须满足下列条件：fs2B（Hz） 或者 TS1/2B（秒）这里fs也称为奈奎斯特频率（Nyquist Frequency）,Ts称为Nyquist时间间隔。在电话通信中，话音频带为300-3400Hz，实际上取样频率fs取为8000Hz 2B=2 3400Hz=6800Hz。这样不仅可保证取样后的信号不会产生混叠现象而且在频谱上还有一定的防卫带。对于一般人来说，话音频率300-3400Hz内的

4、频率分量较大，超出此范围的频率分量明显减小（高低音歌唱演员除外），所以用电话听歌的效果并不好。1.2.2 量化-幅度上的离散化 如上所述, 采样后的信号仍是模拟的PAM 信号，要以数字方式进行传输，还必须对PAM信号进行幅度的离散。图1.2-2也表示了量化的过程。由图可见，量化的过程就是对模拟的取样信号的幅值四舍五入地取整的过程。显然，这种四舍五入的处理结果必然会带来一定的误差，它就是所谓的量化误差（Quantization Error）。这种量化误差在人耳中产生的影响也是一种的噪声。这种噪声通常称之为量化噪声（Quantization Noise）Nq（t）。 一般量化有均匀和非均匀量化两类

5、。均匀量化就是均匀地划分量化范围的量化。由于对量化范围内的大小信号均采用相等的量化阶距进行量化，造成大信号的SNR信噪比有富俗，而小信号的SNR 又嫌不足，而我们的话音多为小信号，SNR越大音质越好。为了提高小信号的SNR，在实际电话话音取样值的量化过程中，都采用非均匀量化，即对大小信号分别采用不等大小的量化阶距，对小信号采用小的量化阶距，对大信号采用大的量化阶距，从而使大小信号具有基本相同的SNR。采用非均匀量化后，小信号时的量化噪声小，而大信号时的量化噪声大。这对于人耳收听来说，并没有什么影响，因为SNR并没有变小。实现非均匀量化过程的原理示意图如图1.2-3所示。图1.2-3压扩PCM传

6、输系统 在这里, 非均匀量化的实现是使信号S(t)经过一个具有非线性特性的压缩器进行变换，使其小信号扩张，而大信号被压缩, 从而得到压缩了的信号，再通过一个均匀量化器量化，这就等效于对取样后的信号进行非均匀量化。在收端，量化后的信号经过具有与压缩器相反特性的扩张器，使得小信号得以压缩而大信号则被扩张，从而还原出原来的PAM信号。需要指出的是，量化过程是一种不可逆过程，也就是说，在量化过程中不仅会不可避免地引入上述的量化误差，而且这种误差不可能通过一种逆变换得以消除。常用的压缩特性有A律（A=87.6）（欧洲和中国采用）和m 律（m =255）（北美和日本采用），它们都是对数压缩律。当前国际上选

7、A=87.6。1.2.3 A律折线法编码/译码 实现上述连续压扩特性需无穷多个量化级，实际上无法加以实现，为此通常采用数字电路分段进行压扩。这样不仅实现容易，而且成本低。A律压缩采用的就是十三折线法，见图1.2-4。A律压缩采用的就是十三折线法，一象限分8段（在时间轴以1/2递减规律分成8大段，分段点是1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128；幅度轴分8均匀段），1-8段斜率分别为1/4、1/2、1、2、4、8、16、16，7、8段斜率一样；一、三象限对称，故共13折线段。A律13折线压缩编码规则：信号样值有正有负, 要用一位码来表示，这一位码叫极性码。正极性以比特

8、“1”表示，负极性以比特“0”表示。13折线压缩律在第一象限有8大段，每一段斜率不同，故需要用3位码表示8个不同的段落，这3位叫段落码，它们也表示各段的起始电平。图1.2-4 A律十三折线图示在每段落内再均匀分为16个小段。由于各段长度均不同，均分后各段内的小段的长度也不等。把第一段的一个等分作为一个最小的均匀量化间距。在第1-8段内每小段依次应有1、1、264，如表1.2-1所示。表1.2-1 各段内均匀量化级各段折线序号12345678各段落长度161632641282565121024各段内均匀量化级248163264每个话音信号样值编码码组格式如下：D1D2D3D4D5D6D7D8极性

