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1、1第第3章章 广域网和网络接入广域网和网络接入2主要内容主要内容n接入网技术接入网技术n公用数据网公用数据网n帧中继帧中继nATM技术技术n数字同步体系数字同步体系SONET/SDHn数字数据网数字数据网33.1 接入网技术接入网技术n电话网络和拨号接入电话网络和拨号接入nISDN接入技术接入技术nxDSL接入技术接入技术nHFC和和Cable Modemn光纤接入网光纤接入网n无线接入技术无线接入技术43.1.1 电话网络和拨号接入电话网络和拨号接入n电话网的组成电话网的组成q中继局：核心是可实现电路交换的交换设备中继局：核心是可实现电路交换的交换设备q连接用户与中继局的线缆连接用户与中继局

2、的线缆q中继线：用于中继局之间长距离连接的线缆中继线：用于中继局之间长距离连接的线缆53.1.1 电话网络和拨号接入电话网络和拨号接入n计算机利用电话网接入计算机网络计算机利用电话网接入计算机网络ISP 1计算机调制解调器交换机交换机交换机ISP 2本地回路（） 模拟/双绞线 端局编码解码器主干数字/光纤高带宽主干数字/光纤数字线调制解调器池端局编码解码器端局编码解码器63.1.1 电话网络和拨号接入电话网络和拨号接入n调制解调器（调制解调器（Modem）q完成完成A/D、D/A转换转换q调制方法调制方法q最高速率最高速率(a) 调制信号(b) 调幅（ASK）(c) 调频（FSK）(d) 调相

3、（PSK）(e) 相对调相（DPSK）73.1.1 电话网络和拨号接入电话网络和拨号接入nPPP协议协议qPPP协议（协议（Point-to-Point Protocol）建立在点对）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点链路上，可以支持多种协议数据报的全双工传送无连接建立连接认证网络层协议中止连接打开失败失败监测到载波双方同意连接选项NCP配置认证成功数据传送载波中止83.1.2 ISDN接入技术接入技术nISDN网络网络q综合业务数字网综合业务数字网q由电话综合数字网演变而成，提供端到端的数字连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

4、音和非语音接，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业务），为用户入网提供一组有限的标准多用多用途用户网络接口途用户网络接口q将电话网中用户和中继局之间的传输也采用数字化将电话网中用户和中继局之间的传输也采用数字化n上网速度比普通电话接入方式更快上网速度比普通电话接入方式更快n可以在上网的同时拨打电话可以在上网的同时拨打电话93.1.2 ISDN接入技术接入技术nISDN的数字管道的数字管道qA：4KHz模拟电话信道模拟电话信道qB：64Kbps数字数字PCM信道，用于话音或数字传送信道，用于话音或数字传送qC：8Kbps或或16Kbps数字信道数字信道q

5、D：16Kbps 数字信道，用于带外信令数字信道，用于带外信令qE：64Kbps数字信道，用于数字信道，用于ISDN內部信令內部信令qH：384Kbps、1536Kbps或或1920Kbps的混合数的混合数字信道，用于高速率应用，如视频会议等字信道，用于高速率应用，如视频会议等nISDN标准标准q基本速率：基本速率：2B+1Dq主速率：主速率：23B+1D或或30B+1Dq混合：混合：1A+1C103.1.2 ISDN接入技术接入技术nISDN的接入设备的接入设备qNTI：第一类网络终端设备，用于家庭或小型商务：第一类网络终端设备，用于家庭或小型商务qNT2：第二类网络终端设备，用户大型商务：

6、第二类网络终端设备，用户大型商务qTE1：ISDN专用终端设备、数字电话、计算机、路专用终端设备、数字电话、计算机、路由器等由器等qTE2：非：非ISDN终端，如普通电话机等终端，如普通电话机等qTA：终端适配器：终端适配器qISDN代理服务器代理服务器qISDN路由器路由器q带有带有ISDN口的路由器口的路由器113.1.2 ISDN接入技术接入技术nISDN的应用的应用q计算机网络间直接互联计算机网络间直接互联q专线备份专线备份123.1.3 xDSL接入技术接入技术nxDSL（x Digital Subscriber Line）技术的种类）技术的种类ADSL利用现有的电话线进行双利用现有

