（计算机应用技术专业论文）宽带网网络管理系统中配置管理的研究与实现.pdf

硕士学位论文 ma s t e r s t i i e s i s 进行配置，将配置的多样性和复杂性用脚本去处理，避免了当有新类型 的设 备时 对网 络管 理系 统 整 个体 系 结 构的改 动。 最后 举了 一 个 运 用该网 络管理技术配置 mp l s的例子，使用网管同时配置多台设备，阐述了配 置 管 理 的自 动 化 流 程 ， 说 明 该 系 统 的 优 点 及 可 行 性 石 斗 一 一 一 关键词 宽带网 异构网络 配置管理 设备模板 x m l 硕士学位论文 m a s t e r s t i i e s i s ab s t r a c t n o w a d a y s t h e n e t w o r k d e v e l o p s r a p i d l y a n d t h e s c a l e o f t h e n e t w o r k i s m o r e a n d m o r e e x p a n d e d , w h i c h m a k e s t h e d e v i c e s a re m u l t i p le x . t h e d i ff e r e n c e o f t h e fu n c t i o n a n d r u n n i n g e n v i r o n m e n t b e t w e e n t h e d e v i c e s m a k e s n e t w o r k m a n a g e m e n t i s m o r e a n d m o r e d i ff i c u l t . s o d e s i g n i n g a g o o d n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m i s v e ry n e c e s s a r y . w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e b r o a d b a n d n e t w o r k , t h e t e c h n o l o g y i n b r o a d b a n d n e t w o r k i s c o m p l e x a n d t h e d e v i c e s a r e p r o v i d e d b y t h e m u l t it u d e v e n d o r s . h o w t o m a n a g e t h e o p e r a t e n e t w o r k e ff e c t i v e ly i s t h e i s p s d i ff i c u l t p r o b l e m t h e t h e s i s i s b a s e d o n t h e r e s e a r c h o f b r o a d b a n d ne t w o r k ma n a g e m e n t s y s t e m w h i c h i s i n d e p e n d e n t l y m a d e b y i n s t i t u t e o f c o m m u n i c a t i o n a n d c o m p u t e r n e t w o r k o f c c n u . t h e a u t h o r i s i n c h a r g e o f d e s i g n i n g t h e w h o l e a r c h i t e c t u r e a n d t h e i m p l e m e n t i n g t h e c o n f i g u r e m a n a g e m e n t m o d u l e . t h e c o n c e 外 t h e a r c h it e c t u r e o f n e t w o r k m a n a g e m e n t a n d m a i n n e t w o r k m a n a g e m e n t i n t e rn a t i o n a l s t a n d a r d s a r e i n t r o d u c e d i n t h e t h e s i s . t h e r e q u i r e m e n t s o f t h e c o n f i g u r e m a n a g e m e n t , f a u l t m a n a g e m e n t , p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t , a c c o u n t m a n a g e m e n t a n d s e c u r i t y m a n a g e m e n t a r e i n tr o d u c e d . f u r th e r m o