第五章-广域网接入技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 广域网接入技术,本章学习要点：,广域网概述,数字数据网,DDN,综合业务数字网,ISDN,帧中继,FR,数字用户线路,xDSL,公用分组交换网,PSDN,5.1 广域网概述,1.,广域网的定义和特点,（,1,）广域网的定义,广域网,，,通常是指覆盖广阔物理范围的、能连接多个城市或国家并能提供远距离通信的数据通信网。在个人计算机和局域网广泛使用后，广域网就成为了实现局域网之间远距离互连和跨地域数据通信的主要手段。,（2）广域网的主要特点,覆盖的地理范围广，通常从几公里,几万公里,。,数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。,网络结构较复杂，一般都为网状型拓扑结构。,通常利用公用通信网络（如,PSTN、DDN、ISDN,）提供的信道进行数据传输。,主要用于实现局域网的远程互连、远距离计算机之间的数据通信及 更大范围的资源共享。,2.,广域网的,的结构,广域网由许多交换机以及连接这些交换机的传输线路组成。交换机之间都是点到点的连接，并,都采用存储转发方式进行数据交换,。,广域网通常只包含,OSI,参考模型的底下三层，即,物理层,、,数据链路层,和,网络层,。,和局域网不同的是，,局域网使用的协议主要集中在数据链路层，而广域网的协议则在网络层。,返回本节首页,返回本章首页,5.2 数字数据网,DDN,1.DDN,概述,DDN,是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，它既可用于计 算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字语音和数字图像等 信号。,DDN,是一个公共数字数据传输网络，它为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输通道。,DDN,由数字通道、,DDN,节点、网管控制和用户环路组成，由,DDN,提供的业务又称数字数据业务（,DDS）。,DDN,可以支持任何类型的用户设备入网，比如,PC,机、终端，也可以是图像设备、语音设备或,LAN,等，支持数据、图像、声音等多种业务。,2.DDN,的特点,传输速率高，网络时延小,传输质量较高,协议简单,DDN,采用了时分多路复用技术，有效地提高了网络传输速率，减小了时延。目前,DDN,可达到的最高传输速率为,155,Mbit/s,，,平均时延小于,450,us,。,DDN,的主干传输为光纤传输，用户之间是专用的固定连接，高速安全。,DDN,用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束。,灵活的连接方式,DDN,可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅可以和用户终端设备进行连接，也可以和用户网络连接。,网络运行管理简便，电路可靠性高,DDN,的网管中心能以图形化的方式对网络设备进行集中监控，电路的连接、测试、路由迂回均由计算机自动完成，使网络管理趋于智能化，并使电路安全可靠。,3.,DDN,的应用,DDN,的应用领域主要表现在以下两方面,：,DDN,应用在计算机联网中,DDN,应用在金融业中,3.中国公用数字数据网（,CHINADDN,）,CHINADDN,是中国电信经营管理的,中国公用数字数据网,，是中国的中、高速信息国道。目前，网络已覆盖全国所有省会城市及,3000,多个县以上市和乡镇。,CHINADDN,网络结构可分为国家级,DDN,、,省级,DDN,、,地市级,DDN,国家级,DDN,主要功能是建立省际业务之间的逻辑路由，提供长途,DDN,业务以及国际出口。,省级,DDN,主要功能是建立本省内各市业务之间的逻辑路由，提供省内长途和出入省的,DDN,业务。,地市级,DDN,主要是把各种低速率或高速率的用户复用起来进行业务的接入和接出，并建立彼此之间的逻辑路由。