《接入网体系结构》PPT课件.ppt

接 入 网 技 术第 2章 接 入 网 体 系 结 构 第 2章 接 入 网 体 系 结 构n 教 学 重 点n 接 入 网 的 两 个 重 要 标 准n G.902n Y.123n 接 入 网 两 个 标 准 的 重 要 意 义n 要 求n 了 解 接 入 网 的 标 准 化 进 程 与 发 展 n 掌 握 G.902和 Y.1231的 定 义 、 基 本 特 点 、 两 者 的 异 同以 及 在 接 入 网 发 展 中 的 作 用n 理 解 为 什 么 说 IP接 入 网 是 发 展 方 向n 初 步 了 解 几 种 典 型 的 接 入 技 术 第 2章 接 入 网 体 系 结 构 2.1 引 言2.2 电 信 网 接 入 体 系 G.9022.3 IP网 接 入 网 体 系 Y.12312.4 G.902与 Y.1231的 比 较 2.5 典 型 接 入 技 术 简 介 2.6 接 入 网 的 管 理 体 系 2.1 引 言n 英 国 电 信 1975年 首 次 提 出 接 入 网 概 念n ITU-T制 定 接 入 网 总 体 标 准n ITU-T： 国 际 电 联 电 信 标 准 部n ITU: International Telecommunications Union n TSS: Telecommunication Standardization Sectorn ITU-T 1995年 11月 ， 发 布 第 1个 接 入 网 标 准 G.902 n 基 于 电 信 网 的 接 入 网n 接 入 网 首 次 作 为 一 个 独 立 的 网 络 出 现n ITU-T 2000年 11月 ， 发 布 第 2个 标 准 Y.1231n 基 于 IP网 的 接 入 网n 符 合 Internet迅 猛 发 展 的 潮 流n 揭 开 了 IP接 入 网 迅 速 发 展 的 序 幕 2.2 电 信 网 接 入 体 系 G.9022.2.1 G.902建 议 概 述2.2.2 电 信 接 入 网 的 定 义2.2.3 电 信 接 入 网 的 结 构 与 定 界2.2.4 电 信 接 入 网 的 接 口2.2.5 电 信 接 入 网 的 功 能2.2.6 电 信 接 入 网 在 电 信 网 中 的 位 置2.2.7 对 电 信 接 入 网 体 系 G.902的 评 价 2.2.1 G.902建 议 概 述n 定 义 了 接 入 网 的 总 体 框 架 结 构n 定 义 的 是 基 于 电 信 网 的 接 入 网 的 框 架n 定 义 了 接 入 网 的 ：n 体 系 结 构 和 功 能n 接 入 类 型n 管 理 和 业 务 节 点n 着 重 从 功 能 的 角 度 对 接 入 网 进 行 描 述 2.2.2 电 信 接 入 网 的 定 义n 接 入 网 (AN)n Access Network : An implementation comprising those entities (such as cable plant, transmission facilities, etc.) which provide the required transport bearer capabilities for the provision of telecommunications services between a Service Node Interface (SNI) and each of the associated User-Network Interfaces (UNIs). n An Access Network can be configured and managed through a Q3 interface. n In principle there is no restriction on the types and the number of UNIs and SNIs which an Access Network may implement. n The access network does not interpret (user) signalling. 2.2.2 电 信 接 入 网 的 定 义n 接 入 网 (AN)n 接 入 网 (AN)是 由 一 系 列 实 体 （ 诸 如 线 缆 装 置 和传 输 设 施 等 ） 组 成 的 、 提 供 所 需 传 送 承 载 能 力的 一 个 实 施 系 统 。 