城域网基础知识及目前接入技术介绍.ppt

2009年7月,扬州电信综合调度中心,综合调度中心内部培训课程-城域网基础知识及目前接入技术介绍,内容提要,网络理论基础宽带接入技术概述扬州城域网介绍扬州宽带主要接入方式,网络拓扑(Topology)结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局。,理论基础拓扑,网络拓扑结构,星型网络由中心节点和其它从节点组成，中心节点可直接与从节点通信，而从节点间必须通过中心节点才能通信。在星型网络中中心节点通常由一种称为集线器或交换机的设备充当，因此网络上的计算机之间是通过集线器或交换机来相互通信的，是目前局域网最常见的方式。,理论基础拓扑,星型拓扑结构,理论基础拓扑,星型拓扑结构,图1星型网络示意图,图2星型网络实物图,理论基础拓扑,总线拓扑结构,总线型网络是一种比较简单的计算机网络结构，它采用一条称为公共总线的传输介质，将各计算机直接与总线连接，信息沿总线介质逐个节点广播传送。,环型网络将计算机连成一个环。在环型网络中，每台计算机按位置不同有一个顺序编号。在环型网络中信号按计算机编号顺序以“接力”方式传输。若计算机A欲将数据传输给计算机D时，必须先传送给计算机B，计算机B收到信号后发现不是给自己的，于是再传给计算机C，这样直到传送到计算机D。,理论基础拓扑,环型网络拓扑结构,理论基础拓扑,环型网络拓扑结构,理论基础拓扑,在实际应用中，上述三种类型的网络经常被综合应用，并形成互连网。互连网是指将两个或两个以上的计算机网络连接而成的更大的计算机网络。问题：什么叫拓扑，共有几种网络拓扑，各有什么优缺点?,理论基础网络的分类,计算机网络分类标准很多，通常，按网络覆盖范围大小，将计算机网络分为：局域网(范围在几百米到十几公里)城域网(范围覆盖几栋办公楼或一个城市)广域网(物理范围更大，如多个城市)互联网(常见形式是多个局域网通过广域网连接起来),理论基础网络的分类,（1）局域网局域网是一种在小范围内实现的计算机网络，一般在一个建筑物内，如在一个工厂内部组建。局域网距离可在十几公里以内，。（2）城域网城域网规模比局域网大些，可以是一个城市或几栋办公楼。城域网的技术基础与局域网类似。可以是专用网或公用网，传输数据和语音，也可连有线电视网。（3）广域网广域网范围很广，如多个城市。广域网包含很多用来运行用户应用程序的主机，把这些主机连接在一起的是通信子网。（4）互联网多个网络联接构成的集合称为互联网。,理论基础网络的分类,VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLANID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。可以通过不同的VLANID来划分不同客户业务。,VLAN概述,OSI模型,理论基础TCP/IP,理论基础TCP/IP,TCP/IP协议是为Internet开发的第一套协议。IP协议负责数据的传输，TCP协议负责数据传输的可靠性。TCP/IP从上到下包括：物理链路层、网络层、运输层、应用层。传输层定义了两种协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据协议）。,TCP/IP网络协议基本概念,理论基础TCP/IP,IP地址的概念计算机上作为其在Internet的标识的编号称为IP地址。IPv4规定每台主机分配一个32位的二进制数作为该主机的IP地址。实际将IP用成点分十进制法表示。即w.x.y.z的形式。如某台机器IP为：11001010110001000111000010100110，写成十进制就是：202.196.112.166Internet中两台（或以上）计算机不能公用一个IP，否则会导致两台计算机无法正常工作。,IP地址的基本概念,网关的概念网关是一个网络连接到另一个网络的“关口”网关的IP是具有路由功能的IP地址默认网关是电脑默认的一个“关口”子网掩码的概念子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。网络参数的设置网络参数包括IP地址、子网掩码、网关IP及域名系统DNS自动设置利用DHCP服务器或者代理服务器软件,理论基础TCP/IP,城域网的网络架构一般分为三个层次：网络核心层、网络汇聚层、宽带接入层，网络的各个层次承担了不同的功能。