《计算机网络》课程设计-互联网接入技术.doc

1 安徽农业大学经济技术学院 计算机网络课程设计 专专 业：业： 计算机科学与技术计算机科学与技术 年年 级：级： 08 级（级（1）班）班 学学 号：号： 08538034 课题名称：课题名称： 互联网接入技术互联网接入技术 学生姓名：学生姓名： 指导老师：指导老师： 成成 绩：绩： 2010-12-28 2 摘要：摘要：随着电信行业垄断市场消失和电信网业务市场的开放，电信业务功能、接入技 术的不断提高，接入网也伴随着发展， 我们调查了现在市场上使用广泛的接入技术。 在接入网中，目前可供选择的接入方式主要有 pstn、isdn、ddn、lan、adsl、vdsl、cable-modem、pon 和 lmds9 种，它们各 有各的优缺点。 关键词：关键词：宽带接入技术、adsl、hfc、cable modem、fttx、ddn、代理服务器、路由器。 3 目录目录 第一章第一章 接入网技术的概述接入网技术的概述.5 1.1 什么是接入网.5 1.2 接入网的特征.5 1.3 接入网总揽.5 1.4 接入网功能概括.6 1.5 实现技术.6 1.6 接入网发展趋势.6 第二章第二章 主要的宽带接入技术主要的宽带接入技术.7 2.1adsl.7 2.1.1 xdsl 概述.7 2.1.2 xdsl 的接入结构.7 2.1.3 adsl 接入技术.8 2.2 代理服务器共享接入互联网.9 2.2.1 接入分析.9 2.2.2 代理服务器相关介绍.9 2.2.3 接入实施.10 2.2.4 接入步骤.10 2.3 无线接入技术.10 2.3.1 无线接入技术概述.10 2.3.2 无线接入技术分类.10 2.3.3 3g 技术简介.12 2.4 hfc 技术12 2.4.1 hfc 简介.12 2.4.2 hfc 主要特点.12 2.4.3 hfc 的频谱划分.13 2.4.4 hfc 的优缺点.13 2.4.5 hfc 面临的问题.13 2.5 cable modem.13 2.5.1 cable modem 简介.13 2.5.2 cable modem 的种类.14 2.5.3 cable modem 的系统结构.14 2.5.4 cable modem 工作原理.15 2.5.5 cable modem 的调制方式.15 4 2.5.6 cable modem 的标准.15 2.6 路由器共享接入互联网.15 2.6.1 路由器简介.15 2.6.2 路由器的工作原理.16 2.6.3 路由器的体系结构.16 2.6.4 路由器的网络拓扑图.16 2.6.5 路由器的选购.16 2.7 光纤以太网接入 internet17 2.7.1 光纤以太网的定义.17 2.7.2 fttx+lan 接入方式.18 2.7.3 pon 无源光网络.18 2.8 ddn 的相关介绍.19 2.8.1 ddn 的发展.19 2.8.2 ddn 的特点.19 2.8.3 ddn 的接点类型.19 2.8.4ddn 接入方式.20 第三章第三章 常见宽带接入技术的比较常见宽带接入技术的比较.22 第四章第四章 社区接入方式的调查社区接入方式的调查.23 4.1 电信上网方式23 第五章第五章 本校校园网调查情况本校校园网调查情况.24 5.1 本校校园网接入方式24 第六章第六章 总结总结.25 参考文献参考文献.26 致致 谢谢.26 5 第一章第一章 接入网技术概述接入网技术概述 1.1、什么是接入网、什么是接入网 接入网 an（access network） 接入网的技术含义：将用户接入到核心网的部分 接入网的通俗理解 （1）last mail 从网络指向用户方向，最后一公里 （2）first mail 从用户指向网络方向，最初一公里 注意：“一公里”是一种形象的称呼，并非实际距离 为一公里。 图 1.1 接入网网络位置 透明传递用户业务信息（承载） 对用户信令不作解释，以区别于业务网络 引入业务节点接口以支持与业务网络的连接 有独立的网管系统，构成特定的网络体系 1.2、接入网的特征、接入网的特征 1接入网对于所接入的业务提供承载能力，实现业务的透明传送。 2接入网对用户信令是透明的，除了一些用户信令格式转换外，信令和业务处理 的功能依然在业务节点中。 3接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务，接入网应通过有限的标准 化的接口与业务节点相连。 4接入网有独立于业务节点的网络管理系统，该系统通过标准化的接口连接 tmn，tmn 实施对接入网的操作、维护和管理。 1.3、接入网总揽、接入网总揽 6 图 1.2接入网总揽 1.4、接入网功能概括、接入网功能概括 传送 接入（接口能力） 用户接口 网络接口 相互关联（承载信息和协议信息） 控制和管理 1.5、实现技术、实现技术 传统的接入网主要以铜缆的形式为用户提供一般的语音业务和少量的数据业务。