,返回本节首页,返回本章首页,5.3 综合业务数字网,ISDN,1.,ISDN,概述,ISDN,是国际电信联盟（,ITU）,为了在数字线路上传输数据而开发的一种信息通信网。,ISDN,将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济有效的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。,ISDN,主要由,用户终端（,TE1,和,TE2）、,终端适配器、网络终端组成，它的结构如图5-1所示。,I,S,D,N,I,S,D,N,的,组,成,部,件,普,通,电,话,普,通,传,真,机,计,算,机,适,配,器,网,络,终,端,带,有,I,S,D,N,P,C,卡,的,计,算,机,数,字,电,话,G,4,传,真,机,网,络,终,端,图5-,1,ISDN,结构示意图,ISDN,连接基于两种信道：,B,信道和,D,信道,B,信道采用,电路交换技术,，,用于传输用户数据，,如视频、音频等。单个,B,信道的最大传输速率是64,kbit/s,。,D,信道采用,分组交换技术,，,用于传输控制信号和网,络管理等指令信号。单个,D,信道的最大传输速率是16,kbit/s,。,基本速率接口,BRI,使用两个,B,信道和一个,D,信道，即2,B+D。,两个,B,信道能同时传输相互独立的一路话音和一路数据，或者同时为两路数据，允许用户在打电话的同时进行计算机通信。,BRI,的最大传输速率通常为128,Kbit/s,。,ISDN,连接有两种类型：基本速率接口,（,BRI）,和基群速率接口,（,PRI）,基群速率接口,在北美洲和日本，,PRI,提供23,B+D，,总传输速率为1.544,Mbit/s,。,在中国、欧洲和澳大利亚，,PRI,提供30,B+D，,总传输速率为,2.048,Mbit/s,。,2.,ISDN,的特点,高质量、高速度的数据传输,综合的通信业务,标准化的用户接口,ISDN,中，数据传输的比特误码特性和信号失真特性都比电话线路至少改善了10倍，具有很好的传输性能。因此和以往利用调制解调器在电话线上传输数据相比，速度提高了至少10倍以上。,ISDN,用一个网络为用户提供各种通信业务，如语音、数据、传真、图像、会议电视、电子信箱等。,ISDN,能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口。该接口有基本速率接口和基群速率接口。,费用适宜,由于使用单一的网络来提供多种业务，用户只需要使用一对用户线、一个入网接口就能获得话音、文字、图像、数据在内的各种综合业务，大大节省了投资。,网络互通性强,ISDN,能与电话网、分组交换网、因特网、局域网等网络广泛连接。,3.,ISDN,的应用,ISDN,在语音通信、电视会议、计算机联网、远端接入局域网、文件传递、传真、远程医疗诊断、远程教学、销售点业务（,POS,）、,多媒体信息通信、接入帧中继和快速接入,Internet,网等方面都有着广泛地应用，如图5-2所示。,4.,B-ISDN,概述,家,庭,个,人,用,户,B,R,I,B,R,I,B,R,I,中,小,型,企,业,个,人,或,企,业,用,户,通,过,I,S,D,N,接,入,I,n,t,e,r,n,e,t,I,S,D,N,拨,号,服,务,器,P,R,I,I,S,P,I,S,D,N,终,端,适,配,器,I,S,D,N,路,由,器,I,S,D,N,图5-2,ISDN,的应用示意图,B,-,ISDN,是能够提供综合业务的,宽带数字网络,。它设计的目标是将语音、数据、动态和静态图形，以及,N-ISDN,提供的所有服务综合在一个通信网中，满足用户的各类传输要求。,B,-,ISDN,可以提供视频点播（,VOD,）、,电视会议、高速局域网互联以及高速数据传输等业务。,B,-,ISDN,面临地两大技术难题：一是,高速传输,，二是,高速交换,。光纤通信为数据地高速传输提供了良好的支持，而,ATM,技术又为实现高速交换提供了广阔的前景，使得,B-ISDN,网络的诞生成为现实。