宽带接入网设计方案研究与分析论文.docx

Abstract宽带接入网设计方案研究与分析论文摘要电信网发展到今天，正在进入一个新的转折点，呈现出宽带化、IP化及业务融合化的趋势。电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。近几年，为了适应新时期下社会发展的需求,并且满足人们在生活中与工作中对网络的要求，接入网的宽带化加快了步伐，正在向着多样化的方向发展，涌现出各种各样的宽带接入技术,这些宽带接入技术各自有着自身的一些特点,在选择的时候应该结合实际的需要来进行选择。现对宽带接入网进行了探讨。本文首先叙述了接入网的基本概念，然后介绍了主流宽带接入技术，接着着重描述了ADSL的可行性分析及其接入网的网络设计，并对它进行性能分析，提出改进方式。关键词：接入网，发展，ADSLIAbstractThe telecommunication network development to today, is entering a new turning point, showing a broadband, IP and business integration trend. Telecom broadband network is be the first to bear the brunt of the broadband access network. In recent years, in order to meet the needs of social development in the new period, and meet the requirements of network in life and work, and broadband access network to speed up the pace, is developing towards the direction of diversification, the emergence of a variety of broadband access technology, the wide band access technology have their own some characteristics the, in the choice of when should be combined with the actual to choose. The broadband access network is discussed.This paper describes the basic concept of access network, then introduces the main broadband access technology, and then focuses on the network design feasibility analysis and access network ADSL, and its performance analysis, put forward the improvement way.Keywords:Access network, development, ADSLIII 目 录摘要IIABSTRACTIV第一章 接入网的基本概念11.1电信网的构成11.2接入网的定义11.3接入网的结构功能1第二章 宽带接入网中几种技术的比较12.1ADSL接入技术12.2基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的CABLE MODEM技术12.3 光纤接入技术12.4 无线接入技术1第三章 应用ADSL可行性的分析13.1宽带接入市场和业务发展状况13.1.1宽带接入技术的应用状况13.1.2宽带业务的发展状况13.2 ADSL技术发展趋势1第四章 ADSL宽带接入网络设计14.1网络拓扑结构结构的选择14.2 ADSL接入端布局规划14.3 ADSL系统的接入方式和接入模型14.4 ADSL设备的安装14.5 IP地址的规划14.6 ADSL宽带接入网络安全的设计1第五章 ADSL宽带接入网络的性能分析15.1影响系统性能的因素15.2改进方案建议1第六章 总结与展望1致谢1参考文献错误！未定义书签。附录1 XXXXXX错误！未定义书签。附录2 BBBBB错误！未定义书签。1第一章 接入网的基本概念1.1电信网的构成一般来说，整个电信网包含核心网（Core Network，CN）、接入网（Access Network，AN）和用户驻地网（Customer Premises Network，CPN）三大部分接入网有三类接口，即UN1，SN1和Q3。UN1位于接入网的用户侧，是UTE与接入网之间的接口。接入网通过UN1为用户提供各种业务服务，UNl分为独享式和共享式两种。SN1位于接入网的SN侧，是接入网与SN之间的接口。