网络接入技术的比较与分析

1、目录引言 .2第一章 常见的网络接入方式 .31.1、拨号连接 .31.2、 ADSL.31.3、 HFC .41.4、专线接入 .41.5、以太网接入 .51.6.光纤接入技术 .5第二章 常见网络设备 .62.1、集线器.62.2、交换机（ SWITCH ） .62.3.路由器（ ROUTER ） .7第三章 网络接入方式和比较 .93.1、 PSTN 拨号 : 使用最广泛 .93. 2、 ISDN拨号：通话上网两不误 .93.3、 DDN 专线 : 面向集团企业 .93.4、 ADSL:个人宽带流行风 .103.5、 VDSL:更高速的宽带接入 .103.6、 LMDS接入 : 无线通信

2、 .103.7、 LAN: 技术成熟成本低 .10第四章 家庭用户的上网方式的分析 .124.1.电话拨号上网 .124.2.电信 /网通用户专线（ ADSL ）上网. 124.3.有线电视线路上网 .124.4.小区宽带 /局域网上网 .124.5.无线上网卡移动上网 .13总结 .14参考文献.15引言网络是由某种传输介质如电线或电缆所连接的一组计算机和其他设备。网络可以包括由家中或办公室中通过电缆所连接起来的两台计算机，也可以由全球成百上千台计算机组成，相互间通过电缆、电话线和卫星建立连接。除可以连接个人计算机之外，网络还可以连接主机、调制解调器、光盘驱动器、打印机、传真机和电话系统。各

3、种设备之间可以通过铜线、光缆、无线电波、红外线或卫星进行通信。网络的发展必将导致计算机网络、通信网络、广播电视网络三合一，网络安全、服务质量、多媒体信息的快速传送将成为网络性能的关键问题。计算机网络的发展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支撑，又受到网络应用需求的推动。计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。由于网络覆盖的地理范围不同，所采用的传输技术也不相同，所采用的传输技术也不相同，因而形成了不同的网络技术特点和网络服务功能。按覆盖地理范围的大小，可以把计算机网络分为广域网、城域网、和局域网。第一章常见的网络接入方式1.1 、拨号连接拨号接入业务是用户通过拨打特服

4、电话接入中国公众计算机网（ CHINANET）的一种低速上网方式。采用拨号入网方式的用户需配备一台个人电脑，一套普通的拨号软件，一台调制解调器和一条电话线（普通电话或 ISDN电话），通过拨打特别的接入号码进入互联网。拨号上网用户获得动态 IP 地址，普通电话拨号上网的最高速率可达 56K，ISDN电话拨号上网的最高速率可达 128K。1.2 、 ADSLADSL的全称是 Asymmetrical Digital Subscriber Loop，即非对称数字用户环路。 ADSL技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术， 它利用现有的一对电话铜线， 为用户提供上、 下行非对称的传输速率

5、 （带宽）。非对称主要体现在上行速率（最高 640Kbps）和下行速率（最高 8Mdps）的非对称性上。上行（从用户到网络）为低速的传输，可达 640Kbps；下行（从网络到用户）为高速传输，可达 8Mbps。最初， ADSL主要是针对视频点播业务开发的，随着技术的发展，逐步成为了一种较方便的宽带接入技术，是目前国内 ISP（因特网服务提供商）提供的主要接入服务的方式。基于双绞线的 ADSL技术， ADSL能够向终端用户提供8Mbps的下行传输速率和 1Mbps的上行速率，比传统的 28.8Kbps 模拟调制解调器将近快 200 倍，这也是传输速率达 128Kbps 的 ISDN（综合业务数据

6、网）所无法比拟的。与电缆调制解调器（ Cable Modem）相比， ADSL具有独特的优势是：它是针对单一电话线路用户的专线服务，而电缆调制解调器则要求一个系统内的众多用户分享同一带宽。尽管电缆调制解调器的下行速率比 ADSL高，但考虑到将来会有越来越多的用户在同一时间上网，电缆调制解调器的性能将大大下降。另外，电缆调制解调器的上行速率通常低于 ADSL。不容忽视的是， 目前，全世界有将近 7.5 亿铜制电话线用户， 而享有电缆调制解调器服务的家庭只有 1200 万。 ADSL无须改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务，由于技术成熟，产量大幅上升， ADSL已开始进入大力发展阶段。目前，众多

7、ADSL厂商在技术实现上，普遍将先进的 ATM服务服务质量保证技术融入到 ADSL设备中， DSLAM（ ADSL的用户集中器）的 ATM功能的引入，不仅提高了整个 ADSL接入的总体性能，为每一用户提供了可靠的接入带宽，为 ADSL 星形组网方式提供了强有力的支撑，而且完成了与 ATM接口的无缝互联，实现了与 ATM骨干网的完美结合。ADSL接入技术具有以下特点：a 、可直接利用现有用户电话线，节省投资；b 、可享受超高速的网络服务，为用户提供上、下行不对称的传输带宽。c 、节省费用，上网同时可以打电话，互不影响，而且上网时不需要另交电话费。d 、安装简单，不需要另外申请增长率加线路，只需要

