通信网络基础知识.ppt

项目1通信网络基础知识 任务1 电缆通信系统的组成 主要内容 知识链接1双绞铜线接入 实训操作1 双绞铜线 拨号 接入训练 知识链接2光纤 同轴电缆接入 话带Modem拨号接入 PSTN PublicSwitchedTelephoneNetworkAAA Authentication Authorization Accounting 拨号接入服务器 Internet AAA服务器 Modem Modem 代理 RS232C接口 E1中继线 电话铜线 运营商网络 Modem Modem 其实是Modulator 调制器 与Demodulator 解调器 的简称 中文称为调制解调器 港台称之为数据机 调制 就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号 解调 即把模拟信号转换成数字信号 Modem发展历史 1950年半自动地面防空警备系统 SAGE 1962年AT T的Bell103 Bell212 1981年 贺氏智能Modem Bell103信令标准 300bit s 1200bit s Modem分类方法 1 外置式Modem 放置于机箱外 通过串行通讯口与主机连接 2 内置式Modem内置式Modem在安装时需要拆开机箱 并且要对终端和COM口进行设置 安装较为繁琐 3 PCMCIA插卡式插卡式Modem主要用于笔记本电脑 体积纤巧 4 机架式Modem机架式Modem相当于把一组Modem集中于一个箱体或外壳里 并由统一的电源进行供电 机架式Modem主要用于Internet Intranet 电信局 校园网 金融机构等网络的中心机房 PSTN PSTN 公共交换电话网络 PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络 公共交换电话网络是一种全球语音通信电路交换网络 包括商业的和政府拥有的 PSTN采用的技术 PSTN提供的是一个模拟的专有通道 通道之间经由若干个电话交换机连接而成 PSTN的入网方式 通过普通拨号电话线入网 通过租用电话专线入网 经普通拨号或租用专用电话线方式由PSTN转接入公共数据交换网 X 25或Frame Relay等 的入网方式 Authentication 认证 验证用户的身份与可使用的网络服务 AAA Authentication AuthorizationandAccounting Authorization 授权 依据认证结果开放网络服务给用户 Accounting 计帐 记录用户对各种网络服务的用量 并提供给计费系统 话带Modem接入工作原理 PC机装有TCP IP和PPP协议 拨号接入服务器具有一定数量的IP地址 IP地址池 用户需事先从InternetServiceProvider处得到拨叫的特服号 登陆用户名和口令PC机通过拨号上网时 会动态得到一个IP地址 成为Internet上的一台主机PC机下网时 IP地址被释放 以备分配 话带Modem的主要功能 1 将数字信号调制成音频信号发送到电话用户线 2 将从电话线上收到的模拟信号解调成数字信号 话带Modem的特点 1 Modem带宽为300 3400Hz范围 2 最高下行速率56Kb s 3 上网时一直占用话路 一对双绞线上数话不能同传 4 一种最简单 最便宜的接入方式 5 广泛用于家庭用户 部分用于小型办公室局域网的Internet接入 局限性 1 长时间占用电话网资源 造成电话网的拥挤2 带宽太窄 速率太低 不能满足宽带业务的需求3 不能同时满足多种业务 ISDN拨号接入 ISDN ISDN 综合业务数字网 是一种典型的电路交换网络系统 可以用来打电话 还可以提供诸如可视电话 数据通信 会议电视等多种业务 从而将电话 传真 数据 图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理 这也就是 综合业务数字网 名字的来历 ISDN网络具有能力 电路交换能力 分组交换能力 无交换连接能力 公共信道信令能力 ISDN信道接口 1 2B D基本速率接口 BRI 它包括两条64kbit