9、码 段落码 段内码如果输入信号动态范围为-2048mv?/FONT+2048mv，则可得到表1.2-2所示的各段幅度范围的详表。例如编码器输入量化信号幅值为+135mv和-1250mv，则根据编码规律和表1.2-2 可直接写出它们的编码分别为11000000和01110011。实现PCM 编码的编码器有多种，但通常采用的是逐次反馈比较编码器。表1.2-2 PCM各段电压幅度范围编码后的波形见图1.2-2的D（t）信号，在采样间隔（采样频率8000Hz时为125m s）均匀分布8位串行数据。为了从数字信号恢复原模拟信号，需要对数字信号进行译码和滤波。译码是编码的逆过程，即将接收的PCM 编码信号

10、转换成与发端一样的量化信号。这可以根据码组中的段落码所对应的量化阶距值及四位段内码所对应的段序号值，求出原采样点对应的原量化值（绝对值）。译码器是一个积分过程，其充电速度快放电速度慢，其输出是一个非平滑的模拟信号，用低通滤波器对其滤波，滤除其高频分量，可使其平滑成模拟信号。尽管模拟信号的数字化（通常称为模数转换（A/D）及其逆过程（通常称为模数转换（D/A）可按上述步骤先后处理而得，但实际上模拟信号与数字信号之间的转换处理却是同时实现的。随着大规模集成技术的发展，现在一般将上述各项处理过程集成于一片专用芯片中。这类芯片有Intel2914、TP3067和MC145567等。图1.2-5是一个完

11、整的信号变换过程。图1.2-5 完整的信号变换过程1.2.4 时分复用系统组成 复用系统由复用器、复用线（Multiplexed Highway）和去复用器组成，如图1.2-6所示。复用器和去复用器总是成对出现的，也就是说复用系统是一种可逆系统。图1.2-7及图1.2-8给出了四个低速用户信号（称为支路信号）共享一条高速传输线的一个的时分多路复用系统图。TDM 复用器给每个用户分配一个固定的时间段（称为时隙或TS-time slot）。图1.2-6 复用系统组成 无论何时，每个用户只能在分配给它的时隙内发送信息，用户无信息发送时，他们的时隙就会处于空闲状态，别人也不能利用。TDM 采用固定帧长

12、结构，它根据时隙在帧内的相对位置来识别用户信道，要求时隙周期地出现，因此需要有同步信号来进行时隙定位。程控数字交换机中都采用数字时分复用技术，即数字复接技术。1.2-7 四路信号复用过程示意图最基本的时分复用为32路时分复用（欧洲、中国体系），称为一次群，速率为2.048MHz。其对应的PDH时分复用系列速率为8.448 MHz、34.368MHz、139.264 MHz、565.992 MHz，分别称为二次群、三次群、四次群和五次群。其对应的SDH时分复用系列速率为155 MHz（STM-1）、622MHz（STM-4）和2.5 GHz（STM-16）。1.2.5 PCM 基群格式 PCM基

13、群系统是数字设备之间最基本的数字信号借口，它包含32个时隙，TS0作为帧同步时隙，其余为信令或话路时隙。对于局间采用七号信令（共路信令）时，TS1-31中的任意一个时隙可作为信令时隙，二个局之间要协商好。对于局间采用一号信令（随路信令）时，TS16作为线路信号信令时隙，每路线路信号占用4bit。30个话路只有8bit信令信息,这显然是不够的，为此采用复帧结构，即由16个单帧组成一个复帧（Multi-frame）。这样安排就可以保证在2ms时间内为每个话路分配到4个信息比特。随路信令PCM30/32基本的复帧、单帧格式见图1.2-9所示:从图可见，在125m s取样周期内，每一话路轮流传送8bi

