作者：张中荃
出版社：人民邮电出版社有限公司
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接入网技术(第4版)试读：
前言
信息产业是当今世界最有活力和竞争力的产业之一，它直接影响着人们的生活方式和生活质量。现代电信技术的发展、应用和普及令人瞩目，深受世界各国的广泛重视。当代电信业务的迅猛发展和激烈竞争，使得电信运营部门必须对电信网络进行优化以提高运营效率，并不断应用新技术和开发各种新业务。因此，连接公共电信网和用户之间的各种接入网应运而生，它代替了传统的用户端分布网络，以满足人们对语音、数据及交互式视频同时传送的业务需要。为使通信工程专业的学生全面掌握接入网技术，提高解决实际问题的能力，特编写了本书。
本书是在原《接入网技术（第3版）》教材多年教学应用的基础上，根据部分学校使用本书的信息反馈，通过修改和完善教材部分章节内容，删除相对过时的技术，适当增加工程应用方面的新内容，并结合作者多年教学的心得和体会编写而成。考虑接入网技术知识的完整性和教材篇幅，本次具体的修订思路如下：修改完善各相关章节内容，删除第2章铜线接入技术中HDSL和HDSL2的内容，增加第9章宽带光纤接入工程设计的内容。
本书共分9章，第1章介绍接入网概述，第2～6章分别介绍铜线接入技术、电缆调制解调器接入技术、以太网接入技术、光纤接入技术和无线接入技术，第7～8章介绍接入网接口技术和接入网网管技术，第9章介绍宽带光纤接入工程设计，以满足学生对接入网技术在工程应用方面的知识需要。
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；是为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统。第1章就从接入网的定义、定界等基本概念入手，介绍接入网的功能结构及拓扑结构、接入网的分类和接入网的综合接入业务。
由于我国现有的接入网用户线路大部分由双绞铜线组成，如果把现有的全部铜缆改换为光纤（缆），投资会很大，实际上也没有这样的必要。因此，首先充分利用现有的铜缆用户网，发挥铜线容量的潜力，然后逐步过渡到光纤接入网，这是改造和建设我国用户接入网的方针。数字用户线（DSL）技术，是在PSTN引入线（铜线）上采用不同调制方式实现信息全双工传输的技术，是最现实经济的宽带接入技术。第2章重点介绍了不对称数字用户线接入技术（ADSL）和甚高速数字用户线接入技术（VDSL）。
电缆调制解调器（Cable Modem）技术是在有线电视公司推出的混合光纤同轴电缆（HFC）网上发展起来的。只要在有线电视（CATV）网络内添置电缆调制解调器后，就建立了强大的数据接入网，不仅可以提供高速数据业务，还能支持电话业务。第3章将从Cable Modem技术特点入手，介绍Cable Modem的工作原理、体系结构和应用。
以太网接入是指将以太网技术与综合布线相结合，作为公用电信网的接入网，直接向用户提供基于IP的多种业务的传送通道。吉比特以太网和万兆以太网标准是两个比较重要的标准，以太网技术通过这两个标准，从桌面的局域网技术延伸到校园网以及城域网的汇聚和骨干。第4章将从以太网技术在宽带接入领域的应用入手，介绍以太网接入的主要技术问题，重点介绍吉比特以太网和万兆以太网技术及其应用。
从接入网建设的发展趋势来看，光纤接入是最理想的接入技术，是实现数字化、宽带化、智能化和综合化的基础。第5章重点介绍光纤接入中的PON、APON、EPON、GPON和AON等关键技术。
无线接入技术是正在迅速发展的新技术领域，它在本地网中的重要性日益增长。作为一种先进手段，无线接入实施接入网的部分或全部功能，已成为有线接入的有效支持、补充与延伸。与有线接入方式相比，无线接入具有独特的优势。第6章首先介绍关于无线信道传播特性的知识，然后讲述无线接入系统所涉及的各项基本技术、3.5GHz固定无线接入技术、无线ATM接入技术和宽带码分多址接入技术，最后介绍无线接入领域涌现出的新技术。
V5接口是一种标准化的、完全开放的接口，是专为接入网发展而提出的本地交换局（LE）和接入网（AN）之间的接口。因此，了解V5接口是十分必要的。第7章首先介绍了V5接口的构成、体系结构、硬件设计实现和V5接口软件设计等内容，然后简要介绍了宽带业务节点中的VB5接口技术。
电信管理网（TMN）是国际电信联盟电信标准化部（ITU-T）提出的网络管理系统化的概念，是用于电信网和电信业务管理的有组织的体系结构。而接入网作为通信业务网，是整个电信网的一部分，接入网的管理在TMN的管理范围之内。第8章首先介绍了TMN的基本概念，然后介绍接入网网管的概念和接入网网管的管理功能，最后简要介绍了接入网网管的应用。
为满足学生对接入网技术在工程应用方面的知识需求，第9章从系统设计、网管系统、设备配置、光分配网络设计、传输性能指标设计、设备安装和线缆布放等方面重点介绍了宽带光纤接入工程设计及规范要求。
本书内容全面，知识面广。各部分内容由浅入深，注重基本概念和基本原理。在相关技术的描述过程中，着重介绍设计思想和应用，并结合发展，介绍新技术、新概念。
本书由张中荃主编，参加编写的还有郝玉顺、王凯、崔玉萍、郭超平、田八林、杨瑾、王程锦等，全书由张中荃教授统稿和修改。在本书的编写过程中，得到了尹树华、镇桂勤等同志的大力帮助，在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限，书中不当之处难以避免，敬请读者批评指正。编者2017年7月第1章 接入网概述
过去，电信网主要是以铜线双绞线方式连接用户和交换机，提供以电话为主的业务，用户接入部分的网络形式单一，界线不分明。近年来，由于用户业务规模和业务类型的剧增，需要有一个综合语音、数据及交互式视频的接入网络代替现有的铜线网络，接入网概念由此而产生。为适应接入网发展的需要，国内外对接入网技术的研究和应用大大加快。接入网已成为通信网发展的一个重点，其规模之大、影响面之广是前所未有的。本章首先介绍接入网的定义、定界等基本概念，然后介绍接入网的分类和接入网的综合接入业务。1.1 接入网的基本概念1.1.1 接入网的定义与定界
