-计算机网络技术与应用教程(第2版)--PPT课件.ppt

1、第6章 接入技术6.1 Internet接入概述将一个系统连接到另外一个系统，并获取服务，就称为接入。6.1.1 ISP 1ISP及其服务 ISP有两种含义：狭义的含义是“Internet service provider”（Internet服务提供商），广义的含义是“information service provider”（信息服务提供商）。随着Internet的发展，二者的工作内容正在趋向相同 2. ISP的服务内容 （1）接入服务 （2）系统集成 （3）信息服务 （4）Internet应用3ISP的选择（1）收费标准（2）技术保证用户最希望得到如下的技术保证：拨号的成功率高，不希望想上

2、网时多数碰上占线；数据传输速率较高，不希望自己上网时一个文件传传停停，经常断线。这些方面与ISP的下列技术条件有关：有无先进可靠的设备，如交换机、路由器；中继线数目，是否能满足众多的用户同时尤其是高峰期的拨入需求；可以提供什么样的接入方式（仿真终端方式，还是PPP方式，或二者兼有之）；出口速率，也即ISP与Internet连接的主干线的带宽；Modem的标称速率，即ISP可以接收的用户Modem速率。当ISP可以接收的标称速率低于用户的实际Modem速率时，用户的Modem速率就不能发挥作用。 （3）服务质量 ISP能否提供上网的所有软件、资料，是否提供相应的技术培训等。 （4）组织背景 经验

3、历史、注册资本是否雄厚、财政是否稳定、经营状况、是否独立等。6.1.2 接入需求与接入类型 1接入的基本要求 一般而言，用户对接入有如下一些基本要求。 带宽要求。为了支持多媒体通信，要求较高的传输率，并且上、下行不对称，即对接收速率（即下行信道）的要求较高，对发送速率（上行信道）的要求较低。 即连即用，即需要时就可以随时连通。 价格便宜，工作可靠。 2接入类型 目前，用户上网有多种方案可供选择，不同的Internet连接方式都是随着技术的不断发展以及不同的用户群需求而产生的。一般来说，个人（家庭）用户和企业用户的上网方式存在一定的区别。 （1）按接入身份分类 按接入身份分类可分为仿真终端（作为

4、某台主机的仿真终端，不分配IP地址）方式、主机方式和网络方式。 （2）按接入方式分类 按接入方式即接入网的使用方式分类，可以分为直接接入和拨号接入。直接接入是接入网的接入线永久地接在用户驻地网上，即用即通；拨号接入主要指用电话线接入时，要先经拨号连接。 （3）按接入网络技术分类 按接入网络技术分类可分为POST、X.25、DDN、HFC、帧中继、ISDN等。不同的接入技术，使用不同的设备，如普通电话线接入需要使用Modem。 （4）按接入网介质分类 按接入网介质分类可分为铜线、光纤、光铜混合、无线等。有些接入技术是按介质设计的。表3.1所示为接入网的类型。接入网的类型接入网的类型类型类型系统类

5、别系统类别有线接入有线接入铜线传铜线传输输双绞铜线线对增容系统（高比特数字用户线（非对称数字用户线（双绞铜线线对增容系统（高比特数字用户线（非对称数字用户线（光纤传光纤传输输采用采用采用模拟视频图像传输系统（采用采用采用模拟视频图像传输系统（光纤铜光纤铜线混合线混合混合光纤交换式数字视像系统（混合光纤交换式数字视像系统（无线接入无线接入固定终固定终端端卫星直播系统（同步卫星通信系统（甚小孔径卫星终端（单区制无线接入本地卫星直播系统（同步卫星通信系统（甚小孔径卫星终端（单区制无线接入本地多点分布业务系统（多点多路分布业务系统（多点分布业务系统（多点多路分布业务系统（移动终移动终端端无线寻呼系统无

6、绳电话系统（集群通信系统蜂窝移动通信系统（同步卫星移动无线寻呼系统无绳电话系统（集群通信系统蜂窝移动通信系统（同步卫星移动通信系统（通信系统（Inma arsat）公共陆地移动通信系统（低轨道卫星移动通信系统（）公共陆地移动通信系统（低轨道卫星移动通信系统（ 有线无线有线无线 综合接入综合接入固定固定/移移 动终端动终端光纤无线混合系统（个人通信系统（光纤无线混合系统（个人通信系统（5）按接入网频带分类按接入网频带分类可以分为窄带和宽带（6）按IP地址分类按是否需要IP地址可以分为如下几类。 不需要IP地址。 使用动态地址接入。 利用一个固定IP地址接入器。 利用多个固定IP地址接入。6.1.

