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标 题: 关于接入网的一些看法 cgl
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月15日23:59:01 星期五), 站内信件
发信人: cgl (老顽童), 信区: ECE
标 题: 关于接入网的一些看法
发信站: 紫 丁 香 (Thu Oct 21 12:50:16 1999), 转信
电信科学
TELECOMMUNICATIONS SCIENCE
1999年 第15卷 第8期 Vol.15 No.8 1999
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关于接入接网的一些看法
牛中允
摘要:本文从网络发展的角度描述了接入网的发展过程和在基础网络中的地位,说
明了现代接入网必备的功能,介绍了接入网的发展目标及网络结构规划建设接入网
应注意的问题,最后提出了业务管理层的概念。
关键词:接入网综合接入
The Thought About Access Network
Niu Zhongyun
Research Institute of Telecommunication Transmission, Beijing 100045
Abstract The paper introduces the emergence, the evolution of the access
network and its action on the basic network on the view of network evolution,
describes the object and the necessary functions that modern access network
should have.The problems that should be avoided in the development of access
network are also mentioned in this paper.
Key words access network , integrated access,network architecture
1 引言
接入网是近两年电信界、计算机界共同关心的热门话题,然而什么是现代接入网?
建设接入网会遇到哪些问题?目前业界存在很多不同看法。本文分析了接入网建设中
遇到的一些实际操作问题,其中的某些要求已经超出了接入网的定义范围,因此从网
络结构方面考虑,在接入网与业务网之间应存在着一个接入服务功能层或者称业务接
入平台。这种结构是否合理?希望从事接入网研发、规划、设计的人员能提出意见和
建议。本文希望起到抛砖引玉的作用,完善接入网的功能结构,以利于我国接入网的
建设。
2 电话业务网的用户接入与现代接入网
接入网是连接用户终端设备和某种业务网网络节点之间的网络设施。接入网的概
念自从建立起电话业务网之后就存在着,只是它的作用不像今天这样突出,人们对它
的关心也没有达到今天的这样程度。电话网的接入网是连接用户电话机和交换局之间
的用户线,这些用户线按照以下的方式构建,自电话局到交接箱一段的用户线使用大
对数电缆,交接箱将大对数电缆分成为小对数电缆连接到几个不同方向的分线盒,分
线盒终接小对数电缆并分成为单对双绞线连接到每个用户的电话机,这种无源、无复
用的多条用户线组合的双星型网络便是最基本的、使用时间最长的接入网。
最初的接入网仅为电话业务服务,严格说应称为电话业务的接入网,或称为经典
的接入网。伴随着各种新业务的发展,每一种业务都要求将其业务节点和用户终端设
备之间建立接入通道。如果每一种业务网都独立地建设接入通道不仅不经济也给运营
维护管理带来诸多不便,更重要的是业务网信息的属性不同传输速率各异,用户不希
望各种业务网的传输线路分别进入用户室内。客观需要建立连接于用户终端设备和各
种业务网的业务节点之间的综合传送网络,该网络应满足各种业务网与用户终端设备