r e , i t i n t r o d u c e s t h e r e f e r e n c e m o d e l , it s c o m p o n e n t s a n d m a i n p r o d u c t s o f s i m p le n e t w o r k ma n a g e m e n t p r o t o c o l u s e d f o r c o m p u t e r n e t w o r k . a l s o i t r e t r i e v e s t h e h i s t o ry o f s n m p , p r o s p e c t s i t s t e n d e n c y a n d d i s c u s s e s t h e d i ff e ren c e b e t we e n s nmp a n d c mi p . t h e t e c h n o l o g y i n b r o a d b a n d n e t w o r k a n d t h e r e le v a n t n e t w o r k m a n a g e m e n t s t a n d a r d a r e i n tr o d u c e d i n t h e t h e s i s . i t d i s c u s s e s t h e m u l t i p l e x t y p e s i n b r o a d b a n d n e t w o r k a n d i n tr o d u c e s t h e n e c e s s i t y a n d d i ff i c u l t y w h e n m a n a g i n g t h e s e d e v i c e s i n a u n i f i e d n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s t e m . t h e c o n fi g u r e m a n a g e m e n t i n t h e n e t w o r k m a n a g e m e n t a r e d i s c u s s e d d e t a i l e d l y . b e c a u s e t h e t o p o l o g y o f t h e n e t w o r k i s t h e b a s i c o f c o n fi g u r e itin ma n a g e me n t , ma n a g e me n t . d e t a i l s t h e mo r e a n d t o p o l o g y d i s c o v e ry a lg o r i t h m i n n e t w o r k m o r e c o m p l e x n e t w o r k e n v i r o n m e n t , o n l y c o m b i n i n g m u l t i p l e t o p o l o g y d i s c o v e r y a l g o r i t h m s g u a r a n t e e s t h e a c c u r a c y a n d c o m p l e t e n e s s o f t h e t o p o l o g y . i t a n a l y z e s t h e tr a d i t i o n a l t o p o l o g y d i s c o v e ry a l g o r i t h m a n d d i s c u s s e s t h e p ri n c i p l e a n d i m p l e m e n t o f p i n g , t r a c e r o u t e r a n d d n s . i t a l s o d i s c u s s e s t h e t o p o l o g y o f v l a n a n d t h e v l a n t o p o l o g y d i s c o v e ry a l g o r i t h m b a s e d o n c i s c o s d e v i c e s . f i n a l l y i t d e s i g n s a h e u r i s t i c t o p o l o g y a l g o r i t h m. 