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1、第第 6 章章 有线宽带接入技术有线宽带接入技术FTTX+LAN 6.1 OAN接入技术接入技术6.2 FTTx+LAN接入技术接入技术6.3 FTTx+LAN接入网系统设计接入网系统设计6.4 FTTx+LAN、ADSL、VDSL接入技术比较接入技术比较6.1OAN接入技术接入技术6.1.1 OAN概述概述光接入网光接入网OAN就是指在接入网中就是指在接入网中采用光纤作为主要传输媒质来实现信息传采用光纤作为主要传输媒质来实现信息传送的网络形式。接入网中的光区段可以是送的网络形式。接入网中的光区段可以是点到点、点到多点的结构。点到点、点到多点的结构。OAN可以分为可以分为无源光网络无源光网络P
2、ON和有源光网络和有源光网络AON。PON主要采用无源光功率分配器耦主要采用无源光功率分配器耦合器将信息送至各客户端。较适合短距合器将信息送至各客户端。较适合短距离使用；假设传输距离较长，或用户较多，离使用；假设传输距离较长，或用户较多，可采用光纤放大器可采用光纤放大器EDFA来增加功率。来增加功率。AON采用有源的电复用器分路，将信采用有源的电复用器分路，将信息送给用户。其主要优点是传输距离远、息送给用户。其主要优点是传输距离远、传输容量大、用户信息隔离度好、易于扩传输容量大、用户信息隔离度好、易于扩展带宽、网络规划和运行的灵活性大。展带宽、网络规划和运行的灵活性大。1光接入网的参考配置光接
3、入网的参考配置 图图6-1 光接入网的参考配置光接入网的参考配置SNISNI为业务节点接口，为业务节点接口，为业务节点接口，为业务节点接口，UNIUNI为用户网络接口，为用户网络接口，为用户网络接口，为用户网络接口，Q3Q3为网络管理接口；为网络管理接口；为网络管理接口；为网络管理接口；S S为光发送参考点，与为光发送参考点，与为光发送参考点，与为光发送参考点，与ONU/OLTONU/OLT光发送端相邻；光发送端相邻；光发送端相邻；光发送端相邻；R R为光接收参考点，与为光接收参考点，与为光接收参考点，与为光接收参考点，与ONU/OLTONU/OLT光接入端相邻；光接入端相邻；光接入端相邻；光
4、接入端相邻；V V为业务网络接口参考为业务网络接口参考为业务网络接口参考为业务网络接口参考点；点；点；点；T T为用户网络接口参考点；为用户网络接口参考点；为用户网络接口参考点；为用户网络接口参考点；a a为为为为AFAF与与与与ONUONU间间间间的参考点。的参考点。的参考点。的参考点。光接入网一般是一个点到多点的光传输系光接入网一般是一个点到多点的光传输系光接入网一般是一个点到多点的光传输系光接入网一般是一个点到多点的光传输系统，主要由光网络单元统，主要由光网络单元统，主要由光网络单元统，主要由光网络单元ONUONU、光线路终端、光线路终端、光线路终端、光线路终端OLTOLT、光配线网络、
5、光配线网络、光配线网络、光配线网络ODNODN/光远程终端光远程终端光远程终端光远程终端ODTODT和适配功能块和适配功能块和适配功能块和适配功能块AFAF等组成。等组成。等组成。等组成。光网络单元光网络单元ONU 光线路终端光线路终端OLT 光配线网络光配线网络ODN 光远程终端光远程终端ODT 适配功能块适配功能块AF2光接入网的拓扑结构光接入网的拓扑结构1星型结构星型结构2树型结构树型结构3总线型结构总线型结构图6-2 光接入网中的拓扑结构4环型结构环型结构3光接入网的应用类型光接入网的应用类型图6-3 光接入网的应用类型1光纤到路边光纤到路边FTTC2光纤到楼光纤到楼FTTB3光纤到户
6、光纤到户FTTH4光纤到办公室光纤到办公室FTTO4光接入网的传输技术光接入网的传输技术1空分复用空分复用SDM技术技术是指上行信号和下行信号使用不同的光纤是指上行信号和下行信号使用不同的光纤分开传输。分开传输。2时分复用时分复用TDM/时分多址时分多址TDMA技技术术是指在同一个光载波波长上，将时间分割是指在同一个光载波波长上，将时间分割成周期性的帧，每帧再分割成假设干个时隙，按成周期性的帧，每帧再分割成假设干个时隙，按一定的时隙分配原则，使每个一定的时隙分配原则，使每个ONU在指定时隙在指定时隙内以分组方式向内以分组方式向OLT发送信号发送信号 图6-4 TDM/TDMA-PON原理示意图
