廣域網技術入

1、廣域網技術(jsh)1、廣域網的構成當主機之間的距離較遠時，例如，相隔幾十或幾百公里，甚至幾千公里，局域網顯然就無法完成主機之間的通信任務(rn wu)。這時就需要另一種結構的網絡，即廣域網。 共四十七頁互聯(lián)網由局域網和廣域網組成(z chn)互聯(lián)網 局域網局域網廣域網路由器結點交換機相距較遠的局域網通過路由器與廣域網相連(xin lin)組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網 共四十七頁廣域網與OSI模型(mxng)廣域網主要工作于OSI模型的下三層，即物理層、數據(shj)鏈路層和網絡層由于目前網絡層普遍采用了IP協(xié)議，所以廣域網技術或標準主要關注物理層和數據鏈路層的功能及其實現不同廣域網技術的差

2、異就在于它們在物理層和數據鏈路層實現方式的不同。廣域網的物理層協(xié)議主要描述如何面向廣域網服務提供電氣、機械、規(guī)程和功能特性，包括定義DTE和DCE設備的接口；廣域網的數據鏈路層定義數據幀的封裝以及如何通過廣域網鏈路傳輸到遠程節(jié)點。 共四十七頁選擇一種最適合自己、性能價格比高的接入技術。8.1.1 對接入技術的基本(jbn)要求（1）可靠性（2）安全性（3）可擴展性：帶寬、用戶數量（4）先進性 共四十七頁8.1 接入技術(jsh)概述8.1.2 接入技術(jsh)的分類有線和無線 有線接入技術主要類型接入方式說明撥號接入電話接入網ISDN接入綜合業(yè)務數字網ADSL接入非對稱數字用戶線HFC接入混

3、合光纖/同軸電纜光纖接入FTTB、FTTC、FTTH、FTTZ、FTTODDN接入數字數據網共四十七頁8.2 撥號(b ho)接入 調制解調器將用戶計算機與電話線相連(xin lin)，通過電話線傳輸數據。8.2.1 調制解調器1.作用PSTN：公用電話交換網共四十七頁8.2 撥號(b ho)接入 8.2.1 調制解調器2.調制解調器的類型 （1）按功能分：傳統(tǒng)的用于數據傳輸的、兼有傳真功能的、用于有線電視網的、用于ADSL的、數據語音同傳（2）按調制方式(fngsh)分：頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK、混合調制（3）按是否提供收發(fā)雙方的同步時鐘分：異步、同步共四十七頁（4）按外形結構分類：外

4、置式、內置式、插卡式、機架式、無線式（5）按工作(gngzu)方式分類：全雙工、半雙工 共四十七頁8.2 撥號(b ho)接入 8.2.1 調制解調器8.2.2 撥號(b ho)接入方式 RAS：遠程接入服務器共四十七頁把話音和非話音在內的所有(suyu)業(yè)務綜合到1個數字網中進行傳輸、交換和處理的數字網絡。8.3.1 ISDN的特點（1）支持端到端的數字連接 數字通道（2）支持話音及非話音多種通信業(yè)務（3）提供標準的用戶/網絡接口 8個終端（5）方便性 信息信道和信令信道分離（6）通信業(yè)務自動識別（7）高速率 64kbps、128kbps 共四十七頁8.3.1 ISDN的特點(tdin)8.

5、3.2 ISDN的通道類型信息(xnx)通道信息(xnx)流，B通道信令通道控制用戶和網絡的信令信息，D通道1.B通道：64Kbps，基本工作通道2.D通道：16/64Kbps，信令通路3.H通道：1.544/2.048Mbps 共四十七頁通道(tngdo)類型類型速率用 途B64Kbps用戶信息流通道用戶信息流速率：8、16、32、64Kbps電路交換、分組交換、半永久連接用作電路交換的 B通道不傳送信令信息D16Kbps64Kbps主要用于傳送電路交換的信令信息對于電路交換，除了傳送信令信息以外，還可以用來傳送遙控信息和分組交換數據H0384Kbps用戶信息流通道H111536Kbps電路