8、在普通电话线上加装ADSLMODEM，在电脑上装上网卡即可。1.3 、 HFCHFC的全称是 Hybrid Fiber Coaxial ，即光纤和同轴电缆相结合的混合网络。HFC接入方式是基于有线电视网络提供的。 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HFC与早期 CATV同轴电缆网络的不同之处， 主要是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。最初HFC网络是用来传输有线电视信号的，后来通过对现有有线电视网进行双向化改

9、造。 HFC网络除了可以提供有线电视节目外还可以还可提供电话、 Internet 接入、高速数据传输和多媒体等业务。如图所示HFC网络结构图1.4 、专线接入DDN的全称是 Digital Data Network，即数字数据网络。 DDN是随着数据通信业务的发展而迅速发展起来的一种新型网络。 DDN的主干网传输媒介有光纤、数字微波、卫星信道等；到用户端多使用普通电缆和双绞线。1.5 、以太网接入基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。 局侧设备一般位于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内，而用户侧设备位于楼层内。 局侧设备提供与 IP 骨干网的接口，

10、用户侧设备提供与用户终端计算机相接的 10/100BASE-T接口。局侧设备具有汇聚用户侧设备网管信息的功能。1.6.光纤接入技术光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网指的是接入网中的传输媒质为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：即有源光网络(AON，ActiveOpticalNetwork) 和无源光网络(PON，Passive OpticaOpticalNetwork) 。有源光网络又可分为基于SDH的 AON和基于 PDH的 AON,本文只讨论 SDH（同步光网络

11、）系统。第二章常见网络设备2.1 、集线器集线器就是将网线集中到一起的机器，也就是多台主机和设备的连接器。集线器的主要功能是对接收到的信号进行同步整形放大，以扩大网络的传输距离，所以它属于中继器的一种。区别仅在于集线器能提供更多的连接端口，而中继器只是一个 1 对 1 的专门延长传输距离的连接器。集线器的特点：a. 集线器在 OSI 模型中属于第一层物理层设备， 从 OSI 模型可以看出它只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进行有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性。b. 所有端口都是共享一条带宽， 在同一时刻只能有二个端口传送数据， 其他端口只能等

12、待，所以只能工作在半双工模式下， 传输效率低。如果是个 8 口的 HUB，那么每个端口得到的带宽就只有1/8 的总带宽了。现在市场上的HUB多为10/100Mbps 带宽自适应型。c. 而且集线器是一种广播工作模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收听到信息，容易产生广播风暴。另外安全性差，所有的网卡都能接收到所发数据，只是非目的地网卡自动丢弃了这个不是发给它的信息包。2.2 、交换机（ SWITCH ）交换机是集线器的升级换代产品，外形上和集线器没什么分别，是一种在通信系统中自动完成信息交换功能的设备，用途和HUB一样也是连接组网之用，但是它具有比集线器更强大的功能。集

13、线器多用于小型局域网组网，不过随着交换机的整体价格下调，集线器的性价比明显偏低，处于淘汰的边缘了。目前主流集线器主要有 8 口、 16 口和 24 口等大类，但也有少数品牌提供非标准端口数，如 4 口和 12 口的， 23 台电脑的家庭用个 4 口的 10100Mbps 自适应的集线器就可以了。有的 HUB会有一个 UPLink 端口，它是专门用来连接其他网络设备（如：交换机、路由器等）的。交换机的特点：a. 交换机属于 OSI 的第二层数据链路层设备， 也就说交换机至少工作在第二层，以 MAC地址（网卡等设备的硬件地址）进行寻址的。顺带一提，现在常见的三层交换机是在二层平台上提供原属三层的

14、VLAN和基于 IP 路由及交换功能，而四层交换则为基于端口的应用，甚至还有七层交换，这属于高端专业设备了，本文不涉及。从 OSI 模型可以看出交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片对封装数据包进行转发等。家庭和小型局域网使用的基本都是纯二层交换机。b. 交换机每个端口都独占一条带宽， 当二个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下， 而且可以工作在全双工模式下。打个比方来说， 如果现在使用的是 10Mbps8 端口以太网交换机， 因每个端口都可以同时工作， 所以在数据流量较大时， 那它的总流量可达到 8×10Mbps80