7、3 IP地址解析 1. 协议地址和物理地址 IP地址称为高级协议地址，是站在Internet网络的角度按照IP协议为主机和路由器所做的编号，是抽象地址。 另一方面，每台主机都是属于某个特定的物理网络的。在每个具体的物理网络中，每台主机又各有一个物理地址。每一个网卡的卡号就是使用该网卡的主机的物理地址。 2. 地址解析R1R1A AB BR2R2F FE EC CD D1 12 23 3 3. 地址解析技术与地址解析协议硬件类型协议类型硬件地址长度协议地址长度操作目标IP地址（8位组03）发送方硬件地址（8位组45）发送方IP地址（8位组01）发送方IP地址（8位组23）目标硬件地址（8位组01

8、）发送方硬件地址（8位组03）目标硬件地址（8位组25） 0 7 8 15 16 316.1.4 PPP协议标志地址控制0000001100000011协议信息数据校验（CRC）标志1111或212或41600字节数6.2 铜 线 接 入6.2.1 综合业务数字网 综合业务数字网（integrated services digital network，ISDN）兼有IDN（综合数字电话网）和ISN（综合业务网）两重意义。 1ISDN的信道与接口 （1）ITU-T标准信道系列 ITU-T标准信道系列用字母来称呼： A信道3kHz带宽的标准模拟话路信道； B信道63kbit/s的数字PCM话音或数

9、据信道； C信道8/16kbit/s的数字信道； D信道用作通信控制（带外信令）的数字信道；D0为16kbit/s，D2为63kbit/s； E信道63kbit/s内部ISDN信令的数字信道； H信道高速接入通路，适合于电视会议、超图像传输、高速FAX、高速数据等信息的传送。目前H通路具有如下3种标准速率。 H0通路：383kbit/s，用于传送用户信息。 H11通路：1 536kbit/s（PCM23路系统），用于传送用户信息。 H12通路：1 920kbit/s（PCM32路系统），用于传送用户信息。 （2）ITU-T标准化信道组合 ITU-T规定了多种标准化信道组合，其中最重要的是基本速

10、率接口（base rate interface，BRI）和基群速率接口（primary rate interface，PRI）。 基本速率接口是为普通电话网的用户提供的一种窄带服务，具有2B+D接口。其中： 2个B通路为63kbit/s，用于传输话音； D通路为16kbit/s或63kbit/s，用于传送信令信息和分组信息。 基群速率接口是指适应PCM一次群T1（1.533Mbit/s）或E1（2.038Mbit/s）的通路，给出了多个基本访问用户通过一个公用线路设施与网络相连的规则，提供宽带服务（称B-ISDN），组合形式如下。 多信道接入（B信道接口）：nB+D，n=30（欧洲、澳洲等，总

11、带宽达2.038Mbit/s）或23（美国、日本等，总带宽达1.533Mbit/s）。 高速接入（H信道接口）：典型结构有：mH0+D（m=3或5），H11+D，H12+D等。 组合接入（B/H信道混合接口）：nB+mH0+D（n+6m30或23）。 2ISDN接入设备 （1）网络终端（NT） NT安装于用户处，用于实现在普通电话线上进行数字信号的转送和接收，是电话局程控交换机和用户终端设备之间的接口设备。NT分为两种：NT1和NT2。 （2）ISDN终端适配器 ISDN终端适配器的功能是使现有的非ISDN标准终端（如模拟电话、G3传真机、PC的串口等）能够使用ISDN，为用户在现有终端上提供

12、ISDN业务。6.2.2 非对称数字线路1数字用户线路数字用户线（digital subscriber line，DSL）L是以铜电话线为传输介质的、点对点的接入技术系列，也称xDSL。几种主要的几种主要的xDSL技术技术类型类型线对数线对数上行上行最大传输距离最大传输距离（对称对称DSLDSLSDSLSDSLSymmetric DSL，单线，单线1 11 1/13300HDSLHDSLHigh-bit t-rate DSL,高比特率数字用户线）高比特率数字用户线）2 23 31 1.533/1.5333700非对非对称称DSLDSLADSLADSLAsymmetric DSL,非对称数字用户

13、线）非对称数字用户线）1 11.5/85500VADSL( ()1 12.3/5.1513001500 2ADSL概述 ADSL是非对称传输率的数字传输线技术，适合于作接入技术,是目前最常用的DSL。 ADSL技术使得两个Modem之间的电话线上产生3个信息通道： 一条1.59Mbit/s的高速下行通道； 一条16kbit/s1Mbit/s的中速双工信道； 一条普通电话服务POST通道（3kHz），一旦ADSL失效，还可以使用POST。 3ADSL用户端安装6.3 光 纤 接 入6.3.1 光纤接入网概述 1光纤接入网及其结构 2光纤接入网分类 根据ONU/ONT的放置位置，光纤接入可以分为如