7、的电话线进行双向不对称的高速数据传输向不对称的高速数据传输下行下行(端局到用户端局到用户)：8Mbps上行上行(用户到端局用户到端局)：1MbpsHDSL利用两对双绞线传输，利用两对双绞线传输，xDSL中最成熟的技术中最成熟的技术支持支持N64bps的各种速率，最的各种速率，最高可以达到高可以达到E1的速率的速率IDSL技术与技术与HDSL相同相同可提供可提供ISDN的基本速率的基本速率(2B+D)或主速率或主速率(30B+D)的双向业务的双向业务SDSL技术与技术与HDSL相同，仅使相同，仅使用一对双绞线用一对双绞线传输速率可从传输速率可从160kbps到到2.084MbpsVDSL属属AD

8、SL技术范畴，但传技术范畴，但传输距离一般不超过输距离一般不超过1.5km传输速率是传输速率是ADSL的的10倍以上，倍以上，最大下行速率可达最大下行速率可达55Mbp/s133.1.3 xDSL接入技术接入技术nxDSL技术利用了电话线上电话系统没有利用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，进行的高频部分，以及相应的调制解调技术，进行数据传输数据传输nxDSL采用的调制方法采用的调制方法q2B1Q：可以延长传输距离：可以延长传输距离qQAM：具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优：具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点点qCAP：传输距离远：传输距离远qDMT：

9、抗噪声性能好、：抗噪声性能好、ADSL采用采用143.1.3 xDSL接入技术接入技术nADSL技术技术q把电话线路上可用的把电话线路上可用的1.1Mhz频带划分成频带划分成256个独立个独立的信道，每个信道的信道，每个信道4312.5Hzq信道信道0用于电话。信道用于电话。信道1-5没有使用，让语音信号和没有使用，让语音信号和数据信号分开，减少相互之间的干扰数据信号分开，减少相互之间的干扰q另外另外250个信道中，一个用于上行的控制，一个用个信道中，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于下行的控制，其余的可以传送数据q电信部门决定上下行数据分别占用多少信道电信部门决定上

10、下行数据分别占用多少信道153.1.3 xDSL接入技术接入技术n典型的典型的ADSL设备配置和连接设备配置和连接ADSL调制解调器Modem Bank电话网以太网NID分配器分配器电话交换机DSLAM因特网163.1.4 HFC和和Cable Modemn有线电视（有线电视（CATV）与）与HFCqHFC：Hybrid Fiber Cable，光纤同轴电缆混合网，光纤同轴电缆混合网q采用模拟频分复用技术采用模拟频分复用技术q利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视网同时传输分利用宽带通讯电缆、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、模拟信息以及数配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息

11、以及数字信息字信息q整个整个HFC网络由馈线网、配线网、用户引入线等三网络由馈线网、配线网、用户引入线等三部分组成部分组成173.1.4 HFC和和Cable ModemnHFC的拓扑结构的拓扑结构183.1.4 HFC和和Cable Modemn频率使用频率使用q上行信道采用的载波频率范围在上行信道采用的载波频率范围在5MHz到到65MHz之间，之间，带宽最高可达带宽最高可达10Mbps，由数据时间片和竞争时间片，由数据时间片和竞争时间片组成，数量由组成，数量由CMTS决定决定q下行信道采用的载波频率范围在下行信道采用的载波频率范围在550MHz到到860MHz之间，带宽最高可达之间，带宽最

12、高可达36Mbps，采用广播发送，采用广播发送56587108550860 MHz上传数据隔离 FM下传模拟、数据及控制信号下传数字信号193.1.4 HFC和和Cable Modemn有线电视（有线电视（CATV）与）与HFCqHFC：Hybrid Fiber Cable，光纤同轴电缆混合网，光纤同轴电缆混合网q采用模拟频分复用技术采用模拟频分复用技术q利用宽带通讯电缆、光纤、有线电视网同时传输分利用宽带通讯电缆、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、模拟信息以及数配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息字信息q整个整个HFC网络由馈线网、配线网、用户引入线等三网

13、络由馈线网、配线网、用户引入线等三部分组成部分组成203.1.4 HFC和和Cable ModemnCable Modemq通过有线电视网进行计算机网络接入和计算机间数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据传送的装置q实现物理层和实现物理层和MAC子层的功能子层的功能n物理层：上下行数据数字信号的调制解调、前向物理层：上下行数据数字信号的调制解调、前向纠错（纠错（FEC）、编解码、数据加密解密等，支持）、编解码、数据加密解密等，支持双向信道双向信道nMAC子层：在共享的单一信道中向多个竞争站子层：在共享的单一信道中向多个竞争站点分配带宽点分配带宽213.1.5 光纤接入网光

14、纤接入网n光纤接入网光纤接入网q用光纤作为主要的传输媒质用光纤作为主要的传输媒质q宽带接入的最终解决方案宽带接入的最终解决方案q构成构成n光线路终端光线路终端OLTq提供与公共网络本地交换机之间的接口，并通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过光纤与用户端的ONU通信通信 n光网络单元光网络单元ONUq提供用户侧的接口提供用户侧的接口 223.1.5 光纤接入网光纤接入网n光纤接入网光纤接入网q分类（根据光网络单元分类（根据光网络单元ONU的位置来分）的位置来分）nFTTBnFTTCnFTTZnFTTHnFTTOn233.1.6 无线接入技术无线接入技术nIEEE 802.