随 着社会经济的发展，人们对各种新业务特别是宽带综合业务的需求日益增加，一系列接 入网新技术应运而生，其中包括应用较广泛的以现有双绞线为基础的铜缆新技术、混合 光纤/同轴(fhc)、网技术和混合光纤 /无线接入技术、无线本地环路技术 (wll/dwll) 及以太网到户技术 etth(光纤到路边、光纤到大楼、光纤到anywhere 的统称) +etth(ethernettothehome)。 1.6、接入网发展趋势、接入网发展趋势 随着电信行业垄断市场消失和电信网业务市场的开放，电信业务功能、接入技术的 不断提高，接入网也伴随着发展，主要表现在以下几点： (1)接入网的复杂程度在不 断增加。不同的接入技术间的竞争与综合使用，以及要求对大量电信业务的支持等，使 得接入网的复杂程度增加。 (2)接入网的服务范围在扩大。随着通信技术和通信网的发展，本地交换局的容量 不断扩大，交换局的数量在日趋减少，在容量小的地方，改用集线器和复用器等，这使 接入网的服务范围不断扩大。 (3)接入网的标准化程度日益提高。在本地交换局逐步采用基于v5.x 标准的开放 接口后，电信运营商更加自由地选择接入网技术及系统设备。 7 (4)接入网应支持更高档次的业务。市场经济的发展，促使商业和公司客户要求更 大容量的接入线路用于数据应用，特别是局域网互连，要求可靠性、短时限的连接。随 着光纤技术向用户网的延伸， catv 的发展给用户环路发展带来了机遇。 (5)支持接入网的技术更加多样化。尽管目前在接入网中光传输的含量在不断增加， 但如何更好地利用现有的双绞线仍受重视，但对要求快速建设的大容量接入线路，则可 选用无线链路。 (6)光纤技术将更多的应用于接入网。随着光纤覆盖扩展，光纤技术也将日益增多 地用于接入网，从发展的角度看， sdh、atm、ip/dwdm 目前仅适用于主干光缆段和数 字局端机接口，随着业务的发展，光纤接口将进一步扩展到路边，并最终进入家庭，真 正实现宽带光纤接入，实现统一的宽带全光网络结构，因此，电信网络将真正成为本世 纪信息高速公路 的坚实网络基础。 第二章第二章 主要的宽带接入技术主要的宽带接入技术 2.1 adsl 接入方式接入方式 2.1.1xdsl 概述：概述： xdsl 是基于电话用户线的宽带接入技术，xdsl 工作频段高于话带。采用先进的调制技 术，实现电话铜线上的高速接入，有 hdsl、adsl、vdsl 等几类，不同的 dsl 技术 上是有差别的。 hdsl：上下行速率对称、1.5/2mbps，2 对线（hdsl2 支 持 1 对线） ，与话带重叠，不可与话音业务同时进行 adsl：不对称，上行 640kbps，下行最高 8mbps 。 1 对线， 工作频带高于话带， 可同时支持话音业务 vdsl：不对称/对称：不对称上行最高 6.4mbps，下行最高 52mbps ；对称上下行最高 26mbps 。1 对线，工作 频带高于话带， 可同时支持话音业务 2.1.2xdsl 的接入结构：的接入结构： 8 xdsl接入结构接入结构 图图2.1.12.1.1 xdslxdsl接入结构接入结构 本接入图不适合于本接入图不适合于hdslhdsl，适合，适合adsladsl和和vdslvdsl dsldsl modemmodem 也称也称dsldsl远端传输单元远端传输单元 dslamdslam为为dsldsl多路复接器，也称局端传输单元多路复接器，也称局端传输单元 数据网数据网 dsldsl modemmodem （xtu-rxtu-r） 分离器分离器 分离器分离器 dslamdslam pstnpstn （xtu-c） 2.1.3.adsl 接入技术：接入技术： adsl(asymmetrical digital subscriber line，非对称数字用户环路 ) 是一种能够通 过普通电话线提供宽带数据业务的技术，也是目前极具发展前景的一种接入技术。 adsl 素有“网络快车”之美誉，因其下行速率高、频带宽、性能优、安装方便、不需交 纳电话费等特点而深受广大用户喜爱，成为继modem、isdn 之后的又一种全新的高 效接入方式。 1、adsl 的工作原理 adsl 在现成的用户线的两端安装一个采用频分复用（fdm）的离散多音调 dmt 的 adsl 调制解调器。因此，把 40khz 以上的高端频谱划分为用于上行信道的 25 个子信道，而 249 个子信道用于下行信道。每个子信道使用不同的载波进行数字调 制，这就相当于许多小的调制解调器并行的传送数据。adsl 采用自适应的解调方法 使得用户线能够传送尽可能高数据率。当adsl 启动时，用户线两端的 adsl 的调 制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每一个频率上测试信号 的传输质量。 adsl 并不保证固定的数据率。 adsl 只是在线路条件允许时工作才拥 有较高的数据率。