14、t话音码组一次，每个话路占用一个时隙。30个话路加上同步和信令时隙共同组成一个单帧。TS0用于传输帧同步码，TS16用于传输各路的线路信号（如占用、被叫摘机、主叫挂机、强拆等）。在一个单帧中，PCM 30路系统的特征数据如下：话音频带300-3400Hz，取样速率8000Hz，帧周期125m s，每样值编码比特8bit，每话路速率64kbit/s，每帧时隙数32，每帧比特数256，每帧PCM的话路数30，每时隙宽度3.9m s，比特隙宽度0.488m s，总的数据速率2.048Mb/s，压缩规律A律A=87.6。1.2.6 线路编码 设备内部码型是非归零码（NRZ），不适于在局间有线线路中传输

15、。线路编码的目的主要在于使发送的信码与信道能很为好地匹配，便于提取时钟信号，线路编码信号要无直流，高低频分量均小，易提取基频分量，具有差错检测能力，误码少和实现简便。在数字交换机中，常用的线路码有AMI和HDB3两种，我国采用HDB3。下面介绍三个容易混淆的基本概念：1HW（High Way）的概念是基于时分复用原理的多个同一类信号的复用，一般有2M、8M的HW，属设备内部信号的概念，是NRZ码型。2PCM的概念是基于时分复用原理的设备间的数字中继，对于32路时分复用，TS0固定为同步信号，而其它时隙用于传送业务信号或控制信号。PCM指传输接口，符合G.703规范，一般为HDB3或AMI码。对

16、于局间NO.1信令，TS16传送其线路信号（表示线路状态），记发器信号采取随路方式，故称随路信令。对于局间NO.7信令或非标准信令，TS1-31的任一时隙可以传送业务信号或控制信号（信令），只要双方协商好。3E1接口的概念是时分复用体系的概念：中国及欧美采用2M（一次群）、8M（二次群）、34M（三次群）、139M（四次群）PDH系列，E1指2M（一次群）的32路时分复用。拉美、日本采用1.5M（一次群）、6.3M（二次群）、32M（三次群）、100M（四次群）PDH系列，T1指1.5M（一次群）的24路时分复用。以上三个概念易混淆，且速率皆一样。1.3 T型数字交换网络（Digital Sw

17、itching Network） 交换是交换机所要完成最基本的任务, 即不仅要能实现本局交换机的两用户之间的连接，而且还要实现任一用户与任一中继电路的连接。只有这样，才能通过交换机不仅实现同一局的任一用户间的通信，而且可能实现本局用户与所有的可能达到的本地网、全国网、全球网的其他用户间的通信。数字交换网络是交换机中实现这种交换的关键。对于一个大容量的程控数字交换机来说，进入数字交换网络的用户数字数据流，既有来自同一母线（HW）上的数字复接的数据流，也有来自不同母线上数字复接的数据流。因此，一般组成数字交换网络的部件，不能只有一级交换网，要有多级。在数字交换网络中，最常采用的交换部件有时间接线器

18、（T-Switch）、空间接线器（S-Switch）及它们的组合，如TS、ST、TSnT、SnTSn、Tn，这里n=1-4。T接线器一般可以单独构成数字交换网络，S接线器则只能与T接线器一起构成数字交换网络。下面我们主要介绍T接线器，S接线器和TST交换网络不予介绍。因为，一是随着集成电路的飞速发展，大规模的数字交换芯片（单片交换能力达2KTs 2KTs）推出很快，而大规模的空分交换芯片却很难突破；二是采用数字交换芯片用T网或TTT网很容易做到大规模交换网和分散控制，而空分交换很难；三是T接线器控制简单；四是采用数字交换容易实现保护或负荷分担。首先看数字时分交换机的两个用户是怎样实现通话的，A

19、用户摘机，为它分配1个时隙（例如2HW-3TS），它呼叫B用户，为B分配1个时隙（例如2HW-10TS），在数字交换网中交换这2个时隙就可以实现通话。见图1.3-1所示。首先说明，设备采用双向HW和统一时隙，即每个用户占用一条双向HW的一个时隙，这样实现及控制简单。从图中看出，用户A说话的内容在上行HW的TS3中，经交换网络交换到下行HW的TS10中，A说的话B就能听到；反过来，用户B说话的内容在上行HW的TS10中，经交换网络交换到下行HW的TS3中， B说的话A就能听到；这样就能互相通话。在图1.3-1中，实现了同一HW线（通称母线）上的不同时隙（TS3 TS10）的交换，不同HW线（通称