7、3时间压缩复用时间压缩复用TCM/时间压缩多时间压缩多址址TCMA技术技术是指利用一根光纤，传输时不断改变是指利用一根光纤，传输时不断改变收、发方向，使两个方向的信号以脉冲串收、发方向，使两个方向的信号以脉冲串的形式轮流在同一根光纤中传输。的形式轮流在同一根光纤中传输。图6-5 TCM/TCMA-PON示意图4波分复用波分复用WDM/波分多址波分多址WDMA技术技术是指在同一根光纤上，上行信号和下是指在同一根光纤上，上行信号和下行信号分别使用不同波长的光信号传输行信号分别使用不同波长的光信号传输图6-6 WDM/WDMA-PON原理示意图5码分复用码分复用CDM/码分多址码分多址CDMA技术技
8、术是给每一个是给每一个ONU分配一个惟一的正交分配一个惟一的正交码作为地址码，并将各码作为地址码，并将各ONU的上行信号与的上行信号与其进行模二加，再去调制具有相同波长的其进行模二加，再去调制具有相同波长的激光器，经分路器合路后送到光纤传输。激光器，经分路器合路后送到光纤传输。图6-7 CDM/CDMA-PON原理示意图6副载波复用副载波复用SCM/副载波多址副载波多址SCMA技术技术是将上行信号和下行信号分别安排在是将上行信号和下行信号分别安排在不同频段，在同一根光纤中完成双向传输不同频段，在同一根光纤中完成双向传输任务。任务。图6-8 SCM/SCMA-PON原理示意图6.1.2 ATM无
9、源光网络无源光网络APON1APON系统结构系统结构APON是指采用是指采用ATM信元传输方式的信元传输方式的PON。APON主要由光线路终端主要由光线路终端OLT、光分路器、光网络单元光分路器、光网络单元ONU和光纤光和光纤光缆等组成。缆等组成。图6-9 APON系统结构传输线路的标称速率有两种，即对称传输线路的标称速率有两种，即对称速率速率155.52Mbit/s和非对称速率上行和非对称速率上行155.52Mbit/s，下行，下行622.08Mbit/s。实现。实现双向传输的方式也有两种，一是采用单纤双向传输的方式也有两种，一是采用单纤波分复用方式，二是采用单向双纤空分复波分复用方式，二是
10、采用单向双纤空分复用方式。用方式。APON系统一般采用波分复用方式及系统一般采用波分复用方式及TDM/TDMA传输复用技术实现单纤双向传传输复用技术实现单纤双向传输。输。1光线路终端光线路终端OLTOLT通过标准业务接口与外部网络连通过标准业务接口与外部网络连接，通过接，通过PON专用接口与专用接口与ODN相连，按要相连，按要求提供光接入。求提供光接入。图6-10 OLT功能块2光网络单元光网络单元ONUONU通过通过PON专用接口与专用接口与ODN相连，相连，通过多种通过多种UNI接口与不同用户终端相连，接口与不同用户终端相连，支持多种用户终端接入。支持多种用户终端接入。图6-11 ONU功
11、能块3光配线网络光配线网络ODNODN在在OLT和一个或多个和一个或多个ONU之间之间提供一条或多条光信道。提供一条或多条光信道。2APON系统帧结构系统帧结构不管是上行方向还是下行方向，不管是上行方向还是下行方向，ATM信元都是以信元都是以APON帧格式在帧格式在APON系统中进系统中进行传输。行传输。图6-12 APON系统下行帧结构下行方向的下行方向的APON帧结构是由连续的帧结构是由连续的时隙流组成，每个时隙包含一个时隙流组成，每个时隙包含一个53字节的字节的ATM信元或信元或PLOAM信元，每隔信元，每隔27个时隙个时隙插入一个插入一个PLOAM信元。信元。PLOAM信元是物理层信元
12、是物理层OAM信元，用信元，用来传送物理层来传送物理层OAM信息，同时携带信息，同时携带ONU上上行接入时所需的授权信号。行接入时所需的授权信号。表表表表6-16-1 授授授授 权权权权 信信信信 号号号号图6-13 APON系统上行帧结构上行帧包含上行帧包含53个时隙，每个时隙包含个时隙，每个时隙包含56个字节，其中个字节，其中53个字节为个字节为ATM信元，信元，3个字节是开销字节。开销字节包含的域及个字节是开销字节。开销字节包含的域及主要用途如下。主要用途如下。保护时间保护时间 前置码前置码 定界符定界符3APON关键技术关键技术1测距技术测距技术为了防止为了防止为了防止为了防止ATMA
13、TM信元发生碰撞，信元发生碰撞，信元发生碰撞，信元发生碰撞，OLTOLT需要引需要引需要引需要引入测距功能，来补偿因为入测距功能，来补偿因为入测距功能，来补偿因为入测距功能，来补偿因为ONUONU与与与与OLTOLT之间的距离之间的距离之间的距离之间的距离不同而引起的传输时延差异，使所有不同而引起的传输时延差异，使所有不同而引起的传输时延差异，使所有不同而引起的传输时延差异，使所有ONUONU到到到到OLTOLT的逻辑距离相同，以确保不同的逻辑距离相同，以确保不同的逻辑距离相同，以确保不同的逻辑距离相同，以确保不同ONUONU所发出的信号所发出的信号所发出的信号所发出的信号能够在能够在能够在能