通常，下行数据率在32kbit/s 到 6.4mbit/s 之间，而上行数据率在 32kbit/s 到 640kbit/s 之间，其有效传输距离为公里。 2、adsl 系统组成 9 图 2.1.2 adsl 系统组成 3、adsl 标准 目前 adsl 共有 3 种国际标准 , 提供 2 种不同的传输速度 。 ansi t1.413 issue 2 (full rate) itu-t g.992.1 (full rate) itu-t g.992.2 (lite rate) full rate adsl 传输速度高达 8mbps (下传) 和 640kbps (上传) 。 而 lite rate adsl 传输速度可达到 1.5mbps (下传) 和 512kbps (上传) 。 线路的距离和线路品 质影响实际的传输速度。 adsl 通常提供三种网络登录方式： 桥接、pppoa（pppoveratm，基于 atm 的端对端协议）、 pppoe（pppoverethernet，基于以太网的端对端协议）。桥接是直接提供静态 ip，而 后两种通常不提供静态 ip，是动态的给用户分配网络地址。 前者属于专线接入方式， 而后者属于虚拟拨号方式。 2.2 代理服务器共享接入互联网代理服务器共享接入互联网 2.2.1 接入分析接入分析 现在的代理服务器都是以软件的形式安装于局域网的一台计算机中，该计算机有 一个出口接入 internet，接入方式可以为城域网的 10/100m 以太网接口、 isdn、pstn、或者是 adsl，另一个以太网接口一般和内部局域网互连，在局域网中 的计算机需要访问外部网络时，该计算机的访问请求被代理服务器截获，代理服务器通 过查找本地的缓存，如果请求的数据可以查找到，则把该数据直接传给局域网络中发出 请求的计算机；否则代理服务器访问外部网络，获得相应的数据，并把这些数据缓存， 同时把该数据发送给发出请求的计算机。但代理服务器缓存中的数据需要不断更新。 2.2.2 代理服务器相关介绍代理服务器相关介绍 (a)代理服务器（ proxy server， ）它是网络信息的中转站。在一般情况下，我们使 用网络浏览器直接去连接其他internet 站点取得网络信息时，是直接联系到目的站点 服务器，然后由目的站点服务器把信息传送回来。代理服务器是 internet 链路级网 关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联 (osi) 模型的对话 层，从而起到防火墙的作用。 (b)代理服务器功能就是代理网络用户去取得网络信息。主要有： 1、连接 internet 与 intranet 充当 firewall（防火墙）：因为所有内部网的用户通 过代理服务器访问外界时，只映射为一个ip 地址，所以外界不能直接访问到内部网； 同时可以设置 ip 地址过滤，限制内部网对外部的访问权限。 2、节省 ip 开销：如前面所讲，所有用户对外只占用一个ip，所以不必租用过多 的 ip 地址，降低网络的维护成本。 10 3、提高访问速度：本身带宽较小，通过带宽较大的proxy 与目标主机连接。当 有外界的信息通过时，同时也将其保存到缓冲区中，当其他用户再访问相同的信息时， 则直接由缓冲区中取出信息，传给用户，从而达到提高访问速度的目的。 （c）软件种类 1、proxy hunter 2、proxy now 系列 3、3、socks cat 三者以 proxy hunter 为较好,但也不能一棵树吊死 ,应具体情况具体分析 ,选择一个适 合的来用。 2.2.3 接入实施接入实施 （a）设备需求 1、网卡 2、网线 3、交换机 （b）接入拓扑图 图 2.2.1 代理服务器接入拓扑 2.2.4 接入步骤接入步骤 1、安装网卡 2、连接网线3、安装网卡驱动程序4、安装必要的网络协议 5、实现网络共享6 安装 sygate 软件 2.3 无线接入技术：无线接入技术： 2.3.1 无线接入技术概述无线接入技术概述 无线接入技术 rit（radio interface technologies） 无线接入技术 (也称空中接口 )是无 线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来,以实现用 户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议,这些协议即构成无线 接入技术的主要内容。 2.3.2 无线接入技术分类无线接入技术分类 无线接入技术 大致可以分为以下几类： gsm 无线接入技术 cdma 无线接入技术 gprs 无线接入技术 cdpd 无线接入技术 固定无线宽带(lmds)接入技术 dbs 卫星接入技术 11 蓝牙技术 homerf 技术 wcdma 无线接入技术 3g 无线通信技术 无线局域网 无线光系统 2.3.3 3g 技术简介技术简介 3g，全称为 3rd generation，中文含义就是指第三代数字通信。