15、Mbps。现在市场上的交换机多为 10/100Mbps 自适应型。c. 交换机在绝大多数情况下是一种单播工作模式， 它的内存中会有一张 MAC 地址对照表以确定目的 MAC的 NIC（网卡）挂接在哪个端口上。简单来说，交换机是这样工作的：当一个含有不明目标地址的包传来时，交换机会先在所有端口广播，这时目标地址的主机会响应发回一个信息包，那么交换机就会在 MAC对照表中记录下这个端口的地址，下次再有去这个地址的包，交换机就会直接发到这个端口而不再广播了。交换机的这种功能可以称之为“ MAC地址学习”功能，也可以把交换机的这种工作方式不太准确的理解为 “一次广播， 多次单播”。那么在大多数情况下，

16、只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，因此交换机就能够隔离冲突域和有效的抑制广播风暴的产生。2.3.路由器（ ROUTER ）路由器顾名思义就是进行路由的设备。 而路由是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。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）。路由器的特点：a. 路由器是三层设备，基于逻辑地址（ IP 地址）对信息包提供路径选择。路由器的最主要功能就是连接不同的网络以及择路：在互联网中，从一个节点到另一个节点，可能有许多路径，路由器可以选择通畅快捷的近路，会大大提高通

17、信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，这是集线器和二层交换机所根本不具备的性能。另外，随着 IP 地址的紧缺， NAT（ Network Address Translation ）网络地址转换功能也成为路由器必备的功能之一了。 NAT用于连接 2 个网络 , 同时把私网 IP 地址翻译为公网 IP 地址。这就像电话系统的总机， 无论内线哪个分机向外面打电话，对方显示的电话号码都是总机的那个公网号码，而外面向内网分机打电话，也是要先拨到总机才能再次转到目的分机去。b. 路由器之间可以有多条通路来平衡负载（将信息包分片或者将信息包排序分别发送到多条通路） ，提高网络的可靠性。 交换机之间

18、只能有一条线路， 不允许回路，使得数据集中在一条通信线路上，不能进行动态分配，以平衡负载。例如：有的网吧同时申请了 2 条 ADSL接入，那么可以选购一台双 WAN口的路由器来做负载均衡，以达到充分利用带宽的目的。c. 交换机只能识别 MAC地址， MAC地址是物理地址，而且采用平面式的结构，因此不能根据 MAC地址来划分子网。 而路由器识别 IP 地址，可以非常方便地划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络， 所以它能支持 VLAN间路由。d.路由器比交换机更具安全性。虽说交换机也可以根据数据帧的源MAC地址、目的 MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据数据报的源 IP

19、地址、目的 IP 地址、 TCP端口地址等内容对报文实施过滤，更有效果。e. 三层交换机和路由器的区别：交换机的交换功能是基于硬件的，所以速度快性能好；而路由器是基于软件交换的，所以比三层交换机的交换性能要弱很多。而三层交换机在路由性能上比路由器弱很多，很多三层的功能支持不完全。第三章网络接入方式和比较3.1 、 PSTN 拨号 : 使用最广泛PSTN（Published Switched Telephone Network，公用电话交换网）技术是利用 PSTN通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。 这种接入方式是大家非常熟悉的一种接入方式， 目前最高的速率为 56kbps，已经达到仙农定理确

20、定的信道容量极限，这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需求 ; 但由于电话网非常普及， 用户终端设备 Modem很便宜，大约在 100500 元之间，而且不用申请就可开户，只要家里有电脑， 把电话线接入 Modem就可以直接上网。 因此，PSTN拨号接入方式比较经济，至今仍是网络接入的主要手段 。3. 2 、 ISDN 拨号：通话上网两不误ISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网 ) 接入技术俗称“一线通”，它采用数字传输和数字交换技术，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。用户利用一条ISDN用

21、户线路，可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。 ISDN 基本速率接口有两条 64kbps 的信息通路和一条 16kbps 的信令通路，简称 2B+D，当有电话拨入时，它会自动释放一个 B 信道来进行电话接听。3.3 、 DDN 专线 : 面向集团企业DDN是英文Digital Data Network的缩写，这是随着数据通信业务发展而迅速发展起来的一种新型网络。DDN的主干网传输媒介有光纤、数字微波、卫星信道等，用户端多使用普通电缆和双绞线。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，可以向用户提供点对

22、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。DDN的通信速率可根据用户需要在N×64kbps(N=132) 之间进行选择，当然速度越快租用费用也越高。用户租用 DDN业务需要申请开户。 DDN的收费一般可以采用包月制和计流量制，这与一般用户拨号上网的按时计费方式不同。DDN的租用费较贵，普通个人用户负担不起， DDN主要面向集团公司等需要综合运用的单位。DDN按照不同的速率带宽收费也不同，例如在中国电信申请一条128kbps 的区内 DDN专线，月租费大约为 1000 元。因此它不适合社区住户的接入，只对社区商业用户有吸引力。3.4 、 ADSL:个人宽