虽然接入网早已存在，但接入网一词的出现时间并不算久，人们对它的理解更是各不相同。国际电信联盟电信标准化部（International Telecommunications Union-Telecommunications standardization section，ITU-T）关于接入网的框架建议（G.902）和我国的接入网体制规定，描述了接入网功能结构、接入类型、业务节点及网络管理接口等相关内容，接入网有了一个较为公认的定义。1.接入网的定义
从整个电信网的角度，可以将全网划分为公用电信网和用户驻地网（Customer Premises Network，CPN）两大块，其中CPN属用户所有，故通常电信网指公用电信网部分。公用电信网又可划分为3部分，即长途网（长途端局以上部分）、中继网（即长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分）和接入网（即端局至用户之间的部分）。目前国际上倾向于将长途网和中继网合在一起称为核心网（Core Network，CN）或转接网（Transit Network，TN），相对于核心网的其他部分则统称为接入网（Access Network，AN）。接入网主要完成将用户接入到核心网的任务。可见，接入网是相对核心网而言的，接入网是公用电信网中最大和最重要的组成部分。图1-1所示的是电信网的基本组成，从图中可清楚地看出接入网在整个电信网中的位置。图1-1 电信网的基本组成
按照ITU-T G.902的定义，接入网（AN）是由业务节点接口（Service Node Interface，SNI）和相关用户网络接口（User Network Interface，UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）组成的，它是一个为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统。接入网可以经由Q接口进行配置和管理。32.接入网的定界
在电信网中，接入网的定界如图1-2所示。接入网所覆盖的范围可由3个接口来定界，即网络侧经由SNI与业务节点（Service Node，SN）相连，用户侧经由UNI与用户相连，管理方面则经Q接口与电3信管理网（Telecommunications Management Network，TMN）相连。图1-2 接入网的定界
业务节点（SN）是提供业务的实体，可提供规定业务的业务节点有本地交换机、租用线业务节点或特定配置的点播电视和广播电视业务节点等。
业务节点接口（SNI）是接入网（AN）和业务节点（SN）之间的接口。如果AN-SNI侧和SN-SNI侧不在同一地方，可以通过透明传送通道实现远端连接。通常，接入网（AN）需要支持大量的SN接入类型，SN主要有下面3种情况：仅支持一种专用接入类型；可支持多种接入类型，但所有接入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承载能力。按照特定SN类型所需要的能力，以及根据所选接入类型、接入承载能力和业务要求，可以规定合适的SNI。支持单一接入的标准化接口主要有提供综合业务数字网（Integrated Service Digital Network，ISDN）基本速率（2B+D）的V1接口和一次群速率（30B+D）的V3接口。支持综合接入的接口目前有V5接口，包括V5.1和V5.2接口。
用户网络接口（UNI）是用户和网络之间的接口。在单个UNI的情况下，ITU-T所规定的UNI（包括各种类型的公用电话网和ISDN的UNI）应该用于AN中，以便支持目前所提供的接入类型和业务。
接入网与用户间的UNI能够支持目前网络所能提供的各种接入类型和业务，但接入网的发展不应限制在现有的业务和接入类型。通常，接入网对用户信令是透明的，不做处理，可以看成是一个与业务和应用无关的传送网。通俗地看，接入网可以认为是网路侧V（或Z）参考点与用户侧T（或Z）参考点之间的机线设施的总和，其主要功能是复用、交叉连接和传输，一般不含交换功能（或含有限交换功能），而且应独立于交换机。
接入网的管理应纳入电信管理网（TMN）范畴，以便统一协调管理不同的网元。接入网的管理不但要完成接入网各功能块的管理，而且要完成用户线的测试和故障定位。1.1.2 接入网的功能结构1.通用协议参考模型
接入网的功能结构是以ITU-T建议G.803的分层模型为基础的，利用该分层模型可以对AN内同等层实体间的交互做明确的规定。G.803的分层模型将网络划分为电路层（Circuit Layer，CL）、传输通道（Transmission Path，TP）层和传输介质（Transmission Media，TM）层，其中TM又可以进一步划分为段层和物理介质层。
最新建议规定传送网只包含TP和TM层，电路层将不包含在传送网范畴内，而AN目前仍将电路层包含在内。
电路层是面向公用交换业务的，按照提供业务的不同可以区分不同的电路层。电路层的设备包括用于各种交换业务的交换机和用于租用线业务的交叉连接设备。传输通道层为电路层节点（如交换机）提供透明的通道（即电路群），通道的建立由交叉连接设备负责。传输介质层与传输介质（光缆或无线）有关，主要面向跨越线路系统的点到点传送。三层之间相互独立，相邻层之间符合客户/服务者关系。
对于接入网而言，电路层上面还应有接入网特有的接入承载处理功能。再考虑层管理和系统管理功能后，整个接入网的通用协议参考模型可以用图1-3来描述，该图清楚地描述了各个层面及其相互关系。图1-3 接入网的通用协议参考模型