20、母线）上的不同时隙（TS3 TS10）的交换的道理也一样。应该指出的是，为了简单起见，我们从现在起将仅以时隙序号表示各用户话路，而他们的话音数据交换仅表示为各时隙序号所对应的数据的交换。因此，通常称这种交换为时隙交换（Time Slot Switching）。图1.3-2 T接线器实现的原理框图T接线器又称为时间接线器（T-Switch）。它能实现不同时隙的话音数据的交换。T接线器主要是由话音存储器（SM）和控制存储器（CM）两部分组成。在时钟同步下把HW线上的串行数据转换成并行数据写入SM，接续的控制则是由CPU控制下的CM来实现。T接线器实际实现的原理框图如图1.3-2所示。图1.3-2中

21、给出TS3与TS11两用户数据的交换所对应的各存储器中相应存储单元中的数据，实际上它们均是以二进制形式存储的，只是为了阅读方便才均以十进制数给出。HW线速率一般有2M和8M，故T接线器存储器的容量分别为：SM的容量的字节数为T接线器的入HW的总时隙数，每字节8位CM的容量的字节数同SM，每字节为log2N=5位（N为CM的容量的字节数）例如，对于MT8980 T接线器，交换能力为256TS 256TS，即8条2M入HW，总时隙数256。SM的容量为256字节，每字节8位。CM的容量为256字节，每字节log2256=8位。1.4 程控数字交换机概述 程控数字交换机由硬件和软件两大部分组成1.4

22、.1 程控数字交换机硬件系统 程控数字交换机硬件主要由以下部分组成：接口电路、公共资源电路、数字交换网络（前已讨论，这里从略）时钟系统和控制系统，如图1.4-1所示。 交换机通过接口电路与外界连接，接口电路主要分为用户侧接口和中继侧接口两类。用户侧接口接各类用户（包括模拟用户、数字用户、ISDN用户及其它用户），中继侧接口接到其它交换机。时钟电路在外同步基准的同步下产生供各功能单元使用的统一时钟。公共资源电路有局间信令处理器、用户电路DTMF收发号器和提供各种信号音的信号音产生电路。前台控制处理器在后台操作终端的指令下对各功能单元进行控制。图1.4-1 数字程控交换机基本构成1.4.2 程控数

23、字交换机软件系统 程控数字交换机中的硬件动作由软件进行控制。软件质量的好坏直接影响整个交换机的性能。软件由程序和数据两大部组成。程控数字交换机的软件系统是非常复杂和庞大的，它应具有如下特点：1. 规模大 大型局用程控数字交换机指令可每达十万条至上百万条，通常开发软件需数百人。2. 实时性强 尽管交换机中许多任务对时限要求不高，如话务统计、计费和打印输出等，但却有大量的实时性要求很强的任务，比如系统要求能及时监视收集、识别、分析、处理与用户的状态有关呼叫各种数据、对系统突发故障作出立即处理。3. 并发性、多重性强 由于同一时刻可能会有大量用户进行呼叫，且各个呼叫所处的阶段又不尽相同，而且处理机还

24、得执行其它非呼叫的任务，这就要求交换机能够在同一时刻执行多种任务，因而要求软件具有并发性多重性。4. 可靠性要求很高 交换机的可靠性指标可从两方面来说：一是要有99.98%的正确呼叫处理能力；二是40年内系统中断运行时间不超过2小时。因此，要求在硬件或软件本身有故障的情况下，系统应仍能保持可靠运行，且在不影响系统运行前提下，使硬件或软件故障得以排除，并恢复正常工作。5. 可维护性好 这要求软件设计模块化、结构化、参数化；程序可读性好、易扩展、可移植。大型局用程控数字交换机软件系统组成如图1.4-2。1.4.2.2 程控数字交换机数据在交换机中，所有有关交换机的信息都可通过数据来描述，如硬件配置