第三代与前两代的主要区 别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游， 并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等 多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。lte(long term evolution, 长期演进)项目是 3g 的演进，始于 2004 年 3gpp 的多伦多会议。lte 并非人们普遍误解的 4g 技术，而是 3g 与 4g 技术之间的一个过渡，是 3.9g 的全球标准,它改进并增强了 3g 的 空中接入技术，采用 ofdm 和 mimo 作为其无线网络演进的唯一标准。在 20mhz 频谱带 宽下能够提供下行 326mbit/s 与上行 86mbit/s 的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能， 提高小区容量和降低系统延迟。 3gpp lte 正在制定的无线接口和无线接入网架构演进技术主要包括如下内容： （1）明显增加峰值数据速率。如在 20mhz 带宽上达到 100mbit/s 的下行传输速率 （5bit/s/hz） 、50mbit/s 的上行传输速率（2.5bit/s/hz） 。 （2）在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如 mbms（多媒体广 播和组播业务）在小区边界可提供 1bit/s/hz 的数据速率。 （3）明显提高频谱效率。如 24 倍的 r6 频谱效率。 （4）无线接入网（ue 到 e-node b 用户面）延迟时间低于 10ms。 （5）明显降低控制面等待时间，低于 100ms。 （6）带宽等级为：a）5、10、20mhz 和可能取的 15mhz；b）1.25、1.6 和 2.5mhz， 以适应窄带频谱的分配。 （7）支持与已有的 3g 系统和非 3gpp 规范系统的协同运作。 （8）支持进一步增强的 mbms。 上述演进目标涉及到系统的能力和系统的性能，是 lte 研究中最重要的部分，也是 e- utra 和 e-utran 保持最强竞争力的根本。 lte 物理层方案和技术 在 lte 层 1 方案征集过程中，有 6 个选项在 3gpp ran1 工作组中被评估。它们是： （1）fdd，上行采用单载波 fdma（sc-fdma） ，下行采用 ofdma。 （2）fdd，上行下行都采用 ofdma。 （3）fdd，上行下行都采用多载波 wcdma（mc-wcdma） 。 （4）tdd，上行下行都采用多载波时分同步 cdma（mc-td-scdma） 。 （5）tdd，上行下行都采用 ofdma。 （6）tdd，上行采用单载波 fdma（sc-fdma） ，下行采用 ofdma。 在上述方案中，按照双工方式可分为频分双工（fdd）和时分双工（tdd）两类；按照 无线链路多址方式主要可分为码分多址（cdma）和正交频分多址（ofdma）两类。 2.4 hfc 技术技术 2.4.1 hfc 简介简介 12 hfc 即 hybrid fibercoaxial 的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。hfc 通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目 信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配 后通过同轴电缆送到用户。它与早期catv 同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干 线上用光纤传输光信号，在前端需完成电 光转换，进入用户区后要完成光 电转 换。 在 hfc 网络中，前端设备通过路由器与数据网相连，并通过局用数据端机与公用电 话网（pstn）相连。有线电视台的电视信号、公用电话网来的话音信号和数据网的数 据信号送入合路器形成混合信号后，由这里通过光缆线路送至各个小区节点，再经过同 轴分配网络送至用户本地综合服务单元。 终端用户要想通过 hfc 接入，需要安装一个用户接口盒（ uib） ，它可以提供三 种连接：使用 catv 同轴电线连接到机项盒（ stb） ，然后连接到用户电视机；使用 双绞线连接到用户电话机；通过cable modem 连接到用户计算机。 由于现有的有线电视只提供单向下行广播业务，为实现双向通信必须对现有的有线 电缆进行双向通信改造，需要有双向分配放大器、双向分离器和双向干线放大器等。 