它独立于SN和交换机，支持很宽范围的接入类型，把不同业务的SN通过不同的SN1与接入网相连，进而向用户提供多种不同的业务服务。Q3是接入网与TMN的接口，也是TMN与电信网各被管理部分连接的标准接口。作为电信网的一部分，接入网的管理也应纳入TMN的管理范围之内。1.2接入网的定义1995年7月，ITU-T G.902对接入网作出如下定义：接入网（AN）是由业务节点接口 （SNI）与相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统，可经由管理接口(Q3)配置和管理。通俗意义上讲，接入网就是介于业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间的网络，它包含线路设施和传输设施。1.3接入网的结构功能接入网有五个功能模块，分别为用户接口功能模块（UPF）、业务接口功能模块（SPF）、核心功能模块（CF）、传送功能模块（TF）和接入系统管理功能模块（AN-SMF）图1-1 结构图1.4 接入网的综合业务 1.4.1话音业务从20世纪80年代开始，随着通信技术的发展，在传统的话音电话上开发了许多新业务，如：可视电话、IC卡电话、移动电话、IP电话、智能网电话。在程控交换机上开发了缩位拨号、叫醒电话、三方通话、呼叫等待、呼叫转移、呼叫限制、追查恶意呼叫等服务业务，以满足用户的需求。 1.4.2数据业务：有数据检索业务，数据处理业务，电子邮件业务，电子数据业务（EDI）等 1.4.3图像业务图像业务是指通过电信网传送、存储、检索或广播图像与文字等视觉信息的业务。它具有形象、直观、生动等特点。图像业务可分为静态和动态两类。静态图像业务包括传真、可视图文、电视图文广播等；动态图像业务包括可视电话、广播电视、高清晰度电视等。对普通用户而言，目前普遍需要的是电视业务。 1.4.4多媒体业务有点播电视（VOD），居家办公，居家购物，远程教育，远程医疗， 多方可视游戏等业务第二章 宽带接入网中几种技术的比较2.1ADSL接入技术多年来，电话用户是以铜线进行线路连接的，为充分利用这些资源，提高铜线传输速率，实现宽带化和数字化，于是开发了数字用户线（DSL）技术，以解决高速率数字信号在铜缆用户线上的传输问题。 xDSL技术的概述DSL即数字用户线技术DSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它直接将数字信号调制在电话线上(并没有经过模/数转换),所以可以获得比普通调制解调器高得多的带宽和速率。它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种，其优点是带宽较大、连接简单、投资较小，因此发展很快，广州、深圳、上海、北京、成都等地的电信部门已先后推出了ADSL宽带接入服务。ADSL系统主要是针对住宅用户设计的，其下行速率高达69Mbits，传输距离可达35km，典型的下行速率有T1，E1，DS2（6.312Mbit/s），E2（8.448Mbit/s）；上行速率低，具体数值随各公司产品而不同，通常为16640kbit/s。ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率下行数据、一路模拟电话。各种信号采用频分复用方式占用不同频段，低频段传送话音，中间窄频段传上行信道数据及控制信息，其余高频段传下行信道数据、图像或高速数据。HDSL是利用两对或三对铜双绞线，为用户提供PDH一次群速率（T1或E1）的双工数字连接。HDSL系统主要是为企事业单位用户设计的，它可以作为铜双绞线接入业务的通用平台，为用户提供话音、数据和图像等多种宽带业务。VDSL是速率更高的ADSL，也有人称其为宽带数字用户线（BDSL）。VDSL系统一般用于光纤接入网中的最后一段入户连接，其传输距离只有100（155Mbit/s时）到1km（13Mbit/s时）。它的下行传输速率可达13,26,52Mbit/s甚至155Mbit/s，采用的调制技术一般为DMT或16CAP；它的上行传输速率为1.52Mbit/s，采用的调制技术一般为DMT，QPSK或4CAP。表2.1 各种数字用户线技术分类2.2基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem技术Cable Modem是近几年发展起来的，主要用于有线电视网数据传输。现在大多数新建的有线电视网都采用光纤同轴混合（HFC）网络，其巨大的带宽和相对经济性使其对有线电视公司和新成立的电信公司很具吸引力。由于Cable Modem是作为一种在HFC网上提供数据业务的设备，因此它通常等同于HFC宽带接入技术。光纤/同轴电缆（Hybrid Fiber Coax，HFC）接入网是一种综合应用模拟和数字传输技术、同轴电缆和光缆技术、射频技术、高度分布式智能形的接入网络，是通信网和有线电视（CATV）网相结合的产物。在HFC上利用线缆调制解调器（Cable Modem）可以实现理想的宽带接入。1基本结构HFC网主要由馈线网、配线网和用户引入线三部分构成。