s双工B信道和一条16kbit s双工的D信道 总的速率是144kbit s 再加上帧定位 同步以及其它控制比特 基本入口S参考点上的速率达到192kbit s 2 基群速率接口 PRI a 30B D基群速率接口 用于欧洲和中国 基群速率入口的比特率为2 048Mbit s b 23B D基群速率接口结构为 用于美国 加拿大和日本 基群速率入口的比特率为1 544Mbit s ISDN拨号接入的特点 1 在模拟信道上采用数字传输技术 2 一线多能 数话同传 5 可用于家庭用户拨号接入 商用专线接入 6 除欧洲外 其它地区用户很少 3 高速接入 2个B信道可以捆绑使用 上网速率可达128Kbps 4 提供标准网络用户接口 支持多个设备接入 1条具有2B D的用户线可连接8台终端 最多可有3台同时工作 D信道也可传输低速数据 局限性 1 速率仍不够高 不能满足宽带业务需求2 安装较Modem接入复杂 知识链接1 双绞铜线接入 双绞铜线接入技术 有线接入技术主要包括双绞铜线接入 光纤接入和混合光纤 同轴电缆接入技术等形式 双绞铜线接入技术是指在非加感的用户线上 通过采用先进的数字信号处理技术来提高双绞铜线对的传输容量 向用户提供各种业务的接入手段 分类 CableMODEM xDSL 电缆调制解调器 HDSL 速率对称型 速率非对称型 SDSL IDSL HDSL2 全速率ADSL 简化ADSL VDSL 数字用户线接入 高比特率数字用户线 对称数字用户线 最大下行速率6Mb s 下行速率提高到52Mb s 1 544Mb s 2 048Mb s 几种典型的DSL技术 外部特性差别 主要有速率 传输距离 编码技术 上下行速率对称性HDSL 上下行速率对称 1 5 2Mb s 2对线 HDSL2支持1对线 与话带重叠 数话不可同传ADSL 不对称 上行640kb s 下行最高6 8Mb s 1对线 工作频带高于话带 可以数话同传VDSL 不对称上行最高6 4Mb s 下行最高52Mb s 对称上下行最高26Mb s 1对线 工作频带高于话带 可以数话同传 xDSL的接入结构 xTU R DSL远端传输单元 xTU C DSL局端传输单元具体的DSL接入结构有差别 双绞铜线传输系统的基本构成 传统的电话用户接入网 结构特点 1 根据市话局服务区域的不同 从交换机到用户之间的双绞铜线对的长度也参差不齐 从几十米至十几千米长短不等 但一般都在3 4km左右 2 与局间中继线相比 它的线径较细 一般为0 4mm或0 5mm 3 分布区域广 涉及面大 4 从市话局至用户间的某一条线对的线径也有可能不相同 5 在某一条线对上有可能有桥接配线和加感线圈 传统的双绞铜线传输存在的问题 1 由于用户与交换机之间的线对长度视地理环境而差别很大 且线径多有失配 从而导致信号传输所经历的中继器数量不等 信号质量受到影响 2 由于各双绞铜线对在较长距离内都是紧紧贴在一起的 信号中高频成分的电磁感应容易造成不同线对之间的串音 影响通话质量 3 由于双绞铜线对在信号低频部分的相位频率特性呈非线性 因而信号在传输过程中 将产生群时延失真 造成码间干扰 4 由于双绞铜线对在信号高频部分的衰减量很大 因而会引起信号失真 5 铜线电缆的传输频带较窄 6 使用场合受到一些条件的制约 数字线对增容技术 DPG 数字线对增容技术是指利用原有普通双绞铜线在交换机与用户之间传送多路电话复用信号的一种方式 它借助于交换机的U接口 用户网络接口 采用TDMA 时分多址 伪数字传输技术 高效语音编码技术 高速自适应信号处理技术等 较好地均衡全频段的线路损耗 消除串音 抵消回波 从而达到了提高用户线路传输能力的目的 并且它可实现在一对用户线上双向传送160 1024Kbps的用户信息 DPG系统结构 DPG系统局端设备的主要功能 1 将交换机输出的用户模拟话音信号转换成数字话音信号 检测交换机输出的振铃信号 并转换成DPG系统的信令 传送到远端单元 3 检测远端设备送来的用户摘机 挂机信号 送至交换机 4 必要时向远端单元供电 DPG系统远端设备的主要功能 1 将局端设备送来的数字话音信号转换成模拟话音信号 2 将局端设备送来的振铃信号 信令 转换成铃流 