第3章 广域网和网络接入

第3章广域网和网络接入,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,2,主要内容,接入网技术公用数据网帧中继ATM技术数字同步体系SONET/SDH数字数据网,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,3,3.1接入网技术,电话网络和拨号接入ISDN接入技术xDSL接入技术HFC和CableModem光纤接入网无线接入技术,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,4,3.1.1电话网络和拨号接入,电话网的组成中继局：核心是可实现电路交换的交换设备连接用户与中继局的线缆中继线：用于中继局之间长距离连接的线缆,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,5,3.1.1电话网络和拨号接入,计算机利用电话网接入计算机网络,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,6,3.1.1电话网络和拨号接入,调制解调器（Modem）完成A/D、D/A转换调制方法最高速率,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,7,3.1.1电话网络和拨号接入,PPP协议PPP协议（Point-to-PointProtocol）建立在点对点链路上，可以支持多种协议数据报的全双工传送,PPPoE:PPPoverEthernet,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,8,3.1.2ISDN接入技术,ISDN网络综合业务数字网由电话综合数字网演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（包括语音和非语音业务），为用户入网提供一组有限的标准多用途用户网络接口将电话网中用户和中继局之间的传输也采用数字化上网速度比普通电话接入方式更快可以在上网的同时拨打电话,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,9,3.1.2ISDN接入技术,ISDN的数字管道A：4KHz模拟电话信道B：64Kbps数字PCM信道，用于话音或数字传送C：8Kbps或16Kbps数字信道D：16Kbps数字信道，用于带外信令E：64Kbps数字信道，用于ISDN內部信令H：384Kbps、1536Kbps或1920Kbps的混合数字信道，用于高速率应用，如视频会议等ISDN标准基本速率：2B+1D主速率：23B+1D或30B+1D混合：1A+1C,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,10,3.1.2ISDN接入技术,ISDN的接入设备NTI：第一类网络终端设备，用于家庭或小型商务NT2：第二类网络终端设备，用户大型商务TE1：ISDN专用终端设备、数字电话、计算机、路由器等TE2：非ISDN终端，如普通电话机等TA：终端适配器ISDN代理服务器ISDN路由器带有ISDN口的路由器,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,11,3.1.2ISDN接入技术,ISDN的应用计算机网络间直接互联专线备份,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,12,3.1.3xDSL接入技术,xDSL（xDigitalSubscriberLine）技术的种类,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,13,3.1.3xDSL接入技术,xDSL技术利用了电话线上电话系统没有利用的高频部分，以及相应的调制解调技术，进行数据传输xDSL采用的调制方法2B1Q：可以延长传输距离QAM：具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点CAP：传输距离远DMT：抗噪声性能好、ADSL采用,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,14,3.1.3xDSL接入技术,ADSL技术把电话线路上可用的1.1Mhz频带划分成256个独立的信道，每个信道4312.5Hz信道0用于电话。信道1-5没有使用，让语音信号和数据信号分开，减少相互之间的干扰另外250个信道中，一个用于上行的控制，一个用于下行的控制，其余的可以传送数据电信部门决定上下行数据分别占用多少信道,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,15,3.1.3xDSL接入技术,典型的ADSL设备配置和连接,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,16,3.1.4HFC和CableModem,有线电视（CATV）与HFCHFC：HybridFiberCable，光纤同轴电缆混合网采用模拟频分复用技术利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视网同时传输分配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息整个HFC网络由馈线网、配线网、用户引入线等三部分组成,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,17,3.1.4HFC和CableModem,HFC的拓扑结构,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,18,3.1.4HFC和CableModem,频率使用上行信道采用的载波频率范围在5MHz到65MHz之间，带宽最高可达10Mbps，由数据时间片和竞争时间片组成，数量由CMTS决定下行信道采用的载波频率范围在550MHz到860MHz之间，带宽最高可达36Mbps，采用广播发送,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,19,3.1.4HFC和CableModem,有线电视（CATV）与HFCHFC：HybridFiberCable，光纤同轴电缆混合网采用模拟频分复用技术利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视网同时传输分配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息整个HFC网络由馈线网、配线网、用户引入线等三部分组成,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,20,3.1.4HFC和CableModem,CableModem通过有线电视网进行计算机网络接入和计算机间数据传送的装置实现物理层和MAC子层的功能物理层：上下行数据数字信号的调制解调、前向纠错（FEC）、编解码、数据加密解密等，支持双向信道MAC子层：在共享的单一信道中向多个竞争站点分配带宽,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,21,3.1.5光纤接入网,光纤接入网用光纤作为主要的传输媒质宽带接入的最终解决方案构成光线路终端OLT提供与公共网络本地交换机之间的接口，并通过光纤与用户端的ONU通信光网络单元ONU提供用户侧的接口,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,22,3.1.5光纤接入网,光纤接入网分类（根据光网络单元ONU的位置来分）FTTBFTTCFTTZFTTHFTTO,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,23,3.1.6无线接入技术,IEEE802.161999