,5.,N-ISDN,和,B-ISDN,的比较,使用的传输媒介不同,采用的数据传输技术不同,N,-,ISDN,建立在原有的电话网和分组网基础上，而,B-ISDN,是以光纤作为传输媒介的，大大提高了网络的传输速率。,N-ISDN,采用的是时分多路复用技术，而,B-ISDN,采用的是,ATM,技术。,对网络传输信道的利用方式不同,N-ISDN,对网络信道的分配及数据传输速率是预先规定的，而在,B-ISDN,中可以做到按需分配网络资源，具有极大的灵活性。,返回本节首页,返回本章首页,5.4,公用分组交换网,PSDN,1.,PSDN,概述,PSDN,，,是一种以,数据包,作为基本数据单元进行交换的,公共数据网（,PDN）,。,PDN,内部各结点是由交换机（,PSE）,组成的。交换机具有存储转发数据包的能力，如图5-3所示。,P,S,E,P,S,E,P,S,E,P,S,E,P,S,E,P,S,E,P,S,E,图5-3,PSDN,结构示意图,2.,PSDN,的特点,线路利用率高,在分组交换中采用了“虚电路”技术，这使得在一条物理链路上可提供多条信息通路，为多个用户同时使用，大大提高了线路的利用率。,可以实现不同协议和不同速率的终端之间相互通信,网络内部各结点是具有运算、存储转发等功能的专用计算机，向用户设备提供了统一的接口，从而能够实现不同协议、速率、码型和传输控制规程的用户设备接入,X.25,网进行相互通信。,PSDN,以,X.25,协议为基础，通常又称为,X.25,网,。它允许不同速率、不同协议的用户终端进行通信，在短时间内传送突发式信息，因此它 是应用非常广泛的一种广域网接入技术。,X.25,是一组协议，它规定了分组终端与分组交换网的接口规程。,X.25,对应于,OSI,参考模型底下三层，包括物理层协议、数据链路层协议和网络层协议。,传输质量高，误码率低,由于分组交换具有差错检测和纠错的能力，因此误码率极小，一般都低于10,-10,。,3.,PSDN,提供的基本业务功能,交换虚电路（,SVC）,要求用户双方通信前要临时建立一条虚电路供数据传输，通信完毕后要拆除该虚电路。它适用于数据量小、随机性强的场合。,流量控制与管理,X.25,网内通过流量控制协议来实现对流量的控制，并且具有拥塞控制机制来防止拥塞现象的产生。,4.,PSDN,的应用,利用分组网组建本系统的管理信息网,利用分组网进行中低速连网，实现实时业务处理,利用分组网接入增值业务网,永久虚电路（,PVC）,它是指在两个用户之间建立固定的虚电路连接，用户可利用它直接进行数据传输，如同使用专线一样。它适用于通信比较频繁、通信量较大的场合。,返回本节首页,返回本章首页,5.5,帧中继,FR,1.帧中继概述,帧中继,，类似于,X.25,，都是点对点的交换网络。它是在,OSI,的数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种,快速分组交换技术,，适合于吞吐量高、时延低、突发性强的数据传输业务中。,帧中继利用光纤作为传输介质，着眼于数据的快速传递，并使用简单的协议来减小网络延迟，将必要的差错控制功能交给用户设备完成，最大程度地提高了 网络的吞吐量，可提供2,Mbit/s45Mbit/s,的高速宽带数据业务。,帧中继仅包含,物理层,和,数据链路层,协议，将差错控制和防止拥塞的处理过程交给智能终端去实现，从而大大缩短了结点的时延、提高了 数据传输速度、有效地利用了高速数据信道。,2.帧中继的应用,局域网的互联,图像和文件的传输,帧中继支持不同的数据传输速率，非常适合于处理局域网之间的突发数据流量。目前，帧中继多应用于银行、证券等金融机构以及大型企业、政府部门的总部与各地分支机构的局域网之间的互连。,帧中继使用的是虚电路，信号通路及带宽都可以动态分配，既能保证用户所需的带宽，又能获得满意的传输时延，因此非常适合于大流量的图象和文件传输。,组建虚拟专用网（,VPN）,帧中继可以将网络上的部分结点划分为一个分区，对分区内的数据流量及各种资源进行统一管理。这种结构就是虚拟专用网，它比组建一个实际的专用网要经济划算。,3.中国公用帧中继网（,CHINAFRN）,中国公用帧中继网是我国第一个向公众提供服务的宽带数据通信网络。