硕士学位论文 ma s t e r s t 1 i g s i s i n t h i s t h e s i s , f i n a l l y i t d e t a i l s t h e d e s ig n i n g t h o u g h t , fr a m e w o r k o f t h e b r o a d b a n d n e tw o r k m a n a g e m e n t a n d h o w t o im p le m e n t t h e a u t o m a t i c c o n f i g u re o n ma n a g e me n t t h e n e t wo r k t e c h n o l o g y , d e v i c e s . i t d e s i g n s t e m p l a t e - b a s e d w h i c h m a k e s t h e s y s t e m c o u l d h e t e r o g e n e o u s n e t w o r k . u s i n g x m l , r m i , s y s t e m e x t e n d a b l e . f i n a l l y t h e e x a m p l e t h a t n e t wo r k ma n a g e a n d me s s a g e q u e u e m a k e s t h e i s h o w t o c o n f i g u r e t h e mp l s 即gur u s i n g n e t w o r k m a n a g e m e n t t e c h n o l o g y i l l u s t r a t e s f e a s i b i l i ty o f t h e n e t w o r k m a n a g e m e n t s y s te m t h e a d v a n t a g e k e y w o r d b r o a d b a n d n e t w o r k , h e t e r o g e n e o u s n e t w o r k , c o n f i ma n a g e m e n t , d e v i c e t e m p l a t e , x ml 硕士学位论文 ma s t e r s t i i e s i s 第一章网络管理概述 1 . 1引言 近几年来，计算机网络的发展异常迅速，特别是随着国际互连网 络 i n t e r n e t 和企业内部网i n t r a n e t 的不断推广应用，计算机网络越来越成为 人们所关注的全球性热点之一。计算机网络的使用越来越广泛，用户对 网络的依赖也越来越重。网络不仅渗透到工业、银行、大专院校各个领 域，而且己经走入家庭。随着网络技术的进步以及生活水平的提高，宽 带接入在我国如火如茶的展开。许多电信运营商为了抢占这个新兴市场， 纷纷进行 “ 圈地运动” ，并形成了自己的宽带城域网，加快了宽带网建设 速度。未来社会是信息的社会，而信息社会是离不开网络的。因此，计 算机网络在人们生活中的地位将越来越重要。 当前计算机网络的发展特点是:网络规模不断扩大，复杂性不断增 加，网络的异构性越来越高。一个网络往往由 若千大大小小的子网组成， 继承了多种n o s 平台，包括不同厂家、公司的网 络设备和通信设备等。 同时，网络中还有许多网络软件提供各种服务。随着用户对网络的性能 要求越来越高。 如果没有一个高效的网络管理系统对网 络系统进行管理， 那么很难保证微观大用户提供满意的服务。网络管理是网络发展中一个 很重要的关键技术，对网络的发展有着很大的影响，并已成为现代信息 网络中最重要的问题之一。它的重要性已经在各方面得到显现，并为越 来越多的人所认识。然而迄今为止，在网络管理领域仍存在许多有待研 究与解决的问 题。 网络管理是控制一个复杂的计算机网络使得它具有最高的效率和生 产力的过程i i i 。 根据进行网络管理的系统的能力， 这一过程通常包括数据 收集、数据处理，然后提交给管理者，用于在网络操作中使用。它可能 还包括分析数据并提供解决方案。进一步它还可以产生对管理者管理网 络有用的报告。 1 . 2 网管系统管什么 i n t e r n e t 的飞速发展，使得网络扩容升级的速度远远高于传统产业。 l 硕士学位论文 a 1 a s 丁 f r s tf i e s i s 每一次扩容升级，工程的侧重点有所不同，但网络管理必定是工程建设 的重点。从国外运营商来看，他们用于网络管理及运营的成本往往要高 于网 络建设本身投入的成本。可见，网络管理是网络运营必不可少的工 具和手段。 纵观数据网管的发展，大体经历了三个阶段: 第一阶段:基础平台建设阶段。这一阶段，随着网络规模不断的扩 大和更新， 网络运营商也在引 进不同的网络管理产品， 如h p o p e n v i e w . c i s c o w o r k s 等来完善网络管理系统。 第二阶段:网管系统整合阶段。引进的网管产品越多意味着网络管 理越趋于复杂，需要运营商投入更多的人力来维护网络系统，因此。网 管 系统的 整 合是网 管系统发 展的 必 然。 此时， e a i ( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) . c o r b a技术被大量运用到网络管理系统中。 网 管整合也有 两个层面，其一是系统整合，即将网管系统尽可能地整合在一起，实现 统一的数据采集、一体化的数据处理、统一的管理员界面。