15、16q1999年开始启动，年开始启动，2002年年4月获得通过月获得通过q无线城域网，或者无线本地回路（无线城域网，或者无线本地回路（WLL）q与与IEEE 802.11的区别的区别q无线接口标准工作在无线接口标准工作在1066GHz范围内范围内q根据用户站点和基站的距离使用根据用户站点和基站的距离使用3种不同的调制技种不同的调制技术术qIEEE 802.16a：传输范围不要求直接可视，最远可：传输范围不要求直接可视，最远可以提供以提供50km的业务覆盖范围的业务覆盖范围243.2 公用数据网公用数据网n公用数据网的概念和组成公用数据网的概念和组成nX.25协议栈协议栈n使用公用数据网连接两个

16、或多个局域网使用公用数据网连接两个或多个局域网253.2.1 公用数据网的概念和组成公用数据网的概念和组成n公用数据网公用数据网q为大众用户提供数据通信服务或线路租用服务的电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公司进行管理和营运q以数据分组为单位在线路和交换设备上用交换方式以数据分组为单位在线路和交换设备上用交换方式通信通信q分组交换和电路交换分组交换和电路交换263.2.1 公用数据网的概念和组成公用数据网的概念和组成n通信子网传输分组的方式通信子网传输分组的方式q虚电路（虚电路

17、（Virtual Circuit）方式）方式n有连接，类似于电话系统建立的物理电路有连接，类似于电话系统建立的物理电路n特点特点n分类分类q交换虚电路（交换虚电路（SVC）q永久虚电路（永久虚电路（PVC）q数据报（数据报（Datagram）方式）方式n无连接无连接273.2.1 公用数据网的概念和组成公用数据网的概念和组成n公用数据网的组成公用数据网的组成q中继传输线路中继传输线路q用户本地接入线路用户本地接入线路q节点交换设备节点交换设备q用户接入设备用户接入设备n分组型终端分组型终端n非分组型终端非分组型终端283.2.2 X.25协议栈协议栈nX.25建议建议q由国际电报电话咨询委员会

18、（由国际电报电话咨询委员会（CCITT）制定）制定q全名：在公用数据网上以分组方式进行操作的数据全名：在公用数据网上以分组方式进行操作的数据终端设备（终端设备（DTE）和数据通讯设备（）和数据通讯设备（DCE）之间的）之间的接口接口q包括包括n终端连接方法终端连接方法n链路控制规程链路控制规程n数据传输及各项服务数据传输及各项服务293.2.2 X.25协议栈协议栈nX.25网络示意图网络示意图X.25接口接口X.25接口接口X.25接口接口303.2.2 X.25协议栈协议栈nX.25的层次的层次数据链路层分组层物理层数据链路层分组层物理层逻辑通道LAPB帧X.21接口313.2.3 使用公

19、用数据网连接使用公用数据网连接LAN公用数据网服务器计算机2Bay Networks路由器B ay Networks路由器Bay Networks路由器计算机1323.3 帧中继帧中继n帧中继的特点和基本技术帧中继的特点和基本技术n帧中继协议帧中继协议n基于帧中继组网基于帧中继组网333.3 帧中继的特点和基本技术帧中继的特点和基本技术nX.25设计时因为通信线路可靠性低，采用了比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，影响了传输效率较严格的检错重传机制，影响了传输效率n快速分组交换技术快速分组交换技术q帧中继（帧中继（Frame Relay）：采用可变帧长）：采用可变帧长q

20、异步传输模式（异步传输模式（ATM）：采用固定帧长）：采用固定帧长343.3 帧中继的特点和基本技术帧中继的特点和基本技术n帧中继帧中继q没有网络层，在链路层实现链路复用，以帧为单位没有网络层，在链路层实现链路复用，以帧为单位转接转接q在链路层增加了路由功能，去掉了差错控制、排序、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寻址等功能，以减少途中节点的处理时间n链路连接标识符（链路连接标识符（DLCI）q用来识别节点与节点间的逻辑链路连接用来识别节点与节点间的逻辑链路连接q从源端点到目的端点的沿途每段链路有不同的从源端点到目的端点的沿途每段链路有不同的DL

