電信接入網總體標準 - G.902
1995年11月2日,國際電聯發布了接入網的第一個總體標準ITU-T G.902.G.902建議從功能的角度定義了接入網(access network,AN)框架,從接入網的體系結構、功能、業務節點、接入類型、管理等方面描述了接入網。
G.902建議的重點是:
● 側重於接入網的功能,從功能角度定義接入網,並說明接入網對傳輸介質層的功能性需求。
● 規定並描述了接入網的體系結構,以及與總體結構相關的業務節點、接入網支持的接入類型、傳送承載能力及對其需求、與業務節點有關的管理概念和管理需求、接入的運行和控制。
G.902建議的目的是為進一步的相關工作提供框架。進一步的工作可能包括業務節點和業務節點接口、用戶網路接口、接入網內部接口、接入類型和接入承載能力需求的定義以及具體的接入網等。
G.902建議僅僅是一個總體性的標準,它需要並引用一系列相關的其他標準。
例如具體定義接入網接口的標準:
● G.964(1994):V5.1窄帶接口。
● G.965(1996):V5.2窄帶接口。
● G.967.1(1998):VB5.1寬頻接口。
● G.967.2(1999):VB5.2寬頻接口。
其他一系列相關標準,例如:
● G.803(1993):基於SDH的傳送網路體系結構。
● G.805(1995):傳送網路一般功能結構。
● G.960(1993):ISDN基本速率接入的接入數欄位。
● G.962/G.963(1993):ISDN基群速率接入的接入數欄位。
● ISDN的有關建議:I.112(1993)、I.414(1993)、I.430(1993)。
● M.3010(1992):電信管理網(TMN)原理。
● Q.512(1995):用戶接入的數字交換接口。
● Q.2512:用戶接入的網路節點接口。
G.902建議是關於接入網的第一個總體標準,對接入網的形成具有關鍵性的奠基作用,意義十分重大。G.902建議定義嚴格、描述抽象,從“功能”這一較高的角度描述接入網,希望是用於接入網進一步的各種技術和各種業務。
必須注意的是,由於G.902的準備時間是1993-1996年,由國際電聯SG13研究組具體實施。當時,網際網路尚未達到今日的輝煌,網際網路技術的理念、框架還遠未深入影響通信技術界,傳統電信技術的體系和思路還是電信網路的主體。G.902建議很大程度上搜到傳統電信技術的影響,其定義的接入網特別是接入網的功能體系、接入類型、接口規範等,更多的是適用於電信網路。所以當關於IP接入網的總體標準Y.1231問世以後,人們有時將G.902建議稱為“電信接入網總體標準”。
接入網的基本定義
G.902建議首先定義了若干基本定義作為進一步描述接入網總體結構的基礎。其中最重要的是接入網、接入承載能力、業務節點和業務節點接口、用戶網路接口的定義。顯然,準確理解這些定義是深入理解接入網體系結構的基礎。但是,ITU建議與所有技術標準文檔一樣,定義通常都十分複雜而難以理解,G.902的抽象描述特點決定上述定義更為難解。本節已定義“接入網”為例,討論接入網的標準定義以看出其難度,然後分析這個定義的要點並給出直觀的,便於理解的接入網定義。
G.902建議中的接入網定義是:
Access Network (AN): 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). An Access Network can be configured and managed through a Q3 interface. In principle there is no restriction on the types and the number of UNIs and SNIs which an Access Network may implement. The access network does not interpret (user) signalling.
可以將上述接入網的定義翻譯成:
接入網(AN)是由一系列實體(諸如線纜裝置、傳輸設備等)組成的,為在一個業務節點接口(SNI)和每一個與之相關聯的用戶網路接口(UNI)之間提供電信業務而提供所需傳送承載能力的一個實現。接入網可以經由Q3接口進行配置和管理。接入網可以實現的UNI和SNI的類型和數量原則上沒有限制。接入網不解釋用戶信令。
仔細分析接入網的定義可以看出:
● 接入網是由線纜裝置、傳輸設備等實體構成的一個實施系統。
● 接入網為電信業務提供所需的傳送承載能力。
● 電信業務是在SNI和每一與之關聯的UNI之間提供的。
● 接入網可以經由Q3(電信管理網TMN的接口)進行配置和管理。
● 接入網不解釋用戶信令。
這個定義的抽象性、概括性很強。如果不是網際網路技術的衝擊,應該有非常廣泛的指導意義。通過後面的討論可以知道,G.902建議的接入網定義存在一定弱點:
● 由於接入網不解釋用戶信令,所以電信接入網不具備交換能力。這一點表明,用戶不能通過用戶信令控制接入網的動作,例如動態改變UNI和SNI的關聯以使用另一個SN提供的業務。這是電信接入網定義的一個重大不足,後來在Y.1231建議中定義的IP接入網有了根本性的改進。
● 強調通過Q3接口管理,沒有考慮SNMP等其他管理協定的地位。