其二是业务 整合，即将与rr运营相关的各个业务系统，如业务开通、 业务保证、计 费以 及安全管理等整合在一起，即运营支撑系统 (o p e r a t i o n s u p p o r t s y s t e m简称o s s ) e 第三阶段:网络业务管理阶段。网管的作用无非是通过一定的技术 手段，确保网络正常、高效运转。当网络运营相对可靠，网络运营商逐 渐将注意力从网络本身转向网络业务。因此，新一代的网络管理系统也 将从面向网络设备的管理向面向网络业务的管理方向发展。 造成设备故障、影响网络服务性能的因素多种多样，包括设备性能、 应用性能、还有网络性能等。因此，当用户分析和排除网络故障、调整 网络业务性能时，不得不启用不同的网管软件和系统逐一进行检查。这 样就大大增加了检查过程的复杂性，同时也大大降低了工作效率。因此， 用户希望通过一套系统、一个界面，能全面监视影响网络服务性能的各 种环节，从而迅速定位故障原因。同时，将设备与具体的业务相结合， 一旦设备出现故障或者性能下降，就可以知道哪些业务受到影响，多少 客户受到影响等，这些都为决策人员的分析提供强有力的依据。 1 . 3 网络管理的国际标准 网络管理的国际标准主要有i s o 的基于o s i 参考模型的c m i p j t u - t 的t m n和i e t f 的基于t c p i i p 参考模型的s n mp 。下面分别进行简述。 _ _ 一 ， ， ， 一 甲 碑 甲 ， ， ， ， 一 ， ， 一 ， . . . . 月 . ， ， ， ， ， ， . 目 . . . . ， ， ， ， ， 户 一 ， ， ， ， ， 一一一 - - 一一， 硕士学位论文 ma s t e r s t 1 i e s i s 1 . 3 . 1 cmi p 公共管理信息协议c m i p ( c o n u n o n m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n p r o t o c o l ) 是由 国 际 标准化组 织i s o ( i n t e m a t i o n a l o r g a n i z a t i o n f o r s t a n d a r d i z a t i o n ) 为 要运行在 o s i 协议集上的开放系统提供的网络管理框架。它的特点是精 心设计，复杂全面，功能强大，然而很难实现。它主要由下面一系列标 准文档组成: o o s i 管理框架( i s 7 4 9 8 - 4 ) 命 公共管理信息服务( i s 9 5 9 5 ) 今 公共管理信息协议( i s 9 5 9 6 ) 今 管理信息结构( d i s 1 0 1 6 5 ) 命 系统管理概述( d i s 1 0 0 4 0 ) 令 系统管理功能域( d i s 1 0 1 6 4 ) c mi p 是一个完全面向对象的设计， 应用了面向 对象的所有概念， 包 括继承、封装、管理对象间的关联等。其体系结构主要由四个部分组成， 它们是信息模型、组织模型、通信模型和功能模型。 c mi p的信息模型包括管理信息结构、命名等级体系和管理对象 ( m o , m a n a g e d o b j e c t ) 定义， 其中管理信息结构是s n m p 的 超集。 抽象 语法记法. 1 ( a s n . i , a b s t r a c t s y n t a x n o t a t i o n o n e ) 用于定义管理信息结 构。c mi p的通信模型采用o s i 协议集，但其体系结构也包括系统管理， 利用了面向连接的服务。c m i p的功能模型包括上文提到的f c a p s五大 管理功能:故障、配置、计费、性能和安全管理。 支持网络管理的服务定义称作公共管理信息服务( c m i s , c o m m o n m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s e r v i c e ) 。 而c m i p 定义的是如何实现c m i s 服务， 即指定了协议交换中的p d u及其传送语法。 o s i 的管理框架是在八十年代初期开始制订，与 s n m p差不多同时 成为标准， 但由于种种原因在实际应用中没有取得s n m p那样的成功。 它的主要贡献在于面向对象的分析与设计在网络管理中的应用。由它提 出的管理框架模型、f c a p s功能模型、面向对象和其他一些重要思想对 s n mp 有重大影响。 1 3. 2 tmn 电 信管理网( t m n , t e l e c o m m u n i c a t i o n m a n a g e m e n t n e t w o r k ) 是由国 际电信联盟 i t u 一 制订的用于电信网络管理的完整规约。它考虑的是电 硕士学位论文 s 1 a s r e r s t i i e s i s 信网络中的网 络元素和资源的管理和控制， 由m. 3 0 0 0 系列文本进行描述。 t m n是面向对象的， 主要采用了o s i 的c mi p 构件， 如mi b和管理对象、 c mi p 管理进程、 管理信息交换的o s i 协议4 1 。 