在 一 个 业 务 节 点 接 口 (SNI)与 之 相 关 联 的 每 一 个 用 户 网 络 接 口 (UNI)之 间提 供 电 信 业 务 的 所 需 的 传 送 能 力 。n 接 入 网 可 以 经 由 一 个 Q3接 口 进 行 配 置 和 管 理 。n 一 个 接 入 网 实 现 UNI和 SNI的 数 量 和 类 型 原 则上 没 有 限 制 。 n 接 入 网 不 解 释 用 户 信 令 。 2.2.2电 信 接 入 网 的 定 义进 一 步 理 解 G.902n 接 入 网 组 成n 由 线 缆 装 置 、 传 输 设 施 等 实 体 构 成 的 一 个 实 施 系 统n 接 入 网 目 的n 为 承 载 电 信 业 务 提 供 传 送 能 力n 电 信 业 务 是 在 SNI和 每 一 与 之 关 联 的 UNI之 间 提 供n 接 入 网 的 管 理 n 经 由 Q3进 行 配 置 和 管 理n Q3： 电 信 管 理 网 TMN的 系 统 管 理 接 口n 接 入 网 不 解 释 用 户 信 令n SNI和 UNI具 有 静 态 的 关 联n 用 户 不 能 通 过 命 令 自 动 接 入 不 同 的 业 务 节 点 （ 不 能 动 态 改 变 ）n 主 要 功 能n 复 用 、 连 接 和 运 送 ， 不 含 交 换 功 能 ， 独 立 于 交 换 机 2.2.3 电 信 接 入 网 结 构 与 定 界n G.902定 义 的 接 入 网 范 围 由 三 个 接 口 定 界 ：n 用 户 网 络 接 口 UNI:User Network Interfacen 业 务 节 点 接 口 SNI： Service Node Interfacen 电 信 管 理 接 口 : Q3 电 信 管 理 网 接 入 网 AN 业 务 节点 SNUNI SNI Q3Q3 2.2.4 电 信 接 入 网 的 接 口n 用 户 网 络 接 口 UNIn 连 接 用 户 与 接 入 网 之 间 的 接 口n 类 型 ： 单 一 UNI和 共 享 UNIn 业 务 节 点 接 口 SNIn 连 接 接 入 网 与 业 务 节 点 之 间 的 接 口n 典 型 的 SNI如 ： Z接 口 ， V接 口 ， ATM接 口 等n 业 务 节 点 SN n 业 务 节 点 （ SN） 是 提 供 业 务 的 实 体n 如 对 交 换 业 务 ： SN提 供 接 入 呼 叫 和 连 接 控 制 信 令 、 接 入连 接 及 资 源 处 理 2.2.4 电 信 接 入 网 的 接 口n 电 信 管 理 接 口 Q3n 连 接 电 信 管 理 网 与 电 信 网 其 他 部 分 的 标 准 接 口n 电 信 管 理 网 通 过 Q3接 口 实 施 对 接 入 网 的 管 理 与协 调n 管 理 包 括n 用 户 端 口 功 能 的 管 理n 运 送 功 能 的 管 理 n 业 务 端 口 功 能 的 管 理n 注 意 ：n 指 对 接 入 网 的 管 理 ， 而 非 对 用 户 的 管 理 2.2.5 电 信 接 入 网 的 功 能n 可 归 纳 为 两 大 功 能 群 : 传 送 功 能 、 系 统 管 理 功 能n 传 送 功 能 TF包 括 UPF、 SPF、 CF n 承 载 并 运 送 业 务n UPF/SPF/CF主 要 是 适 配 功 能 ， 是 TF的 外 围 功 能n 系 统 管 理 功 能 SMF: System Management Functionn 供 TMN进 行 系 统 管 理n 协 调 各 功 能 的 指 配 、 操 作 和 维 护AN-SMFUPF CF TF CF SPF UPF: User Port FunctionSPF: Service Port FunctionCF: Core Function TF: Transport Function 2.2.6电 信 接 入 网 在 电 信 网 中 的 位 置n 电 信 网 组 成n 接 入 网 、 交 换 网 、 传 输 网n 通 常 将 交 换 网 和 传 输 网 合 称 为 电 信 核 心 网n 电 信 接 入 网 :用 户 到 电 信 核 心 网 的 承 