14、够在OLTOLT处准确地复用。处准确地复用。处准确地复用。处准确地复用。APONAPON系统的测距过程分为三步：第一步系统的测距过程分为三步：第一步系统的测距过程分为三步：第一步系统的测距过程分为三步：第一步是静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精是静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精是静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精是静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精测。测。测。测。一般测距方法有以下几种。一般测距方法有以下几种。扩频法扩频法 带外法带外法 带内法带内法接入网最敏感的是成本，所以接入网最敏感的是成本，所以APON应该采用带内开窗测距技术。应该采用带内开窗测距技术。2快速比
15、特同步技术快速比特同步技术3突发信元的收发技术突发信元的收发技术4搅动技术搅动技术4APON技术特点技术特点APONAPON技术具有如下优点：技术具有如下优点：技术具有如下优点：技术具有如下优点：宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务；能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满足能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满足能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满足能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满足用户各种需要；用户各种需要；用户各种需要；用户各种需要；无源点到多点的网络结
16、构，简单、可靠、易于维无源点到多点的网络结构，简单、可靠、易于维无源点到多点的网络结构，简单、可靠、易于维无源点到多点的网络结构，简单、可靠、易于维护管理；护管理；护管理；护管理；标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本；标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本；标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本；标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本；安全性高；安全性高；安全性高；安全性高；时延小。时延小。时延小。时延小。存在一些问题，如系统成本太高；系存在一些问题，如系统成本太高；系统容量和覆盖范围有限，未考虑对窄带业统容量和覆盖范围有限，未考虑对窄带业务的支持及与其他技术相结合时需解决引务的支持
17、及与其他技术相结合时需解决引入线的宽带化等一系列问题。入线的宽带化等一系列问题。6.1.3 以太无源光网络以太无源光网络EPON把简单经济的以太技术与把简单经济的以太技术与把简单经济的以太技术与把简单经济的以太技术与PONPON的传输结构的传输结构的传输结构的传输结构结合起来的结合起来的结合起来的结合起来的 Ethernet over PONEthernet over PON概念，自概念，自概念，自概念，自20002000年年年年开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。EPONEPO
18、N是几种最正确的技术和网络结构的结是几种最正确的技术和网络结构的结是几种最正确的技术和网络结构的结是几种最正确的技术和网络结构的结合。合。合。合。EPONEPON采用点到多点结构，无源光纤传输方采用点到多点结构，无源光纤传输方采用点到多点结构，无源光纤传输方采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。式，在以太网之上提供多种业务。式，在以太网之上提供多种业务。式，在以太网之上提供多种业务。EPONEPON不需任何复杂的协议，光信号就能精不需任何复杂的协议，光信号就能精不需任何复杂的协议，光信号就能精不需任何复杂的协议，光信号就能精确传送到终端用户，来自终端用户的数据也确传送到