但还是有一些并无恶意的 冲突， 例如, t m n的管理功能叫做运行、 管理、 维护和提供服务( o a m s n mp 硕士学位论文 ma s t e r s t i i e s i s v 3 还定义了一种全新的报文格式以适应安全管理的需要。 s n mp v 3 中的 安全模型还允许报文级别的安全参数的远程配置如密码的远程修改2 1 i s o在2 0 世纪8 0 年代末制订t c mi s i c mi p . c mi s / c mi p的制订受 到了政府和工业界的支持，出发点是希望由c m i p 来取代s n mp . c mi p 的优点是具有很强的安全性考虑， 功能也更强大。 c mi p 协议不仅可用于 传输管理数据，而且可以执行一定的任务。由于 c mi p对系统处理能力 要求过高.尚未得到广泛的应用。 a n s i 定义了一组用于为网络性能管理的标准， 规范了性能管理的基 本结构，为了支持该标准的实现， i s o为其开发了一个工具箱。 i t u定义 了t m n网络的管理规范，实现了典型网络管理的标准化。 o mg定义了 c o r b a ( c o m m n o n o b j e c t r e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ) . c o r b a提供了 一种对象之间的通信方式， 可作为分布式网 络管理的 底层通信支持州 。 此外，o s f定义了分布式系统管理的一组规范，大学和其他一些研 究机构主要充实了网络管理使用工具以及网络管理协议实现方面的工 作， 比较突出的有: c mu在s n m p协议实现及相关工具开发方面的工作， c o l u m b i a 大学的分布式计算和通信研究小组在移动代理技术和q o s自 适 应管理技术方面做了许多研究工作， i b m的网络管理组在基于we b的网 络管理技术方面己先行了一步。 总之，几乎每一所工科大学和所有的研究组织都涉及到了网络管理 技术的研究。 在工业界， i b m, h p , s u n, c i s c o , 3 c o m, b a y , b a n y a n 等知名公司的产品早已 推向了市场;而随着 w e b网络管理技术的兴起， 从事网络管理应用产品开发的中小公司更是数不胜数。 1 . 5 国内研究情况 国内的网络管理研究还处于发展状态，主要是在国外的网络管理平 台上开发专用的应用系统。有以下一些系统: 清华大学校园网管理软件:清华大学校园网管理软件是根据对清华 大学校园网的需求 进行开 发的 软 件。 它是建立 在s u n n e t m a n a g e r 和3 c o m 的t r a n s c e n d e n t e r p r i s e m a n a g e r 的 基础上， 它利用s u n n e t m a n a g e r 提供 的工具完成了网络管理的 基本功能，利用 t r a n s c e n d e n t e r p r i s e m a n a g e r 提供的工具对 3 c o m 的设备进行更进一步的管理。它的主要功能包括: 准确地反映网络的整体结构和配置情况;监视网络线路和关键设备的运 行情况，正确报告失效事件:监视、分析主要的路由器流量情况。该系 硕士学位论文 m l 1 s t l r s t i i g s 巧 统一部分是用s h e l l 语言写的， 用来采集后台的数据信息，另一部分是用 j a v a语言写的，用来反映客户端对网络管理的界面。这个系统是一个基 于we b的网络管理系统。 清华大学网络管理实时监控系统: 清华大学网络管理实时监控系统 w e b r mo n it o r 以i b m n e t v i e w 1 6 0 0 。 网 络管理系统为基础， 利用其收集的 网管信息，在客户端的w e b 浏览器上实现对网络流量及其其它信息的实 时监控.该系统客户端监控系统基于的平台是 s o l a r i s , s e r v e r 端运行在 i b m r s / 6 0 0 0 上的a i x 3 .2 a g o l d v ie w网络管理系统: g o l d v i e w网络管理系统是由上海金桥网络 工程中心开发的，基于 p c平台wi n d o w s 环境下的一套网络管理软件。 它主要处理性能管理、故障管理、配置管理和安全管理等四个部分的功 能。该系统是用c 语言进行开发，它是一个单机版的应用系统。 国内同时也有一些学校和单位在进行网络管理这方面课题的研制。 现阶段，国内有研究i i i 网管，有些学校也在研究电信网网管，但研究一 个综合网管的很少。上文提到了国内的相关的网络管理软件都具有一定 的代表性，能够反映国内取得的最新的阶段成果。 国内的产品还有一部分都是基于国外的网络管理平台的基础上进行 的开发，这些软件的研制成果不具有自己的版权，它相当于在国外的软 件平台上进行的二次开发或者是对于国外软件的扩充。 -一一- 一- 一一一 硕士学位论文 ma s t e r s t i i e s i s 第二章网络管理在宽带网中的应用 2 . 1 概述 i 宽带网络有几种解释。 宽带网络的重要特征之一是它可以 传输声音、 视频和数据，换句话说，它是多类型的网络。