畢業(yè)論文文檔

畢業(yè)論文摘要本文具體地介紹了ADSL技術的基本原理和一個基于DSL技術的校園網(wǎng)的設計思想、功能特點、實現(xiàn)方法及應用。它為網(wǎng)絡設計人員提供了一種組建校園網(wǎng)的新思路和新方法。關鍵詞非對稱數(shù)字用戶線路，ADSL調制解調器，數(shù)字用戶線接入復用設備，校園網(wǎng)隨著近年來電信資費的調整，政府上網(wǎng)工程的啟動，企業(yè)建網(wǎng)熱潮的深化，電子商務走向應用，能夠預期新的一輪上網(wǎng)熱潮正在到來。再加上網(wǎng)絡應用的進一步深化，以視頻點播(VOD)、電視會議、網(wǎng)上購物等交互式應用為代表的新的業(yè)務類型的出現(xiàn)，用戶對數(shù)據(jù)通信的速率提出了更高的要求。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡系統(tǒng)中的“最后一公里〞正引起人們越來越多的注意。但是由于種種原因，用戶的接入速率尚不能知足多媒體應用的需求，正因如此，ADSL、CableModem等新一代的高速接入技術被推向了臺前，頻頻曝光。本文主要介紹ADSL技術。一方面，ADSL技術是基于現(xiàn)有的雙絞銅線的基礎上，在我國目前的實際情況下更經(jīng)濟也更易于實現(xiàn)，有望成為下一代主流的用戶接入方式；另一方面，由于我國絕大部分城市的電信部門尚不支持ADSL技術(只是在我國的深圳以及上海、北京的某些小區(qū)作為試點，進行了ADSL技術的試驗)，所以我們只提供了一個基于ADSL技術的校園網(wǎng)解決方案。1.ADSL技術的發(fā)展背景隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，尤其是Internet的迅速發(fā)展，使得接入技術日益遭到人們的重視。在過去的幾年間，基于銅線的接入技術獲得了飛速的發(fā)展，包括使用V系列調制解調器的接入和xDSL技術。使用調制解調器通過電話線(雙絞銅線)來實現(xiàn)網(wǎng)絡的接入是最簡單、最經(jīng)濟的方法，但是它遭到調制解調器速率的限制。固然經(jīng)過了人們的努力，調制解調器的速率由最初的2.4kbit/s速率一路攀升，先后經(jīng)歷了9.6kbit/s、14.4kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s。但是由于V系列調制解調器所使用頻帶遭到限制(為3400Hz)，所以幾乎已經(jīng)無法繼續(xù)提高速率。那么，在現(xiàn)有的銅線上，怎樣進一步提高網(wǎng)絡的接入速率呢?各種DSL(DigitalSubscriberLine數(shù)字用戶線)技術就成為最佳的方案。在諸多的DSL技術中，ADSL技術是比擬有代表性的，它對更新Internet訪問的應用范圍，如視頻點播(Videoondemand)和電視會議(Teleconferencing)等，具有實際意義。下面，我們就ADSL技術作一簡單的介紹。2.ADSL的工作原理ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)，中文名字叫非對稱數(shù)字用戶線路。當在電話線兩端分別放置ADSLMODEM時，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個信息通道：一個速率為1.5Mbps9Mbps的高速下行通道，用于用戶下載信息；一個速率為16kbps1Mbps的中速雙工通道；一個普通的老式電話服務通道；而且這三個通道能夠同時工作。(當然，詳細的通信速率還依靠線路的質量和長度而定。一般來講，有效傳輸距離在3-5公里范圍以內。)你能夠在下載文件的同時在網(wǎng)上觀賞視頻節(jié)目，并不影響電話的使用。最重要的是這一切都是在一根電話線上同時進行的。ADSL靠什么實現(xiàn)這一切呢?講起來，ADSL的內部特別復雜。它采用了高級的數(shù)字信號處理技術和新的算法壓縮數(shù)據(jù)，使大量的信息得以在網(wǎng)上高速傳輸。