载 电 信 业 务 的一 系 列 实 体用 户终 端 接入网 电 信核 心 网 接入网 用 户终 端UNI SNI UNISNI 2.2.6电 信 接 入 网 在 电 信 网 中 的 位 置n 最 初 的 接 入 网 用 户 环 路程 控 交 换 机 交接盒 分线盒 用 户 终 端主 干 系 统 配 线 系 统 引 入 线数 千 米 数 百 米 数 十 米接 入 网 UNISNI 2.2.7 对 G.902的 评 价n 是 接 入 网 发 展 的 里 程 碑n 历 史 上 第 一 个 接 入 网 总 体 标 准 框 架n 接 入 网 作 为 一 个 独 立 网 络 形 式 出 现n 是 接 入 网 发 展 的 重 要 理 论 依 据n 具 有 一 定 的 局 限 性n 束 缚 于 电 信 网 的 体 制n 只 具 有 连 接 、 复 用 、 运 送 功 能 ， 不 具 备 交 换 功 能 n 只 能 静 态 关 联 ： UNI和 SNI只 能 静 态 指 派 SN必 须 与 核 心 网 绑 定n 不 解 释 用 户 信 令 ： 用 户 不 能 通 过 信 令 选 择 不 同 的 业 务 提 供 者n 由 特 定 接 口 界 定n 核 心 网 与 业 务 绑 定 ， 不 利 于 其 他 业 务 提 供 者 参 与n 不 具 备 独 立 的 用 户 管 理 功 能 2.3 IP网 接 入 网 体 系 Y.1231 2.3.0 IP接 入 网 产 生 的 背 景2.3.1 Y.1231建 议 概 述2.3.2 IP接 入 网 的 定 义2.3.3 IP接 入 网 的 总 体 结 构2.3.4 IP接 入 网 的 参 考 模 型2.3.5 IP接 入 网 的 功 能 与 特 点2.3.6 IP接 入 网 的 接 入 类 型2.3.7 IP接 入 网 的 典 型 模 型 2.3.0 IP接 入 网 产 生 的 背 景n 互 联 网 取 得 巨 大 成 功 ， 引 发 网 络 的 IP化n 数 字 化n 所 有 业 务 都 可 用 比 特 流 传 送n 分 组 化n 分 组 传 输 、 分 组 复 用 、 分 组 交 换n 分 组 业 务 量 ： 非 对 称 的 阵 发 性 比 特 流 ， 峰 值 速 率 高n 全 球 开 始 议 论 NII和 GII n National Information Infrastructure n Global Information Infrastructuren IP技 术 开 始 深 刻 影 响 通 信 界n 以 IP为 主 的 网 络 分 组 化 正 在 成 为 NGN的 基 础 支 撑 2.3.0 IP接 入 网 产 生 的 背 景n ITU的 态 度 开 始 发 生 重 大 转 变n ITU预 见 ： IP技 术 在 未 来 通 信 领 域 将 会 起 到 革 命 性 的 作 用n ITU开 始 全 面 的 技 术 重 心 迁 移 的 过 程n 1999年 ： 成 立 SG13 多 协 议 和 IP网 络 及 其 互 通 研 究 组n ITU开 始 研 究 ： 基 于 IP技 术 的 系 列 标 准n 研 究 IP网 络 体 系 结 构 n 研 究 基 于 IP技 术 的 对 传 统 电 信 网 络 进 行 综 合n 研 究 新 一 代 网 络 向 用 户 提 供 综 合 业 务n ITU提 出 了 Y系 列 建 议n 定 义 了 “ 基 于 IP的 全 球 信 息 基 础 设 施 ” GIIn 基 于 IP技 术 开 始 定 义 未 来 的 GIIn Y.1231就 是 Y系 列 建 议 中 的 一 个 2.3.1 Y.1231建 议 概 述n Y.1231建 议n IP接 入 网 的 体 系 结 构n IP access network architecturen ITU-T， 2000年 11月 24日 发 布n IP接 入 网 的 总 体 标 准n 从 体 系 、 功 能 、 模 型 的 角 度 描 述 IP接 入 网n 特 点 n 在 IP化 大 潮 冲 击 下 对 接 入 网 的 认 识 发 展n 十 分 精 炼 ， 适 应 基 于 IP的 技 术 潮 流n 比 G.902有 所 发 展 ， AN更 加 独 立 、 完 整n 重 要 意 义n 对 IP接 入 网 具 有 指 导 性 意 义n 对 接 入 网 的 