另外，特别是在数据传输 方面，人们将它和高速网络混淆在一起。宽带网络可以分为两大部分: 广域网和接入网。广域网主要基于千兆以 太网、s d h / s o n e t和a t m技 术。 接入网 主 要有f l t x - l a n接入、 a d s l , c a b l e m o d e m 、 无线接入等 技术7 1 宽带网建设通常是分期进行。网络设备供应市场的竞争极其激烈， 来自某厂商的产品在两年前可能是市场的主流，但两年后却被淘汰。或 者有的技术( 如: a t m ) 在过去是主流， 但两年后却被新技术( 如:千兆以 太网) 代替。 这一切源于市场和技术上的变化， 都会使网络从同构走向 异 构。如何对复杂的异构网络进行管理是一切网络管理系统面临的难题。 2 宽带网络 宽带接入网 络的拓扑结构如图2 - 1 所示。骨干是 s d h / s o n e t广域 。一种接入是由o c - n / s t s - n链路组成，接入的两端是路由器或 a t m 2.网 交换机， 主要用于企业或单位的连接。当前对于小区和小型商业用户来 说，有四种接入方式:f t t x - l a n 接入、a d s l , h f c和无线接入。 f t t x - l a n接入将以 太网扩展到小区， 传输速度快， 但是需要另外铺设网 线，适合于新建小区。在 h f c网络中，信息从ms o设备传到用户端的 c a b l e m o d e m 。 基于d s l的接入网使用现有的双绞线， 有多种类型的d s l 技术，目前使用最多的是 x d s l mo d e m。无线接入有两种类型，一种是 通过无线传输到用户端，使用电话返回，另一种是使用卫星通讯网络。 在我国，目 前这几种技术都有应用，主要根据各地的实际情况和运 营商自己的策略有关。 有的运营商提供a d s l 、 有的 提供无线接入。 这就 使得网络结构复杂化，综合管理困难。 硕士学位论文 n i a s t e r s t i i l s i s 一飞 j一了 客户网络 一 入 _ _ 一 一 一 / 卫星通讯和域 电话 l o o p 护 无线客户 、 一 一 一 / 图2 - 1宽带接入网络拓扑结构 2 . 2 . 1 s d h技术 s d h( 同 步 数 字 系 列) 采用同 步时分交换技术， 具有强大的网 络运行、 管理和 维护功能， 是高 速大容 量 传输系 统1 5 1 。 与 传统的p d h相比， 其优 点有: ( 1 ) 充分利用了 光纤带宽宽的 特性， 将传输速率大大提高， 目 前已 有 l o g b l s 速率的产品， 可使传输容量明显提高。 ( 2 ) 统一了北美制式和欧洲制式。 ( 3 ) 使用标准的光接口， 使得不同厂家的产品可以 在光接口 上实现互 联，实现横向兼容。 ( 4 ) 采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插 出低速支路信号。 ( 5 ) s d h的结构可使网 络管理功能大大加强。 s d h的网络管理遵循c m i p标准，非常复杂，采用了分层网络管理 模式，即网元管理层、网络管理层、业务管理层等。下一层向上一层提 供一些开发接口，如: q 3、 s n m p , c o r b a , t l i , t e l n e t 等。 但是各 厂家都只实现了 c mi p的一部分，并且很少严格按照标准，这些都使得 电信设备统一管理非常困难。设备提供商一般提供网元级管理系统，所 硕士学位论文 ma s t e r s t i i bi s 以，网络管理员必须使用多个管理系统。现在运营商面临的问题是如何 将多家厂商的设备统一管理，而不是分散管理。 2 . 2 . 2 a t m技术 a t m ，即异步传输模式。与分组、帧中继等不同， a t m 采用基于 定长信元的面向报文分组的异步传输模式，每个信元通过一条虚拟电路 进行传输， 路由的选择由 信元头中的标号决定。 a t m技术具有以下特点: ( 1 ) 传输的分组是固定长度( 5 3 字节) 的 信元， 信元之间 无间隔， 每一 信元的头5 个字节包含网络信息，其余4 8 个字节则是用户信息。 ( 2 ) a t m 具有延展性和灵活性。 延展性是指当需要新应用和新设备 时，网络具有支持更高速率的能力，灵活性则是指网络中各种设备速率 可混合使用。 ( 3 ) a t m是面向 连接的 技术， 支持点 对点、 一 对多 和多 对多 等 连接方 式。 ( 4 ) a t m 所具有的内 在信元统计复用很容易实现多个信源在一条链 路上综合。 a t m 网络管理使用 s n mp接口，它的 mi b信息和管理信息结构由 两 种 文 档指 定， 一 种是i e t f ， 另 一 种 是a t m f o r u m 7 1 。 主 要 用到 了m i b 2 和 a t m f o r u m ( 在 e n t e r p r i s 。 节点 下) 。 a t m f o r u m组下面有 5 个小组: a t mf o r u mad mi n , a t mf o r u mun i , a t mf o r u mdx i , a t mf o r u ml a n e mu l a t i o n 和 a t m f o r u m n e t w o r k m a n a g e m e n t ， 开 发时 针对不同的 应用 使用 有关的 节 点信息。 