6、交換、分組交換、半永久連接H121920Kbps電路交換的H通道不傳送信令信息共四十七頁8.3.3 ISDN的接口結構和接入方式1.ISDN的接口結構基本(jbn)接口和基群速率接口 共四十七頁用戶網絡接口類型物理接口速率接口結構接口名稱信道結構基本接口192Kbps基本接口（基本接入）2B+D（D為16Kbps）基群速率接口1.544Mbps或2.048MbpsB信道接口（多信道接入） 23B+D（D為 64Kbps）30B+D（D為 64Kbps）H0信道接口（高速接入）4H03H0+D（D為 64Kbps）5H0+D（D為 64Kbps）H11信道接口（高速接入）H11（D為 64Kbp

7、s）H12+D（D為 64Kbps）B/H0混合信道接口nB+mH0+D（D為 64Kbps）表8-4 ISDN的主要接口(ji ku)結構 共四十七頁2.ISDN的基本接入方式(fngsh) （1）利用ISDN網卡和網絡終端NT1接入方式NT1：完成接口轉換(zhunhun)功能共四十七頁（2）利用NT1和終端(zhn dun)適配器TA的接入方式TA：完成(wn chng)速率適配、信號及協(xié)議轉換共四十七頁（3）利用(lyng)ISDN路由器的接入方式共四十七頁8.4 非對稱數字(shz)用戶線系統(tǒng)ADSL ADSL調制解調器連接到因特網，用戶仍可在同一對雙絞線上通電話。8.4.1 ADS

8、L的一般概念充分利用現有電話線開發(fā)寬帶業(yè)務的非對稱性的因特網接入技術。非對稱：用戶線的上行和下行的傳輸速率不同?？芍С?.58Mbps的下行帶寬，16Kbps1Mbps的上行帶寬，最大傳輸距離(jl)可達5km左右。 共四十七頁采用頻分多路復用技術和回波(hu b)消除技術在電話線上實現分隔有效帶寬，利用電話線的高頻部分（26KHz2MHz）進行數字傳輸。信號到電話局后通過信號識別/分離器，語音信號傳到電話交換機，數字信號接入因特網。 共四十七頁1.ADSL的系統(tǒng)結構 ATU-C：中央交換(jiohun)局端模塊的ADSL Modem ATU- R：用戶端ADSL Modem 共四十七頁2.A

9、DSL的技術原理工作流程(lichng)：ADSL Modem編碼后的信號電話局信號識別/分離器，語音信號交換機，數字信號因特網。3個信息通道：速率為1.5Mbps8Mbps的高速下行通道；速率為16Kbps1Mbps的中速雙工通道，控制信號和上行信息的傳輸；普通的電話服務通道。3種調制技術：正交調幅技術QAM、無載波幅相調制技術（CAP）和離散多音頻技術（DMT）。共四十七頁3.ADSL的特點(tdin)及應用領域 （1）ADSL的特點投資小，連接方便傳輸距離遠，誤碼率低，可靠性高速率高，頻帶寬采用點點的拓撲結構：保密性好，獨享高帶寬（2）ADSL的主要(zhyo)應用領域高速的數據接入、視

10、頻點播、網絡互連業(yè)務、家庭辦公、遠程教學、遠程醫(yī)療等 共四十七頁8.4.2 ADSL的單用戶接入方式(fngsh) 1.ADSL終端設備的安裝(nzhung) 共四十七頁2.ADSL的單用戶接入方式(fngsh)（1）利用(lyng)ADSL網卡接入（2）外置式ADSL Modem 接入（3）USB口外置式ADSL Modem接入共四十七頁8.4.3 ADSL的多用戶接入方式(fngsh) 共四十七頁共四十七頁8.5 數字(shz)數據網DDN 利用數字通道傳輸數據信號的數據傳輸網。提供永久性和半永久性連接的傳輸通道。永久性：建立傳輸速率不變的、獨占帶寬的固定連接電路半永久性：非交換性的，由網

11、管人員對其提出(t ch)的傳輸速率、目的地和傳輸路由進行設置。主干傳輸為光纖傳輸，傳輸速率分為14.4K、28.8K、64K、128K、256K、512K、768K、1.544M和44.763M等鋪設專用線路、專用的接入設備和路由器共四十七頁8.5.1 DDN的接入方式(fngsh) 用戶終端設備接入和用戶網絡接入1.用戶終端設備接入方式（1）通過調制解調器接入（2）通過DDN的數據終端設備(shbi)接入（3）通過用戶集中設備接入多路復用器 2.用戶網絡接入方式（1）利用DDN互連方式（2）專用網與公用網的互連（3）分組交換網與DDN的互連（4）用戶交換機與DDN的互連 共四十七頁8.6.