一 般 性 总 体 结 构 将 产 生 重 要 的 影 响n 对 电 信 网 络 的 IP化 具 强 烈 推 动 作 用 2.3.2 IP接 入 网 的 定 义n IP access networkn An implementation comprising network entities to provide the required access capabilities between an IP user and an IP service provider for the provision of IP services.n IP user and IP service provider are logical entities which terminate the IP layer and/or IP related functions, and may also include lower layer functions, and may also include lower layer functions. 2.3.2 IP接 入 网 的 定 义n IP 接 入 网n 由 网 络 实 体 组 成 提 供 所 需 接 入 能 力 的 一 个 实 施系 统 ， 用 于 在 一 个 “ IP用 户 ” 和 一 个 “ IP服 务者 ” 之 间 提 供 IP业 务 所 需 的 承 载 能 力 。n “IP使 用 者 ” 和 “ IP服 务 者 ” 都 是 逻 辑 实 体 ，它 们 终 止 IP层 和 IP功 能 并 可 能 包 括 低 层 功 能 。 (注 ： IP用 户 也 称 IP使 用 者 ） 2.3.2 IP接 入 网 的 定 义 进 一 步 理 解 IP接 入 网n 是 IP用 户 和 IP服 务 提 供 者 之 间 提 供 接 入 能 力 的 实体 组 成n 由 这 些 实 体 提 供 承 载 IP业 务 的 能 力n 定 义 中 的 IP服 务 提 供 者 是 一 种 逻 辑 实 体n 可 能 是 一 个 服 务 器 群 组 n 可 能 是 一 个 服 务 器n 甚 至 可 能 是 一 个 提 供 IP服 务 的 进 程n IP用 户 可 以 动 态 选 择 不 同 的 IP服 务 提 供 者 2.3.3 IP接 入 网 的 总 体 结 构 Y.1231定 义 的 接 入 网 统 一 由 参 考 点 RP定 界用 户 驻 地 网 CPN (Customer Premises Network)位 于 用 户 驻 地 、 可 以 是 小 型 办 公 网 络 , 也 可 以 是 家 庭 网 络可 能 是 运 营 网 络 或 非 运 营 网 络 IP服 务 提 供 商 的 网 络 ，可 以 包 括 一 个 或 多 个IP服 务 提 供 商 。 用 户 驻 地 网（ CPN) IP 接 入 网(IP AN) IP核 心 网(IP CN)参 考 点 (RP) 参 考 点 (RP) IP 接 入 网(IP AN)RP 用 户 驻 地 网（ CPN)RP IP核 心 网n IP core networkn IP service providers network, including one or more IP service providers. n IP服 务 者 的 网 络 ， 可 以 包 括 一 个 或 多 个 IP服 务提 供 商 。 ISP1ISP1 ISP1IP core network 2.3.4 IP接 入 网 的 参 考 模 型n 模 型 描 述 了 IP接 入 网 的 三 大 功 能n 运 送 功 能 、 接 入 功 能 、 系 统 管 理 功 能n 模 型 还 描 述 了 IP接 入 网 的 统 一 接 口 RP去 管 理 口IP接 入 网 系 统 管 理IP接 入 功 能IP接 入 网 运 送 功 能 IP服 务提 供 商 1CPN RP RPRP IP服 务 提 供 商 2IP服 务 提供 商 2IP接 入 网 IP核 心 网 2.3.4 IP接 入 网 的 参 考 模 型n 模 型 描 述 的 IP接 入 网 的 三 大 功 能n 运 送 功 能n承 载 并 传 送 IP业 务n 接 入 功 能n对 用 户 接 入 进 行 控 制 和 管 理 （ AAA） AAA: Authentication, Authorization, Accounting