根据接入网框架结构和体制要求，接入网的重要特征可归纳为如下几点。（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种接入类型和业务，接入网应通过有限个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（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。2.主要功能
如图1-4所示，接入网主要有5项功能，即用户端口功能（User Port Function，UPF）、业务端口功能（Service Port Function，SPF）、核心功能（Core Function，CF）、传送功能（Transfer Function，TF）和AN系统管理功能（System Management Function，SMF）。图1-4 接入网功能结构（1）用户端口功能
用户端口功能（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，主要功能有如下几点。
① 终结UNI功能。
② A/D转换和信令转换。
③ UNI的激活/去激活。
④ 处理UNI承载通路/容量。
⑤ UNI的测试和UPF的维护。
⑥ 管理和控制功能。（2）业务端口功能
业务端口功能（SPF）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；也负责选择有关的信息，以便在AN系统管理功能中进行处理。业务端口主要功能如下。
① 终结SNI功能。
② 将承载通路的需要和即时的管理以及操作需要，映射进核心功能。
③ 特定SNI所需要的协议映射。
④ SNI的测试和SPF的维护。
⑤ 管理和控制功能。（3）核心功能
核心功能（CF）处于UPF和SPF之间，其主要作用是负责将个别用户端口承载通路或业务端口承载通路的要求，与公用传送承载通路相适配，还包括为了通过AN传送所需要的协议适配和复用所进行的协议承载通路处理。核心功能可以在AN内分配，其主要功能如下。
① 接入承载通路处理。
② 承载通路集中。
③ 信令和分组信息复用。
④ ATM传送承载通路的电路模拟。
⑤ 管理和控制功能。（4）传送功能
传送功能（TF）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介质适配功能，主要功能如下。
① 复用功能。
② 交叉连接功能（包括疏导和配置）。
③ 管理功能。
④ 物理媒介功能。（5）AN系统管理功能
AN系统管理功能（AN-SMF）的主要作用是协调AN内UPF、SPF、CF和TF的指配，以及操作和维护；也负责协调用户终端（经UNI）和业务节点（经SNI）的操作功能，主要功能如下。
① 配置和控制。
② 指配协调。
③ 故障检测和指示。
④ 用户信息和性能数据收集。
⑤ 安全控制。
⑥ 协调UPF和SN（经SNI）的即时管理和操作功能。
⑦ 资源管理。
AN-SMF经Q3接口与TMN通信，以便接受监视和/或接受控制；同时为了实时控制的需要，也经SNI与SN-SMF进行通信。1.1.3 接入网的拓扑结构
网络的拓扑结构是指组成网络的物理的或逻辑的布局形状和结构构成，可以进一步分为物理配置结构和逻辑配置结构。物理配置结构指实际网络节点和传输链路的布局或几何排列，反映了网络的物理形状和物理上的连接性。逻辑配置结构指各种信号通道，诸如光波长、信元位置、时隙和频率等在光纤中使用的方式，反映了网络的逻辑形状和逻辑上的连接性。在接入网环境，网络的拓扑结构直接与网络的效能、可靠性、经济性和提供的业务有关，具有至关重要的作用。
接入网环境下的基本网络拓扑结构有5种类型，即星型结构、双星型结构、总线结构、环型结构和树型结构。1.星型结构
当涉及通信的所有点中有一个特殊点（即枢纽点）与其他所有点直接相连，而其余点之间不能直接相连时，就构成了星型结构，又称单星型或大星型结构，如图1-5所示。图1-5 星型结构
在接入网环境，各个用户都最终要与本地交换机相连，业务量最终都集中在本地交换机这个特殊点上，因而星型结构似乎是一种自然的选择。传统的电缆接入网就是这样配置的，在光缆接入网中星型结构仍然具有相当的应用价值。由于本地交换机成了各个用户业务量的集中点（即枢纽点），因而星型结构又称枢纽结构。
星型结构具有优质服务和成本高的特点，适合于传输成本相对交换成本较低的应用场合，例如，几十线以上的大企事业用户就是这种结构的最佳服务对象。灵活接入复用器就是一种适合这种应用场合的系统。2.双星型结构
在光纤接入网环境中，将传统电缆接入网的交接箱换成远端节点或远端机（Remote Node/Remote Terminal，RN/RT），将馈线电缆改用光缆后即成为双星型结构，有人称之为分布式星型结构。RN可以为有源电子设备（即有源双星型结构）；也可以采用无源器件（例如星型耦合器）来完成选路、交接和测试功能，利用波分复用或时分复用方式来分离不同通路。不管是采用有源设备还是无源器件，两种方式在形式上类似，从端局到RN是星型配置，从RN到用户又是多个星型配置，如图1-6所示。图1-6 双星型结构
有源双星型结构继承了点到点星型结构的一些特点，诸如与原有网络和管道的兼容性、保密性，故障定位容易，用户设备较简单等。为了克服星型结构成本高的缺点，可以通过向新设的RN/RT分配一些复用功能（有时还附加一些有限的交换功能），以减少馈线段光纤的数量。由于馈线段长度最长，由多个用户共享后使系统成本大大降低。因此，双星型结构是一种经济的、演进的网络结构，很适于传输距离较远、用户密度较高的企事业用户和住宅居民用户区。特别是远端节点采用同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）复用器的双星型结构不仅覆盖距离远，而且容易升级至高带宽。利用SDH特点，可以灵活地向用户单元分配所需的任意带宽。3.总线结构