年开始启动，2002年4月获得通过无线城域网，或者无线本地回路（WLL）与IEEE802.11的区别无线接口标准工作在1066GHz范围内根据用户站点和基站的距离使用3种不同的调制技术IEEE802.16a：传输范围不要求直接可视，最远可以提供50km的业务覆盖范围,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,24,3.2公用数据网,公用数据网的概念和组成X.25协议栈使用公用数据网连接两个或多个局域网,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,25,3.2.1公用数据网的概念和组成,公用数据网为大众用户提供数据通信服务或线路租用服务的电信网，它由政府管理通信的部门或经政府许可的大公司进行管理和营运以数据分组为单位在线路和交换设备上用交换方式通信分组交换和电路交换,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,26,3.2.1公用数据网的概念和组成,通信子网传输分组的方式虚电路（VirtualCircuit）方式有连接，类似于电话系统建立的物理电路特点分类交换虚电路（SVC）永久虚电路（PVC）数据报（Datagram）方式无连接,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,27,3.2.1公用数据网的概念和组成,公用数据网的组成中继传输线路用户本地接入线路节点交换设备用户接入设备分组型终端非分组型终端,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,28,3.2.2X.25协议栈,X.25建议由国际电报电话咨询委员会（CCITT）制定全名：在公用数据网上以分组方式进行操作的数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间的接口包括终端连接方法链路控制规程数据传输及各项服务,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,29,3.2.2X.25协议栈,X.25网络示意图,X.25接口,X.25接口,X.25接口,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,30,3.2.2X.25协议栈,X.25的层次,定义了主机与网络之间物理的、电子的和动作顺序的接口,用来处理DTE与DCE设备之间的传输错误,负责处理寻址、流量控制,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,31,3.2.3使用公用数据网连接LAN,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,32,3.3帧中继,帧中继的特点和基本技术帧中继协议基于帧中继组网,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,33,3.3帧中继的特点和基本技术,X.25设计时因为通信线路可靠性低，采用了比较严格的检错重传机制，影响了传输效率快速分组交换技术帧中继（FrameRelay）：采用可变帧长异步传输模式（ATM）：采用固定帧长,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,34,3.3帧中继的特点和基本技术,帧中继没有网络层，在链路层实现链路复用，以帧为单位转接在链路层增加了路由功能，去掉了差错控制、排序、寻址等功能，以减少途中节点的处理时间链路连接标识符（DLCI）用来识别节点与节点间的逻辑链路连接从源端点到目的端点的沿途每段链路有不同的DLCI在每个节点建立了链路出入端口转接映射表，可以根据入口的DLCI查找出口的DLCI,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,35,3.3帧中继的特点和基本技术,帧中继的特点只使用物理层和链路层的核心功能部分采用可变长的帧，以适应不同网络层协议的需要只负责检错，不纠错不提供帧的确认，也没有通常的流量控制把控制信号和用户数据信道分开在不同的专用信道上传输（称为带外信令技术）不同的用户采用时分复用的方法使用帧中继网，根据不同用户的信息流特点动态分配带宽,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,36,3.3.2帧中继协议,帧中继网络结构,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,37,3.3.2帧中继协议,帧中继的帧格式,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,38,3.3.3基于帧中继组网,帧中继网的物理连接和逻辑连接,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,39,3.4ATM技术,ATM的基本概念ATM的结构ATM的传输原理ATM网络的应用,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,40,3.4.1ATM的基本概念,宽带综合业务数字网（N-ISDN）能够满足多种媒体通信业务对带宽的高要求需要一种能结合电路交换和分组交换优点的交换技术,异步传输模式（ATM）,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,41,3.4.1ATM的基本概念,ATM的主要特点选择固定长度的短信元（Cell）作为信息传输的单位能支持不同速率的各种业务所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保持电路交换适合于传送实时性很强的业务的特点底层不进行差错控制和流量控制，可明显提高信元在网络中的传输速率,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,42,3.4.2ATM的结构,ATM网的接口标准用户网络接口（UNI）网络网络接口（NNI）,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,43,3.4.2ATM的结构,UNI接口信元结构,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,44,3.4.2ATM的结构,B-ISDN的分层结构物理层传输汇聚子层物理载体子层ATM层提供VC和VP连接AAL层分SAR和CS子层提供4种不同类型的AAL以满足不同业务的需求,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,45,3.4.3ATM的传输原理,异步传输模式：异步时分复用，随机地按用户需要和当前流量情况插入时隙统一格式的定长小信元，用信头內的标志来识别不同用户的信息面向连接，使用虚通路和虚通道，可提高处理速度，减少时延节点交换机采用分组交换的虚电路方式，靠信头中的标志符识别信道号，实现路由选择,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,46,3.4.4ATM网络的应用,ATM网络可以提供高速度、长距离、高质量的服务ATM网络的应用用户可以通过本地交换机直接接入公用ATM网络可以用ATM设备构建自己的计算机网络的高速主干网还可以应用ATM局域网仿真技术（LANE）把局域网应用建立在高速的ATM网络上,ATM的命运IPOA(IPOverATM)MPLS(多协议标记交换),华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,47,3.5数字同步体系SONET/SDH,SONET/SDH标准SONET/SDH的分层结构SONET/SDH的有效负载和帧结构,华东师范大学计算机科学技术系计算机网络工程第3章广域网和网络接入（20072008学年第二学期）,48,3.5.1