其基本结构如图所示。图 2-1 基本结构2.工作原理HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式，可综合接入多种业务信息（如语音、视频、数据等）。当传输数字视频信号时，可采用正交幅度调制（64QAM）或正交频分复用（OFDM）；当传输语音或数据信号时，可采用正交相移键控（QPSK）或OFDM；当传输模拟广播电视信号时，可采用AMVSB方式。HFC网络采用副载波频分复用方式，将各种图像、数据和语言信号通过调制器调制，同时在同轴电缆上传输。其频谱安排如图所示。图2-2 频谱整个信号的通频带为750MHz，其中542MHz留给上行信号使用，称之为回传通道（上行通道），主要用来传送电视、非广播业务及通信业务信号；45750留给下行信号使用，称之为正向通道（下行通道），主要用来传输CATV信号，其中45582MHz频段主要用来传输模拟CATV信号，由于每一通路的带宽为68MHz，因此可传6080路电视节目，582750MHz主要用来传送附加的模拟CATV或数字CATV信号，特别是视频点播（VOD）业务。3终端设备Cable Modem是一种可通过有线电视网络实现高速数据接入的设备。Cable Modem备有三个接头，一个接有线电视插座，一个接计算机，一个接普通电话。大多为外置式，通过标准10BASE-T以太网卡和双绞线与计算机相连。Cable Modem终端是用户设备与同轴网络的接口，Cable Modem具有标准以太接口，可以连接单台PC，也可以连接多台PC或局域网。Cable Modem接收下行数据，经解调后传输到计算机，同时将上行数据信号进行射频调制，经本地网络传向前端。由于CATV网是共用传输系统，所以Cable Modem可以在CATV网上的某段或几段频率上进行数据调制和解调，其他频段仍可用于有线电视信号的传输。Cable Modem具有安全管理功能，并支持多等级服务，可以提供虚拟域网服务。2.3 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。按照室外设施是否含有有源设备分类：无源光网络（PON)和有源光网络(AON)。光纤接入网的应用类型1 光纤到路边（FTTC）2 光纤到大楼（FTTB）FTTB也可以看作是FTTC的衍生类型，不同之处是ONU直接放在楼内（通常为居民住宅公寓或小型企事业单位的办公楼），再经过多对双绞线将业务分送给各个用户。3 光纤到户（FTTH）或办公室（FTTO）将FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器，然后将ONU移到用户家，即为FTTH结构。2.4 无线接入技术宽带固定无线接入技术已有多种形式，例如已经投入使用的多路多点分配业务 (MMDS) 和直播卫星系统 (DBS) 以及正在做现场试验的本地多点分配业务 (LMDS)和不可见光纤无线系统。LMDS 可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。但最有利的机会是为企事业用户提供数据业务和高速上网。由于LMDS提供多点传输技术，新增用户时无须增加基站射频设备，便于快速扩展用户，最适于新的电信运营公司。LMDS 系统尚处于小规模商用阶段，能否大规模发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的收发机来，这不仅取决于技术，也与缺乏统一标准有关。另外，必须能妥善解决雨雪影响、视距传输和抑制信号干扰。目前对于普通雨雪，采用动态功率电平调节和先进的技术后有可能仍然维持较高的链路质量，但对于大雨雪，性能仍会迅速劣化。因此，在上述问题没有妥善解决之前，LMDS系统不太适合多雨雪地区应用。总的看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，不仅敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，而且改变了本地电信业务的传统观念，最适于新的电信竟争者与传统电信公司和有线电视公司展开有效竞争，也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。第三章 应用ADSL可行性的分析3.1宽带接入市场和业务发展状况3.1.1宽带接入技术的应用状况（1） DSL尤其是ADSL市场异常火爆 近年来，全球宽带接入市场异常火爆，获得了飞速发展。而在这火爆的宽带接入市场中，DSL的发展势头最为强劲，在国内外都占据主流地位。据RHK 2003年7月统计，全球DSL增长率连续超过200万线/月。在全球DSL市场蓬勃发展的大背景下，亚太地区DSL市场表现突出，其中中国的增长势头最为猛烈（2003年增长率超过200），显示出了巨大的发展潜力，成为继日本、美国后的第三大DSL市场。 从国内电信市场来看，宽带接入对固网运营商的业务发展起着举足轻重的作用，已成为固网运营商主要的投资方向和业务收入来源之一。