,理论基础层次,网络层次：,核心层即骨干层，主要功能是为汇聚层网络提供高速的数据交换，规划时以网络业务流量和流向特征进行设计，确保能提供高速的核心交换功能和快速的路由处理功能，同时要满足核心网复杂路由协议支持、策略分布等方面的需要。,理论基础层次,网络核心层：,汇聚层是核心层与接入层之间的桥梁和中介，是骨干层的延伸，完成业务汇聚和IP交换处理，是接入层各种接入方式的终结点和聚合点。主要功能是路由汇聚和业务汇聚。,理论基础层次,汇聚层：,汇聚层是核心层与接入层之间的桥梁和中介，是骨干层的延伸，完成业务汇聚和IP交换处理，是接入层各种接入方式的终结点和聚合点。主要功能是路由汇聚和业务汇聚。,理论基础层次,汇聚层：,即BAS。它是一种面向宽带网络应用的新型接入网关。它是宽带接入网与骨干网之间的桥梁，提供基本的接入手段和宽带接入网的管理功能。它位于网络的边缘，提供宽带接入服务、实现多种业务的汇聚与转发，能满足不同用户对传输容量和带宽利用率的要求，因此是宽带用户接入的核心设备。,理论基础层次,业务汇聚之BRAS的功能：,认为其与拨号连接中使用的远程访问服务器一样，是在路由器中增加了用户认证功能和可将IP地址等的设置信息通知给客户端等功能之后的东西。与拨号连接不同的是，只由Internet通信服务提供商而非用户进行BAS设置，因为规模较大，不能通过在个人计算机上安装软件作为远程访问服务器的方式来使用，需要大型的专门设备。,理论基础层次,业务汇聚之BRAS的功能：,为便于划分用户和划分业务，可以规划几个不同的域(DOMAIN)，如给正常业务的域、特殊业务、功能的域，以及测试业务的域，比如新业务首先要进行测试时，为避免影响用户正常使用，可以先在测试域中作试验，当业务测试完全正常后，再将相关数据加到用户实际使用的域中，实现平稳过渡，已达到业务的稳定性，这也是数据规划的最终目的。可以根据实际需求建立不同的域。,理论基础层次,汇聚层：,宽带城域网上引入鉴权、计费、授权等功能，为IP网络向可运营、可管理、可增值方向发展起着至关重要的作用,当网络认证异常时，启用本地BAS配置认证方式的脚本，当RADIUS故障导致认证失效时，为减小对用户的影响，自动启用该脚本，切换认证方式。,理论基础层次,认证服务器：,动态ip接入：客户端设备通过接入端口，进行拨号，经认证服务器鉴定合法后，由bas设备分配客户端ip地址接入城域网。静态路由接入：通过二层交换机提供接入端口，光纤到用户，在用户端路由或主机上手工设置互联地址接入城域网。多pvc接入通过获取不同vlan进入不同的域实现不同业务,理论基础层次,网络接入层,ADSL：AsymmetricDigitalSubscriberLine非对称数字用户线路,特点：ADSL是一种宽带接入技术1、可实现在一对普通电话双绞线上同时传送高速数据业务和话音业务，两种业务相互独立、互不影响2、数据业务速率：最高下行速率达8Mbps，最高上行速率达1Mbps3、传输距离最大可达45km,接入技术概述ADSL,ADSL是什么？,IP,铜线,交换模块,远端,PSTN,配线架,局端,10BaseT,分离器,配线架,接入技术概述ADSL,接入技术概述ADSL,1.ADSL的频带划分：频分复用（FDM）,接入技术概述ADSL,信号分离技术,交织信道（Interleave）：长时延、高可靠信道，高抗差错能力适用于数据传输快速信道（Fast）：低时延、快速、低可靠信道适于实时性要求高、可靠性要求较低的视频、话音等信息,信道类型,接入技术概述ADSL,上下行通道速率,交织和快速方式下下行能够激活的最大速率由于开销和算法不同而有所不同，快速方式下下行激活速率能够达到8128Kbps，交织方式下只能达到7616Kbps，上行它们都可以达到896Kbps。,接入技术概述ADSL,在ADSL2技术的基础上，ADSL2+标准(ITUG.992.5)的核心内容是拓展了线路的使用频宽：ADSL2定义的下行传输频带的最高频点为1.1MHz(G.992.3/G.dmt.bis)或552KHz(G.992.4/G.lite.bis)，而ADSL2+技术标准将高频段的最高调制频点扩展至2.2MHz，可支持512个载频点进行数据调制。通过此项技术改进，ADSL2+提高了上下行的接入速率，尤其是在短距离。ADSL2+是在ADSL2的基础上发展起来的，ADSL2+拥有ADSL2所具有的一切特性，ADSL2+标准G.992.5初稿于2003年1月通过。ADSL2+将频谱加倍，从1.104MHz扩展至2.208MHz，支持的子载波数达到512个，所以其下行速率大大提高，理论上可达到25Mb/s,上行速率与ADSL2相同。