第3章接入网系统架构
本章讨论IP接入网的系统架构，引入三平面架构的观点剖析接入网的总体标准，解析总体标准中体现的IP接入网基本功能及其系统结构。总体标准是一个标准系列的总纲领，接入网总体标准是统领接入网一系列标准的最高等级规范。本章内容主要包括：
总体标准和系统结构的背景知识。
以三平面架构分析IP接入网的系统功能及其基本模型。
剖析电信接入网总体标准ITUT G.902。
剖析IP接入网总体标准ITUT Y.1231。
3.1背景
本章主要讨论接入网的总体标准。通过对总体标准的分析讨论，初步认识IP接入网的基本功能与系统架构，为进一步学习IP接入网的全面知识提供系统性的坚实基础。
总体标准是一个纲领性的文件，位于一个标准系列中的最高等级，布局整个标准系列的全局。总体标准统领整个标准系列，从最高层次认识通信系统，概念表述全面而抽象。
理解总体标准，掌握接入网的基本功能与系统架构，既是学习的重点也是学习的难点。本节讨论以下几个问题，为认识总体标准提供必要的背景知识。
什么是总体标准。
总体标准的作用是什么。
接入网的总体标准有哪些。
制定接入网标准主要的标准化机构。
总体标准是规范系统级基本功能与架构的标准。系统架构定义系统功能性的逻辑划分及划分之间的协同。在一个系统中，各个功能性的逻辑实体相互配合、协调一致，共同完成系统功能。总体标准并不具体定义各个功能实体的技术细节，也不定义实体间的接口细节。实体和接口的具体规范由系列标准中较低层次的其他标准定义。
总体标准从最高层次整体规范了系统，是对一个通信系统标准的“顶层设计”。总体标准是一个总纲领，统领并制约系列中的其他标准。总体标准就像是一个大型工程的总体规划，虽然规划并不是工程的具体设计，但是工程设计必须在总体规划的指导和制约下进行。
深入学习接入网技术时应当牢记： 总体是一个纲，纲举目张。总体标准是顶层，在顶层指导下理解系统中的各个构件，有助于深刻理解构件的功能及其地位，准确认识构件间的接口及其协同。这样的学习，有助于系统的融会贯通，避免知识点的支离破碎。
接入网的总体标准主要有两个“建议”： ITU G.902—1995和ITU Y.1231—2000。G.902是1995年制定的第一代的接入网总体规范，总结接入网20余年的发展，从电信运营商的观点出发制定了该标准。因此，G.902—1995通常被称为电信接入网总体标准。Y.1231建议是2000年制定的接入网总体的第二代标准，定义了IP接入网的基本功能与系统架构，通常被称为IP接入网总体标准。随着各类通信网络都趋于IP化的演进，Y.1231标准对接入网的IP化越来越凸显重要意义。
IP接入网使用了广泛的技术，涉及多个标准和标准化机构。IP接入网涉及OSI模型中的网络层、MAC层和物理层，相应层次的技术标准分别由不同的标准化机构制定。
ITUT Rec.由ITUTSS(国际电信联盟、电信标准部)制定，ITUT是电信界的国际标准化机构。ITU制定的标准都称之为建议(Recommendation)，虽然名为“建议”然而都是全球电信界都遵循的最高级别国际标准。接入网的总体标准G.902和Y.1231就是典型的ITUT“建议”。
IP接入网中运用了多种MAC技术，这些LAN/MAN(局域网与城域网)的MAC技术主要执行IEEE 802标准。IEEE 802标准由IEEE(美国电气电子工程师协会)802委员会制定，由IEEE核准颁发。
IP接入网当然涉及IP技术。有关TCP/IP的权威标准是众所周知的RFC文档，由互联网界著名的IETF制定颁发。
ITUT“建议”、IEEE 802标准和IETF的RFC文档是IP接入网技术的最重要的标准技术文档。
3.2IP接入网的三平面系统架构
随着现代信息通信技术(Information & Communication Technology，ICT)的高速发展，信息通信网络越来越复杂，描述和理解网络技术机制越来越困难。为了梳理和分析复杂的技术机制，进入21世纪以来，ICT领域开始启用三平面系统架构来规范描述网络架构。