预计到2004年底，中国的DSL用户数将突破2000万，其中ADSL用户占98以上，ADSL在宽带接入市场中所占比例将接近80。从中国2亿多的电话用户和不足1的宽带普及率来看，在未来相当长的时间内，DSL都将具有较大的发展空间。 目前，我国商用用户的宽带接入速率为512Bit/S，这主要受限于上游的IP城域网。但是，随着宽带业务的不断增多，特别是视频业务的开展，512Bit/S的速率已经不能满足需求，DSL正面临提速的压力。近期内，2MBit/S将是比较理想的速率。从理论上讲，目前用户的距离已经在2km以内（其中市内距离1km），DSLAM设备开通2MBit/S以上的下行速率没有问题，而且目前一些地方已经开通。但是，ADSL提速必然给上游的IP城域网带来提速的压力。 我们再来看看VDSL在国内的应用状况。由于VDSL技术和标准还不十分成熟，因此目前应用还很少，所占比例不足DSL用户的2。但是，随着高带宽对称应用的增加和VDSL技术的成熟，VDSL将得到规模应用，与ADSL技术相互补充、协调发展。 （2） FTTLAN接入增长缓慢 FTTLAN接入目前的发展速率远远低于ADSL，主要是因为LAN接入覆盖范围小，且因需要综合布线导致初期投资成本高，运营商对用户楼进行综合布线后，往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且LAN交换机大多不是电信级产品，故障率较高，运行维护比较困难。此外，以太网本身是一种局域网技术，将其应用于电信网接入领域时，需要认真解决认证计费、用户管理、用户安全和绑定、服务质量保证和网络管理等问题，而ADSL技术成熟且设备价格不断下降。运营商在经过充分考虑后，将ADSL技术作为主流的宽带接入技术，而将FTTLAN作为一种补充方式，主要用于企业大厦和高档住宅小区。 从LAN接入技术本身而言，以太网技术已十分成熟。发展LAN接入技术主要需要解决目前存在的几大问题：一是延伸以太网的接入距离；二是提高以太网交换机的可靠性，并实现对以太网交换机的远程集中管理；三是完善其用户认证、用户管理、用户安全和服务质量保证解决方案。 （3）光纤接入取得一定应用，但步履艰难 接入网的长远目标是实现光纤到户（FTTH），本着这样的目标大多数运营商都在积极推进接入网的光纤化进程，目前大城市已基本实现了光纤到小区、光纤到大楼，但受用户需求、成本和业务定位诸多因素的影响，光纤到户的进程一直比较缓慢。虽然近年来比较热门的光接入技术EPON受到越来越多的关注，有关EPON的试验项目正在逐步开展，在一些竞争比较激烈的地区，EPON甚至被运营商用于抢占网吧客户的重要手段，但是实现光纤到户仍需要相当长的一段时间。3.1.2宽带业务的发展状况 国内开展的宽带业务主要有大众用户普通上网业务、网吧业务、视频会议和企业专线业务。随着接入领域竞争的加剧，宽带业务的服务内容成为吸引大众用户的重要因素，而具有高附加值的大客户则更多地关注运营商提供的差异化服务和安全性保证。目前，部分运营商正在联合内容提供商加强服务内容的开发，以促进宽带接入市场的发展，现在大家谈论比较多的是VOD业务。 对于新业务的开展，有些需要在接入网支持Qos，在技术方面，也正在加强对组播、视频业务的研究和试验。对于大客户，正在通过优化网络结构，通过专门的上行通道或网络为其提供高Qos保证和高安全性的精品网络服务。 3.2ADSL技术发展趋势ADSL从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术演进 随着ADSL应用的不断推广和宽带业务需求的不断变化，基于G9921/G9922的ADSL技术（业界称为第一代ADSL技术），在业务开展、运维等方面都暴露出了一些难以克服的弱点。例如：第一代ADSL技术所支持的线路诊断和检测能力较弱，随着用户数的不断增多，如何实现用户终端的远程管理以及线路的自动测试成为运营商十分头疼的事；单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势；较低的传输速率难以满足一些高带宽业务的开展，如流媒体业务。 ITUT分别于2002年6月和2003年1月通过了ADSL2（G9923）和ADSL2（G9925）两个新一代ADSL技术标准，以使全球的运营商更好地开展ADSL技术、用户更好地享用ADSL业务。ADSL2/2在第一代ADSL的基础上增加了一些新的特性，在性能、功能方面有较大改进，其突出特点和主要改进有：扩大了覆盖范围和提高了数据速率，特别是ADSL2将频谱范围从1104 MH扩展到2208 MH，使下行速率大大提高（最高可达25 MBit/S以上）；拓展了应用范围，ADSL2/2增加了PTM（分组传送模式），能够更加高效地传送日益增长的以太网和IP业务；增强了线路故障诊断和频谱控制能力，能很好地支持双端测试（DET）功能，支持部分单端测试（SET）功能；增加了速率适配能力，能在不影响业务的情况下动态调整速率以适应变化的线路条件；增加了节能特性，局端设备和用户端设备都能在业务量小或没有业务的情况下进入低功率模式或休眠状态；支持多线对速率捆绑，可以实现更高的数据速率。