当涉及通信的所有点串联起来并使首末两个点开放时就形成了链型结构；当中间各个点可以有上下业务时又称为总线结构，也称为链型或T型结构，如图1-7所示。总线结构具有遍及全网的公共设施，但RN多且信息保密性大大受损，较适于分配式业务。在传统准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）网中，由于中间点上下业务费用较高，这种结构用得不很多。当接入网引入SDH分插复用（Add-Drop Multiplexer，ADM）器后，具有了十分经济灵活的上下低速业务的能力，可以节省光纤并简化设备。因而，总线结构又开始受到重视和应用。图1-7 总线结构
在总线结构中，中间一系列ADM作为RN串接在一起，每一个RN可以有上下各种速率的信号。ADM所能上下的最低速率信号是2Mbit/s，因而，还需要再通过业务复用分路器才能分出多数用户所需的64kbit/s和N×64kbit/s信号。改进的ADM可直接提供上下N×64kbit/s信号给用户，十分方便。这种结构与星型结构恰好相反，全部传输设施可以为用户共享，从端局发出的信号可以为所有用户所接收，每个用户根据预先分配的时隙挑出属于自己的信号。因而，只要总线带宽足够高，不仅传送低速的双向通信业务没有问题，就是传送高速的分配型业务也没问题。4.环型结构
当涉及通信的所有点串联起来，而且首尾相连，没有任何点开放时就形成了环型结构，如图1-8所示。该结构与T型结构很类似，但没有开放点，因而有其宝贵的特点。图1-8 环型结构
与T型结构类似，环型结构只是采用了ADM作为RN时，才开始受到重视。利用ADM可以构成各种可靠性很高的自愈环型网结构，其中，单向通道倒换环是最适用于像接入网这样业务量集中于端局的一种环型结构。
这种环型结构，特别是SDH自愈环型网结构，以其出色的质量结合较高的成本适合于带宽需求大、质量要求高的企事业用户和接入网馈线段应用。5.树型结构
传统的有线电视（Cable Television，CATV）网往往采用树型-分支结构，很适于单向广播式业务。在光纤接入网中，这种结构再次显示了很强的生命力。如图1-9所示的这种结构的两种典型形式，即无源光网络（Passive Optical Network，PON）形式（如图1-9（a）所示）和数字环路载波（Digital Loop Carrier，DLC）形式（如图1-9（b）所示），仅有的差别是光分路器和复用器。无源光网络就是不允许在外部设施中出现有源电子设备，而是采用无源器件（例如无源光功率分路器）来代替传统电缆接入网的交接箱和/或分线盒，完成光信号的分路功能。所谓的无源双星型、无源三星型或树型—分支结构均可由这一类PON结构支持。图1-9 树型—分支结构
以PON为基础的树型—分支结构，十分适合那些目前仅有4线以上电话业务需求，而且是对双向宽带业务需求不迫切或不明朗的小企事业用户和住宅居民用户，特别是新建用户区。1.2 接入网的分类
接入网通常是按其所用传输介质的不同来进行分类的。一般情况，接入网可分为有线接入网和无线接入网两大类。有线接入网又分为铜线接入网和光纤接入网两种；无线接入网分为固定无线接入网和移动无线接入网两种，包括蜂窝通信、地面微波通信和卫星通信等不同形式。在实际接入网中，有时会用到多种传输介质，如既用到铜线，又用到光纤，甚至还同时用到无线介质，这样就形成了混合接入网。1.2.1 铜线接入网
图1-10所示的是一个典型的铜线接入网系统—市内铜缆用户环。图中，端局与交接箱之间可以有远程交换单元（Remote Switching Unit，RSU）或远端机（Remote Terminal，RT）。图1-10 典型的铜线接入网系统
端局本地交换机的主配线架（Main Distribution Frame，MDF）经大线径、大对数的馈线电缆（数百至数千对）连至分路点转向不同方向。由分路点再经副馈线电缆连至交接箱，其作用是完成馈线或副馈线电缆中，双绞线与配线电缆中，双绞线之间的交叉连接。在北美，完成类似作用的装置称为馈线分配接口（Feeded Distribution Interface，FDI），从功能上可称为灵活点（Flexible Point，FP），也有人称为接入点（Access Point，AP）。至于馈线和副馈线则常常不做区别，通称为馈线或馈线段。
由交接箱开始经较小线径、较小对数的配线电缆（每组几十对）连至分线盒。分线盒的作用是终结配线电缆，并将其与引入线（又称业务线）相连。从功能上可以将分线盒处称为配线点（Distributing Point，DP）或业务接入点（Service Access Point，SAP）。
由分线盒开始通常是若干单对或双对双绞线直接与用户终端处的网路接口（Network Interface，NI）相连，用户引入线为用户专用，NI为网络设备和用户设备的分界点。
铜线用户环路的作用是把用户话机连接到电话局的交换机上。据统计，对于市内用户环路，其主干电缆长度通常为数公里（极少超过10km），配线电缆长度一般为数百米，用户引入线一般只有数十米。铜线用户接入方式主要有以下几种：线对增容技术、高比特率数字用户线（High-bit-rate Digital Subscriber Line，HDSL）、不对称数字用户线（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）和甚高比特率数字用户线（Very high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL）技术。1.2.2 光纤接入网
