第8章 广域网接入技术

LOGO网络互联技术与实训主编鲁顶柱刘邦桂中国水利水电出版社2第8章广域网接入技术综合业务数字网1宽带综合业务数字网23数字数据网5分组交换数据网帧中继455数字用户线路电缆调制解调器6738.1数字数据网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。48.1数字数据网DDN的特点传输速率高，网络时延小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155Mbit/s，平均时延小于450us。传输质量较高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。协议简单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。5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。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68.2综合业务数字网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。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64kbit/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16kbit/s。78.2综合业务数字网ISDN连接有两种类型：基本速率接口（BRI）和基群速率接口（PRI）基本速率接口BRI使用两个B信道和一个D信道，即2B+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128Kbit/s。基群速率接口在北美洲和日本，PRI提供23B+D，总传输速率为1.544Mbit/s。在中国、欧洲和澳大利亚，PRI提供30B+D，总传输速率为2.048Mbit/s。88.2综合业务数字网ISDN的特点高质量、高速度的数据传输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。综合的通信业务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。标准化的用户接口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。98.2综合业务数字网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。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。108.3宽带综合业务数字网B-ISDN概述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。118.3宽带综合业务数字网N-ISDN和B-ISDN的比较使用的传输媒介不同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。采用的数据传输技术不同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。128.4分组交换数据网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。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。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。138.4分组交换数据网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。PSDN提供的基本业务功能分组交换数据网可提供两种基本业务功能，即交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）。（1）交换虚电路（SVC）交换虚电路类似于电话交换，即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，供其他用户使用，适用于数据量小、随机性强的场合。（2）永久虚电路（PVC）永久虚电路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，就像使用专线一样。它适用于通信比较频繁、通信量较大的场合。148.4分组交换数据网PSDN的应用（1）利用分组网组建本系统的管理信息网随着科学技术的发展，计算机在机关、企事业单位更加普及。将计算机联网，使数据能准确、高速、可靠地在网内传输，达到资源共享已成为各个部门适应社会竞争的关键。由于分组交换网成本低、组网灵活、易于实施，适合不同机型、不同速率的客户通信，很快就为许多部门所接受，银行总行利用分组交换网组建自上而下的管理信息系统，使总行能在规定时间内采集到全部分支行的经营管理信息。另外，机关部委耶可以利用分组网将本单位各种业务管理信息、统计报表等及时地送到决策者手中，从而使管理决策达到了规范化的高水平。（2）利用分组网进行中低速连网，从而实现本系统实时业务处理国民经济各部门都有自己不同的计算机应用系统，如金融系统的通存通兑、电子汇兑、资金清算、自动取款机业务、销售点业务（PUS）等。证券公司的行情发布以及公安部门的户籍、身份证管理等都可以在分组网上开展。分组网在提高工作效率的同时将带来极大的积极效益。（3）利用分组网接入增值业务网通过分组网可接入数据通信的增值业务网，如POS网业务、电子信箱业务、国际Internet业务等。158.5帧中继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2Mbit/s～45Mbit/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。168.5帧中继帧中继的应用局域网的互联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。图像和文件的传输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。178.5帧中继中国公用帧中继网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。188.6数字用户线路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。198.6数字用户线路类型名称对称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）208.6数字用户线路（1）对称DSL技术在对称DSL技术中，常用的是HDSL和SDSL。HDSL和SDSL支持对称的T1/E1（1.544Mbit/s和2.048Mbit/s）传输。其中，HDSL的有效传输距离为3~4km，并且需要2~4对双绞电话线；SDSL最大有效传输距离为3km，且只需一对双绞电话线。（2）非对称DSL技术非对称DSL主要有ADSL、VDSL、和RADSL三种。ADSLADSL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1.5Mbit/s～9Mbit/s的高速下行速率和从16Kbit/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3km～5km。VDSLVDSL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