hfc 接入系统为树型结构，同轴的带宽是由所有用户公用的，而且还有一部分带宽 要用于传送电视节目，用于数据通信的带宽受到限制，目前一般一个同轴网络内至多连 接 500 个用户 图 2.4.1 hfc 系统结构 2.4.2 hfc 的主要特点是：的主要特点是： 传输容量大，易实现双向传输，从理论上讲，一对光纤可同时传送150 万路电话或 2000 套电视节目；频率特性好，在有线电视传输带宽内无需均衡；传输损耗小，可延 长有线电视的传输距离， 25 公里内无需中继放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁 干扰，能确保信号的传输质量。 hfc 网采用结点体系结构 图 2.4.2 hfc 结点体系 同传统的 catv 网络相比，其网络拓扑结构也有些不同：第一，光纤干线采用星形或 13 环状结构；第二，支线和配线网络的同轴电缆部分采用树状或总线式结构；第三，整个 网络按照光结点划分成一个服务区；这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要 求。随着数字通信技术的发展，特别是高速宽带通信时代的到来，hfc 已成为现在 和未来一段时期内宽带接入的最佳选择，因而hfc 又被赋予新的含义，特指利用混 合光纤同轴来进行双向宽带通信的catv 网络。 2.4.3 hfc 的频谱划分的频谱划分 目前，hfc 网络传输的带宽为 5-750mhz860mhz，少数可以达到 5-1000hz。其 中 5-65 兆赫兹(mhz)为上行频率段 . 87-1000 兆赫兹(mhz)是下行频段 . 现如今，各 地实际的下行频率是 87-750 兆赫兹(mhz). 比较多是 47-550 兆赫兹(mhz)。 图 2.43 hfc 的频谱划分 2.4.4 hfc 的优点和缺点的优点和缺点 它具有支持多项网络业务 ，保密性强，安全性高，具有网络管理功能 ，与目前的用 户设备兼容 ，频带宽、用户多、传输速率高、灵活性和扩展性强及经济实用的特点， 为实现宽带综合信息双向传输提供了可能，许多厂商都在瞄准这一领域。当然，它的功 能上还需要完善，还有因网络结构使每个光节点的用户数不宜太多 (300500 户)的 不足。总之，要大范围普及这种系统还有大量工作要做。 2.4.5 hfc 面临问题面临问题 上行信道的分配问题（需要 mac 协议） 上行信道多干扰（各种噪声） 安全性问题 可靠性问题（单点故障） 供电问题（户外设备供电） 2.5 cable modem 2.5.1 cable modem 简介简介 cable modem 即电缆调制解调器，俗称有线猫，是一种利用专用电缆或有线电视网 （catv）进行数据传输的接入技术，用户在上网的同时不影响收看有线电视节目（抗 干扰性强，可一边上网一边看电视）。 传输数率可达 10mbps（接入速率高），是一 种宽带接入方式。中国 catv 网已成为世界第一大有线电视网。 随着有线电视网的 发展，通过 cable modem 利用有线电视网访问 internet 已成为更多人接受的一种高速 接入方式。它适用于家庭和企事业单位。 cm 一般放在用户家中，作为一种终端设备，它连接用户的pc 机和 hfc 网络，它与 cmts 是 hfc 系统中双向通信时必不可少的设备（如图） 它利用现成的有线电 视网进行数据传输。它有对称速率型和非对称速率型两种连接方式，前者上传和下载速 率相同，在 500kbps2mbps 之间，后者上传速率在 500kbps10mbps 之间，下载速 率为 2mbps10mbps 14 图 2.5.1 cmts 与 cm 的连接 2.5.2 cable modem 的种类的种类 从传输方式的角度，可分为双向对称式传输和非对称式传输。对称式传输速率为 2mbit/s4mbit/s、最高能达到 10mbit/s。非对称式传输下行速率为 36mbit/s，上行 速率为 500kbit/s10mbit/s。前者上传和下载速率相同，在500kbps2mbps 之间， 后者上传速率在 500kbps10mbps 之间，下载速率为 2mbps10mbps。 从接口角度分，可分为外置式、内置式、通用串行总线usb 式和交互式机顶盒。 图 2.5.2 cable modem 2.5.3cable modem 的系统结构的系统结构 图 2.5.3 cable modem 的系统结构 cmts: cable modem termination system 头端电缆调解器 cm: cable modem 电缆调解器 计算机 1 台，有线电视线路 1 条，cable modem 宽带帐号 1 个，cable modem1 台，网线 1 条。图 6-12 cable modem 安装图 图 2.5.4 cable modem 安装图 2.5.4 cable modem 工作原理工作原理 15 图 2.5.5 cable modem 信道 每个 cm 都有一个 id（48 位，制造商定）。 