光纤接入网（或称光接入网）（Optical Access Network，OAN）是以光纤为传输介质，并利用光波作为光载波传送信号的接入网，泛指本地交换机或远程交换单元与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。光纤接入网系统的基本配置如图1-11所示。光纤最重要的特点是：可以传输很高速率的数字信号，容量很大；可以采用波分复用（Wave-Division Multiplexing，WDM）、频分复用（Frequency-Division Multiplexing，FDM）、时分复用（Time- Division Multiplexing，TDM）、空分复用（Space-Division Multiplexing，SDM）和副载波复用（SubCarrier Multiplexing，SCM）等各种光的复用技术，来进一步提高光纤的利用率。图1-11 光纤接入网系统的基本配置
从图1-11中可以看出，从给定网络接口（V接口）到单个用户接口（T接口）之间的传输手段的总和称为接入链路。利用这一概念，可以方便地进行功能和规程的描述以及规定网络需求。通常，接入链路的用户侧和网络侧是不一样的，因而是非对称的。光接入传输系统可以看做是一种使用光纤的具体实现手段，用以支持接入链路。于是，光接入网可以定义为：共享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入链路，由光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光分配网/光分配终端（Optical Distribution Network/ Optical Distribution Terminal，ODN/ODT）、光网络单元（Optical Network Unit，ONU）及相关适配功能（Adaptation Function，AF）设备组成，还可能包含若干个与同一OLT相连的ODN。
OLT的作用是为光接入网提供网络侧与本地交换机之间的接口，并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信。OLT与ONU的关系为主从通信关系，OLT可以分离交换和非交换业务，管理来自ONU的信令和监控信息，为ONU和本身提供维护和指配功能。OLT可以直接设置在本地交换机接口处，也可以设置在远端，与远端集中器或复用器接口。OLT在物理上可以是独立设备，也可以与其他功能集成在一个设备内。
ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配任务。ODN是由无源光元件（诸如光纤光缆、光连接器和光分路器等）组成的纯无源的光分配网，呈树型—分支结构。ODT的作用与ODN相同，主要区别在于：ODT是由光有源设备组成的。
ONU的作用是为光接入网提供直接的或远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。ONU的主要功能是终结来自ODN的光纤，处理光信号，并为多个小企事业用户和居民用户提供业务接口。ONU的网络侧是光接口，而用户侧是电接口。因此，ONU需要有光/电和电/光转换功能，还要完成对语声信号的数/模和模/数转换、复用信令处理和维护管理功能。ONU的位置有很大灵活性，既可以设置在用户住宅处，也可设置在DP（配线点）处，甚至FP（灵活点）处。
AF为ONU和用户设备提供适配功能，具体物理实现则既可以包含在ONU内，也可以完全独立。以光纤到路边（Fiber To The Curb，FTTC）为例，ONU与基本速率NT1（Network Termination 1，相当于AF）在物理上就是分开的。当ONU与AF独立时，则AF还要提供在最后一段引入线上的业务传送功能。
随着信息传输向全数字化过渡，光接入方式必然成为宽带接入网的最终解决方法。目前，用户网光纤化主要有两个途径：一是基于现有电话铜缆用户网，引入光纤和光接入传输系统改造成光接入网；二是基于有线电视（CATV）同轴电缆网，引入光纤和光传输系统改造成混合光纤同轴电缆（Hybrid FiberCoaxial，HFC）网。光纤接入网中采用的接入方式主要有：光纤到家（Fiber To The Home，FTTH）、光纤到大楼（Fiber To The Building，FTTB）、光纤到路边（Fiber To The Curb，FTTC）、光纤到办公室（Fiber To The Office，FTTO）、光纤到小区（Fiber To The Zone，FTTZ）及光纤到节点（Fiber To The Node，FTTN）等。各种不同接入方式的主要区别在于ONU放置的位置不同，而其中最典型的方式是FTTB、FTTC和FTTH。1.2.3 混合接入网
混合接入网是指接入网的传输介质采用光纤和同轴电缆混合组成的。主要有3种方式，即混合光纤同轴电缆（HFC）方式、交换型数字视频（Switched Digital Video，SDV）方式，以及综合数字通信和视频（Integrated Digital communication and Video，IDV）方式。1.混合光纤同轴电缆方式（1）HFC系统的组成与原理
混合光纤同轴电缆（HFC）方式是有线电视（CATV）网和电话网结合的产物，是将光纤逐渐推向用户的一种较经济的方式。20世纪80年代以来，开始在共用天线的基础上，建起有线电视（CATV）系统，并在近年来得到了飞速的发展。CATV系统的主干线路用的是光纤，在ONU之后，进入各家各户的最后一段线路大都利用原来共用天线电视系统的同轴电缆。但这种光纤加同轴电缆的CATV方式仍是单向分配型传输，不能传输双向业务。
HFC技术的工作原理如图1-12所示。局端把视像信号和电信业务综合在一起，利用光载波，将信号从前端通过光纤馈线网传送至靠近用户的光节点上，光信号经过ONU恢复为原来的电信号，然后用同轴电缆分别送往各个住户的网络接口单元（Network Interface Unit，NIU），每个NIU服务于一个家庭。NIU的作用是将整个电信号分解为电话、数据和视频信号后，再送到各个相应的终端设备。对模拟视频信号来说，用户可利用现有电视机而无需外加机顶盒就可以接收模拟电视信号了。图1-12 HFC技术工作原理