19、终端用户，来自终端用户的数据也确传送到终端用户，来自终端用户的数据也确传送到终端用户，来自终端用户的数据也能被集中传送到中心网络。能被集中传送到中心网络。能被集中传送到中心网络。能被集中传送到中心网络。1EPON技术的优势技术的优势 相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。提供非常高的带宽。提供非常高的带宽。提供非常高的带宽。提供非常高的带宽。效劳范围大。效劳范围大。效劳范围大。效劳范围大。带宽分配灵活，效劳有保证。带宽分配灵活，效劳有保证。带宽分配灵活，效劳有保证。
20、带宽分配灵活，效劳有保证。易于在易于在易于在易于在EPONEPON结构上开发更宽范围和更灵活的业务，结构上开发更宽范围和更灵活的业务，结构上开发更宽范围和更灵活的业务，结构上开发更宽范围和更灵活的业务，从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、语从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、语从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、语从而增加收入，如可以提供诸如可管理的防火墙、语音业务的支持、音业务的支持、音业务的支持、音业务的支持、VPNVPN和互联网接入等增值业务。和互联网接入等增值业务。和互联网接入等增值业务。和互联网接入等增值业务。在当前的情况下，在当前的情况下，在当前的情况下，在
21、当前的情况下，EPONEPON技术大多会以一种与其技术大多会以一种与其技术大多会以一种与其技术大多会以一种与其他技术相结合的姿态进入市场。他技术相结合的姿态进入市场。他技术相结合的姿态进入市场。他技术相结合的姿态进入市场。FTTB/FTTC+DSLFTTB/FTTC+DSL、FTTB/FTTC+LANFTTB/FTTC+LAN2EPON技术的基本网络结构技术的基本网络结构一个典型的一个典型的EPON系统由系统由OLT、ONU、POS组成。基本网络结构如图组成。基本网络结构如图6-14所示。所示。由业务网络接口到用户网络接口局部为由业务网络接口到用户网络接口局部为EPON网络，网络，EPON通过
22、通过SNI接口与业务节接口与业务节点相连，通过点相连，通过NUI接口与用户设备相连。接口与用户设备相连。图6-14 EPON技术的基本网络结构OLTOLT放在中心机房，放在中心机房，放在中心机房，放在中心机房，ONUONU放在网络接口单放在网络接口单放在网络接口单放在网络接口单元附近或与其合为一体。元附近或与其合为一体。元附近或与其合为一体。元附近或与其合为一体。POSPOS是无源光纤分路器，是无源光纤分路器，是无源光纤分路器，是无源光纤分路器，是一个连接是一个连接是一个连接是一个连接OLTOLT和和和和ONUONU的无源设备，它的功能是的无源设备，它的功能是的无源设备，它的功能是的无源设备，
23、它的功能是分发下行数据并集中上行数据。分发下行数据并集中上行数据。分发下行数据并集中上行数据。分发下行数据并集中上行数据。OLTOLT既是一个交换机或路由器，又是一个既是一个交换机或路由器，又是一个既是一个交换机或路由器，又是一个既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。纤接口。纤接口。纤接口。OLTOLT根据根据根据根据IEEE 802.3IEEE 802.3协议，将数据封装为可变长协议，将数据封装为可变长协议，将数据封装为可变
24、长协议，将数据封装为可变长度的数据包，以播送方式传输给所有度的数据包，以播送方式传输给所有度的数据包，以播送方式传输给所有度的数据包，以播送方式传输给所有ONUONU。ONU的主要功能是选择接收的主要功能是选择接收OLT发送发送的播送数据；响应的播送数据；响应OLT发出的测距及功率发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；对用户的以控制命令，并作相应的调整；对用户的以太网数据进行缓存，并在太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送分配的发送窗口中向上行方向发送；实现其他相关的窗口中向上行方向发送；实现其他相关的以太网功能。以太网功能。3EPON的工作原理的工作原理在在EPON中，根据中，根据IEE