2 . 2 . 3 a d s l技术 a d s l ( a s y m m e t r i c a l d ig it a l s u b s c r ib e r l o o p ， 非 对 称 数 字 用户 环 路 ) 是d s l家族中应用最广泛、最成熟的技术。它是运行在原有普通电话线 上的一种新的高速宽带技术，使用这种技术可将一组一般的电话线变成 高速的 数字线路， 它可同时提供即时的电 话、 传真和高速的i n t e m e t 服务。 a d s l 是使用频分复用技术将话音与数据分开， 话音和数据分别在不同的 通路上运行。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率下降，通话质 量下降的情况。 a d s l 接入技术最大的好处是不需要架设专用网络， 它能利用当今世 界上分布最广的电话铜线作为传输介质，并能在一对铜质双绞线 ( 电话 硕士学位论文 m a s t e r s t h e s is 线)上得到三个信息通道:一个为标准电话服务的通道、一个速率为 6 4 0 k b p s -1 .o m b p s 的中速上行通道、 一个速率为1 m b p s - 8 m b p s 的高速 下行通道18 1 。 这三个通道可以同时工作。 a d s l 是靠什么实 现这一切呢? 说起来， 这就要归功于它先进的调制解调技术。 目 前被广泛应用的a d s l 调制解调技术有两种: c a p . d m t ， 其中d mt调制解调技术由于技术先 进已经被 a n s i 组织定为标准，并被美国a d s l国家标准推荐使用， 是目 前最具前景的调制解调技术。 这里主要介绍一下d m t 调制技术。 在d mt 调制解调技术中一对铜制电话线上0 -4 k h z 频段用来传输电话音频，用 2 6 k h z -1 . 1 m h z 频段传送数据， 并把它以4 k h z 的宽度划分为2 5 个上行 子通道和 2 4 9个下行子通道。输入的数据经过比特分配和缓存变为比特 块， 再 经t c m编码 及q a m调制 后送上子通道， 理论上 每 赫兹可以 传输 1 5 6 i t s 数据， 所以a d s l 的 理论 上行 速度为2 5 x 4 x l 5 = 1 . 5 m b p s ， 而理论 下 行速度为 2 4 9 x 4 x l 5 = 1 4 .9 m b p s ( 当 然， 这只是理论极值，实际中由于线 路质量及传输距离的影响是难以达到如此高速的) 。 此外d mt还具有良 好的抗干扰能力， 它可以根据实际中线路及外界 环境千扰的情况，动态地调整子通道的传输速率。即在有干扰存在的子 通道上的传输速率可能降为8 b i t s / h z ， 而未受干扰或干扰较小的地方仍可 保持较高的速率， 同时d mt 还可以把受干扰较大的子通道内的数据流转 移到其它通道上。这样既保证了传输数据的高速性又保证了其完整性。 a d s l 接入技术具有以 下特点 : 1 . 可直接利用现有用户电话线，无须另铺电 缆，节省投资; 2 . 渗入能力强，接入快，适合于集中与分散的用户; 3 . 能为用户提供上、下行不对称的传输带宽; 4 ， 采用点一点的 拓扑结构，用户可独享高带宽; 5 . 可广泛用于视频业务及高速i n t e me t 等数据的接入: 6 目前， 由于普通的i n t e m e t 用户接入网络的方式采用拨号mo d e m 的方式，因此，i n t e m e t 用户的剧增可能会造成网络的拥塞 ( 国外已经出 现了这种情况) ，而使用a d s l可以避免。 a d s l的网络管理主要管理五类网元: ( 1 ) v接口的网络管理子接口; ( 2 ) 在用户端设 备 ( a t u - r ) 和 机房 端设备( a t u - c ) 间 的u 接口 ; ( 3 ) a t u - c 里的操作和参数; ( 4 ) a t u - r里的操作和参数; ( 5 ) a t u 一的t 接口。 所 有这些接口的管理都是通过v接口来完成的。 硕士学位论文 mmttr s t h e s i s 2 .2 . 4 h f c技术 有线电视h f c网络是一个城市非常宝贵的资源，通过双向化和数字 化的发展， 有线电视系统除了能够提供更多、更丰富、质量更好的电 视节 目 外，还有着足够的频带资源来提供其它各种非广播业务。数字通信将 是其一个重要业务。 h f c的数字通信系统是通过 c a b l e m o d e m 系统实现的， 可以使 i n t e rn e t 的高速接入l !.由窄带向宽带过度， c a b l e m o d e m代表了当 今一 个重要的发展方向。由于国内c a b l e mo d e m的市场尚未成型，随着计算 机的普及和i n t e r n e t 需求的增长， 预计两年后会出现c a b le mo d e m的市场. 为了提供给家庭用户更好的服务， 同时也为了跟上国际上的技术发展趋 势，推动我国有线电视技术发展。 