HFC是一种副载波调制（SCM）系统，是以（电的）副载波去调制光载波，然后将光载波送入光纤进行传输。HFC的最大特点是技术上比较成熟，价格比较低廉，同时可实现宽带传输，能适应今后一段时间内的业务需求而逐步向光纤到家（FTTH）过渡。无论是数字信号还是模拟信号，只要经过适当的调制和解调，都可以在该透明通道中传输，有很好的兼容性。（2）HFC技术应用中要考虑的方面
在HFC上实现双向传输，需要从光纤通道和同轴通道这两方面来考虑。
① 从前端到光节点这一段光纤通道中，上行回传可采用空分复用（SDM）和波分复用（WDM）这两种方式。对于WDM来说，通常是采用1310nm和1550nm这两个波长，较为方便。
② 从光节点到住户这段同轴电缆通道，其上行回传信号要选择适当的频段。这个频段必须与下行的频段分开，各位于不同的频谱上，实行频分复用（FDM）方式。图1-13所示的是低分割方案中的一个例子，其上行信号占用5～42MHz频段。还有中分割方案，上行信号占用5～108MHz频段；高分割方案，上行信号占用5～174MHz。图1-13 HFC的频谱分配方案之一（低分割方案）
从通信的角度看，上行信号占用的频带太窄，不利于对称型双向传输。面对宽带综合信息越来越大的需求，特别是当Internet进入HFC时，突发式和长延时的上行信号增多，因此，拓展上行带宽就成了无法回避的需求。这时，可以考虑用以下两种对策解决。
① 频率搬移方法：比如接往同一光节点的4个分路，每个分路用户回传信号都是5～42MHz时，则除了其中一个分路的频谱为5～42MHz外，其他3个分路频谱可以分别为50～100MHz、100～150MHz和150～200MHz。这就可以使4个分路的回传信号互不重叠。
② 采用CDMA技术：把来自用户的上行频道信号进行码分多址（CDMA）方式扩频编码，使各用户虽然共用5～42MHz频谱，但彼此用相应的不同编码来区分。
HFC要进行数据传输，关键是通过电缆调制解调器（Cable Modem）来实现。Cable Modem是专门为在CATV网上开发数据通信业务而设计的用户接入设备，是有线电视网络与用户终端之间的转接设备。Cable Modem传输速率比传统的电话Modem传输速率可高出100～1000倍。为适应各个层次的需要，Cable Modem主要有CMP、CMW和CMB 3种类型。个人用户电缆调制解调器（Cable Modem Personal，CMP）是适用于个人用户的Cable Modem，具有即插即用、全面的介质访问控制层（MAC）桥接功能、传送和接收数据功能等；小型企业电缆调制解调器（Cable Modem Workgroup，CMW）是适用于小型企业和多PC家庭的Cable Modem，最多可支持4个用户，每个用户均具备CMP的功能；大型商务调制解调器（Cable Modem Business，CMB）是适用于企业网、学校系统及政府机关等的Cable Modem，可连接成千上万个用户，每个用户均具有CMP的功能，并可根据不同的访问和操作安全性要求实现保护功能。2.交换型数字视频方式
HFC接入网主要是为住宅用户提供视频（以模拟视像业务为主）宽带业务的一种接入网方式，特别适合于单向、模拟的有线电视传送。为了进一步适用于双向数字、通信等业务迅速发展的需要，出现了交换型数字视频（Switched Digital Video，SDV）方式。实际上，SDV是将HFC与FTTC结合起来的一种组网方式。它是由一个FTTC数字系统与一个单向的HFC有线电视系统重叠而成。SDV主干传输部分采用共缆分纤的SDM（空分复用）方式分别传送双向数字信号（包括交换型数字视像和语音）和单向模拟视像信号。上述两种信号在设置于路边的ONU中分别恢复成各自的基带信号；从ONU出来以后，语音信号经双绞线送往用户，数字和模拟视像信号经同轴电缆送往用户；同时，ONU由同轴电缆负责供电。
SDV不是一种独立的系统结构，而仅是“FTTC+HFC”的一种合并起来应用的方式，其基本技术和系统结构是无源光网络（PON）；同时，SDV也不是一种全数字化系统，而是数字和模拟兼容系统；SDV也不单传送视像，还可以同时传送语音和数据。
在SDV中，用FTTC来传送所有交换式数字业务（包括语音、数据和视频），而用HFC来传送单向模拟视频节目，同时向FTTC和HFC供电。这种结合物实际上是由两套基本独立的网络基础设施所组成的。SDV结构原理图如图1-14所示。图1-14 SDV结构原理图
图1-14上面的光纤实际上是一个以ATM化的BPON（Broadband PON）为基础的FTTC。信号到达ONU后，与来自HFC网的模拟视频信号按频分复用方式结合在一起，其中，SDV信号为基带调制信号（占低频段），模拟视频信号占高频段。上述这些频分复用信号经由同轴电缆传送给用户终端，其中模拟视频频射（Radio Frequency，RF）电视信号直接送往模拟电视接收机即可；SDV信号需要经过解码器转换为标准模拟RF信号频谱后，才能为模拟电视接收机所接收。图1-14下面的光纤是单向HFC，只用来传送模拟视频。这种结构的好处在于：一是可以免去传输双向视频业务所带来的一系列麻烦，网络大大简化；二是利用同轴电缆总线给ONU提供RF模拟视频信号的同时，也解决了ONU供电问题。这两点恰好是一般FTTC结构所难以达到的。3.综合数字通信和视频方式
从上面的讨论可知，SDV技术是将电信、视频数字传输和视频模拟传输综合在一起，这既保持了数字传输质量高的优点，又保留了当前视频以模拟传输的现实情况，还能适应交互式数字化视频发展，并具有交换等多种功能，是一种比较先进和有广泛应用前景的技术。根据我国国情，采用并推广综合数字通信和视频（IDV）全业务网接入系统是可行的。
IDV方式的基本原理与SDV方式的原理近似，它是在ATM技术还未成熟推广之前所采用的一种过渡方式。其中，CATV仍然是以模拟视频方式采用AM-VSB技术，通过光纤利用电/光（E/O）和光/电（O/E）变换器进行传输，其他数字信号工作过程与SDV相似。