14、下几种类型： 光纤到户（fiber to the home，FTTH）； 光纤到邻里（fiber to the neighbor，FTTN）； 光纤到办公室（fiber to the office，FTTO）； 光纤到楼层（fiber to the floor，FTTF）； 光纤到大楼（fiber to the building，FTTB）； 光纤到路边（fiber to the curb，FTTC）； 光纤到小区（fiber to the zone，FTTZ）； 光纤到远端单元（fiber to the remote unit，FTTR）。 从系统分配上光纤接入网（OAN）分为有源光网络（a

15、ctive optical network，AON）和无源光网络（passive optical PON是指ODN（光配线网）中不含有任何电子6.3.2 光纤到户及其应用 1传统交换以太网FTTH 传统以太网都是采用电信号。为此，可以在用户端使用一个单纯的光/电或电/光转换器MC（media converter），就可以实现FTTH接入，而不必更换支持光纤传输的网卡。 2光纤以太网方式FTTH6.4 光纤/铜线混合接入网 6.4.1 HFC及其频谱结构 1HFC的基本特点 光纤/铜线混合接入网络（hybrid fiber/coax，HFC）技术是在传统的同轴电缆CATV技术基础上发展起来的。C

16、ATV最初的意思是公用天线（community antenna television）系统，20世纪80年代后在此基础上发展为有线电视（cable television）。CATV技术的要点是在有线电视台的前端把电视图像，用光纤和同轴电缆组合起来的方式（主干线路用光纤，在ONU之后，即进入各家各户的最后一段线路用同轴电缆）传送到各家各户。但是，这种系统是单向的，只有下行。HFC的目的是在此基础上实现双向传输。 2HFC的频谱结构HFCHFC频段的划分频段的划分波段波段频带（频带（MHz）业业 务务R R5 5.0030.0上行电视及非广播业务上行电视及非广播业务R1R130.032.0上行非广

17、播业务上行非广播业务I I38.592.0模拟广播电视模拟广播电视FMFM87.0108.0调频立体声广播调频立体声广播A1A1111.0167.0模拟广播电视模拟广播电视III167.0223 3.0模拟广播电视模拟广播电视A2A2223 3.0295.0模拟广播电视模拟广播电视B B295.0337.0模拟广播电视模拟广播电视IV350.0550.0数字或模拟广播电视数字或模拟广播电视V550.0710.0数字电视和数字电视和VI710.0750.0非广播业务非广播业务VII750.01 000.0 0个人通信个人通信6.4.2 HFC的传输模式 HFC的传输模式分为 1对称式传输 对称式

18、传输也称全双向传输，采用这种传输模式，在光纤部分用共缆的两根光纤分别传输上、下行数据信号，在同轴电缆部分用频分复用技术同时传输上/下行电视图像和数据信号，上/下行信号可能采用不同的调制方法、但用相同传输速率。 2非对称式传输 由于用户上网发出请求的信息量远远小于信息下行量，而上行通道又远远小于下行通道，人们发现非对称式传输（又称准双向传输）能满足客户的要求，而又避开了上行通道带宽相对不足的矛盾。 3广播式传输 广播式传输是单向传输，只传输下行信号。6.4.3 Cable Modem Cable Modem（电缆Modem）是基于双向HFC宽带接入技术，其主要设备是Cable Modem。选择C

19、able Modem可以从以下角度考虑。（1）从传输方式的角度双向对称式传输：传输速率为23Mbit/s，最高能达到10Mbit/s。非对称式传输Cable Modem：传输下行速率为30Mbit/s，上行速率为500kbit/s2.56Mbit/s。（2）从数据传输方向角度单向Cable Modem：指本身不支持把数字信号转换成模拟信号，不能上传数据。双向Cable Modem：可以把数字信号转换成模拟信号，也可以把模拟信号转换成数字信号；既可以上传数据，也可以下载数据。（3）从网络通信角度同步（共享）Cable Modem：类似以太网，网络用户共享同样的带宽。异步（交换）Cable Mod

20、em：ATM技术与非对称传输正在成为技术的发展主流趋势。（4）从接入角度个人Cable Modem：用于接入单机。宽带Cable Modem（多用户），可以将一个计算机局域网接入。（5）从接口角度外置式Cable Modem内置式Cable Modem交互式机顶盒。（6）从用户类型角度CMP（cable modem personal）：适合个人用户，是具有全面的媒体访问控制层（MAC）桥接功能、传送和接收数据功能，可以即插即入的Cable Modem。CMW（cable modem workgroup）：适合中小企业和多家庭使用，最多可以支持3个用户，每个用户均可以获得CMP功能。CMB（ca