25、E 802.3以太网以太网协议，传送的是可变长度的数据包，最长协议，传送的是可变长度的数据包，最长可为可为1518个字节，与个字节，与ATM相比，极大地减相比，极大地减少了开销。少了开销。是由一个被分割成固定长度帧的连续是由一个被分割成固定长度帧的连续信息流组成，其传输速率为信息流组成，其传输速率为1.25Gbit/s。图6-15 EPON下行帧结构EPON系统的上行帧结构，帧长与下行帧系统的上行帧结构，帧长与下行帧长相同，也是长相同，也是2ms，每帧有一个帧头，表，每帧有一个帧头，表示该帧的开始；每帧包含还假设干个长度示该帧的开始；每帧包含还假设干个长度可变的时隙，每个时隙分配给一个可变的时
26、隙，每个时隙分配给一个ONU，各个各个ONU发送的上行数据包，以发送的上行数据包，以TDM方式方式复合成一个连续的数据流，通过光分配器复合成一个连续的数据流，通过光分配器耦合送入光纤传输。耦合送入光纤传输。图6-16 EPON系统上行帧结构6.2 FTTx+LAN接入技术接入技术6.2.1 以太网技术以太网技术以太网是目前应用最广泛的局域网技术，以太网是目前应用最广泛的局域网技术，以太网是目前应用最广泛的局域网技术，以太网是目前应用最广泛的局域网技术，并且在很多新的领域得到扩展。并且在很多新的领域得到扩展。并且在很多新的领域得到扩展。并且在很多新的领域得到扩展。在开放系统互连模型的在开放系统互
27、连模型的在开放系统互连模型的在开放系统互连模型的7 7层模型里，以太网层模型里，以太网层模型里，以太网层模型里，以太网包括数据链路层、物理层和网络层。包括数据链路层、物理层和网络层。包括数据链路层、物理层和网络层。包括数据链路层、物理层和网络层。1以太网的种类以太网的种类以太网按传输速率可分为以太网按传输速率可分为以太网按传输速率可分为以太网按传输速率可分为10Mbit/s10Mbit/s以太网、以太网、以太网、以太网、100Mbit/s100Mbit/s以太网、以太网、以太网、以太网、1000Mbit/s1000Mbit/s以太网等。以太网等。以太网等。以太网等。10Mbit/s以太网按照所
28、使用的传输介以太网按照所使用的传输介质的不同，又可分为以下几种。质的不同，又可分为以下几种。10Base2 10Base5 10Base-T 10Base-F100Mbit/s以太网按照所使用传输介质以太网按照所使用传输介质的不同，又可分为以下几种。的不同，又可分为以下几种。100Base-TX 100Base-T4 100Base-FX1000Mbit/s以太网按照所使用的传输以太网按照所使用的传输介质的不同，又可分为以下几种。介质的不同，又可分为以下几种。1000Base-LX 1000Base-SX 1000Base-CX 1000Base-T2以太网协议标准以太网协议标准表表表表6-2
29、6-2 IEEE 802IEEE 802系列以太网标准系列以太网标准系列以太网标准系列以太网标准3载波监听多路访问和碰撞检测协议载波监听多路访问和碰撞检测协议多路访问是指多个节点共享同一传输多路访问是指多个节点共享同一传输介质发送信息，而载波监听是指信道上的介质发送信息，而载波监听是指信道上的各个节点在发送信息前先对信道进行监听，各个节点在发送信息前先对信道进行监听，假设检测到信道上有载波信号正在传输，假设检测到信道上有载波信号正在传输，则说明此时某个节点正访问信道，信道处则说明此时某个节点正访问信道，信道处于于“忙状态。节点只有在听不到载波信忙状态。节点只有在听不到载波信号时，才能向信道发送
30、信息。号时，才能向信道发送信息。11坚持坚持CSMA方式方式2非坚持非坚持CSMA方式方式3P坚持坚持CSMA方式方式4退让重发算法退让重发算法发送节点检测到冲突后，必须退让一发送节点检测到冲突后，必须退让一段时间再重新发送信息，退让时间的长度段时间再重新发送信息，退让时间的长度往往与冲突发生的次数有关，发送一个信往往与冲突发生的次数有关，发送一个信息时冲突的次数越多，说明当前网络的负息时冲突的次数越多，说明当前网络的负荷越重，因而应相应地退后较长时间再重荷越重，因而应相应地退后较长时间再重发。发。5以太网帧结构以太网帧结构图6-17 以太网帧结构前同步码：由硬件产生，共前同步码：由硬件产生，
31、共8个字节，个字节，是是1010交替码，但到最后一位时要将交替码，但到最后一位时要将0变成变成1。其作用是使接收端能够迅速实现比。其作用是使接收端能够迅速实现比特同步。特同步。目的地址和源地址：用于标识目的节目的地址和源地址：用于标识目的节点和发送节点地址，以太网中每一节点主点和发送节点地址，以太网中每一节点主机都拥有一个全球惟一的以太网地址。机都拥有一个全球惟一的以太网地址。类型：以太网帧用两个字节指定接收类型：以太网帧用两个字节指定接收数据的高层协议。数据的高层协议。帧数据：待传输的数据信息。在以太帧数据：待传输的数据信息。在以太网帧中，数据段的长度最小应不低于网帧中，数据段的长度最小应不