之间传送信息的要求,或者说它是与业务无关的传送网络,这便是现代接入网的概念。
现代接入网的特点表现为综合业务的接入,特别是多媒体业务和IP业务的综合
接入。我国《接入网技术体制》对接入网的描述是: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)所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经由Q3
接口进行配置和管理。传送实体提供必要的传送承载能力,对用户信令是透明的,不
作解释。换言之,接入网是由网络侧V或Z参考点与用户侧T或Z参考点之间的所有
机线设备构成。为了便于对上述定义的操作,有必要作以下几点说明:
.接入网具有与多个业务节点接口(SNI)相连接的能 力,接入网和不同的业
务节点相连接时有其相应的SNI。
.接入网的传输实体可能是独立的接入数字段,也可能是接入网传输设备内部传送
功能模块;接入网的传输 实体的物理传输媒介不受限制。
.接入网的网管应服从整体网管规划,接入网可能不建立独立的网管系统,接入
网的网元管理层与上级网管的接口协议需要统一考虑。
3 网络演进赋予接入网的任务
早期的电话网的基础传送设施由长途网络、中继网络和接入用户线组成,传输网
络与业务网络统一设计,没有形成分层的概念,其传送网的结构是按照电话多级汇接
制组建的,传送网的接入网部分也仅仅是连接交换局和用户话机的实线网络。由于早
期电话网中的传送网只服务于电话业务,它的运营维护管理由电话网运营者全盘考虑,
没有必要把电话网的传输网与业务网分成独立的层次。在业务需求的带动下,以电话
网为中心的二次复用业务例如话路传真、话路数据等业务得到迅速发展,电话网演进
成为电信网。电信网只能支持以电话网为中心的电信业务,因此电信网的接入网与电
话网相比没有发生本质的变化。近代高速数据业务和多媒体通信业务的发展,DDN、
高速多媒体网等业务网的出现对用户接入网提出了新的要求,客观地需要建立连接于
用户终端设备和各种业务网的业务节点之间的综合传送网络,这便是现代接入网,现
代接入网最重要的特点是接入网与业务网具有明显的分层概念,接入网同时支持多个
业务网信息的传送,图1是接入网在信息网中的位置。网络演进要求接入网从支持单
一的业务网演进为支持多种业务网的传送平台。
图1 接入网在信息网中的位置
4 接入网承载处理能力的要求
根据接入网的功能结构分层模型,接入网的传送网划分为电路层(CL),传输
通道层(TP)和传输媒质层(TM),其中TM层又可以进一步划分为段层和物理
媒质层。电路层网络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
路层网络。通道层网络为上面的电路层网络节点(如交换机)提供透明的通道( 即
电路群)。传输媒质层网络与传输媒质(光缆或无线)有关。三层之间相互独立,相
邻层之间符合客户/服务者关系。接入网的最上层功能是接入承载处理能力。现代接入
网要求其SNI面向多个业务网的业务节点,这些业务网既有基于电路交换的业务网,
也有基于分组交换的业务网;既有窄带信息也有宽带信息。如果接入网仅仅是一种透
明的传输系统,不识别用户信息,不识别用户端口占用状态,只实现电路层以下的信
息传送功能,那么在实际操作过程中便遇到了以下的问题。这些问题的出现,促进了
对承载处理能力的研究。
(1) 多业务网的接入
在研究多业务网接入之前,首先介绍一下单一业务网接入的情况。在单一业务网
的条件下,一个接入网系统,只有一个SNI,一个或少数几个提供UNI的远端设
备,见图2。单一业务网条件下接入网的各项功能均得以充分体现,各项功能的分层
结构也十分明晰。提供UNI的远端设备可以方便地与接入网核心功能(CF)
配合,处理UNI承载通路/容量,业务节点接口将特定SNI规定的要求与公用承
载通路相适配以便核心功能处理。核心功能的主要作用是将个别用户接口承载通路或
业务接口承载通路的要求与公用承载通路相适配,例如:接入承载通路处理和承载通
路集中,信令和分组信息复用,ATM传送承载通路的电路模拟。传输功能(TF)