我們知道，在現(xiàn)有的較長的銅制雙絞線(普通電話線)上傳送數(shù)據(jù)，其對信號的衰減是特別嚴重的，ADSL在如此惡劣的環(huán)境下實現(xiàn)了大的動態(tài)范圍，分離的通道，以及保持低噪聲干擾，其難度可想而知，難怪有人講，ADSL是調制解調技術的一個奇跡。為了在電話線上分隔有效帶寬，產(chǎn)生多路信道，ADSL調制解調器一般采用兩種方法實現(xiàn)，頻分多路復用(FDM)或回波消除(EchoCancellation)技術。FDM在現(xiàn)有帶寬中分配一段頻帶作為數(shù)據(jù)下行通道，同時分配另一段頻帶作為數(shù)據(jù)上行通道。下行通道通過時分多路復用(TDM)技術再分為多個高速信道和低速信道。同樣，上行通道也由多路低速信道組成。而回波消除技術則使上行頻帶與下行頻帶疊加，通過本地回波抵消來區(qū)分兩頻帶。此技術來源于V.32和V.34調制解調器中，它非常有效地使用了有限的帶寬，但從復雜性和價格來講，其代價較大。當然，無論使用兩種技術中的哪一種，ADSL都會分離出4kHz的頻帶用于老式電話服務(POTS)。當前，ADSL調制解調設備多采用3種線路編碼技術，分別稱為抑制載波幅度和相位(carrierlessamplitudeandphase,CAP),離散多音復用(discretemultitone,DMT)，以及離散小波多音復用(discretewaveletmultitone,DWMT)。其中CAP的基礎是正交幅度調制(QAM)，在CAP中，數(shù)據(jù)被調制到單一載波之上；而在DMT中，數(shù)據(jù)被調制到多個載波之上，每個載波上的數(shù)據(jù)使用QAM進行調制。DMT中使用為大家熟知的快速傅里葉變換算法做數(shù)字信號處理，而在DWMT中，則用近年來新興的小波變換算法代替快速傅里葉變換。一個ADSL調制解調器將多路下行通道中，雙工通道中以及維護信道中的數(shù)據(jù)流組合成數(shù)據(jù)塊(block)，并在每一數(shù)據(jù)塊中附加糾錯代碼，接收端則通過此糾錯代碼對在傳輸經(jīng)過中產(chǎn)生的誤碼進行糾錯。實驗表明，此糾錯編碼技術完全能夠到達MPEG2和其他數(shù)字圖像壓縮方法的要求。非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)與以往調制解調技術的主要區(qū)別在于其上下行速率是非對稱的，即上下行速率不相等，ADSL技術的高下行速率和相對而言較慢的上行速率非常適于做Internet/Intranet閱讀使用。3.ADSL的特點1)ADSL具有V系列調制解調器無法比較的數(shù)據(jù)速率。2)ADSL技術是基于雙絞銅線的，因而ADSL有著廣闊的應用基礎。在全球范圍內，有7億門電話銅線。在我國，電話網(wǎng)的規(guī)模已經(jīng)躍居到全球第二位，其中，程控化的比重高達99.7%，這為ADSL技術在我國的應用提供了良好的基礎。3)ADSL技術具有高性能價格比。ADSL技術利用傳統(tǒng)電話網(wǎng)的雙絞銅線，并且在同一條雙絞銅線上能夠實現(xiàn)語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓泊?，因而不需要另外鋪設傳輸線，進而大大節(jié)約了成本。4)ADSL與CableModem相比，具有獨占帶寬的特點。利用有線電視網(wǎng)進行多媒體的傳輸，固然能夠獲得較高的帶寬，但當上網(wǎng)用戶的數(shù)目增加時，因其是分享帶寬，所以每個用戶擁有的帶寬將急劇下降；而ADSL是基于電話銅線的，每個用戶獨占帶寬，不會因上網(wǎng)的用戶數(shù)目的增加而影響帶寬。5)ADSL的上下行速率是非對稱的。ADSL技術的高下行速率和相對而言較慢的上行速率非常適于做Internet/Intranet閱讀使用。4.ADSL所需設備在用戶端，需要安裝ADSL調制解調器。用戶的計算機通過調制解調器連接到普通的電話線上。在ADSL調制解調器中有一個用于信號分離的芯片，叫做POTSFilter。從電話線傳來的信號通過它被分成兩路，一路用于傳送語音，另一路用于傳送數(shù)據(jù)。傳送數(shù)據(jù)的信號會在經(jīng)過一個信道分離器(ChannelSeparator)，分成上行和下行兩個信道。