32、低于46个个字节。字节。帧校验序列：循环冗余校验值，长度帧校验序列：循环冗余校验值，长度为为4个字节，由发端设备产生，收端被重新个字节，由发端设备产生，收端被重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。校验范围不包括前导码。校验范围不包括前导码。6以太网交换机以太网交换机在以太网中，交换机是信息的中转站，在以太网中，交换机是信息的中转站，它把从某个端口接收到的数据从其他端口它把从某个端口接收到的数据从其他端口转发出去。转发出去。1第第2层交换机层交换机第第2层交换机是数据链路层设备，完层交换机是数据链路层设备，完成链路层的帧复用和解复用功能，它读取成链路层的帧复
33、用和解复用功能，它读取数据包中的数据包中的MAC地址信息并根据地址信息并根据MAC地地址来进行交换。址来进行交换。2路由技术路由技术路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最优路径和传输数据包。优路径和传输数据包。优路径和传输数据包。优路径和传输数据包。路由器是在路由器是在路由器是在路由器是在OSIOSI七层网络模型中的第七层网络模型中的第七层网络模型中的第七层网络模型中的第3 3层层层层网络层操作的。网络层操作的。网络层操作的。网络层操作的。3第第3层
34、交换层交换第第第第3 3层交换结合了第层交换结合了第层交换结合了第层交换结合了第2 2层交换机和第层交换机和第层交换机和第层交换机和第3 3层路由器两者的层路由器两者的层路由器两者的层路由器两者的优势，可在各个层次提供线速性能。优势，可在各个层次提供线速性能。优势，可在各个层次提供线速性能。优势，可在各个层次提供线速性能。第第第第3 3层交换机分为接口层、交换层和路由层三局部。层交换机分为接口层、交换层和路由层三局部。层交换机分为接口层、交换层和路由层三局部。层交换机分为接口层、交换层和路由层三局部。第第第第3 3层交换机实质上是一个带有第层交换机实质上是一个带有第层交换机实质上是一个带有第层
35、交换机实质上是一个带有第3 3层路由功能的第层路由功能的第层路由功能的第层路由功能的第2 2层交换机，是第层交换机，是第层交换机，是第层交换机，是第3 3层路由功能和第层路由功能和第层路由功能和第层路由功能和第2 2层交换功能的有机结合。层交换功能的有机结合。层交换功能的有机结合。层交换功能的有机结合。第第第第3 3层交换机是为层交换机是为层交换机是为层交换机是为IPIP网络设计的，接口类型简单，拥网络设计的，接口类型简单，拥网络设计的，接口类型简单，拥网络设计的，接口类型简单，拥有很强的有很强的有很强的有很强的2 2层包处理能力，所以适用于大型局域网。层包处理能力，所以适用于大型局域网。层包
36、处理能力，所以适用于大型局域网。层包处理能力，所以适用于大型局域网。7IP地址分配地址分配基于以太网的接入网地址分配方法有基于以太网的接入网地址分配方法有静态地址分配与动态地址分配两种。静态静态地址分配与动态地址分配两种。静态地址分配是指当用户开户时得到一个静态地址分配是指当用户开户时得到一个静态的的IP地址，该地址与用户接入的端口对应。地址，该地址与用户接入的端口对应。动态动态IP地址分配是指每次用户登录网地址分配是指每次用户登录网络时由网络动态分配一个临时的络时由网络动态分配一个临时的IP地址。地址。动态地址分配方式可以采用动态地址分配方式可以采用DHCP和和PPP两两种方式，优选种方式，
37、优选DHCP方式。方式。8VLAN1VLAN的概念及优点的概念及优点从逻辑上看，从逻辑上看，从逻辑上看，从逻辑上看，VLANVLAN可类比为一组终端用可类比为一组终端用可类比为一组终端用可类比为一组终端用户的集合，等价于播送域。多组用户处在不同的户的集合，等价于播送域。多组用户处在不同的户的集合，等价于播送域。多组用户处在不同的户的集合，等价于播送域。多组用户处在不同的物理物理物理物理LANLAN上，但它们之间像在同一个上，但它们之间像在同一个上，但它们之间像在同一个上，但它们之间像在同一个LANLAN上那样上那样上那样上那样自由通信而不受任何限制。在支持自由通信而不受任何限制。在支持自由通信