值得指出的是，新一代ADSL技术虽然推出了ADSL2和ADSL2两个标准，但ADSL2标准只是为ADSL2标准的最终推出作铺垫和基础，新一代ADSL技术将是以ADSL2技术的形式得到推广和应用。 ADSL技术要完全实现从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术的发展演进，还需要一个相对漫长的过程。虽然全球设备商和运营商都倍加关注和期待新一代ADSL技术，但ADSL2/2标准自推出至今，芯片厂商推出的芯片只能支持标准规定的部分内容，完全支持标准的ADSL2/2芯片的推出还有待时日，尤其是ADSL2/2终端进展十分缓慢。另外，不同厂商的终端与局端设备的兼容性与互操作性更是一个问题。这些都是制约新一代ADSL技术规模应用的重要因素。在目前ADSL2技术还不十分成熟的情况下，ADSL2技术仍处于少量试验和试用阶段：一是开通更高的用户速率；二是通过ADSL2局端和普通ADSL终端实现长距离接入，解决第一代ADSL技术不能覆盖的用户接入问题。 第四章 ADSL宽带接入网络设计4.1网络拓扑结构结构的选择主要有如下几种形式：1 星型拓扑结构星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话属于这种结构。星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。这种结构便于集中控制，因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延迟时间较小，传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是，中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。2 环型网络拓扑结构环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户，直到将所有的端用户连成环型。环行结构的特点是：每个端用户都与两个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称；信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。3 总线拓扑结构总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时，这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下，由于所有数据站都是平等的，不能采取上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法：带有碰撞检测的载波侦听多路访问，英文缩写成CSMA/CD。这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权；媒体访问获取机制较复杂；维护难，分支节点故障查找难。4 树型拓扑结构树型结构是分级的集中控制式网络，与星型相比，它的通信线路总长度短，成本较低，节点易于扩充，寻找路径比较方便，但除了叶节点及其相连的线路外，任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。4.2 ADSL接入端布局规划(1)合理分散、就近用户城市对宽带接入的需求大，为了减少线间干扰，建议采用合理分散、就近用户的形式设置节点，尤其是对经济形势较好的、居住人口密度大的地区，建议接入网实现ADSL全覆盖，在接入网规划建设的同时考虑ADSL的规划建设，以便运营企业在提供电话业务的同时也能提供ADSL业务。(2)规划周期在规划ADSL的容量时，尽量以满足未来一年的需求为宜，时间太短易造成容量紧缺，工程建设频繁，网络规划混乱;时间太长则易因为需求预测不准确而导致资源空闲或短缺。电信市场经营部门每年都要对下一年的ADSL用户情况做相应的预测，以便为工程部门建设规划提供一定的参考依据。(3)子框满配用户电缆工程建设时建议对DSLAM设备采取“子框配满用户电缆”的原则，一方面可以减少设备扩容时的工程量，另一方面方便优化人员根据市场需求的变化，灵活地在现有网络容量上进行资源调配。4.3 ADSL系统的接入方式和接入模型以下为ADSL系统连接方式的功能模块图:图4-1 ADSL系统连接方式的功能模块图Server: 应用服务器 Internet:IP互联网 CORE Network: 骨干网络(一般为ATM骨干网);ADSL: 在局端的部分为ADSL局端设备, 在用户端的为ADSL用户端设备;Existing Copper:连接用户端和局端的普通双绞铜线;ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。