cm 的接收器能调谐到所有 m 个下行信道的任何一个接收数据 cm 能在所有 1n 个上行信道中的任何一个发送数据 cm 协协议议参参考考模模型型 图 2.5.6 cm 协议参考模型 模型包括: 物理层和 mac 层 承载的高层数据主要为两种 atm 信元（802.14 标准） llc pdu（ docsic 标准） 2.5.5 cable modem 的调制方式为的调制方式为 qam 和和 qpsk 上行：qpsk、16qam 下行：64qam、256qam qam 的信道利用率比 qpsk 高，但 qpsk 的抗干扰性更好 2.5.6cable modem 的标准的标准 1 ieee 802.14 标准 2 docsis ieee802.14 采用基于树的分解算法和 p 坚持 docsis 采用二进制指数退避算法 2.6 路由器共享接入互联网路由器共享接入互联网 2.6.1 路由器简介路由器简介 路路由由器器是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为 路由选择（ routing） ，这也是路由器名称的由来（ router，转发者） 。作为不同网 络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 tcp/ip 的国际互联网络 internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了 internet 的骨架。它的处理速度 是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着 网络互连的质量。因此， 在园区网、地区网、乃至整个 internet 研究领域中， 路由器技术 始终处于核心 地位，其发展历程和方向，成为整个internet 研究的一个缩影。在当前我国网络 16 基础建设和信息建设方兴未艾之际，探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发 展方向，对于国内的网络技术研究、网络建设，以及明确网络市场上对于路由器和 网络互连的各种似是而非的概念，都有重要的意义。 2.6.2 路路由由器器的的工工作作原原理理 （1）工作站 a 将工作站 b 的地址 12.0.0.5 连同数据信息 以数据帧的形式发送给 路由器 1。 （2）路由器 1 收到工作站 a 的数据帧后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根 据路径表计算出发往工作站 b 的最佳路径： r1-r2-r5-b；并将数据帧发往路由器 2。 （3）路由器 2 重复路由器 1 的工作，并将数据帧转发给路由器5。 （4）路由器 5 同样取出目的地址，发现 12.0.0.5 就在该路由器所连接的网段上， 于是将该数据帧直接交给工作站b。 （5）工作站 b 收到工作站 a 的数据帧，一次通信过程宣告结束。 2.6.3 路由器的体系结构路由器的体系结构 路由器可以分为第一代单总线单cpu 结构路由器、第二代单总线主从cpu 结构 路由器、第三代单总线对称式多cpu 结构路由器；第四代多总线多cpu 结构路由器、 第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由 器等多类。 路由器具有四个要素：输入端口、输出端口、交换开关、路由处理器和其他端口。 2.6.4 路由器的网络拓扑图路由器的网络拓扑图 图 2.6.1 路由器的网络拓扑图 2.6.5 路路由由器器的的选选购购 选择路由器时应注意安全性、控制软件、网络扩展能力、网管系统、带电插拔能 力等方面。 1由于路由器是网络中比较关键的设备，针对网络存在的各种安全隐患，路由器 必须具有如下的 安全特性： （1）可靠性与线路安全（ 2）身份认证（ 3）访问控制（ 4）信息隐藏（ 5）数据 加密（6）攻击探测和防范（ 7）安全管理 。 2路由器的控制软件是路由器发挥功能的一个关键环节。从软件的安装、参数自 动设置，到软件版本的升级都是必不可少的。软件安装、参数设置及调试越方便，用户 17 使用就越容易掌握，就能更好地应用。 3随着计算机网络应用的逐渐增加，现有的网络规模有可能不能满足实际需要， 会产生扩大网络规模的要求，因此扩展能力是一个网络在设计和建设过程中必须要考虑 的。扩展能力的大小主要看路由器支持的扩展槽数目或者扩展端口数目。 4随着网络的建设，网络规模会越来越大，网络的维护和管理就越难进行，所以 网络管理显得尤为重要。 5在我们安装、调试、检修和维护或者扩展计算机网络的过程中，免不了要给 网络中增减设备，也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔，是 路由器的一个重要的性能指标。 