23、带流行风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。ADSL方案的最大特点是不需要改造信号传输线路，完全可以利用普通铜质电话线作为传输介质，配上专用的 Modem即可实现数据高速传输。 ADSL支持上行速率 640kbps1Mbps，下行速率 1Mbps 8Mbps，其有效

24、的传输距离在 35 公里范围以内。在 ADSL接入方案中，每个用户都有单独的一条线路与 ADSL局端相连，它的结构可以看作是星形结构，数据传输带宽是由每一个用户独享的。3.5 、 VDSL:更高速的宽带接入VDSL比 ADSL还要快。使用 VDSL，短距离内的最大下传速率可达 55Mbps，上传速率可达 2.3Mbps（将来可达 19.2Mbps，甚至更高）。VDSL使用的介质是一对铜线，有效传输距离可超过 1000 米。但 VDSL技术仍处于发展初期，长距离应用仍需测试，端点设备的普及也需要时间。我们分别测算过采用 VDSL技术与 LAN技术的社区建设成本，发现对于一个 1000 户的社区而

25、言，如果上网率为 8%，采用 VDSL方案要比 LAN方案节省 5 万元左右投资。虽然表面上看 VDSL方案增加了 VDSL用户端和局端设备，但它比 LAN 方案省去了光电模块，并用室外双绞线替代光缆，从而减少了建设成本。3.6 、 LMDS 接入 : 无线通信在该接入方式中，一个基站可以覆盖直径20 公里的区域，每个基站可以负载 2.4 万用户，每个终端用户的带宽可达到 25Mbps。但是，它的带宽总容量为600Mbps，每基站下的用户共享带宽， 因此一个基站如果负载用户较多， 那么每个用户所分到带宽就很小了。故这种技术对于社区用户的接入是不合适的，但它的用户端设备可以捆绑在一起， 可用于宽

26、带运营商的城域网互联。 其具体做法是 : 在汇聚点机房建一个基站，而汇聚机房周边的社区机房可作为基站的用户端，社区机房如果捆绑四个用户端，汇聚机房与社区机房的带宽就可以达到100Mbps。采用这种方案的好处是可以使已建好的宽带社区迅速开通运营， 缩短建设周期。但是目前采用这种技术的产品在中国还没有形成商品市场，无法进行成本评估。3.7 、 LAN: 技术成熟成本低LAN 方式接入是利用以太网技术， 采用光缆 +双绞线的方式对社区进行综合布线。具体实施方案是 : 从社区机房敷设光缆至住户单元楼，楼内布线采用五类双绞线敷设至用户家里，双绞线总长度一般不超过 100 米，用户家里的电脑通过五类跳线接

27、入墙上的五类模块就可以实现上网。社区机房的出口是通过光缆或其他介质接入城域网。采用 LAN方式接入可以充分利用小区局域网的资源优势， 为居民提供 10M 以上的共享带宽，这比现在拨号上网速度快 180 多倍，并可根据用户的需求升级到 100M以上。第四章家庭用户的上网方式的分析4.1.电话拨号上网这种上网方式现在虽然不是主流， 不过部分大学宿舍由于没有普及教育网的接入，所以那些住校的同学还是通过购买电话上网卡使用宿舍里面的电话线拨号上网，例如广州地区就有一些学生朋友是通过200 电话卡付费拨号上网。拨号上网是按时收费的，没有包月的方式，所以费用其实算是偏高的。4.2.电信 /网通用户专线（AD

28、SL ）上网ADSL是一种通过现有的普通电话线为家庭、办公室提供高速数据传输服务的技术。它能够在现有的铜双绞线，即普通电话线上提供 8Mbit/s 的高速下行速率，远高于 ISDN速率。而上行速率有 1Mbit/s ，是普通电话拨号 Modem的百倍以上，传输距离能达 3 5km。利用现有的电话线网络，在线路两端加装 ADSL设备，即可为用户提供高宽带服务。由于不需要重新布线，降低了成本，进而降低了用户的上网费用。另外， ADSL技术上网和打电话互不影响，也为用户生活和交流带来便利。由于南方网络多为电信运营， 北方多为网通运营， 因此大部分南方的家庭用户都是通过电信 ADSL上网，而北方的用户则可以同时选择网通 ADSL 或是电信ADSL，当然，选择网通的用户远多于电信 。4.3.有线电视线路上网通过有线电视线路上网也是这几年出现的一种上网方式， 其有点就是接入布线非常方便，原来装有有线电视的用户开通该项服务后，只要加上一个电缆调制解调器（ CABLEMODEM）就可以上网了。所谓 Cable Modem，又名线缆调制解调器。有了它，就可以利用有线电视网进行数据传输。电缆调制解调器主要是面向计算机用户的终端，它连接有线电视同轴电缆与用户计算机之间的中间设备。