● 使用業務,需要在UNI與SNI之間逐一建立關聯,這種關聯的相對靜態特性與當今網際網路的主流套用模式不一樣。
接入網的結構和定界
接入網的定界圖如圖所示,該圖來自 Fig.1/G.902。 這是接入網最基本也是最重要的一個圖。有接入網定界圖可以清楚的看出:AN以UNI、SNI、Q3接口為邊界連到其他網路實體,AN通過UNI和SNI連線用戶終端和業務節點SN,為傳送SNI和與之關聯的UNI之間電信業務提供承載能力,AN通過Q3接口與TMN(telecommunication management network,電信管理網)進行管理互動。
一個AN可以與多個SN相連,這樣一個AN既可以接入多個分別支持特定業務的SN,也可以接入多個支持相同業務的SN。必須注意:UNI與SN的關聯是靜態的,即關聯的確立是通過與相關SN的協調指配功能來完成的,對SN接入承載能力的分配也是通過指配功能來完成的。
使用接入網定界的方法定義接入網,是一種“黑箱理論”的定義方法,這種方法通過指出一個系統與所有外部系統的關係來定義此系統。這對於系統內部結構不夠明確,或系統內部結構過於複雜或可能變化過大時,是一種重要的方法,必須充分重視。
接入網的接口
接入網有三種主要接口,即用戶網路接口UNI、業務節點接口SNI和Q3管理接口。由於這三種接口的定義帶有傳統電信網路的特點,在IP接入網中另有相應的定義,所以下面僅簡介這些接口。
用戶網路接口
UNI是用戶和網路之間的接口,用戶終端通過UNI連到AN。UNI進一步分為單個UNI和共享UNI。單個UNI的例子包括PSTN和ISDN中各種類型的UNI。但是PSTN中的UNI和用戶信令並沒有得到廣泛套用,因而通常各個國家採用自己的規定。共享UNI的例子是ATM接口。當UNI是ATM接口時,這個UNI可支持多個邏輯接入,每一個邏輯接入通過一個SNI連線到不同的SN。這樣,ATM接口就成為一個共享UNI,通過這個共享UNI可以接入多個SN。
業務節點接口
業務節點接口SNI是AN與SN之間的接口,是SN通過AN向用戶提供電信業務的藉口
SN可能有多種類型,包括特定業務的業務節點和模組化業務節點。
特定業務的業務節點是只支持一種特定業務的業務節點,例如:
● 單個本地交換機,支持PSTN、N-ISDN、B-ISDN、分組數據等多種業務。
● 單個專線租賃業務節點,基於電路方式、ATM方式等。
● 提供數字視音頻按需點播的業務節點。
模組化業務節點使一個業務節點可以支持多種業務,例如ATM多業務節點。
具體的SNI規範在與G.902相關的其他ITU建議中定義,其中最重要的接口規範如下:
● V5窄帶接口系列
◆ V5.1:2Mb/s,ITU G.964(1994)
◆ V5.2:2~16個2Mb/s,ITU G.965(1995)
● V5.2寬頻接口
◆ VB5.1:ATM接口,2~622Mb/s,固定接口速率,ITU G.967.1 (1998)
◆ VB5.2:ATM接口,2~622Mb/s,可通過指配改變接口速率,ITU G.967.2 (1999)
Q3管理接口
AN需要標準化Q3管理接口,以便電信管理網TMN經由Q3管理接口對AN進行配置和管理。
G.902建議未考慮其他網管接口規範,例如SNMP接口規範。如後所述,AN的管理功能也缺乏對用戶接入的管理。這些不能不說是G.902的弱點。
管理、控制和操作
G.902規定了AN所要求的管理結構和AN的管理功能。這些結構和功能與TMN和AN的功能模型相關,這裡就不詳細討論了。
網路的可靠運行是運營網路的基本要求,也是接入網的運行需要。因此對接入網功能進行控制和監視是AN操作必備的。此外,接入網系統管理功能還提供通常的配置管理、故障管理、性能管理和安全管理的功能。
配置管理功能包括設備管理和軟體管理。設備的管理必須連續監視AN的邏輯表示和具體實現之間的映射,這包括對現場科代替單元的管理。對於這些部件,均可以實行配置管理、故障管理和性能管理。軟體管理包括軟體下載、版本管理、軟體故障檢測和恢復機制。
根據對網管動作回響時間的實時性要求,AN的管理功能可以分為即時(time critical)管理功能和非即時(non-time critical)管理功能兩大類。即時管理功能(例如由於接入網內部故障導致的用戶連線埠阻塞)要求與SN實時協調,由AN和SN系統管理功能之間通過SN通信來完成。非即時管理功能(例如接口和用戶連線埠的指配)則只需要SNI兩側(AN與SN的系統管理功能)通過Q3接口協調工作。
值得注意的是,ISO/OSI著名的五大管理域是配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和記賬管理,而G.902建議中的接入網網管功能基本上取消了記賬功能。此外,AN只能通過Q3接口接受TMN的管理而沒有給SNMP網管預留地位,也不能不說是G.902建議的弱點。
902小結
ITU G.902建議在接入網發展史上的作用是不可替代的,他確立了接入網的第一個總體結構,使接入網開始形成一個獨立完整的網路,成為現代通信網路的兩大基礎構件。但是,在網際網路大潮的衝擊下,G.902建議囿於傳統電信網路觀念的弱點也開始暴露。
在全球信息基礎建設(GII)影響下產生的ITU Y.1231建議定義了IP接入網路的總體結構,將接入網推進到一個新的歷程。