并向用户发送振铃信号 3 检测用户送来的摘机 挂机信号 并对其进行编码 送到局端设备 检测用户送来的拨号信号 并对其进行编码 送到局端设备 主要设备 DPG系统所涉及的接口主要包括 接口 模拟接口 和 接口 用户网络接口 网络管理部分可由RS 485或RS 422报告给交换局 DPG系统中局端设备的供电由交换机供电系统完成 远端设备可采用远供方式供电或本地供电 用户终端可由远端设备供电或就近解决 实训操作1 双绞铜线 拨号 接入训练 整理 SEIRI 整顿 SEITON 清扫 SEISO 清洁 SEIKETSU 素养 SHITSUKE 安全 SECURITY 6S 实训操作1 双绞铜线 拨号 接入训练 ADSL调制解调器 ADSL分离器 ADSL的定义 ADSL宽带接入是目前最流行的Internet接入方式之一 ADSL是利用一对电话铜线 为用户提供上 下行的非对称的传输速率 带宽 上行为低速传输 可达640Kbps 下行为高速传输 可达8Mbps ADSL 非对称数字用户环路 技术基本特征 1 现有的电话铜线上提供高速数字业务 不干扰POTS 普通老式电话 业务 2 ADSL只使用PSTN的用户接入段 不进入程控交换机 直接进入数据网 ADSL业务不交电话费 3 与POTS业务共享同一电话线 采用FDM实现数话同传 4 传输速率 最高上行640Kb s 最高下行 8Mb s 5 传输距离 3 5km 6 业务类型 语音 数据 图像 7 上下行速率不对称 特别适合Internet的接入 双绞线的制作 所需材料及工具 RJ 45接头压线钳测线仪 双绞线的制作 双绞线制作步骤 1 剥线 使用剥线刀夹住双绞线旋转一圈 剥去约2cm左右的塑料外皮 用旋转的方式将外套慢慢抽出 2 排线 将4对双绞线分开每根芯弄直 并查看是否有破损 根据所选标准线序颜色从左至右相匹配 3 剪线 剪切线对使它们的顶端平齐 剪切之后露出来的线对长度大约在1 5cm左右 4 插线 将剪切好的双绞线插入RJ 45接头 在RJ 45接头的顶部要求能见到双绞线各线对的铜芯 5 压线 将RJ 45接头装入压线钳的压线口 紧紧握住把柄并用力压制 6 测线 将接头两端分别插入测试仪的信号发射端和接收端 打开测试仪电源 观察指示灯情况 接收端的8个指示灯依次发出绿光 表示连接正确 如果有的指示灯不发光或发光的次序不对 这时需要重新制作 扩展 墙壁网线插座接法 知识链接2光纤 同轴电缆接入 光纤的定义 内部结构 分类和特点 1 光纤光纤即为光导纤维的简称 光纤通信是利用光波作载波 以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式 被称之为 有线 光通信 光纤的定义 内部结构 分类和特点 2 光纤的内部结构 组成裸纤 光纤的定义 内部结构 分类和特点 1 纤芯 纤芯位于光纤的中心部位 单模光纤 8 m 10 m多模光纤 50或62 5 m纤芯的成分 高纯度SiO2 掺有极少量的掺杂剂 如GeO2 P2O5 掺杂剂作用是适当提高纤芯对光的折射率 n1 用于传输光信号 光纤的定义 内部结构 分类和特点 2 包层 包层位于纤芯的周围 直径2b 125 m成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2 掺杂剂 如B2O3 的作用则是适当降低包层对光的折射率 n2 使之略低于纤芯的折射率 即n1 n2 它使得光信号封闭在纤芯中传输 光纤的定义 内部结构 分类和特点 3 涂覆层 光纤的最外层为涂覆层 包括一次涂覆层 缓冲层和二次涂覆层 一次涂覆层一般使用丙烯酸酯 有机硅或硅橡胶材料 缓冲层一般为性能良好的填充油膏 二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤 同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性 起着延长光纤寿命的作用 涂覆后的光纤其外径约1 5mm 光纤的定义 内部结构 分类和特点 3 光纤的分类1 按组成材料分石英系列光纤 以SiO2为主要材料 多组分光纤 材料由多组成分组成 液芯光纤 纤芯成液态 