,ADSL2+,接入技术概述ADSL,通过信号分离器分离低频的语音信号和高频的数据信号，使它们在接收端互不干扰。,分离器工作原理,接入技术概述ADSL,接入技术概述ADSL,分离器,接入技术概述ADSL,在实际线路中ADSL的速率受线路质量的影响很大决定线路质量的重要因素：内因外因：干扰ADSL都具有速率自适应的功能,影响ADSL速率的几个因素,PC单机（Internet/VOD应用）,ADSL的应用,接入技术概述ADSL,接入技术概述ADSL,对adsl线路故障一般出现在分线箱后，线路主干部分一般不存在问题。对障碍点的线路测试应逐段进行，先测用户终端前，在测门头，由下向上测试。对用户计算机来说，注意防火墙和杀毒软件的使用。,心得体会,接入技术概述LAN,为了完整地给出LAN的定义，必须使用两种方式：一种是功能性定义，另一种是技术性定义。前一种将LAN定义为一组台式计算机和其它设备，在物理地址上彼此相隔不远，以允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互连在一起的系统。这种定义适用于办公环境下的LAN、工厂和研究机构中使用的LAN。就LAN的技术性定义而言，它定义为由特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。功能性和技术性定义之间的差别是很明显的,功能性定义强调的是外界行为和服务；技术性定义强调的则是构成LAN所需的物质基础和构成的方法。,LAN的定义,接入技术概述LAN,目前LAN信息化小区主要采用1000M到小区的方式（如图所示）：小区汇聚交换机通过GE光口连到局端BRAS设备的GE口上。小区内网络结构也分两种：光到楼和光到楼后级联附近楼房的楼道交换机。从小区机房汇聚交换机至楼道交换机采用100M接入方式，楼道交换机至用户为10M接入。,LAN的网络结构,接入技术概述WLAN,以射频无线电波代替有限局域网中的部分或全部传输媒介、使用相应的数据传输技术，就构成了无线局域网。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充和延伸，还可以与有线网络环境互为备份。,无线局域网的定义,WLAN单点接入,电信IP网,Internet,终端,终端,Base,交换机,DSLAM,光猫,SR,GSR,CRS,交换机,ADSL,终端,室内分布天线,AAA,接入技术概述WLAN,接入技术概述EPON,EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。,接入技术概述EPON,局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素；采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；,EPON接入系统具有如下特点,接入技术概述EPON,点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。,EPON接入系统具有如下特点,扬州宽带网络现状,扬州宽带网络拓补,核心层设备GSR12416,扬州电信IP城域网核心采用两台Cisco高性能的GSR12416万兆核心路由器，开发区、东北楼节点各设一台GSR12416组成，并分别通过8条10GPOS上联至ChinaNET以及CN2国家骨干网络，实现城域网内部路由的高速转发以及与INTERNET互联的工作。核心节点通过GE/10GE链路下联三个市区、五个市县普通核心节点GSR12416设备，分别为东大楼、开发区、三元路、江都、高邮、仪征、宝应和胥浦，各节点下接本地BRAS和SR设备。城域网汇聚层除高邮、宝应、仪征、胥浦四个节点是以GE分别上行出口核心设备外，其余均为10GE链路上行。同时城域网中的IDC按照服务用户的不同，分别以多GE上行至省骨干和本地网出口核心。,业务控制层设备-7750,在业务控制层我们选用的则是具备丰富控制功能、策略部署灵活的阿尔卡特高端产品SR7750，该类设备共12槽，背板交换能力为400Gb/s，每槽位交换容量为40Gb/s。目前阿尔卡特SR7750设备18台，专门用于大客户业务开放,BRAS-5200G,MA5200G定位于汇聚层，适用于以太网、ATM、xDSL（DigitalSubscriberLine）、HFC（HybridFiber-Coaxial）、WLAN（WirelessLAN）等各种接入类型的网络。