图4-2 ADSL的接入模型中央交换局端模块包括在中心位置的ADSL Modem和接入多路复合系统，处于中心位置的ADSL Modem被称为ATU-C(ADSL Transmission Unit-Central)。接入多路复合系统中心Modem通常被组合成一个被称作接入节点，也被作DSLAM(DSL Access Multiplexer)。远端模块由用户ADSL Modem 和滤波器组成，用户端ADSL Modem通常被称为ATU-R(ADSL Transmission Unit-Remote)。4.4 ADSL设备的安装ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线中串接入ADSL局端设备，只需2至3分钟;用户端的ADSL安装也非常简易方便，只要将电话线连上滤波器，滤波器与ADSL MODEM之间用一条两芯电话线连上，ADSL MODEM与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好，便完成了安装工作。ADSL的使用就更加简易了，由于ADSL不需要拨号，一直在线，用户只需接上ADSL电源便可以享受高速网上冲浪的服务了，而且可以同时打电话。图4-3 ADSL的局端线路调整和用户端设备安装局域网用户的ADSL安装与单机用户没有很大区别，只需再加多一个集线器，用直连网线将集线器与ADSL MODEM 连起来就可以了，如下图所示：图4-4 局域网用户的ADSL设备安装由于ADSL系统技术较为复杂，目前制作成本仍然较高，但按目前的发展状况，预计到2001年即可实现ADSL的单片化，芯片价格也会大大降低，加上ADSL接入网投资小、易实现，届时ADSL定将成为主要的宽带接入网技术。4.5 IP地址的规划采用星型拓扑结构的局域网中往往利用集线器 (HUB)作为连接网络终端的中心节点。由于以太网中各台终端之间采用冲突检测载波监听多路访问 (CSMACD)的方法来通信，节点可以在它们有数据需要发送的任何时候使用网络，一旦节点采用查询的方式向整个网段广播，那么在此网段上的所有终端都将收到数据包，规模较大的局域网就很容易产生网络风暴，造成网络阻塞和效率低下。而虚拟网络(VLAN)的划分则是利用交换机作为中心节点，按照用户地址表，只允许必要的网络流量通过交换机；同时，交换机按照一定的逻辑分组，把传统 的广播网段分成独立的子域，使得终端处在与物理位置无关的虚拟工作组里，再根据不同的工作组进行不同的权限定义，从而有效地提高网络带宽的利用率，同时也实现了重要信息的保护和隔离。 由于XX小区宽带局域网主交换机采用了华为3Com H3C E126 以太网交换机，可利用该设备自带的VLAN功能划分LAN A、VLAN B、VLANC等不同的虚拟网络 ，规定不同的权限 (如 VLANA只能访问局域网内的终端而不能访 问因特网 ，VLANB能访问因特网 ，VLANC内的终端具有网络管理的权 限等 )，再将网卡MAC地址作为用户的识别标志分别填入其所属的VLAN，这样就实现了虚拟网络(VLAN)的配置和权限分配管理 。不仅支持用网卡 MAC地址来 区分和管理用户终端，同时也支持对交换机端 口的权限和带宽分配，这样就可以给一些特殊用途的端口(如调试用端口)，或者接有3级交换机的端口在管理上带来方便。通过基于VLAN的网络配置，可以有效地防止出现网络风暴；并且可以实现基于逻辑的网络划分；同时可以进行业务分割。这是目前所有的大型网络及智能小区必须采用的技术。 为了 VLAN之间能相互通信，需要给交换指定IP地址 ，并建立VLAN之间的路由。在实际操作中，我们把接入服务器网关设为 1721621，楼宇路由器的IP地址设为1722311到172231254，1722321到172.23.2.254 等，子 网 掩 码 为25525500。4.6 ADSL宽带接入网络安全的设计小区网络硬件平台打建好了 ，作为小区用户所关心的是用什么方式上网 ，可以享受到哪些方面的业务(数据 ，话音和视频 )，作为网络营运商所关心的是怎么管理和维护网络 ，怎么对小区接入用户的合法性进行认证和计费，以及网络安全等等问题 。 为对上网用户进行有效的管理 ，需对用户进行认证和计费。目前应用比较成熟的方式有 PPPoE，在小区中心侧使用接入网关实现此功能 ，接入服务器一般采用 Radius协议与 AAA服务器交互实现对用户的认证和计费。