25、、编号方案、运行环境、用户状态、系统资源、路由地址、时间资源等。根据信息存在时间特性，相应的数据有半固定数据和动态数据之分。图1.4-2 程控数字交换机软件系统组成1. 动态数据 动态数据呼叫处理过程产生的且不断变化的数据，且仅存在于该项呼叫过程中的数据。在呼叫过程中它们存于各种表格中。这些表格有：忙闲表（用户、收号器、中继线、交换网络链路等）、事件登记表（呼出、应答、挂机）、呼叫记录表、（收到的被叫号码）、设备信息表、（主叫设备号等）、各种分析和译码表及监视表输出登记表等等。2. 局数据 硬件设备配置、设备逻辑各物理名及编号、局向、路由及选择方案中继线群、信令方式、号码翻译规则、特服种类和线

26、数、新业务种类及数据、话务量和接通率统计数据、计费数据、呼叫复原方式、可接非话终端种类及数据、软件表格配量。它们通常也采用表格存放。3. 用户数据 用户资料（姓名、地址、电话号码、设备号、用户等级、计费类型、费率、话机类型、各种用户状态数据）、用户线类别（专线、线、用户交换机中继线、话机类机）和服务类别（呼叫等级数及权限、新业务权限）。1.4.2.3 程序 1. 系统程序 系统程序包括操作系统、通信程序、资源管理程序和数据库管理。操作系统要求很高，要采用实时多任务操作系统，基本功能包括系统初始化、程序加载、中继管理、任务调度、内存管理、时钟管理、I/O控制时限管理、系统负荷控制等。通信程序要求

27、高可靠性。现代大容量局用数字交换机都是多级多处理机的控制系统，处理机之间通信任务，由通信程序完成。资源管理程序包括交换网络管理、信号系统管理、多频信号收发器管理及其它资源管理。数据库管理系统管理整个交换机系统的所有数据。即上述各种数据的数据存取与组织，维护、更新、备份、恢复等。2. 应用程序 应用程序包括呼叫处理程序、维护管理、计费程序和多种统计程序。呼叫处理程序包括交换状态管理、交换资源管理、交换业务管理、交换负荷管理等程序。计费程序和多种统计程序包括计费、结算、报表与打印输出等程序。维护管理包括计费话单管理、设备管理、告警管理、话务统计、故障诊断测试、呼叫接续过程跟踪、用户/中继线测试、过

28、负荷管理、系统恢复程序、硬件故障检测与恢复、硬件切换、软件故障检测与恢复、设备状态管理等程序。1.5 程控数字时分交换机的定义 在交换级上是数字信号且是程序控制的电路交换的交换机称为数字时分程控交换机，相反交换级上是模拟信号且是程序控制的交换机称为模拟程控交换机。数字信号传输及交换的优点如下：棗数字信号传输采用“0”、“1”二种信号传输，对应电信号的高(+5V)低(0V)电平,易判别，极少有误差。棗数字信号采用时分复用技术，在2根线上可传输几万甚至几十万个通道的信号，省去了大量的铜缆，节约成本。棗数字信号皆采用光传输，免受电干扰.棗数字信号皆采用光传输,传输距离远（50KM-几千KM），不象模

29、拟信号传输那样需几公里加中继器，节约成本。棗数字信号传输不象模拟信号传输那样有误差积累，传输质量大大提高，误码率保证在10-9以下。棗随着超大规模集成电路的发展，数字化使交换和传输设备体积大大减小，可靠性提高,功耗小,实现起来很容易。棗数字信号提供非话音及宽带业务，如ISDN、DDN等，支持非电路交换。附录:实用的数字交换网络芯片MT8980。 目前，国外一些厂家陆续推出一些用于组成数字交换网络的芯片。如加拿大Mitel公司的MT8980为8条2M HW的256时隙交换芯片，MT90820为8条8M HW的2048时隙交换芯片。在中兴设备的单板中多采用MT8980，附图1是MT8980大规模集