在交換局端的設備是DSLAM(DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer：數(shù)字用戶線接入復用設備)，它的作用是將ADSL用戶連接到高速骨干網(wǎng)上。在交換局的DSLAM設備之前也有一個ADSL調制解調器，其中也有POTSFilter，所以從用戶端傳來的信號通過ADSL調制解調器后被分成兩路，一路是語音信號，它被送往交換局的PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork：公用電話網(wǎng))設備，另一路用來傳送數(shù)據(jù)，則送往DSLAM設備，通過DSLAM設備傳送到骨干網(wǎng)上。一般情況下，DSLAM設備都與ATM網(wǎng)絡相連。5.ADSL應用范圍ADSL的應用范圍很廣，主要包括下面幾個方面：1)遠程教學通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，能夠使地處不同地域的校園組成一個網(wǎng)上的虛擬校園，方便地實現(xiàn)遠程教學。電視轉播通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，能夠高速地實現(xiàn)視頻與音頻信號的傳輸，方便地進行電視轉播。網(wǎng)上購物通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，可實現(xiàn)快速的商品閱讀，能夠觀看到商品的明晰圖片，視頻介紹，音頻講解。在銀行，信譽卡機構的幫助下，能夠在網(wǎng)上選購所需的商品及服務。小區(qū)信息發(fā)布小區(qū)物業(yè)能夠通過ADSL寬帶網(wǎng)將各種信息放在網(wǎng)絡上，不需要再另行發(fā)放各種通知。例如：購物指南，房地產(chǎn)報價，參考資料，旅游服務，影視信息，物業(yè)收費通知，證券信息等。視頻點播VOD即視頻點播，是一種交互式操作，能夠根據(jù)用戶本人的愛好與需要通過網(wǎng)絡點播不同類型的視頻節(jié)目，在計算機上觀看?？梢砸岳糜嬎銠C上的視頻卡的視頻輸出功能通過S端子在大屏幕電視，家庭影院上觀看。視頻會議通過ADSL寬帶的網(wǎng)絡連接，使得進行高畫質，高音質的實時視頻會議成為一件非常輕松的事情?！糎S2〗〖HT5〞H〗6〓ADSL技術應用解決方案〖HT5〞SS〗下面我們就以某大學為例，來講明怎樣利用ADSL技術實現(xiàn)多媒體局域網(wǎng)的組建工作。1)系統(tǒng)現(xiàn)狀某大學由三個校園組成A.外地校園，已建有校園網(wǎng)B.西校園，已建有校園網(wǎng)C.東校園，無校園網(wǎng)三校園之間，通過DDN接口組成遠程教學與會議網(wǎng)絡。如今要解決的問題是東校園的校園網(wǎng)的組建問題。組建校園網(wǎng)的方案很多，在這里讓我們看一看怎樣利用ADSL技術來解決這一問題。2)系統(tǒng)目的及功能首先，我們分析一下東校園的現(xiàn)有設備情況：*+通信線路學校建有一個內部電話網(wǎng)絡，幾乎所有科室，以及處級以上干部家都配有分機。利用現(xiàn)有的線路組路組建校園可節(jié)省費用和人力，如將來要擴建，利用本人的技術氣力就可完成。*+計算機及硬件資源學校擁有一個計算機中心、多個語音教室和多媒體教室，所有科室均配有計算機、打印機、掃描儀等硬件設備，多媒體教室還配有投影儀、實物展臺等。*+視聽器材學校擁有一個電教中心，配有攝像機、錄像機、錄音機以及視聽編輯設備。根據(jù)學校的詳細〖FL)〗〖LM〗〖PSS2，+58mm。123mm，BP〗〖FL(K2〗情況，將系統(tǒng)目的定為最近目的和遠期目的。最近目的利用東校園現(xiàn)有的設備(主要是校內內部電話網(wǎng)絡)，組建基于ADSL技術的校園網(wǎng)，主要實現(xiàn)：視頻會議實如今校園網(wǎng)上召開視頻會議。教職工可在本人的辦公室，甚至在家里(學校北院家屬宿舍)就可參加會議。多媒體教學實如今校園網(wǎng)上的多媒體教學，學生可在教室或集體宿舍上課，可節(jié)省各種教學