的复用功能,交叉连接功能 (包括疏导和配置)也很容易实现(例如用于电话业务网
的V5接口)。
应当指出在单一业务网的情况下虽然接入网的功能得以充分体现,用户信息得以
方便有效地接入,但是接入网并不是解决用户接入的唯一手段,使用专用的传输复用
设备和专用的SNI也能够很好地解决用户信息的接入。从维护和管理的角度来看,
使用专用接入设备甚至更经济、更可靠。例如仅仅为电话业务(包括程控交换机提供
的全部业务)接入,而以光纤取代大对数电缆的情况下,交换机远端模块在维护管理
方面比接入网设备具有更多的优势,接入网的优势则在于解决多业务网的接入。
图2 单业务网的接入网结构
针对单一业务网设计的SNI规程并不能适用于其它的业务网。
当存在多个业务网,SNI又不具备可支持多种接入类型,且每种接入类型支持不同
的接入承载能力的情况下,不仅不同业务网的SNI规程不同,甚至传输媒介层和通
道层的配置也出现了困难。由于不同的业务网具有不等量的业务节点,再者不同业务
网的业务节点的物理位置也不可能都安放在相同的地点,用户网络接口也因用户群地
理位置的不同,而分布于不同的区域。如果每个用户网络接口都有接入到每个业务节
点的需求,则实际上在多个SNI和多个UNI之间将构成全连接网络。在网络演进
过程中业务节点数目趋于减少而接入服务区的范围将逐步扩充,在这种情况下建立全
连接的网络结构显然不尽合理。全连接网络要求接入网传送功能模块必须将物理传输
媒介连接到各种业务网的SN(业务节点)物理配置点,或者说通道层网络为上面的
电路层网络节点(如交换机)提供透明的通道。用户信息经由UNI接入到不同业务
网SNI时,必须在用户UNI与相应的SNI之间建立固定的或半固定的连接。用
户到不同业务网的连接通道很难实现动态的复用,而不同用户到同一个业务网业务节
点的连接也无法实现通道的动态复用。这种接入网只能分别建立用户与不同业务网之
间的连接。
(2)接入网用户网络接口功能模块的多业务接入
当存在多个业务网而各种业务网的SNI仅支持一种接入类型,并提供单一接入
承载能力的情况下,接入网用户网络接口装置可能同时向用户提供多个业务网的UNI
(包括物理电气接口和规程),每个接口连接到相应的终端设备,这种结构从逻辑上
看“综合接入网”只是若干业务网的接入网络的组合,每种业务的接入网有独立的接
口功能、核心功能和传输功能。对接入网而言充其量是在传输通道层实现了资源共享,
如图3所示。这种接入方式要求接入网提供足够的通道层和电路层传输能力,除此之
外对接入网承载功能没有特殊的要求。
图3 多业务网的接入网结构
(3) 用户接口功能的实现
对于PON和HFC等接入技术,用户网络接口(UNI)功能模块设置在用户
宅内,与用户终端设备处于同一物理位置,UNI功能模块所提供的各种业务网的物
理电气接口与用户终端设备之间的连接线非常短,通常UNI可以按照用户的业务需
求同时向用户提供多个业务网的用户接口。面对基于电路交换的业务网,接入网必须
向每个用户的UNI提供用户需求的最大带宽(尽管用户很少全部利用这些带宽);
对于分组信息的接入,接入网必须向用户提供用户需求的足够的带宽。这种接入技术
对接入网传输功能要求简单,但是对传输功能设备的资源的利用率很低,每个用户一
个独立的UNI设备的成本比较高。这种接入方式要求接入网提供足够的通道层和电
路层传输能力,除此之外对接入网承载功能没有特殊的要求。
对于IDLC等光纤到路边、光纤到居民楼和光纤到办公大楼的接入技术,用户
网络接口功能模块的安放位置与用户终端存在一定的距离,这种方式向用户提供信息
接入有两个特点:
.一个UNI装置可以连接到多个业务网的SN 。
.每个业务网在UNI装置处有一个相应的UNI,该UNI可以向若干用户提
供接入。
考虑到上述两个特点赋予接入网一定的承载处理能力,则接入网的综合接入能力将大
大加强。
5 综合接入对接入网的要求
接入网的优势在于多业务的综合接入,规划和建设接入网时除应满足近期的多业
务综合接入以外,还应考虑适应网络演进,逐步过渡到以IP接入为主的网络环境。
现仅针对近期可行的几种综合接入方式提出对接入网功能的几点要求。