38、而不受任何限制。在支持自由通信而不受任何限制。在支持VLANVLAN的交换的交换的交换的交换机中，网络的定义和划分与物理位置和物理连接机中，网络的定义和划分与物理位置和物理连接机中，网络的定义和划分与物理位置和物理连接机中，网络的定义和划分与物理位置和物理连接无任何必然联系。管理员可根据需要，灵活建立无任何必然联系。管理员可根据需要，灵活建立无任何必然联系。管理员可根据需要，灵活建立无任何必然联系。管理员可根据需要，灵活建立和配置和配置和配置和配置VLANVLAN，并为每个，并为每个，并为每个，并为每个VLANVLAN分配所需带宽。分配所需带宽。分配所需带宽。分配所需带宽。采用采用VLAN技术
39、后，交换机设备具有以技术后，交换机设备具有以下优点。下优点。减少因网络用户变化所带来的额外工作量减少因网络用户变化所带来的额外工作量 虚拟工作组虚拟工作组 减少对路由器的依赖减少对路由器的依赖2虚拟网的划分虚拟网的划分 基于端口划分基于端口划分VLAN 基于基于MAC地址划分地址划分VLAN 基于网络层划分基于网络层划分VLAN 基于基于IP组播划分组播划分VLAN3VLAN内成员间的通信方式内成员间的通信方式不同的划分方式导致不同的划分方式导致不同的划分方式导致不同的划分方式导致VLANVLAN成员间通信实现方式成员间通信实现方式成员间通信实现方式成员间通信实现方式不同不同不同不同 交换机列
40、表支持方式交换机列表支持方式交换机列表支持方式交换机列表支持方式 帧标签方式帧标签方式帧标签方式帧标签方式 时分复用方式时分复用方式时分复用方式时分复用方式4不同不同VLAN间的通信方式间的通信方式5虚拟网广泛应用时带来的问题虚拟网广泛应用时带来的问题6.2.2 FTTX+LAN宽带接入网宽带接入网它主要是采用高速它主要是采用高速IP路由交换技术和路由交换技术和千兆以太网光纤传输技术，充分利用光纤千兆以太网光纤传输技术，充分利用光纤带宽资源，配合综合布线系统，实现宽带带宽资源，配合综合布线系统，实现宽带多媒体多业务信息网络的高速接入。多媒体多业务信息网络的高速接入。1FTTX+LAN网络结构网
41、络结构FTTX+LAN宽带接入网由中心接入设宽带接入网由中心接入设备和边缘接入设备组成，备和边缘接入设备组成，图6-18 FTTX+LAN宽带接入网网络结构边缘接入设备主要完成链路层帧的复用和边缘接入设备主要完成链路层帧的复用和边缘接入设备主要完成链路层帧的复用和边缘接入设备主要完成链路层帧的复用和解复用功能，解复用功能，解复用功能，解复用功能，中心接入设备负责会聚用户流量，实现中心接入设备负责会聚用户流量，实现中心接入设备负责会聚用户流量，实现中心接入设备负责会聚用户流量，实现IPIP包转发、过滤及各种包转发、过滤及各种包转发、过滤及各种包转发、过滤及各种IPIP层协议。层协议。层协议。层协
42、议。中心接入设备与边缘接入设备推荐采用星中心接入设备与边缘接入设备推荐采用星中心接入设备与边缘接入设备推荐采用星中心接入设备与边缘接入设备推荐采用星形拓扑结构，中心接入设备与形拓扑结构，中心接入设备与形拓扑结构，中心接入设备与形拓扑结构，中心接入设备与IPIP骨干网设备之间骨干网设备之间骨干网设备之间骨干网设备之间的拓扑结构可以是星型，也可以是环型。的拓扑结构可以是星型，也可以是环型。的拓扑结构可以是星型，也可以是环型。的拓扑结构可以是星型，也可以是环型。在以太网接入系统中，中心接入设备一般在以太网接入系统中，中心接入设备一般在以太网接入系统中，中心接入设备一般在以太网接入系统中，中心接入设备
43、一般为为为为2 2层交换机、层交换机、层交换机、层交换机、2 2层交换机层交换机层交换机层交换机+宽带接入效劳器、宽带接入效劳器、宽带接入效劳器、宽带接入效劳器、3 3层层层层交换机、交换机、交换机、交换机、3 3层交换机层交换机层交换机层交换机+宽带接入效劳器以及专为以宽带接入效劳器以及专为以宽带接入效劳器以及专为以宽带接入效劳器以及专为以太网接入开发的以太接入业务网关等，边缘接入太网接入开发的以太接入业务网关等，边缘接入太网接入开发的以太接入业务网关等，边缘接入太网接入开发的以太接入业务网关等，边缘接入设备一般为设备一般为设备一般为设备一般为2 2层交换机。层交换机。层交换机。层交换机。可
44、根据小区规模的大小，或接入用户可根据小区规模的大小，或接入用户数量的多少将小区接入网络分为小规模、数量的多少将小区接入网络分为小规模、中规模和大规模等三大类。中规模和大规模等三大类。1小规模接入网络小规模接入网络图6-19 小规模接入网络2中规模接入网络中规模接入网络图6-20 中规模接入网络3大规模接入网络大规模接入网络图6-21 大规模接入网络2以太网接入网设备选用以太网接入网设备选用1以太网中心接入设备的技术要求以太网中心接入设备的技术要求2边缘接入设备的技术要求边缘接入设备的技术要求3设备电源设备电源4工作环境工作环境5设备性能设备性能3以太网接入网设备安装以太网接入网设备安装1设备安