MA5200G针对用户提供了功能强大的用户管理和业务控制功能，包括：灵活完善的用户接入方式，用户身份认证和安全保障，基于用户策略的访问控制，业务QoS保证。MA5200G同时提供丰富的计费信息，支持多种计费方式。,宽带接入层,具体组网结构如下图所示：,拨号业务,MA5200G每单板可以支持8K个PPPoE并发sessionPPP方式是基于帐号、密码的认证方式，接入形式可以为PPPoE、PPPoA,Server,ADSL接入组网,目前扬州城域网的接入设备主要有华为MA5100、MA5300、MA5600、S2403、贝尔7300、7302等，根据设备的接入方式不同，大致可分为以下四种组网模型：模型一：针对华为MA5100、贝尔7300等百兆上行的DSLAM设备，通过FE接入集中式BRAS实现拨号业务的接入。模型二：针对华为MA5600、贝尔7302等千兆上行的DSLAM设备，为节约BRAS的端口资源，上行GE链路经汇接交换机汇接后接入集中式BRAS。模型三：在同一业务接入点下面，既存在百兆上行的DSLAM设备，又存在千兆上行的DSLAM设备经汇接交换机汇接后接入集中式BRAS。,ADSL承载业务,拨号上网业务(100VLANID3000)1、普通adsl业务Pvc:vpi=0,vci=35默认adsl域发送到radius的认证帐号为*adsl2、超级宽带Pvc:vpi=0,vci=35强制设置net域发送到radius的认证帐号为*net,通过多通道技术实现多业务接入,ADSL承载业务,网络视讯业务(3000VLANID或=43)Pvc:vpi=8,vci=85默认vod域发送到radius的认证帐号为*vod业务帐号*,通过多通道技术实现多业务接入,ADSL承载业务,Vpdn业务:Pvc:vpi=0,vci=35强制设置不同客户不同域radius常见yygs.js（医药公司）、yzgaza.js（公安治安）、jsmzt（民政局）等。发送到radius的认证帐号为*。,ADSL承载业务,(1).询问记录用户MODEM的型号和指示灯状态，判别故障。各种型号的ADSLMODEM，都包含以太网网口指示灯LAN(或Ethernet)，ADSL连接指示灯LINK(或ADSL-LINK、CD)，电源灯(Power，PWR)。,Power灯状态,如果确认RTU的电源是正常的，但RTU的所有指示灯均不亮，则肯定是RTU故障,电源指示灯不亮，表明RTU的电源没有接好或者RTU故障,ADSL用户故障分类,(2).ADSLMODEM的LAN(或Ethernet)灯状态,LAN灯亮，表明以太网连接正常，查看能否ping通MODEM的IP地址,LAN指示灯不亮，表明与网卡的连线没有连好，确认接好连线、必要时更换网卡、网线,LAN灯状态,ADSL用户故障分类,(3)、查看ADSLMODEM的LINK(或ADSL-LINK、CD)灯状态,LINK灯亮表明广域网连接正常，即ADSL线路连接正常,LINK灯不亮表明MODEM工作不正常，应重新上电连接，看能否工作正常。,LINK灯状态,ADSL用户故障分类,3.若MODEM的指示灯均显示正常，但用户仍有上网故障，可按下面方法继续定位、处理故障：,用户一般为PPPOE方式接入。首先请观察是否能到达PPPOE的认证阶段，如果能到达认证阶段但是认证失败，或者认证成功但不能正常上网浏览，则问题可能出现在接入服务器上层。,如果不能正常开始PPPOE拨号，一般为用户拨号软件问题，请重新安装软件，并正确设置计算机后再试。,用户故障分类,遇到问题后，我们通常采用的分段排除法和对比法查找和定位问题。网络连接不通问题的判定(排除法):网络连接不通，首先观察ADSLMODEM的Power灯是否点亮，如果不亮，说明ADSLMODEM没有正常通电。,同一局向的别的模块有没有问题？对端设备状态如何？,其他指示灯是否点亮:LAN灯不亮，说明是以太网电缆连接问题；LINK灯不亮，说明ADSL连接已经中断，LINK灯闪烁说ADSL连接处于拆除连接或建立连接状态。LAN和LINK灯都亮，说明以太网连接和ADSL连接都正常，,问题定位方法,常见错误代码及处理方法,错误代码错误提示处理方法678:远程计算机没有反映检查线路是否正常,MODEM是否同步,MODEM是否配置正确.691:由于域上的用户名/密码检查帐号是否存在;用户名密无效而拒绝访问码是否正确.帐号是否被停用等.769:无法连接到指定目标检查网卡是否已安装正确.网卡是否被禁用.,LAN接入组