2.7 光纤以太网接入因特网光纤以太网接入因特网 2.7.1 光纤以太网定义光纤以太网定义 光纤以太网光纤以太网，是一种基于优化高速光纤局域网技术的宽带接入方式，采用光纤到楼、网线 到户的方式实现用户的宽带接入，是一种合理、实用、经济有效的宽带接入方法。光纤以 太网是采用单模光纤连接的高速网络，可以实现千兆到社区、局域网百兆到楼宇，十兆到 用户桌面的网络连接。 1、 工作原理 以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（csma/cd）机制。以太网中节点都可以看 到在网络中发送的所有信息，因此，我们说以太网是一种广播网络。以太网的工作过程如 下：当以太网中的一台主机要传输数据时，它将按如下步骤进行：(1)、监听信道上收否有 信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续监听，直到信道空闲为止。(2)、 若没有监听到任何信号，就传输数据。(3)、传输的时候继续监听，如发现冲突则执行退避 算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤 1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送 会返回到监听信道状态。注意：每台计算机一次只允许发送一个包，一个拥塞序列，以警 告所有的节点）(4)、若未发现冲突则发送成功，所有计算机在试图再一次发送数据之前， 必须在最近一次发送后等待 9.6 微秒（以 10mbps 运行） 。 2、 布线图 图 2.7.1 光纤以太网拓扑图 2.7.2fttxlan接入方式接入方式 1、 fttxlan 接入方式，是指住宅小区，写字楼等集团及用户通过其综合布线系统对 内部分散用户进行统一的 internet 接入,宽带电缆全部到户，住户在家中可用电脑高速访问 internet 和宽带多媒体通信网。这种接入方式的适用对象为：住宅小区，智能大厦，现代 18 写字楼。 光纤以太网接入方式又有 3 种不同的方案，即：光纤到小区（fttc）光纤到楼 （fttb）和光纤到户（ftth）。这三种方案的区别就在于光纤介质的最终延伸位置，光 纤到小区指的是光纤指铺设到小区端交换机接入点，由小区中心交换机到二级交换机，二 级交换机到用户之间的传输介质仍采用双绞线；光纤到楼，则指光纤可铺设到小区中的每 一栋楼的二级交换机接入点，二级交换机到用户之间采用双绞线；而光纤到户则指用户的 最终接入点都采用光纤，根本就不用双绞线。很明显，光纤到户性能最高，光纤到小区性 能最差。相对应，从投资成本来说，光纤到小区方案最经济，光纤到户最贵。目前大多数 普通用户都采用光纤到小区（fttc），对于一些别墅用户，也有采用光纤到楼（fttb） 则可选择光纤到户方案。传输速率: 目前，绝大多数小区宽带均为 10mbps 共享带宽，这意味如果在同一时间上 网的用户较多，网速则较慢。即便如此，多数情况的平均下载速度仍远远高于 电信 adsl，达到了几百 kb/s，在速度方面占有较大优势。 2.7.32.7.3 pon（无源光网络）（无源光网络） pon（无源光网络）技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式，上 行采用时分多址方式。pon 包括 atmpon（apon，即基于 atm 的无源光网络）和 ethernetpon（epon，即基于以太网的无源光网络）两种。pon 每个用户使用的带宽可 以从 64kbps 到 155mbps 灵活划分，一个 olt 上所接的用户共享 155mbps 带宽。 pon 包括 atm-pon（apon，即基于 atm 的无源光网络）和 ethernet-pon（epon，即基于以 太网的无源光网络）两种。apon 技术发展得比较早，它还具有综合业务接入、qos 服务质 量保证等独有的特点，itu-t 的 g.983 建议规范了 atm-pon 的网络结构、基本组成和物理 层接口，我国信息产业部也已制定了完善的 apon 技术标准。 pon 接入设备主要由 olt、ont、onu 组成，由无源光分路器件将 olt 的光信号分到树 形网络的各个 onu。一个 olt 可接 32 个 ont 或 onu，一个 ont 可接 8 个用户，而 onu 可接 32 个用户，因此，一个 olt 最大可负载 1024 个用户。pon 技术的传输介质采用单芯光纤， 局端到用户端最大距离为 20 公里，接入系统总的传输容量为上行和下行各 155mbps，每个 用户使用的带宽可以从 64kbps 到 155mbps 灵活划分，一个 olt 上所接的用户共享 155mbps 带宽。例如富士通 epon 产品 olt 设备有 a550，ont 设备有 a501、a550 最大有 12 个 pon 口， 每个 pon 中下行至每个 a501 是 100m 带宽; 而每个 pon 口上所接的 a501 上行带宽是共享的。 