45、装的基本要求设备安装的基本要求2中心接入设备的安装中心接入设备的安装3边缘接入设备的安装边缘接入设备的安装4楼道宽带配线箱的安装楼道宽带配线箱的安装图6-22 中心接入设备安装示意图6.3FTTX+LAN接入网系统设计接入网系统设计1小区小区/汇接节点设计汇接节点设计2小区小区/汇接域线路系统设计汇接域线路系统设计3楼宇线路系统设计楼宇线路系统设计6.4FTTX+LAN、ADSL、VDSL接入技术比较接入技术比较1ADSL接入方式接入方式ADSLADSL由于可直接利用由于可直接利用由于可直接利用由于可直接利用 线改装，不受地域的线改装，不受地域的线改装，不受地域的线改装，不受地域的限制且接入成
46、本低，所以目前开展较快。限制且接入成本低，所以目前开展较快。限制且接入成本低，所以目前开展较快。限制且接入成本低，所以目前开展较快。ADSLADSL技技技技术存在以下缺点。术存在以下缺点。术存在以下缺点。术存在以下缺点。传输速率和线路质量及传输距离密切相关，线路传输速率和线路质量及传输距离密切相关，线路传输速率和线路质量及传输距离密切相关，线路传输速率和线路质量及传输距离密切相关，线路质量不好或传输距离远，传输速率都会下降，且稳质量不好或传输距离远，传输速率都会下降，且稳质量不好或传输距离远，传输速率都会下降，且稳质量不好或传输距离远，传输速率都会下降，且稳定性变差，易断线。定性变差，易断线。
47、定性变差，易断线。定性变差，易断线。线路之间存在串扰等现象，很容易影响传输的稳线路之间存在串扰等现象，很容易影响传输的稳线路之间存在串扰等现象，很容易影响传输的稳线路之间存在串扰等现象，很容易影响传输的稳定性，造成无法开通或者速率上不去等问题。定性，造成无法开通或者速率上不去等问题。定性，造成无法开通或者速率上不去等问题。定性，造成无法开通或者速率上不去等问题。较低的传输速率限制了高等级流媒体应较低的传输速率限制了高等级流媒体应用和用和HDTV等业务的开展。等业务的开展。非对称特性不适于企事业和商业环境。非对称特性不适于企事业和商业环境。由于由于ATM设备成本较高，因而设备成本较高，因而ADS
48、L/ATM设备成本仍较高。设备成本仍较高。对于视频应用，用户数和传输距离迅速对于视频应用，用户数和传输距离迅速减少。减少。2VDSL接入方式接入方式VDSL技术是在技术是在ADSL技术上开展而来技术上开展而来的，其基本原理和的，其基本原理和ADSL类似。类似。VDSL的主要特点如下。的主要特点如下。既可以工作在非对称方式，又可以工作既可以工作在非对称方式，又可以工作在对称方式，适合于企事业和商业环境，在对称方式，适合于企事业和商业环境，支持高等级流媒体应用和支持高等级流媒体应用和HDTV等宽带业等宽带业务。务。与与IP技术自然融合，可以充分利用以太技术自然融合，可以充分利用以太网所具有的一些优
49、势。网所具有的一些优势。功率低，离用户距离近，线间干扰相比照较小。功率低，离用户距离近，线间干扰相比照较小。功率低，离用户距离近，线间干扰相比照较小。功率低，离用户距离近，线间干扰相比照较小。设备不必是设备不必是设备不必是设备不必是ATMATM为基础的，开销低，因而比为基础的，开销低，因而比为基础的，开销低，因而比为基础的，开销低，因而比ADSLADSL的成本低。的成本低。的成本低。的成本低。传输距离较以太网远，比传输距离较以太网远，比传输距离较以太网远，比传输距离较以太网远，比ADSLADSL近，覆盖范围近，覆盖范围近，覆盖范围近，覆盖范围广，有利于提高普通以太网的用户实装率。其接广，有利于
50、提高普通以太网的用户实装率。其接广，有利于提高普通以太网的用户实装率。其接广，有利于提高普通以太网的用户实装率。其接入网设备可以集中设置，不必放在楼道内，可以入网设备可以集中设置，不必放在楼道内，可以入网设备可以集中设置，不必放在楼道内，可以入网设备可以集中设置，不必放在楼道内，可以有效降低维护成本。有效降低维护成本。有效降低维护成本。有效降低维护成本。由于涉及安装的设备较少，敷设速度较快。由于涉及安装的设备较少，敷设速度较快。由于涉及安装的设备较少，敷设速度较快。由于涉及安装的设备较少，敷设速度较快。主要缺点是由于其主要缺点是由于其主要缺点是由于其主要缺点是由于其2 2层采用以太网协议，因层