n 认 证 :通 过 口 令 和 用 户 名 实 施 身 份 认 证 ， 即 鉴 权n 授 权 :认 证 通 过 ， 准 许 使 用 网 络 资 源 进 行 访 问n 记 账 :记 录 用 户 使 用 的 资 源 及 通 信 流 量 ， 进 行 记 账n 系 统 管 理 功 能n系 统 配 置 、 监 控 、 管 理 2.3.4 IP接 入 网 的 参 考 模 型n IP接 入 网 的 统 一 接 口 RPn 一 种 抽 象 、 逻 辑 接 口n 在 Y.1231标 准 中 未 作 具 体 定 义n 适 用 所 有 IP接 入 网n 在 具 体 的 接 入 技 术 中 ， 由 专 门 的 协 议 描 述 RP去 管 理 口CPN RP RPRP IP接 入 网 IP核 心 网 2.3.5 IP接 入 网 的 功 能 与 特 点n 用 户 可 以 动 态 选 择 不 同 的 IP服 务 提 供 者n 千 万 IP用 户 与 众 多 IP服 务 提 供 者 之 间 的 选 择n IP接 入 网 解 释 用 户 信 令 ， 用 户 可 以 通 过 呼 叫 选择 不 同 的 IP服 务 提 供 者n 为 接 入 用 户 动 态 分 配 IP地 址n 实 现 网 络 地 址 转 换 (NAT)n 数 据 加 密n 用 户 接 入 管 理 n 认 证 、 授 权 、 记 账 2.3.6 IP接 入 网 的 接 入 类 型 IP接 入 网 允 许 多 种 接 入 类 型n xDSLn Cable Modem n 光 纤 接 入 （ APON、 EPON等 ）n LAN、 WANn 无 线 、 卫 星n 2.3.7 IP接 入 网 的 典 型 模 型n 对 于 不 同 的 传 输 系 统 ， IP接 入 网 具 有 不 同 的 IP映 射 机 制n 以 太 网 接 入 是 最 典 型 的 接 入 方 式 ， 通 常 承 载 IP业 务 。 可 有 几 种 方 式 运 行 IP， 典 型 的 有 ：n IPOE（ IP over Ethernet） n PPPOE（ PPP over Ethernet） （ Ip over PPP over Ethernet） 2.3.7 IP接 入 网 的 典 型 模 型 IPOEn 以 太 网 封 装 IP的 两 种 形 式n IP Over Ethernet IIn 此 时 以 太 网 只 有 MAC层 和 物 理 层n IP分 组 直 接 由 MAC帧 封 装n IP Over IEEE802.3 n 以 太 网 具 有 完 整 的 LLC子 层 、 MAC子 层 和 物 理 层n IP分 组 由 LLC帧 封 装 ， LLC帧 再 封 装 在 MAC帧 中 2.3.7 IP接 入 网 的 典 型 模 型 IPOEn IP Over Ethernet II（ IP Over MAC）IP Over IEEE802.3 （ IP Over LLC） IP (IETF RFC 894) MAC (Ethernet II) PHYIP (IETF RFC 1042)LLC (IEEE802.2) MAC (IEEE802.3/1985)PHY 2.4 G.902与 Y.1231比 较n 定 义 上 ：n G.902定 义 SNI与 对 应 UNI之 间 的 承 载 电 信 业 务 能力 的 实 体n Y.1231定 义 IP用 户 与 IP服 务 提 供 者 之 间 的 承 载 IP业 务 能 力 的 接 入 实 体n 定 界 与 接 口 ：n G.902建 议 由 UNI、 SNI和 Q3接 口 界 定n Y.1231建 议 的 接 口 抽 象 为 统 一 的 接 口 RP,更 具 灵活 性 和 通 用 性 2.4 G.902与 Y.1231比 较n 功 能 ：n G.902建 议n 具 有 复 用 、 连 接 、 运 送 ， 无 交 换 和 记 费 功 能 n 不 解 释 用 户 信 令 ， UNI和 SNI只 能 静 态 关 联 ， 用 户 不能 动 态 选 择 SNn Y.1231建 议 n 除 具 有 复 用 、 连 接 、 运 送 ， 还 具 有 交 换 和 记 费 功 能n 解 释 用 户 信 令 ， IP用 户 可 以 自 己 动 态 选 择 IP服 务 提 供者 2.4 G.902与 Y.1231比 