最近很多设备制造商如中兴通讯和华为等公司考虑到用户上网的快捷与方便 ，推出了 DHCP+Web PORTAL和静态 IP+WePORTAL方式来对用户的合法性进行认证 ，这种方式大大方便了用户，用户不需要象 PPPoE认证方式那样安装一个发起连接的客户端拨号软件 ，对于DHCP用户 ，用户一开机就可以通过DHCP SERVER 获取 一个IP地址，然后登录Web PORTAL门户网站，输入用户名和密码进行身份合法认证，(对于静态 IP用户，只需登录 web PORTA门户网站 ，输入用户名和密码进行身份合法认证即可)认证和计费，对用户来说是透明的，对于网络的安全问题 ，是用户所关心的 ，也是网络营运商首要考虑的，因为一个建立好的网络需要安全地正常地运行下去，对用户而言当然不希望自己的信息被别人接收到，因此要隔离用户数据 (单播地址的帧)，保证用户的数据只有合法的用户才可以接收到，另外，用户的一些广播包会携带用户的个人信息(如用户的 MAC地址等 )，如果不隔离这些广播消息而让其它用户接收到 ，容易在 网络上发生 MACIP的冲突 ，影响合法用户的上网，更严重的是如果不隔离这些广播包 ，易引起网 络广播风暴，从而影响整个网络的效率。 目前在网络安全方面各大营运商所采取的有效的成熟的技术就是基于IEEE8021q的 VLAN技术，将上图中大楼侧的 LAN Switch的端 口逻辑划分为独立 的 VLAN，享有独立的 VID(VLAN ID)，这样 ，用户所携带 ARP或者DHCP等广播消息就可以通过 VLAN进行隔离 ，从而使用户数据的安全性得到提高。对于 PPPoE认证和 DHCP +PORTAL认证的用户 ，都可以通过 VLAN ID 或者VLAN ID+MAC 或者 VLAN ID+MAC+LAN Switch的端口号来进行捆绑认证 l对于静态 IP+ PORTAL认证的用户，都可以通过 VLAN ID或者 VLAN ID+IP或者VLAN ID+MAC或者 VLAN ID+IP+MAC或 者VLANID+MAC+LAN Switch的端口号等多种组合来进行捆绑认证 。第五章 ADSL宽带接入网络的性能分析5.1影响系统性能的因素现存的用户环路主要由UTP（非屏蔽双绞线）组成。UTP对信号的衰减主要与传输距离和信号的频率有关，如果信号传输超过一定距离，信号的传输质量将难以保证。此外，线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。因此，线路衰减是影响ADSL性能的主要因素。ADSL通过不对称传输，利用频分复用技术（或回波抵消技术）使上、下行信道分开来减小串音的影响，从而实现信号的高速传送。衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准损伤。传输速率越高，它们对信号的影响也越大，因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。附表列出了正常情况下24号线规UTP的下行速率和有效传输距离的关系。表中的VDSL是甚高速ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL更短，但是在VDSL光纤到路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后，VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。ADSL接入网线路长度若为5.5km，则可覆盖80%以上的现有电话用户；线路长度若为3.7km，则可覆盖50%以上的现有用户，用户小区以外的分散用户可通过基于光纤的集线器节点接入到网络中。串音噪声通常是稳定的，因此比较容易对其进行研究并加以克服；而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随机的，对期难以建模和研究。5.2改进方案建议VDSL是利用中国电信深入千家万户的电话网络，先天形成星型结构的网络拓扑构造，骨干网络采用中国电信遍布全城全国的光纤传输，您独享10M/s带宽，信息传递快速可靠安全。 VDSL 数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。您上网的同时可以拨打或接听电话，避免了拨号上网时不能使用电话的烦恼。在现有电话线上安装VDSL，只需在用户侧安装一台VDSL modem。最重要的是，无须为宽带上网而重新布设或变动线路。VDSL是甚高速ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL更短，但是在VDSL光纤到路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后，VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。第六章 总结与展望在大学这最后一个的暑假里，我完成了宽带接入网设计方案研究这篇毕业论文。这几个月里，我经常上网查阅有关接入网方面的资料。通过这段时间的学习和锻炼不仅使我学到了很多专业知识还提高了自我学习和分析问题能力。本课题涉及了网络的连接，很贴近现实生活，工作，实用性强，应用广泛，有时代感，覆盖的知识面广泛。在写论文之前虽然对网络有些基本的了解，但通过查阅资料及指导老师的帮助我觉得写毕业论文不但巩固了大学两年半来的所学的知识，同时也使我在不知不觉中更加的熟练应用电脑，加强了对通信技术的了解以及通信技术在实际生活中的广泛应用。这给了我一次很好的实