【网络工程】广域网与接入网
一、广域网类型
(1)公共交换电话网PSTN
早期电话线上网,电话+“猫”拨号上网,使用数据终端设备DTE(计算机,电话)和数据电路设备DCE(调制解调器modem),使用电路交换技术和频分多路复用技术。
(2)公共数据网X.25
使用分组交换的虚电路技术和时分多路复用TDM。面向连接,采用后退N帧ARQ,滑动窗口机制。
(3)帧中继网络FR
工作在OSI模型的物理层和数据链路层。在数据链路层建立虚电路。使用分组交换技术和时分多路复用TDM。面向连接。FR只做检错,不提供重传,流控等机制,这些机制由高层应用来处理。
(4)基于异步传输模式的ATM网络
采用固定53字节来进行帧的分割,称为信元。使用信元交换技术和统计时分复用STDM技术。采用双绞线或光纤作为介质。面向连接。
(5)综合业务数据网ISDN
双向数字传输,各种语音和非语音业务综合处理和传输。
ISDN存在两种接口标准:
①基本速率接口(BRI)
两个64kbps的B信道和1个16Kbps的D信道组成(2B+D)。B信道传送用户数据;D信道传送控制信息;加上分帧、同步等其他开销,总速率144kbps。B信道可以是2路话路数据;2路高速数据;1路话路数据+1路高速数据。
②基群速率接口(PRI)
基群访问速率可由多种信道混合而成。B信道和D信道均为64kbps。B信道传送用户数据,D信道传送控制信息;在北美和日本使用(23B+D)的结构,速率为1.54Mbps;而在中国和欧洲则使用(30B+2D)的结构,其中B、D信道均为64kbps,速率为2.048Mbps。
ISDN的两种类型:
①窄带ISDN(N-ISDN)
以电话线为基础发展起来的,可以在一条普通电话线上提供语音、数据、图象等综合性业务。速度在1.5M以下,64Kbps的基础速率,采用电路交换技术。
②宽带ISDN(B-ISDN)
要求采用光缆及宽带电缆,具有更高的传输速率(可达百兆),采用报文分组交换。它是在窄带综合业务数字网(N-ISDN)的基础上发展起来的数字通信网络,其核心技术是采用ATM(异步传输模式)
(6)DDN数字数据网
利用数字信道提供数据通信的传输网,主要提供点到点及点到多点的专线专网。DDN采用时分多路复用技术TDM,为用户提供半永久性或永久性连接电路,所以DDN的信道是非交换,用户独占的永久虚电路(PVC)。
(7)SDH光同步数字传输网
是一种全新技术体制,采用时分复技术TDM。具有路由自动选择能力,上下电路维护、控制、管理功能强,标准统一,便于传输更高速率的业务等优点。具有统一的光接口,自愈环。SDH采用的信息结构等级为同步传送模块,最基本模块为STM-1,4个STM-1同步复用构成STM-4,最高可复用为STM-256。例如:STM-1的传输速率为155.520Mbit/s;STM-4的传输速率为622.080Mbit/s。
(8)SONET同步光纤网
SDH/SONET定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式,通常统称为光同步数字传输网,是宽带综合数字网B-ISDN的基础之一。SDH/SONET采用时分复用技术TDM。SONET多用于北美和日本,SDH多用于中国和欧洲。OC-N是SONET的速率标准。
OC-1—51.84 Mbps
OC-3—155.52 Mbps
OC-12—622.08 Mbps
(9)基于SDH的多业务传输平台
基于SDH平台同时实现ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。业务的带宽灵活配置;具有多种类接口,例如WAN,LAN接口;具备MAC地址自动学习的功能。
二、广域网接口标准
(1)E1标准
E1的一个时分复用帧(周期T=125us)共划分为32相等的时隙,时隙的编号为CH0-CH31。其中时隙CH0用作帧同步,时隙CH16用来传送信令,剩下CH1-CH15和CH17-CH31 共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit,因此共用256bit。每秒传送8000个帧,E1的数据率是2.048Mbit/s。
(2)T1标准
T1采用24个时隙,每个话路采样脉冲用7bit编码,然后再加上1位信令码元,因此一个话路占用8bit。帧同步码是在24路的编码之后加上1bit,这样每帧共有193bit,(周期T=125us)因此T1的数据率为1.544Mbit/s。
三、接入网类型
(1)窄带(N-ISDN)
用户利用2B+D数字用户线拨号上网
(2)xDSL
①SDSL:单线对数字用户线,2Mbps,对称模式,传输距离可达3 km左右
②HDSL:高数据速率数字用户线路,1.5-2Mbps,对称模式,传输距离可达到4.5km
③ADSL:非对称用户数字线路,采用频分多路复用技术与DMT技术(离散多音频),上行1Mbps,下行8Mbps,非对称模式
④VDSL:超高数据速率数字用户线路,上行1.5-2Mbps,下行13-52Mbps,非对称模式,成本高,速率高,传输距离短,可传输DHTV
(3)局域网接入
采用千兆以太网交换机接入小区,百兆以太网交换机接入楼层。千兆光纤直接经由IP城域网汇聚层路由接入城域骨干网。汇聚层将电话,数据等业务接入城域骨干网。汇聚层还可提供视频点播,有线电视,信息广播等业务,可以对用户进行授权,认证,计费,管理。汇聚层典型设备有路由器,交换机,网管,宽带接入服务器,DNS服务器,AAA(授权,认证,计费)服务器等。
(4)电缆调制解调器(cable modem)
基于有线电视网络,利用了有线电视电缆可以同时传输多个频道的工作机制,其主要作用是完成数字信号的远距离传送。采用QAM调制方式或QPSK调制方式。我国现在开通的 Cable moden接入业务基本上是基于双向的混合型光纤同轴电缆(HFC)的。典型的应用为CATV(有线电视)。
(5)FTTx光纤接入技术
指从用户端到局端完全以光纤作为传输媒体。光纤接入技术具有带宽高,抗干扰强,传输距离远等特点,但是接入网络的成本较高。常见的几种FTTx方式为:
①FTTC:光纤到路边;
②FTTZ:光纤到小区;
③FTTB:光纤到办公楼;
④FTTF:光纤到楼面;
⑤FTTH:光纤到户
四、无源光网络PON:
在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN),没有任何有源电子设备,避免了有源设备的电磁于扰和雷电影响。下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA,而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树型)。
①APON:基于ATM的PON,上行速率为155Mbps,下行最高速率622Mbps,二层采用的是ATM封装和技术,以53字节固定长度的ATM信元方式传输。
②EPON:基于以太网的PON技术,支持1.25Gbps对称速率,最高10Gbps,适合IP业务的带宽接入。
③GPON:二层采用GFP(通用成帧规程)对以太帧,ATM等业务进行封装映射,上下行传输不对称。上行提供1.25Gbps,下行提供2.5Gbps速率。成本高于EPON,产品成熟度低于EPON。
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