较n 接 入 网 、 核 心 网 与 业 务 提 供 者 的 关 系n G.902建 议n 接 入 网 与 核 心 网 相 互 独 立n 核 心 网 与 业 务 绑 定 ， 不 利 于 更 多 的 业 务 提 供 者 参 与n Y.1231建 议n 接 入 网 、 核 心 网 、 业 务 提 供 者 完 全 独 立 n 更 多 的 业 务 提 供 者 参 与n 用 户 可 以 通 过 接 入 网 获 得 更 多 的 IP服 务 2.4 G.902与 Y.1231比 较n 接 入 管 理 ：n G.902n 对 接 入 网 的 管 理 由 电 信 能 管 理 网 络 实 现 ， 受 制 于 电 信 网 的 体 制n 没 有 关 于 用 户 接 入 管 理 的 功 能n Y.1231 n 具 有 独 立 且 统 一 的 AAA用 户 接 入 管 理 模 式n 便 于 运 营 和 对 用 户 的 管 理n 适 应 于 各 种 接 入 技 术n 结 论n IP接 入 网 比 电 信 接 入 网 具 有 较 大 优 势n 宽 带 接 入 基 于 IP将 是 大 趋 势 2.7 G.902与 Y.1231比 较n 典 型 实 例 比 较n AN： 从 用 户 终 端 到 核 心 网 的 接 入 部 分n 电 信 AN： 承 载 和 传 送 电 信 业 务 的 接 入 实 体n IPAN： 承 载 和 传 送 IP业 务 的 接 入 实 体 2.5 接 入 技 术 简 介n 双 绞 线 接 入n 典 型 的 是 以 太 网 接 入n 采 用 UTP5类 及 以 上 介 质n 接 入 速 率 可 为 10/100/1000Mb/sn 电 话 铜 线 接 入n 典 型 技 术 n xDSL接 入n 话 带 Modem接 入n ISDN接 入n 使 用 用 户 环 路 （ 用 户 线 ）n 分 别 采 用 不 同 的 频 段 ， 多 种 接 入 技 术 可 共 存 2.5 接 入 技 术 简 介n 同 轴 电 缆 接 入n 典 型 的 是 Cable Modem接 入n 接 入 到 用 户 的 部 分 采 用 同 轴 电 缆 介 质n 保 留 原 CATV节 目n 采 用 剩 余 频 段 传 输 数 据n 光 纤 接 入 技 术 n 典 型 技 术n ATM无 源 光 网 络 APONn Ethernet无 源 光 网 络 EPON 2.5 接 入 技 术 简 介n 无 线 局 域 网 WLAN数 据 用 户 小 范 围 移 动n 固 定 无 线 接 入用 户 位 置 固 定 不 变 的 无 线 接 入 ， 典 型 的 如 LMDSn 移 动 无 线 接 入n 用 户 位 置 大 范 围 移 动 的 接 入n 利 用 公 众 移 动 网 络 （ 如 利 用 GSM， CDMA网 络 ） n 典 型 的 如 GPRS、 CDMA1xn 卫 星 接 入n 用 户 位 置 大 范 围 移 动n 利 用 卫 星 作 为 中 继 2.6 接 入 网 的 管 理 体 系n 实 现 用 户 接 入 是 接 入 网 的 首 要 任 务n 接 入 网 作 为 一 个 独 立 的 网 络 需 要 进 行 管 理n 运 营 商 是 接 入 网 运 营 的 主 体n 对 用 户 的 接 入 控 制 和 管 理n 为 用 户 提 供 服 务n 记 帐 、 记 费 并 收 取 费 用n 接 入 网 用 户 接 入 管 理 的 核 心 功 能 n 认 证n 授 权n 记 帐 即 AAA功 能 2.6 接 入 网 的 管 理 体 系n 用 户 接 入 管 理 的 基 本 结 构 2.6 接 入 网 的 管 理 体 系n 接 入 管 理 实 体 的 相 互 关 系 本 章 思 考 题1、 制 定 接 入 网 标 准 的 机 构 是 什 么 ？2、 接 入 网 的 两 种 标 准 规 范 名 称 分 别 是 什 么 ？3、 G.902建 议 （ 1） 定 义 了 哪 种 接 入 网 的 框 架 结 构 ？ （ 2） 基 本 定 义 、 结 构 、 接 口 与 定 界 、 特 点4、 Y.1231建 议 （ 1） 定 义 了 哪 种 接 入 网 的 框 架 结 构 ？ （ 2） 基 本 定 义 、 结 构 、 接 口 与 定 界 、 特 点5、 Y.1231与 G.902相 比 ， 具 有 哪 些 优 势 ？