pon 接入技术见图 2.7.2 所示。 图 2.7.2 pon 方式 2.8ddn 相关介绍相关介绍 2.8.1ddn 的发展的发展 19 我国 ddn 的建设始于 20 世纪 90 年代初，到目前为止，已覆盖全国的大部分地区， 我国 ddn 网络规模大、数量多，为了组网灵活、扩容方便、业务组织管理清晰，按网络 功能层次把 ddn 划分为核心层、接入层和用户接口层 3 层网络结构。核心层由大、中容 量网络设备组成，用 2048kbps 或更高速率的数字电路互连；接入层由中、小容量网络设 备组成，用 2048kbps 的数字电路与核心层互连，并为各类 ddn 业务提供接入；用户接口 层由各种用户复用设备、网桥/路由器设备、帧中继业务的帧装/拆设备组成。如果按地理 位置分又可分为国家骨干网、省际 ddn 和本地网。 2.8.2 ddn 特点特点 由于 ddn 是采用数字传输信道传输数据信号的通信网，因此，它可提供点对点、 点对多点透明传输的数据专线出租电路，为用户传输数据、图像、声音等信息。使用 ddn 具有如下特点： 1、ddn 是透明传输网。 2、传输速率高，网络时延小。 3、ddn 可提供灵活的连接方式。 4、灵活的网络管理系统。 5、保密性高。 总之，ddn 将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术以及数字交叉连接技术 有机地结合在一起，提供了高速度、高质量的通信环境，为用户规划、建立自己安全、 高效的专用数据网络提供了条件，因此在多种接入方式中深受广大客户的青睐。 2.8.3ddn 的接点类型的接点类型 ddn 的接点类型我们可以把它 分为三种，2 兆节点、接入节点和用户 节点。 1. 2 兆节点-是 ddn 网络的骨干节 点，执行网络业务的转换功能。主要提 供 2048kbit/s(e1)数字通道的接口和交 叉连接、对 n*64kbit/s 电路进行复用和 20 交叉连接以及帧中继业务的转接功能。 图 2.8.1 ddn 专线接入 2. 接入节点-主要为 nnd 业务提供接入功能，分 五种形式： (1) n*64kbit/s、2048kbit/s 数字通道的接口； (2) n*64kbit/s(n=131)的复用； (3) 小于 64kbit/s 子速率复用和交叉连接； (4) 帧中继业务用户接入和本地帧中继功能； (5) 压缩话音/g3 传真用户入网。 3. 用户节点-主要为 ddn 用户入网提供接口并进行必要的协议转换。包括小容量时分 复用设备，lan 通过帧中继的网桥/路由器等。 2.8.4ddn 接入方式接入方式 1. 用户终端设备接入方式 通过调制解调器接入通过调制解调器接入 ddn 图 2.8.2 通过调制解调器接入 ddn 调制解调器根据收、发信号占用电缆芯数的不同，可以分为二线、四线。在要求传输 距离长、速率高的情况下，应选择四线。 随着科学技术的发展调制解调器所能支持的接口速率也越来越高，不仅能够满足 itu- tv.24、g.703（64kb/s）、v.35 和 x.21 建议所能支持的端口速率，而且能够支持 g.703 2048kb/s 的高速速率。 通过通过 ddn 的数据终端设备接入的数据终端设备接入 ddn 这种方式是客户直接利用 ddn 提供的数据终端设备接入 ddn ，而无需增加单独 的调制解调器，如图 5 所示。这种方式的优点有： 21 图 2.8.3 通过数据终端设备接入 ddn 第一，在局端无需增加调制解调器而公在客户端放置数据终端设备； 第二、ddn 网络管理中心能够对其所属的数据终端设备进行远端系统配置、日常维护 管理，即时设备本身或所连实线的邦联提高了系统可靠性运行程度。 ddn 提供的数据终端设备接口标准符合 itutv.24，35，x.21 建议，接口速率范围 在 2.4kb/s 到 128kb/s 之间。 通过用户集中设备接入通过用户集中设备接入 ddn 图 2.8.4 通过零次群复用设备接入 ddn 图 2.8.5 通过小型复用器接入 ddn 通过模拟电路接入通过模拟电路接入 ddn 22 这种方式主要适用于电话机、传真机和用户交换机（pbx）经模拟电路传输后接入 ddn 音频接口的情形。在这里，实现模拟传输的手段可以是市话音频电缆，也可以是无 线模拟特高频。 通过通过 2048kb/s 数字电路接入数字电路接入 ddn 在 ddn 中，网络设备都配置了标准的符合 itu-t 建议的 g.703 2048kb/s 数字 接口如 果用户设备能提供同样的接口的可以就近接入 ddn 。在这种接入方式中， 业务所需的数 字传输电路可以和其他的通信业务（如电话）统一进行建设，如合建 pcm 电缆系统、传 输系统。，在线路条件比较差的地区，还可以采用合建数字微波、数字特高频等。 第三章第三章 常见宽带接入技术的比较常见宽带接入技术的比较 表 3.1 常见宽带接入技术的比较 接入方式 速率 媒介手段 主要应用 应