h f c工作原理 c a b l e m o d e m系统是建立在双向h f c网 络上的 ， 工作原理是这样的 19 1 : 下 行 采 用6 4 q a m或2 5 6 q a m调 制， 一 个6 m h z 的 频 谱宽 度内 速 率 达 到 2 7 m b i t l s和 3 6 m b i tt s 。上行采用 q p s k或 1 6 q a m 调制，在 2 0 0 k h z - 3 .2 mh z 范围内，速率可达3 2 0 k b i u s - i o mb i t l s a c mt s 从外界网络接 收的数据帧封装在mp e g - t s帧中， 通过下行数字调制和r f 输出到用户 端， 同时接收上行出 来的数据转换成以 太网的 帧。 用户端的c a b l e m o d e m 的基本功能就是将上行数字信号调制成r f 信号， 将下行的r f 信号解调 为数字信号， 从m p e g - t s 帧中抽出数据， 形成以 太网的数据， 通过1 0 - b a s e 的口输出. 在h f c网是频分复用的， 但在某一频率上的信道则是被很多用 户所共享，通过 m a c控制用户信道分配与竞争的问题， 同时还支持不同 等级的业务. 通过网络管理系统对h f c网络中c m进行配置， 状态监控和 诊断。 在c a b l e mo d e m系统中， 采用了双向非对称技术， 在下行方向6 mh z 的模拟带宽， 通过6 4 q a m和 2 5 6 q a m数字调制， 传输速率为 2 7 m b p s 和3 6 m b p s 。 系统中 的 用户 共享这一传输带宽。 但这种共享技术不是平均 分配带宽， 例如系 统中 有2 0 0 个用户共享2 7 m b p s ， 那么每个用户只能 得 到1 3 5 k b p s ，与i s d n差不多。事实并非如此， c a b l e m o d e m不同于线路 交换的电话网定向呼叫连接，用户在连接时并不占 用一固定带宽，而是 与其它活动用户共享，仅在发送、接收数据的瞬间，使用网络资源。在 毫秒级甚至兆秒级内，抓住一切带宽利用的可能下载数据包。如果在网 络使用的高峰期有拥塞，可以通过灵活的分配附加带宽来解决。只需在 简单分配一个 6 m h z频段，就能倍增下行速率。另一种方法是在用户段 硕士学位论文 m a s t e r s t i i c s i s 从新划分物理网络，按照访问频度给用户合理分配带宽。甚至专线。 表2 - 1 是与5 6 k电话 m o d e m和i s d n下行速率的比较: 方 式速 度 5 6 k m o d e m c 5 6 k b p s i s d n 1 2 8 k b p s c a b l e m o d e m l o m b p s 表2 - 1几种上网方式速度比较 除了下行速率上的优势外，它还具有: ( 1 ) 不占 用电 话线， 在进行上网时不影响正常的电 话业务。 ( 2 ) 无须拨号， 永久连接。 通过c a b le m o d e m连接的 用户， 就像使用局域 网一样，始终在网上，想停就停，想上就上。不进行数据传输时不收取 费用。 综上所述， 有线电 视宽带网结构上是总线型的， 其承诺的 l o m b p s 甚至3 6 m b p s 的 信道 带宽 是一 群 用户 共 享的， 一 旦 用户 数增 多， 每 个 用户 所分配的带宽就会有所下降，但在用户数不多或网络不忙时，速度比较 快。 而a d s l 最高可实 现1 m b p s 的 上行速率 和8 m b p s 的下 行速率。 这与 各地的网络结构、出口带宽、 用户数量都有关系。 a d s l的网络拓扑采用 的是星型拓扑结构，为每个用户提供了固定、独占的带宽，保证用户发 送数据的安全性。 h f c的管理比较复杂，因为它的头端设备与 s d h相连，遵守 c mi p和 s n mp 标准，c a b l e mo d e m与用户相连， 遵守s n mp 标准。h f c的管理 也可以 分成四部分: c a b l e m o d e m的管理、 c a b l e m o d e m终端系统( c t m s ) 的管理、 h f c 链路管理和r f ( r a d i o f r e q u e n c y ) 频谱管理。 2 . 2 .5 无线技术 节 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆， 构成有线局域网。 但有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大， 线路 容易损坏，网中的各节点不可移动。特别是当要把相隔较远的节点联接 起来时，铺设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正 在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈。而wlan ( 无线局域网) 的出现就可以很好地解决有线网络存在的许多问题。 主要的宽带固定无线接入技术有三类，即已经投入使用的多路多点 硕士学位论文 a 9 a s 丁 e r s