30、成电路单T数字交换网络示意图。由图看出，该接线器有8条输入STi线和八条输出STo线。每条STi均为32路话音信号，2048Kbit/s的串行数据自STi0-STi7输入，同样速率的串行数据从ST00ST07输出。STi线和STo线可分别称为HWi线和HWo线。 附图1中输入STi的串行数据经串/并变换后，以256Kb/s速率8线并行地存入与之对应的话音存储器中，话音存储器的总容量为2568位，与832个输入信道相对应。接续存储器的容量是25611位，即每个接续存储器对应一个输出信道，共对应832个输出信道。接续存储器每单元有11位，分成高3位和低8位两部分，各位的作用附图2所示。 MT898

31、0信道可工作于交换模式或信息模式。在交换方式下（B101），接续存储器B7-B0的内容为话音存储器单元地址，其中B7-B5选择输入STi，B4-B0选择STi的信道。按照该输出信道对应的接续存储器低8位所指示的地址（附图2），可将某输入信道的信息经并/串变换后交换到该输出信道，从而实现任意输入信道至任意输入信道的时隙交换。当接续存储器的B101时，该信道工作于信息方式。B7-B0的信道允许输出，每帧重复一次。B8是输出信道使能位，B81时该信道允许输出，B8=0时该信道输出呈高阻态。MT8980有一个8位控制寄存器，各位的作用如附图3所示。控制寄存器的访问地址是A50（A4A0任意）。当A5=

32、1时，处理机通过控制寄存器的内容选择工作模式、访问存储器类型、ST总线号，并由A4A0选择信道号。模式控制由C7和C6两位决定。当C7=1时，电路工作在信息方式，此时C4C3不起控制作用。处理机通过控制接口从话音存储器读数据，或向接续存储器低8位写数据，并从输出ST0的相应信道自动输出数据。当C70时，则由C4C3选择存储器。C61时，256个信道全部工作在信息方式；C60时，接续存储器的b10决定该信道的工作模式。存储器类型选择由C4、C3实现：00-未用，01-话音存储器，10接续存储器低8位，11接续存储器高3位。ST总线选择由C2、C1、C0来实现：000- ST0，001- ST11

33、11-ST7。信道选择由A5、A4、A3、A2、A1、A0来实现：100000信道0，100001信道1，111111-信道31复习题1. 数字信号的特点是什么，什么条件下才能称为数字交换？2. 数字化的优点有哪些？3. 数字交换设备对话音的抽样速率是多少？中国采用的标准PCM基群速率是多少？时分复用的作用是什么？4. 为什么在量化前要对模拟电信号进行A律或m 律预处理？5. 试说明HW、PCM和E1三个概念的共同点和区别。6. T接线器有哪2种工作方式？一个512时隙的T交换芯片，其话音存贮器有多少字节？地址存贮器有多少位？多少字节？7. 交换机的公共资源一般有哪些?8局间数字中继为什么要进

34、行码形变换？第二章 接入网概述 本章首先讲解接入网的基本概念，接入网有那些类型？然后介绍中兴接入网的特点、综合接入能力及如何组网。在本书的附录中介绍通信网的发展与变化，接入网各类型简介，接入网的发展前景等。1.1 接入网的基本概念 1. 接入网的概念和定义 按现代电信网的概念，公用电信网可以划分为长途网、中继网和接入网三部分。最近国际上已将长途网和中继网合并在一起称为核心网，相对于核心网的其他部分则统称为接入网，接入网主要完成将所有用户接人到核心网的任务，是公用电信网中最大和最重要的组成部分。在电信网络中，接入网定义为业务节点与用户驻地网之间的实体部分。图2.1-1是电信网络的基本组成，UNI

35、是用户网络接口（User Networkh Interface），SNI是业务节点接口（Services Node Interface），而CPN为用户驻地网（Customer Premises Network），在多数情况下，它只是一个用户终端设备。在电信网中接入网的定界如图所示。图中Q是国际通用的管理接口。图2.1-2 接入网的定界在电信、计算机、有线电视技术已趋向融合的总形势下，传统的概念应与发展相适应。与电信网不同，有的接入网无需与核心网相连而在本地直接联至业务节点（SN）而自成系统。例如有线电视网仅需与本地的前端机相连即可组成接入网。2. 通用接入网是通信信息网络发展的基础 通用接入