它选用了,ATM,技术作为基本网络技术，可以面向社会和用户提供 其它网络难以提供的宽带实时业务，同时也便于今后向,B-ISDN,的过渡。,目前，中国公用帧中继网已覆盖全国所有省会城市，绝大部分地市和部分县市。它的网管中心设在北京邮电部数据通信局，国际出口分别设在北京、上海和广州。,中国公用帧中继网已经成为了,CHINAPAC,、,CHINADDN,和,CHINANET,的骨干网，它的建设还在继续进行，其覆盖范围还将进一步扩大。该网还将实现与公用分组交换网（,PSDN,）,和数字数据网（,DDN,）,的互连互通，为用户提供更加高效、灵活、方便的各类信息服务。,返回本节首页,返回本章首页,5.6,数字用户线路,xDSL,1.,xDSL,概述,DSL,，是数字用户线路的简称，它是以双绞电话线为传输介质的点对点传输技术。,DSL,利用软件和电子技术结合，使用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据以弥补铜线传输的一些缺陷。,xDSL,是,DSL,的统称，它,支持任意数据格式或字节流数据业务，例如：电话、视频、图像、多媒体等。,其中，“,x”,是不同种类的数字用户线路技术的统称，表示不同的数据调制方式。,按上行和下行速率是否相同，可将,DSL,分为,对称,DSL,技术,和,非对称,DSL,技术,，如下表所示。一般在速率非对称型,DSL,技术中，下行信道的速率要大于上行信道的速率。,类型,名称,对称,DSL,技术,SDSL（,单线/对称数字用户线）,HDSL（,高速数字用户线）,VADSL,（,超高速数字用户线）,MVL,（,多虚拟数字用户线）,非对称,DSL,技术,ADSL,（,非对称数字用户线）,VDSL,（,甚高速数字用户线）,RADSL,（,速率自适应数字用户线）,2.,xDSL,的种类,（1）,对称,DSL,技术,总的来说，对称,DSL,技术一般适用于点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收、发数据量大致相同的工作，常用的是,SDSL,和,HDSL,。,（2）非,对称,DSL,技术,ADSL,VDSL,非对称,DSL,主要有,ADSL、VDSL、,和,RADSL,三种。,ADSL,为,非对称数字用户线,，它使用单对电话线，为网络用户提供宽带数据传输业务。从,1.5,Mbit/s,9Mbit/s,的高速下行速率和从,16,Kbit/s,1Mb/s,的上行速率，支持在同一根线上同时传输数据和语音，传输距离可达,3,km,5km,。,VDSL,为,甚高速数字用户线,，它是,xDSL,技术中最快的一种。在一对双绞电话线上，,VDSL,的上行数据传输速率为13,Mbit/s52Mbit/s，,下行数据传输速率为1.5,Mbit/s2.3,Mbit/s,。,但其传输距离较短，只在几百米以内。,VDSL,可视为,ADSL,的下一代数据传输技术。,RADSL,RADSL,为,速率自适应数字用户线,，,是,ADSL,的一种扩充，允许服务提供者调整,xDSL,连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。它支持同步和非同步传输方式，速率自适应，,范围与,ADSL,基本相同,，,可同时传输数据和语音。,3.,ADSL,的连接结构,ADSL,的典型结构如下图5-4所示：,图5-4,ADSL,连接结构示意图,返回本节首页,返回本章首页,本章小结,随着社会需求的提高和相关领域技术不断进步，计算机网络新技术层出不穷，令人眼花缭乱。用户在面对众多的选择时，如何就网络需要、投资强度、技术成熟性、网络构造复杂性等方面进行比较、权衡就成了一个至关重要的问题。,本章我们首先介绍了广域网的基本概念、特点和结构，使读者对广域网有一个全面、感性地认识；紧接着我们花了大量篇幅就当今常见的几种广域网接入技术，如,DDN、ISDN、PSDN、ADSL,等它们的技术特点、业务范围以及在当今信息服务中的众多应用问题进行了全面的探讨，目的是让读者对当今网络新技术有更深一步的理解，以至今后在遇到具体问题时，能够真正作出准确地判断并加以选择。,返回本章首页,