这类可以传送59路以上模拟视频节目的AM-VSB接入系统和采用V5标准接口的数字环路载波（DLC）或无源光网络（PON）接入系统综合在两根光纤上组成全业务网（Full Service Network，FSN）。建成IDV全业务网以后，随着ATM技术的成熟，可将IDV系统升级为SDV，原有的系统大部分设施仍可利用，很容易升级为最先进的全业务网接入，故IDV全业务网接入是未来先进网络的重要基础。1.2.4 无线接入网
无线接入网是以无线电技术（包括移动通信、无绳电话、微波及卫星通信等）为传输手段，连接起端局至用户间的通信网。它可以向用户提供各种电信业务，用无线传播手段来代替接入网的部分甚至全部，从而达到降低成本、改进灵活性和扩展传输距离的目的。从广义看，无线接入是一个含义十分广泛的概念，只要能用于接入网的一部分，无论是固定式接入，还是移动式接入，也无论服务半径多大、服务用户数多少，皆可归入无线接入技术的范畴。1.无线接入网的一般结构
由于无线接入技术比传统的有线接入技术提供更多的自由度，因而，无线接入网结构要比传统的有线接入网结构简单得多，下面介绍无线接入网的一般结构。
如图1-15所示的是一个标准的固定无线接入本地环结构。在第1段（段1），从本地交换机（也可以经过基站控制器）到无线基站之间由数字传输系统相连。这些传输系统可以是光纤、微波或电缆，传输体制可以是传统的准同步数字序列（PDH），也可以是同步数字序列（SDH）及波分复用WDM等。在第2段（段2），无线基站负责把网络侧进来的符合网络标准的数字信号转换成数字空中接口信号。在第3段（段3），用户单元接收基站送来的无线电信号，将其转化为模拟信号或网络标准的数字信号。在第4段（段4），再用有线手段将用户单元与用户设备（例如电话机）相连。图1-15 标准的固定无线接入本地环结构
图1-16所示的是一个典型的移动通信系统结构（移动式接入），主要由移动台（Mobile Station，MS）、基站（Base Station，BS）、移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）和与公用固定通信网相连的中继线等构成。移动台（MS）是移动网的用户终端设备，它与最近的基站（BS）之间确立一个无线信道，并通过移动交换中心（MSC）建立与另一个移动用户通话，或者通过MSC及有线信道与市话用户通话。基站（BS）负责射频信号的发送、接收和无线信号至MSC的接入，还具有信道分配、信令转换及无线小区管理等控制功能，一个基站一般控制一个无线小区。移动交换中心（MSC）完成对本MSC控制区域内的移动用户进行通信控制与管理；通过标准接口与基站（BS）和其他MSC相连，完成越区切换、漫游及计费功能。图1-16 典型的移动通信系统结构
移动通信网接入公用固定通信网主要有用户线接入、市话中继线接入和移动电话汇接中心接入3种方式，后两者是实现移动通信网与固定通信网的连接和联网互通的主要方式。移动电话汇接中心接入方式就是将某个大区域或全国的各移动电话局汇接起来构成一个区域性的或全国性的移动电话汇接中心，然后与长途干线接续，以便形成地区性的或全国性的无线移动通信网。在一个区域内，可能有多个移动交换中心（即移动交换局），通过局间中继线和市话端局或汇接局连接。2.无线接入代替有线接入的方案
如果将无线接入作为代替有线接入的手段，那么根据不同情况，可以分别代替相应有线接入的任何一部分乃至全部，下面分别讨论不同的应用情况。（1）代替引入线
最保守的应用是用无线接入代替有线接入中的引入线部分，如图1-17所示。此时，有线接入的馈线电缆和配线电缆不动，用无线基站代替分线盒。无线基站在这类应用中常称为无线端口（Radio Port，RP），装在电灯杆或电力杆上，辐射距离较短，覆盖区大致对应微区（50～500m）。图1-17 无线代替引入线的结构
在市区，用户引入线很短，典型长度几十米，初始成本很低，因此采用无线手段的经济优势不明显。然而，如果综合考虑维护成本和生命期成本，则这种方案是有吸引力的，特别是受城市传播条件影响较小，容易实施。在农村网情况下，引入线有可能长达几百米至1km以上，此时在初始成本上，用无线手段也比有线手段具有优势。从长期看，用无线代替引入线的方案将是某些个人通信网（Personal Communication Network，PCN）配置所需要的。（2）代替配线和引入线
一种有效的应用是用无线接入代替有线接入中的配线电缆和引入线，如图1-18所示。此时无线基站将设置在传统交接箱的位置，也就是数字环路载波（DLC）系统的远端设备所设置的位置，这种应用方案可以称为无线DLC。图1-18 无线代替配线和引入线的结构
无线DLC方案可以代替较长的有线接入部分，因此，经济上具有较明显优势。这种方案是典型的无线环路应用情况，多数蜂窝网也是以十分类似的方式组织的，此时无线基站通过主干路由（通常是DLC）与移动交换局相连。城市传播条件是这种方案的重要制约因素，因此，这种方案主要适用于大企事业用户、近郊区和新居民区环境，覆盖区大致对应于微区（500～5000m）。（3）代替全部有线接入
一种更经济的应用是用无线接入代替全部有线接入，即不仅代替配线电缆和引入线，也同样代替馈线电缆段，如图1-19所示。在这种情况下，单个无线系统可以代替交换区内的多个主干/配线系统，从而实现整个无线覆盖区内的接入，它也可以称为无线载波服务区（Radio Carrier Service Area，RCSA）。通常需要在本地交换局处设立高天线和大功率基站，覆盖区很大，相当于宏区（5000～55000m）。图1-19 无线代替全部有线接入的结构
这种方案代替了交换区的全部外场设施（包括电缆设施和设备），经济上具有最明显的优势。同时，由于整个交换区实现了无线传输，彻底消除了其他部分代替方案所不可避免的规划设计限制，因而理论上似乎是一种最有效最基本的代替方案，而其他代替方案可以看作是一些特殊的有限的应用。然而，实际城市传播条件的限制将严重限制这种方案应用。再加上覆盖区太大，同一频带内用户数较少，因而这种方案主要适合远郊区和农村网环境。（4）代替部分交换区