36、网将成为通信信息网变革中的最大突破口。按照新的定义，通用接入网是由业务节点接口（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、传输设施等）所组成的为传送信息业务提供所需传送承载能力的实施系统。如图2.1-3所示，业务节点（SNI）可以是交换设备、前端机（Head-End，HE）或各种数据库（Database，DB）或光盘库（OpticaI Dlsk Base，ODB），而用户网络则包括各种终端设备（Temlina1 Equipment，TE）。在接入网中包括各种功能块，其中业务口功能（Source Port Funcation， SPF）的主要作用是将特定的SNI规定

37、的要求与公用承载通路相适配以便核心功能块处理，并负责选择有关的信息以便在AN系统管理功能中进行处理。用户口功能（User Port Function，UPF）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。核心功能（Core Function，CF）处于UPF和SPF之间，其主要作用是负责将个别用户口承载通路或业务口承载通路的要求与公用传送承载通路相适配。传送功能（Tlansport Function，TF）是为AN中不同地点之间公用承载通路的传送提供通道，也为公用传输媒质提供适配功能。接入网系统管理功能（Systeam Management Funcdm，SMF）是协调AN内UPF

38、、SPF、CF和TF的供给、操作和维护，也负责协调用户终端（经UNI）和业务节点（经SNI）的操作功能。正因为接入网具有各种必要的功能块，所以才能确保接入网的正常运行。图2.1-3 接入网功能结构2.2 接入网分类 接入网的分类如下：2.2.1 光纤接入网（OAN：Optical Access Network） 光纤接入网指在接入网中采用光纤作为传输媒介来实现用户信息的传送。随着计算机技术及多媒体技术的发展，铜线传输的弱点暴露无疑，尽管采取了一些改进措施和新技术，但仍难以满足需要。光纤接入网的结构见图2.2-1，本书主要详细讲解光纤接入网。光传输通信体系有准同步数字体系PDH（Plesioch

39、ronous Digital Hierarchy）和SDH（Sychronous Digital Hierarchy），复用方式主要采用WDM、DWDM、SCM、TCM、SDM或PON。1. 波分复用WDM技术 在一根光纤上同时传送多个波长不同的光载波使传输能力成倍增加的技术称为光的波分复用（Opitical Wavelength Division Multiplexing OWDM）。一般当相邻两个峰值波长间隔在50-100nm时称为波分复用（WDM）系统，当相邻两个峰值波长间隔在1-10nm时称为密集波分复用（Dense WDM DWDM）系统，当相邻两个峰值波长间隔小于1时称为光频分复用

40、（Optical Frequency Division Multiplexing OFDM或FDM）系统。2. 副载波复用（Subcarrier Multiplexing SCM）技术 将多个基带信号分别调制不同的电载波（称为副载波），再对这些经过频分复用的电信号群对一个光源进行调制。优点是技术成熟，易于实用化。3. 时分复用（Time Division Multiplexing TCM）技术 光的时分复用与电的时分复用类似，将一桢分为n个时隙，每个时隙只传输固定的信道。4. 空分复用（Space Division Multiplexing SDM）技术 利用空间分割构成不同的信道进行光复用技

41、术的复用方法。特点是复用简单，各个信道可以采用不同的波长。FTTH：Fiber to the home 光纤到家FTTB：Fiber to the building 光纤到大楼FTTC：Fiber to the curb 光纤到路边FTTO：Fiber to the office 光纤到办公室FTTZ：Fiber to the zone 光纤到小区FTTF：Fiber to the floor 光纤到楼层FTTN：Fiber to the neighbor 光纤到邻里FTTR：Fiber to the remote 光纤到远端节点2.2.2 无线接入网 包括固定无线接入网（FWA Fixed