12、2光纖接入網技術(jsh)FTTC+LAN 光纖作為主要傳輸媒體 1.按照光纖鋪設位置分類光纖到用戶（FTTH）、光纖到路邊(l bin)（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到辦公室（FTTO）等2.按照光纖網絡使用的器件分類有源光纖接入網（AON）、無源光纖接入網（PON） 共四十七頁3.同步光纖接入網同步數字體系（SDH）90年代引入、有源光接入。復用、線路傳輸及交換功能融為一體、由統(tǒng)一網絡(wnglu)管理系統(tǒng)操作的綜合信息傳輸網絡(wnglu)。應用最普遍、但仍只是FTTC（光纖到路邊）、FTTB（光纖到樓）的程度 最新發(fā)展方向是對IP業(yè)務的支持，新型SDH設備配備了LAN接口，

13、提供透明LAN互連業(yè)務和ISP接入。 共四十七頁8.6.3衛(wèi)星接入信息不對稱性衛(wèi)星直播系統(tǒng)（DBS）和撥號網絡相結合上行信號通過現有撥號(b ho)或專線網絡傳輸，下行信號通過54M衛(wèi)星寬帶廣播發(fā)送，用戶可通過調制解調器或專線接入本地ISP，發(fā)出請求，由ISP通過衛(wèi)星下載用戶請求的文件或數據。 共四十七頁非對稱衛(wèi)星(wixng)接入 能實現單向(dn xin)流式視、音頻實時多點傳送和一對多點的傳送，可以實現加密，安全可靠，覆蓋范圍廣，不受地理位置的限制，費用與距離無關等特點。 （數字視頻廣播）共四十七頁廣域網主干(zhgn)技術1、X.252、幀中繼3、ATM共四十七頁共四十七頁幀中繼的產生

14、(chnshng)背景對X.25分組交換技術的回顧：X.25分組交換是借助于虛電路（邏輯電路）來在網絡層提供(tgng)面向連接服務的一種技術。上個世紀80年代末、90年代初在廣域網中被大量采用，其豐富的檢、糾錯機制特別適合于當時廣泛使用銅纜的網絡環(huán)境。隨著容量大、質量高(誤碼率低于10-9)的光纖被大量使用,通信網的糾錯能力就不再成為評價網絡性能的主要指標。X.25分組交換的某些優(yōu)點在光纖傳輸系統(tǒng)中已經得不到體現，呼喚技術改進或簡化幀中繼共四十七頁幀中繼的實現(shxin)繼承了X.25提供統(tǒng)計復用功能和采用虛電路交換的優(yōu)點：簡化了可靠(kko)傳輸和差錯控制機制：將那些用于保證數據可靠性傳

15、輸的任務如流量控制和差錯控制等委托給用戶終端或本地節(jié)點機來完成，在減少網絡時延的同時降低了通信成本。 在網絡層次或體系結構上，只有物理層和鏈路層兩層，并對鏈路層功能進行了較大的調整。取消了X.25中的網絡層，將統(tǒng)計復用、數據交換、路由選擇等功能定義在數據鏈路層執(zhí)行，取消了流量控制、糾錯及確認等處理功能；數據交換從X.25包交換改成了以幀為單位，故稱幀交換。共四十七頁幀中繼中的虛電路(dinl)幀中繼網絡中，虛電路為兩個相互通信的DTE節(jié)點(ji din)之間提供了面向連接的第二層服務。不同的虛電路由數據鏈路連接標識符DLCI (Data-Link Connection Identifier)進

16、行標識。按照虛電路實現方式的不同，幀中繼鏈路可進一步分為：交換虛電路(Switched Virtual Circuits ，SVCs)： 一種“臨時”的電路連接，它只有在雙方需要通信時才建立，永久虛電路(Permanent Virtual Circuits，PVCs)： 虛電路連接與雙方是否需要進行通信無關，或者說這種連接是“永久”存在的。較SVCs常見。 共四十七頁幀中繼的組成(z chn)一個典型的幀中繼網絡由用戶設備與網絡交換設備組成；FR交換機是幀中繼網絡核心(hxn)設備，在數據鏈路層完成對幀的傳送；用戶設備負責把數據幀送到幀中繼網絡，用戶設備分為幀中繼終端和非幀中繼終端兩種，非幀中