(1) 接入网在SN侧将若干业务网的SNI1 、SNI2 …SNIn汇集,
使之成为可支持多种接入类型,且每种接入类型支持不同的接入承载能力的SNI。
此时用户口功能 (UPF)仅与一个SNI通过指配功能建立固定联系,ITUT
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
中以便支持目前所能提供的接入类型和业务。单个UNI可以支持多个逻辑接入,其
中每一个逻辑接入经由一个SNI连至不同SN。该种方式虽然是ITU提出的但是
考虑到业务网的运营、管理应相互独立的原则,一种业务网对基础网承载能力的要求,
需要通过另一个业务网业务节点实现,是不尽合理的,可见该种方式亦有其不足之处。
(2)用户接口功能需要增加用户占用资源状态的指示,以便核心功能将个别用
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。
(3)一个业务网的业务节点承担多业务接入的调配
该方式考虑了现存业务网状态和用户近期业务需求,是一种比较现实方案。它的特点
是以现存电话网及其业务节点SNI1为核心,以接入数字段的形式将SNI1与其
它业务网的业务节点SNI2、SNIn相连接。SNI2 、SNIn可能是电路
交换网络也可能是分组交换网络。用户到任何业务网的接入呼叫均通过SNI1,由
SNI1识别呼叫的业务网,并借助SNI1向用户和相应的业务网以及接入网的交
叉连接矩阵发出指令(需要对程控交换机与接入网之间的接口规程进行修改),建立
用户和相应业务网的连接。建立连接的过程中用户需要对相应的业务网进行再次呼叫,
并确定所需要的接入网承载功能。应当说明,这种方式的接入过程是用户首先向程控
交换机SNI1发出接入到某个业务网的指令,程控交换机识别后转发用户指令给接
入网的交叉连接器进行接续,这种接续过程其本质是由用户直接控制的,因此应属交
换行为,已超出接入网的功能范围。基于上述理由,这种综合接入方式是在接入网和
业务网之间存在一个功能层,对该功能层的逐步完善可以解决接入网建设中的一系列
问题。
对于窄带业务,交叉连接矩阵置于接入网靠近SNI侧和靠近UNI
没有区别;而对于宽带业务,则需综合考虑接入网传送功能的效率和交叉连接矩阵的
复杂程度。交叉连接矩阵靠近SNI侧,接入网传输功能模块效率低,核心功能简单;
交叉连接矩阵靠近UNI侧,交叉连接矩阵将分散成若干个小型矩阵,UNI设备可
能具有集中功能,提高了接入网传输功能模块的效率,核心功能也相对复杂。具体选
择应以用户的宽带需求作为主要依据。当用户满足于PSTN、ISDNBRA和
ISDNPRA业务以及借助上述接入上网的情况,选用前种结构比较合适。
(4)利用综合接入服务器解决多业务的接入
该方式从利于运营管理方面考虑,在接入网靠近SN侧的适当位置(经常设置在电话
网的SN即电话程控交换局内)设置提供各种业务网SNI规程的服务器,该服务器
提供的SNI规程可能由服务器产生,也可能由业务网的业务节点产生并由透明传输
电路传送到服务器,由服务器转发SNI的规程。该服务器面向接入网用户侧需要建
立面向每个UNI设备的包括电路交换和分组交换的透明传输电路。该方式易于管理,
但是接入网传送功能模块的资源利用率较低。它并不改变任何SNI原有的设于远端
的集中功能。解决这个问题的一种方法是设置超脱于任何业务网的“多业务集中燉复
用服务器” 该服务器面向接入网侧以单一的SNI与接入网接口,服务器面向业务
网侧则分别与各个业务节点相接。服务器的主要功能是根据用户指令(信令)将用户
接入信息分送到相应的业务网。该服务器所处的位置和起的作用,即前面所述及的业
务网和接入网之间应存在一个“业务管理功能层”的概念。由于信息产业的迅速发展,
接入网任何支持多业务的接入,是目前业界普遍关心的问题,“业务管理功能层”是
否合理希望引起业界讨论。
作者简介:牛中允,电信传输研究所副总工程师,长期从事接入网方面研究。
收稿日期:1999-03-15
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