21、ble modem business）：适合于企业网、学校系统、政府机关等使用，可以连接大量的用户，使每个用户均获得CMP功能，并可以根据不同的访问和操作安全性要求实现保护。6.5 无 线 接 入6.5.1 无线接入概述 无线接入网是以无线技术（包括移动通信、无绳电话、微波、卫星通信等）为传输手段，连接起局端至用户间的通信网，向用户提供各种通信业务。 1固定终端无线接入 单区制无线接入。 微波点对多点通信系统（multiple access radio system，MARS） 本地多点分布业务（local multipoint distribution service，LMDS）系统。 多点

22、多路分布业务（multipoint multichannel distribution service，MMDS）。 固定蜂窝和微蜂窝（无绳通信）接入系统。 甚小孔径终端卫星（very small aperture terminal，VSAT）系统。 卫星直播（direct broadband system，DBS）系统，即同步卫星电视广播系统。 采用C或Ku波段的同步卫星通信（synchronous satellite communication，SSC）系统。 2移动终端接入 无线寻呼，即普通的BP（beep-pager）机系统。 无绳电话（cordless telephone，CT）系统

23、。 集群通信系统，主要用于生产、管理、交通、公安、消防等系统。 蜂窝移动通信接入系统。 同步卫星通信系统。 公共陆地移动通信系统（future public land mobile telephone system，FPLMTS）。 3有线无线综合接入 光纤无线混合（hybrid fiber & wireless，HFW）系统。 个人通信系统（personal communication system，PCS）。 上述应用类型，从技术上说大体上可以归为：基于卫星通信的技术、基于数字微波通信的技术和基于移动通信的技术。6.5.2 常用宽带无线接入制式制式制式接入带宽接入带宽组网方式组网方式特点特

24、点固定无线本地分固定无线本地分配业务配业务101030 GHz30 GHz点对多点点对多点频带宽、速率高信道上使用提供多种业务频带宽、速率高信道上使用提供多种业务MMDSMMDS5.5GHz5.5GHz点对多点（共享系统）点对点对多点（共享系统）点对点（专用带宽系统）点（专用带宽系统）业务扩展灵活（可覆盖上千用户）天线、馈线业务扩展灵活（可覆盖上千用户）天线、馈线等接口开放，利于合作制造业务包括等接口开放，利于合作制造业务包括SDHSDH155 MHz155 MHz点对点适合干线或大客户点对点适合干线或大客户可支持各种业务可支持各种业务SDHSDHPDHPDHE1/3E1/8E1/16E1/2

25、16E1E1/3E1/8E1/16E1/216E1点对点点对点适合于适合于扩频微波扩频微波有以太网接口有以太网接口视距无线点对点视距无线点对点抗干扰能力强使用频率无须到管理部门备案抗干扰能力强使用频率无须到管理部门备案远红外通信系统远红外通信系统3 31111MHzMHz10Base-T100Base-T155 OC310Base-T100Base-T155 OC3适合临时接入系统适合临时接入系统单色性方向性，保密性好无辐射性理论覆盖单色性方向性，保密性好无辐射性理论覆盖3km3kmDVBDVB上行：下行：上行：下行：2Mbit/s 2Mbit/s 8Mbit/s 8Mbit/s 长途传输长途

26、传输应用简单系统造价与传输距离、地理环境无关应用简单系统造价与传输距离、地理环境无关无线光纤无线光纤1 12Gbit/s2Gbit/s大容量用户点对点城域网骨大容量用户点对点城域网骨干结点间连接干结点间连接可利用灵活可提供多种不同接口可利用灵活可提供多种不同接口6.6 新一代接入技术：BPL和VLC 6.6.1 BPL接入 1. BPL概述 BPL也称高速电力线路通信，它是利用电力线传输数据、话音、视频信号的一种通信方式。通过连接在计算机上的电力MODEM（俗称“电力猫”），插入家中任何一个电源插座，即可实现最高14兆的上网速度。 2. PLC的关键技术 （1）电力系统自身的噪声干扰问题。 （

27、2）电磁性的影响问题。 （3）数据信号翻越电表和变压器问题。 3. PLC MODEM产品型号物 理 传 输速 度 (Mbps)电 力 线通信标准有效传输速度（Mbps）无 线 Wi-Fi传输速率(Mbps)最大终端数量网口数量TCPUDPWPL-203200Home plug AV:92:92300633PLQ-5100500sHome plug AV9595N/A151PWQ-5101500 Home plug AV90-9392150151PLS-80111000G.hn:350N/A151PLQ-60311000 Home plug AV1.2450:500N/A631 4. 基于电力线的宽带接入方案6.6.2 VLC接入 2. VLC关键技术 1）高调制带宽的LED 光源 2）LED的大电流驱动和非线性效应补偿技术 3）光源的布局优化 4）光学OFDM 技术 5）光学MIMO 技术 6）高灵敏度的广角接收技术 7）消除码间干扰的技术 3. 最后10 m 距离内的高速接入