17、繼終端必須通過幀中繼裝拆設備FRAD接入幀中繼網絡。共四十七頁幀中繼的特點(tdin)采用統(tǒng)計復用技術為用戶提供共享的網絡資源，提高了網絡資源的利用率。 不僅可以提供用戶事先約定的帶寬，而且在網絡資源富裕時，允許用戶使用超過預定值的帶寬，而只用付預定帶寬的費用。僅實現物理層和鏈路層的核心功能，大大簡化了網絡中各個節(jié)點機之間的處理過程，有效的降低了網絡時延。提供了較高的傳輸質量。 高質量的線路和智能化的終端是實現幀中繼技術的基礎，前者保證了傳輸中的誤碼率很低，即使出現了少量的錯誤也可以由智能終端進行端到端的恢復。采取了PVC管理和擁塞管理，客戶智能化終端和交換機可以清楚(qng chu)了解網絡

18、的運行情況，不向發(fā)生擁塞和已刪除的PVC上發(fā)送數據，以避免造成信息的丟失，進一步保證了網絡的可靠性。共四十七頁幀中繼的應用(yngyng)幀中繼的用戶(yngh)接入速率一般為64Kbps2Mbps，局間中繼傳輸速率一般為2Mbps、34Mbps，現已可達155Mbps 當用戶需要數據通信，其帶寬要求為64Kbps2Mbps,且參與通信的各方多于兩個；幀中繼具有動態(tài)分配帶寬的功能，可以有效的處理突發(fā)性數據 當數據業(yè)務量為突發(fā)性時可選用。幀中繼可支持多個低速率復用 用它來組建虛擬專用網VPN或者用來互聯(lián)局域網。共四十七頁ATM的產生(chnshng)背景N-ISDN的問題：不能真正提供電視信號、

19、視頻業(yè)務等許多高速率業(yè)務。作為在數字電話網基礎上演變而來的技術，其主要業(yè)務仍是64kbps的電路業(yè)務，對技術發(fā)展(fzhn)的適應性很差。盡管用戶通過標準用戶網絡接口進入網絡實現了多種業(yè)務的綜合接入，但在網絡內部，針對不同的業(yè)務，實際還是采用不同的交換方法，并未實現真正統(tǒng)一的綜合交換。B-ISDN(Broadband ISDN) 被提了出來：以光纖為傳輸介質，提供遠遠高于一次群速率的傳輸信道，并針對不同的業(yè)務采用相同的交換方法，即致力于真正做到用統(tǒng)一的方式來支持不同的業(yè)務。ATM作為其中的關鍵技術卻被保留了下來并成為高速廣域網傳輸技術的重要基礎。 共四十七頁ATM的實現(shxin)綜合了電路

20、交換的可靠性與分組交換的高效性，借鑒了兩種交換方式的優(yōu)點，采用了基于信元的統(tǒng)計時分復用技術。 電路交換：采用時分復用方式，通信雙方周期性地占用重復出現的時隙，信道以其在一幀中的時隙來區(qū)分，而且在通信過程中無論(wln)是否有信息發(fā)送，所分配的信道（時隙）均為相應的兩端獨占。該模式的實時性好，適合于發(fā)送對延遲敏感的數據，但信道帶寬的浪費較大；分組交換：不分配任何時隙，采用存儲轉發(fā)方式，屬于統(tǒng)計復用。該交換方式的靈活性好，適合突發(fā)性業(yè)務，且信道帶寬的利用率高，但分組間不同的延時會導致傳輸抖動，因此不適合實時通信。 共四十七頁ATM的實現(shxin)（續(xù)）綜合信元(cell) 是ATM用于傳送信息

21、的基本單元：采用53字節(jié)的固定長度。其中，前個字節(jié)為信頭，載有信元的地址信息和其他一些控制信息，后48個字節(jié)為信息段，裝載來自各種不同業(yè)務的用戶信息。固定長度的短信元可以充分利用信道的空閑帶寬。信元在統(tǒng)計時分復用的時隙中出現，即不采用固定時隙，而是按需分配，只要時隙空閑，任何允許發(fā)送的單元都能占用。信元在底層采用面向連接方式傳送，并對信元交換采用硬件以并行處理方式去實現，減少了結點的時延，其交換速度(sd)遠遠超過總線結構的交換機。共四十七頁ATM的組成(z chn)ATM網絡系統(tǒng)由ATM業(yè)務終端、交換、傳輸等部分組成(z chn) 。ATM交換機是ATM網絡的核心，它采用面向連接的方式實現信元的交換 共四十七頁ATM的特點(