如果RCSA可以超过单个交换区，似乎没有理由限制RCSA只应用于单个交换区。这样RCSA有可能扩展至覆盖多个有线交换区和几十公里的范围，于是无线接入系统有可能代替多个交换区。此时无线接入系统不仅代替了多个交换区内的全部外场设备，而且也省掉了多个交换局。这种代替方案可以称为无线重叠网（Radio Overlapping Network，RON）。
理论上，RON方案也是一种十分有效的代替方案，不仅经济上具有明显优势，而且在一定程度上扭转了向分布式交换的发展趋势，并提供了重叠式数字业务的可能性。然而，城市传播条件的限制将严重限制其实际应用。1.3 接入网提供的综合接入业务
接入网可提供综合接入业务，即在同一个网络中同时实现语音、数据和图像3种业务，而这3种业务目前已基本覆盖了用户绝大部分的通信需求。
1.普通电话业务的接入
接入网提供普通电话业务（Plain Old Telephone Service，POTS）接口，它既可支持模拟用户，又可以支持用户交换机的接入（如图1-20所示），同时还支持虚拟用户交换机（Centrex）及CID等新业务。用户信令可以是双音多频信号或线路状态信号，用户附加业务不受限制。图1-20 POTS业务的接入
2.综合业务数字网业务的接入
接入网提供ISDN BRI（2B+D）和ISDN PRI（30B+D）接口，如图1-21所示。以“2B+D”和“30B+D”方式支持N-ISDN（Narrow band-ISDN）业务，如可视会议电话、可视图文、G4传真、电子邮箱、数据信息检索、局域网互联及Internet接入等多种业务；支持ISDN用户与模拟电话用户混合配置；支持25种ISDN补充业务，如直接拨入（Direct Dial In，DDI）、多用户号码（Multiple Subscriber Number，MSN）及主叫号码显示（Call Line Identity Presence，CLIP）等业务。接入网通过V5.2接口支持ISDN的接入。图1-21 综合业务数字网（ISDN）业务的接入
3.数字数据网络专线业务的接入
数字数据网络（Digital Data Network，DDN）是一个传输速率高、质量好、网络时延小和全透明的数字数据网络。接入网提供的数据接口包括2048kbit/s（G.703）、N×64kbit/s（V.35/V.24）、子速率（V.24）、2B1Q。具备基于64kbit/s时隙的交叉连接和丰富的数据接口，接入网可以满足任意的DDN接入方式。下面介绍3种实现DDN专线业务的接入方式。
方式一：如图1-22所示，在DDN节点机与OLT之间通过E1接口相连。在ONU侧，通过配置不同功能的单板和外设，可以提供2Mbit/s、N×64kbit/s以及64kbit/s的各种子速率的数据接口，并支持V.24和V.35多种接口标准。在ONU中，在某些数据终端设备距离较远的情况下，可采用2B1Q技术，利用接口设备提供0.6～128kbit/s速率的数据接口，实现与远离ONU长达5km的用户数据终端的连接。图1-22 数字数据网（DDN）接入方式一
方式二：如图1-23所示，利用接入网将DDN节点机提供的2B1Q接口进行延伸，即在DDN节点机的2B1Q接口与接入网系统的2B1Q接口处相连。通过传输，在ONU侧提供2B1Q接口，可与提供2B1Q接口的MUX设备相连（例如新桥的DTU设备）实现0.6～64kbit/s速率数据的DDN接入。图1-23 数字数据网（DDN）接入方式二
方式三：如图1-24所示，在DDN节点机与OLT之间通过V.24或V.35接口相连。在ONU侧提供V.24或V.35接口，实现N×64kbit/s、64kbit/s等各种子速率的数据的DDN接入。图1-24 数字数据网（DDN）接入方式三
4.有线电视业务的接入
随着我国有线电视业务（CATV）的迅速普及，在用户接入网中引入CATV业务势在必行。可通过内置式光发射模块、光接收机模块等构成一个独立的CATV光纤传输系统，同时还将CATV单元纳入集中监控和网络管理，如图1-25所示（其中STB为提供数模转换的机顶盒）。图1-25 有线电视（CATV）业务的接入
5.Internet业务的接入
Internet是世界上最大的互联网络，提供成千上万的信息资源，这些信息分布在世界各地的数百万台计算机上，Internet的用户可以方便地交换信息，共享资源。对于Internet这样一个面向社会公众的网络，任何人都可以参与使用Internet业务。
用户的Internet接入可归纳为电话拨号接入和数据专线接入两种方式。下面介绍接入网实现不同用户的Internet业务接入的各种方式。（1）局域网用户（非分组网用户）的接入
由几个主机组成的局域网用户，需要配备路由器、租用数字专线（DDN专线），并申请一组IP地址及注册域名，以专线的方式接入Internet，如图1-26所示。图1-26 Internet接入方式一
通过局域网入网，局域网上的每一台计算机都与Internet相通，成为Internet的主机，每台计算机都能得到完全的Internet服务。同时，也可在局域网上建立FTP、Telnet、Gopher及WWW等服务器，为其他Internet用户提供服务。（2）一般终端或主机用户（非分组网用户）的接入
这类用户是Internet网上为数最多的用户，接入Internet的方法很简单。对于模拟线路，需配备一个Modem、相应的软件和一根电话线，通过公用电话交换网（Public Switched Telephone Network，PSTN）或综合业务数字网（ISDN）便可灵活地接入Internet，如图1-27所示。
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