塑料光纤 以塑料为材料 光纤的定义 内部结构 分类和特点 2 按传输波长分类短波长光纤 波长为0 85 m 多模光纤 主要用于短距离市话中继线路或专用通信网等线路 长波长光纤 波长在1 3 1 6 m 主要有1 31 m和1 55 m两个窗口 用于干线传输 光纤的定义 内部结构 分类和特点 3 按折射率分布分 a 阶跃型光纤光纤纤芯的折射率n1和包层的折射率n2都为一常数 且n1 n2 在纤芯和包层的交界面处折射率呈阶跃型变化 又称为均匀光纤 可用SI表示 光纤的定义 内部结构 分类和特点 b 渐变光纤光纤纤芯的折射率n1随着半径的增加而按一定规律减小 到纤芯与包层交界处为包层的折射率n2 即纤芯中折射率的变化呈近抛物线型 这种光纤称为渐变光纤 又称为非均匀光纤 可用GI表示 光纤的定义 内部结构 分类和特点 4 按照传输模式来划分 a 单模光纤光纤中只传输一种模式 基模 其余的高次模全部截止 这种光纤被称为单模光纤 光纤的定义 内部结构 分类和特点 b 多模光纤光纤中传输多种模式时 这种光纤被称为多模光纤 既可以采用阶跃折射率分布 也可以采用渐变折射率分布 目前多采用后者 光纤的定义 内部结构 分类和特点 4 光纤的特点1 频带宽2 损耗低3 重量轻4 抗干扰能力强5 保真度高6 工作性能可靠7 成本不断下降 光纤的定义 内部结构 分类和特点 5 常用的几种光纤接头 同轴电缆的定义 内部结构 分类和特点 1 定义先由两根同轴心 相互绝缘的圆柱形金属导体构成基本单元 同轴对 再由单个或多个同轴对组成的电缆 同轴电缆的定义 内部结构 分类和特点 2 内部结构铜导线 用于传输信号 屏蔽层 在铜导线和保护外套中间 不同的同轴电缆屏蔽层不尽相同 如在基带同轴电缆当中 屏蔽性通常都是铜制材料的网状 而宽带同轴电缆则使用铝状的冲压技术材料 同轴电缆的定义 内部结构 分类和特点 3 分类1 按用途分 基带同轴电缆 网络同轴电缆 仅用于数字传输 可达100Mbps 宽带同轴电缆 即视频同轴电缆 细同轴电缆粗同轴电缆 同轴电缆的定义 内部结构 分类和特点 2 按阻抗特性分 a 50 基带电缆 传输带宽1 20MHz用于基带信号传输 总线型以太网就是50 基带电缆 50 细缆最大传输距离为185m 粗缆最大达1Km b 75 宽带电缆 传输带宽1GHz用于CATV网 也称CATV电缆 CATV传输带宽为750MHz 同轴电缆的定义 内部结构 分类和特点 4 特点1 优点 可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信 2 缺点 一是体积大 二是不能承受缠结 压力和严重的弯曲 这些都会损坏电缆结构 阻止信号的传输 三是成本高 光纤 5 几种常用同轴电缆接头 光纤与同轴电缆混合接入网络结构 光纤与同轴电缆混合接入网络结构的改进 1 线路中除有传统的有线电视信号外还有双向的数据信号 这种数据信号采用适当的调制方法 将数据信号转变为频带信号在线路中传送 数据信号调制后的载波频率与有线电视节目的频率进行合理的分配 这样保证了数据信号的传送与传统有线电视信号互不影响 2 传输线路为一种双向传送的线路 同轴电缆可以方便进行双向的传送 分路器 分支器和同轴电缆的线路放大器需要进行改造 以适应于双向的信号传送的需要 光纤部分使用波分技术或双向光纤技术来实现光纤线路的双向传送 3 光纤与同轴电缆混合接入网络较传统的光纤与同轴电缆混合有线电视网在结构上多了一个因特网的汇接端 该端可以放置在有线电视的头端 也可以放置在小区的汇接点 具体的位置与用户数多少及接入网的供应商的服务区域有关 光纤与同轴电缆混合接入网络的频谱结构 上行信道 下行信道 48 5 550MHz 550 750MHz 750 1000MHz HFC系统的频段划分 上行信道 低频端的5 30MHz 共25MHz的频率范围 也称为回传信道 现扩展到5 42MHz 共37MHz的带宽内 用来回传用户上传的信号 如因特网的请求信号 视频点播的点播信令等 有线电视信号是通过电缆传输的 这种上传信号不会对短波通信产生实际上的影响 下行信道 1 48 5 550MHz频段 用来传输现在的模拟CCTV信号 每一个通路