21、CIq在每个节点建立了链路出入端口转接映射表，可以在每个节点建立了链路出入端口转接映射表，可以根据入口的根据入口的DLCI查找出口的查找出口的DLCI353.3 帧中继的特点和基本技术帧中继的特点和基本技术n帧中继的特点帧中继的特点q只使用物理层和链路层的核心功能部分只使用物理层和链路层的核心功能部分q采用可变长的帧，以适应不同网络层协议的需要采用可变长的帧，以适应不同网络层协议的需要q只负责检错，不纠错只负责检错，不纠错q不提供帧的确认，也没有通常的流量控制不提供帧的确认，也没有通常的流量控制q把控制信号和用户数据信道分开在不同的专用信道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

22、为带外信令技术）上传输（称为带外信令技术）q不同的用户采用时分复用的方法使用帧中继网，根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据不同用户的信息流特点动态分配带宽363.3.2 帧中继协议帧中继协议n帧中继网络结构帧中继网络结构FRSFRSFRSFRS帧中继网RRRRLANLANLAN： 局域网 FRS： 帧交换机R： 路由器373.3.2 帧中继协议帧中继协议n帧中继的帧格式帧中继的帧格式F(1B)A(2B)数据信息数据信息(14096B)FCS(2B)F(1B)DLCI(6b)C/R(1b)EA(1b)DLCI(4b)FECN(1b)BECN(1b)D

23、E(1b)EA(1b)383.3.3 基于帧中继组网基于帧中继组网n帧中继网的物理连接和逻辑连接帧中继网的物理连接和逻辑连接FRSFRSFRSFRS帧中继网R 1R 2R 3物理连接逻辑连接DLCI= 19DLCI= 265DLCI= 20DLCI= 141DLCI= 142DLCI= 266393.4 ATM技术技术nATM的基本概念的基本概念nATM的结构的结构nATM的传输原理的传输原理nATM网络的应用网络的应用403.4.1 ATM的基本概念的基本概念n宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（N-ISDN）q能够满足多种媒体通信业务对带宽的高要求能够满足多种媒体通信业务对带宽的高要求

24、q需要一种能结合电路交换和分组交换优点的交换技需要一种能结合电路交换和分组交换优点的交换技术术413.4.1 ATM的基本概念的基本概念nATM的主要特点的主要特点q选择固定长度的短信元（选择固定长度的短信元（Cell）作为信息传输的单）作为信息传输的单位位q能支持不同速率的各种业务能支持不同速率的各种业务q所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保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持电路交换适合于传送实时性很强的业务的特点q底层不进行差错控制和流量控制，可明显提高信元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在网络中的

25、传输速率423.4.2 ATM的结构的结构nATM网的接口标准网的接口标准q用户网络接口（用户网络接口（UNI）q网络网络接口（网络网络接口（NNI）433.4.2 ATM的结构的结构nUNI接口信元结构接口信元结构信元首部信元首部（5B）信息字段信息字段（48B）87654321GFCVPIVPIVCIVCIVCIPT保留保留CLPHEC443.4.2 ATM的结构的结构nB-ISDN的分层结构的分层结构q物理层物理层n传输汇聚子层传输汇聚子层n物理载体子层物理载体子层qATM层层n提供提供VC和和VP连接连接qAAL层层n分分SAR和和CS子层子层n提供提供4种不同类型种不同类型的的AAL

26、以满足不同以满足不同业务的需求业务的需求物 理 层ATM 层ATM 适 配 层 (AAL)高 层高 层管 理 平 面控制平面用户平面层管理平面管理453.4.3 ATM的传输原理的传输原理n异步传输模式：异步时分复用，随机地按用户异步传输模式：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需要和当前流量情况插入时隙n统一格式的定长小信元，用信头內的标志来识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别不同用户的信息n面向连接，使用虚通路和虚通道，可提高处理面向连接，使用虚通路和虚通道，可提高处理速度，减少时延速度，减少时延n节点交换机采用分组交换的虚电路方式，靠信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，实现路由选择头中的标志符识别信道号，实现路由选择463.4.4 ATM网络的应用网络的应用nATM网络可以提供高速度、长距离、高质量的网络可以提供高速度、长距离、高质量的服务服务nATM网络的应用网络的应用q用户可以通过本地交换机直接接入公用用