42、Wireless Access，为固定位置的用户服务，如电话机、传真机、计算机）和移动无线接入网（为位置在移动的用户服务，如手持式、传便携式、车载式）。是实现“5W”（任何人Whoever随时Whenever随地Whereever能同任何人Whoever实现任何方式Whatever）的重要保证，我国目前规定固定无线接入系统工作频段为450Mhz、800/900 MHz、1.8/1.9G Mhz和3G MHz。固定无线接入一般由用户终端设备（单用户或多用户单元）、提供系统与无线用户之间无线连接的基站、基站控制器和网管组成，是PSTN的延伸，见图2.2-2。固定无线接入网又可称为FWA（Fixed

43、 Wireless Access）或WLL（Wireless Local Loop），其成熟的技术有模拟蜂窝技术（如AMPS、TACS、NMT、NAMTS等）、数字蜂窝技术（如GSM、DAMPS、CDMA等）、微蜂窝技术和数字无绳技术（如CT2、DECT、PHS等）、以及3.5GHz频段的数字微波。800MHz-1 GHz频段技术成熟，成本低，适合农村、山区和沙漠地区使用。1.8 GHz -3.5 GHz频段频率高、衰减大、覆盖面积小、成本高，适于城市地区。一般把基站覆盖范围分三类：一是宏区（Macro Cell），覆盖半径为5-55km；二是微区（Micro Cell），覆盖半径为0.5-5

44、km；三是微微区（Pico Cell），覆盖半径为50-500m。2.2.3 无绳通讯系统无绳通讯属于无线移动的一种，与蜂窝移动不同的是它不涉及网络，第一代无绳通讯系统是家用无绳电话，模拟制式、单路、覆盖范围200米，如CT1。第一代无绳通讯系统基于数字技术，用于公网，只能呼出，不能呼入，只能传送电话，无切换功能，覆盖范围50-300米，如CT2。1992年出现欧洲数字无绳通讯（DECT）系统，可双向通信，1995年日本推出PHS系统，用户达700万以上。几种数字无绳电话系统的主要性能、指标如下： CT2CT2+CT3DECTPHSPACS标准制定者英国北电爱立信ETSI日本美国使用频段MHz

45、864.1-868.1994-948862-8701880-19901895-19181850-19101930-1990频段间隔100kHz100kHz1MHz1.728MHz300kHz300kHz载频数404081177调制方式FSKFSKGMSKGMSKp /4QPSKp /4QPSK传输方式TDDTDDTDDTDDTDDTDD接入方式FDMAFDMATDMATDMATDMATDMA信道总数4040641323081024信道分配方式话音DCADCADCADCADCAQSAFA控制随机专用专用专用专用话音编码32kbit/sADPCM32kbit/sADPCM32kbit/sADPCM

46、ADPCM或CVSDM32kbit/sADPCM32kbit/sADPCM手机发射平均功率10mW10mW80mW10mW10mW25mW公共场所提供业务单向寻呼单向+寻呼双向+寻呼双向呼叫越区切换双向呼叫越区切换双向呼叫越区切换双向呼叫越区切换双向呼叫越区切换移动性步行步行步行机动车速机动车速FSK频移键控 GMSK高斯滤波最小频移键控 CVSDM连续可变斜率增量调制DCA动态频道分配 QSAFA非静态自动信道分配 TDD时分双工ADPCM厂自适应差分脉码调制 p /4QPSK p /4四相相移键控2.3 中国实施接入网的分析 2.3.1 我国用户线路的现状和平均长度 我国现有的用户线路大部分由对绞铜线组成，典型结构如图2.3-1。主干线路一般长几公里，配线为几百米，引入线为及十米以内。我国用户电路长度分布：平均长度3.38km，长度在2.4 km以内占50%，长度在6.6 km以内占90%。图2.3-1 用户线路接入方式2.3.2 我国通信的现状 在经历了80年代至今的电信大发展后，中国的电信网已初具规模，对电信网的用户线路现状进行调查，是对未来接入网进行规划的重要依据，数据网和CATV网近几年也迅速发展。下面介绍这三种网的用户接入网情况。1. 电话网 现有提供电话业务的电缆网是提供一