ITUT Y.1231建议定义了IP接入网的三大功能及其基本特征。Y.1231描述简约但前瞻性十分强，因此理解其深刻的内在意义十分不易。本书引入在新一代网络中已成主流的三平面网络架构，用以诠释总体标准Y.1231的核心内容，构建IP接入网的三平面架构，在相应平面重新描述接入网的三大功能并建立三大功能的基本模型。
IP接入网的三平面架构与Y.1231总体标准在本质上是一致的，但架构描述更为清晰，功能定位更为准确，参考模型更易于理解。
本书将IP接入网的三平面架构贯穿全书。提纲挈领，展开IP接入网的全部内容，使IP接入网涉及的繁杂内容更清晰、更易于理解。
3.2.1新一代网络的三平面架构
进入21世纪以来，新一代通信网络中开始引入三平面架构，使新一代网络的复杂架构可以表述得更加简洁、更加清晰。
20世纪末期，在多个网络标准中开始出现控制平面的概念，并称以前的功能基本上都是位于数据平面或用户平面。控制平面的引入，强化了管控能力的定义，提供了网络控制功能独立于网络基本业务功能的独立性。IETF在MPLS标准文档中开始使用控制平面的概念； 21世纪初期，ITUT的多个总体标准中开始全面引入三平面架构； IEEE 802标准也开始使用数据/管理/控制平面的概念。进入21世纪以来，网络总体标准向三平面系统架构演进的趋势日益明显。
新一代网络系统中，采用传送、管理、控制三平面系统架构渐成主流，三平面架构形成了层面清晰的网络系统级模型，可使复杂网络的参考模型简洁、清晰，易于理解、易于使用。
在新一代网络的总体标准中，ITUT Y.1304和Y.2011建议明确了三大平面的定义并全面用之于系统架构，具有很高的借鉴价值。
ITUT G.8080/Y.1304： 《ASON系统架构》(Architecture for ASON)颁布于2001年11月。ASON(Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络)是21世纪的新一代光通信网络，是NGN体系中的一种重要物理网络。在ASON中使用传送、管理、控制三平面构建了ASON的系统架构，三平面的定义简化如下。
传送平面(Transport plane)： 提供用户信息在不同位置间的转移。特定情况下也可转移某些控制信息或网管信息。
管理平面(Management plane)： 执行系统管理功能并协调所有平面。系统管理实体对传送和控制平面在五大管理功能域执行系统管理。五大功能域是性能管理(Performance management)、故障管理(Fault management)、配置管理(Configuration management)、记账管理(Accounting management)和安全管理(Security management)。
控制平面(Control plane)： 执行呼叫控制和连接控制功能。通过信令(控制协议)建立和释放连接，并可从故障中恢复连接。
ITUT Y.2011： 《NGN一般原理与参考模型》(General principles and general reference model for NGN)颁布于2004年10月，使用数据平面、管理平面、控制平面的概念，规范了NGN(Next Generation Network，下一代网络)一般性的原理与通用的参考模型。
数据平面(Data plane)： 用于数据转移的一组功能。
管理平面(Management plane)： 用于实体管理的一组功能。
控制平面(Control plane)： 用于控制实体运行的一组功能。
分析Y.1304—2001和Y.2011—2004可以看出，虽然二者的功能架构均基于三大平面的概念，但细节有所差别。
Y. 1304是一种物理网络(ASON)的规范而Y.2011是一种逻辑网络(NGN)的规范，因此Y.1304的定义具体而利于实施，而Y.2011的定义更为抽象、概括力更强。
三大平面的名称中，“管理平面”和“控制平面”几乎用于所有标准，但是最基本的平面，不同的标准使用了“数据平面”“传送平面”“用户平面”等不同的术语。
本书提出的IP接入网模型使用术语“传送平面”，可以更好地衔接IP接入网的传送功能。
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